Рекомендации по выбору реле

From Wiren Board
Jump to navigation Jump to search

Сводная таблица

Тип нагрузки Пусковой ток,
длительность
Мощность группы Допустимо Рекомендуем
Лампы накаливания 8-12*Inom,
5 мс
<250Вт MR6C, R10A8 MR6C v.2
<1кВт
<1,5кВт WB-MR3(6)/I* WB-MR3(6)/S,
WB-MRPS6
<2кВт
Светодиодные “хорошие” 10-20*Inom,
100 мкс
<150Вт MR6C, R10A8 MR6C v.2
<600Вт
<900Вт WB-MR3(6)/I WB-MR3(6)/S,
WB-MRPS6
<2кВт
Светодиодные “плохие"
и компактные
люминисцентные лампы
150-200*Inom,
100 мкс
<15Вт MR6C, R10A8 MR6C v.2
<60Вт
<90Вт WB-MR3(6)/I* WB-MR3(6)/S,
WB-MRPS6
<120Вт
Электродвигатели 2-5*Inom,
100 мс - 2 сек.
<300Вт MR6C, R10A8 MR6C v.2
<500Вт WB-MR3(6)/I*,
WB-MR3(6)/S,
WB-MRPS6
<800Вт WB-MRWL3
Импульсные
блоки питания
200-600*Inom,
200-1000 мкс
<120Вт WB-MR3(6)/S,
WB-MRPS6
Эл. котлы, чайники. 1*Inom <1.5кВт MR6C, R10A8 MR6C, R10A8
<2кВт WB-MR3(6)/I* MR6C v.2,
WB-MR3(6)/S,
WB-MRPS6
<4кВт WB-MRWL3
Группы розеток ?? <3кВт WB-MRWL3

* для контакта NO, для NC допустимая мощность в ~3 раза меньше

Методика расчета: Максимальный коммутируемый ток для реле делится на кратность пускового тока нагрузки, делится на 1,41, умножается на 230В, округляется до целого вниз. Или по мощности, если по нему ограничение меньше.

Почему именно так? Ведь в характеристиках используемых реле ток (а значит и мощность) гораздо выше рекомендуемых. Ответ прост - пусковые токи.

Разберем категории нагрузок.

Лампы накаливания

Ток через спираль холодной лампы

Принято считать, что это - исключительно резистивная нагрузка. Но пока спираль лампы холодная, она имеет сопротивление сильно меньшее по сравнению с рабочим. Лампа накаливания мощностью 95 Вт имеет сопротивление 40 Ом, что оценочно дает пусковой ток до 320 В / 40 Ом = 8 А, то есть, в 13 раз больше номинального. Видно, что пусковой ток превышает номинал в 8 раз, время разогрева спирали составляет менее одного полупериода, а длительность пика — примерно 2 мс.

Лампы светодиодные и компактные люминесцентные

Ток включения энергосберегающей лампы

Такие лампы небольшой мощности содержат в себе выпрямитель (диодный мост) с конденсатором. То есть, это чисто емкостная нагрузка, и пусковой ток должен быть очень большим. Как правило, для его снижения производители ставят перед мостом резистор и(или) термистор. Видно, что у ламп из IKEA всё весьма хорошо. А вот у других светодиодных ламп пусковой ток превышает номинал в 150 — 200 раз, и длительность пиков составляет ~100 мкс.

Теплые полы. Чайник, ТЭНы электрокотлов

Температурный коэффициент нихромовых спиралей для рабочих температур в ТЭНах весьма мал, и пусковой ток близок к номинальному. Исключение — саморегулирующиеся кабели для теплых полов. У них - полупроводниковый нагревающий элемент, его пусковой ток может быть больше в 2 раза.

Электродвигатели

Верно, что у индуктивной нагрузки пусковой ток нулевой. И да, в момент замыкания контактов ток и правда нарастает плавно, но затем: 1. если момент замыкания попал в нуль напряжения, то всплеск тока двукратный (для чисто индуктивной нагрузки); 2. пока двигатель не выйдет на номинальные обороты, ток превышает в несколько раз номинальный; чем мощнее двигатель, тем больше превышение.

Блоки питания

Аналогично светодиодным лампам на входе у этих блоков питания стоит диодный мост и конденсаторы большой емкости. Для снижения пусковых токов производители ставят NTC-термисторы, зеленые (иногда черные) и круглые. В холодном состоянии они имеют заметное сопротивление, чем и ограничивают пусковой ток. При работе блока питания термистор нагревается, и его сопротивление снижается (в 20 — 30 раз), практически не мешая протеканию тока. Но после выключения блока питания некоторое время (до 1 минуты) термистор остается горячим и не может ограничивать пусковой ток. Поэтому крайне желательно после выключения блока питания подождать 10 — 30 с перед его повторным включением. Ниже представлены графики с повторным включением через ~15 с (при быстром переключении пики еще больше):

Выводы

В документации на реле могут указывать несколько токов: номинальный ток (Contact rating current) и максимальный ток переключения (Max. switching current) или пусковой ток (Inrush current) и т. д. И у «обычных» реле пусковой ток часто не указывают. То есть, если на реле написано «10А», то значит, по умолчанию у него и пусковой ток при коммутации не должен превышать 10А. Возможно, его можно умножить на 2, но это не точно.

Если максимальный пусковой ток 10-20А, а светодиодная лампочка имеет пусковой ток в 100 раз больше от номинала, то это очень грустно: получается, что коммутировать можно только 20-40 Вт лампочек. Так что с обычными реле нужно либо сильно ограничить себя в выборе нагрузки и занижать мощность, либо быть готовым к тому, что контакты будут часто свариваться, и реле придется менять. Для нагрузки с большими пусковыми токами лучше использовать специальные реле.

Отличие реле HF115F-I — особые контакты из AgSnO2, а HF115F-S еще и имеют специальную конструкцию из двух пар контактов, когда первая пара (вольфрамовые контакты, большой импульсный ток) замыкается чуть раньше второй (низкое сопротивление контакта, большой постоянный ток).