Skip to main content.

Комутація в нулі синусоїди напруги

Лампы накаливания и особенно электронные пускорегулирующие аппараты, вызывают значительные пусковые токи, которые перегружают контакты реле и приводят к преждевременному выходу их из строя.  

Казалось бы — этот факт невозможно устранить, но, что в первый момент кажется невозможным, Theben реализует в своей продукции со схемой коммутации в нуле синусоиды напряжения. 


Естественно, у специалистов возникает вопрос: как можно реализовать такую схему работы реле? Ведь, ка только ток начинает протекать по катушке, реле замкнет свои контакты в течение нескольких миллисекунд. Процессор, конечно, может учесть эту задержку срабатывания и подать напряжение на катушку реле за эти несколько миллисекунд до перехода синусоиды напряжения через нуль. Но это время не является фиксированным, оно зависит, по крайней мере, от трех факторов: 

  • уровня напряжения на катушке, а оно может колебаться в довольно широком диапазоне;
  • механических неточностей при изготовлении реле; известно, что невозможно изготовить два совершенно одинаковых экземпляра;
  • износа контактов.

 

Поэтому такую коммутацию «в нуле» можно назвать очень условной. 

Theben запатентовал свою схему, в которой процессор контролирует замыкание контактов и вносит поправки по времени подачи напряжения на катушку таким образом, что контакт замыкается точно в «нуле». Конечно, даже при такой технологии возникают погрешности, но результат на деле оказался потрясающим. 

Такая технология используется фирмой Theben как для многофункциональных реле лестничного освещения Elpa 1 и Elpa 6, так и для реле времени серии TR top2, астрономических реле серии SELEKTA и сумеречных реле от LUNA 110 до LUNA 122. В итоге появилась возможность управлять лампами накаливания мощностью 3600 Вт и люминесцентными лампами с ЭПРА. 

 

На рис.1 показано включение экономичной лампы фирмы Philipsмощностью 23 Вт в момент максимального напряжения. Бросается в глаза большой пусковой ток, который в 40 раз превышает номинальный. Такой ток может привести к свариванию контактов, зато выключение ЭПРА не создает никаких проблем, так как в этом случае, в отличие от обычных индуктивных ПРА, контакты нагружены слабо. 

На рис.2 показано включение галогенной лампы мощностью 200 Вт. Так как сопротивление вольфрамовой нити накала в холодном состоянии меньше, примерно в 15 раз, чем в рабочем, то и ток включения, соответственно, больше в 15 раз номинального. Этот бросок тока оказывает негативное воздействие на контакты реле и вольфрамовую нить, в результате чего, она часто перегорает при включении. 

На рис.3 показано включение тех же ламп: экономичной и галогенной в момент перехода напряжения через нуль. Для электронных ПРА пусковой ток еле заметен. При внимательном рассмотрении видно, что импульс тока при включении длится дольше, чем в установившемся режиме. Для галогенной лампы импульс тока повышен, что объясняется стремлением вольфрамовой нити достичь номинальной температуры.  

Из рисунка видно, что вольфрамовая нить достигнет номинальной температуры, а ток - номинальной величины, ровно через четыре периода. То есть, галогенной лампе мощностью 200 Вт требуется 80 мс чтобы выйти на номинальный режим работы. 

Подводя итог сказанному, еще раз отметим, что схема коммутации в нуле синусоиды напряжения реализуется с помощью реле, так как катушка управляется таким образом, что контакты замыкаются в момент, когда напряжение принимает нулевое значение. Это аналогично мягкому пуску и позволяет продлить срок службы как реле, так и ламп.