Схемы управления освещением
Освещение – одна из основ любого помещения. Без него нельзя ни работать, ни безопасно передвигаться. Особенно остро этот вопрос стоит в больших производственных помещениях и на открытом пространстве. Чтобы оперативно включать освещение, можно использовать мощный автомат, но кто имел дело – тот знает, что не у всех хватит сил просто включить большой советский автомат на 200 и более Ампер. Поэтому можно организовать управление освещением через контактор или магнитный пускатель, вручную, либо подключив схему к различным датчикам.
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.
Чтобы этого избежать и нужна схема самоподхвата – нормально-разомкнутый блок контакт подключают параллельно кнопкам «ПУСК» на кнопочном посту.
Обычно такие коммутационные аппараты используют для подключения к сети электроприборов большой мощности: тэнов, двигателей или как в нашем случае больших осветительных установок.
Схемы управления освещением
Очень часто при организации системы освещения в квартире возникает ситуация, когда в проходном помещении на его входе требуется включать свет, а при выходе из помещения на другом его конце – выключать. Поскольку возвращение обратно к входу в помещение (для того, чтобы выключить свет) выглядит крайне нелепо, возникла потребность в каком-то техническом решении данной проблемы. В ходе решения этого вопроса был разработан ряд устройств, к числу которых можно отнести проходные (перекидные) выключатели, крестовые переключатели и так называемые бистабильные реле.
Конструктивно проходной выключатель представляет собой собранный по особой схеме переключатель, содержащий группу из трёх контактов – одного подвижного и двух неподвижных. В крайних положениях клавиши данного переключателя подвижный контакт соединяется либо с одним, либо с другим неподвижным контактом. Соединив два подобных выключателя по схеме, приведённой на размещённом ниже рисунке, мы получим устройство, позволяющее управлять одним или несколькими включёнными параллельно светильниками из двух различных точек. Причём управляться эти светильники будут независимо друг от друга.
Отличительной характеристикой проходных выключателей является то, что положение их клавиши не обязательно должно соответствовать общепринятым понятиям «включено-выключено». Если в типовом выключателе включенным положением считается верхнее положение клавиши, а выключенным — нижнее, то в проходном выключателе режим «включено-выключено» определяется тем, в каком положении находится в данный момент второй выключатель.
Кроме стандартных одиночных переключателей, очень часто для управления освещением в квартире используются и сдвоенные проходные выключатели. С их помощью производится управление из двух удалённых друг от друга мест сразу двумя независимыми осветительными приборами. Выполняются они обычно как два одиночных проходных выключателя, размещённых в одном корпусе. Нередко возникают ситуации, в которых управлять освещением необходимо не из двух, а из трёх и более удалённых мест. В данном случае проходные выключателями ничем нам не помогут, и схему управления потребуется дополнить четырёхконтактными переключателями (крестовыми выключателями).
Крестовой выключатель содержит четыре контакта и имеет более сложную схему коммутации контактов по сравнению с обычным проходным выключателем. Он встраивается таким образом, что первый и последний переключатели в цепи освещения будут проходными, а в «промежуточных» точках устанавливаются крестовые выключатели.
Организовать управлять освещением из трёх и более мест можно значительно проще, если использовать для этого специальные двустабильные реле, которые иногда ещё называют бистабильными реле.
Бистабильное реле содержит в себе электронную схему с двумя устойчивыми состояниями (триггер), который управляется кратковременным одиночным импульсом, подаваемым на его вход. При этом для управления освещением можно использовать в качестве коммутирующих элементов кнопки, не имеющие фиксированных положений. Все управляющие освещением кнопки можно включать параллельно друг другу, что существенно упрощает схему и монтаж осветительной сети.
Бистабильное реле представляет собой типовой модуль, размещаемый на DIN – рейке в распределительном шкафу.
Различные модификации двустабильных реле могут иметь или один нормально-разомкнутый контакт, или два нормально-разомкнутых контакта, или же пару из нормально-разомкнутого и нормально-замкнутого контакта. Такие реле предназначаются для работы как в сетях напряжением 220В, так и при напряжении питания 24В. При построении схемы управления освещением с помощью двустабильного реле обычно используют его нормально-разомкнутый контакт. Число управляющих освещением кнопок может быть произвольным, и все они должны быть включены параллельно.
При нажатии на любую из кнопок управляющее напряжение подаётся на вход реле, что приводит к замыканию нормально-разомкнутого контакта и соответственно – к включению осветительного прибора. Повторное нажатие на кнопку вызовет отключение реле и размыкание цепи освещения.
Использование подобных реле (несмотря на некоторые издержки) является наиболее удобным вариантом из рассмотренных схем управления освещением из трёх и более мест. Преимущества эти особо заметно проявляются как при проведении монтажа устройства, так и в случае его ремонта.
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:
1. Кнопочный пост.
2. Контактор или пускатель с количеством силовых контактов (полюсов) равным количеству фаз.
3. Три жилы провода.
Подключение контактора к кнопочному посту выполняется так:
1. Определяют напряжение катушки аппарата (обычно 220 или 380).
2. Фазу берут с силовых контактов (если катушка на 380 – берём две разноименных фазы, если 220 – фазу и ноль).
3. Подключают фазный провод на нормально-замкнутые контакты кнопки «СТОП».
4. Последовательно с кнопкой «СТОП» подключают кнопку «ПУСК».
5. От нормально-разомкнутой пары блок-контактов контактора или пускателя прокладывают два провода к кнопочному посту (от двух контактов соответственно) и подключают их к «ПУСКу», так чтобы её нормально-разомкнутая пара и разомкнутые блок-контакты были подключены параллельно. При этом контакты, на которые теперь пришла фаза, назовем условно «1», а на которые фаза подастся после нажатия на клавишу и срабатывания блок-контактов «2». Важное примечание: к этому шагу у нас уже есть приходящая фаза через нормально-замкнутый «СТОП» на разомкнутый «ПУСК», к этой же цепи подключены и блок-контакты пускателя или контактора.
6. К блок-контакту «2» подключаем вывод катушки (часто на современных контакторах они обозначаются как A1 и A2).
7. Второй вывод катушки подключаем к нулю, если она рассчитана на напряжение 220В или к другой фазе – если на 380В соответственно.
8. Подключаем силовые питающие провода, с этих же клемм обычно берут фазу на кнопочный пост.
9. Подключают провода от системы освещения (самих осветительных установок).
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.
Мастер-выключатель: что это такое?
Современные жилища людей догоняют мысли писателей фантастов. Инженеры стараются создать устройства, которые бы облегчали нам жизнь. Что-то нам кажется фантастикой, но уже существует и широко применяется, а самое главное вполне доступно каждому желающему. Хотя не все про такие технические новшества знают. Вот, например, с каждым случалась такая история: обулись и видим, что не весь свет в жилище погашен. Варианты? Либо снимать обувь, либо на носочках или на пятках, а можно в обуви пройти.
А ведь уже придумана такая волшебная кнопочка у входа, чтобы легким нажатием, а нужное оставить, например, холодильник. Это точно такой же выключатель, как на любой осветительный прибор у вас дома. Проще и удобней не придумаешь!
На самом деле мы все знакомы с мастер-выключателями. Когда выходишь из отеля и достаешь из кармашка возле двери карту, то свет в номере гаснет. Также отключаются телевизор, розетка с утюгом и тому подобное.
И для всего этого нам потребуется контактор, с его помощью мы реализуем функции мастер-выключателя:
То есть наша задача: понять, что нам хочется отключать обычной клавишей выключателя у выхода из дома. Это может быть весь свет + розетки в определенной комнате + электроплита и так далее.
Контактор модульный.
Контактор ABB представляет собой устройство, контакты которого замыкаются или размыкаются катушкой (электромагнитом). Подали напряжение на катушку (электромагнит), и контакты самого контактора в зависимости от его исполнения или замкнулись или разомкнулись. Катушки контактора рассчитаны на напряжение, как переменного тока (АС), так и постоянного (DC), поэтому при выборе контактора обращайте внимание на этот параметр. Напряжение можно подключать от 12 до 415 В, на это тоже обязательно надо обратить внимание, т.к. модульный контактор, рассчитанный на напряжение 12В при подаче на него 220 В просто сгорит.
Модульные контакторы ABB делятся на две серии: ESB и EN. Отличие в том, что контакторы ESB управляются только подачей или отключением напряжения и рассчитаны на токи 20, 24, 40 и 63А, а контакторы EN имеют дополнительное ручное управление (включение/отключение) и рассчитаны на токи до 40А.
У контакторов два вида контактов. Одни контакты – это силовые контакты, которые размыкают или замыкают силовые цепи, а другие – контакты управления самим контактором, т.е. непосредственно дают команду на замыкание/размыкание силовых.
Контакты управления А1-А2 обозначаются одинаково на всех контакторах. Именно к ним надо подать или снять напряжение, чтобы силовые контакты размыкались или замыкались.
Силовые контакты, которые включают или отключают нагрузку, подключенную к контактору, всегда парные 1-2, 3-4, 5-6, 7-8 и т.д
Количество пар силовых контактов у магнитных пускателей ABB чётное, или два или четыре. Обозначаются или НО (нормально открытый) или
НЗ
(нормально закрытый). Т.е. при отсутствии напряжения на катушке НО – разомкнуты, при подаче напряжения на катушку НО замыкаются, ну а НЗ соответственно наоборот. Вариации бывают разными 2НО (два открытых контакта), 3НО-1НЗ (три открытых + один закрытый) и т.д., и обозначаются на корпусе контактора цифрами 40 (четыре контакта НО), 20 (два контакта НО), 22 (два НО и два НЗ), 02 (два НЗ).Например, из названия контактора ABB EN40-40N следует, что этот модульный контактор рассчитан на номинальный ток 40А и имеет четыре НО (нормально открытых) контакта. Также указано, что катушка контактора рассчитана на напряжение 230В переменного или постоянного тока.
Для защиты катушки управления контактора правильно ставить в её цепь автоматический выключатель, и т.к. мощность потребляемая катушкой мизерная, то номинал автомата лучше брать не более 1А.
Контактор ESB 20А занимает 1 модуль, 24А – 2 модуля, 40 и 63А – занимают по 3 модуля на дин-рейке.
Контакторы бывают также и с ручным управлением, точнее с комбинированным. Т.е. можно при помощи переключателя включать и выключать модульный контактор руками, передвигая рычажок. На фото ниже показан контактор ABB EN-40-4НО с ручным управлением.
К контакторам, как и к другим модульным приборам ведущих серий ABB, Легранд, Шнейдер Электрик, Хагер, можно прикреплять по бокам дополнительный контакт. Только следует учитывать, что это “не совсем полноценные” контакты, у них номинальный ток только до 6А.
Ниже привожу пример дополнительного контакта к контактору Legrand. В дополнительном контакте на самом деле имеется два контакта, один НЗ, другой НО.
Сцепить модульный контактор и дополнительный контакт несложно. Схема сцепления устройств между собой изображена на самом дополнительном контакте. Важно, чтобы отверстие в контакторе и “рычажок” дополнительного контакта точно совпали.
А так выглядят совмещенные приборы, в том числе, и уже подключенные в электрическом щитке.
