Переключатель на 2 положения: схема подключения, двухполюсный и другие разновидности

Электрические переключатели на 2 положения — принцип работы и устройство

При проектировании силовых цепей нередко требуется коммутировать сразу две нагрузки, работающие в разных линиях и подключаемые поочередно к одному и тому же источнику напряжения. Для этих целей не подходит обычный выключатель, просто разрывающий цепь. Потребуется устройство с более сложной схемой. Известный электротехнический прибор под названием «переключатель на 2 направления» прекрасно справляется с этой задачей. С его помощью удается коммутировать линии с самыми различными нагрузочными характеристиками.

  1. Принцип работы и устройство
  2. Трехфазные и двухпозиционные коммутаторы модульного типа
  3. Бытовое применение
  4. Особенности монтажа и подключения

Принцип работы и устройство

Переключатель двухпозиционный ON-OFF

Классический переключатель на два направления или двухпозиционный коммутатор относится к той же категории устройств, что и обычный однополюсный прибор. Однако если последний просто замыкает и размыкает цепь питания, включая или выключая нагрузку, то переключатель электрический на 2 положения перекидывает свой контакт с одной нагрузочной линии на другую. В этом и состоит его принципиальное отличие от других коммутирующих элементов, что естественным образом сказывается и на устройстве.

Двухполюсный прибор (в отличие от однополюсного аналога) содержит в своей конструкции не две, а три группы коммутируемых контактов. Один из них, называемый центральным, поочередно подключается то к одному, то к другому направлению, подавая питание к различным потребителям. Типичный пример такой конструкции – обыкновенный тумблер, который в большинстве оборудования используется только наполовину – как выключатель или включатель. Если у этого прибора задействовать второе направление, он превращается в устройство перекидного типа, отключающее одну нагрузку от питающей сети и подключающее другую.

По типу коммутируемых напряжений известные образцы переключателей на 2 положения делятся на однофазные и трехфазные модели. К разряду более сложных конструкций относят изделия, рассчитанные сразу на несколько положений (их называют многопозиционными). Переключатели двухполюсные на два направления относятся к устройствам той же категории.

Трехфазные и двухпозиционные коммутаторы модульного типа

Устройство пакетного переключателя

Приборы этого класса устанавливаются в трехфазные сети и позволяют коммутировать подачу питания на мощные асинхронные электродвигатели. В частности, они применяются с целью переключения комплекта из 3-х обмоток с одной схемы включения на другую: с «треугольника» на «звезду» и обратно.

Коммутация режимов подключения статорных обмоток необходима, чтобы снизить величину пусковых токов в цепях питания – «облегчить» запуск.

Двухпозиционные модульные коммутаторы представлены в ассортименте электротехнических изделий пакетными переключателями кулачкового типа. Они широко востребованы в следующих ситуациях:

  • при монтаже щитов управления силовым оборудованием переменного и постоянного тока;
  • в современных электросетях, оснащенных системами автоматического резервирования;
  • для переключения обмоточных схем и режимов работы электродвигателей, а также для управления освещением сразу из нескольких точек;
  • для выбора подходящих условий функционирования трансформаторных подстанций (ТП), а также оптимизации работы обслуживающей их коммутационной аппаратуры;
  • при выборе нужного режима для отопительного оборудования и сварочных агрегатов.

Трехпозиционный пакетный переключатель

Одной из разновидностей двухпозиционных коммутаторов являются приборы, у которых помимо двух крайних положений имеется и одно центральное. Формально их относят к трехпозиционным переключателям с одной нейтральной позицией, но в схемах они все равно используются как двухполюсники.

Для удобства выбора требуемого образца коммутирующего изделия, подходящего для конкретных условий, на корпусе указываются основные технические параметры:

  • тип коммутирующего устройства;
  • номинальный ток, на который рассчитан его рабочие контакты;
  • электрическая схема коммутаций (таблица переключений);
  • категория защищенности от климатических воздействий.

При наличии таблицы коммутаций оператору не составит труда разобраться в том, какие группы контактов срабатывают при очередном переключении.

Бытовое применение

Применение переключателя на два положения на лестничном пролете

В бытовых условиях переключатель на 2 положения применяется не настолько часто, как его однополюсные аналоги. Но при использовании эффективных систем освещения встречаются случаи, в которых обойтись без этих коммутирующих элементов практически невозможно. Речь идет об организации управления общим источником света сразу из двух или даже трех мест в доме. Такая потребность возникает в ситуации, когда на входе в длинный коридор свет включается, а на выходе из него – выключается. При установке на обоих его концах переключателей перекидного типа реализовать такую схему совсем не сложно.

Другой пример важности управления осветительным прибором их двух точек – когда при входе в спальную комнату установлен включатель света, а около прикроватной тумбочки – выключатель. При нажатии на кнопку прибора на входе в помещение группа контактов перекидывается на линию питания расположенного по его центру осветителя (люстры например). При коммутации второго прибора, размещенного у кровати, другие групповые контакты срабатывают на ее отключение.

Важно отметить одну особенность такого включения: порядок использования каждого из переключателей не имеет принципиального значения. В коридор можно входить с любого из двух концов, а свет в спальной включать как от двери (при входе в нее), так и от прикроватной тумбочки. Выключать его соответственно можно как при укладывании в кровать, так и при выходе из комнаты.

Возможен еще один вариант бытового применения двухпозиционных переключающих элементов, состоящий в установке их в схемы управления домашним освещением из трех мест. В этом случае потребуется еще один переключатель, монтируемый посредине обслуживаемого пространства или в любом другом функционально удобном месте.

Дополнительный прибор включается по так называемой «перекрестной» схеме, но по сути представляет собой все тот же двухполюсный элемент. С его помощью удается перекидывать групповые управляющие контакты с одного направления на другое.

Особенности монтажа и подключения

Перед установкой двухполюсных переключателей непосредственно по месту их назначения важно определиться с условиями обустройства проводных линий на конкретном объекте (в частном доме или квартире). При этом возможны два варианта подводки жгута из проводников, укладываемых либо скрытно, либо открыто. При скрытой прокладке в стенах сначала проделываются специальные канавки (штробы), в которые затем помещается гофрированный шланг с комплектом проводников внутри.

В этом случае и сам двухполюсник придется размещать скрытно – проделывать под него специальную нишу в стене, по размеру соответствующую диаметру элементов крепления. Для ее подготовки потребуется электрическая дрель со специальной насадкой типа «коронка».

Также необходимо приготовить пластиковый корпус или монтажную коробку, в которой будет фиксироваться двухпозиционный переключатель. При проведении этих операций придерживаются следующих общепринятых правил:

  1. Перед началом работ полностью обесточить всю квартиру или ходя бы данное ответвление от распределительного щитка, отключив соответствующий линейный автомат.
  2. Подготовить черновую схему размещения переключателя и подводки к нему проводников.
  3. После высверливания в стене подходящего по диаметру отверстия разместить в нем посадочную коробку, закрепив ее распорными винтами.
  4. В готовую круглую нишу установить сам коммутационный прибор.
  5. Подключить к его клеммам соответствующие проводники и зафиксировать корпус крепежными метизами.

При открытом монтаже электропроводки удается обойтись без утомительных операций по подготовке штроб и специальной ниши в стене. В этом случае переключатель закрепляется либо непосредственно на стене, если ее материал достаточно плотный и твердый, либо на специальной подкладке из пластика или древесины, называемой подрозетником.

Установка накладного переключателя

Читайте также:
Выключатель света: типы по способам коммутации и установки, места применения

Прядок установки открыто прибора выглядит следующим образом:

  1. Делается разметка зоны его фиксации на стене.
  2. На выбранном месте крепится на шурупы дополнительная подложка из дерева или пластика (подрозетник).
  3. Изделие фиксируется на нем посредством подходящих по размеру метизов.

Порядок подключения проводников к клеммам перекидного устройства тот же, что и при скрытом монтаже. При этом способе прокладки подводящие провода допускается размещать в специальном пластиковом канале, называемом кабельным.

Области применения электрических выключателей на два направления не исчерпываются описанными случаями. На их основе проектируется множество механических узлов, управляющих силовыми и сигнальными цепями.

Электрические переключатели на 2 положения — принцип работы и устройство

При проектировании силовых цепей нередко требуется коммутировать сразу две нагрузки, работающие в разных линиях и подключаемые поочередно к одному и тому же источнику напряжения. Для этих целей не подходит обычный выключатель, просто разрывающий цепь. Потребуется устройство с более сложной схемой. Известный электротехнический прибор под названием «переключатель на 2 направления» прекрасно справляется с этой задачей. С его помощью удается коммутировать линии с самыми различными нагрузочными характеристиками.

Принцип работы и устройство

Классический переключатель на два направления или двухпозиционный коммутатор относится к той же категории устройств, что и обычный однополюсный прибор. Однако если последний просто замыкает и размыкает цепь питания, включая или выключая нагрузку, то переключатель электрический на 2 положения перекидывает свой контакт с одной нагрузочной линии на другую. В этом и состоит его принципиальное отличие от других коммутирующих элементов, что естественным образом сказывается и на устройстве.

