مرحل النبض للتحكم في الإضاءة: كيف يعمل وأنواعه وعلاماته واتصالاته
لتلبية متطلبات الإضاءة الحديثة للشقق والمكاتب والمؤسسات، يتم استخدام أنظمة الكهرباء المعقدة. عند تصميمها، يتم استخدام عدد من المعدات لحل المشكلات الفردية، والتي يتم تحسينها باستمرار.
وهكذا، بدأ استخدام مرحل النبض للتحكم في الإضاءة من عدة أماكن مؤخرًا نسبيًا. يتم تدريجياً استبدال الدوائر القياسية بمفاتيح التمرير.
محتوى المقال:
أين يمكن استخدام مرحل النبض؟
يتم تفسير إدخال هذا الجهاز في الاستخدام المنزلي من خلال الراحة البسيطة. بعد كل شيء، فإنه يسمح لك بالتحكم في الإضاءة من نقطتين على الأقل.
في الشقة، يمكن أن تكون هذه غرفة نوم، حيث يكون المفتاح قيد التشغيل عند المدخل ويكون المفتاح مغلقًا بجوار السرير. يوجد في المكاتب ممرات طويلة وسلالم وقاعات مؤتمرات كبيرة.
يمكن التعامل مع مهمة التحكم بثلاثة أوضاع عن طريق التمرير و مفاتيح متقاطعة. لا يزال هذا المخطط يستخدم على نطاق واسع. ولكن لديها أيضا عيوب واضحة.
أولاً، يعد هذا نظامًا معقدًا إلى حد ما من حيث التثبيت، حيث تمر الكهرباء عبر قاطع الدائرة الرئيسي وصندوق التوزيع والمفاتيح نفسها ثم إلى مصابيح الإضاءة.عند تثبيته، تحدث الأخطاء في كثير من الأحيان. إذا كانت هناك حاجة إلى أكثر من ثلاثة أماكن تحكم، يصبح المخطط أكثر تعقيدا.
ثانيا، جميع الأسلاك لها نفس المقطع العرضي، لأنها تستخدم نفس الجهد، مما يؤثر على التكاليف الإجمالية. وهي تشمل أيضًا سعر مفاتيح التمرير، وهو أعلى بعدة مرات من تكلفة المفاتيح التقليدية.
لكن الحاجة إلى استخدام مرحل النبض ليست فقط لأسباب تتعلق بالراحة. كما أنها تستخدم للإشارة والحماية.
على سبيل المثال، في مؤسسة صناعية لبدء عمليات الإنتاج التي تتطلب طاقة كهربائية عالية، يتيح لك هذا الجهاز حماية المشغل. حيث أنها تعمل بتيارات الجهد المنخفض أو يتم التحكم فيها بالكامل عن بعد.
الجهاز ومبدأ التشغيل
بالمعنى العام للكلمة، المرحل هو آلية كهربائية تقوم بإغلاق أو قطع دائرة كهربائية بناءً على معلمات كهربائية معينة أو غيرها من العوامل التي تؤثر عليها.
تم اختراع تصميمه غير القابل للتبديل في عام 1831 على يد ج. هنري. وبعد عامين بدأوا في استخدام S. Morse لضمان عمل التلغراف.
يمكن التمييز بين مجموعتين رئيسيتين: الكهروميكانيكية والإلكترونية. في النوع الأول من الأجهزة يتم تنفيذ العمل بواسطة آلية، وفي النوع الثاني تكون لوحة الدوائر المطبوعة مع متحكم دقيق هي المسؤولة عن كل شيء. من الملائم النظر في تشغيله باستخدام مثال المرحل الكهروميكانيكي، وهو مرحل نبضي.
ومن الناحية الهيكلية يمكن تمثيلها على النحو التالي:
- لفه - هذا سلك نحاسي ملفوف على قاعدة مصنوعة من مادة غير مغناطيسية. يمكن عزلها بالقماش أو طلاءها بورنيش لا يسمح بمرور الكهرباء.
- جوهرتحتوي على حديد ويتم تفعيلها عن طريق مرور التيار الكهربائي عبر لفات الملف.
- مرساة متحركة - هذه لوحة متصلة بالعضو الإنتاجي وتؤثر على جهات الاتصال المغلقة.
