Щелкаем реле правильно: коммутация мощных нагрузок

ЭЛЕКТРОННАЯ КОММУТАЦИЯ ЧЕТЫРЁХ ЛАМП ЛЮСТРЫ ОСВЕЩЕНИЯ ОДНИМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ

Устройство, о котором пойдёт речь в этой статье, позволяет с помощью обычного выключателя с одной парой контактов управлять люстрой с четырьмя лампами, включая одну, две, три или все четыре. Также это устройство можно использовать и для управления другой загрузкой, мощностью до 60 Вт . Его схема приведена на рисунке ниже.

При первом после продолжительного (более 15 с ) отключения замыкании контактов выключателя SA1 будет включена только лампа HL1 , на которую сетевое напряжение подается непосредственно. Пульсирующее напряжение, поступающее с диодного моста VD4 через резистор R1 , ограничено стабилитроном VD1 до 12 В . Почти до этого значения через диод VD3 будет заряжаться конденсатор С1 . Снимаемое с него напряжение питает микросхемы DD1 и DD2 . Импульс, формируемый дифференцирующей цепью R4C3 в процессе нарастания питающего напряжения, устанавливает триггеры микросхемы DD2 в исходное состояние с низкими логическими уровнями на выходах 1 и 13 . В результате полевые транзисторы VT1 и VT2 остаются закрытыми, а лампы HL2 — HL4 — выключенными. Так как конденсатор С2 не успевает заметно зарядиться в паузах между импульсами частотой 100 Гц , поступающими через диод VD2 , уровень на счетном входе триггера DD2.1 остается низким. Состояние триггеров, а с ними и ламп HL2 — HL4 не изменяется.

Если разомкнуть контакты выключателя SA1 , напряжение на стабилитроне VD1 упадет до нуля, но на конденсаторе С1 оно некоторое время будет оставаться почти неизменным, продолжая питать микросхемы. Через 30 мс , требующихся для зарядки конденсатора С2 до уровня переключения элемента DD1.1 , состояние всей цепочки элементов DD1.1 — DD1.3 изменится на противоположное. Нарастающим перепадом уровня на входе С триггер DD2.1 будет переведен в состояние с высоким уровнем на выходе 1 .

При последующем замыкании выключателя SA1 напряжение на не успевшем заметно разрядиться конденсаторе С1 возрастет незначительно и импульс начальной установки триггеров сформирован не будет. Вследствие этого, кроме лампы HL1 , загорится и лампа HL2 , цепь питания которой будет замкнута открытым транзистором VT1 .

Еще одно кратковременное размыкание выключателя возвратит триггер DD2.1 в прежнее состояние, но высокий уровень будет установлен на выходе 13 триггера DD2.2 . Будут включены три лампы — HL1 , HL3 и HL4 . И наконец, третий щелчок выключателя включит все четыре лампы. Далее цикл повторяется.

Продолжительность выключения люстры, необходимую для возврата в исходное состояние, можно уменьшить или увеличить, соответственно изменив номинал резистора R3 . Предел ее увеличения зависит от тока, потребляемого микросхемами, и от тока утечки конденсатора С1 .

Печатная плата для схемы устройства показана в конце статьи.