Двухполюсный прибор (в отличие от однополюсного аналога) содержит в своей конструкции не две, а три группы коммутируемых контактов. Один из них, называемый центральным, поочередно подключается то к одному, то к другому направлению, подавая питание к различным потребителям. Типичный пример такой конструкции – обыкновенный тумблер, который в большинстве оборудования используется только наполовину – как выключатель или включатель. Если у этого прибора задействовать второе направление, он превращается в устройство перекидного типа, отключающее одну нагрузку от питающей сети и подключающее другую.

По типу коммутируемых напряжений известные образцы переключателей на 2 положения делятся на однофазные и трехфазные модели. К разряду более сложных конструкций относят изделия, рассчитанные сразу на несколько положений (их называют многопозиционными). Переключатели двухполюсные на два направления относятся к устройствам той же категории.

Подключение двухпозиционного устройства

Эти выключатели предназначены для управления двумя осветительными устройствами и имеют шесть контактов. Для подключения переключателя электрического двухпозиционного потребуется больше проводов в сравнении с одноклавишным. Фазный проводник необходимо соединить с двумя входами устройства. Два оставшихся входных контакта соединяются с одним проводом каждого осветительного устройства.

Нулевой провод, в свою очередь, необходимо соединить с оставшимися проводниками ламп. После этого остается подключить входные клеммы одного переключателя к выходным второго.

Если был опыт подключения одноклавишного переключателя, то на практике серьезных затруднений возникнуть не должно. В противном случае придется внимательно изучить схему и выполнить все необходимые подключения.

Трехфазные и двухпозиционные коммутаторы модульного типа

Приборы этого класса устанавливаются в трехфазные сети и позволяют коммутировать подачу питания на мощные асинхронные электродвигатели. В частности, они применяются с целью переключения комплекта из 3-х обмоток с одной схемы включения на другую: с «треугольника» на «звезду» и обратно.

Коммутация режимов подключения статорных обмоток необходима, чтобы снизить величину пусковых токов в цепях питания – «облегчить» запуск.

Двухпозиционные модульные коммутаторы представлены в ассортименте электротехнических изделий пакетными переключателями кулачкового типа. Они широко востребованы в следующих ситуациях:

  • при монтаже щитов управления силовым оборудованием переменного и постоянного тока;
  • в современных электросетях, оснащенных системами автоматического резервирования;
  • для переключения обмоточных схем и режимов работы электродвигателей, а также для управления освещением сразу из нескольких точек;
  • для выбора подходящих условий функционирования трансформаторных подстанций (ТП), а также оптимизации работы обслуживающей их коммутационной аппаратуры;
  • при выборе нужного режима для отопительного оборудования и сварочных агрегатов.

Одной из разновидностей двухпозиционных коммутаторов являются приборы, у которых помимо двух крайних положений имеется и одно центральное. Формально их относят к трехпозиционным переключателям с одной нейтральной позицией, но в схемах они все равно используются как двухполюсники.

Для удобства выбора требуемого образца коммутирующего изделия, подходящего для конкретных условий, на корпусе указываются основные технические параметры:

  • тип коммутирующего устройства;
  • номинальный ток, на который рассчитан его рабочие контакты;
  • электрическая схема коммутаций (таблица переключений);
  • категория защищенности от климатических воздействий.

При наличии таблицы коммутаций оператору не составит труда разобраться в том, какие группы контактов срабатывают при очередном переключении.

Бытовое применение

В бытовых условиях переключатель на 2 положения применяется не настолько часто, как его однополюсные аналоги. Но при использовании эффективных систем освещения встречаются случаи, в которых обойтись без этих коммутирующих элементов практически невозможно. Речь идет об организации управления общим источником света сразу из двух или даже трех мест в доме. Такая потребность возникает в ситуации, когда на входе в длинный коридор свет включается, а на выходе из него – выключается. При установке на обоих его концах переключателей перекидного типа реализовать такую схему совсем не сложно.

Использование импульсного реле

Проходную схему также можно организовать при помощи импульсного реле.

Какие преимущества?

Главное достоинство этой схемы — неограниченное число точек управления. На каждый выключатель нужно тянуть всего два проводника.

Какие недостатки?

Необходимо установочное место в щите, а соответственно придется вести всю проводку туда же. В качестве выключателей придется использовать выключатели
кнопочного типа
. Вообще, такое решение приемлемо только при большом количестве мест управления освещением или при каких-либо нестандартных задачах.

Читайте также:
Выключатель для бра: на цепочке, кнопочный, проходной, какой лучше

Моделей импульсных реле много и в целом вопрос требует отдельной темы, поэтому подробности в рамках этой публикации рассматриваться не будут.

Особенности монтажа и подключения

Перед установкой двухполюсных переключателей непосредственно по месту их назначения важно определиться с условиями обустройства проводных линий на конкретном объекте (в частном доме или квартире). При этом возможны два варианта подводки жгута из проводников, укладываемых либо скрытно, либо открыто. При скрытой прокладке в стенах сначала проделываются специальные канавки (штробы), в которые затем помещается гофрированный шланг с комплектом проводников внутри.

В этом случае и сам двухполюсник придется размещать скрытно – проделывать под него специальную нишу в стене, по размеру соответствующую диаметру элементов крепления. Для ее подготовки потребуется электрическая дрель со специальной насадкой типа «коронка».

Также необходимо приготовить пластиковый корпус или монтажную коробку, в которой будет фиксироваться двухпозиционный переключатель. При проведении этих операций придерживаются следующих общепринятых правил:

  1. Перед началом работ полностью обесточить всю квартиру или ходя бы данное ответвление от распределительного щитка, отключив соответствующий линейный автомат.
  2. Подготовить черновую схему размещения переключателя и подводки к нему проводников.
  3. После высверливания в стене подходящего по диаметру отверстия разместить в нем посадочную коробку, закрепив ее распорными винтами.
  4. В готовую круглую нишу установить сам коммутационный прибор.
  5. Подключить к его клеммам соответствующие проводники и зафиксировать корпус крепежными метизами.

При открытом монтаже электропроводки удается обойтись без утомительных операций по подготовке штроб и специальной ниши в стене. В этом случае переключатель закрепляется либо непосредственно на стене, если ее материал достаточно плотный и твердый, либо на специальной подкладке из пластика или древесины, называемой подрозетником.

Прядок установки открыто прибора выглядит следующим образом:

  1. Делается разметка зоны его фиксации на стене.
  2. На выбранном месте крепится на шурупы дополнительная подложка из дерева или пластика (подрозетник).
  3. Изделие фиксируется на нем посредством подходящих по размеру метизов.

Полезные мелочи

А напоследок несколько полезных замечаний по теме:

Несмотря на то, что по сути между всеми выключателями проходит линия из двух проводников, без надобности подключения в распределительной коробке, тянуть проводники напрямую не рекомендуется. Так будет легче запутаться при последующем ремонте или реконструкции электропроводки. Гораздо правильнее и понятнее для постороннего электрика (который, возможно будет иметь дело с этой проводкой), когда от каждого выключателя кабель идет в коробку или несколько коробок.

Проводка проложена, соединения сделаны, напряжение подано, а ремонт продолжается и нет в наличии переключателей? При необходимости в свете, вполне возможно воспользоваться обычным выключателем в качестве временного решения. Для этого нужно соединить все проводники в неиспользуемых подрозетниках в пучки и заизолировать, оставив только один подрозетник. В нужном подрозетнике экспериментальным или логическим путем найти нужные два провода и подцепить к ним обычный выключатель.

На этом публикацию о проходных выключателях заканчиваем.

  • Currently 4.81

Оценка: 4.8 (610 голосов)

Трехфазные коммутаторы

Трехфазные силовые переключатели широко применяются в схемах управления мощными асинхронными электродвигателями, их назначение – переключение обмотки со «звезды» на «треугольник». Такая реализация позволяет существенно снизить пусковой ток. На рисунке показана схема такого подключения.

Схема переключения обмоток электродвигателя

Обозначения на схеме:

  • А, В, С – фазы питания;
  • С1, С2, С3, С4, С5, С6 – выходы обмоток электродвигателя;
  • SA – трехполюсный силовой коммутатор.

Запуск электродвигателя происходит, когда его обмотки соединены «звездой», при входе в штатный режим, осуществляется переключение на «треугольник».

Многопозиционные коммутаторы модульного типа

Кулачковый пакетный переключатель — наиболее распространенный тип данных устройств, как и другие коммутаторы, он применяется для управления различными видами электрических нагрузок.

Сфера применения кулачковых коммутаторов довольно обширна, приведем несколько примеров их использования:

  • коммутационные щиты управления переменным и постоянным током;
  • системы аварийного выключения, автоматического ввода резерва, переключения режимов работы электродвигателей;
  • управление трансформаторными подстанциями и освещением;
  • оборудование для подстанций (управление заземлителями, секционными выключателями, разъединителями и т.д.);
  • переключение режимов нагревательного оборудования (включение, выключение, переключение электронагревательных элементов нагрузки);
  • выбор режима работы электросварочного оборудования и т.д.

Кулачковые переключатели состоят из нескольких пакетов (каждый из которых отвечает за коммутацию одной линии), помещенных в один корпус. На нижнем рисунке показано устройство такого пакета.


Пакет кулачкового коммутатора

Обозначения на рисунке:

  • a — зафиксированные контакты (4 шт.), к которым подключаются провода;
  • b – специальный выступ «кулачек», который позволяет удерживать и перемещать шток;
  • c – группа передвижных контактов (в данном типе их две);
  • d – два направляющих паза (позволяют штоку совершать поступательные движения);
  • e – покрытые изолирующей оболочкой два штока;
  • f – контакты (8 шт.), как правило, изготовленные из сплава, содержащего серебро;
  • g – пакет;
  • h – две резьбовых шпильки (фиксируют пакет и крышку);
  • I – ротор;
  • J – четыре пружины (возвращают шток в замкнутое положение);
  • k- соединяющий рукоять с ротором вал;
  • l – четыре винта для зажима проводов кабеля.

Заметим, что пакетный рубильник (кулачковый коммутатор) может быть на несколько положений, включая нулевое, то есть когда контакты разъединены. На рисунке показано состояние коммутатора в нейтральном положении.

Схематическое изображение переключателя в нулевом положении


Коммутатор ABB в режиме нулевого положения

Использование в быту

Переключатели не так часто используются в быту, как выключатели, но, тем не менее, есть задачи, в которых без них обойтись невозможно. Например, когда необходимо управлять освещением с разных мест. Переключатели могут быть установлены на входе в комнату и возле кровати (чтобы не подниматься выключать свет) или в разных концах длинного коридора.

Реализация такой схемы управления довольно простая, ее изображение показано на рисунке ниже.


Схема включения освещения с двух разных мест

Обозначения на рисунке:

  • А, В – переключатели;
  • L – осветительный прибор.

При необходимости управлять освещением из большего количества мест, схему можно незначительно усложнить, добавив в нее промежуточный коммутатор.


Управление освещением из трех разных мест

Обозначения на рисунке:

  • A,B – двухпозиционные коммутаторы;
  • С – промежуточный двойной переключатель двух направлений;
  • L1 – осветительный прибор.

Заметим, что взяв данную схему за основу, можно управлять освещением с трех и более мест. Для этого достаточно добавить в нее необходимое количество промежуточных коммутаторов, подключаются они так же, как и устройство «С» на представленной выше схеме.

Читайте также:
Светодиодная лампа G9, E14 и E27: большой мощности, для уличного освещения

Управление освещением из трех точек

Если возникла необходимость в создании такой схемы, то потребуется один перекрестный переключатель. Вполне очевидно, что она будет чуть более сложной, но разобраться с ней вполне реально. Для подключения необходимо выполнить следующие действия:

  • К одному проводнику осветительного прибора присоединяется нулевой провод.
  • Фазный проводник подключается к входной клемме одного из переключателей.
  • Свободный проводник осветительного прибора необходимо соединить с входом второго переключателя.
  • Входные клеммы перекрестного выключателя подключаются к выходам проходных переключателей.

Основываясь на этой схеме подключения, можно собирать системы управления осветительными приборами на четыре или даже пять точек. Для реализации такой идеи потребуется увеличить количество перекрестных выключателей. Здесь необходимо запомнить, что монтируются они всегда между двумя проходными переключателями. Сначала подобные схемы управления могут показаться сложными в реализации, но если хорошо изучить одну, особых сложностей возникнуть не должно.

Переключатели на два направления: однополюсные, двухполюсные, одноклавишные

Переключатель на два направления (двухполюсный) также относится к электрическим коммутационным устройствам, как и обычный (однополюсный) выключатель. Но если последний позволяет только разорвать или соединить электрическую цепь, то переключатели могут оперировать несколькими соединениями. На рисунке ниже наглядно показаны их основные отличия.

Схематическое изображение различных коммутационных устройств

На рисунке показано:

  1. обычный выключатель и вариант его подключения;
  2. пример использования сдвоенного выключателя;
  3. подключение двухполюсного выключателя;
  4. коммутатор.

Заметим, что переключатели могут быть на два и более направлений, например, четырехполюсный или силовой трехфазный. О последних имеет смысл рассказать более подробно.

Трехфазные коммутаторы

Трехфазные силовые переключатели широко применяются в схемах управления мощными асинхронными электродвигателями, их назначение – переключение обмотки со «звезды» на «треугольник». Такая реализация позволяет существенно снизить пусковой ток. На рисунке показана схема такого подключения.

Схема переключения обмоток электродвигателя

Обозначения на схеме:

  • А, В, С – фазы питания;
  • С1, С2, С3, С4, С5, С6 – выходы обмоток электродвигателя;
  • SA – трехполюсный силовой коммутатор.

Запуск электродвигателя происходит, когда его обмотки соединены «звездой», при входе в штатный режим, осуществляется переключение на «треугольник».

Многопозиционные коммутаторы модульного типа

Кулачковый пакетный переключатель — наиболее распространенный тип данных устройств, как и другие коммутаторы, он применяется для управления различными видами электрических нагрузок.

Кулачковые переключатели

Сфера применения кулачковых коммутаторов довольно обширна, приведем несколько примеров их использования:

  • коммутационные щиты управления переменным и постоянным током;
  • системы аварийного выключения, автоматического ввода резерва, переключения режимов работы электродвигателей;
  • управление трансформаторными подстанциями и освещением;
  • оборудование для подстанций (управление заземлителями, секционными выключателями, разъединителями и т.д.);
  • переключение режимов нагревательного оборудования (включение, выключение, переключение электронагревательных элементов нагрузки);
  • выбор режима работы электросварочного оборудования и т.д.

Кулачковые переключатели состоят из нескольких пакетов (каждый из которых отвечает за коммутацию одной линии), помещенных в один корпус. На нижнем рисунке показано устройство такого пакета.

Пакет кулачкового коммутатора

Обозначения на рисунке:

  • a — зафиксированные контакты (4 шт.), к которым подключаются провода;
  • b – специальный выступ «кулачек», который позволяет удерживать и перемещать шток;
  • c – группа передвижных контактов (в данном типе их две);
  • d – два направляющих паза (позволяют штоку совершать поступательные движения);
  • e – покрытые изолирующей оболочкой два штока;
  • f – контакты (8 шт.), как правило, изготовленные из сплава, содержащего серебро;
  • g – пакет;
  • h – две резьбовых шпильки (фиксируют пакет и крышку);
  • I – ротор;
  • J – четыре пружины (возвращают шток в замкнутое положение);
  • k- соединяющий рукоять с ротором вал;
  • l – четыре винта для зажима проводов кабеля.

Заметим, что пакетный рубильник (кулачковый коммутатор) может быть на несколько положений, включая нулевое, то есть когда контакты разъединены. На рисунке показано состояние коммутатора в нейтральном положении.

Схематическое изображение переключателя в нулевом положении Коммутатор ABB в режиме нулевого положения

Заметим, что все основные характеристики коммутаторов указываются на корпусе устройств, там отображаются:

  • тип коммутатора;
  • номинальный ток, на который рассчитан переключатель;
  • схема и таблица коммутации;
  • класс защиты.

Ниже показана схема и таблица коммутации, изображенная на корпусе переключателя направления вращения SPAMEL.

Схема и таблица коммутации переключателя SPAMEL

Благодаря такой таблице наглядно видно, в каком положении, какие группы контактов соединяются.

Использование в быту

Переключатели не так часто используются в быту, как выключатели, но, тем не менее, есть задачи, в которых без них обойтись невозможно. Например, когда необходимо управлять освещением с разных мест. Переключатели могут быть установлены на входе в комнату и возле кровати (чтобы не подниматься выключать свет) или в разных концах длинного коридора.

Реализация такой схемы управления довольно простая, ее изображение показано на рисунке ниже.

Схема включения освещения с двух разных мест

Обозначения на рисунке:

  • А, В – переключатели;
  • L – осветительный прибор.

При необходимости управлять освещением из большего количества мест, схему можно незначительно усложнить, добавив в нее промежуточный коммутатор.

Управление освещением из трех разных мест

Обозначения на рисунке:

  • A,B – двухпозиционные коммутаторы;
  • С – промежуточный двойной переключатель двух направлений;
  • L1 – осветительный прибор.

Заметим, что взяв данную схему за основу, можно управлять освещением с трех и более мест. Для этого достаточно добавить в нее необходимое количество промежуточных коммутаторов, подключаются они так же, как и устройство «С» на представленной выше схеме.

Как подключить

Приведем пример реализации схемы управления освещением с двух мест, используя для этого переключатели Легранд (Legrand). Этот производитель выпускает надежные бытовые модели серии Cariva и Valena, цена которых ненамного отличается от стоимости обычных выключателей.

Прежде чем купить переключатели, обратите внимание на различные исполнения, они могут быть как для скрытой, так и открытой проводки, а также с подсветкой и индикацией положения на коробке (корпусе).

Напоминаем, что все работы, связанные с подключением электрооборудования необходимо выполнять только при полном обесточивании электрических цепей. Поэтому прежде, чем приступать к действиям, убедитесь в том, что электричество выключено, желательно для этого использовать специальный прибор (пробник).

Схематическая реализация поставленной задачи показана на рисунке ниже.

Схематическое изображение установки двойного управления освещением

Синим цветом обозначен нулевой провод, красным – фаза. Заметим, что все коммутации должны выполняться именно с фазой.

Как подключается одноклавишный коммутатор, видно на нижнем рисунке.

Читайте также:
Скачок напряжения: причины, фиксация, последствия и способы защиты

Схема монтажа двух одноклавишных переключателей Legrand

Подключение коммутаторов для управления с трех мест выглядит следующим образом.

