EA032142B1 - Реле с механической блокировкой и комбинированные переключатели с такими реле для использования в системах бытовой автоматизации - Google Patents

Abstract

В патенте описаны способ и устройство для механической блокировки по меньшей мере одного полюсного элемента реле, выбранного из SPST-, SPDT-, DPDT-, реверсирующего DPDT-, многополюсного MPST- и MPDT-реле, включая объединение одного или нескольких комбинированных SPDT- или DPDT-переключателей с SPDT- или DPDT-реле с механической блокировкой, с использованием токопроводящих контактных частей для соединения полюсных частей реле и переключателя, в том числе и на печатной плате для управления работой электрических нагрузок непосредственно с помощью клавиши ручного управления и дистанционно путем подачи импульса электропитания на катушку реле, включая программу ЦП для обеспечения клавиш ручного управления каждого комбинированного SPDT- или DPDT-переключателя, подсоединенного к соединительным линиям в узле переключатель-реле, для включения или выключения группы или всех нагрузок бытовой системы автоматизации по оптическому кабелю, радиочастотной линии, беспроводной линии ИК-сигналов и линии шины.

Description

Изобретение относится к электрическим устройствам автоматизации, включая переключатели и реле для непосредственного и дистанционного управления работой бытовых электроприборов в жилых и в других зданиях.

Уровень техники

Хорошо известны переключатели и реле для включения/выключения бытовых электроприборов, таких как водогрейные котлы, кипятильники для воды, кондиционеры, обогревательные устройства, светильники, а также другое электрическое оборудование, в жилищах, офисах, общественных зданиях, предприятиях и ресторанах. Такие переключатели и реле для систем бытовой автоматизации обычно размещают в главном или вспомогательном шкафу для электрооборудования. Управление работой установленных реле осуществляется по линиям шин, по радиолиниям, а также с использованием ИКсигналов и сигналов, передаваемых по сети электропитания переменного тока.

Стоимость известных устройств и реле систем автоматизации вместе с их установкой значительна, поскольку необходимо менять обычно используемую стандартную схему электрической проводки, в которой электрическая энергия передается через традиционные переключатели, установленные в стенных закладных коробках. Это резко отличается от непосредственной передачи электрической энергии из основного или вспомогательного шкафа с использованием реле. Для управления реле в шкафах для электрооборудования обычно используемые стандартные переключатели заменяются управляющими переключателями, передающими электрические сигналы, радиосигналы, сигналы по сети электропитания переменного тока и в некоторых случаях ИК-сигналы для управления схемами управления реле в шкафах для электрооборудования.

Такое фундаментальное изменение структурированных электрических систем является сложным и затратным мероприятием, и сложность измененных систем является причиной серьезных повторяющихся нарушений работы установленных систем автоматизации. Кроме того, известные устройства систем бытовой автоматизации не передают данные об электроэнергии, потребляемой индивидуальными электрическими бытовыми устройствами, и не обеспечивают статистической информации о потреблении ни для владельцев жилищ, ни для создаваемых так называемых умных электросетей.

В патенте υδ № 7649727 предложена новая концепция, в соответствии с которой однополюсное реле на два направления (δΡΌΤ-реле, от англ. 81ид1е Ро1е Ииа1 Τ1πο\ν) подсоединяется к обычно используемому δΡΌΤ-переключателю или к двухполюсному переключателю на два направления (ΌΡΌΤпереключатель, от англ. ИоиЫе Ро1е Ииа1 Τ1ιΐΌ\ν). в результате чего обеспечивается возможность включения-выключения бытовых электроприборов или светильников непосредственно с помощью переключателя, установленного обычным образом, и дистанционно с помощью контроллера системы бытовой автоматизации. 8ΡΌΤ- и ΌΡΌΤ- переключатели указываются также как двухпозиционные или четырехпозиционные переключатели, соответственно.

Кроме того, в патентах И8 №№ 7639907, 7864500, 7973647, 8041221, 8148921, 8170722, 8175463, 8269376, 8331794, 8331795, 8340527, 8344668, 8384249, 8442792 и в публикации И8 № 2013/0183043 раскрываются средства управления, соединители, переключатели и реле систем бытовой автоматизации для управления работой бытовых электроприборов через дополнительные устройства, такие как 8ΡΌΤ- и ΌΡΌΤ-реле или через адаптеры измерения потребляемого тока.

В указанных патентах также подробно описывается способ передачи информации о мощности, потребляемой электрическими электроприборами, через реле или через розетки или штепсели сети переменного тока или через адаптеры измерения потребляемого тока. Сообщения о потребляемой мощности передаются с использованием оптических сигналов по кабелям из пластмассовых оптических волокон (ΡΟΡ, от англ. Ρ1;·ι4ίο Орйеа1 Р1Ьег), указываемым как световоды, с использованием инфракрасных или радиочастотных сигналов (РЧ-сигналов), а также электрических сигналов, передаваемых по линиям шины или по другим сетям непосредственно или через преобразователи команд.

В вышеуказанных патентах и во многих заявках, находящихся на рассмотрении в других странах, раскрывается комбинация отдельных 8ΡΌΤ- или ΌΡΌΤ-переключателей и/или сетевых розеток и/или комбинации преобразователей измеряемого тока, которые предназначены по существу для усовершенствованных систем автоматизации жилых или иных зданий.

Таким образом, существует потребность в отдельном устройстве автоматизации, представляющем собой комбинацию переключателя и реле, включая схемы измерения, расчета и передачи потребляемой мощности, выполненных в пределах размеров и форм современных, обычно используемых переключателей переменного тока, при стоимости ниже стоимости известных устройств автоматизации и простого для установки и по конструкции.

Сущность изобретения

Соответственно, главной целью настоящего изобретения является создание малоразмерного узла 8ΡΌΤ- или ΌΡΌΤ-переключателя, δΡΌΤ-реле и схем измерения потребляемой мощности и передачи соответствующей информации, причем узел должен иметь форму и размеры широко используемых переключателей сети переменного тока, указываемых ниже как стандартные переключатели сети переменного тока, для установки в стандартные стенные (закладные) коробки, такие как известные коробки

- 1 032142 размерами 2x4 дюйма или 4x4 дюйма, используемые в США, или круглые коробки диаметром 60 мм, используемые в Европе, или же другие прямоугольные электрические коробки, используемые в Европе для установки множества стандартных переключателей сети переменного тока и розеток для подключения бытовых электроприборов.

Другой целью настоящего изобретения является интеграция узла, объединяющего δΡΌΤ-или ΌΡΌΤпереключателя с δΡΌΤ-реле и со схемой определения потребляемой мощности, указываемого ниже в описании и в формуле изобретения как комбинированный (гибридный) переключатель, в систему бытовой автоматизации, раскрытую в вышеуказанных патентах и заявках для управления работой комбинированного переключателя и для передачи информации о потребляемой мощности через терминал внутренней видеосвязи или через торговый терминал и/или через специализированный контроллер или через пункт управления. Терминалы внутренней видеосвязи описаны в патентах υδ №№ 5923363, 6603842 и 6940957, а торговый терминал описан в патентах υδ №№ 7461012, 8117076 и 8489469.

Другая проблема, влияющая на потребление электроэнергии, связана с использованием множества реле, потребляющих энергию в процессе их работы. Многие реле, установленные в жилище, в магазине, на предприятии или в общественных зданиях постоянно потребляют ток и, соответственно, энергию, и когда множество таких реле используются в больших системах автоматизации, суммарное количество электроэнергии, потребляемой всеми реле, может быть значительным.

Силовые реле с блокировкой, в которых используются намагниченные якоря или полюса или другие конструктивные магнитные элементы, дороги, требуют сложных подсоединений, и для управления их работой необходимо предварительное программирование. Кроме того, большинство реле с магнитной блокировкой могут обеспечивать ограниченную величину потребляемого тока в связи с ограниченной величиной магнитного поля, которое используется для плотного прижатия контактов реле, например, максимум 8 А, что ниже стандартной величины 16 А, обеспечиваемой обычными переключателями сети переменного тока, используемыми для управления светильниками.

Реле с блокировкой переключаются коротким импульсом электроэнергии и блокируются или фиксируются в положении включено или выключено или в положении изменения состояния при использовании δΡΌΤ- или ΌΡΌΤ-реле. После замыкания контактов катушка реле больше не потребляет электроэнергию, и полюса удерживаются в заблокированном положении силой магнитного поля. Однако сила магнитного поля со временем снижается, в результате чего поверхности контактов разрушаются, и, в конце концов, реле выходит из строя.

Таким образом, существует потребность в реле с малым потреблением для интеграции в комбинированный переключатель, такой как описан в заявке υδ № 14/045877, поданной 4 октября 2013 г., которое может быть зафиксировано в переключенном положении с помощь механического блокирующего устройства.

Другой целью настоящего изобретения является создание комбинированного переключателя, имеющего такую конструкцию, в которую могут быть встроены различные кнопки и клавиши, и для которой могут быть свободно подобраны декоративные крышки и рамки разных конструкций и цветов, которые регулярно разрабатываются и предлагаются на рынке производителями электрических переключателей. Соответственно, настоящее изобретение позволяет решить проблемы, связанные с совместимостью с различными конструкциями имеющихся переключателей сети переменного тока, с крышками и рамками различных цветов и дизайна.

Для управления работой светильников и бытовых электроприборов используются три типа переключателей: однополюсные переключатели на одно направление (8Ρ8Τ от англ. 8ίη§1ο Ροϊοδίη^ΐο Τ1ιΐΌ\ν). δΡΌΤ- и ΌΡΌΤ-переключатели. δΡδΤ-переключатель просто разрывает цепь, а δΡΌΤпереключатель переключает выходные клеммы. δΡΌΤ-переключатели используются для обеспечения включения-выключения заданной нагрузки, такой как светильник, из двух разных мест, например из двух входов зала или комнаты.

В тех случаях, когда необходимо использовать три или более переключателей для включения выключения одного светильника в зале или в комнате, используются ΌΡΌΤ-переключатели. ΌΡΌΤпереключатель или множество переключателей подсоединяют согласно заданной прямо-перекрестной конфигурации между двумя вышеописанными δΡΌΤ-переключателями. ΌΡΌΤ-переключатели также указываются как реверсирующие переключатели.

Как будет описано ниже, два δΡΌΤ-переключателя с одним или несколькими ΌΡΌΤ-переключателями, подсоединенными для формирования непрерывных соединительных линий, обеспечивают возможность управления нагрузкой с каждого переключателя независимо от состояния других переключателей. Поэтому любой переключатель, присоединенный к такой конфигурации δΡΌΤ- и/или ΌΡΌΤпереключателей, будет включать-выключать присоединенный светильник независимо от состояния других переключателей. Это означает также, что для кнопок/клавишей любых присоединенных переключателей нет определенного положения включено или выключено, и переключение нагрузки осуществляется переводом кнопки/клавиши в ее противоположное положение.

Соответственно, целью настоящего изобретения является соединение комбинированного переключателя, содержащего δΡΌΤ-реле, с δΡΌΤ- или ΌΡΌΤ-переключателем, которые подсоединены для управ- 2 032142 ления работой светильника или другого бытового электроприбора, в результате чего поддерживается режим работы обычно используемого переключателя, переключаемого непосредственно пользователем, и обеспечивается дистанционное переключение с помощью δΡΌΤ-реле комбинированного переключателя, или для обычного управления светильником через цепочку ΌΡΌΤ- и δΡΌΤ-переключателей и обеспечения при этом дистанционного переключения с помощью δΡΌΤ-реле комбинированного переключателя.

Другой целью настоящего изобретения является обеспечение возможности подсоединения ΌΡΌΤреле для дистанционного включения-выключения светильника или другого бытового электроприбора, которые подсоединены к δΡΌΤ-переключателям, переключаемым непосредственно пользователем, и формирования более сложных схем переключения, которые содержат два δΡΌΤ-переключателя и одного или нескольких ΌΡΌΤ-переключателей.

8ΡΌΤ- и ΌΡΌΤ-переключатели известных систем бытовой автоматизации, соединенные цепочками, не могут обеспечивать определение состояния включено/выключено прибора, такого как светильник, пока данные о состоянии всех переключателей и реле заданной конфигурации не будут переданы в контроллер. В этом случае необходимо записывать и обновлять информацию в контроллере о состоянии всех переключателей, переключаемых непосредственно пользователем, и реле. Это требует сложной обработки данных, что приводит к проблемам при эксплуатации системы, и передачи всех данных при каждом переключении пользователем переключателя или каждом срабатывании реле в системе, что в свою очередь приводит к значительному увеличению объема трафика и обработки данных.