- نظام الاتصال - تبديل حالة الدائرة مباشرة.
يعتمد تشغيل المرحل على ظاهرة القوة الكهرومغناطيسية. يظهر في النواة المغناطيسية للملف عندما يمر التيار من خلاله. الملف في هذه الحالة هو جهاز ضام.
يتم توصيل النواة الموجودة فيه بمحرك متحرك، والذي يقوم بتنشيط اتصالات الطاقة، وإجراء التبديل. يمكن أن تكون من النوع المفتوح/المغلق عادة. في بعض الأحيان، قد تحتوي كتلة جهة الاتصال على أنواع اتصال مفتوحة ومغلقة.
يمكن توصيل مقاوم إضافي بالملف، مما يزيد من دقة التشغيل، بالإضافة إلى الصمام الثنائي لأشباه الموصلات، مما يحد من الجهد الزائد على اللف. بالإضافة إلى ذلك، قد يحتوي التصميم على مكثف مثبت بالتوازي مع نقاط الاتصال لتقليل الشرارة.
يمكن تمثيل تشغيل الجهاز بشكل أكثر وضوحًا من خلال تقسيمه إلى عدة كتل:
- أداء - هذه مجموعة اتصال تقوم بإغلاق/فتح دائرة كهربائية؛
- متوسط - يقوم الملف والقلب وعضو الإنتاج المتحرك بتنشيط وحدة التنفيذ؛
- مدير - في هذا التتابع يحول الإشارة الكهربائية إلى مجال مغناطيسي.
وبما أن هناك حاجة إلى دفعة كهربائية واحدة لتبديل موضع جهات الاتصال، يمكننا أن نستنتج أن هذه الأجهزة تستهلك الجهد فقط في لحظة التبديل. وهذا يوفر الطاقة بشكل كبير، على عكس مفاتيح المرور التقليدية.
النوع الثاني من مرحل النبض هو النوع الإلكتروني. المتحكم الدقيق هو المسؤول عن تشغيله. الكتلة الوسيطة هنا عبارة عن ملف أو مفتاح أشباه الموصلات. إن استخدام عناصر مثل وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة في الدائرة يجعل من الممكن استكمال المرحل، على سبيل المثال، بمؤقت.
الأنواع والعلامات والفوائد
الأنواع الرئيسية لمرحلات النبض هي الكهروميكانيكية والإلكترونية. ويتم تصنيف الأجهزة الكهروميكانيكية بدورها وفقًا لمبدأ تشغيلها.
أنواع أجهزة النبض
وهذا يعني أن تبديل ملامسات الطاقة يمكن أن يتم بواسطة قوى أخرى غير قوة المغناطيس.
وهي مقسمة إلى:
- الكهرومغناطيسي؛
- تعريفي؛
- كهرومغناطيسي.
- الديناميكا الكهربائية.
يتم استخدام الأجهزة الكهرومغناطيسية في أنظمة التشغيل الآلي أكثر من غيرها. إنها موثوقة تمامًا نظرًا لطريقة التشغيل البسيطة التي تعتمد على عمل القوى الكهرومغناطيسية في قلب مغناطيسي حديدي، بشرط وجود تيار في الملف.
التأثير على جهات الاتصال المرحلات الكهرومغناطيسية يتم تنفيذه بواسطة إطار ينجذب إلى المركز في موضع واحد ويعود إلى الموضع الثاني بواسطة زنبرك.
لدى الحث مبدأ تشغيل يعتمد على ملامسة التيارات المتناوبة مع التدفقات المغناطيسية المستحثة مع التدفقات نفسها. يؤدي هذا التفاعل إلى إنشاء عزم دوران يحرك قرصًا نحاسيًا يقع بين مغناطيسين كهربائيين. بالتناوب، فإنه يغلق ويفتح الاتصالات.
يتم تشغيل الأجهزة الكهرومغناطيسية بسبب تفاعل التيار في الإطار الدوار مع المجال المغناطيسي الناتج عن المغناطيس الدائم. يتم التحكم في إغلاق/كسر الاتصالات عن طريق دورانها.
هذه المرحلات حساسة للغاية بالنسبة لنوعها. ومع ذلك، فهي لا تستخدم على نطاق واسع بسبب زمن الاستجابة الذي يتراوح بين 0.1 و0.2 ثانية، والذي يعتبر طويلًا.
تعمل المرحلات الكهروديناميكية بسبب القوة المتولدة بين ملفات التيار المتحركة والثابتة. طريقة إغلاق جهات الاتصال هي نفسها الموجودة في الجهاز الكهرومغناطيسي. والفرق الوحيد هو أن الحث في فجوة العمل يتم إنشاؤه كهرومغناطيسيًا.
النماذج الإلكترونية متطابقة تقريبًا في التصميم مع النماذج الكهروميكانيكية. لديهم نفس الكتل: التنفيذ والوسيطة والتحكم. والفرق الوحيد هو الأخير. يتم التحكم في التبديل بواسطة صمام ثنائي لأشباه الموصلات كجزء من وحدة التحكم الدقيقة الموجودة على لوحة الدوائر المطبوعة.
هذا النوع من التتابع مجهز بوحدات إضافية.على سبيل المثال، يتيح لك المؤقت تشغيل برنامج التحكم في الإضاءة بعد فترة زمنية محددة. يعد هذا مناسبًا لتوفير الطاقة عندما لا تكون هناك حاجة لتشغيل الجهاز. إذا لزم الأمر، يمكنك إطفاء الضوء بالضغط على الزر مرتين.
مزايا وعيوب الأنواع الرئيسية من المرحلات
على عكس مفاتيح أشباه الموصلات، تتمتع المفاتيح الكهروميكانيكية بالمزايا التالية:
- تكلفة منخفضة نسبيًا بسبب المكونات غير المكلفة.
- يتم توليد كمية صغيرة من الحرارة عند نقاط الاتصال المبدلة بسبب انخفاض الجهد الكهربائي.
- وجود عزل قوي 5 كيلو فولت بين الملف ومجموعة الاتصال.
- لا يخضع للتأثيرات الضارة لنبضات الجهد الزائد أو التداخل الناتج عن البرق أو عمليات التبديل للتركيبات الكهربائية القوية.
- التحكم في الخطوط بحمل يصل إلى 0.4 كيلو فولت مع حجم جهاز صغير.
عند إغلاق دائرة بتيار مقداره 10 A في مرحل صغير الحجم، يتم توزيع أقل من 0.5 W عبر الملف. بينما في نظائرها الإلكترونية، يمكن أن يكون هذا الرقم أكثر من 15 واط. وبفضل هذا لا توجد مشكلة التبريد والإضرار بالجو.
تشمل عيوبهم ما يلي:
- التآكل والمشاكل عند تبديل الأحمال الحثية والفولتية العالية بالتيار المباشر.
- يصاحب تشغيل الدائرة وإيقافها توليد تداخل لاسلكي. ويتطلب ذلك تركيب درع أو زيادة المسافة إلى الجهاز المعرض للتداخل.
- زمن الاستجابة طويل نسبيا.
عيب آخر هو وجود تآكل ميكانيكي وكهربائي مستمر أثناء التبديل. وتشمل هذه أكسدة الملامسات وتلفها الناتج عن تفريغ الشرارة وتشوه كتل الزنبرك.
على عكس المرحلات الكهروميكانيكية، تتحكم المرحلات الإلكترونية في الوحدة الوسيطة عبر وحدة التحكم الدقيقة.
يمكن تحليل مزايا وعيوب الإلكترونيات باستخدام مثال الأجهزة من شركة F&F مقارنة بالعلامة التجارية ABB التي تنتج الميكانيكا.
تشمل مزايا النوع الأول من المفاتيح ما يلي:
- قدر أكبر من الأمن؛
- سرعة تحويل عالية
- التوفر في السوق؛
- تنبيهات المؤشر حول وضع التشغيل؛
- وظائف متقدمة؛
- عملية صامتة.
بالإضافة إلى ذلك، تكمن الميزة التي لا جدال فيها في العديد من خيارات التثبيت - من الممكن التثبيت ليس فقط على سكة DIN الخاصة باللوحة، ولكن أيضًا في صندوق المقبس.
عيوب إلكترونيات F&F مقارنة بميكانيكا ABB:
- تعطيل العمل بسبب انقطاع التيار الكهربائي.
- ارتفاع درجة الحرارة عند تبديل التيارات العالية.