Подключение для управления освещением из трех разных мест

Как видите, одноклавишный или двухклавишный выключатель на два направления подключить не сложно, при этом он поможет сделать управление освещением в вашей квартире более комфортным.

Как правильно подключить проходной выключатель. Схема управление светом с 2-х и 3-х мест.

Прежде всего, перед выбором и покупкой нужно определиться, что же это такое — проходной выключатель, для чего он нужен, и в чем его отличие от обычных одно, двух и трехклавишных.

Одноклавишный проходной выключатель необходим для управления одним контуром или линией освещения из нескольких точек, расположенных в разных частях комнаты или всего дома. То есть одним выключателем вы включаете освещение при входе в комнату или коридор, а другим, но уже в другой точке, вы это же самое освещение выключаете.

Очень часто это применяется в спальных комнатах. Зашел в спальню, включил свет возле двери. Лег на кровать и у изголовья или возле тумбочки свет отключил.
В двухэтажных особняках — включил лампочку на первом этаже, поднялся по лестнице на второй и там ее отключил.

Прежде чем собирать такую схему управления вот на что следует обратить особое внимание:

1 Для подключения проходного выключателя света необходим трехжильный кабель — ВВГнг-Ls 3*1,5 или NYM 3*1.5мм2

2 Не пытайтесь собрать подобную схему на обычных выключателях.

Основное отличие обычных от проходных заключается в количестве контактов. Простые одноклавишные имеют две клеммы для подключения проводов (вход и выход), а проходные — три!

На простом, цепь освещения может быть либо замкнута, либо разомкнута, третьего не дано.

Проходной же правильнее называть не выключателем, а переключателем.

Так как он, именно переключает цепь с одного рабочего контакта на другой.

По внешнему виду, спереди они могут быть абсолютно одинаковыми. Только на клавише проходного может присутствовать значок из вертикальных треугольников. Однако не перепутайте их с перекидными или перекрестными (подробнее о них ниже). У этих треугольнички смотрят в горизонтальном направлении.

А вот с обратной стороны сразу видна вся разница:

    у проходного 1 клемма сверху и 2 снизу
    у обычного 1 сверху и 1 снизу

Многие по этому параметру путают их с двухклавишными. Однако двухклавишные здесь также не подойдут, хотя и имеют тоже три клеммы.

Существенна разница именно в работе контактов. При замыкании одного контакта у проходных переключателей автоматически происходит замыкание другого, а в двухклавишных такой функции нет.

В первую очередь необходимо правильно подключить сам выключатель в подрозетнике. Снимаете клавишу и накладные рамки.

В разобранном состоянии можно легко увидеть три контактных клеммы.

Самое главное – это найти общую из них. На качественных изделиях с обратной стороны должна быть нарисована схема. Если вы в них разбираетесь, то можно легко сориентироваться по ней.

Если же у вас бюджетная модель, или для вас любые электрические схемы темный лес, то на помощь придет обыкновенный китайский тестер в режиме прозвонки цепи, или индикаторная отвертка с батарейкой.

При помощи щупов тестера попеременно касаетесь всех контактов и ищете тот, на котором тестер будет “пищать” или показывать “0” при любом положении клавиши ВКЛ или ВЫКЛ. Еще проще это сделать индикаторной отверткой.

После того как вы нашли общую клемму, на нее нужно подключить фазу с кабеля питания. На остальные клеммы присоединяете два оставшихся провода.

Причем какой из них куда, не имеет существенной разницы. Выключатель собирается и закрепляется в подрозетнике.

Со вторым выключателем проделываете ту же самую операцию:

    ищите общую клемму
    подключаете на нее фазный проводник, который будет идти на лампочку
    на оставшиеся подсоединяете две другие жилы

Схема без заземляющего проводника

Теперь самое главное это правильно собрать схему в распределительной коробке. В нее должны заходить четыре 3-х жильных кабеля:

    кабель питания с автомата освещения распредщитка
    кабель на переключатель №1
    кабель на переключатель №2
    кабель на светильник или люстру

При подключении проводов удобнее всего ориентировать по цвету. Если будете использовать трехжильный кабель ВВГ, то у него наиболее распространены две цветовые маркировки:

    белый(серый) – фаза
    синий – ноль
    желто зеленый – земля

или второй вариант:

    белый (серый)
    коричневый

Чтобы подобрать более правильную фазировку во втором случае, ориентируйтесь на советы из статьи “Цветовая маркировка проводов. ГОСТы и правила.”

1 Сборка начинается с нулевых проводников.

Соединяете нулевую жилу с кабеля вводного автомата и ноль отходящий на светильник в одну точку посредством клемм ваго.

2 Далее нужно соединить все жилы заземления, если у вас есть заземляющий проводник.

Аналогично нулевым проводам “землю” с вводного кабеля объединяете с “землей” отходящего кабеля на освещение.

Этот провод подключается к корпусу светильника.

3 Осталось правильно и без ошибок подключить фазные проводники.

Фазу с вводного кабеля нужно соединить с фазой уходящего провода на общую клемму проходного выключателя №1.

А общий провод с проходного выключателя №2 отдельным зажимом wago соединить с фазной жилой кабеля на освещение.

Выполнив все эти подключения остается лишь соединить между собой второстепенные (отходящие) жилы с выключателя №1 и №2 между собой. Причем абсолютно не важно как вы их соедините.

Можно даже перепутать цвета. Но лучше все же придерживаться расцветки, чтобы не запутаться в будущем.

На этом можно считать схему полностью собранной, подавать напряжение и проверять освещение.

    фаза с автомата должна приходить на общий проводник первого выключателя
    и эта же фаза должна выйти с общего проводника второго выключателя на лампочку

    два остальных вспомогательных проводника, соединяются между собой в распредкоробке

    ноль и земля подаются напрямую без выключателей сразу на лампочки

А что делать, если вы хотите управлять одним освещением из трех точек и более. То есть выключателей в цепи будет 3, 4 и т.д. Казалось бы нужно взять еще один проходной выключатель и все.

Однако выключатель с тремя клеммами здесь уже не подойдет. Так как соединяемых проводов в распредкоробке будет четыре.

Здесь вам на помощь придет перекидной, или как его еще называют крестовой, перекрестный, промежуточный выключатель. Его ключевое отличие состоит в том, что он имеет четыре выхода – два снизу и два сверху.

Читайте также:
Светодиодный светильник: потолочные, линейные, накладные и встраиваемые

И устанавливается он как раз таки в промежутке между двумя проходными. Находите в распаечной коробке два второстепенных (не основных) провода от первого и второго проходного выключателя.

Рассоединяете их, и подключаете между ними перекидной. Те провода что приходят с первого подключаете – на вход (ориентируйтесь по стрелочкам), а те что уходят на второй – к выходным клеммам.

Всегда проверяйте схему на выключателях! Зачастую бывает, что вход и выход у них находится на одной стороне (верх и низ). Например схема подключения перекидного Legrand Valena:

Естественно сам перекидной запихивать в распаечную коробку не нужно. Достаточно завести туда концы 4-х жильного кабеля от него. А сам выключатель тем временем располагаете в любом удобном месте – возле кровати, в середине длинного коридора и т.д. Свет вы сможете включать и выключать из любой точки.

Самое главное преимущество этой схемы в том, что ее можно изменять до бесконечности и добавлять сколько угодно перекидных выключателей. То есть проходных будет всегда два (в начале и конце), а в промежутке между ними 4, 5 или хоть 10 перекидных.

Многие на этапе поиска и подключения общей клеммы в проходном выключателе совершают ошибку. Не проверяя схему, наивно считают, что общая клемма это та, где всего один контакт.

Собирают таким образом схему, а потом переключатели у них почему-то некорректно работают (зависят друг от друга).

Запомните, что на разных выключателях общий контакт может быть где угодно!

И лучше всего вызванить его, что называется “вживую”, тестером или индикаторной отверткой.

Чаще всего с такой проблемой сталкиваются при монтаже или замене проходных переключателей от разных фирм. Если раньше все работало, а после замены одного схема перестала работать – значить перепутали провода.

Но может быть и такой вариант, что новый переключатель вовсе и не проходной. Также запомните, что подсветка внутри изделия никак не может влиять на сам принцип переключения.

Еще одна распространенная ошибка – неправильное подсоединение перекрестных. Когда оба провода, с проходного №1 сажают на верхние контакты, а с №2 на нижние. А между тем у крестового выключателя схема и механизм переключения совсем иной. И подключать провода нужно крест-накрест.

Если у вас перегорела лампочка и ее нужно заменить, при такой схеме не сразу можно понять, свет включен или выключен.

Будет неприятно, когда при замене, лампа просто может взорвать перед глазами. В этом случае самый простой и надежный способ отключить автомат освещения в щитке.

2 Второй недостаток – большое количество соединений в распаечных коробках.

И чем больше у вас светоточек, тем большее их количество будет в распредкоробках. Подключение кабеля напрямую по схемам без распаечных коробок уменьшает количество соединений, но в разы может увеличить либо расход кабеля, либо количество его жил.

Если у вас проводка идет под потолком, то придется оттуда опускать провод к каждому переключателю, а потом обратно поднимать его вверх. Лучший вариант здесь, применение импульсных реле.

А если вам вообще не хочется прокладывать провода и штробить стены, можно ли в этом случае смонтировать проходные выключатели? Можно, при этом все затраты будут в районе 800-1000 рублей. Как это сделать, читайте в статье “Беспроводной проходной выключатель.”

