Фотореле управления EKF
Фотореле управления EKF: технические характеристики, принцип действия и применение
Фотореле (сумеречный выключатель, датчик освещенности) производства компании EKF представляет собой электротехническое устройство, предназначенное для автоматического управления освещением и другими нагрузками в зависимости от уровня естественной освещенности окружающей среды. Основная функция прибора — замыкание или размыкание силовой цепи при снижении или увеличении интенсивности светового потока до заданного порогового значения. Продукция EKF в данном сегменте характеризуется надежностью, соответствием современным стандартам и широким модельным рядом для различных задач.
Принцип действия и конструктивные особенности
Принцип работы фотореле основан на преобразовании световой энергии в электрический сигнал. Ключевым элементом устройства является фоточувствительный сенсор, в качестве которого чаще всего используется фотодиод, фототранзистор или фоторезистор. При изменении освещенности меняются электрические параметры этого элемента (сопротивление, ток). Встроенная электронная схема, включающая компаратор и пороговое устройство, обрабатывает этот сигнал. Когда уровень освещенности падает ниже установленного порога (например, в сумерки), компаратор переключается, что приводит к срабатыванию выходного реле или полупроводникового ключа, подающего напряжение на нагрузку. При увеличении освещенности утром происходит обратный процесс, и нагрузка отключается.
Конструктивно фотореле EKF делятся на несколько типов:
- Моноблочные (корпусные): Все компоненты (фотодатчик, силовая часть, регулировки) размещены в едином защищенном корпусе. Устанавливаются непосредственно в месте контроля освещенности.
- С выносным датчиком: Фотоэлемент размещен в отдельном малогабаритном корпусе, соединенном кабелем с основным блоком, содержащим реле и клеммы. Это позволяет установить датчик в оптимальном месте (например, на улице), а силовую часть — в щите управления, шкафу или другом защищенном месте.
- Модульные (для DIN-рейки): Устройство выполнено в стандартном модульном корпусе для монтажа на DIN-рейку в распределительном щите. Датчик освещенности — выносной. Это наиболее профессиональное решение для систем автоматизации зданий и уличного освещения.
- С таймерами и астрономическими реле: Фотореле обеспечивает базовое включение по освещенности, а таймер отключает свет в заданные часы (например, после полуночи), что дает дополнительную экономию. Астрономическое реле корректирует время срабатывания по координатам местности, игнорируя погодные условия.
- С датчиками движения: Часто комбинируются в одном устройстве. Освещение включается только при наступлении темноты И при обнаружении движения в зоне контроля.
- В системах АСУНО: Модульные фотореле с цифровым выходом (например, «сухой контакт» или интерфейс RS-485) передают сигнал о своем состоянии в центральный контроллер, который управляет освещением по более сложным алгоритмам, учитывающим график, энергопотребление и т.д.
Основные технические характеристики и параметры выбора
При подборе фотореле EKF для конкретной задачи необходимо анализировать следующие параметры:
Таблица 1. Ключевые технические характеристики фотореле EKF
| Параметр | Типичные значения / Описание | Влияние на выбор |
|---|---|---|
| Номинальное рабочее напряжение | ~230 В, 50 Гц; ~400 В; постоянный ток 12/24 В | Определяется сетью питания нагрузки. |
| Коммутируемая мощность (нагрузка) | От 1000 Вт до 4400 Вт для бытовых серий; до 16 кВт и более для промышленных. | Должна превышать суммарную мощность подключаемых светильников или иной нагрузки с запасом ~20%. |
| Порог срабатывания (диапазон регулировки) | Обычно от 2 до 2000 Лк (люкс). Регулируется потенциометром на корпусе. | Позволяет настроить чувствительность под конкретные условия (улица, подъезд, парк). |
| Гистерезис (зона нечувствительности) | Обычно 5-15% от порога срабатывания. | Предотвращает частое включение/выключение при освещенности вблизи порога (например, от фар проезжающих автомобилей). |
| Задержка срабатывания | Настраиваемая, от 5 до 200 секунд. | Исключает ложные срабатывания от кратковременных засветок (молния, фонарь). |
| Степень защиты корпуса (IP) | IP44 (для установки под козырьком), IP54/IP65 (для открытого уличного монтажа). | Критически важный параметр для условий эксплуатации. Уличные модели должны иметь минимум IP54. |
| Температурный диапазон эксплуатации | От -25°C до +45°C (стандарт), от -40°C до +50°C (расширенный для северных регионов). | Определяет возможность работы в зимний/летний период. |
| Тип выходного контакта/ключа | Электромеханическое реле (EMR) или полупроводниковый ключ (SSR). | Реле — для резистивных и индуктивных нагрузок (лампы накаливания, ДНаТ). SSR — для частых коммутаций, бесшумной работы. |
Модельный ряд фотореле EKF и их применение
Компания EKF предлагает несколько серий фотореле, каждая из которых ориентирована на определенные сферы применения.
Серия FR (бытовая и коммерческая)
Моноблочные устройства в пластиковых корпусах белого или черного цвета. Предназначены для управления уличным освещением коттеджей, подъездов, рекламных вывесок. Имеют встроенную регулировку порога срабатывания и, часто, встроенный таймер для отключения нагрузки в заданное время ночью. Мощность до 2.2 кВт. Степень защиты обычно IP44/IP54.
Серия PROxima (профессиональная, модульная)
Устройства для монтажа на DIN-рейку. Отличаются повышенной коммутационной способностью (до 16 кВт и более), расширенным диапазоном регулировок, наличием цифровой индикации и программируемых функций. Используются в системах автоматического управления уличным освещением (АСУНО) городов, на промышленных объектах, парковках. Датчик выносной, что позволяет стандартизировать щитовое оборудование.
Таблица 2. Сравнение серий фотореле EKF
| Характеристика | Серия FR (моноблок) | Серия PROxima (модульная) |
|---|---|---|
| Тип монтажа | Накладной, на стену или опору | На DIN-рейку в щите |
| Макс. мощность нагрузки | До 2200 Вт (10 А) | До 16000 Вт (70 А и более) |
| Регулировки | Порог срабатывания, иногда таймер | Порог, гистерезис, задержка, программируемые режимы |
| Подключение датчика | Встроенный | Выносной (провод 2-10 м) |
| Основная сфера | Частные дома, малый бизнес | Городская инфраструктура, промпредприятия |
Схемы подключения и особенности монтажа
Подключение фотореле осуществляется в разрыв фазного провода цепи питания нагрузки. Нулевой провод подключается как к реле, так и непосредственно к нагрузке (для однофазной сети). Важно соблюдать схему, указанную в технической документации конкретной модели.
Базовая схема подключения моноблочного фотореле
На клеммы устройства обычно подаются: L — фазный провод входа, N — нулевой провод входа. С выхода устройства (часто обозначается как L’ или Out) фазный провод идет на нагрузку. Нулевой провод нагрузки берется с общей шины N. Заземление подключается отдельно, если предусмотрено конструкцией. Монтаж должен производиться в месте, исключающем прямое попадание осадков на корпус (для IP44) и прямую засветку от управляемых фонарей. Датчик должен быть ориентирован на северную сторону (в Северном полушарии) для минимизации влияния прямых солнечных лучей.
Подключение фотореле с выносным датчиком
Основной блок монтируется в щите. К нему подводятся питание ~230В и провода к нагрузке. Отдельной парой проводов (обычно низковольтных) к соответствующей клемме подключается выносной фотоэлемент. Это позволяет разместить чувствительный сенсор в оптимальном месте, а мощные силовые цепи скоммутировать в щитовой.
Интеграция с другими системами управления
Современные фотореле, особенно модульные, могут выступать элементом комплексных систем:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Почему фотореле включается днем или не включается ночью?
Наиболее вероятная причина — неправильная настройка порога срабатывания (чувствительности). Необходимо отрегулировать потенциометр в соответствующую сторону. Также причиной может быть прямая засветка датчика солнцем или искусственным светом от управляемого фонаря, либо его затенение. Следует проверить правильность ориентации и чистоту защитного окна датчика.
2. Можно ли подключить через фотореле нагрузку большей мощности, чем указано в характеристиках?
Нет, это категорически запрещено. Превышение коммутируемой мощности приведет к перегреву и подгоранию контактов реле, выходу устройства из строя и пожару. Для управления мощными нагрузками необходимо использовать фотореле как промежуточный элемент, подающий сигнал на включение силового контактора (магнитного пускателя) с соответствующими номиналами.
3. Как правильно выбрать место установки датчика?
Датчик должен быть установлен так, чтобы он контролировал только естественную освещенность. Исключается попадание света от фонарей, фар автомобилей, окон. Рекомендуемая ориентация в Северном полушарии — на север, в Южном — на юг. Следует избегать мест, где датчик может быть затенен деревьями или конструкциями. Для моноблочных моделей также важно обеспечить удобный доступ для обслуживания и регулировки.
4. В чем разница между фотореле с электромеханическим реле и полупроводниковым ключом?
Электромеханическое реле (EMR) имеет физические контакты. Оно надежно, нечувствительно к импульсным помехам, но имеет ограниченный механический ресурс (обычно 100-500 тыс. срабатываний) и может искрить при коммутации индуктивной нагрузки. Полупроводниковый ключ (SSR) не имеет движущихся частей, работает бесшумно, обладает высоким быстродействием и практически неограниченным ресурсом по числу срабатываний. Однако он может греться, требует установки на радиатор и более чувствителен к перегрузкам по току.
5. Нужна ли дополнительная защита для фотореле?
Да, как и для любого электрооборудования, рекомендуется защищать цепь питания фотореле автоматическим выключателем (АВ) с номиналом, соответствующим току устройства. При управлении индуктивными нагрузками (например, дросселями ДНаТ/ДРЛ) целесообразно использовать варисторные ограничители перенапряжений для подавления коммутационных помех. В регионах с частыми грозами — дополнительную грозозащиту.
Заключение
Фотореле управления EKF являются эффективным техническим решением для автоматизации освещения, обеспечивающим энергосбережение, повышение комфорта и безопасности. Широкий модельный ряд, от простых бытовых устройств до программируемых модульных систем, позволяет подобрать оптимальный вариант для задач любой сложности — от освещения частного двора до управления городскими магистралями. Корректный подбор по техническим параметрам (мощность, IP, температурный диапазон), правильный монтаж и настройка являются залогом долговечной и безотказной работы устройства в составе электрических сетей.