- "مواطن الخلل" ممكنة دون سبب واضح؛
- إيقاف تشغيل الجهاز أثناء انقطاع التيار الكهربائي على المدى القصير؛
- مقاومة عالية في الوضع المغلق.
- تعمل بعض المرحلات فقط على تيار مستمر؛
- لا تسمح دائرة أشباه الموصلات للتيار بالتدفق على الفور إلى اتجاهه الطبيعي.
على الرغم من أوجه القصور هذه، فإن المفاتيح الإلكترونية تتطور باستمرار، ونظرًا للإمكانات الوظيفية الأكبر مقارنة بالمفاتيح الكهروميكانيكية، فمن المتوقع استخدامها بشكل سائد.
المعلمات المميزة الرئيسية
اعتمادًا على الغرض ومجال التطبيق، يمكن تصنيف المرحلات وفقًا لعدة معايير:
- عامل العودة - نسبة قيمة تيار خرج عضو الإنتاج إلى تيار التراجع؛
- التيار الخارج – القيمة القصوى في مشابك الملف عند خروج عضو الإنتاج؛
- تيار السحب - مؤشره الأدنى في مشابك الملف عندما يعود عضو الإنتاج إلى موضعه الأصلي؛
- نقطة الضبط - مستوى قيمة الاستجابة ضمن الحدود المحددة في المرحل؛
- قيمة التشغيل - قيمة إشارة الدخل التي يستجيب لها الجهاز تلقائياً؛
- القيم الاسميةط - الجهد والتيار والكميات الأخرى التي يقوم عليها تشغيل المرحل.
يمكن أيضًا تقسيم الأجهزة الكهرومغناطيسية حسب وقت الاستجابة. أطول تأخير لترحيل الوقت هو أكثر من ثانية واحدة، مع إمكانية تكوين هذه المعلمة. ثم هناك بطيئة - 0.15 ثانية، عادية - 0.05 ثانية، سريعة - 0.05 ثانية. وأسرعها خالية من القصور الذاتي أقل من 0.001 ثانية.
فك رموز المنتجات
غالبًا ما يمكن العثور على رمز وضع علامة على جهة الاتصال في كتالوجات المتاجر وعلى الجهاز نفسه. ويقدم وصفًا كاملاً لميزات التصميم والغرض وشروط استخدامها.
يمكن رؤية تكوين التعيين على التتابع الوسيط الكهرومغناطيسي REP-26. يتم استخدامه في دوائر التيار المتردد حتى 380 فولت والتيار المستمر حتى 220 فولت.
قد تبدو تسمية المنتج في المتجر كما يلي: REP 26-004A526042-40UHL4.
التكرار 26 - ХХХ Х ХХ ХХ Х - 40ХХ4. ويمكن تحليل هذا النوع من التدوين على النحو التالي:
- 26 - رقم السلسلة؛
- XXX - نوع جهات الاتصال وعددها؛
- X - فئة مقاومة التآكل للتبديل؛
- X - نوع ملف التبديل، ونوع عودة التتابع، ونوع التيار؛
- XX - التصميم وفقًا لطريقة تركيب وتوصيل الموصلات؛
- ХХ – قيمة تيار الملف أو جهده؛
- X - عناصر هيكلية إضافية؛
- 40 – مستوى الحماية حسب معيار IP أو GOST 14254؛
- ХХХ4 - منطقة التطبيق المناخية وفقًا لـ GOST 15150.
يمكن أن يكون التصميم المناخي: UHL - للمناخات الباردة والمعتدلة أو O - لتصميم المناخ الاستوائي أو العام.
وفقا لجداول التعيين الخاصة، فإن الجهاز المعني هو التتابع الكهرومغناطيسي الوسيط، مع أربعة اتصالات التبديل، وتبديل فئة المقاومة A، وذلك باستخدام التيار المباشر. يحتوي على مقبس مع صفائح لحام الموصلات الخارجية وملف 24 فولت ومناور يدوي.
عدة أنواع من مخططات الاتصال
هناك العديد من خيارات التثبيت، ولكل منها خصائصه ومزاياه وعيوبه.
إن تعيين جهات اتصال التتابع RIO-1 له المعنى التالي:
- ن – سلك محايد
- Y1 - تمكين الإدخال؛
- Y2 – إدخال إيقاف التشغيل؛
- Y – تشغيل/إيقاف الإدخال؛
- 11-14 - تبديل جهات الاتصال من النوع المفتوح عادة.
يتم استخدام هذه التسميات في معظم نماذج المرحلات، ولكن قبل الاتصال بالدائرة، يجب عليك أيضًا التعرف عليها في ورقة بيانات المنتج.
في هذه الدائرة، تستخدم جهات اتصال مرحل الطاقة تيارًا قدره 16 أ. حماية دوائر التحكم و أنظمة الإضاءة يتم تنفيذها بواسطة قاطع دائرة 10 أمبير.لذلك، يبلغ قطر الأسلاك 1.5 ملم على الأقل2.
يتم توصيل مفاتيح الضغط على الأزرار بالتوازي. السلك الأحمر هو المرحلة، ويمر عبر جميع مفاتيح الضغط الثلاثة إلى جهة اتصال الطاقة 11. السلك البرتقالي هو مرحلة التبديل، ويصل إلى الإدخال Y. ثم يترك الطرف 14 ويذهب إلى المصابيح الكهربائية. يتم توصيل السلك المحايد من الحافلة بالمحطة N وبالمصابيح.
إذا تم تشغيل الضوء في البداية، فعند الضغط على أي مفتاح، سينطفئ الضوء - سيحدث تبديل قصير المدى لسلك الطور إلى الطرف Y وسيتم فتح جهات الاتصال 11-14. سيحدث نفس الشيء في المرة التالية التي تضغط فيها على أي مفتاح آخر. لكن المسامير 11-14 ستغير موضعها وسيضيء الضوء.
إن ميزة الدائرة المذكورة أعلاه على مفاتيح التمرير والتقاطع واضحة. ومع ذلك، مع وجود ماس كهربائى، فإن اكتشاف الضرر سوف يسبب بعض الصعوبات، على عكس الخيار التالي.
يعد هذا خيار اتصال أقل شيوعًا. وهي نفس الدائرة السابقة ولكن دوائر التحكم والإضاءة لها قواطع خاصة بها بقوة 6 و 10 أمبير على التوالي. هذا يجعل من السهل التعرف على العيوب.
إذا كانت هناك حاجة للتحكم في عدة مجموعات إضاءة بمرحل منفصل، فسيتم تعديل الدائرة قليلاً.
هناك خيار آخر لاستخدام المرحلات النبضية وهو نظام يتم التحكم فيه مركزيًا.
تتم إضافة مفتاحين إلى هذه الدائرة لإنشاء الدائرة وكسرها. يمكن للزر الأول تشغيل مجموعة الإضاءة فقط. في هذه الحالة، ستأتي المرحلة من المفتاح "ON" إلى أطراف Y1 لكل مرحل وسيتم إغلاق جهات الاتصال 11-14.
يعمل مفتاح الرحلة بشكل مشابه للمفتاح الأول. ولكن يتم إجراء التبديل على أطراف Y2 لكل محول وتحتل جهات الاتصال الخاصة به موضع قطع الدائرة.
استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع
تحكي مادة الفيديو عن الجهاز والتشغيل والتطبيق وتاريخ إنشاء هذا النوع من الأجهزة:
تصف القصة التالية بالتفصيل مبدأ تشغيل المرحلات الصلبة أو الإلكترونية:
يتم استخدام مرحلات النبض بشكل متزايد في أنظمة الكهرباء الحديثة. إن الطلب المتزايد على الوظائف والمرونة في التحكم في الإضاءة وتوفير المواد والسلامة يخلق حافزًا مستمرًا لتحسين الموصلات.
لقد تم تقليل حجمها وتبسيطها في التصميم وزيادة الموثوقية. واستخدام التقنيات الجديدة بشكل أساسي في قلب العمل يسمح باستخدامها في الظروف القاسية للصناعات المتربة والاهتزازات والمجالات المغناطيسية والرطوبة.
يرجى كتابة التعليقات في الكتلة أدناه. اطرح الأسئلة وشارك المعلومات المفيدة حول موضوع المقالة والتي ستكون مفيدة لزوار الموقع. أخبرنا عن كيفية اختيارك لمفتاح النبض وتثبيته.