Электрические переключатели на 2 положения — принцип работы и устройство

Переключатель (свитчер)

– устройство, служащее в радиоэлектронике для коммутации электроцепей постоянного и переменного тока и обеспечивающее требуемый рабочий режим. От функциональности этого компонента часто зависит работоспособность всего аппарата. Основные элементы свитчера: контактная пара и замыкающе-размыкающий механизм. Контакты выполняют плоскоконическими, плоскосферическими, цилиндрическими, по принципу работы они бывают прижимными и притирающимися. Для их изготовления используют платину, серебро, золото, вольфрам, латунь, бронзу. Производители предлагают целый перечень этих устройств, различающихся по конструкции и областям применения. На электронных схемах обозначение переключателя зависит от количества полюсов, позиций, порядка срабатывания контактов. Подробно все моменты отражены в ГОСТе 2.755-87 (СТ СЭВ 5720-86).

Обмотки трансформаторов

Трансформаторы I—II габаритов имеют в основном цилиндрические двух- и многослойные обмотки (рисунок 8). Обмотки НН наматывают проводом прямоугольного сечения, а ВН — круглого. Сечение витка обмотки НН значительно больше, чем ВН, так как число витков у обмотки НН меньше, а ток в ней больше (отношение токов в обмотках НН и ВН связано с отношением их напряжений и в зависимости от схемы и группы соединений обмоток входит в определение коэффициента трансформации). Виток обмотки НН с низким номинальным напряжением (230 В), изображенной на рисунке 6, состоит из двух параллельных проводов. Провода изолируют бумажной изоляцией, которая достаточна для изоляции между витками. Соседние слои изолируют дополнительно кабельной бумагой. Число слоев зависит от мощности трансформатора. Начиная с мощности 100 кВА все слои каждой обмотки разделяют на две части охлаждающим каналом, образуемым деревянными или электрокартонными рейками.

Рис. 8 — Обмотки трансформаторов I—II габаритов (а — обмотка НН — двухслойная с двумя параллельными проводами; б — обмотка ВН — многослойная)

Трансформаторные заводы изготовляют обмотки НН и ВН раздельно. Каждую обмотку наматывают на бумажно-бакелитовый цилиндр толщиной 1,5—2,5 мм, а затем в обмотку ВН с натягом впрессовывают обмотку НН (вместе с рейками, образующими канал между обмотками). Раньше собранные и проверенные обмотки пропитывали глифталевым лаком, а затем запекали в печах при атмосферном давлении и температуре 80—90° С. Обмотки становились жесткими, монолитными, что, как предполагалось, должно было предохранить их от механических повреждений. Однако специальными испытаниями было доказано, что механическая прочность обмоток благодаря пропитке повышается незначительно, но это создает некоторое удобство при сборке. Но динамическую устойчивость обмоток при коротких замыканиях в трансформаторе пропитка не повышает. Более действенными мерами, которые сейчас применяют как трансформаторные, так и электроремонтные заводы, являются: введение магнитосимметричных схем обмоток; пофазная намотка, при которой непосредственно на обмотку НН, не снимая ее со станка, наматывают обмотку ВН, и др. Следует также учитывать, что трансформаторное масло с применяемыми сейчас присадками с течением времени растворяет глифталевый лак, который уходит в шлам. Была изготовлена опытная партия трансформаторов с непропитанными обмотками, она успешно прошла серию специальных испытаний. И сейчас обмотки трансформаторов I—II габаритов не пропитывают. Некоторые трансформаторы старых серий имели обмотки других типов: винтовые (ТСМАН), непрерывные (типа ТМ-560/10). Внутренняя изоляция трансформатора состоит из главной изоляции обмоток, продольной изоляции обмоток, изоляции отводов и переключателя ответвлений относительно бака и других заземленных частей. Главная изоляция обмоток изолирует обмотки друг от друга и от заземленных частей (рисунок 9). Это, кроме цилиндров обмоток и масляных каналов между стержнем магнитопровода и обмоткой НН и между обмотками НН и ВН, междуфазная перегородка (между обмоткой ВН разных фаз) из листа электрокартона толщиной 2—3 мм, а также Ярмовая и уравнительная изоляция.

Читайте также:
Клещи для снятия изоляции с проводов: устройство и назначение инструмента

Рис. 9 — Главная изоляция обмоток (а — схема изоляции б — размещение деталей главной изоляции обмоток фазы А; обмоток в трансформаторе)

Ярмовая изоляция изолирует обмотки от ярма и располагается вверху и внизу между торцовой частью обмотки и уравнительной изоляцией. Последняя выравнивает плоскость ярмовых балок с горизонтальной плоскостью ярма. Конструкции ярмовой и уравнительной изоляции у трансформаторов I—II габаритов самые различные. На рисунке 10 изображена ярмовая изоляция, представляющая собой кольцеобразную шайбу из электрокартона толщиной 2—3 мм с прикрепленными по обеим сторонам подкладками. Уравнительную изоляцию изготовляют в виде настила из деревянных планок. Иногда этот настил служит одновременно и ярмовой и уравнительной изоляцией, а между обмоткой и ярмом устанавливают электрокартонные щитки.

Рис. 10 — Ярмовая изоляция

Продольная изоляция обмотки включает в себя витковую изоляцию и изоляцию между слоями обмотки. Изоляцией отводов и переключателя ответвлений относительно бака и других заземленных частей у трансформаторов I—II габаритов является только масляный промежуток, его величина зависит от напряжения и от формы заземленной и токоведущей частей: при заостренной форме масляный промежуток больше, а при плоской меньше. У трансформаторов 10 кВ обмотка ВН отстоит от стенки бака не менее чем на 25 мм; отвод с твердой изоляцией толщиной 2 мм на сторону — не менее чем на 10 мм. Отводы — это провода, соединяющие концы обмоток между собой, с вводами и с переключателем ответвлений. Отводы НН выполняют из алюминиевых шин. При напряжении до 525 В их не изолируют. Сечение отводов выбирают из расчета плотности тока не более 4,8 А/м м² . Отводы ВН выполняют из медных прутков или гибкого медного кабеля. Прутки диаметром до 5,2 мм изолируют кабельной бумагой, при большем диаметре на них насаживают бумажно-бакелитовые трубки. Для изолированных медных отводов допускаемая плотность тока составляет 2,5 А/м м² .


Активная часть

Магнитопровод с обмотками, внутренней изоляцией, переключателем ответвлений и отводами в собранном виде называют активной частью трансформатора. Активную часть устанавливают в баке трансформатора, закрывают крышкой и заливают трансформаторным маслом. Существуют две принципиально различные конструкции установки активной части в баке. В трансформаторах старых выпусков активная часть механически связана с крышкой при помощи вертикальных шпилек. После установки крышки производят полную сборку деталей и частей, компонуемых на ней: привода переключателя и вводов во фланцах или в обоймах. Затем активную часть вместе с крышкой опускают в бак, от перемещений она удерживается деревянными планками и раскосами. Такая конструкция имеет ряд недостатков. Требуется очень тщательная подгонка длины шпилек по месту; изменение размеров баков и магнитопроводов даже в пределах допусков ведет либо к вспучиванию крышки, либо к появлению зазора между активной частью и дном бака. В обоих случаях трансформатор при транспортировке может выйти из строя. Другим недостатком является необходимость уплотнять соединения шпилек с крышкой, что создает дополнительные возможности для просачивания масла. Теперь у всех трансформаторов I—II габаритов активную часть механически с крышкой не связывают; она крепится в баке двумя или четырьмя крюками. Бак закрывают крышкой и только затем собирают все наружные элементы.

Принцип работы и устройство


Переключатель двухпозиционный ON-OFF

Классический переключатель на два направления или двухпозиционный коммутатор относится к той же категории устройств, что и обычный однополюсный прибор. Однако если последний просто замыкает и размыкает цепь питания, включая или выключая нагрузку, то переключатель электрический на 2 положения перекидывает свой контакт с одной нагрузочной линии на другую. В этом и состоит его принципиальное отличие от других коммутирующих элементов, что естественным образом сказывается и на устройстве.

Двухполюсный прибор (в отличие от однополюсного аналога) содержит в своей конструкции не две, а три группы коммутируемых контактов. Один из них, называемый центральным, поочередно подключается то к одному, то к другому направлению, подавая питание к различным потребителям. Типичный пример такой конструкции – обыкновенный тумблер, который в большинстве оборудования используется только наполовину – как выключатель или включатель. Если у этого прибора задействовать второе направление, он превращается в устройство перекидного типа, отключающее одну нагрузку от питающей сети и подключающее другую.

По типу коммутируемых напряжений известные образцы переключателей на 2 положения делятся на однофазные и трехфазные модели. К разряду более сложных конструкций относят изделия, рассчитанные сразу на несколько положений (их называют многопозиционными). Переключатели двухполюсные на два направления относятся к устройствам той же категории.

Магнитопровод

В трехфазных трансформаторах I—II габаритов наибольшее распространение получили несимметричные магнитопроводы трехстержневого шихтованного типа. Магнитопровод собран из отдельных тонких пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга пленкой специального жаростойкого покрытия или лака КФ-965. Шихтовка — сборка пластин в переплет (рисунок 4), получается при чередовании слоев: пластины стержней переходят в ярма, а пластины ярм — в стержни. Поперечное сечение стержней — многоступенчатое, приближающееся по форме к кругу для лучшего использования пространства внутри обмоток (рисунок 5). Сечение ярм может применяться разное: многоступенчатое (повторяющее форму стержней), прямоугольное (рисунок 6,а), Т-образное (рисунок 6,б) и крестообразное (рисунок 6,в).

Рис. 4 — Сборка пластин магнитопровода в переплет и Рис. 5 — Форма поперечного сечения стержней магнитопровода, где D0 — диаметр описанной окружности стержня

Рис. 6 — Поперечные сечения ярм магнитопроводов

Пластины ярм как верхнего, так и нижнего скрепляют ярмовыми балками, стянутыми тремя горизонтальными прессующими шпильками. Шпильки изолируют от стали ярма бумажно-бакелитовыми трубками и изоляционными шайбами. Активную сталь магнитопровода заземляют луженой медной лентой 2 (рисунок 7), вставленной одним концом между пластинами первого пакета, а другим — между электрокартонной прокладкой и ярмовой балкой стороны низшего напряжения (НН).

Читайте также:
Провод для прогрева бетона: саморегулирующий нагревательный, в зимнее время

Рис. 7 — Установка заземления магнитопровода

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Ступенчатый переключатель с аккумулятором энергии для переключения без прерывания ответвлений обмоток ступенчатого трансформатора под нагрузкой, при этом ступенчатый переключатель содержит цилиндр из диэлектрика, в стенке которого расположены неподвижные подключаемые ступенчатые контакты, при этом по центру внутри цилиндра из диэлектрика расположен поворотный переключающий стержень, приводимый в движение кривошипом привода и несущий по меньшей мере один переключающий элемент, который контактирует с соответствующим неподвижным ступенчатым контактом, при этом кривошип привода механически соединен с двумя энергоаккумулирующими пружинами, так что в начале каждого переключения кривошип привода поворачивается, и обе энергоаккумулирующие пружины переходят в напряженное состояние, отличающийся тем, что обе энергоаккумулирующие пружины представляют собой пружины сжатия (17, 18), упирающиеся соответственно одним своим концом в общую неподвижную пружинную контропору (19), причем на кривошипе (8) привода расположена тяга (10), а вокруг тяги (10) предусмотрена амортизационная труба (14), расположенная на опорном блоке (15), причем на амортизационной трубе (14) закреплена неподвижная пружинная контропора (19), при этом одна пружина сжатия (17) расположена внутри амортизационной трубы (14), а другая пружина сжатия (18) расположена концентрично снаружи амортизационной трубы (14) и охватывает ее, причем на тяге (10) расположены внутренняя подвижная пружинная контропора (20), а также наружная подвижная пружинная контропора (21), в которые упираются соответственно другие концы пружин сжатия (17, 18), причем внутренняя пружинная контропора (20) закреплена непосредственно внутри амортизационной трубы (14) на тяге (10), а наружная пружинная контропора (21) посредством крепежного болта (23), который через продольные вырезы (22) в амортизационной трубе (14) выступает наружу, соединена с тягой (10).

2. Ступенчатый переключатель по п.1, отличающийся тем, что тяга (10) посредством резьбы (27) соединена с подвижной внутренней пружинной контропорой (20).

3. Ступенчатый переключатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что тяга (10) посредством другой резьбы (28) соединена с головкой (9) тяги, расположенной с возможностью вращения на кривошипе (8) привода.

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ, ТУМБЛЕРЫ, КНОПКИ

Самый простой метод управления электричеством – это включение и отключение электрических цепей их замыканием-размыканием. Вот почему все радиоэлементы которые это делают, так важны в электронных схемах. Широкая категория переключателей включает в себя все электромеханические компоненты для подключения и отключения электрических цепей, в частности тумблеры, переключатели, кнопки и клавиатуры. У каждого производителя электронных компонентов можно найти множество моделей этого типа. Но какой именно выбрать для конкретных целей?

Давайте рассмотрим на типах механических переключателей управляемых вручную, а также на их параметрах и применении в электронных схемах.

Что такое переключатель

Переключатели – элементы, которые контролируют поток электрического тока в цепи, они играют ключевую роль там, где требуется взаимодействие с пользователем. Эти элементы могут находиться только в одном из двух состояний: открытом или закрытом. В разомкнутом (выключенном) состоянии переключатель представляет собой просто разомкнутую цепь. В результате цепь разорвана, препятствуя протеканию тока. Когда он замкнут (включен), переключатель действует как нормальный проводник (имеет сопротивление, индуктивность), по которому может течь электрический ток и который замыкает цепь.

Есть много типов переключателей: тумблеры, кнопки, клавиши, клавиатуры, мембраны. Каждый тип переключателя имеет набор уникальных функций, которые отличают его от других. К характерным особенностям относятся их механические параметры (способ переключения, количество управляемых цепей) и электрические (сопротивление, максимально допустимый ток, индуктивность, паразитная емкость и другие).

Метод переключения

Чтобы перейти из одного состояния переключателя в другое, необходимо выполнить какое-то физическое действие, которое заставит физическое состояние компонента измениться. Способ активации переключателя – одна из его самых отличительных особенностей. Простейшее разделение может быть выполнено на границе переключателей, активируемых человеком, и переключателей, которые используют другие силы или явления для изменения своего положения. Активация переключателя может осуществляться путем скольжения, нажатия, вытягивания, вращения или любого другого действия, чаще всего с помощью руки / пальцев. Но на рынке также есть кнопки, активируемые ногой, или специальные элементы, активируемые, например, локтем – даже для нажатия языком, предназначенный для людей с ограниченными возможностями.

Переключающие элементы, использующие физические явления отличающиеся от движения человека, могут активироваться, допустим, температурой (термостаты), давлением (реле давления), магнитным полем (герконы) и так далее. Они чаще всего используются в качестве элементов безопасности или управления в системах регулирования. Хотя механические характеристики этих типов компонентов полностью отличаются от переключателей, активируемых человеком, они описываются теми же электрическими параметрами, что и другие переключатели.

Стабильная и нестабильная кнопка

Все переключатели попадают в одну из двух категорий: мгновенные (моностабильные) или фиксированные (бистабильные). Кнопка мгновенного действия (моностабильная) – это переключатель, который не имеет стабильного положения замыкания (хотя есть также переключатели, которые замкнуты по умолчанию). Это означает, что цепь замыкается только на мгновение, пока оператор каким-то образом воздействует на переключатель, затем тот переключатель возвращается в состояние по умолчанию. Большинство переключателей называемых кнопками, относятся к категории переключателей мгновенного действия.

Есть переключатели защелкивающиеся (стабильные) кнопки, но они, по сути, представляют собой узкую группу этих элементов, поэтому, когда мы обычно говорим о кнопках, то имеем в виду именно кнопку мгновенного действия.

С другой стороны, тумблеры ведут себя так же, как выключатели света на стене – они остаются в одном состоянии, пока не переключатся в другое, в котором они затем остаются, пока действие не будет выполнено снова.

Полюса и позиции переключателей

Коммутатор должен иметь как минимум два контакта – один работает как обычный вход, другой как обычный выход, но это относится только к простейшей версии переключателя. Чаще всего у переключателя больше двух контактов. Есть вообще много различных конфигураций переключателей, которые описываются количеством цепей и положением.

  1. Количество полюсов в переключателе определяет количество отдельных цепей которыми он может управлять. Однополюсный переключатель может управлять только одной цепью, а четырехполюсный может управлять четырьмя разными цепями одновременно.
  2. Количество положений переключателя определяет, к скольким контактам может быть подключен каждый полюс переключателя. Например, если переключатель имеет два положения, каждая цепь (полюс) в переключателе может быть подключена к одному из двух контактов.
Читайте также:
Выпрямитель напряжения: классификация, применение, схема выпрямителя

Зная сколько полюсов и положений у переключателя, можно более точно классифицировать его и представить его принципиальную схему (и наоборот). Обычно переключатели относятся к одной из категорий:

  • однополюсные одноконтурные – SPST,
  • однополюсные двухконтурные – SPDT,
  • двухполюсные двухконтурные – DPDT.

Конечно есть переключатели и с большим количеством полюсов и коммутируемых цепей.

Переключатели SPST

Однополюсный, одноконтурный SPST переключатель имеет один вход и один выход, по умолчанию он может быть замкнут или разомкнут. Он используется в качестве переключателей или кнопок мгновенного действия на клавиатуре. Кулисный переключатель SPST и его принципиальная схема показаны на рисунке далее.

Переключатели SPDT

Другой распространенный тип переключателя – SPDT, который представляет собой элемент с одним полюсом, но с двумя цепями. Он имеет три контакта: один общий и два, между которыми переключается сигнал с общего контакта. SPDT идеально подходит для выбора, например, между двумя источниками питания или двумя источниками сигналов. Он позволяет легко подключить одну из двух цепей к общему элементу.

Самые простые SPDT выполнены в виде ползунковых переключателей. На рисунке показан пример ползункового переключателя со схематической диаграммой этого элемента.

Переключатели DPDT

Двухполюсный переключатель с двумя цепями – DPDT, похож на два переключателя SPDT, которые могут управлять двумя отдельными цепями, но механически связаны друг с другом и переключаются вместе. Переключатель DPDT имеет шесть контактов. На рисунке показан кулисный переключатель с такой конструкцией и его принципиальная схема.

Переключатели DPDT идеально подходят для переключения, например, симметричных сигналов или любых других, где необходимо коммутировать сразу две линии. Кроме того, такие выключатели часто используются для отключения электропитания от устройств 220 В – отключаются обе линии одновременно (фазный и нейтральный провод), поскольку обычно неизвестно на какой линии находится фаза.

Многополюсные переключатели

Переключатели с большим количеством полюсов не очень распространены, но доступны во многих удивительных конфигурациях. Они описываются аналогично однополюсным или двухполюсным выключателям / переключателям цепи, с заменой первой буквы (S или D) числовым обозначением. Так можно представить, например, переключатель 4PDT, который может управлять четырьмя отдельными цепями с двумя положениями на цепь. Пример такого переключателя вместе со схемой показан на рисунке далее.

Аналогичная ситуация и с переключателями с большим количеством позиций. Если четырехконтурный переключатель можно установить, например, в одно из четырех положений, он будет обозначен как 4P4T. Как будет выглядеть переключатель SP12T? Это может быть поворотный переключатель (типа галетный), у которого 1 полюс 12 положений.

Монтаж и механические параметры

Коммутатор можно встроить в схему разными способами. Основным делением в этом отношении является разделение на элементы для панельного монтажа и на печатной плате. Это не строгая классификация, так как есть много переключателей припаянных к печатным платам, но предназначенных для применения в панелях.

Как и большинство электронных компонентов, их можно разделить на компоненты для поверхностного монтажа (SMD) или компоненты для сквозного монтажа (THT). Элементы для сквозной сборки обычно больше, THT позволяет передавать более высокие механические нагрузки. Переключатели SMD меньше чем их аналоги THT, обычно намного ниже по высоте, занимают меньше места на печатной плате и требуют небольшого усилия для переключения.

Выключатели панельного монтажа снабжены элементами, позволяющими монтировать их в корпусе. Обычно они имеют резьбовые корпуса, которые позволяют затягивать их гайкой, но производители также используют и другие решения. Выводы адаптированы для THT, SMD или кабельной сборки.

Устойчивость к условиям окружающей среды

Панельные переключатели часто подвергаются воздействию окружающей среды. Основные угрозы для этих элементов: пыль и влага. Класс IP, присвоенный переключателю, указывает на устойчивость его к этим факторам. Степень защиты и классы IP определены в стандарте IEC 60529.

Класс IP описывается двумя числами, записанными в формате IPxy, где x – первая характеристическая цифра, обозначающая защиту от доступа внутрь корпуса, а также защиту от проникновения пыли внутрь. А y – вторая характеристическая цифра, указывающая на водонепроницаемость переключателя.

Самый низкий класс защиты IP00 означает устройство без защиты от доступа внутрь, в данном случае кнопки. Класс защиты указывает например размер тел, которые могут попасть внутрь кнопки, или защиту от пыли. В случае защиты от проникновения воды уровни защиты меняются начиная от капель воды (степень 1) до защиты от затопления мощной струей воды под давлением (100 бар при температуре 80 ° C). в соответствии с DIN 40050 (класс 9). Самый высокий класс защиты – IP69.

Так же как класс IP определяет устойчивость к пыли и влаге, класс IK определяет устойчивость элементов к механическим повреждениям, так называемую антивандальную стойкость. Стандарт IEC 62262 определяют механическое сопротивление элементов как количество энергии механического удара, которое данный элемент может выдержать без повреждений. Стандарт также определяет высоту, с которой элемент может упасть без повреждений и других механических испытаний. Деление идёт на классы от IK00 – элемент совершенно не устойчивый к механическим повреждениям, до IK10, где элемент может выдерживать удар с энергией до 20 Дж (стальной шарик весом 5 кг и радиусом 50 мм, падающий с высоты 40 см).

Электрические параметры переключателей

Основные электрические параметры переключателей это номинальное напряжение и ток, сопротивление контактов и максимально допустимое количество перемещений переключателя (операций переключения).

  • Номинальное напряжение – максимальное напряжение которое может выдержать выключатель. Это определяется многими факторами, включая изоляционные материалы, расстояние открытых контактов, скорость разъединения и соображения безопасности.
  • Номинальный прямой ток – максимальный постоянный ток (или переменный), который переключатель может пропускать через замкнутые контакты. Этот ток ограничивается в основном нагревом переключателя из-за потери контактного сопротивления.
  • Контактное сопротивление – электрическое сопротивление через которое протекает ток в замкнутом переключателе. Поскольку контакты переключателя не являются непрерывным проводником, контактное сопротивление больше, чем у сопоставимого непрерывного проводника. Из-за этого могут возникать падения напряжения, особенно при более высоких токах.
  • Количество срабатываний – расчетное максимальное количество замыканий переключателя, после которого электрические и другие параметры могут ухудшиться. Поскольку переключатель является механическим элементом, каждое его движение вызывает определенную степень износа механизмов внутри этого элемента, что приводит к ухудшению параметров переключателя.

Клавиатуры

Клавиатура – это матрица кнопок, которая чаще всего используется для ввода данных в устройство. Типичным примером является буквенно-цифровая клавиатура компьютера, которая вместе с мышью используется для управления ПК. Есть много типов клавиатур и множество технологий, по которым производят для них кнопки. Одним из наиболее распространенных типов клавиатур является мембранная клавиатура.

Читайте также:
Выключатель света: типы по способам коммутации и установки, места применения

Она состоит из склеенных между собой тонких диэлектрических и проводящих слоев. Нажатие на поле заставляет два слоя укорачиваться соединяясь вместе, тем самым замыкая цепь кнопки. Эти типы клавиатур, помимо компактности, отличаются невысокой ценой. Но это связано с пониженным комфортом пользователя – малый ход и как правило отсутствие тактильной связи ухудшают комфорт использования. С другой стороны, механические клавиатуры, обеспечивающие заметный ход, обеспечивают гораздо больший комфорт, но они дороже и сложнее в изготовлении.

Клавиатуры можно найти на многих устройствах, особенно там где требуется ввод данных. Наиболее распространены цифровые клавиатуры, которые можно найти в электронных замках, домофонах или банкоматах. В последних часто устанавливают клавиатуры с повышенной устойчивостью к повреждениям, так называемая антивандальная защита.

Выключатели безопасности

Системы безопасности – очень важное применение переключателей или кнопок. Тут есть два основных применения – аварийные выключатели и выключатели безопасности. Они различаются способом работы и, следовательно, требованиями к механическим и электрическим параметрам. Кроме того они подчиняются ряду стандартов надежности, например, IEC 61508 или IEC 61511.

Аварийный выключатель – это предохранительный механизм, используемый для выключения устройства в аварийной ситуации, например в случае угрозы жизни или здоровью, когда его нельзя выключить обычным способом. В отличие от простого переключателя, который выключает все схемы в правильном порядке и безопасно для техники, переключатель аварийной остановки спроектирован и настроен таким образом, чтобы остановить работу как можно скорее (даже если он повредит прибор).

Кроме того, такой элемент должен эксплуатироваться просто и быстро, чтобы даже в стрессовой ситуации оператор с нарушенными исполнительными функциями или посторонний человек мог активировать его без проблем. Защитные выключатели обычно проектируются так, чтобы их легко заметил даже неподготовленный оператор или посторонний.

Большинство выключателей аварийной остановки имеют съемный защитный барьер для предотвращения случайного срабатывания (например крышка, которую необходимо поднять, или стеклянная пластина которую необходимо разбить перед выключением оборудования).

Выключатели безопасности используются для контроля положения устройств безопасности (например, дверей и створок машины). Когда дверь, защищенная таким образом, открывается, предохранительный выключатель передает сигнал на блок управления, связанный с безопасностью, который немедленно останавливает опасные функции машины. Такие переключатели используются в различных сферах, где существует опасность для человека – в станках с числовым программным управлением, заводских роботах и так далее.

Итого, переключатели и кнопки отвечают за самую основную деятельность в схеме – управление потоком электричества, они являются ключевыми элементами многих электронных устройств. Выбор подходящих моделей является ключевым аспектом обеспечения их эргономичности и эксплуатационной надежности, а также соответствующего класса безопасности для пользователей.

Переключатели на два направления: однополюсные, двухполюсные, одноклавишные

Переключатель на два направления (двухполюсный) также относится к электрическим коммутационным устройствам, как и обычный (однополюсный) выключатель. Но если последний позволяет только разорвать или соединить электрическую цепь, то переключатели могут оперировать несколькими соединениями. На рисунке ниже наглядно показаны их основные отличия.


Схематическое изображение различных коммутационных устройств

На рисунке показано:

  1. обычный выключатель и вариант его подключения;
  2. пример использования сдвоенного выключателя;
  3. подключение двухполюсного выключателя;
  4. коммутатор.

Заметим, что переключатели могут быть на два и более направлений, например, четырехполюсный или силовой трехфазный. О последних имеет смысл рассказать более подробно.

Принцип работы

Так как проходные переключатели электрические на 2 положения имеют на один контакт больше в сравнении с классическими выключателями, то схема подключения этих устройств несколько сложнее. При нажатии на клавишу замыкается одна цепь, а вторая в этот момент размыкается. Таким образом, устройство не имеет положения «выключено», а рассчитано на два рабочих состояния:

  • Подключение входа к выходу № 1.
  • Вход соединен с выходом № 2.

