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

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

Схема 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».

Встраиваемый переключатель

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

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.