Новости
404 0

Как подключить фотореле через магнитный пускатель схема

Главная / Компоненты

Назад

Опубликовано: 05.02.2021

Время на чтение: 10 мин

Читайте также: Закон Кулона. Единица электрического заряда (окончание)

691

  • Что такое фотореле, устройство и принцип действия
  • Важные технические параметры и разновидности
  • Схема подключения фотореле Подключение в сети TN-C и TN-S
  • Фотореле в двухпроводной сети TN-C
  • Фотореле в трехпроводной сети TN-S
  • Подключение датчика света через реле-повторитель
  • Схема инвертирования выходного сигнала
  • Схема с дополнительным выключателем
  • Установка и монтаж фотореле
  • Для автоматического управления наружным (а иногда и внутренним) освещением удобно использовать фотореле. При снижении уровня естественного света вечером оно включит систему искусственного освещения и отключит утром, когда взойдет солнце. Если совместить фотореле с датчиком движения, можно получить еще большую экономию – свет включится только ночью и только при условии присутствия человека. В продаже имеется много подобных совмещенных моделей. Выбрать и подключить датчик день-ночь можно самостоятельно.

    Что такое фотореле

    Это радиотехническое устройство, регистрирующее поток фотонов – элементарных частиц, квантов электромагнитного излучения, которые не обладают массой и способны существовать только в движении, а их скорость является максимально возможной в материальном мире. Его схема состоит из двух частей:

    Вкратце алгоритм его действия следующий: фотоны, попадая на чувствительный элемент (фотоэлектрический датчик), вызывают возникновение электрического тока или изменение его параметров. Так формируется управляющий импульс, который усиливается и подается на исполнительный элемент – соленоид – электромеханического реле. Последнее замыкает свои силовые контакты, коммутируя управляемую цепь.

    Чувствительные элементы фотореле

    Фотоны не обладают зарядом, но возбуждают ионы в атомной структуре веществ и порождают вторичное излучение, сопровождающееся двумя эффектами:

    Последний феномен наблюдается только в том случае, если вещество обладает так называемой запрещенной зоной – энергетическим диапазоном, в пределах которого электрон не может активироваться – определенного размера.

    Для примера: у металлов (проводников) такой зоны нет. А у диэлектриков она настолько велика (не менее 5 электронвольт), что электроны в них не могут активироваться никогда. Промежуточное положение между ними занимают так называемые полупроводники. Величина запрещенной зоны у них от десятых долей до трех электронвольт.

    К веществам, которые способны активироваться под воздействием потока фотонов, относятся селенид и сульфид кадмия. На их основе строятся все чувствительные элементы фотореле, которые бывают трех типов:

    Фоторезисторы

    Эти элементы радиотехнической схемы делают из полупроводников с одним типом проводимости – электронным (p) или дырочным (n). Под действием света их электрическое сопротивление уменьшается, они начинают пропускать ток. Этот сигнал поступает на входной каскад транзисторного усилителя, после чего он подается на соленоид силового реле, коммутирующего управляемую цепь.Фоторезисторы являются наиболее простым и потому часто употребляемым элементом чувствительных схем.

    Фотодиоды

    Состоят из двух полупроводников – электронного и дырочного типа. Под воздействием света электроны накапливаются в зоне n, а так называемые дырки (положительно заряженные ионы) в зоне p. В результате возникает разность потенциалов и начинает течь постоянный ток. Этот элемент может работать в двух режимах: фотогальваническом и фотодиодном.

    Схема включения фотодиода (ФД) в гальваническом и диодном режиме представлена на рисунке ниже.

    В первом случае к нему не подводится питающее напряжение и он сам является источником тока. Это свойство используется при создании солнечных батарей, состоящих из сотен и даже тысяч светодиодов. Во втором подается напряжение обратной полярности, которое его запирает. При облучении светом обратное сопротивление элемента резко падает, а сила тока, через него текущего, наоборот, возрастает.

    Фототранзисторы

    Бывают двух типов: n-p-n и p-n-p, что определяет направление тока, через него текущего. От обычного транзистора отличается не только открытым корпусом, но и отсутствием третьего вывода – базы. Этот элемент делается большего размера, поскольку он воспринимает световое излучение, которое является управляющим.

    Читайте также: Подсветка на кухне под шкафами: нюансы выбора и пошаговая инструкция

    Может работать в двух режимах: фотоэлектрическом и усилителя. В первом случае коллектору питающее напряжение не подводится, а ток через него возникает вследствие воздействия света на базу. Коэффициент усиления имеет логарифмическую зависимость от силы света и измеряется в децибелах.

    Управление фотореле

    Для того чтобы иметь возможность регулировать момент замыкания фотореле в зависимости от освещенности, используется два приема:

    Первый наиболее прост, но он существенно ослабляет чувствительность прибора. Кроме того, не вполне логично сначала ослабить сигнал, а потом его усиливать для использования. Метод опорного напряжения заключается в том, что светочувствительный элемент включается по гальванической схеме. Возникший в нем ток сравнивается с опорным, текущим по независимой цепи. Для их сравнения используется компаратор.

    Изготовление в домашних условиях

    Принципиальная схема емкостного фотореле ФР-602 (как и его собрата) легко повторяется даже при незначительных познаниях в электронике. Особую актуальность создания самоделки приобретает при потребности в большом количестве устройств (например, для организации автоматического включения и отключения освещения в зависимости от времени суток).

    Для изготовления понадобятся такие детали, в скобках будут указаны обозначение на приведенной схеме и мощность:

    • 2 биполярных транзистора BC857A (Q1 и Q2);
    • 5 выпрямительных диодов 1N4007;
    • выпрямительный диод 1N4148;
    • стабилитрон 1N4749 ;
    • резисторы (R2, R4–R9: 1,5 МОм, 1 МОм, 560 кОм, 200 кОм, 100 кОм, 75 кОм и 33 кОм; все мощностью 0,125 Вт);
    • резистор (R3, 220 Ом, 2 Вт);
    • фотоэлемент (PH, до 100 кОм);
    • подстроечный резистор (WL, 2,2 мОм);
    • конденсатор (С2, 0,7 мкФ 400 В);
    • электролитические конденсаторы (С4–С5, 100 мкФ 50 В и 47 мкФ 25 В, соответственно);
    • реле SHA-24VDC-S-A (Rel1).

    Учитывая набор и суммарную стоимость деталей, а также наличие схемы, 602 модель — довольно простое в исполнении решение.

    К слову, многие детали из списка можно заменить на отечественные. По отзывам уже собиравших биполярный транзистор Q2 можно заменить встречающимся повсеместно КТ3107Б, а стабилитрон 1N4749 — тремя последовательно подключенными Д814А или двумя Д814Д. Схема подключения также не отличается особой сложностью.

    Подключение фотореле

    Стандартная схема подключения фотореле в системе управления освещением представлена на рисунке ниже.

    Обратите внимание, что к нему подводится и фазный проводник, и нейтральный. Это делается для того, чтобы обеспечить питанием чувствительную часть схемы.

    На практике клеммная коробка фотореле имеет три вывода. Они обозначены символами L – подключение фазы, N – нейтраль и R – нагрузка. Традиционно нагрузочный проводник выполняется черного или темно-коричневого цвета. Нейтраль желтого, а фазная линия – синего цвета. Однако могут быть варианты, поэтому за буквенными обозначениями следить надо обязательно.

    Читайте также: Ремонт тепловентилятора дуйчика своими руками — схема, причины неисправности, термозащита.

    Фотореле с магнитным пускателем

    Мощность, на которую рассчитано фотореле, ограничивается электрической прочностью силовых контактов. Обычно рабочие токи для этого элемента автоматики не превышают 15 ампер. Например, у популярной модели ФР 601, используемой для управления уличным освещением, максимальная мощность нагрузки 1100 Вт, а рабочий ток 10 ампер.

    Как следует поступить, когда требуется включать, например, уличные газоразрядные лампы ДРЛ ДНаТ 1000, токи запуска которых 12,5 ампер? В этом случае управление осуществляется через магнитный пускатель. Схема подключения фотореле ФР 601 с ним приведена на рисунке ниже.

    Нагрузочный выход фотореле включается в цепь втягивающей катушки пускателя, к основной контактной группе которого подключается коммутируемая линия.

    Фотореле параллельно с выключателем

    В ряде случаев имеет смысл включать фотореле вместе с выключателем. Ведь возможно, что включить свет вам понадобится ранее наступления темного времени суток. Сделать это надо так, чтобы контакты силового реле были параллельны контактам выключателя. Главным условием правильной работы этой схемы является то, что к нагрузке должна подводиться одна и та же фаза.

    Фотореле вместе с таймером

    В сельских населенных пунктах практикуется правило, что уличное освещение включается с наступлением темного времени суток, но работает оно не всю ночь, а до, например, 23:00. Для реализации этого решения нагрузочный контакт фотореле подключается ко входу таймера. А тот, в свою очередь, к управляемому прибору.

    Фотоэлектрическая схема является частью многих элементов автоматических систем. Например, датчиков движения. Но на этом ее возможности не ограничиваются. Она также встречается в составе звукозаписывающего оборудования. С помощью света можно дистанционно управлять токами большой силы, для чего используются особые приборы – фототиристоры и симисторы. Вы можете сами придумать оригинальную схему на ее основе, которая будет выполнять специфические задачи.

    Источник

    Основы

    Для включения магнитных пускателей и контакторов используют кнопочные посты. Это устройства, в которых есть 2 или 3 кнопки типа «Пуск» и «СТОП» или «Вперёд», «Назад» и «СТОП», есть и другие менее распространённые варианты. Кнопки эти представляют собой кнопку без фиксации с нормально-замкнутой и нормально разомкнутой парой контактов.

    Пускатели и контакторы – это электромагнитные коммутационные приборы. Чтобы его силовые контакты замкнулись, нужно подать напряжение на катушку. Она притянет сердечник (якорь) на котором закреплены контакты (конструкция может различаться). Когда вы снимите напряжение с катушки – прибор отключится, и его силовые контакты разомкнуться.

    Кроме силовых в этих приборах есть блок-контакты (обычно несколько их групп). Они не способны выдерживать большую нагрузку, а предназначены для реализации схемы самоподхвата и индикаций. Дело в том, что если просто через кнопочный пост подать напряжение на катушку – аппарат включится, но когда вы отпустите кнопку – сразу же отключится. Это нужно, например, в лебёдках и других грузоподъемных механизмах, но не в цепях, которые работают длительное время без остановок, как свет и электродвигатели вентиляционных систем.

    Оборудование высокой мощности

    Среди конкурентов также можно рассмотреть фотореле ФР-7Е, но не в его пользу говорят отсутствие защиты от влаги (IP40) и довольно высокая потребляемая мощность.

    Также к недостаткам можно отнести открытые контактные зажимы и отсутствие защиты подстроечного резистора на лицевой панели. Положительный момент — работать ФР-7 может в сетях переменного тока напряжением 220 вольт с напряжением до 5 ампер, что почти на порядок больше, нежели у рассмотренных выше конкурентов. Диапазон регулировки в 10 лк также устанавливается лишь специалистом — отрегулировать его самостоятельно не получится.

    По габаритам ФР-7 также превосходит рассмотренные в статье фотореле (см. чертеж).

    Схема подключения кнопочного поста и её принцип работы

    Чтобы подключить контактор или пускатель для управления светом с двух кнопок (как и любой другой системой) нам понадобится:

    Подключение контактора к кнопочному посту выполняется так:

    Всё что описано выше, но в графическом виде вы можете увидеть на этой схеме.

    На рисунке дополнительно установлена индикация включения – лампочка в цепи управляющих кнопок и блок-контактов. Она позволит понять, включен ли контактор и наружный свет, не отходя от кнопочного поста.

    Примечание

    : схема управления светом с помощью пускателей также хороша и тем, что можно легко организовать управление светом из двух и более мест – нужно просто добавить кнопочные посты параллельно имеющимся.

    Аналоги

    Среди аналогов данному устройству значатся ФР-75А — фотореле, схема которого более сложна для изготовления в домашних условиях, а также менее стабильна и долговечна при практическом использовании.

    Читайте также: Проверка диодов различных видов мультиметром

    Среди его преимуществ — больший диапазон рабочей яркости, составляющий от 1 до 200 лк, что вчетверо превосходит конкурента. Еще один большой плюс устройства ФР-75 — возможность работы в цепях постоянного тока напряжением 12 В.

    Также фотодатчик является выносным, что позволяет установить сам регулятор внутри помещения и не беспокоиться о факторах окружающей среды. В целом, в своем классе модель не имеет равных и является лучшим фотореле — 12 вольт постоянного тока часто используются в качестве питания для подобных устройств. Схема подключения устройства изображена на рисунке.

    Дополнительные датчики

    Как уже было сказано выше, управление освещением с помощью контакторов и пускателей часто используется в паре со средствами автоматики, такими как датчик освещенности и датчик движения. Обычно такие устройства содержат в себе небольшое реле или симистор, но максимальная мощность подключаемой активной нагрузки, как правило, ограничена 1-2 кВт. А о нагрузке с электромагнитными пускорегулирующими аппаратами и речи не стоит вести. Контакты таких реле не предназначены для их питания. К такой нагрузке можно отнести мощные лампы типа ДНаТ, ДРЛ, МГЛ и прочие, которые активно используются в уличных фонарях и прожекторах.

    Для этого схема включения освещения контактором или пускателем с помощью датчиков отличается от схемы с кнопочным постом лишь тем, что вместо кнопочного поста мы соединяем катушку коммутационного аппарата с контактом выходного сигнала датчика. Ниже вы видите схему подключения датчика движения и фотореле к контактору на примере однофазной сети:

    Схемы можно совместить, организовав принудительное включение освещения, для этого параллельно сигналу с датчика устанавливаем тумблер, который будет подавать фазу на катушку.

    Если вы собираетесь использовать датчики в чистом виде – учтите, что они не предназначены для оперирования сигналом напряжением в 220В переменного тока. Поэтому такие устройства как фотореле семейства ФР, которые столь распространены в быту, содержат схему питания датчиков, триггеры или другие пороговые элементы, схемотехнику которых мы в этой статье рассматривать не будем! Если вам интересна эта тема – пишите в комментариях и мы подробно о ней расскажем. Надеемся, вам стало понятно, как производится управление освещением через контактор и магнитный пускатель. Как вы видите, схема не сложная, главное разобраться с особенностями ее работы.

    Напоследок рекомендуем посмотреть видео, на котором наглядно демонстрируется применение такой схемы в быту:

    Наверняка вы не знаете:

    Источник

    Недостатки модели

    Рассмотрим, в чем минусы подобной схемы. Как ни странно, с технической стороны схема не уступает заводской при должной сноровке радиолюбителя. Разница будет ощущаться в реальной эксплуатации: заводское изделие имеет стандарт защиты IP44, что подразумевает пыле- и влагозащиту.

    Читать также: Что такое такт двигателя внутреннего сгорания

    Также заводские ФР-601 и ФР-602 имеют больший диапазон рабочих температур, а самодельная схема в мороз в декабре может перестать работать из-за одного-единственного некачественного соединения.

    Описание фотореле

    Чувствительное фотореле на симисторе ГОСТ 51324.2.1-99. представляет собой оптронный прибор, состоящий из светодиодов, оптически связанных с контактами электроприборов. Его еще часто называют сумеречный светодиодный датчик, приспособление день-ночь и т.д.