На корпусе фирменных устройств находится схема его подключения, что упрощает задачу. Если же был приобретен дешевый продукт, то чаще всего приходится вызвонить контакты. Это обязательно следует сделать, так как некоторые недобросовестные производители зачастую путают контакты во время сборки, и переключатель не будет нормально работать.

Вызваниваются контакты с помощью цифрового или стрелочного прибора. В первом случае при замыкании клемм будет подан звуковой сигнал, а во втором стрелка отклонится вправо до упора. Эти манипуляции необходимы для того, чтобы обнаружить общий контакт.

Использование импульсного реле

Проходную схему также можно организовать при помощи импульсного реле.

Какие преимущества?

Главное достоинство этой схемы — неограниченное число точек управления. На каждый выключатель нужно тянуть всего два проводника.

Какие недостатки?

Необходимо установочное место в щите, а соответственно придется вести всю проводку туда же. В качестве выключателей придется использовать выключатели
кнопочного типа
. Вообще, такое решение приемлемо только при большом количестве мест управления освещением или при каких-либо нестандартных задачах.

Моделей импульсных реле много и в целом вопрос требует отдельной темы, поэтому подробности в рамках этой публикации рассматриваться не будут.

Схема подключения однопозиционного выключателя

Подсоединить устройство с одной клавишей значительно проще, чем с двумя. Если понять принцип подключения, то в будущем не возникнет серьезных проблем с различными проходными выключателями. Установить такое устройство можно на лестнице двухэтажного дома либо у входа в спальню и около кровати.

Фазный проводник необходимо подключить на вход одного из двух устройств. Входная клемма второго переключателя соединяется с одним контактом осветительного прибора, второй провод которого подключается к нулевому проводнику. После этого остается лишь соединить свободные входы и выходы переключателей друг к другу.

Если было принято решение установить проходные выключатели, то, возможно, придется внести изменения в проводку, ориентируясь на рисунок. В соответствии с современными требованиями разводка проводников может выполняться на расстоянии в 15 см от потолка. Для удобства выполнения работ провода принято укладывать в специальные короба, а их концы выводить в распределительные коробки.

Это весьма практично, ведь в случае повреждения проводника его можно легко заменить.

Для подключения проводов в распределительных коробках используются специальные контактные колодки. Можно применять даже скрутки, но они затем должны быть хорошо пропаяны и качественно изолированы.

Читайте также:
Светодиодная лампа G9, E14 и E27: большой мощности, для уличного освещения

Как правильно подключить проходной выключатель. Схема управление светом с 2-х и 3-х мест.


Прежде всего, до выбора и покупки, должно быть решено, что является – проходящий переключатель, который необходим, и который отличается от обычных односторонних и двусторонних переключателей.

Важно использовать этот переключатель, чтобы управлять одной световой цепью или легкой линией в нескольких местах в комнате или дома. Это означает, что вы освещаете свет, когда вы входите в комнату или коридор, и вы выходите на один и тот же свет в другом месте.

Это очень часто в спальнях. Вы входите в спальню, вы освещаете свет у двери. Вы положите себя в постель, выключите его и выключаете и выключите на тумбочке, или рядом с тумбочкой. В двухэтажных домах включите свет на первом этаже, поднимаются по лестнице на второй этаж и выключите его.

Перед сборкой такой системы управления вот что уделяется особое внимание:

1 Чтобы подключить выключатель света, используйте три-сдвижный отделку – VVGNG-LS 3 * 1,5 или 3 * 1,5 мм2.

2 Не пытайтесь установить подобную макет на регулярных коммутаторах.

Основным отличием между нормальными и с помощью автоматических выключателей является количество контактов. Простой одноэтажный имеет два клемма для подключения проводов (вход и вывод), а через-три!

На прямой линии света может быть либо закрыта, либо открыта, третий не указан.

Более правильно назвать его коммутатором, а не автоматическим переключателем.

Потому что это точно переключает цепь от одного рабочего контакта на другой.

Из появления фронт может быть точно таким же. Только дляклавиша перехода может иметь значок вертикальных треугольников. Однако их не следует путать с откидными или перекрестными клавишами (подробнее о них ниже). У них есть треугольники, смотрящие горизонтально.

Сразу видно разницу на обратной стороне:

    Прямоточный тип имеет 1 зажим вверху и 2 внизу.
    Обычные зажимы имеют 1 зажим вверху и 1 внизу.

Подключение двухпозиционного устройства

Эти выключатели предназначены для управления двумя осветительными устройствами и имеют шесть контактов. Для подключения переключателя электрического двухпозиционного потребуется больше проводов в сравнении с одноклавишным. Фазный проводник необходимо соединить с двумя входами устройства. Два оставшихся входных контакта соединяются с одним проводом каждого осветительного устройства.

Нулевой провод, в свою очередь, необходимо соединить с оставшимися проводниками ламп. После этого остается подключить входные клеммы одного переключателя к выходным второго.

Если был опыт подключения одноклавишного переключателя, то на практике серьезных затруднений возникнуть не должно. В противном случае придется внимательно изучить схему и выполнить все необходимые подключения.

Многопозиционные коммутаторы модульного типа

Кулачковый пакетный переключатель — наиболее распространенный тип данных устройств, как и другие коммутаторы, он применяется для управления различными видами электрических нагрузок.

Сфера применения кулачковых коммутаторов довольно обширна, приведем несколько примеров их использования:

  • коммутационные щиты управления переменным и постоянным током;
  • системы аварийного выключения, автоматического ввода резерва, переключения режимов работы электродвигателей;
  • управление трансформаторными подстанциями и освещением;
  • оборудование для подстанций (управление заземлителями, секционными выключателями, разъединителями и т.д.);
  • переключение режимов нагревательного оборудования (включение, выключение, переключение электронагревательных элементов нагрузки);
  • выбор режима работы электросварочного оборудования и т.д.

Кулачковые переключатели состоят из нескольких пакетов (каждый из которых отвечает за коммутацию одной линии), помещенных в один корпус. На нижнем рисунке показано устройство такого пакета.


Пакет кулачкового коммутатора

Обозначения на рисунке:

  • a — зафиксированные контакты (4 шт.), к которым подключаются провода;
  • b – специальный выступ «кулачек», который позволяет удерживать и перемещать шток;
  • c – группа передвижных контактов (в данном типе их две);
  • d – два направляющих паза (позволяют штоку совершать поступательные движения);
  • e – покрытые изолирующей оболочкой два штока;
  • f – контакты (8 шт.), как правило, изготовленные из сплава, содержащего серебро;
  • g – пакет;
  • h – две резьбовых шпильки (фиксируют пакет и крышку);
  • I – ротор;
  • J – четыре пружины (возвращают шток в замкнутое положение);
  • k- соединяющий рукоять с ротором вал;
  • l – четыре винта для зажима проводов кабеля.

Заметим, что пакетный рубильник (кулачковый коммутатор) может быть на несколько положений, включая нулевое, то есть когда контакты разъединены. На рисунке показано состояние коммутатора в нейтральном положении.

Схематическое изображение переключателя в нулевом положении


Коммутатор ABB в режиме нулевого положения

Заметим, что все основные характеристики коммутаторов указываются на корпусе устройств, там отображаются:

  • тип коммутатора;
  • номинальный ток, на который рассчитан переключатель;
  • схема и таблица коммутации;
  • класс защиты.

Ниже показана схема и таблица коммутации, изображенная на корпусе переключателя направления вращения SPAMEL.


Схема и таблица коммутации переключателя SPAMEL

Благодаря такой таблице наглядно видно, в каком положении, какие группы контактов соединяются.

Управление освещением из трех точек

Если возникла необходимость в создании такой схемы, то потребуется один перекрестный переключатель. Вполне очевидно, что она будет чуть более сложной, но разобраться с ней вполне реально. Для подключения необходимо выполнить следующие действия:

  • К одному проводнику осветительного прибора присоединяется нулевой провод.
  • Фазный проводник подключается к входной клемме одного из переключателей.
  • Свободный проводник осветительного прибора необходимо соединить с входом второго переключателя.
  • Входные клеммы перекрестного выключателя подключаются к выходам проходных переключателей.

Основываясь на этой схеме подключения, можно собирать системы управления осветительными приборами на четыре или даже пять точек. Для реализации такой идеи потребуется увеличить количество перекрестных выключателей. Здесь необходимо запомнить, что монтируются они всегда между двумя проходными переключателями. Сначала подобные схемы управления могут показаться сложными в реализации, но если хорошо изучить одну, особых сложностей возникнуть не должно.

Трехфазные коммутаторы

Трехфазные силовые переключатели широко применяются в схемах управления мощными асинхронными электродвигателями, их назначение – переключение обмотки со «звезды» на «треугольник». Такая реализация позволяет существенно снизить пусковой ток. На рисунке показана схема такого подключения.

Схема переключения обмоток электродвигателя

Обозначения на схеме:

  • А, В, С – фазы питания;
  • С1, С2, С3, С4, С5, С6 – выходы обмоток электродвигателя;
  • SA – трехполюсный силовой коммутатор.

Запуск электродвигателя происходит, когда его обмотки соединены «звездой», при входе в штатный режим, осуществляется переключение на «треугольник».

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: