Tpo-gefest.ru

ТПО Гефест
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

О реле замолвим мы слово

О реле замолвим мы слово


— Его убил пусковой ток!

Самый часто используемый компонент для коммутации цепей — это старое доброе электромагнитное реле. Однако правильный выбор реле — дело, зачастую, непростое. Что ж, давайте попробуем осветить этот вопрос.

А в чем, собственно, проблема? Ну, посчитали ток в нагрузке и взяли реле с соответствующим номиналом. Но такой расчет, возможно, будет ошибочен: вся проблема заключается в пусковых токах.

Пусковые токи при замыкании

Вооружимся осциллографом, токовыми клещами Hantek CC-65 для него, трансформатором напряжения HWPT07 для гальванической развязки осциллографа от измеряемой цепи (необязательно, но удобно смотреть в каком месте синусоиды напряжения произошло переключение), соорудим испытательный стенд и посмотрим, какие же пусковые токи наблюдаются у разных нагрузок.

Для удобства измеренные токи нормируем на условный «номинальный» ток устройства, который определяем по формуле как мощность, указанная на устройстве, деленная на напряжение в сети (230В) и умноженное на корень из двух (амплитудное значение тока) —

Лампы накаливания

«Чисто резистивная нагрузка же, какие пусковые токи?» — спросит читатель.

А вот и нет, пока спираль лампы холодная, она имеет сильно меньшее сопротивление. Лампа накаливания 95 Вт имеет сопротивление 40 Ом, что оценочно дает пусковой ток до 320 В / 40 Ом= 8 А, то есть в 13 раз больше номинального тока!

Видим, что пусковой ток превышает номинал в 8 раз, время разогрева спирали составляет менее одного полупериода, а длительность пика — примерно 2 мс.

Теплые полы. Чайник, ТЭНы эл. котлов

Температурный коэффициент нихромовых спиралей в ТЭНах весьма мал, и пусковой ток близок к номинальному.

Исключение — саморегулирующиеся кабели для теплых полов. У них полупроводниковый нагревающий элемент, его пусковой ток может быть больше в 2 раза.

Светодиодные и компактные люминесцентные лампы

«А-ха-ха, да какие там токи у 10-ваттной лампочки!»

Такие лампы небольшой мощности содержат в себе выпрямительный мост с конденсатором. То есть это чисто емкостная нагрузка, и пусковой ток должен быть очень большим. Как правило, для его снижения производители ставят перед мостом резистор.

Посмотрим на графики:


Видно, что у икеевских ламп всё весьма хорошо. А вот у других светодиодных ламп пусковой ток превышает номинал в 150 — 200 раз, и длительность пиков составляет

Электродвигатели

«У индуктивной нагрузки пусковой ток нулевой! Это же индуктивность!»

Ну-у, в момент замыкания контактов ток и правда нарастает плавно, но затем:

1. если момент замыкания попал в ноль напряжения, то всплеск тока двукратный (для чисто индуктивной нагрузки);

2. пока двигатель не выйдет на номинальные обороты, ток превышает в несколько раз номинальный; чем мощнее двигатель, тем больше превышение.

Читайте так же:
Как с помощью двух проводов проверить автолампу

Блоки питания


Аналогично светодиодным лампам на входе у этих блоков питания стоит диодный мост и конденсаторы большой емкости. Для снижения пусковых токов производители ставят NTC-термисторы, зеленые (иногда черные) и круглые:

В холодном состоянии они имеют заметное сопротивление, чем и ограничивают пусковой ток. При работе блока питания термистор нагревается и его сопротивление снижается (в 20 — 30 раз), практически не мешая протеканию тока. Но после выключения блока питания некоторое время (до 1 минуты) термистор остается горячим и не может ограничивать пусковой ток. Поэтому крайне желательно после выключения блока питания подождать 10 — 30 с перед его повторным включением. Ниже графики с повторным включением через

15 с (при быстром переключении пики еще больше):

Как же с этим знанием жить?

В документации на реле могут указывать несколько токов:
номинальный ток (Contact rating current) и максимальный ток переключения (Max. switching current) или пусковой ток (Inrush current) и т. д. И у «обычных» реле пусковой ток часто не указывают. О необычных напишем ниже. То есть если на реле написано «10А», то значит, по умолчанию у него и пусковой ток при коммутации не должен превышать 10А. Возможно, его можно умножить на 2, но это не точно.

Если максимальный пусковой ток 10-20А, а светодиодная лампочка имеет пусковой ток в 100 раз от номинала, то это очень грустно: получается, что коммутировать можно только 20-40 Вт лампочек.

Так что с обычными реле нужно либо сильно ограничить себя в выборе нагрузки и занижать мощность, либо быть готовым к тому, что контакты будут часто свариваться и реле придется менять. Для нагрузки с большими пусковыми токами лучше использовать специальные реле.

А теперь минутка рекламы про замечательные, самые хорошие на свете релейные модули нашего производства с управлением по Modbus RTU серий WB-MR3LV/I и WB-MR3LV/S и их версий с HV входами, а также модули WB-MRPS6. В них мы ставим реле HF115F-I и HF115F-S производителя Hongfa (самый крупный в Китае и четвёртый по миру производитель реле).

Отличие реле HF115F-I — особые контакты из AgSnO2, а HF115F-S еще и имеют специальную конструкцию из двух пар контактов, когда первая пара (вольфрамовые контакты, большой импульсный ток) замыкается чуть раньше второй (низкое сопротивление контакта, большой постоянный ток).

На фото контакты реле HF115F-I (слева) и HF115F-S (справа).

Пусковой ток HF115F-I — 120А/20мс, что позволяет коммутировать лампы накаливания общей мощностью до 2 кВт.

Читайте так же:
Какие выключатели подойдут для светодиодных ламп

А HF115F-S — 165А/20мс и 492А/1,5мс, 800А/25мкс, то есть до 3 кВт для ламп накаливания и до

600 Вт для светодиодных ламп.

Фото этих замечательных модулей реле:

А еще есть релейный модуль WB-MRWL3 с реле HF161F-W: его особенность — большой номинальный ток, что позволяет работать совместно с автоматом на 16А и использовать для коммутации розеточных групп.

Все о единицах мощности

Паровая машина Джеймса Уатта

Единицей измерения мощности принято считать ватт. Эта единица была изобретена инженером Джеймсом Уаттом в то самое время, когда появилась паровая машина. Ученому необходимо было усовершенствовать свое изобретение, чтобы его работа была продуктивной. Поэтому ему пришлось сравнивать заданную величину машины с мощностью лошадиной силы. Главной его задачей было определить, сколько лошадь выполнит работы за заданное время. В результате эксперимента была определена единица одной лошадиной силы, что составило 746 ватт.

Бытовые электроприборы обязательно маркируются потребляемой мощностью. В некоторых светильниках, например, нельзя использовать лампочку большей производительности, чем 60 ватт. Такие ограничения указывают на то, что если в патрон вкрутить лампу с мощностью выше, чем у светильника, то электроприбор просто не выдержит такую нагрузку и будет поврежден. Лампочка тоже может прослужить менее определенного срока эксплуатации. Это относится к лампам накаливания. Недавно изобретенные лампы со светодиодными и люминесцентными излучателями подходят для любых светильников, так как они имеют небольшую мощность и хорошо разгораются при накаливании, из-за чего пользуются широким спросом у большого числа потребителей.

Электроприборы очень сильно отличаются друг от друга по своей мощности. Эти параметры зависят и от того, кто их изобрел и от качества электродеталей, вложенных при производстве техники. Итак, характеристика мощности некоторых электроприборов имеет такие примерные данные:

  • мощность кондиционеров и сплит-систем составляет 20-40 кВт;
  • мощность оконных кондиционеров может составить от 1 до 2 кВт;
  • мощность духовых шкафов от 2,1 до 3,6 кВт;
  • машины для стирки и сушки могут потреблять от 2 до 3,5 кВт;
  • в машинах для мытья посуды единица измерения составит от 1,5 до 2,5 кВт;
  • электрочайники потребляют 2 кВт;
  • в микроволновых печах мощность составляет от 0,5 до 1,5 кВт;
  • холодильные агрегаты потребляют до 1 кВт;
  • в тостерах мощность может колебаться до 1 кВт.

Для измерения этой величины в наше время используют специальный прибор – динамометр. Такое устройство позволяет измерять такую единицу как в бытовых целях, так и в производственных.

График зависимости мощности, потребляемой лампой от напряжения на её зажимах! Какой вывод из этого можно сделать?

Если б сопротивление лампы было всё время постоянным, то график был бы параболой (P = U&#178/R). Но с ростом напряжения и с ростом выделяемой на лампе мощности растёт и температура, а с ней — сопротивление лампы. Так что график будет поначалу параболой, а потом будет расти всё медленнее и медленнее.

Читайте так же:
Лампы автомобильные для выключателей

P=UI То есть чем больше напряжение, тем больше мощность. Вывод: чем больше у тебя дома мощных приборов, тем больше заплатишь за электроэнергию!))

Невзирая на теорию, все-таки лампа накаливания является нелинейным элементом за счет изменения сопротивления при нагреве и некоторой индуктивной составляющей. Нелинейность незначительна, обычно ей пренебрегают. При превышении номинального напряжения она выходит из строя.

P = U^2 / R. Таким образом, если предположить постоянство сопротивления, мощность пропорциональна квадрату напряжения. На самом же деле, растёт температура, а с ростом температуры и сопротивление, и поэтому завсимость довольно нетривиальная.. . При малых напряжениях зависимость действительно квадратичная, при возрастании напряжения температура начинает сильно влиять на сопротивление и зависимость приближается к линейной. А с дальнейшим ростом вольфрам просто испаряется и лампочка кирдык.

Классика! Несмотря на доступность люминесцентных линейных ламп, разнообразие и миниатюрность энергосберегающих компактных люминесцентных ламп и бурное развитие светодиодных ламп, стандартные лампы накаливания до сих пор остаются самыми распространенными источниками света. По крайней мере в жилом секторе. Очень много людей до сих пор считают свет «лампочек Ильича» самым приятным (цветовая температура 2200—2900 K), а низкая стоимость часто перевешивает недостатки: малый срок службы и большое потребление электроэнергии по сравнению с другими типами ламп.

Основные составные части лампы накаливания: тело накала — спираль, колба, наполненная инертным газом, цоколь, а также токовые вводы и держатели спирали, ножка лампы.

В совеременных лампах наиболее распространена дважды закрученная спираль (биспираль) из вольфрама. Рабочая температура нити накала составляет 2000 — 2800°C. Поэтому при включении ее сопротивление намного ниже, а ток, протекающий через спираль, в 10 — 15 раз выше рабочих значений. Именно в этот момент и перегорает большинство ламп. Чтобы сгладить пиковые нагрузки на спираль в момент включения, нужно использовать блоки защиты ламп, которые делают нарастание напряжение на спирали плавным (именно поэтому блоки защиты ламп иногда называют «плавным пуском»).

Колба лампы может быть разной формы, цвета, иметь матовое напыление или быть прозрачной. Основное назначение стеклянной колбы — защита спирали от воздействия атмосферных газов. Внутрь колбы стандартной лампы накаливания чаще всего закачана смесь азота с аргоном. В более узко специализированных лампах используют криптон и ксенон, а колбы галогеновых ламп накаливания заполнены соединениями галогенов.

У бытовых ламп накаливания в России и Европе наиболее распространенными являются цоколи Эдисона E14 (в народе «миньон»), E27 и E40. Буква «Е» означает «Эдисон», а цифра — наружный диаметр резьбы в мм. Цоколь Е40 сейчас практически не используется из-за ограничений на производство и продажу мощных ламп накаливания.

Читайте так же:
Как измерить ток в цепи с одной лампочкой

Лампы накаливания в основном различаются типом цоколя, мощностью (и, соответственно, яркостью), формой колбы и рабочим напряжением. Приведенные ниже значения светового потока являются примерными и могут отличаться в зависимости от производителя.

Отдельно в нашем каталоге представлены зеркальные лампы накаливания.

Лампы накаливания общего назначения (ЛОН)

Самый распространенный тип ламп накаливания. Имеют колбу в виде груши или шара диаметром 50 — 60 мм (международное обозначение — А55 и А60), длиной 94 — 105 мм. Средняя продолжительность работы составляет 1000 часов.

Мощность ламп (световой поток) — 25 Вт (230 лм), 40 Вт (415 лм), 60 Вт (710 лм), 75 Вт (935 лм)и 93-98 Вт (1200—1300 лм).

Цоколь — Е27. Рабочее напряжение — 220-240 В.

Декоративные лампы накаливания в виде свечи и шара с цоколем Е14 и Е27

Декоративные лампы с колбами в форме шариков и свечей используются в декоративных бра, торшерах, компактных светильниках.

Выпускаются с цоколями Е14 и Е27.

Декоративные лампы накаливания в форме шара меют размеры ø45х77 мм (европейское обозначение — G45). Выпускаются с цоколем с прозрачной (ДШ) и матовой (ДШМТ) колбой.

Декоративные лампы накаливания в форме свечи с цоколем Е14 имеют размеры ø35х103 мм, с цоколем Е27 — ø35х100 мм. Международное обозначение колбы — С35. Выпускаются с прозрачным (ДС) и матовым (ДСМТ) стеклом.

Средний срок службы составляет 1000 часов.

Мощность ламп (световой поток) — 25 Вт (200 лм), 40 Вт (400 лм) и 60 Вт (660 лм). Рабочее напряжение — 220-240 В.

Лампа накаливания РН-15 15 Вт Е14 («лампа для холодильника»)

Специальная лампа накаливания малой мощности 15 Вт выпускается только с цоколем Е14. Наиболее распространненное обозначение — РН15. В народе получила название «лампочка для холодильника», хотя используется также, например, в швейных машинках, а также духовых шкафах и микроволновых печах (при удовлетворении температурным условиям эксплуатации).

Световой поток лампы РН-15 составляет 90 лм.

Диаметр колбы такой лампы составляет 25 мм, высота — 57 мм.

Срок службы — 1000 часов.

Лампы накаливания местного освещения МО на напряжение 12, 24 и 36 В

Низковольтные лампы накаливания местного освещения МО предназначены для освещения рабочих мест станочного парка и другого технологического оборудования. Часто используются также для освещения подвалов в гаражах и других помещений с повышенной влажностью.

Форма колбы полностью такая же, как и у ламп общего назначения. Разница только в рабочем напряжении: у ламп МО оно бывает 12, 24 и 36 вольт.

Читайте так же:
Как рассчитать лампу постоянного тока

Диаметр лампы составляет 50—55 мм, длина — 98—108 мм.

Мощности ламп накаливания местного освещения — 25, 40 и 60 Вт. Лампы МО мощностью 100 Вт в настоящее время не выпускаются.

В обозначении таких ламп зашифровано значение рабочего напряжени и мощности. Например, лампа МО 12-40 имеет рабочее напряжение 12 В и мощность 40 Вт.

Световой поток ламп МО зависит не только от мощности, но и от напряжения:
МО 12-40 — 620 лм,
МО 12-60 — 1000 лм,
МО 24-40 — 580 лм,
МО 24-60 — 980 лм,
МО 36-25 — 300 лм,
МО 36-40 — 580 лм,
МО 36-60 — 950 лм.

Средняя продолжительность горения составляет 1000 ч.

Понравилась эта страница? Поделись ссылочкой с друзьями:

  • Дата 02.09.2009
  • Ключевые словаэнергосберегающие лампы, лампы накаливания, энергобаланс, срок службы, светорегулятор, светодиод, реактивный ток
  • НапечататьНапечатать эту страницу
  • Постоянная ссылка https://p.dw.com/p/JNkL

Также по теме

Women of the Huni Kuin tribe attend a ceremony at a protest camp in Brasilia, on August 22, 2021. - Over 1000 indigenous protestors have converged on Brasilia to take part in a week of protests organised by Brazilís Indigenous People Articulation (APIB). The main focus of the protests is a judgement at the Supreme Court (STF) taking place on August 25, which may define the future demarcation of indigenous lands. (Photo by CARL DE SOUZA / AFP)

Сравнение технических характеристик

Для сравнения параметров различных видов осветительных приборов, удобно свести их в таблицу. В ней показана потребная электрическая мощность светодиодных и других ламп для создания определенного светового потока.

НакаливанияLED*Энергосберегающая*
Срок эксплуатации, часов100050000не менее 20000
Рабочая температура, град.Свыше 150До 75выше 100
Создаваемый световой поток, лмМощность, потребляемая от сети, Вт
2002026
40040412
70060915
900751019
12001001230
18001501945
25002003070

* — указаны усредненные значения, фактическая мощность может отличаться в зависимости от примененной технологии производства.

Таблица соответствия светодиодных ламп и накаливания

Из таблицы в результате сравнения параметров еще более наглядно видно, что у светодиодного освещения конкуренция со стороны ламп накаливания и энергосберегаек отсутствует. Способность LED лучше других приборов преобразовывать электроэнергию в световой поток не вызывает сомнения.

Качественные производители

Качественные низковольтные лампы выпускают крупные мировые производители: Osram, Philips и Gauss. Цена их изделий высока. Кроме того обратите внимание, что у Philips у недорогих источников света узкий угол рассеивания луча. Такие лампы не стоит применять для общей подсветки. А продукцию Gauss редко найдешь в магазине.

Продукция российских брендов Feron, Uniel, Navigator, Camelion, Эра стоит меньше. Качество лампочек чуть ниже, но в целом находится на хорошем уровне. Тем более, что обозначенные компании часто закупают комплектующие у Philips.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector