Подключение бистабильного реле. Бистабильные реле: принцип работы, преимущества и особенности применения

Что такое бистабильное реле и как оно работает. Какие преимущества дает использование бистабильных реле в электрических схемах. Чем бистабильные реле отличаются от обычных реле.

Что такое бистабильное реле и как оно работает

Бистабильное реле (также называемое импульсным реле) — это специальный тип реле, которое имеет два устойчивых состояния и сохраняет свое положение даже после снятия управляющего сигнала. В отличие от обычных реле, которые возвращаются в исходное положение при отключении питания, бистабильные реле «запоминают» свое последнее состояние.

Принцип работы бистабильного реле заключается в следующем:

• Для переключения реле в одно из состояний (например, замкнутое) подается короткий импульс тока на управляющую обмотку
• После окончания импульса реле остается в этом положении без потребления энергии
• Для переключения в другое состояние (разомкнутое) подается импульс противоположной полярности
• Реле снова сохраняет новое положение без потребления тока

Таким образом, бистабильное реле потребляет энергию только в момент переключения, а не постоянно как обычное реле. Это дает ряд важных преимуществ при использовании таких реле в электрических схемах.

Преимущества использования бистабильных реле

Применение бистабильных реле в электрических и электронных схемах дает следующие основные преимущества:

1. Низкое энергопотребление — ток потребляется только в момент переключения
2. Отсутствие нагрева — катушка не находится постоянно под напряжением
3. Сохранение состояния при отключении питания
4. Возможность управления большими нагрузками короткими импульсами
5. Высокая надежность за счет отсутствия постоянного тока в катушке

За счет этих особенностей бистабильные реле находят широкое применение в системах автоматизации, управления освещением, в автомобильной электронике и других областях, где важна экономия энергии и надежность работы.

Отличия бистабильных реле от обычных

Чем принципиально отличаются бистабильные реле от традиционных электромагнитных реле? Основные отличия заключаются в следующем:

• Принцип работы — бистабильные сохраняют состояние, обычные возвращаются в исходное положение
• Энергопотребление — бистабильные потребляют энергию только при переключении
• Управление — бистабильными управляют короткими импульсами, обычными — постоянным током
• Нагрев — у бистабильных отсутствует постоянный нагрев катушки
• Надежность — бистабильные имеют более высокий ресурс работы

При этом бистабильные реле обычно сложнее по конструкции и дороже обычных. Их применение оправдано в системах с жесткими требованиями к энергопотреблению и надежности.

Области применения бистабильных реле

Благодаря своим уникальным свойствам, бистабильные реле нашли применение во многих областях техники:

• Системы «умного дома» и автоматизации зданий
• Управление освещением (лестничные таймеры, датчики движения)
• Автомобильная электроника
• Промышленная автоматика
• Системы безопасности и контроля доступа
• Энергосберегающие системы
• Телекоммуникационное оборудование

В этих применениях бистабильные реле позволяют создавать энергоэффективные схемы управления с высокой надежностью и длительным сроком службы.

Особенности подключения бистабильных реле

При подключении бистабильных реле необходимо учитывать некоторые особенности:

1. Требуется схема управления для формирования импульсов переключения
2. Необходимо обеспечить импульсы противоположной полярности для переключения
3. Длительность управляющих импульсов должна быть достаточной для срабатывания
4. Нужно учитывать наличие остаточной намагниченности сердечника
5. При больших токах нагрузки может потребоваться дополнительное реле

Типовая схема подключения бистабильного реле обычно включает:

• Источник питания для формирования импульсов
• Кнопки или переключатели для подачи команд
• Схему формирования импульсов нужной полярности
• Само бистабильное реле
• Коммутируемую нагрузку

При правильном подключении бистабильное реле обеспечивает надежное управление нагрузкой при минимальном энергопотреблении.

Типы и разновидности бистабильных реле

Существует несколько основных типов бистабильных реле:

• Электромагнитные — с двумя обмотками и постоянным магнитом
• Поляризованные — с одной обмоткой и магнитной системой
• Моностабильные — с пружинным возвратом в одно из положений
• Твердотельные — на основе полупроводниковых элементов

По конструктивному исполнению различают:

• Релейные модули для монтажа на DIN-рейку
• Миниатюрные реле для печатного монтажа
• Силовые реле в корпусах для объемного монтажа
• Специальные реле для автомобильной электроники

Выбор конкретного типа зависит от требований к коммутируемой мощности, быстродействию, условиям эксплуатации и другим параметрам.

Сравнение бистабильных реле с другими коммутационными устройствами

Как бистабильные реле соотносятся с другими коммутационными устройствами? Рассмотрим основные отличия:

Бистабильное реле vs обычное электромагнитное реле

• Бистабильное сохраняет состояние без потребления энергии
• Обычное требует постоянного тока для удержания контактов
• Бистабильное имеет более высокий ресурс работы

Бистабильное реле vs полупроводниковое реле

• Бистабильное имеет гальваническую развязку силовой и управляющей цепи
• Полупроводниковое обеспечивает более высокое быстродействие
• Бистабильное может коммутировать как переменный, так и постоянный ток

Бистабильное реле vs контактор

• Бистабильное рассчитано на меньшие токи коммутации
• Контактор обеспечивает видимый разрыв цепи
• Бистабильное имеет существенно меньшие размеры

Таким образом, бистабильные реле занимают свою нишу, обеспечивая энергоэффективное управление нагрузками средней мощности.

Рекомендации по выбору и применению бистабильных реле

При выборе бистабильного реле для конкретного применения следует учитывать следующие факторы:

1. Коммутируемый ток и напряжение нагрузки
2. Напряжение управления (питания катушки)
3. Время срабатывания и отпускания
4. Механическая и электрическая износостойкость
5. Габаритные размеры и способ монтажа
6. Диапазон рабочих температур
7. Стойкость к внешним воздействиям (вибрация, удары и т.д.)

Важно также соблюдать следующие рекомендации при применении бистабильных реле:

• Обеспечить надежное формирование управляющих импульсов нужной длительности
• Не превышать максимально допустимые токи и напряжения
• Учитывать особенности работы при частых переключениях
• Обеспечить защиту от помех в цепях управления
• При необходимости применять дополнительные устройства защиты

Правильный выбор и применение бистабильных реле позволяет создавать надежные и энергоэффективные системы управления различными электрическими нагрузками.

БИСТАБИЛЬНЫЕ РЕЛЕ TYP: PBM-01

Самое высокое качество и надлежащим образом выбранные параметры

Автоматизация

зданий

HOME ПРОДУКТЫ EXTA — Автоматизация зданий EXTA — Автоматизация зданий БИСТАБИЛЬНЫЕ РЕЛЕ

ПРОДУКТЫ EXTA — АВТОМАТИЗАЦИЯ ЗДАНИЙ

Описание продукта

Бистабильное реле PBM-01 предназначено для управления освещением или любым другим оборудованием при помощи параллельно подключенных однополюсных кнопок. Очередное нажатие любой из кнопок приводит к включению или выключению устройств, подключенных к выходным зажимам. Применение устройства дает возможность создавать „умные” системы управления освещением.

Символ

PBM-01

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРОДУКТА:

• Бистабильные (с двумя состояниями) управление освещением,
• запуск системы с провода L и N,
• витой установка выключателей
• монтаж на шине TH 35.

• индикатор напряжения питания ? светодиод зеленый,
• работа с несколькими кнопками униполярными подсветкой,
• релейный выход ? один нормально разомкнутый контакт с максимальной нагрузочной способностью 16 А,

• индикатор состояния реле ? красный светодиод
• функция ТЕСТ
• одномодульный корпус,

ПРИМЕНЕНИЕ:

• ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
• ПРОЧИЕ ДАННЫЕ
• ДОКУМЕНТАЦИЯ
• СЕМЕЙСТВО ПРОДУКТОВ

Способ монтажа Szyna DIN

Ширина выражена в количестве модулей 1

Силовые клеммы L, N

Temperatura pracy — 20/45 °C

Częstotliwość znamionowa 50/60 Hz

Parametry styków przekaźnika 1NO — 16 A / 250 V AC1 4000 VA

Stopień ochrony obudowy IP20

Szerokość 90 mm

Wysokość 17,5 mm

Głębokość 66 mm

Waga 78 g

Długość opakowania 2,2 cm

Другие:

• /ru/exta/pbm-01-PBM-01_instr_RU.pdf
• /ru/exta/pbm-01-_IN1000345_PBM-01_instr_RU. pdf

• БИСТАБИЛЬНЫЕ РЕЛЕ TYP: PBM-02
• СЕПАРАТОР ВХОДОВ TYP: SEM-01
• БИСТАБИЛЬНЫЕ РЕЛЕ TYP: PBM-01/24V
• БИСТАБИЛЬНЫЕ РЕЛЕ TYP: PBM-02/24V
• БИСТАБИЛЬНЫЕ РЕЛЕ TYP: PBM-03
• БИСТАБИЛЬНЫЕ РЕЛЕ TYP: PBP-01
• ВСТРОИВАЕМЫЕ БИСТАБИЛЬНЫЕ РЕЛЕ TYP: PBP-03
• БИСТАБИЛЬНЫЕ РЕЛЕ TYP: PBM-03/24V
• БИСТАБИЛЬНЫЕ РЕЛЕ TYP: PBM-04/U
• БИСТАБИЛЬНЫЕ РЕЛЕ TYP: PBM-05
• БИСТАБИЛЬНЫЕ РЕЛЕ TYP: PBM-05/12-24V
• БИСТАБИЛЬНОЕ РЕЛЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ 230 В AC TYP: PBM-06
• БИСТАБИЛЬНОЕ РЕЛЕ 2-полюсный 230 В переменного тока TYP: PBM-07
• БИСТАБИЛЬНОЕ РЕЛЕ УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПОЧТА TYP: PBP-04

Управление освещением с использованием импульсного реле

25 марта 2013 k-igor

Для освещения длинных коридоров, лестничных маршей, где требуется включить освещение на входе и выключить на выходе, целесообразнее выполнять освещение при помощи импульсных реле. Из-за своего принципа работы, импульсное реле называют еще бистабильным.

Разумеется, в простейшем случае можно обойтись двумя выключателями типа А6 10-147 и не использовать никаких реле. Самая простая схема управления освещением из двух мест представлена ниже.

Схема управления освещения из двух мест

А вот еще одна картинка, которая наглядно демонстрирует, как это работает.

Управление освещением из двух мест

Но бывают ситуации, когда освещением нужно управлять из 3  и более мест. В этом случае лучше применить импульсное реле. Применение импульсного реле для освещения значительно упростит схему и сэкономит ваш бюджет.

В зависимости от ваших потребностей можно подобрать подходящее реле для освещения. Дело в том, что некоторые импульсные реле обладают дополнительными функциями, которые могут в некоторых случаях пригодиться.

Общая схема управления освещения при помощи импульсного реле выглядит так:

Схема управления освещением при помощи ипульсного реле

Как обычно, на светильник  заведен нулевой проводник, а фаза проходит через контакт реле. При нажатии любой кнопки реле включается, при повторном нажатии реле выключается. Кнопки без фиксации.

Рассмотрим несколько импульсных реле для управления освещения.

1 Импульсное (бистабильное) реле BIS-411. 

Импульсное реле BIS-411

Электронное бистабильное импульсное реле “BIS-411” позволяет включать, выключать освещение из нескольких разных мест при помощи параллельно соединенных кнопок управления. Переключение контактов происходит каждый раз в результате импульса тока, при нажатии любой кнопки. Преимущества: позволяет избежать расходов по прокладке многожильной электропроводки (для соединения кнопок управления с реле достаточно применить двухжильный провод 2×0,35мм).

2 Импульсное (бистабильное) реле  BIS-413. 

Импульсное реле BIS-413

Временная диаграмма BIS-413

Освещение включается нажатием кнопки любого выключателя и отключается по истечении заданной выдержки времени встроенного лестничного автомата (таймера) либо повторным нажатием кнопки любого выключателя.

Двукратное нажатие кнопки выключателя в течение менее 1 секунды включает освещение постоянно до момента очередного нажатия выключателя.  BIS-413 более умное реле по сравнению с BIS-411.

3 Импульсное (бистабильное) реле  BIS-414.

Импульсное реле BIS-414

Отличительная особенность BIS-414 от BIS-411 и BIS-413  в том, что реле  имеют на выходе две секции и позволяют в соответствующей последовательности управлять двумя нагрузками.

Временная диаграмма BIS-414

4 Импульсное (бистабильное) реле BIS-412.

Импульсное реле BIS-412

Реле объединяются в группы, включение и выключение групп реле осуществляется по групповым входам (WW, ZW), а управление отдельным реле в группе — по индивидуальному входу (ZO). Например, включение и выключение освещения в помещениях всех этажей здания или каждого этажа (групповые входы), а также отдельно в каждом помещении (индивидуальные входы).

Основные технические характеристики приведенных импульсных реле:

Параметр	BIS-411	BIS-412	BIS-413	BIS-414
Напряжение питания	230 B; 50 Гц
Максимальный коммутируемый ток (АС1), А	16			2×8
Контакт:Z — замыкающийP — переключающий	1P			2×1P
Ток управления, мА	0,5–1
Задержка включения, с	0,1–0,2
Задержка выключения (регулируемая), мин	—	—	1–12	—
Сигнализация питания	зелёный светодиод
Сигнализация включения нагрузки	жёлтый светодиод			2 жёлтых светодиода
Диапазон рабочих температур, °C	от –25 до +50
Потребляемая мощность, Вт	0,8
Габариты (Ш×В×Г), мм	17,5×90×63
Тип корпуса	1S
Подключение	винтовые зажимы 2,5 мм

Почти все импульсные реле, могут работать с выключателями с неоновой подсветкой. При большом их количестве (более 10) рекомендуется установить конденсатор ёмкостью 0,15–0,33 мкФ 275 VAC между выводами 1 и 6 (BIS-411, BIS-412, BIS-413, BIS-414).

Советую почитать:

Реле

— Как подключить бистабильный клапан?

\$\начало группы\$

Мне нужно управлять бистабильным клапаном:

Вот типичная проводка для такого трехпроводного клапана:

обычно не требуется. Предвижу два решения со своими плюсами и минусами:

1. Добавить реле на обратку. Процесс заключается в переключении реле открытия/закрытия сначала, затем замыкании реле обратной линии на время, необходимое для перехода с импульсом желаемой длины. Здесь нет риска одновременно подавать как открытые, так и закрытые входы.
2. Пусть обратка всегда подключена, как на картинке, и имеет два реле для управления, одно на открытие и одно на закрытие. Процесс был бы проще, один импульс на одно управляющее реле, но с риском включить оба одновременно и повредить клапан.

Оба используют два реле. Какое лучшее решение?

• реле
• управление
• короткое замыкание
• электромагнитный клапан

\$\конечная группа\$

7

\$\начало группы\$

OP подтвердил, что клапан автоматически отключает питание, когда он достигает конца своего хода, поэтому, хотя напряжение все еще может присутствовать, он не потребляет ток, поэтому нет необходимости в дополнительном внешнем переключателе.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

В зависимости от используемого бистабильного клапана внутренний контур управления обычно уже имеет блокировку и концевой выключатель. Но если не первое решение лучше, вы можете просто избежать добавления задержки «сначала переключите реле открытия / закрытия, затем закройте возврат . ..», используя следующее:

^{симуляция этой схемы — схема создана с помощью CircuitLab}

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Вот как.

Все, что требуется, это переключатель SPDT. В конце открытия/закрытия соответствующий концевой выключатель обесточивает двигатель.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Решение очень простое: соедините нормально разомкнутый контакт каждого реле с нормально замкнутым контактом другого реле.

Таким образом, оба реле блокируют друг друга, и цепь будет разомкнута, если оба активны одновременно.

\$\конечная группа\$

1

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя адрес электронной почты и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Что такое бистабильное реле?

Были ли случаи, когда вы или технический специалист снимали или заменяли реле только для того, чтобы обнаружить, что боковые стороны реле вздулись, а пластмассовые стороны временами расплавлялись?

Это вздутие может произойти, когда катушка должна постоянно находиться под напряжением. Этот процесс позволяет повысить температуру в реле и в ЭБУ, управляющем током реле — либо в блоке управления двигателем (ЭБУ), либо в других блоках управления. Например, компьютер управляет несколькими обычными реле, которым требуется непрерывный ток на катушку, чтобы реле оставалось активным. Однако в бистабильном реле, как только реле установлено (контакты замкнуты), ток снимается с катушки, и реле остается в заданном положении.

У большинства техников есть ящик, заполненный всевозможными реле, используемыми для тестирования. Когда дело доходит до бистабильных реле, замена бистабильного реле на обычное реле или наоборот может нанести ущерб вашим транспортным средствам и автопаркам и нанести дорогостоящий ущерб.

Немного предыстории

Прежде всего важно понять, что существует разница между реле с подавлением и без подавления. Самые популярные версии реле с подавлением помех — это подавление диодов или резисторов — со встроенными диодами или резисторами соответственно — для подавления скачков напряжения (см. 9).0109 Рис. 1 ).

(Прочтите колонку «Обучение» за март 2018 г.: нельзя просто поменять местами реле.)

Технические специалисты должны всегда проводить стендовые испытания каждого реле, включая реле с подавлением помех. Технические специалисты могут проверить, подавляется ли реле, используя цифровой мультиметр (DMM) с возможностью измерения достаточно высокой частоты дискретизации, чтобы регистрировать высокое напряжение, возникающее при отключении катушки реле (см. 2 ).

Рис. 2. В рамках тренинга, организованного K&D Technical Innovations, технические специалисты могут выполнить тест с помощью мультиметра с достаточно высокой частотой дискретизации для измерения высокого напряжения, возникающего при отключении катушки реле. Изображение любезно предоставлено K&D Технические инновации

Некоторые из более дорогих цифровых мультиметров недостаточно быстры для этого. Для выполнения этого теста вам также понадобится измеритель с функцией «Пиковый мин. /макс.» или функцией «ЗАПИСЬ».

Подумайте, что это напряжение может сделать с вашими системами. Даже использование правильного реле с подавлением помех не обеспечивает гарантированной защиты; цепь глушащего реле могла разомкнуться или, что еще хуже, закоротить.

Чрезвычайно важно проверять, заменять и/или использовать правильное реле для правильного применения. Не позволяйте никому говорить вам, что если реле поместится в ту же полость, оно будет работать, даже если вам просто нужно проверить заведомо исправное реле, чтобы убедиться, что система работает. Последствия могут заключаться в подаче высокого напряжения в цепь.

Если вы заменяете или тестируете реле, обязательно воспользуйтесь схемой на внешней стороне реле, чтобы убедиться, что правильное реле входит в правильную полость (см. Рис. 3 ).

Отличия

Бистабильные реле используют гораздо меньший ток или силу тока, что, в свою очередь, создает меньше тепла и позволяет компьютеру автомобиля (блоку управления двигателем или ECM) работать при более низкой температуре.

Бистабильные реле сохраняют свое коммутируемое положение даже в случае сбоя подачи тока на катушку. Это означает, что бистабильные реле могут предотвратить потерю информации о текущем состоянии переключения.

Кроме того, при использовании бистабильного реле компьютер автомобиля заземляет цепь для срабатывания реле. Когда на катушку не подается питание, реле продолжает выполнять свою работу и остается подключенным, даже когда точка контакта замкнута. Чтобы сбросить реле в разомкнутое положение, ток реверсируется цепью управления, что приводит к размыканию контактов.

Но что делать, если нет сигнала на размыкание реле? Это может стать паразитической утечкой.

Важно отметить, что бистабильные реле используют меньший ток на стороне катушки реле. Это позволяет активировать несколько реле и управлять ими с помощью одной цепи. Это также снижает нагрузку на генератор и системы зарядки автомобиля.

Последствия

Представьте, что произойдет, если обычное реле будет случайно заменено бистабильным реле. Если это произойдет, заземление обычного реле замкнет контакты, и техник не сможет разомкнуть цепь. Реле останется включенным, и это может создать паразитный сток в цепи.

Давайте обратим сценарий, заменив бистабильное реле обычным реле. Обычное реле замыкало бы контактные точки и замыкало цепь, но в тот момент, когда компьютер отключал землю от реле, цепь размыкалась.

В этом сценарии мы даже не рассматриваем, подавляется замененное обычное реле или нет. Если бистабильное реле было заменено обычным реле без подавления помех, это может привести к повреждению цепи и постоянному повреждению компонентов до тех пор, пока кто-нибудь не поймет, что было установлено неправильное реле.

 

K&D Technical Innovations ( kdtechnicalinnovations.com ) — поставщик услуг, предлагающий обучающие решения для промышленности и образования. Владелец Кейт Литтлтон специализируется на проблемах связи CAN и диагностике лабораторных работ и в настоящее время является председателем станции электрических испытаний TMC SuperTech.