По этой причине другой важной целью настоящего изобретения является введение в комбинированный переключатель датчика переменного тока для определения состояния включения прибора и для обработки данных, относящихся к мощности, потребляемой прибором. Это достигается с помощью датчика тока, такого как тороидальный или специально сконструированный измерительный трансформатор тока, или же с использованием элемента из низкоомного металлического сплава, подсоединенного последовательно с фазным проводом сети переменного тока, или с использованием датчика Холла, или с использованием любого другого элемента, который может формировать выходной сигнал, соответствующий уровню тока, протекающего через клемму фазного провода сети переменного тока.

Выходной сигнал датчика тока, измеряемый в мВ, усиливается до уровня, который может обрабатываться в ЦП, причем как усилитель, так и ЦП входят в состав комбинированного переключателя для формирования данных, содержащих величину потребляемого тока, или потребляемой мощности, или состояние включено/выключено нагрузки и их сочетания.

Комбинированный переключатель по настоящему изобретению содержит приемопередатчик для приема команд управления реле и для передачи данных, относящихся к состоянию прибора, к потребляемой мощности или к потребляемому току. Данные обрабатываются в соответствии с типом прибора, к которому они относятся, величиной переменного тока, проходящего через датчик тока, и величиной опорного напряжения сети переменного тока, как они определяется в ЦП.

Принимаемые команды и передаваемые данные передаются по сети связи, выбранной из группы, в которую входят проводная сеть, такая как линия шины, волоконно-оптическая сеть, сеть с использованием двухсторонних ИК-сигналов, радиочастотная беспроводная сеть и их сочетания.

Приемопередатчик комбинированного переключателя обменивается по меньшей мере одним из односторонних или двухсторонних сигналов с контроллером системы бытовой автоматизации, терминалом системы внутренней видеосвязи или торговым терминалом. Приемопередатчик и ЦП запрограммированы таким образом, чтобы в ответ на команду на подачу питания на присоединенный бытовой электроприбор они передавали подтверждение подачи питания или отвечали на запрос, относящийся к состоянию, потребляемой мощности или потребляемому току электроприбора, в результате чего обновляются данные в контроллере системы бытовой автоматизации, или в терминале внутренней видеосвязи, или в торговом терминале, как это описано в вышеуказанных патентах США, или отвечали сообщением выключено, если была получена команда на выключение электроприбора.

Упоминаемый далее контроллер системы бытовой автоматизации представляет собой дисплей с кнопками управления, сенсорными иконками или сенсорным экраном, а также схемами, и аналогичен терминалу внутренней видеосвязи и/или торговому терминалу, описанным в вышеуказанных заявках и патентах США.

Термины комбинированный переключатель и узел переключатель-реле, используемые ниже в описании и в формуле изобретения, относятся комбинациям устройств, выбранных из группы, содержащей δΡΌΤ-реле, ΌΡΌΤ-реле, реверсирующее ΌΡΌΤ-реле с δΡΌΤ-переключателем, ΌΡΌΤ-переключатель и реверсирующий ΌΡΌΤ-переключатель по предпочтительному варианту осуществления изобретения.

Термин комбинированный δΡΌΤ-переключатель относится к отдельному переключающему устройству для управления работой заданной нагрузки путем непосредственного переключения пользователем и дистанционно.

Термин комбинированный ΌΡΌΤ-переключатель относится к отдельному переключающему устройству для управления работой заданной нагрузки в помещении с повышенной влажностью, таком как, например, ванная, путем переключения непосредственно пользователем или дистанционно два полюса

- 3 032142 нагрузки, а именно, фазного и нейтрального проводов сети переменного тока.

Термины реверсирующий комбинированный переключатель, перекрестный комбинированный переключатель и реверсирующий комбинированный ΌΡΌΤ-переключатель относятся к переключающему устройству для заданной нагрузки, которая переключается между состояниями включеновыключено с помощью реверсирующего комбинированного переключателя и с помощью по меньшей мере одного δΡΌΤ-переключателя и/или с помощью промежуточных η ΌΡΌΤ-переключателей, которые соединены в каскадной схеме сдвоенных соединительных линий, причем каждый из подсоединенных переключателей может управлять работой заданной нагрузки или переключать ее между состояниями включено -выключено.

Термин контактная часть, используемый ниже в описании и в формуле изобретения, относится к токопроводящей опорной конструкции, которая имеет двойные контакты, используемые в комбинированных 8ΡΌΤ- и ΌΡΌΤ-переключателях, или к токопроводящей опорной конструкции, которая имеет тройные контакты, используемые в комбинированных реверсирующих ΌΡΌΤ-переключателях, или к контактам 8ΡΌΤ- или ΌΡΌΤ-реле и 8ΡΌΤ- или ΌΡΌΤ-переключателя, соединенных с помощью внутренних соединений печатной платы или других токопроводящих конструкций.

Основной задачей настоящего изобретения является использование конструкции с механической блокировкой, аналогичной описанной конструкции с блокировкой для переключателя с запиранием при двойном нажатии, или запиранием при нажатии и отпиранием при другом нажатии кнопки, как это будет описано ниже при рассмотрении предпочтительного варианта осуществления изобретения. Конструкция с механической блокировкой обеспечивает дополнительное усилие прижатия контактов, в результате чего, обеспечивается возможность использования реле небольших размеров для токов 20 А и более в сети переменного тока, как в состоянии блокировки, так и в разблокированном состоянии. Необходимо отметить, что в обоих состояниях на катушку не подается электропитание, и в любом состоянии на нагрузку может подаваться электропитание через клеммы соединительных проводов 8ΡΌΤ- или ΌΡΌΤ-реле с блокировкой и/или через комбинированные переключатели по настоящему изобретению.

Краткое описание чертежей

Вышеуказанные и другие задачи и признаки настоящего изобретения станут понятными из нижеприведенного описания предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:

на фиг. 1А, 1Б - электрические схемы, соединения и иллюстрации δΡΌΤ-реле и 8ΡΌΤпереключателя для управления работой бытовых электроприборов переменного тока (предшествующий уровень техники);

на фиг. 1В - виды δΡΌΤ-реле и δΡΌΤ-микровыключателя со снятыми кожухами, которые используются для управления работой бытовых электроприборов переменного тока (предшествующий уровень техники);

на фиг. 2А, 2Б, 2В - электрические схемы и вид используемого в них дополнительного ΌΡΌΤ-реле с кожухом, предназначенного для присоединения к δΡΌΤ-переключателям, как это используется в США (предшествующий уровень техники);

на фиг. ЗА - узел микропереключателя и реле на печатной плате (предшествующий уровень техники);

на фиг. ЗБ - виды сечений, на которых показана комбинация (узел) δΡΌΤ-реле и 8ΡΌΤмикропереключателя по настоящему изобретению;

на фиг. ЗВ - виды в перспективе комбинированной конструкции (узла), содержащей 8ΡΌΤпереключатель и δΡΌΤ-реле по предпочтительному варианту осуществления изобретения;

на фиг. 4А - виды элементов и иллюстрации работы хорошо известного перекидного или кулисного электрического переключателя;

на фиг. 4Б - вид сечения, вид в перспективе и вид разобранного перекидного δΡΌΤ-переключателя и δΡΌΤ-реле фиг. ЗБ с измененными конструктивными элементами, контактными частями, контактами и клеммами для обеспечения другой конструкции узла δΡΌΤ-переключателя и δΡΌΤ-реле по настоящему изобретению;

на фиг. 5А - вид разобранного узла δΡΌΤ-реле и ΌΡΌΤ-микропереключателя, содержащего модифицированную конструкцию реверсирующих контактных частей и клемм;

на фиг. 5Б - виды четырех состояний комбинации контактных частей ΌΡΌΤ-переключателя и δΡΌΤ-реле, на которых четко показаны комбинации положений контактов;

на фиг. 5В - электрическая схема комбинации контактов ΌΡΌΤ-реле (или реверсирующего узла переключатель-реле) по предпочтительному варианту осуществления изобретения;

на фиг. 6А - узел δΡΌΤ-реле и реверсирующего кулисного ΌΡΌΤ-переключателя в разобранном и собранном виде (расширение конструкции фиг. 4Б);

на фиг. 6Б - виды узла и корпуса узла реверсирующего ΌΡΌΤ-микропереключателя и δΡΌΤ-реле по настоящему изобретению;

на фиг. 7А, 7Б - вид в перспективе и электрическая схема проходного комбинированного ΌΡΌΤпереключателя, содержащего ΌΡΌΤ-микропереключатель и ΌΡΌΤ-реле по настоящему изобретению;

- 4 032142 на фиг. 7В - вид разобранного и собранного проходного комбинированного ΌΡΌΤ-переключателя, содержащего кулисный ΌΡΌΤ-переключатель и ΌΡΌΤ-реле по настоящему изобретению;

на фиг. 8А, 8Б, 8В - виды в перспективе и виды сечений узлов δΡΌΤ- и ΌΡΌΤ-микропереключателя и реле по настоящему изобретению, на которых иллюстрируется использование известных конструкций механизма запирания-отпирания;

на фиг. 9А, 9Б, 9В - виды в перспективе и виды сечений узла δΡΌΤ- или ΌΡΌΤ-переключателя и δΡΌΤ-реле с опорной рамкой, крышкой и нажимными клавишами;

на фиг. 10А, 10Б, 10В - виды в перспективе и виды разобранных узлов δΡΌΤ- и ΌΡΌΤпереключателя и δΡΌΤ-реле с опорной рамкой, крышкой и нажимным переключателем, как это используется в Европе;

на фиг. 11 А, 11Б, 11В - виды в перспективе и виды разобранных узлов δΡΌΤ- и ΌΡΌΤпереключателя и δΡΌΤ-реле с опорной рамкой, крышкой и нажимным переключателем, как это используется в США;

на фиг. 12А, 12Б - блок-схема и схемы управления и соединений узлов δΡΌΤ- и ΌΡΌΤпереключателей по предпочтительному варианту осуществления изобретения;

на фиг. 12В - блок-схема и схема датчика состояния по предпочтительному варианту, как он используется в узле переключатель-реле;

на фиг. 13А - блок-схема, на которой показана энергетическая и вычислительная (информационная) сеть системы бытовой автоматизации для дистанционного управления работой комбинированного переключателя и подсоединенных электроприборов по настоящему изобретению;

на фиг. 13Б - иллюстративная схема соединений, обеспечиваемых распределителем системы бытовой автоматизации для передачи команд и ответов на них внутри энергетической и вычислительной сети системы автоматизации;

на фиг. 14А - блок схема измерения тока по предпочтительному варианту осуществления изобретения;

на фиг. 14Б - графики синусоидального напряжения и тока сети, на которых иллюстрируется фазный сдвиг этих синусоид на пяти временных интервалах;

на фиг. 15А, 15Б - примеры конструкций и корпусов группы комбинированных переключателей, установленных в корпусе, форма и размеры которого обеспечивают возможность его введения в корпус розетки с клеммами проводов сети питания и цепью управления (цепь управления не показана);

на фиг. 16А-16В - виды в перспективе и виды сечений механизма блокировки (запиранияотпирания), показанного на фиг. 8А-8В, приспособленного для блокировки однополюсного или двухполюсного δΡΌΤ- и ΌΡΌΤ-реле по предпочтительному варианту осуществления изобретения;

на фиг. 17А - вид в перспективе и виды сечений хорошо известного реле с измененной полюсной частью и с корпусом, расширенным для размещения конструкции устройства механической блокировки;

фиг. 17Б - вид в перспективе и виды сечений, на которых упрощенно иллюстрируется работа реле с блокировкой по предпочтительному варианту осуществления изобретения;

на фиг. 18А - вид в перспективе δΡΌΤ-реле и вид сечения комбинированного переключателя с δΡΌΤ-реле с блокировкой по предпочтительному варианту осуществления изобретения;

на фиг. 18Б - виды в перспективе реверсирующего комбинированного ΌΡΌΤ-переключателя и конструктивных элементов полюсных частей ΌΡΌΤ-реле, включая механизм блокировки для двухполюсного реле.

Подробное описание осуществления изобретения

На фиг. 1А приведена электрическая схема, содержащая δΡΌΤ-переключатель 7 сети переменного тока, соединенный с δΡΌΤ-реле 6 системы автоматизации, содержащим катушку 6Ь (предшествующий уровень техники), как это описано в патенте υδ № 7649727. Эта схема является вариантом хорошо известной схемы, используемой для соединения двух соединительных линий, проходящих между клеммами 1 и 2 двух δΡΌΤ-переключателей сети переменного тока, в результате чего обеспечивается включение-выключение света из двух разных мест внутри помещения, например, включение-выключение света в коридоре с двух его концов. δΡΌΤ-переключатели также указываются как двухпозиционные переключатели, и за многие годы их конструкции были хорошо отработаны.

Комбинация δΡΌΤ-переключателя 7 и δΡΌΤ-реле 6, показанная на фиг. 1Б, была предложена в уже упомянутом патенте υδ № 7649727 и других вышеуказанных υδ патентах, в которых выдвигается новая концепция системы бытовой автоматизации, в которой упрощается электрическая проводка в жилых и иных зданиях. Комбинация δΡΌΤ-переключателя и δΡΌΤ-реле обеспечивает возможность сохранения традиционной структуры электрической проводки, в отличие от обычно используемых систем бытовой автоматизации, которые требуют введения реле в распределительные электрические шкафы помещений.

Единственное изменение существующей проводки и переключателей в соответствии с новой концепцией заключается в добавлении δΡΌΤ-реле 6 и замене традиционного переключателя включеновыключено, известного как однополюсный переключатель на одно направление, на δΡΌΤпереключатель. В этом случае бытовыми электроприборами или светильниками можно управлять непосредственно с помощью клавиши традиционного переключателя и дистанционно с помощью релейного

- 5 032142 управления.

Каждое δΡΌΤ-реле и каждый δΡΌΤ-переключатель дублирует действие друг друга, и вместе они могут осуществлять управление светильниками или другими нагрузками независимо и без ограничения. Эта независимая работа обычных переключателей повышает надежность системы автоматизации, поскольку такие переключатели можно использовать в тех случаях, когда по какой-то причине система автоматизации не работает. Термин нагрузка, как он используется в настоящем описании, относится к любому бытовому электрическому электроприбору или к светильнику.

На фиг. 1В показаны δΡΌΤ-микропереключатель 10 и δΡΌΤ-реле 6, известные электрические устройства, которые выпускаются различными производителями, такими как ΘΜΚΌΝ, Япония, и многими другими компаниями в разных странах. δΡΌΤ-микропереключатель 10 показан со снятой крышкой 10С и с рычажком 5Ь управления. Толкатель 5 показан касающимся полюсного элемента (далее - полюсной пластины) Ρ8, которая касается контакта 1 (не показан) проводника 1А, который соединяет контакт Р полюсной пластины с клеммой Т1. Клемма Т2 проводника 2А, показанная на фиг. 3Б, подсоединяется через контакт 2, когда толкатель 6 поднимается, освобождая полюсную пластину Ρ8, и контакт Р полюсной пластины Ρ8, соприкасается с контактом 2.

На фиг. 1В также показано δΡΌΤ-реле 6, содержащее электромагнитную катушку 6Ь, причем крышка 6С реле снята. Реле содержит также полюсную часть ΡΡ, которая поддерживается конструкцией РМ из магнитного сплава, называемой якорем. Полюсная часть показана касающейся контакта 1 опорной конструкции 1Е, которая соединена с клеммой Т1, и полюсная часть перебрасывается для замыкания с контактом 2 опорной конструкции 2Е, когда напряжение питания, подаваемое на катушку 6Ь через клеммы С1 и С2, показанные на фиг. 3В, отключено.

Реле 6 и микропереключатель 10 могут быть объединены, как показано на фиг. 3А, для обеспечения узла δΡΌΤ-переключателя и δΡΌΤ-реле путем припаивания реле 6 и переключателя 10 к показанной печатной плате 8. Такой узел переключатель-реле (далее указывается также как комбинированный переключатель) является объектом настоящего изобретения, и прикрепление (припаивание) двух устройств к печатной плате или к другой проводящей опорной конструкции, представляет собой одно из решений. Для двухпозиционного узла переключатель-реле объединение этих двух устройств на показанной печатной плате представляет собой один из вариантов, который, однако, не является предпочтительным вариантом осуществления изобретения. Этот вопрос будет рассмотрен ниже.

Клеммы Т1, Т2 и Ь реле, а также клеммы С1 и С2 катушки (см. фиг. 3В) жестко закреплены под корпусом 6В реле для соединения клеммы Т2 реле 6 с клеммой Т2 δΡΌΤ-переключателя 10, клеммы Т1 реле 6 с клеммой Т1 переключателя 10, а клемма Ь (напряжение сети) реле соединяется с бытовым электроприбором переменного тока, указанным на фиг. 1А и 1Б, и клемма Ь переключателя соединяется с фазным проводом сети переменного тока.

Фазный провод сети переменного тока и соединения бытового электроприбора могут быть реверсированы, как это будет описано ниже. Однако, когда клеммы Т1 и Т2 δΡΌΤ-реле и δΡΌΤ-переключателя соединены друг с другом, то очевидное достоинство решения, предлагаемого в настоящем изобретении, заключается в том, что у внешних соединений остаются только две соединительные клеммы Ь комбинации переключателя и реле для соединения с нагрузкой и с фазным проводом сети переменного тока, что дает в результате экономию времени и сокращение рабочих операций.

Комбинация δΡΌΤ-переключателя и δΡΌΤ-реле не может использоваться для подсоединения двух соединительных проводов к другому δΡΌΤ-переключателю или δΡΌΤ-реле, поскольку имеется только одна клемма Ь для подсоединения нагрузки. Для соединения двух или более δΡΌΤ-переключателей по каскадной схеме для управления работой заданной нагрузки необходимы каскадные соединения двойных соединительных проводов между реверсирующими ΌΡΌΤ-схемами, которые реализуются в форме перекрестных или реверсирующих переключателей, как это показано на фиг. 2А.

На фиг. 2А показана такая каскадная схема переключений, в которой ΌΡΌΤ-реле 60, управляемое катушкой 6Ь, соединяется через свои соединительные контакты с соединительными контактами двух полюсных частей Р2-1 и Р2-2, сконфигурированных для реверсирования подсоединенных линий, и так же действует ΌΡΌΤ-переключатель, показанный как 82-1 и 82-2. В такой каскадной переключающей схеме использование дополнительно введенного реле 60, которое показано на фиг. 2Б и 2В, раскрыто в патенте И8 № 7649727 и во многих других вышеуказанных патентах. Следует отметить, что можно перекрестно подсоединить ΌΡΌΤ-переключатель к дополнительному 8ΡΌΤ^.^. но не к 8Ρ^Τ-реле, используемому в целях настоящего изобретения.

Во всех известных вариантах добавления отдельного реле к переключателю и/или прикрепления такого реле к переключателю, как это описано в патенте И8 № 8384249, необходимо выполнять рабочие операции для присоединения соединительных проводов и/или введения проводов в стенные закладные коробки, которые имеют очень небольшие размеры 2x4 дюйма, вдвое меньше коробки 14, показанной на фиг. 2В, известной в США как стандартная коробка 4x4 дюйма. Установка дополнительного реле требует времени и повышает затраты на монтаж. Для повышения эффективности установки и, соответственно, снижения затрат необходимо использовать комбинацию 8Ρ^Τ-переключателя и 8ΡΌΤ- или ΌΡΌΤ-реле

- 6 032142 по настоящему изобретению.

Наиболее простой способ получения комбинации или узла δΡΌΤ-переключателя 10 и δΡΌΤ-реле 6 заключается в их монтаже на печатной плате 8, как показано на фиг. 3А. Печатная плата также необходима для обеспечения схем передачи сообщений и управления автоматизацией, не показанных на фиг. 3А, которые будут описаны ниже.

Понятно, что при таком прикреплении и присоединении δΡΌΤ-реле 6 к δΡΌΤ-переключателю 10 совершенно исключается необходимость в соединении этих двух устройств с помощью отдельных соединительных проводов. Даже в тех случаях, когда эти соединительные провода могут быть навесными проводниками, их установка отнимает время и влечет за собой дополнительные затраты.

Комбинация 8А переключателя и реле, показанная на фиг. 3А, очень удобна и может быть просто реализована, причем узел переключателя 10 и реле 6, как показано на фиг. 3А, не является в настоящем изобретении предпочтительной конструкцией, которая дополнительно снижает размеры комбинированного переключателя и уменьшает количество компонентов.

На фиг. 3Б приведены виды сечений предпочтительной конструкции по настоящему изобретению, в которой корпус 6В реле и корпус 10В микропереключателя интегрированы в общий корпус 9В, который объединяет опорные конструкции 1А, 2А, 1Е и 2Е контактов соединительных проводов в 8ΡΌΤконтактные части 1С и 2С, в результате чего уменьшаются общие размеры и стоимость узла переключатель-реле.

Термин контактная часть относится к токопроводящей соединительной конструкции, содержащей прямые двойные контакты и реверсирующие тройные контакты 8ΡΌΤ- и ΌΡΌΤ-переключателя и реле.

Контакты 1 и 2 двух соединительных проводников микропереключателя 10 прикреплены к жесткой токопроводящей конструкции, выполненной из латуни или аналогичного металлического сплава, причем эта конструкция формирует полностью проводник, включающий контакты 1 и 2 и клеммы Т1 и Т2 внутри литого корпуса 10В микропереключателя 10. Это же относится к контактам 1 и 2 соединительных проводников реле, которые прикреплены к двум токопроводящим конструкциям 1Е и 2Е для формирования полного проводника, включающего контакты 1 и 2 и клеммы Т1 и Т2 внутри литого корпуса 6В реле.

Как показано, корпус 9В узла переключателя и реле объединяет контакты 1 и 2 обоих устройств и токопроводящие конструкции 1 А, 2А, 1Е и 2Е переключателя и реле в простые соединительные контактные части 1С и 2С между двумя контактами Р полюсных частей Ρ8 и ΡΡ двух устройств. В этом случае нет необходимости в клеммах соединительных линий, поскольку эти соединения ограничиваются соединениями между клеммами соединительных линий переключателя 10 и реле 6. В результате остаются лишь две клеммы Ь, одна для переключателя и одна для реле.

Упразднение четырех клемм, используемых для соединения двух соединительных линий внутри корпуса, как это показано на фиг. 2В, упрощает и удешевляет процесс установки комбинированного переключателя.

На фиг. 3В показаны различные комбинации 20 δΡΌΤ-микропереключателя и δΡΌΤ-реле, содержащие корпус 9В в продольной комбинации, корпус 9ВВ - в поперечной комбинации, и корпус 9ВЬ - в комбинации левый угол.

Как можно видеть на фиг. 3В, комбинированная конструкция реле-переключатель упрощена, причем полюсная часть ΡΡ и полюсные контакты Р -практически такие же, что и в исходной полюсной части ΡΚ Как можно видеть, полюсные контакты Р вместе с несущей конструкцией из магнитного сплава или якорем РМ такие же, что и в конструкции полюсной части корпуса 6В хорошо известного реле. Клеммы соединительных линий и опорные конструкции 1Е и 2Е исключены и не используются, а катушка реле с магнитным сердечником 6Ь и клеммами С1 и С2 катушки остаются прежними.

Это же относится к корпусу 10В микропереключателя, в котором сложные токопроводящие конструкции 1А и 2А, содержащие контакты соединительных линий и клеммы Т1 и Т2, заменяются упрощенными комбинированными контактными частями 1С и 2С, причем контактная часть 1С содержит двойные контакты 1, и контактная часть 2С содержит двойные контакты 2, а отдельные корпуса 6В и 10В объединяются в общий корпус 9В, указанный как 9В, 9ВВ и 9ВЬ в разных вариантах, с общей крышкой, такой как крышка 50, показанная на фиг. 6Б.

Из вышеприведенного становится понятно, что для узла переключатель-реле по настоящему изобретению не нужны соединительные линии и/или клеммы для их подключения, и поэтому внутренние конструкции комбинированного корпуса упрощаются.

На фиг. 3Б показано сечение корпуса 9В, в котором реализована электрическая схема, показанная на фиг. 1А, без соединительных линий и/или клемм для их подключения. Понятно, что при подаче напряжения на катушку 6Ь контакт Р полюсной части ΡΡ замыкается с контактом 1 контактной части 1С и с контактом 1 микропереключателя, и через полюсную часть Ρ8 осуществляется подача напряжения сети переменного тока через комбинированный переключатель между клеммами Ь. Изменяя положение полюсной части Ρ8 или отключая напряжение от катушки 6Ь, можно отключить напряжение от подсоединенной нагрузки (не показана). Таким образом, должно быть понятно, что узлы переключатель-реле по настоящему изобретению могут быть компактными и простыми в установке.

- 7 032142

Узлы переключатель-реле, показанные на фиг. 3А, 3Б и 3В, содержат два основания 6В и 10В в нижней части конструкции, которые составляют объединенное основание 9В, 9ВК. и 9ВЬ. Эти иллюстрации приведены для того, чтобы показать, как просто можно получить такие конструкции с использованием известных устройств. На фиг. 4Б, 6А и 6Б также показаны аналогичные комбинации переключатель-реле, в которых используются известные устройства для получения простых комбинированных конструкций.