    Фото — Фотореле фото

    Фотореле предлагаютразличные преимуществапо сравнению с механическими реле времени:

    Составляющими прибора являются: три контактных провода для подключения к общей сети, магнитный пускатель, якорь.

    Фото — Фотореле в разобранном виде

    Видео: простое фотореле

    Применение и подключение

    Электронные приборы со встроенным фотодатчиком света используются для организации и контроля автоматического уличного освещения, наружного фасадного, подъездного или бытового. Часто с ним в комплекте используются консольные светильники по типу ЖКХ, которые оснащены защитным стеклом и специальной решеткой.

    Устройство работает на очень маленькой микросхеме и транзисторах, также на корпусе чаще всего дана инструкция, как правильно присоединить прибор. Мы используем светоконтролирующий выключатель, для того, чтобы продемонстрировать пошагово, как производится монтаж приспособления. Несмотря на внешне небольшой размер, этот прибор отлично справляется с функцией освещения дворов, парков и садов.

    Фото — фотореле ФР-3

    В основном фотореле для уличного освещения рекомендуется устанавливать в среднем положении. Чтобы своими руками установить включатель, нужно воспользоваться специальным кронштейном, который крепится в стену. Навес при помощи винта устанавливается непосредственно в фотореле. Место установки зависит от освещенности, постарайтесь подобрать такой участок, где ничто не мешает солнечным лучам попадать на рабочую поверхность приспособления, иначе на фотодиоде начнутся помехи, и прибор будет работать неверно. В зависимости от того, какие у устройства характеристики, не допускается наличие перед фотореле деревьев, мебели, занавесок и т.д.

    Схема фотореле и его принцип подключения в сеть чаще всего изображено на коробочке от устройства, это очень удобно, не нужно искать подходящее именно под Ваш прибор. Подробнаяинструкция, как производится подключение фотореле своими руками:

    Чтобы проверить правильность подключения нужно включить пускатель в сеть, и посмотреть, работает ли прожектор или фонарь.

    Фото — Подключение фотореле

    Установка реле и заземление

    В случае, если в квартире, доме или на улице применяется система заземления типа TN-S либо TN-C-S, электрическая схема питается от сети трехжильным кабелем (фазовый провод, нулевой, заземление). Но для подключения ламп при электропроводке типа TN-C, соединение будет отличаться только тем, что отсутствует проводник PE.

    Купить фотореле можно в любом электротехническом магазине, цена напрямую зависит от марки и области действия (улица — ФР-601 ИЭК, ФР-602, фасады — ФРСУ-1-0 ухл 4.2, ФРСУ-2-0 и прочие типы). Наиболее популярны следующие модели ФР-1 12 вольт, УТФР-1М, CSM, LUNA 110 AL, TWS-1, TWS-1M, AWZ-30, ABB (АВВ), LXP-01, DLS-1/50, AZH-S, АС-7, РФС-11, ФБ-2-16А (диап. 2-4 кВт), ЛЮКС 2.

    Фото — Подключение фотореле ФР-601

    Источник

    ФР-601 (602)

    Если речь заходит об использовании стандартных однофазных фотореле для освещения, то самой популярной моделью являются устройства ФР-601 и ФР-602 производства компании ІЕК.

    Они достаточно надежные, и даже у непосвященных в электронику пользователей не возникает вопросов, как подключить автоматический регулятор подсветки. Эти две модификации имеют несущественные различия: они обе работают с током одних и тех же напряжения и частоты, имеют аналогичную потребляемую мощность (0,5 Вт) и абсолютно одинаковые комплекты поставки.

    Различия касаются лишь максимального сечения подключаемых проводников: для 601 модели она составляет 1,5 кв. мм., а для 602 — 2,5. Следовательно, отличается у них и номинальный ток нагрузки: 10 и 20 А, соответственно. Фотоэлемент у обеих моделей встроенный, его регулировка возможна в пределах от 0 до 50 лк с шагом в 5 лк.

    Добавить комментарий