Рекомендации по выбору реле
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 1,5 раза 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
Принято считать что это - исключительно резистивная нагрузка. Но пока спираль лампы холодная, она имеет сильно меньшее рабочего сопротивление. Лампа накаливания 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.
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.
Лампы светодиодные и компактные люминесцентные
Такие лампы небольшой мощности содержат в себе выпрямительный 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 икеевских ламп всё весьма хорошо. А вот у других светодиодных ламп пусковой ток превышает номинал в 150 — 200 раз, и длительность пиков составляет ~100 мкс.
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 ноль 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 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. О необычных напишем ниже. 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 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.
На фото контакты реле HF115F-I (слева) и HF115F-S (справа). Пусковой ток HF115F-I — 120А/20мс, что позволяет коммутировать лампы накаливания общей мощностью до 2 кВт. А HF115F-S — 165А/20мс и 492А/1,5мс, 800А/25мкс, то есть до 3 кВт для ламп накаливания и до ~600 Вт для светодиодных ламп. Используются например в WB-MRPS6