Безопасное переключение мощной нагрузки в умном доме

Безопасное переключение мощной нагрузки в умном доме

При включении мощной электрической нагрузки между переключающимися контактами возникает электрическая дуга, которая приводит к повреждению контактной поверхности.
Таким образом, низко амперные реле выгорают. Например, у большинства китайских релюшек ток переключения находится между 4-10 Амперами (Рисунок 1).

Реле на десять ампер может переключить максимальную нагрузку 2.2 кВт, а нам надо включить мощный электрический тэн, котёл отопления, кондиционер, электрический тёплый пол, вентиляцию, насос.

Рисунок 1. Слаботочные реле и насос мощность от 2.5 до 70 кВт.

Случаи бывают разные, например, выключить электричество, выходя из дома. Рассмотрим самый простой выход для реализации нашей задачи.
Для того, чтобы обезопасить контакты слаботочного реле от выгорания при включении мощной электрической нагрузки необходимо собрать дублирующую схему с применением второго высоковольтного реле.

Классическая схема переключения мощной нагрузки

Команду на включение нагрузки в классическом примере мы вручную подаём с помощью обыкновенной кнопки.
Собираем классическую схему с модульным контактором.
Принцип его работы заключается в следующем, высоковольтные защищенные дугогасительной камерой контакты переключаются под воздействием механического усилия, передаваемого якорем магнитной катушки. То есть, на обмотки катушки подается напряжение, она притягивает якорь к сердечнику - контакты замыкаются.

Рисунок 2. Изображены шкаф коммутации нагрузки и магнитный контактор

Схема включения может быть с нормально замкнутыми контактами, так и с нормально разомкнутыми контактами. НЗ или НО – это состояние контактов без напряжения.

Рассмотрим классическую однофазную схему
Фаза L с электросети через автоматический выключатель QF (защищает сеть от перегрузки по току) подает электрическое питание на контакты магнитного контактора КМ, а далее к нагрузке.

Рисунок 3. Классическая однофазная схема пуска мощной нагрузки через магнитный контактор

Чтобы замкнуть контакты КМ нам необходимо подать электропитание на электромагнитную катушку контактора КМ. Собираем схему управления – через автоматический выключатель вторичных цепей SF, нормально замкнутую кнопку отключения цепи SB1 подводим напряжение к нормально разомкнутой кнопке SB2. Достаточно вручную нажать на кнопку SB2 и ток подключается к контакту А1 магнитного контактора – катушка получает питание, втягивает якорь и замыкает контакты КМ, запуская нагрузку.
Таким образом, мы с помощью магнитного контактора можем включать любую мощную нагрузку – тэны, котлы, насосы, вентиляторы.


Схема переключения мощной нагрузки в Умном доме

Главное отличие классической схемы от схемы умного дома заключается в том, что сигнал управления приходит при нажатии кнопки смартфона, а не кнопки на лицевой панели шкафа.

Рисунок 4. Схема управления магнитным контактором в умном доме


Собираем схему. Как видим, в этой схеме всё то же самое. Тот же контактор, та же цепь. Только вместо кнопок физических питание на катушку контактора передается через нормально замкнутые НЗ или нормально разомкнутые (открытые) НО контакты реле умного дома.
Где замкнуть или разомкнуть контакты может контроллер по таймеру времени, по запрограммированному сценарию или по нажатию кнопки на смартфоне.




Пример. Схема управления каменкой

Для управления каменкой с тремя тэнами, мощность каждого 3 кВт используем схему с тремя магнитными контакторами. Реле контроллера управления НС-7, замыкаясь подаёт управляющее напряжение на катушку магнитного контактора, которые включают одновременно три тэна в электрической сауне.

Рисунок 5. Схема управлением электрической каменкой сауны в умном доме.




Назначение системы управления Умный дом
Система управления умный дом служит для цифрового управления автоматикой. Когда электрическая схема переводится в нули и единицы программного кода, тогда появляется возможность интеллектуального управления классическими схемами. То есть, всё, что раньше мы включали с помощью нажатия кнопки, сейчас мы можем это сделать с помощью программного обеспечения в виде интеллектуальных сценариев и голосового управления.