Заказать решение ТОЭ

• Метрология Электрические измерения
• Пигарев А.Ю. РГЗ по электротехнике и электронике в Multisim
• Теория линейных электрических цепей ТЛЭЦ
  • —
    Теория линейных электрических цепей железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: задание на контрольные работы № 1 и 2 с методическими указаниями для студентов IV курса специальности Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте
    • —
      Контрольная работа №1
    • —
      Контрольная работа №2
• Электротехника и основы электроники
  • —
    Электротехника и основы электроники: Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников инженерно-технических специальностей высших учебных заведений / Соколов Б.П., Соколов В.Б. – М.: Высш. шк., 1985. – 128 с, ил
    • —
      Контрольная работа № 1 Электрические цепи
    • —
      Контрольная работа № 2 Трансформаторы и электрические машины
    • —
      Контрольная работа № 3 Основы электроники
• Теоретические основы электротехники ТОЭ
  • —
    Артеменко Ю.П., Сапожникова Н.М. Теоретические основы электротехники: Пособие по выполнению курсовой работы МГТУ ГА 2009
  • —
    Переходные процессы Переходные процессы в электрических цепях
  • —
    Теоретические основы электротехники Методические указания и контрольные задания для студентов технических специальностей вузов
    • —
      Задание 1 Линейные электрические цепи постоянного и синусоидального тока
      • —
        Задача 1.1 Линейные электрические цепи постоянного тока
      • —
        Задача 1.2 Линейные электрические цепи синусоидального тока
    • —
      Задание 2 Четырехполюсники, трехфазные цепи, периодические несинусоидальные токи, электрические фильтры, цепи с управляемыми источниками
  • —
    Теоретические основы электротехники сб. заданий Р.Я. Сулейманов Т.А. Никитина Екатеринбург УрГУПС 2010
  • —
    Трехфазные цепи. Расчет трехфазных цепей
  • —
    УГТУ-УПИ Решение ТОЭ Билеты по ТОЭ
  • —
    Электромагнитное поле Электростатическое поле Электростатическое поле постоянного тока в проводящей среде Магнитное поле постоянного тока

Доступ к среде

Чтобы избежать коллизий и информация передавались успешно в сетях, где применяется разделяемая среда необходимо использовать, какой-то метод управления доступом к среде. Этот метод должен сделать так, чтобы в одно и то же время данные по разделяемой среде передавал только один компьютер.

В классическом Ethernet используется метод доступа к разделяемой среде CSMA/CD. Сокращение от английского Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection. По-русски множественный доступ с прослушиванием несущей частоты и обнаружением коллизий.

Множественный доступ означает, что у нас есть какая-то разделяемая среда, которую используют несколько компьютеров.

Прослушивание несущей частоты

Для того, чтобы избежать коллизий, ПК передают информацию только тогда, когда среда свободна. И прослушивание это и есть способ определить свободна среда в данный момент времени или сейчас, какой-то другой ПК передает данные, через разделяемую среду.

Несущая частота это основная гармоника сигнала, применяемая для передачи информации на физическом уровне.

Например, в Ethernet при манчестерском кодировании происходит смена сигнала в середине каждого такта. Также дополнительно может происходить смена сигнала в конце каждого такта. Поэтому, все компьютеры смотрят изменяется ли сигнал с заданной частотой. И если сигнал изменяется, то значит, какой-то другой компьютер передает данные, поэтому сейчас передавать данные нельзя. Если же в сети нет несущей частоты, то можно передавать данные не опасаясь, что помешаешь какому-то другому устройству. Также возможен вариант, когда в сети есть какой-то сигнал. но в нем нет явно выраженной несущей частоты. Это говорит о том, что это не сигнал передачи данных, а просто помехи.

Обнаружение коллизий

Если два компьютера начали передавать данные одновременно, то происходит коллизия. Как в Ethernet компьютера обнаруживают коллизию? Для этого они передают и принимают данные одновременно и сравнивают эти данные между собой. Если тот сигнал, который компьютер передает в сеть отличается от того, который он принимает, это значит произошла коллизия. Входной сигнал меняется из-за того, что какой-то другой компьютер передает свой сигнал в сеть.

В Ethernet если компьютер обнаружил коллизию, он останавливает передачу и передает в сеть Jam последовательность. Это сигнал, который существенным образом искажает все данные, которые передаются по сети, усиливает коллизию, чтобы все компьютеры, которые подключены к разделяемой среде, гарантированно поняли, что коллизия произошла и остановили передачу.

Коммутаторы

Коммутация по праву считается одной из самых популярных современных технологий. Коммутаторы по всему фронту теснят мосты и маршрутизаторы, оставляя за последними только организацию связи через глобальную сеть. Популярность коммутаторов обусловлена прежде всего тем, что они позволяют за счет сегментации повысить производительность сети. Помимо разделения сети на мелкие сегменты, коммутаторы дают возможность создавать логические сети и легко перегруппировывать устройства в них. Иными словами, коммутаторы позволяют создавать виртуальные сети.

