скачать PDF

Аннотация

Современные автоматизированные системы управления энергетическими ресурсами жилых помещений (в частности, системы «Умный дом») содержат в своем составе устройства коммутации электрических нагрузок, преимущественно осуществляющие коммутацию переменного тока сети электроснабжения (~220 В, 50 Гц, 16 А). Данный класс устройств предназначен для реализации возможности удаленного управления электрическими нагрузками (включение / выключение), а также осуществления автономной работы системы по заданному сценарию. В статье рассмотрены различные способы коммутации электрических нагрузок жилых помещений электромеханическими и полупроводниковыми устройствами, которые наиболее широко применяются в настоящее время. Проведен сравнительный анализ и выявлены недостатки каждого вида коммутирующих устройств. Рассмотрен процесс образования электрической дуги в моменты коммутации электромеханических устройств. Представлены современные варианты защиты либо снижения влияния от возникновения электрической дуги в электромеханических устройствах коммутации, приводящей к эрозии контактов. Рассмотрено влияние конкретного типа электрической нагрузки на ресурс электромеханического реле. Представлены современные полупроводниковые элементы для коммутации нагрузок в сетях переменного тока, а также способы снижения электромагнитных помех в сети при их использовании. Рассмотрены перспективные решения симисторов линейки «Snabberless», снижающие общую стоимость конечного изделия и уменьшающие его массо-габаритные показатели. Предложен способ коммутации электрических нагрузок жилых помещений, который основан на объединении преимуществ электромеханических реле и полупроводниковых приборов. Данное решение позволяет при сохранении малого габарита конечного устройства продлить электрический ресурс коммутирующего устройства до временного интервала, соответствующего сроку проведения капитального ремонта, либо всему сроку эксплуатации жилого помещения.

Ключевые слова

Коммутация, электрическая нагрузка, резистивная нагрузка, емкостная нагрузка, индуктивная нагрузка, электромеханическое реле, симистор, переходный процесс, умный дом, управление, автоматизация.

Усков Алексей Юрьевич – главный конструктор, ООО «Энергия-Источник», группа приборостроительных компаний ООО «Энергия-Источник» и ООО «ИТеК ББМВ», г. Челябинск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7368-208X.

Цимбол Андрей Игоревич – начальник конструкторского бюро, ООО «Энергия-Источник», группа приборостроительных компаний ООО «Энергия-Источник» и ООО «ИТеК ББМВ», г. Челябинск, Россия.

Монастыренко Валерий Игоревич – инженер-конструктор, ООО «Энергия-Источник», группа приборостроительных компаний ООО «Энергия-Источник» и ООО «ИТеК ББМВ», г. Челябинск, Россия.

1. Uskov A.Yu., Lokhov S.P., Faida, E.L., Varganov V.V. An Adaptive Control System of Electric Heating for Residential Premises // Russian Electrical Engineering. Vol. 85. No 4. 2014 / Allerton Press, Inc. New York, USA, 2014. P. 198-201.

2. https://zen.yandex.ru/media/elektrik/tverdotelnoe-rele-protiv-elektromehaniki-chto-vybrat-5b9a801 f02e24b00aa69df79.

3. Мощные электромагнитные реле. Справочник инженера. СПб., 2001. 152 с.

4. Курилин С.Л. Электротехнические материалы и технология электромонтажных работ: учеб.-метод. пособие. Гомель: БелГУТ, 2009. 92 с.

5. https://www.st.com/resource/en/datasheet/bta16.pdf.

6. https://www.farnell.com/datasheets/1688212.pdf

7. IR Application Notes: Use Gate Charge to Design the Gate Drive Circuit for Power MOSFETs and IGBTs. AN-944

8. https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-IKW50N60H3-DataSheet-v02_02-EN.pdf?fileId=db3a30432a40a650012a47934b1e2bea

9. https://www.compel.ru/lib/54169

10. https://www.te.com/commerce/DocumentDelivery/DDEController?Action=showdoc&DocId=Data+Sheet%7FRT1%7F0219%7Fpdf%7FEnglish%7FENG_DS_RT1_0219.pdf%7F9-1393239-8

11. http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5988-6917EN.pdf.

12. http://www.gigavat.com/viklyuchateli_elektricheskaya_duga.php

13. Чумаков А.В., Илюшин В.С. Теоретические основы электротехники. Базовый конспект лекций. Тула: Тульский государственный университет, 2000. 160 с.

14. Сапожников В.В., Кравцов Ю.А., Сапожников Вл.В. Теоретические основы железнодорожной автоматики и телемеханики: учебник для вузов ж.-д. транспорта. М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008. 394 с.

15. Кривандин С. Мощные контакторы Omron для энергетики, промышленности и транспорта // Электронные компоненты. 2007. № 11. С. 36-40.