В 1994 году компания IDC дала своё определение коммутатора локальных сетей: коммутатор — это устройство, конструктивно выполненное в виде сетевого концентратора и действующее как высокоскоростной многопортовый мост; встроенный механизм коммутации позволяет осуществить сегментирование локальной сети, а также выделить полосу пропускания конечным станциям в сети.

Впервые коммутаторы появились в конце 1980-х годов. Первые коммутаторы использовались для перераспределения пропускной способности и, соответственно, повышения производительности сети. Можно сказать, что коммутаторы первоначально применялись исключительно для сегментации сети. В наше время произошла переориентация, и теперь в большинстве случаев коммутаторы используются для прямого подключения к конечным станциям.

Широкое применение коммутаторов значительно повысило эффективность использования сети за счет равномерного распределения полосы пропускания между пользователями и приложениями. Несмотря на то, что первоначальная стоимость была довольно высока, тем не менее они были значительно дешевле и проще в настройке и использовании, чем маршрутизаторы. Широкое распространение коммутаторов на уровне рабочих групп можно объяснить тем, что коммутаторы позволяют повысить отдачу от уже существующей сети. При этом для повышения производительности всей сети не нужно менять существующую кабельную систему и оборудование конечных пользователей.

Общий термин коммутация

применяется для четырёх различных технологий:

Основные способы крепления кабель-канала к стене

• конфигурационная коммутация,
• коммутация кадров,
• коммутация ячеек,
• преобразование между кадрами и ячейками.

В основе конфигурационной коммутации лежит нахождение соответствия между конкретным портом коммутатора и определенным сегментом сети. Это соответствие может программно настраиваться при подключении или перемещении пользователей в сети.

При коммутации кадров используются кадры сетей Ethernet, Token Ring и т. д. Кадр при поступлении в сеть обрабатывается первым коммутатором на его пути. Под термином обработка понимается вся совокупность действий, производимых коммутатором для определения своего выходного порта, на который необходимо направить данный кадр. После обработки он передается далее по сети следующему коммутатору или непосредственно получателю.

В технологии АТМ также применяется коммутация, но в ней единицы коммутации носят название ячеек. Преобразование между кадрами и ячейками позволяет станциям в сети Ethernet, Token Ring и т. д. непосредственно взаимодействовать с устройствами АТМ. Эта технология применяется при эмуляции локальной сети.

Коммутаторы делятся на четыре категории:

1. Простые автономные коммутаторы сетей рабочих групп позволяют некоторым сетевым устройствам или сегментам обмениваться информацией с максимальной для данной кабельной системы скоростью. Они могут выполнять роль мостов для связи с другими сетевыми сегментами, но не транслируют протоколы и не обеспечивают повышенную пропускную способность с отдельными выделенными устройствами, такими как серверы.
2. Коммутаторы рабочих групп второй категории обеспечивают высокоскоростную связь одного или нескольких портов с сервером или базовой станцией.
3. Коммутаторы сети отдела предприятия, которые часто используются для взаимодействия сетей рабочих групп. Они представляют более широкие возможности администрирования и повышения производительности сети. Такие устройства поддерживают древовидную архитектуру связей, которая используется для передачи информации по резервным каналам и фильтрации пакетов. Физически такие коммутаторы поддерживают резервные источники питания и позволяют оперативно менять модули.
4. Коммутаторы сети масштаба предприятия, выполняющие диспетчеризацию трафика, определяя наиболее эффективный маршрут. Они могут поддерживать большое количество логических соединений сети. Многие производители корпоративных коммутаторов предлагают в составе своих изделий модули АТМ. Эти коммутаторы осуществляют трансляцию протоколов Ethernet в протоколы АТМ.

Управление освещением с использованием реле напряжения

Реле напряжения предназначено для других целей, но мы его будем использовать для управление освещением.

Допустим, при пропадании напряжения (снижении ниже допустимого значения и/или повышении выше допустимого значения) в щите рабочего освещения необходимо включить аварийное освещение в щите аварийного освещения.

Для этого на вводе в щит Щит1 устанавливаем реле напряжения SQZ3 производства ABB (KV1). Данное реле имеет перекидной контакт. При выходе напряжения в сети за допустимые пределы, а также при обрыве любой из фаз, реле меняет положение контактов. Выводим контакты 3 и 5 на клеммы X1:1 и X1:2 для удобства подключения сигнального кабеля.

В щите Щит2 реализована стандартная схема управления освещением при помощи контактора. Сигнальный кабель от щита Щит1 подключаем на клеммы в щит Щит2 в цепь управления питанием катушки контактора KM1.

Управление освещением при помощи реле напряжения с NO контактами

При срабатывании реле KV1 в щите Щит1 реле меняет положение контактов и пара контактов 3 и 5 становится замкнутой. Таким образом, цепь питания катушки контактора KM1 в щите Щит2 замыкается, на катушку подаётся напряжение и контактор KM1 замыкает свою пару контактов. Силовая цепь замыкается, включается освещение, подключенное к щиту Щит2.

При возвращении напряжения на вводе в щит Щит1 в допустимые пределы, реле KV1 возвращает свои контакты в исходное положение, размыкая пару контактов 3 и 5. Цепь питания катушки контактора KM1 размыкается, напряжение с катушки контактора снимается и он размыкает свои контакты. Силовая цепь размыкается, освещение, подключенное к щиту Щит2, отключается.

Вместо реле напряжения SQZ3 можно взять аналог у другого производителя, либо установить несколько реле (реле минимального напряжения, реле максимального напряжения, реле контроля фаз), а их управляющие NO-контакты соединить параллельно. Таким образом, при срабатывании любого реле будет генерироваться управляющий сигнал на включение освещения в щите Щит2.

Для большей надежности и страховки от обрыва сигнального кабеля используют схему с нормально закрытыми NC контактами.

Управление освещением при помощи реле напряжения с NC контактами

Принцип работы данной схемы аналогичен предыдущей с единственным отличием, что мы используем нормально закрытые NC контакты в цепи управления. В нормальном режиме (без напряжения на катушке) контакты контактора KM1 замкнуты. Но, т.к., мы используем NC контакт реле напряжения KV1, то в нормальном режиме катушка контактора KM1 в щите Щит2 оказывается под напряжением и размыкает свои контакты. Соответственно, цепь питания контакторов 1KM1, 2KM1 в щите Щит2 разомкнута, питание с их катушек снято и их контакты разомкнуты. Силовая цепь питания освещения, подключенного к щиту Щит2 разомкнута и освещение отключено.

При срабатывании реле напряжения KV1 в щите Щит1 пара контактов 4 и 5 размыкается и, тем самым, разрывается цепь питания катушки KM1 в щите Щит2. Без напряжения NC контакты контактора KM1 возвращаются в исходное положение — замыкаются, тем самым на катушки контакторов 1KM1, 2KM1 подается напряжение и они замыкают свои контакты. Силовая цепь питания освещения замыкается и освещение включается.

Вместо реле напряжения SQZ3 можно взять аналог у другого производителя, либо установить несколько реле (реле минимального напряжения, реле максимального напряжения, реле контроля фаз), а их управляющие NC-контакты соединить последовательно. Таким образом, при срабатывании любого реле либо обрыве сигнального кабеля будет генерироваться управляющий сигнал на включение освещения в щите Щит2, т.к. будет разрываться сеть питания катушки управляющего контактора KM1 с NC-контактами.

Монтаж контрольных кабелей.

Внешние соединения вторичных цепей в основном выполняют контрольными кабелями. В пределах подстанций и распределительных устройств практически не приходится соединять кабели, поэтому выполнение соединений контрольных кабелей здесь не рассматривается.

Контрольные кабели прокладывают в кабельных каналах, туннелях и кабельных полуэтажах на специальных конструкциях, лотках и в коробах, а также открыто по стенам и потолкам. Концевые заделки контрольных кабелей выполняют по соответствующим монтажным инструкциям в зависимости от материала изоляции жил и оболочек кабеля.

При разделке контрольного кабеля с резиновой изоляцией жил на них надевают поливинилхлоридные трубки для защиты резины от высыхания. Перед разводкой и отмериванием жил кабелей для подключения к зажимам или аппаратам производят прозвонку жил и навешивание временных бирок.

Жилы контрольного кабеля предварительно распределяют по местам присоединения, по потокам, тщательно выпрямляют и укладывают в аккуратные пучки или пакеты, не допуская перекрещивания в наружном слое пакетов. Затем пучки бандажируют перфорированной пластмассовой лентой, а пакеты — полосками с пряжками.

Разложив жилы по местам присоединения и объединив в пучки и пакеты, присоединяют их к наборным зажимам или непосредственно к зажимам аппаратов или приборов. Жилы зачищают от изоляции, изгибают в кольцо и надевают на них пластмассовые бирки с условным обозначением проводника.

Алюминиевые жилы 4 присоединяют к зажимам с помощью специальной шайбы-звездочки 3 и пружинящей шайбы 2 (рис. 4). Шайба-звездочка 3 предотвращает выползание колечка алюминия из-под зажима при нажатии винта. Жилы проводов и кабелей во вторичных цепях по всей их длине не должны иметь промежуточных соединений. Соединение жил проводов и кабелей производят обычно в наборных зажимах или на контактах приборов и аппаратов; без зажимов соединяют только жилы контрольных кабелей, когда строительная длина кабеля меньше длины данной цепи.

Рис. 4. Присоединение к зажиму алюминиевой жилы контрольного кабеля:
1 — винт, 2 — пружинящая шайба, 3 — шайба-звездочка, 4 — алюминиевая жила

Типы наборных зажимов должны соответствовать напряжению цепи. Зажимы, относящиеся к разным объектам, выделяют в отдельные группы (сборки). Комплектацию наборных зажимов в группы осуществляют на специальных установочных скобках (профильных рейках), на которых можно разместить одновременно до 15 зажимов. При совместной установке зажимов на различные напряжения зажимы цепей выше 250 В, относящиеся к разным объектам, также выделяют в отдельные группы (сборки). Их закрывают кожухами и снабжают предупредительной надписью с указанием напряжения.

Сборки зажимов устанавливают в вертикальном, горизонтальном или наклонном положении по отношению к поверхности панели или камеры. Допускается их установка в два и несколько рядов, при этом расстояние между рядами не должно быть менее 150 мм.

Зажимы надежно закрепляют на опорных конструкциях. Сборки зажимов, устанавливаемых на панелях камер распределительных устройств, закрывают кожухами. При этом расстояние от стенки кожуха до зажимов должно быть не менее 40 мм, а края кожуха должны отстоять от проводов не менее чем на 15 мм. Соседние зажимы соединяют между собой специальными перемычками. Жилы разделанных многожильных кабелей и проводов для защиты изоляции от старения и повреждений помещают в изоляционные трубки либо обматывают поливинилхлоридной лентой, или покрывают светостойким лаком (например, ИКФ). Трубки и ленты должны быть из светотермостойкого поливинилхлорида. На жилы многожильных кабелей в месте их выхода из-под защитных оболочек накладывают бандажи из поливинилхлоридной или хлопчатобумажной ленты или тонкого шпагата с последующим покрытием бандажа изоляционным лаком.

Жилы проводов и кабелей, присоединяемые к зажимам и контактам аппаратов и приборов, прокладывают с достаточным запасом по длине, чтобы в случае обрыва конца жилы можно было вновь присоединить ее к зажиму. Концы жил и перемычек между зажимами на углах изгибают единообразно, а пучки длиной более 200 мм скрепляют бандажами. На концы жил проводов и кабелей надевают специальные оконцеватели из изоляционного материала или отрезки поливинилхлоридных трубок длиной около 10 мм для нанесения на них маркировочных обозначений. Концы многопроволочных жил, присоединяемые к сборкам зажимов и контактам приборов и аппаратов, оконцовывают наконечниками или скручивают и пропаивают. К зажиму с каждой стороны может быть присоединено не более двух жил.

Управление освещением с использованием реле времени

Реле времени широко используются в схемах автоматики, в том числе для управления освещением.

Реле времени можно разделить на две большие группы:

1. Программируемые реле времени — реле замыкает и размыкает свои контакты в соответствии с заданной программой;
2. Таймеры — реле времени замыкает размыкает свои контакты на заданное время после приложения управляющего сигнала.

Программируемые реле времени и таймеры могут быть электронными и электромеханическими.

Программируемые реле времени могут быть с суточным (одна и та же программа повторяется каждые сутки), недельным (одна и та же программа повторяется каждую неделю) и годовым циклом (программа задаётся на год).

Базовая схема и принцип работы

Рассмотрим работу схемы управления освещением на базе программируемого реле времени, работающего по одной суточной программе.

Управление освещением при помощи реле времени. Базовая схема

Допустим, освещение должно быть включено ежедневно с 9:00 до 18:00. В реле времени устанавливаем текущее время и задаем программу, в соответствии с которой в 9:00 реле должно замкнуть свои контакты сроком на 9 часов. Ежедневно, при наступлении 9:00 реле времени KT1 замыкает свои контакты, силовая цепь оказывается замкнутой и освещение включено. Через 9 часов работа программы заканчивается и реле размыкает свои контакты — освещение отключается.

Схемы управления освещением нескольких линий при помощи реле времени

Для управления несколькими линиями по одной программе применяют реле времени в комбинации с контакторами. Контакторы включают и отключают питание, а реле времени управляет их работой.

Управление освещением при помощи реле времени и контакторов

Питание на катушки контакторов 1KM1, 2KM1, 3KM1 подаётся через трехпозиционный переключатель SA1 с нейтральным положением:

• В положении «Ручное» питание напрямую подаётся на катушки контакторов KM и они замыкают свои пары контактов, освещение включается в соответствии с заданной программой;
• В положении «0» цепь питания катушек контакторов разорвана и освещение отключено;
• В положении «Автомат» питание на катушки контакторов подаётся через контакты реле времени KT1. Включением и отключением освещения управляет реле времени, замыкая и размыкая свои контакты в соответствии с заданной программой.

При необходимости, можно дополнить схему сигнальной лампой HL, включенной параллельно катушкам контакторов, которая будет информировать о включении освещения.

Управление освещением с использованием реле времени для лестничных клеток

Для экономии электроэнергии и управления освещением с нескольких мест используют реле времени из группы таймеров. Данный тип реле замыкают или размыкают свои контакты после подачи на их катушку управляющего сигнала, замыкание или размыкание контактов происходит с заданной временной задержкой.

Основное применение данный тип реле времени нашёл в схемах управления двигателями и схемах АВР (автоматического ввода резерва), но для управления освещением также используется. Например, для управления освещением лестничных клеток.

Рассмотрим применение и работу реле времени для решения данной задачи:

1. В начальный момент времени контакты реле KT1 разомкнуты, освещение отключено. Кнопки SB1, SB2. установлены на каждом этаже лестничной клетки и подключены параллельно к управляющим контактам реле времени KT1.
2. При нажатии любую из кнопок SB, на катушку реле времени KT1 поступает управляющий сигнал, оно замыкает свои контакты, освещение включается, а реле времени начинает отсчет.
3. По прошествии заданного времени реле KT1 размыкает свои контакты и освещение отключается.
4. Если при замкнутых контактах реле (т.е. до истечения заданного времени) поступает новый управляющий сигнал, то отсчет времени начинается заново.

Управление освещением лестничных клеток с использованием реле времени

Таким образом, человек, заходя на лестничную клетку, нажимает кнопочный выключатель SB и включает освещение. На следующем этаже опять нажимает кнопку и т.д. Через заданное время освещение на лестничной клетке отключается. Настройка задержки отключения выбирается таким образом, чтобы человек достаточно времени, чтобы дойти от одного кнопочного выключателя до другого.

Данную схему можно также использовать для управления освещением в коридорах. Она позволяет организовать включение освещения с нескольких мест (как при использовании импульсного реле) и при этом ещё сэкономить электроэнергию.

Способы передачи пакетов в сетях

Дейтаграммный способ

Дейтаграммный способ – передача осуществляется как совокупность независимых пакетов. Каждый пакет двигается по сети по своему маршруту и пользователю пакеты поступают в произвольном порядке.

Простота процесса передачи

Низкая надежность за счет возможности потери пакетов и необходимость программного обеспечения для сборки пакетов и восстановления сообщений

Логический канал

Логический канал — это передача последовательности связанных в цепочки пакетов, сопровождающихся установкой предварительного соединения и подтверждением приема каждого пакета. Если i-ый пакет не принят, то все последующие пакеты не будут приняты

Виртуальный канал

Виртуальный канал – это логический канал с передачей по фиксированному маршруту последовательности связанных в цепочки пакетов.

Cохраняется естественная последовательность данных; устойчивые пути следования трафика; возможно резервирование ресурсов

Cложность аппаратной части

Варианты использования

ТТР имеет смысл ставить там, где нет возможности контролировать работоспособность обычных электромеханических реле. Да, ТТР дороже, но основное их преимущество – «поставил и забыл». Часто их ставят для коммутации индуктивной нагрузки (электромагниты), для которой обычные реле подходят слабо – контакты подгорают быстро, нужно их чистить или менять. Либо ставить реле на заведомо больший ток работы.

Другой вариант использования ТТР – включение мощной нагрузки типа ТЭНов, когда мощные контакторы прослужат недолгое время из-за частых включений-выключений. Такое бывает в случае, когда нужно точное поддержание температуры, а для этого устанавливают небольшую ширину петли гистерезиса.

Как и в случае с контакторами и реле, ТТР легче работать, когда нагрузка чисто активная (АС1), то есть не содержит индуктивности (cosφ стремится к 1). Тогда он легко может коммутировать ток, указанный на его корпусе. В большинстве же случаев нагрузка является частично реактивной (cosφ = 0,7-0,8), поэтому ток ТТР нужно всегда выбирать с запасом.

Запас по току нужен также и для надежной работы системы защиты, но об этом расскажем чуть позже.

Принцип работы Switch’а (коммутатора)

Сетевой коммутатор или свитч (жарг. от англ. switch — переключатель) — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента сети.

Коммутатор работает на канальном уровне модели OSI, и потому в общем случае может только объединять узлы одной сети по их MAC-адресам. Коммутаторы были разработаны с использованием мостовых технологий и часто рассматриваются как многопортовые мосты.

Коммутатор хранит в памяти таблицу коммутации (хранящуюся в ассоциативной памяти), в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора. При включении коммутатора эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения. В этом режиме поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. При этом коммутатор анализирует кадры (фреймы) и, определив MAC-адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр, предназначенный для хоста, MAC-адрес которого уже есть в таблице, то этот кадр будет передан только через порт, указанный в таблице. Если MAC-адрес хоста-получателя не ассоциирован с каким-либо портом коммутатора, то кадр будет отправлен на все порты. Со временем коммутатор строит полную таблицу для всех своих портов, и в результате трафик локализуется. Стоит отметить малую латентность (задержку) и высокую скорость пересылки на каждом порту интерфейса.

Режимы коммутации

Существует три способа коммутации. Каждый из них — это комбинация таких параметров, как время ожидания и надёжность передачи.

1. С промежуточным хранением (Store and Forward). Коммутатор читает всю информацию в кадре, проверяет его на отсутствие ошибок, выбирает порт коммутации и после этого посылает в него кадр.
2. Сквозной (cut-through). Коммутатор считывает в кадре только адрес назначения и после выполняет коммутацию. Этот режим уменьшает задержки при передаче, но в нём нет метода обнаружения ошибок.
3. Бесфрагментный (fragment-free) или гибридный. Этот режим является модификацией сквозного режима. Передача осуществляется после фильтрации фрагментов коллизий (кадр размером 64 байта обрабатываются по технологии store-and-forward, остальные по технологии cut-through).

Латентность, связанная с «принятием коммутатором решения», добавляется к времени, которое требуется кадру для входа на порт коммутатора и выхода с него и вместе с ним определяет общую задержку коммутатора.

Виды ТТР

Твердотельные реле по устройству и принципу работы можно разделить на следующие разновидности:

• По виду управляющего напряжения – переменное или постоянное (дискретные). Иногда на вход подключается переменный резистор, т.е. используется аналоговое управление, соответственно и выходное напряжение меняется плавно, как в диммере для освещения.
• По виду коммутируемого напряжения – переменное или постоянное.
• По количеству фаз для переменного напряжения – одна или три.
• Для трехфазных – с реверсом или без.
• По конструкции – монтаж на поверхность или на ДИН-рейку. Хотя, практически все производители предлагают переходные планки для универсального монтажа.

Кроме того, стандартной опцией для коммутации переменного напряжения является переключение в момент перехода через ноль.

Выше уже было фото ТТЛ, у которого вход – постоянное напряжение, выход – переменное (АС-DC). Вот ещё какие реле у меня есть сейчас под рукой:

SSR OMRON DC-DC. Вход – постоянное напряжение до 24 В, выход – тоже постоянное, до 200 В

SSR FOTEK DC-DC – твёрдотельные реле постоянного тока

Этими двумя моделями реле удобно коммутировать нагрузку с постоянным напряжением 24 Вольта, когда управляющий сигнал (тоже 24 В) приходит с выхода контроллера или с датчика. Можно сказать, что это такие компактные усилители тока. Причем коэффициент усиления при этом – около 1000, поскольку ток управляющей цепи – менее 10 мА.

Дальше-больше. Ниже показано трехфазное твердотельное реле. На его входы R, S, T подается три фазы 380В, а с его выходов U, V, W напряжение подается на асинхронный двигатель или трехфазный ТЭН.

Fotek 3 phase. Трехфазное твердотельное реле

Это реле работает (по результатам работы) примерно, как магнитный пускатель с катушкой 24 VDC.

Управляющие контакты показаны поближе:

Fotek 3 phase. Входные управляющие контакты

Видите на фото, под управляющие контакты предусмотрено ещё одно место, которое в данном случае не используется? На этом месте у другой модели подается сигнал реверса. То есть, при подаче на один вход фазы через реле коммутируются для прямого вращения двигателя, при подаче на другой вход – для обратного.

Трехфазные реле с реверсом бывают с коммутацией двух фаз, третья подключена к двигателю постоянно.

А теперь представьте, столько места занимает и сколько шума при работе создает обычное реверсивное реле на такой ток? То-то и оно!

Вот такое же ТТЛ, но помощнее и с управлением от переменки 220В.

Fotek TSR-40AA-H 3 phase 40A

Вроде всё, пишите, у кого какой опыт по применению!

Вот нарыл в свободном доступе файлы, возможно, написано информативнее, чем у меня:• Твердотельные реле Фотек / Твердотельные реле Фотек. Руководство пользователя. Рассмотрена вся линейка Fotek, даны рекомендации по применению и схемы включения., pdf, 757.78 kB, скачан: 3447 раз./ • Твердотельные реле – устройство и принцип работы / Подробно изложено, как устроены и работают твердотельные реле, приведены схемы включения, и т.п. Автор, отзовись!, pdf, 414.19 kB, скачан: 3867 раз./

Обозначения элементов на схеме

Прежде чем приступить к монтажу оборудования необходимо изучить нормативные сопровождающие документы. Схема позволяет донести до пользователя полную характеристику изделия с помощью буквенных и графических обозначений, занесенных в единый реестр конструкторской документации.

К чертежу прилагаются дополнительные документы. Их перечень может быть указан в алфавитном порядке с цифровой сортировкой на самом чертеже, либо отдельным листом. Классифицируют десять видов схем, в электротехнике обычно используют три основные схемы.

• Функциональная имеет минимальную детализацию. Основные функции узлов изображают прямоугольником с буквенными обозначениями.
• Принципиальная схема подробно отображает конструкцию использованных элементов, а также их связи и контакты. Необходимые параметры могут быть отображены непосредственно на схеме или в отдельном документе. Если указана только часть установки, это однолинейная схема, когда указаны все элементы – полная.
• В монтажной электрической схеме используют позиционные обозначения элементов, их месторасположение, способ монтажа и очередность.

Выключатель на схеме выглядит как кружок с наклоненной вправо чертой. По виду и количеству черточек определяют параметры устройства.

Кроме основных чертежей есть схемы замещения.