Однако для обеспечения улучшенных комбинаций устройств по сниженной цене могут быть сделаны различные конструктивные изменения.

В конструкциях, показанных на фиг. 4Б и 6А, катушка реле установлена под основанием контакта переключателя. На фиг. 4А показана хорошо известная конструкция перекидного или кулисного переключателя 3 для управления работой светильника или другого бытового электроприбора. Переключатель 3-1 содержит двойные конструкции 21 и 22 контакт-клемма, вделанные в корпус переключателя, и опорную клемму 23 для полюсной конструкции 24. Конструкции 21 и 22 обеспечивают соединительные клеммы Т1 и Т2, соответственно, и опорная клемма 23 обеспечивает клемму Ь для фазного провода сети переменного тока для δΡΌΤ-переключателя.

Полюсная конструкция 24 вращается вокруг центрального штифта 25, и как показано на виде 3-1, взаимодействует с контактом 1 клеммы Т1. Полюсная конструкция 24 прижимается толкателем 26А под действием разжимающейся пружины 26, обеспечивающей достаточное давление для поддержания контактов Р и 1 плотно прижатыми друг к другу.

Когда кулисный или перекидной рычажок 33 (тумблер или клавиша), установленный с возможностью поворота вокруг центрального штифта 34, толкают в другую сторону, пружина 26, как показано на виде 3-2, сжимается внутри толкателя 26А, и узел толкатель-пружина перемещается вдоль поверхности седловидной опоры 24А, пока он не достигнет ее центральной части. В этой точке пружина будет разжиматься, развивая давление, достаточное для переброса или переключения полюсной конструкции 24 в другую сторону для замыкания контакта 2 и соединения клеммы Ь с клеммой Т2, как это показано на виде 3-3, в соответствии со схемами фиг. 1А, 1Б и 2Б.

Переключающий механизм и конструкция, показанная на фиг. 4А, - это стандартный переключатель, широко используемый для управления работой светильников, причем внутренние элементы переключателя и конструкция переключающего рычага могут варьироваться, так же как и дизайн рычажка или лицевой панели переключателя. Однако в течение многих лет общей конструктивной частью для всех переключателей, используемых для управления светильниками, является перемещающийся толкатель с пружиной.

На фиг. 4Б, вид 6-1, показано сечение узла 30 переключатель-реле с катушкой 6Ь реле и полюсной частью ΡΚ, установленной позади или в задней части контактной части 1Ό, с контактами 1 и 2 переключателя. Контактные части 1Ό и 2Ό показаны на виде 6-2 (переключатель в разобранном виде), причем каждая контактная часть имеет по два контакта, двойные контакты 1 и двойные контакты 2, соответственно, для замыкания с контактом Р полюсной части ΡΡ. а контакты 1 и 2 переключателя замыкаются с контактами полюсной конструкции 24 переключателя.

Контакт Р полюсной части ΡΚ, показанный на виде 6-1, прижимается к контакту 2 контактной части 2Ό, показанной также и на виде 6-2 с контактом 2 узла 30 переключателя. Вид 6-1 сечения и вид 6-2 разобранного переключателя ясно показывают, что хотя конструкция корпуса узла 30 переключатель-реле отличается от корпуса 9В микропереключателя, показанного на фиг. 3Б и 3В, однако все эти узлы микропереключатель-реле действуют одинаково.

Для лучшего понимания ограниченного количества элементов и частей узла переключатель-реле на видах 6-2 и 30-4 фиг. 4Б показаны контакты и контактные части, отделенные от других элементов. Катушка 6Ь реле, показанная на виде 6-2, отделена от полюсной части ΡΚ.81 и от якоря РМ магнитного сердечника, которые показаны прикрепленными к клемме Ь с помощью конструктивной части 81, которая будет описана ниже. Аналогично, две контактные части 1Ό и 2Ό показаны отделенными от полюсной части ΡΚ.81, включая клеммный вывод 23Ό с механическим контактом 23В, который замыкается и обеспечивает электрический контакт с полюсной конструкцией 24.

Другой конец клеммного вывода 23Ό показан прикрепленным с помощью заклепки или сваркой к конструктивной части 81 из металлического сплава, имеющей низкое сопротивление порядка нескольких мОм. Использование низкоомного металлического сплава в устройствах отбора мощности сети переменного тока описано в заявке И8 № 13349939. Достоинства использования такой металлической конструкции заключаются в том, что она очень надежна, поскольку части из такого металлического сплава прочны, в отличие от других низкоомных резисторов, используемых в датчиках тока, и ее сопротивление стабильно. Ниже будут приведены дополнительные разъяснения и детали передачи информации о потребляемом токе и потребляемой мощности.

На виде 6-2 показаны две конструктивные части 81, подсоединенные к полюсной части ΡΚ.81 и к клеммному выводу 23Ό, однако в узле переключатель-реле нужна только одна такая конструкция, и поэтому используется только одна конструкция. Две конструктивные части 81 показаны для иллюстрации дополнительных вариантов конструкций и изготовления таких узлов переключатель-реле.

- 8 032142

Другой конец конструктивной части 81 соединен с контактной частью 23В, и часть 23Ό представляет собой клеммный вывод для подсоединения фазного провода сети или нагрузки. Другие конструктивные части, показанные на виде 30-4, включают держатель 37, который обеспечивает возможность соединения с контактом 23В, и отверстия 25А для центрального вращающегося штифта 25 полюсной конструкции 24.

Следует отметить, что держатель 37 не является отдельной частью или отдельным компонентом. Он показан на виде 30-4 разобранного устройства как отдельная часть, однако литой корпус 30 предпочтительного варианта комбинированного переключателя, объединяет держатель 37, контактные части 1Ό и 2Ό, контакт 23В и клеммы Ь полюсной части ΡΚ или ΡΚ81 и клеммного вывода 23А или 23Ό, в неразъемный корпус переключателя.

В конструкциях 30, приведенных на фиг. 4Б и 6А, не показана клемма нейтрального провода сети переменного тока, необходимого для подачи мощности в схему управления, приведенную на фиг. 12А, 12Б. Такая клемма нейтрального провода вводится в переключатель всякий раз, когда в ней возникает необходимость. Конструкция корпуса узла переключатель-реле показана на фиг. 3А-6Б без клеммы нейтрального провода для упрощения иллюстрация объединения соответствующих контактов переключателя и реле. На иллюстрациях, приведенных на фиг. 4Б, 5А, 6А и 6Б, показаны схемы 80 и 58 управления и объединение схем реле, обеспечивающих управление, питание и передачу информации о потребляемой мощности.

Как уже указывалось, узел δΡΌΤ-реле и δΡΌΤ-переключателя может использоваться для непосредственного включения-выключения определенной нагрузки только из одного места. Он не может быть подсоединен к другому δΡΌΤ-переключателю или использован в каскадной схеме ΌΡΌΤ-переключателей, указываемых как реверсирующие переключатели. В такой каскадной схеме каждый переключатель может обеспечивать непосредственное управление определенной нагрузкой или включениевыключение нагрузки из нескольких мест.

Это может быть объяснено тем, что каскадные схемы реализуются с использованием двух соединительных проводов, и каждый сегмент такой схемы может быть переведен в противоположное состояние (реверсирован) независимо с помощью реверсирующего переключателя. Как уже указывалось, узел δΡΌΤ-переключателя и δΡΌΤ-реле содержит две клеммы Ь: одна клемма для подсоединения нагрузки, и другая клемма для подсоединения фазного провода сети переменного тока. Для обеспечения включениявыключения пользователем определенной нагрузки, например светильника, с использованием разных переключателей, находящихся в разных местах, необходимо использовать узел реверсирующего ΌΡΌΤпереключателя и δΡΌΤ-реле.

На фиг. 6А приведен вид 40-2 разобранного узла 40 реверсирующего ΌΡΌΤ-переключателя и 8ΡΌΤреле, на котором показаны полюса, клеммы, контактные части и другие конструктивные части, используемые в этом узле 40.

На фиг. 6А также показана конструкция корпуса и элементы узла 40 реверсивного ΌΡΌΤпереключателя и δΡΌΤ-реле. В этом узле 40 в реле 6 используется такая же катушка 6Ь с сердечником и такая же конструкция полюсной части реле, с контактом Р на полюсной части ΡΚ81, магнитным сплавом или якорем РМ и низкоомной конструктивной частью 81. Для замены конструкции 23Ό фиг. 4Б, включающей токоизмерительную низкоомную конструктивную часть 81, которая уже описывалась и будет описана ниже, может использоваться соединительная клемма Т1 конструктивной части 23А.

На двух видах 40Ь и 40К ΌΡΌΤ-переключателя, показанных на фиг. 6А, используются две поворотные полюсные пластины 24 и два держателя 37, идентичные поворотной пластине 24 и держателю 37 конструкции, показанной на фиг. 4Б. Клеммы конструктивных частей 23А и 230, соединяющие поворотные полюсные пластины, используются для присоединения двух соединительных линий Т1 и Т2. Клеммы могут быть аналогичны или идентичны клеммам, используемым в комбинированном 8ΡΌΤпереключателе фиг. 4Б. Клеммный вывод 23Ό, показанный на фиг. 4Б, может использоваться как клемма Ь, то есть, может быть предназначен для подсоединения нагрузки или фазного провода сети переменного тока, или же это может быть клеммный вывод 23А фиг. 6А с клеммой Т1. В узле ΌΡΌΤ-переключателя и δΡΌΤ-реле низкоомная конструктивная часть 81 показана введенной только в клеммный вывод ΡΚ81, показанный на виде 6-3, и на виде 40К фиг. 6А она показана позади печатной платы 81, причем выводы 81В припаяны к плате в точках 81С (вход усилителя 1С1).

Разница между клеммным выводом 23А и клеммным выводом 230, используемыми в комбинированном ΌΡΌΤ-переключателе, заключается в обеспечении необходимого расстояния между соединительными клеммами Т2 и Ь. По этой причине клеммный вывод 230 имеет такую конструкцию, которая обеспечивает смещение клеммы Т2 в сторону от клеммы Ь. Однако также можно использовать для обеих клемм соединительных проводов одинаковые клеммные части 23А и изменить конструкцию полюсной части ΡΚ81 путем смещения клеммы Ь в другое положение в задней части ΌΡΌΤ-узла 40К, в сторону от клеммы Т2 или от клеммы нейтрального провода (не показана).

Контакты, показанные на виде 40-2 фиг. 6А, включают две контактные части 20 и 10, которые представляют собой расширенные реверсирующие конструкции контактных частей 2Ό и 1Ό фиг. 4Б. Каждая из двух контактных частей 20 и 10 снабжена дополнительным контактом 2К и 1К, соответст

- 9 032142 венно. Два добавленных контакта 2К и 1К показаны слева от контактов 1 и 2, и они находятся в противоположных местах: контакт 2 напротив контакта 1К, и контакт 1 напротив контакта 2К, и, соответственно, они являются реверсирующими контактами.

Как и комбинированный переключатель 30Б/30К, показанный на фиг. 4Б, узел ΌΡΌΤ-переключателя и δΡΌΤ-реле, показанный на фиг. 6А, представляет собой конструкции 40С, 40Ь и 40К, части и узлы которых, показанные на фиг. 6-3, запрессованы в прочном литом корпусе 40.

На виде 40С показаны четыре контакта 1, 2, 1К и 2К, запрессованные в переднюю стенку узла переключатель-реле, который показан без двух литых держателей 37, которые представляют собой опоры для поворотных, перекидных или кулисных, полюсных частей 24 переключателя. На виде 40Ь показано, как устроен ΌΡΌΤ-переключатель для обеспечения управления посредством полюсных частей 24, переключаемых пользователем. Эти части 24 устанавливаются с помощью центральных штифтов 25, проходящих через отверстия 25А держателей 37.

На фиг. 4Б и 6А показана печатная плата 80 с двумя монтажными отверстиями 81С для прикрепления и припаивания к плате токоизмерительной части. На печатной плате расположены все схемы управления и передачи информации о потребляемой мощности, и эта плата встроена в небольшой корпус, как показано на видах 30К и 40К Интегрированная конструкция узла переключатель-реле, имеющая небольшие размеры, вместе со схемами управления и передачи информации может быть запрессована в стандартный литой корпус или может быть установлена в стандартной электрической стенной распределительной коробке.

Показанная конструктивная часть 81 из низкоомного сплава содержит два лепестка 81В для ее припаивания к печатной плате 80. Печатная плата 80, аналогичная печатным платам 58 и 58А, показанным на фиг. 5А и 6Б, необходима для размещения схем управления, обработки и передачи информации, обеспечивающих управление работой δΡΌΤ-реле с помощью его катушки 6Ь и передачу информации о потребляемом токе и/или о мощности, потребляемой нагрузкой через узел переключатель-реле.

На фиг. 5А и 6Б показаны в разобранном виде конструкции, объединяющие контакты реверсирующего ΌΡΌΤ-микровыключателя и δΡΌΤ-реле. ΌΡΌΤ-микропереключатель содержит сдвоенные полюсные части Ρ81 и Ρ82, каждая из которых содержит контакт Р, и хорошо известную опорную конструкцию, вделанную или запрессованную в основание 50В. Конструкции контактов или контактные части 1Н и 2Н показаны на фиг. 5А (разобранный узел переключатель-реле).

Контактная часть 1Н имеет два контакта 1, один для полюсной части ΡΚ81 реле, и другой для полюсной части Ρ82, а также реверсирующий контакт 1К для полюсной части Ρ81. Контактная часть 2Н имеет два контакта 2, один для полюсной части ΡΚ81 реле, и другой для полюсной части Ρ82, а также реверсирующий контакт 2К для полюсной части Ρ81.

Как показано на фиг. 5А, узел переключатель-реле содержит также катушку 6Ь реле, полюсную часть ΡΚ81 с конструкцией РМ якоря из магнитного сплава и конструктивной частью 81 из низкоомного сплава, прикрепленную к полюсной части ΡΚ81 с помощью заклепки 81А или с использованием сварки. Токоизмерительная часть припаяна к печатной плате 58А с помощью лепестков 81В, входящих в соответствующие отверстия 81С печатной платы 58А.

Печатная плата 58, установленная под основанием 50В, может быть дополнительной платой или основной платой узла реле-переключателя, или же она может быть исключена, и все схемы, управления связи и передачи информации о потребляемой мощности могут быть установлены на печатной плате 58А.

Клемма Ь и две клеммы Τ1, Τ2 идентичны вышеописанным соединительным клеммам. Все клеммы, показанные на многих чертежах, представляют собой клеммы с зажимными винтами, однако вместо них могут использоваться и другие типы клемм, обеспечивающих подсоединение электрических проводов. Это могут быть клеммы с защелкой (без винтов) или сдвоенные защелкивающиеся клеммы для подсоединения электрических проводов по каскадной схеме от одного переключателя к другому переключателю, а также могут использоваться клеммы с винтами для подсоединения электрических проводов по каскадной схеме от одного переключателя к другому переключателю, или же это могут быть другие известные клеммы, используемые для подсоединения электрических проводов к таким устройствам, как переключатели, сетевые розетки и другие бытовые электроприборы, устанавливаемые стационарно и/или подсоединяемые к сети проводами.

На фиг. 5Б показаны виды сечений контактных частей 1Н и 2Н, которые встроены, запрессованы или иным образом прикреплены к основанию 50В, с четырьмя видами 5В-1 - 5В-4 сечений полюсной части ΡΚ реле и полюсными частями Ρ81 и Ρ82 переключателя. Полюсные части Ρ81 и Ρ82 переключателя перемещаются вместе толкателем 55, и поэтому контакты Ρ81 и Ρ82 всегда показаны вместе замкнутыми с верхним контактом 2 и контактом 1К или с нижним контактом 1 и контактом 2К.

На фиг. 5Б иллюстрируются четыре комбинации 5В-1 - 5В-4 положений полюсной части ΡΚ реле и полюсных частей Ρ81 и Ρ82 переключателя. Как можно видеть на фиг. 5В, два из четырех положений обеспечивают прямые соединения с клеммами Т1 и Т2 соединительных линий, а другие два положения являются реверсными или перекрестными соединениями, в которых контакт 2 δΡΌΤ-реле будет замыкаться с полюсной частью Ρ82 или Ρ81, в то время как контакт 1 δΡΌΤ-реле будет замыкаться с полюс

- 10 032142 ной частью Р81 или Р82. Однако поскольку две полюсные части Р81 и Р82 перемещаются вместе толкателем 55, две клеммы Т1 и Т2 соединительных линий будут соединяться в двух положениях, только в прямом и реверсном.

На фиг. 5В приведена электрическая схема узла реверсирующего ЭРОТ-переключателя и 8РЭТреле. Следует отметить, что известные реверсирующие реле, такие как реле, показанные на фиг. 2Б, обеспечивают перекрестное соединение в каскадной схеме двух соединительных линий через две пары клемм соединительных линий. Кроме того, в известной каскадной схеме соединения соединительных линий используется 8РОТ-переключатель и дополнительное ЭРЭТ-реле (или реверсирующее реле), которые занимают объем двух стенных закладных коробок и требуют соединения нескольких проводов с использованием нескольких клемм.

Схема, приведенная на фиг. 5В, полностью соответствует узлу 51 реле-переключатель, показанному на фиг. 6Б, который помещен в небольшой корпус 50, размеры и форма которого соответствует любой используемой в США или в Европе электрической стенной закладной коробке, с использованием минимальной электропроводки (три клеммы Т1, Т2 и Ь на фиг. 5А). На схеме не показана клемма нейтрального провода, которая будет показана и описана ниже.

Комбинированный переключатель 51 А, показанный на фиг. 6Б, представляет собой комбинацию конструктивных частей, показанную в разобранном виде на фиг. 5А, которая установлена на основании 50В, причем для переключения сдвоенных полюсных частей Р81, Р82 микропереключателя используется толкатель 55.

Такой же комбинированный переключатель 51В показан установленным в корпусе 50, предназначенном для размещения узла 51 А, толкателя 55 и известного переключающего рычажка 5Ь.

Узел 51 показан как комбинация ОРОТ-микропереключатель и 8РЭТ-реле. размещенная в кожухе, с опорой 61 для переключающего рычажка и с устройством 60 запирания-отпирания, которое описано ниже и показано на фиг. 8А, 8Б и 8В.

Узел 51 ЭРОТ-переключателя и 8РЭТ-реле, показанный на фиг. 6Б, также содержит установочные переключатели 57-1 - 57-п, светодиодный индикатор 54, схемы управления, связи и передачи информации о потреблении мощности (не показаны), которые будут описаны ниже.

Узел ЭРЭТ- или 8РОТ-переключателя и 8РЭТ-реле может быть размещен в аналогичном корпусе 50, конструкция которого обеспечивает его прикрепление к раме для опоры указанного узла, содержит декоративную крышку, переключающую клавишу или нажимную кнопку и может быть установлен в стандартной электрической стенной закладной коробке, такой как коробка 4x2 дюйма, используемая в США, или круглая коробка диаметром 60 мм, используемая в Европе, или же прямоугольные коробки различных размеров.

На фиг. 8А, 8Б и 8В показано хорошо известное устройство запирания-отпирания, которое указывается также как механическая защелка 60. Известный механизм запирания-отпирания, показанный на фиг. 8А, 8Б, 8В, используется в нажимных кнопках для задания определенной входной информации или определенной функции электронного устройства, например, для задания кнопками телевизионного канала в старых телевизорах. Такой механизм вделан в стержень каждой кнопки отдельно. Как будет объяснено ниже, подобная защелкивающаяся конструкция используется для блокировки полюсной части 8РЭТреле или двух полюсной части ЭРЭТ-реле.

На фиг. 8В показан известный механизм, приведенный для объяснения особенностей, возникающих в результате введения очень простого устройства запирания-отпирания в конструкцию 60, показанную на фиг. 6Б, которая содержит опору 61 для рычажка механического переключения узла 51 переключатель-реле посредством нажимной клавиши 70, показанной на фиг. 9А, которую легко нажимать, будь то нажатие для запирания, нажатие для освобождения или двойное нажатие.

На фиг. 8А показана часть литого стержня кнопки с выемками для запирания-отпирания нажимного переключателя (не показан). Стержень 67 кнопки, показанный на фиг. 8А, 8Б, 8В и не являющийся частью самого переключателя, представляет собой валик или стержень с выемкой или канавкой 69, формирующей путь для направляющего звена 66 запирания, которое вместе с выемками формирует механизм запирания-отпирания.

Один конец направляющего звена запирания удерживается в положении, указанном как центральная точка 66А направляющего звена, а другой конец направляющего звена перемещается внутри выемки или канавки 69А, которая ограничивает перемещение стержня кнопки между точкой 69С запирания и точкой 69В отпирания. Другой конец направляющего звена запирания перемещается вдоль выемки 69 против часовой стрелки между точкой 69С и точкой 69В отпирания.

Пружина 62, удерживаемая в нужном положении держателем 67В и колпачком 60 кнопки, обеспечивает две функции, одна из которых заключается в обеспечении усилия отпирания, действующего на колпачок 60 в направлении положения отпирания, противоположном нажатию нажимной кнопки в положение запирания. Другая функция пружины 62 заключается в удерживании направляющего звена 66 запирания в выемках 69 и 69А, показанных на фиг. 8А и 8В, когда стержень кнопки перемещается в одном из двух направлений, и направляющее звено 66 запирания должно двигаться влево-вправо и вверхвниз при прохождении возвышений и уступов в выемках, указанных ссылочными обозначениями 68А

- 11 032142

68Ό, которые выполнены таким образом, чтобы обеспечивалось движение направляющего звена 66 запирания против часовой стрелки в выемке 69, как это показано на фиг. 8В.

Направляющее звено 66 запирания ограничивает перемещение стержня 67 кнопки вперед-назад длиной выемки 69А для фиксации стержня 67 только в двух положениях: в положении запирания (точка 69В) и в положении отпирания (точка 69С).

Перемещение стержня 67 кнопки обеспечивается нажатием кнопки пользователем для запирания кнопки и усилием, создаваемым сжатой пружиной, для отпирания кнопки. Движение против часовой стрелки обеспечивается блокировочными уступами 68А и 68В, при отпирании кнопки, и 68С и 68Ό, при ее запирании. Эти уступы предотвращают перемещение по часовой стрелке и обеспечивают только две точки фиксации, точку запирания и точку отпирания, или положения 69С и 69В, соответственно.

Может использоваться вышеописанный известный двухпозиционный механизм или любой другой известный механизм запирания-отпирания, обеспечивающий запирание-отпирание механической конструкции, такой как опора 61 рычажка, для воздействия на толкатель 55. Предпочтительным является вышеописанный известный дешевый механизм, в котором используются всего лишь три движущиеся части: литой корпус 60 кнопки, содержащий стержень 67 и опору 61 рычажка в форме одной части, пружину 62 и направляющее звено 66 запирания, в результате чего такой простой механизм очень надежен.

Элементы, указанные как направляющие 60А кнопки, гнездо 67А для стержня кнопки, держатель 67В пружины, выемка 66В, ограничивающая перемещение направляющего звена, и центральная точка 66А направляющего звена, вделаны в литой корпус 50 узла переключатель-реле, и не являются отдельными элементами или частями. В этом случае кнопка 60, пружина 62 и направляющее звено 66 запирания являются единственными движущимися частями механизма, обеспечивающего узел переключательреле тремя функциональными возможностями кнопки: нажатие для запирания, нажатие для отпирания или двойное нажатие.

Как показано на фиг. 8Б, расстояние между положениями запирания и отпирания равно максимальному перемещению 65, показанному на фиг. 8В. На практике это расстояние составляет 4-5 мм. Такое перемещение для запирания-отпирания, когда опора 61 рычажка будет запираться и отпираться при циклическом перемещении на 4-5 мм конца гибкого рычажка 5Ь, является идеальным для 8ΡΌΤ- или ΌΡΌΤмикропереключателя 10, показанного на фиг. ЗА, ЗБ, ЗВ, и на виде 51 фиг. 6Б.

Вышеописанный механизм или другой механизм запирания-отпирания обеспечивает возможность использования комбинированного переключателя, будь то 8ΡΌΤ- или ΌΡΌΤ-переключатель с 8ΡΌΤреле, и обеспечения двухпозиционного переключения: непосредственного переключения пользователем с помощью кнопки 60 или декоративной клавиши и дистанционного переключения в результате срабатывания δΡΌΤ-реле от его катушки 6Ь. Аналогично, совершенно ясно, что узел переключатель-реле, в котором используется перекидной или кулисный δΡΌΤ-переключатель З0 или ΌΡΌΤ-переключатель 40, может быть достаточно дешевым в производстве, и его установка и эксплуатация будет достаточно простой.

Для замены двухполюсных переключателей на одно направление (ΌΡ8Τ, от англ. Оиа1 Ροϊοδ 8тд1е Τ1ιΐΌ\ν). используемых в помещениях или зонах помещений с повышенной влажностью для включениявыключения обоих проводов (фазного и нейтрального) сети переменного тока, необходимо использовать проходной ΌΡΌΤ-переключатель, показанный на фиг. 7А, 7Б, 7В. В соответствии с обычной практикой или с нормами, установленными в некоторых странах, светильники, нагреватели и водонагреватели в ванных комнатах должны включаться с помощью двухполюсных переключателей.

Для таких применений настоящее изобретение обеспечивает полное соблюдение требований и непосредственное или дистанционное переключение двух линий сети переменного тока.

На фиг. 7А показан узел 200 ΌΡΌΤ-переключателя, содержащий две полюсные части Ρ81 и Ρ82 микропереключателя, соединенного с двумя полюсными частями ΡΚ1 и ΡΚ2, расположенные на изолирующей опоре РР с якорем ΡΜΌ и переключаемые катушкой 6Ь реле, встроенной в основание 90ΌΡ. Также показаны четыре контактные части 1С, 2С, 1и и 2ϋ. Фактически узел 200 ΌΡΌΤ-переключателя содержит два δΡΌΤ-переключателя 20, управляемых одной катушкой 6Ь и толкателем 55 фиг. 6Б.

На фиг. 7Б приведена электрическая схема комбинированного переключателя 200, которая является расширением известной схемы, приведенной на фиг. 1А, и отлично подходит для коммутации двух проводов сети переменного тока, фазного и нейтрального, с помощью нажимной кнопки и дистанционно.

На фиг. 7В показан кулисный или перекидной комбинированный ΌΡΌΤ-переключатель 40ΌΡ, который является расширением реверсирующего переключателя 40К, показанного на фиг. 6А. Комбинированный переключатель 40ΌΡ имеет такую же конструкцию и работает так же, как и переключатель 40К за исключением сдвоенных полюсных частей ΡΚ-1 и ΡΚ-2 реле и якоря ΡΜΌ, которые выполнены с изолирующей опорой РР для изоляции полюсных частей ΡΚ1 и ΡΚ2 друг от друга и от самого якоря.

Другие отличия заключаются в замене двух реверсирующих контактных частей 1С и 20 четырьмя прямыми контактными частями 1С, 2С, 1и и 2И, а также заменой клемм Ν, Ь, Т1 и Т2 на клеммы Ν, Ь, Ь (нагрузка) и ΝΌ (нейтральный провод нагрузки). Измененные элементы показаны на фиг. 7В на виде 40ΌΡ разобранного переключателя и на видах собранных узлов 40С-2 и 40К-2 в корпусах.

Из вышеприведенного описания должно быть также понятно, что хотя реверсирующие комбиниро

- 12 032142 ванные переключатели 40К и 51 показаны содержащими δΡΌΤ-реле и ΌΡΌΤ-переключатель, однако реверсирующий комбинированный переключатель может содержать ΌΡΌΤ-реле с двумя полюсными частями ΡΚ1 и ΡΚ2 и δΡΌΤ-переключатель, содержащий одну полюсную часть 24. То есть, реверсирующие комбинированные переключатели могут содержать δΡΌΤ-переключатель, такой как однополюсные переключатели 20 и 30, и ΌΡΌΤ-реле с двумя полюсными частями ΡΚ1 и ΡΚ2, как это было описано и показано на фиг. 7А и 7В.

Компоненты электропроводки, такие как переключатели и розетки сети переменного тока предлагаются с различными декоративными клавишами и крышками, включая возможность выбора цвета архитекторами или дизайнерами интерьеров. Поэтому производители обеспечивают для электрических переключателей различные конструкции крышек, клавиш и используют современные цвета, а также вводят в состав переключателей светодиоды для индикации состояния нагрузки, управляемой данным переключателем.

Поэтому желательно обеспечить узел переключатель-реле в заданном кожухе или корпусе, на который разные производители могли бы устанавливать свои крышки и клавиши, или же такой узел должен быть снабжен множеством держателей, крышек и клавиш, которые могут быть легко прикреплены к корпусу такого узла переключатель-реле с использованием защелкивающихся крепежных средств, таких как конструктивные части 50С и 50Ό на фиг. 9А, а также установочных гнезд 59В в корпусе 59А держателя для удерживания направляющих элементов 70А с ограничителями нажимной клавиши 70.

На фиг. 9А показан узел 20 δΡΌΤ-переключателя и δΡΌΤ-реле и узел 51 ΌΡΌΤ-переключатель-реле с выбранной крышкой 59, установленной на рамке держателя, содержащего корпус 59А, установочные гнезда 59В и самозапирающуюся конструкцию 50Ό. На фиг. 10А и 10Б показаны литые рамки 87А и 87В на кожухах узлов 30 и 40 переключатель-реле с размерами, установленными европейскими нормами, с крышками 89А и 89В.

На фиг. 11А и 11Б показаны крышки 99А и 99В, а также рамки 97А и 97В, обеспечивающие монтаж узла переключатель-реле в стандартную стенную закладную коробку США 4x2 дюйма, для использования хорошо известных качающихся клавиш 90 и 92. Крышки 99А и 99В широко используются в США, причем в крышке 99А четко видны головки винтов, используемых для ее крепления. Крышка 99В - это хорошо известная декоративная крышка со скрытыми винтами, защелкивающаяся на основании 99С для прикрепления крышки 99В без видимых головок винтов.

Аналогичным образом, для узла δΡΌΤ-микропереключатель-реле и узла ΌΡΌΤ-микропереключатель-реле, показанных на фиг. 9А, 9Б, 9В, используется корпус 50 с рамками 59, 59А и 59Ό для монтажа узлов микропереключателей 20 и 51 в европейскую круглую или прямоугольную стенную закладную коробку. Показанные клавиши 70 и 72 - это нажимные клавиши, срабатывающие, когда их толкают внутрь, будь то действие включения или выключения.

Клавиша 72, показанная на фиг. 9Б, работает при нажиме на включение или выключение, причем в этом случае обеспечивается индикация состояния включения или выключения. Это достигается с помощью самозапирающихся держателей 73 клавиши 72, которые защелкиваются на кнопке 60 фиг. 5В, и поэтому, как показано на фиг. 9Б, клавиша фиксируется после хода на 4-5 мм (положение 72Ь запирания) и после отпирания она отходит назад (положение 72К отпирания). Клавиши показаны с механизмами 75, 75А пружина-толкатель, которые улучшают балансировку и устойчивость в процессе нажатия клавиши пользователем.

Другая клавиша 70, не прикрепляется к кнопке 60, а поддерживается показанными четырьмя пружинными элементами 70В или механизмами 75, 75А пружина-толкатель, показанными на фиг. 9Б. Клавиша 70 содержит также четыре направляющих элемента 70А с ограничителями, вводимых в направляющие гнезда 59В, показанные на держателе 59А, так что когда клавишу 70 нажимают для запирания кнопки 60, она будет выталкиваться назад и удерживаться этими элементами 70А.

Таким образом, клавиша 70 остается в ее зафиксированном исходном положении независимо от того, находится ли комбинированный переключатель в положении запирания или отпирания, и поэтому эта клавиша указывается как клавиша двойного нажатия, поскольку она остается в ее исходном положении, на одном уровне с крышкой 59Ό.

Клавиши 70 или 72 могут иметь одинаковые или разные цвета или оттенки, разную форму и отделку, текстуру и могут быть снабжены окошком 74 индикатора и/или окном 74А ИК-приемника. Фильтры, пропускающие ИК-излучение, представляют собой темно-серые или практически черные прозрачные пластмассы, такие как поликарбонат. Литая клавиша 70 или крышка 59, выполненная из такого тонированного прозрачного материала, обеспечивает прохождение ИК-сигнала, переданного по воздуху, через такую клавишу или крышку.

Также можно, например, выполнить литые пружинные элементы 70В из тонированного прозрачного материала, пропускающего ИК-сигналы, так что они будут формировать окна 74А. прозрачные для ИК-излучения (фиг. 9А, 9Б, 9В).

Индикатор 54, показанный на передней поверхности узла 51 переключатель-реле, указывает состояние включено-выключено нагрузки, включая существенное изменение состояния, такое как дежурный режим, в котором потребление тока или мощности нагрузкой существенно уменьшается. Цвет

- 13 032142 индикатора, зеленый, красный, желтый или голубой, можно видеть через тонкое полупрозрачное окошко 74 индикатора в клавишах 70 и 72.

Это же справедливо и для качающейся клавиши, которая может иметь самые разные конструкции и формы и может быть прикреплена к кулисному переключателю посредством корпуса 33 качающейся клавиши, показанного на фиг. 4А, или корпусов 83, 84, 93 и 94 качающихся клавиш, показанных на фиг. 10А, 10Б, 11А и 11Б, которые содержат детали, относящиеся к самозапирающемуся креплению, такие как штифты 80А клавиш 80 и 82, а также штифты 90А клавиш 90 и 92, которые входят в соответствующие приемные отверстия 84Н и 94Н, соответственно. Также показаны запирающие крючки 80В, 82В, 90В и 92В, которые прикрепляются к запирающим частям 84В и 94В, соответственно, корпусов клавиш.

Каждый из показанных корпусов 80 и 90 клавиш содержит один толкатель 86 и 96, соответственно, для переключения одной качающейся полюсной части 24 δΡΌΤ-переключателя, и каждый из корпусов 82 и 92 клавиш содержит сдвоенные толкатели 86-1 и 86-2, и 96-1 и 96-2, соответственно, для переключения сдвоенных качающихся полюсных частей 24 ΌΡΌΤ-переключателей путем взаимодействия упорных выступов 84А корпуса 84 или выступов 94А корпуса 94 клавиш с упорными выступами 848 корпусов комбинированных переключателей 30 и 40.

На фиг. 10А, 10Б, 10В также показано прозрачное окошко 84А в корпусе 84 клавиши и тонкое полупрозрачное окошко 80А индикатора, которые находятся на одной линии с индикатором 44, показанным на виде 40-С фиг. 6А.

Каждый корпус клавиши, показанный на фиг. 10А, 10Б, 11А и 11Б содержит также вышеописанную запирающую часть 84В или 94В для зацепления запирающих крючков 80В, 82В, 90В и 92В клавиш, а также сдвоенные валики 84С1, 84С2 и 94С1, 94С2, которые входят в гнезда 85 и 95, соответственно, литых корпусов узлов 30 и 40 переключателей для обеспечения возможности поворота клавиш. На фиг. 10В и 11В показаны собранные кулисные переключатели, срабатывающие при нажатии пользователем клавиш 80 и 90, соответственно.

Крышка для кулисного переключателя 30 или 40 может иметь такой же дизайн, форму и размеры, что и крышка 59, показанная на фиг. 9А для переключателя с нажимной кнопкой, или любую другую декоративную форму. Крышки 59, 89 или 99 могут конструироваться и обеспечиваться для установки множества комбинированных переключателей, монтируемых в стенных закладных коробках, содержащих более одного узла переключателя и/или комбинации узлов переключателей. Предпочтительно крышка должна конструироваться и обеспечиваться для множества комбинированных переключателей по настоящему изобретению и стандартных переключателей, включая розетки сети питания, установленные в этой же стенной закладной коробке.

На фиг. 12А показана блок-схема цепей включения-выключения для управления работой бытовых электроприборов, подключаемых к сети переменного тока, таких как светильники или обогреватели, непосредственно с помощью 8Ρ^Τ-переключателя, содержащего полюсную часть Ρ8 и два контакта 1 и 2, а также дистанционно с помощью 8Ρ^Τ-реле, содержащего катушку 6Ь, полюсную часть ΡΚ и два контакта 1 и 2 узла 10, 20 или 30 переключатель-реле фиг. 3Б, 3В и 4Б.

Объединение 8ΡΌΤ- или ΌΡΌΤ-переключателя и 8Ρ^Τ-реле, как показано на фиг. 12А и 12Б, с помощью контактов двух соединительных линий, используется для обеспечения двух независимых возможностей включения-выключения бытового электроприбора, дистанционно через катушку 6Ь реле и непосредственно с помощью клавиш 70 или 80 переключателя, показанных на фиг. 9А и 10А, соответственно.

Однако дистанционное управление комбинированными переключателями 20, 30, 40 или 51 связано с проблемой надежности, поскольку для обеспечения безошибочного дистанционного переключения необходимо знать текущее состояние электроприбора. Необходимо знать, включен или выключен электроприбор, прежде чем дать команду на переключение реле. Если не знать состояние электроприбора, то переброс контактов 8ΡΌΤ- или ΌΡΌΤ-реле может привести к неправильному переключению питания электроприбора.

Например, если не знать, что обогреватель или светильник выключен, то передача на реле команды на выключение может привести к включению обогревателя или светильника. По этом причине нельзя полагаться на состояние катушки реле, поскольку неизвестно положение 8ΡΌΤ- или ΌΡΌΤпереключателя, который переключается пользователем случайным образом.

Таким образом, для обеспечения надежного управления 8Ρ^Τ-реле необходимо обеспечивать передачу в контроллер обратной информации или данных, относящихся к потреблению тока или к состоянию включено-выключено, от светильника или другого бытового электроприбора. Для этого необходима двухсторонняя передача информации: передача команд управления в узел переключатель-реле или непосредственно в бытовой электроприбор и передача в обратном направлении в контроллер подтверждений, состояния, потребления тока или мощности из бытовых электроприборов или из узла переключательреле.

Необходимость передачи в режиме реального времени потребляемого тока или потребляемой мощности на электростанции и провайдерам электроэнергии является одной из основных целей при рассмотрении систем бытовой автоматизации и в дискуссиях среди специалистов по поводу возможности пере

- 14 032142 дачи данных и программ умных электросетей.

В вышеуказанных патентах США и в схемах на фиг. 12А и 12Б описывается двухсторонняя линия шины, реализованная в форме витой пары 132, ИК-передатчик 109А и ИК-приемник 109В, радиолиния через антенну 106 и оптическая линия с использованием двух оптических приемопередатчиков 104 по световоду или волоконно-оптическому кабелю 130 для дистанционного управления работой бытовых электроприборов, включая получение информации обратной связи, с использованием соответствующих схем 107, 109, 105, 103-1 и 103-2 формирования сигналов.

Хотя беспроводная связь с использованием ИК-излучения и радиосвязи -это достаточно простые технические средства, однако они не очень надежны, например, в результате перемещения или замены объектов внутри помещения могут возникать преграды для распространения ИК-сигналов, содержащих команды дистанционного управления бытовыми электроприборами, включая команды от ретранслятора ИК-сигналов дистанционного управления, раскрытого в вышеуказанных патентах и заявках. Таким образом, на пути распространения сигналов, содержащих команды на включение-выключение бытовых электроприборов и информацию обратной связи из этих электроприборов, могут возникать препятствия, то есть, передача информация в этом случае ненадежна.

Радиосигналы могут ошибочно передаваться в другие помещения и приниматься из других помещений, и/или радиосигналы могут не покрывать все помещения, и команды или информация обратной связи не будет достигать нужных получателей. Сеть радиосвязи для охвата множества бытовых электроприборов и розеток сети переменного тока в большой квартире потребует подробной, сложной и аккуратной адресации, что превышает обычный уровень подготовки специалистов по установке стандартного электрооборудования и электропроводки.

Другая вышеупомянутая проблема, связанная с надежностью, заключается в отсутствии информации о положении полюсных частей δΡΌΤ Ρδ или ΌΡΌΤ Ρδ1/Ρδ2, показанных на фиг. 12А и 12Б, что делает неопределенным состояние комбинированных δΡΌΤ- или ΌΡΌΤ-переключателей, в том числе и соединенных по каскадной схеме. Соответственно, невозможность получения точного состояния δΡΌΤили ΌΡΌΤ-переключателя, переключаемого пользователем непосредственно, представляет проблему для надежности системы. Как это будет описано ниже, ЦП 101, который осуществляет управление обменом информацией и состоянием катушек 6Ь-6Ь-п и который получает информацию о текущей величине потребляемого тока, может отождествить соединения соединительных линий с нагрузкой на основе этой величины или путем определения состояния включено-выключено. Для множества п комбинированных переключателей, установленных вместе в одном корпусе, ЦП может получать как информацию о потребляемом токе, так и информацию о состоянии переключателей.

Использование датчиков 100 тока и датчиков 100А состояния позволяет обеспечить надежную информацию о состоянии электрических переключателей для специализированного контроллера, устройства внутренней видеосвязи или торгового терминала, управляющих работой бытовых электроприборов, которые раскрываются в вышеуказанных патентах и заявках.

Датчик 100 тока, будь то индукционный датчик или датчик Холла, низкоомный резистор или проводник из металлического сплава, или любое другое известное средство измерения тока, определяет в режиме реального времени состояние бытового электроприбора для передачи соответствующей информации по кабелям 130 из пластмассовых оптических волокон, по ИК-линии (в пределах прямой видимости), по радиолинии или с помощью электрических сигналов, передаваемых по линии шины или по сети. Также возможно использование витой пары в линии 132 шины, когда комбинированный переключатель сконструирован с возможностью разделения для установки внутри шкафа электрооборудования или в стенной закладной коробке, в которой соединители низковольтных цепей отделены от соединителей и проводов сети переменного тока.

Информация о потребляемом токе, получаемая в режиме реального времени, дает возможность контроллеру осуществлять абсолютно безошибочное включение-выключение светильников и других бытовых электроприборов. Более того, это закладывает основу для жилищ, офисов или других предприятий или организаций передавать информацию в реальном времени о потребляемом токе или потребляемой мощности в умные электросети поставщика электроэнергии или на электростанцию.

Мощность постоянного тока для катушки 6Ь реле, ЦП 100 и других внутренних схем может обеспечиваться небольшой известной интегральной схемой источника питания, на вход которой подается необходимое низкое напряжение постоянного тока, и/или с использованием аналоговых регуляторов напряжения постоянного тока, или другая схема источника питания постоянного тока, такая как схема, описанная в патенте υδ № 8444124. Хотя мощность, потребляемая катушкой реле, составляет доли ватта, однако в предпочтительных вариантах с катушкой 6Ь используются полюсные части ΡΡ и якоря РМ с механической или магнитной блокировкой, поскольку реле с блокировкой срабатывают от короткого импульса, и поэтому экономится энергия, снижается величина постоянного тока, потребляемого из внутреннего источника питания, и нагрев. Реле с блокировкой и комбинированные переключатели, использующие реле с механической блокировкой, более подробно будут объяснены ниже.

Обычные выключатели светильников не подсоединены к нейтральному проводу сети переменного тока, и используют лишь фазный провод и провод нагрузки, и поэтому в кабелепроводах и в стенных

- 15 032142 закладных коробках выключателей светильников обычно проходят лишь два провода.

С другой стороны, существующие правила, нормы и регламенты всех известных типов электропроводки разрешают без ограничений введение нейтрального провода сети переменного тока в кабелепроводы и стенные закладные коробки, включая соединения такого нейтрального провода с любыми переключающими устройствами и схемами переменного тока, такими как узел переключатель-реле по настоящему изобретению.

Из вышеприведенного описания понятно, что узлы δΡΌΤ-переключатель-реле по настоящему изобретению могут быть установлены в стандартные закладные коробки, используемые в проводке сети переменного тока, выполненной в соответствии с электротехническими правилами и нормами, без какихлибо существенных изменений обычной электропроводки устанавливаемых электрических систем дешево и без проблем, с дополнительным введением нейтрального провода и оптического кабеля или линии беспроводной связи (ИК, радио) для обеспечения двухсторонней передачи информации.

В вышеуказанных патентах США раскрывается непосредственное подключение оптических кабелей к оптическим гнездам. Концы пластмассового оптического кабеля обрезаются острым гильотинным ножом для получения поверхности среза, обеспечивающей непосредственное присоединение кабеля к оптическому приемопередатчику 103 через гнезда 104, которые могут быть односторонними, двухсторонними или их сочетаниями, как это описано в вышеуказанных патентах, для осуществления управления с помощью оптических сигналов, передаваемых по оптическим кабелям 130, подсоединенным по каскадной схеме, или с помощью ИК-сигналов, обеспечивающих связь по линии прямой видимости, и/или с помощью радиосигналов, и/или с помощью электрических сигналов, передаваемых по линии 132 шины.

В вышеуказанных патентах США указывается также, что в устройствах сети переменного тока, таких как датчики тока, переключатели или розетки, могут быть установлены адреса, связанные с характеристиками бытового электроприбора, включающими также комнату или зону помещения, в которой находится электроприбор или нагрузка.

Установку адресов осуществляют с помощью установочных переключателей 108-1-108-п, показанных на фиг. 12А и 12Б, и/или путем загрузки таких характеристик и адреса в запоминающее устройство ЦП 101. Эта загрузка может быть осуществлена с использованием радиосигналов, ИК-сигналов (по воздуху), оптических сигналов, передаваемых по оптическому кабелю, и с помощью портативного устройства, подсоединяемого к одному или нескольким оптическим гнездам (оптическим портам) устройства переменного тока или непосредственно с помощью загрузочного соединителя.

Другой особенностью узла переключатель-реле по настоящему изобретению является программирование ЦП 101 и способ назначения двойного нажатия или тройного нажатия клавише 70, 80 или 90 переключающего узла или двойного действия рычажкам переключателей, такого как включеновыключено-включено или выключено-включено-выключено. Такое назначение применимо к любому узлу переключатель-реле, установленному отдельно или соединенному соединительными линиями с δΡΌΤ-и/или ΌΡΌΤ-переключателями, для управления включением-выключением группы или всех светильников или группы других бытовых электроприборов в помещениях, как это будет описано ниже.

На фиг. 12А и 12Б показан датчик 100 тока, и на фиг. 12В показан датчик 100А состояния. Датчик 100А состояния не нужен для работы комбинированных устройств фиг. 12А и 12Б, поскольку датчик 100 тока, соединенный последовательно с нагрузкой, через полюсную часть ΡΚ будет точно определять величину тока, протекающего через нагрузку, и поэтому будет обеспечиваться безошибочное определение состояния.

Датчик 100А в отличие от датчика 100 тока не обеспечивает величину тока потребляемого нагрузкой, а обеспечивает информацию о состоянии путем определения состояния соединительной линии в отношении положения δΡΌΤ-и/или ΌΡΌΤ-переключателя и формирования выходного сигнала, когда фазный провод сети переменного тока отсоединяется от нагрузки. Проще говоря, датчик состояния формирует выходной сигнал, когда нагрузка подсоединена к одной из соединительных линий Т1 или Т2, а фазный провод сети переменного тока подсоединен к другой соединительной линии.

На фиг. 12В приведена электрическая схема датчика 100А состояния в другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, причем два токоизмерительных резистора К2 и КЗ, имеющих высокое сопротивление, подсоединены к двум клеммам 1 и 2 δΡΌΤ-реле. Вторые концы резисторов К2 и КЗ соединены между собой и через резистор К4 подсоединены к затвору полевого транзистора 01 и заземлены через диод Ό1 Зенера. Для ясности, нулевой потенциал и полярность постоянного тока, обеспечиваемые источником 102 питания для работы ЦП, реле и других схем комбинированных переключателей 20, 30, 40, 51 или 200, подсоединяется к фазному проводу сети переменного тока. Нулевой потенциал источника постоянного тока и положительный потенциал ΌΟ или УСС, например, +12 В, +5 В или +п В, измеряются относительно фазного провода сети переменного тока.

Фазный провод подсоединяют непосредственно к клемме полюсной части ΡΚ, и поэтому когда полюсные части ΡΚ и Ρδ замыкаются с контактом 2, как показано на фиг. 12В, нагрузка соединяется с фазным проводом, резистор К3 датчика имеет нулевой потенциал, и сигнал на затворе полевого транзистора 01 равен нулю, так что полевой транзистор будет выключен. Когда полюсная часть ΡΚ перебрасывается

- 16 032142 для соединения с контактом 1, нагрузка будет подсоединена через резисторы Р3 и Р2 к фазному проводу Ь, и в этом случае нагрузка, постоянно соединенная с нейтральным проводом Ν, будет соединять нейтральный провод с фазным проводом через резисторы Р2 и Р3.

Получаемый делитель напряжения на резисторах К2 и Р3 (сопротивление нагрузки незначительно) обеспечивает слабый ток через резистор Р4 и диод Ό1 Зенера на землю, обеспечивающий уровень напряжения на затворе полевого транзистора, достаточный для его включения, и на порт ввода/вывода ЦП 101 подается сигнал, указывающий на состояние отключения нагрузки.

В запоминающем устройстве ЦП 101 сохраняется состояние, которое необходимо для безошибочного управления реле, так что контакты клемм Т1 или Т2 замыкаются в соответствии с командами включить-выключить, задаваемыми клавишами 70, 80 или 90, или командами, принимаемыми из контроллера 250 системы автоматизации, показанного на фиг. 13А, через оптические порты, по ИК-линии, радиолинии или линии шины, включая команды, переданные через сеть, такую как Интернет, или, как это будет описано ниже, путем неоднократных нажатий клавиш, таких как двойное или тройное нажатие, включая переключение 8ΡΌΤ- или 8Ρ^Τ-переключателями (не показаны), подсоединенными по каскадной схеме к узлу ΌΡΌΤ-переключатель-реле, в соответствии с заданной программой.

В вышеупомянутом патенте И8 № 8269376 раскрывается способ и устройство включениявыключения нагрузок, таких как светильники и другие бытовые электроприборы, индивидуально, группами или всех нагрузок, путем переключения включить-выключить-включить или выключитьвключить-выключить с помощью комбинированного переключателя и/или с помощью механических 8ΡΌΤ- или ΌΡΌΤ-переключателей, подсоединенных по каскадной схеме к переключающему узлу.

Комбинированный переключатель обеспечивает управление включением-выключением нагрузок, по отдельности, группами или всеми нагрузками, будь то светильники или другие бытовые электроприборы, непосредственно с использованием каскадной схемы, с передачей команд по волоконнооптическому кабелю или по радиолинии через контроллер 250 системы бытовой автоматизации, в качестве которого может использоваться специализированный контроллер, монитор системы внутренней видеосвязи или торговый терминал, содержащий клавиатуру 150, панель сенсорного управления или сенсорный экран, и/или через распределительное 140 устройство системы бытовой автоматизации, показанное на фиг. 13А и 13Б.

Каждый из комбинированных переключателей 20, 30, 40 и 51, показанных на фиг. 12А, 12Б, и комбинированный переключатель 200 (не показан) могут содержать различные схемы, такие как каскадный приемопередатчик 103 и оптические порты 104 для пластмассового оптического волокна, ИК- и РЧприемопередатчики 109 и 105, формирующая схема (формирователь) 107 линии шины, датчик 100 тока, датчик 100А состояния, установочные переключатели 108-1 - 108-п.

Понятно, что не все схемы могут быть нужны, например, когда не используются каскадные световоды или пластмассовое оптическое волокно, необходим только один оптический порт 104, и когда используются только команды, передаваемые по ИК-линиям и по радиолиниям, то оптические порты вообще не нужны, и только ИК-приемопередатчик 109 и РЧ-приемопередатчик 105 используются в узле переключатель-реле.

Аналогично описанному в вышеуказанных патентах и заявках характеристики узлов переключатель-реле, включающие комнату или зону, в которой находится или работает такой переключатель и/или нагрузка, идентификаторы бытовых электроприборов и другие характеристики работы, могут быть заданы с помощью установочных переключателей 108-1 - 108-п или путем загрузки с использованием оптических сигналов через оптические порты 104, загрузки с использованием ИК-сигналов через ИКприемопередатчик 109 или с использованием радиосигналов через РЧ-приемопередатчик 105. Загрузка и установка включает программы для включения-выключения группы или всех светильников или других бытовых электроприборов, как это будет описано ниже.

Соответственно, введение установочных переключателей 108-1 - 108-п и датчика 100А состояния или датчика 100 тока в схемы различных комбинированных переключателей 20, 30, 40, 51 и 200 может осуществляться по-разному в соответствии с назначением, и не все описанные схемы необходимы, и потому исключаются.

Для отдельно установленного узла 8Ρ^Τ-переключателя или для одного реверсирующего узла ΌΡΌΤ-переключателя, подсоединенного к каскадным ΌΡΌΤ- и 8Ρ^Τ-переключателям, расположенным в помещениях, совершенно нет необходимости в задании адреса и характеристик и вообще в системном контроллере.

С другой стороны, такое задание для одного комбинированного переключателя в квартире обеспечивает возможность управления (включение-выключение) с помощью очень дешевого удаленного контроллера (не показан) для передачи команд на включение-выключение, например, по фазному проводу сети переменного тока по стандарту Х10 для привода якоря РМ катушки 6Ь или с помощью простого короткого приводного импульса, передаваемого в катушку, когда якорь или полюсная часть имеют магнитный или механический тип блокировки, как объясняется ниже.

Для такой простой операции катушка 6Ь может приводиться в действие приводным импульсом для изменения положения блокировки магнитного якоря или фиксации полюсной части ΡΡ-Е, показанной на

- 17 032142 фиг. 17Б, 18А и 18 Б, в результате чего состояние нагрузки изменяется с включено на выключено или с выключено на включено. В этом случае нет необходимости в использовании другой схемы управления.

Комбинированный переключатель может быть установлен в шкафу электрооборудования, и катушка 6Ь может быть подсоединена к низковольтному источнику напряжения или к сети переменного тока для дистанционного приведения в действие якоря РМ с полюсными частями ΡΒ, поскольку для такого дистанционного приведения в действие нет необходимости в использовании дополнительных схем.

Вопрос использования датчика 100 тока и/или датчика 100А состояния включает специальное требование и/или необходимость передачи информации о потребляемом токе и/или потребляемой мощности по результатам измерений и расчетов. Использование датчика 100 тока и/или датчика 100А состояния это не только технический вопрос, поскольку в этом случае следует учитывать экономические аспекты и/или появление в недалеком будущем требований в отношении передачи в режиме реального времени информации о потребляемой мощности.

Можно, например, использовать датчик 100А состояния вместо датчика 100 тока для передачи в режиме реального времени информации о потребляемой мощности. Это может быть обеспечено путем записи пользователем в запоминающее устройство ЦП 101 характеристик потребления мощности нагрузкой. В этом случае обеспечивается возможность передачи информации о потребляемой мощности в соответствии с данными, записанными в запоминающем устройства, без необходимости измерения этой величины.

В предпочтительных вариантах для обеспечения информации о потребляемой мощности или потребляемом токе используется датчик 101 тока, даже если датчик состояния хорошо подходит для управления нагрузками, такими как светильники или кондиционеры воздуха, по отдельности, группами или сразу всеми.

Команды на включение-выключение и другие команды, а также ответы на команды, включая информацию о состоянии и потребляемой мощности внутри помещений, не требуют высокой скорости передачи информации. Следует отметить, что низкая скорость, такая как 500 Бод, является обычной и стандартной для передачи команд с помощью ИК-сигналов по линии прямой видимости.

Неправильно будет использовать другую скорость для передачи оптических сигналов по пластмассовому оптическому волокну, и вышеуказанная низкая скорость является предпочтительной для передачи оптических сигналов, как ИК-сигналов по воздуху, так и сигналов видимого света по пластмассовому оптическому волокну. Низкая скорость относится не только к передаче сигналов. Время переброса полюсов реле и механических переключателей измеряется миллисекундами, что соответствует низкой скорости 500 Бод, и поэтому нет смысла в передаче команд управления и ответной информации на более высокой скорости, особенно когда реагирующий элемент или схемы не готовы к ответу. Кроме того, расчет потребляемой мощности - это процесс довольно медленный, как это будет описано ниже.

Как уже указывалось, вышеописанный узел переключатель-реле может использоваться для включения-выключения группы светильников или всех светильников, или другой группы бытовых электроприборов и всех бытовых электроприборов в жилище. Это требует передачи команд по вычислительной сети бытовой автоматизации или по энергетической сети (переменного тока), как показано на фиг. 13А, и через распределитель сигналов системы автоматизации, показанный на фиг. 13Б.

Из вышеприведенного понятно, что для обеспечения многих изменений рабочих режимов могут задаваться и применяться различные комбинации схем и программ.

Узел переключатель-реле по настоящему изобретению программируется для формирования и передачи команд на включение-выключение группы светильников или группы других заданных нагрузок, включая все светильники или все другие заданные нагрузки помещений клавишами 70, 80, 82, 90 или 92 комбинированных переключателей или множеством рычажков 8ΡΌΤ- и/или ΌΡΌΤ-переключателей, которые подсоединены по каскадной схеме к узлу ΌΡΌΤ-переключатель-реле по настоящему изобретению.

Термин группа, используемый в описании и в формуле изобретения, относится к любой группе светильников или других заданных бытовых электроприборов или нагрузок, и термин заданные нагрузки относится к любому типу электроприборов, таких как нагреватели, кондиционеры воздуха, вентиляторы, светильники, шторы, жалюзи и т.п.

Команда на включение-выключение группы или всех светильников жилища может быть передана из узла переключатель-реле с использованием любых из двухсторонних сигналов выбранных из группы, содержащей: оптические сигналы, передаваемые по световодам (пластмассовое оптическое волокно), ИК-сигналы, передаваемые непосредственно по воздуху или через ИК-ретрансляторы по линии прямой видимости, радиосигналы, передаваемые по воздуху, электрические сигналы, передаваемые по линии шины или по линии шины с питанием по шине и любые сочетания вышеуказанных сигналов.

В вышеупомянутом патенте И8 № 8269376 раскрываются стандартные 8ΡΌΤ- и ΌΡΌΤ-переключатели переменного тока, которые выпускаются различными хорошо известными производителями, и в этом патенте также описаны способы монтажа комбинированного переключающего устройства переменного тока и δΡΌΤ-переключателей переменного тока, переключаемых пользователем непосредственно, в стенные закладные коробки, соединенные соединительными линиями Т1 и Т2 по каскадной схеме.

- 18 032142

Описанный процесс переключения группы или всех светильников связан с повторными нажатиями на клавиши или с иными способами переключения механических 8ΡΌΤ- или ΌΡΌΤ-переключателей, будь то нажатие, качание, щелчок, переброс тумблера, сдвиг, поворот или другое действие для изменения состояния переключателя на противоположное, причем все вышеперечисленное относится к узлу переключатель-реле и к соответствующим 8ΡΌΤ- и/или ΌΡΌΤ-переключателям по настоящему изобретению.

ЦП 101 запрограммирован на отсчет времени после изменения состояния переключателя по информации, переданной из датчика 100А состояния, или по изменению величины потребляемого тока, измеренной датчиком 100 тока, которые поступают на порт ввода/вывода ЦП 101 фиг. 14А. Например, если имеет место состояние выключено, и клавишу узла переключатель-реле нажимают для включения света, то изменение состояния или величины потребляемого тока запускает программу отсчета времени. Программа отсчета времени или таймер, запускается на время, например, 1 с или 500 мс, которое является временем ожидания повторного нажатия клавиши.

Если в течение одной секунды или 500 мс происходит повторное нажатие клавиши, которое приводит к изменению состояния на противоположное, то ЦП осуществляет управление катушкой 6Ь таким образом, что она мгновенно восстанавливает состояние полюсной части ΡΚ для сохранения предыдущего состояния (например, состояния включено светильника), и одновременно подает команду в энергетическую или вычислительную сеть системы бытовой автоматизации на включение заданной группы светильников, как это запрограммировано в контроллере системы или непосредственно через установочные переключатели или запоминающее устройство заданного узла переключатель-реле.

Если узел переключатель-реле содержит множество комбинированных переключателей, и группа светильников или все светильники подсоединены к одному и тому же множеству интегрированных переключателей, то ЦП будет управлять непосредственно этими светильниками или другими нагрузками, которые непосредственно подсоединены к нему, и передает команду на другую группу светильников или на все светильники или нагрузки через энергетическую сеть автоматизации.

Это же справедливо для обработки противоположного состояния, в котором первое нажатие клавиши переключателя обеспечивает выключение светильника, а следующее нажатие в интервале 1 с или 500 мс обеспечивает изменение состояния на противоположное, и ЦП будет управлять катушками 6Ь 6Ь-п реле для сохранения состояния выключено и будет передавать команду на выключение группы других светильников.

Если обнаружено второе нажатие, таймер или программа отсчета времени ЦП 101 сбрасывается для запуска на отсчет другого интервала 1 с (указан в качестве примера), и если в пределах этого другого интервала произойдет еще одно нажатие или изменение состояния на противоположное, то передается команда на сохранение реле предыдущего состояния, и по энергетической или вычислительной сети системы бытовой автоматизации передается команда на включение или выключение всех светильников (в зависимости от ситуации).

Если в течение заданного интервала программы (например, в течение 1 с), будь то первый временной интервал или следующий, не произойдет или не будет обнаружено нажатие, отсчет интервала сбрасывается, и переключатель возвращается к своему основному рабочему режиму переключения соединительных линий, то есть, режим включения-выключения.

Поскольку датчик 100 тока и датчик состояния определяют состояние нагрузки, изменение состояния любого из каскадных переключателей, подсоединенного к узлу переключатель-реле по соединительным линиям, будь то 8ΡΌΤ- и/или ΌΡΌΤ-механические переключатели, запускает программу отсчета времени. Нажатие клавиши любого из переключателей изменит состояние соединительных линий и состояние нагрузки на противоположное, в результате чего запускается программа отсчета времени ЦП 101 для определения повторного нажатия.

Теперь понятно, что включение-выключение группы или всех светильников или бытовых электроприборов может осуществляться каждым отдельным стандартным механическим 8ΡΌΤ- или ΌΡΌΤпереключателем, подсоединенным по каскадной схеме к узлу переключатель-реле.

Индикатор узла переключатель-реле запрограммирован таким образом, чтобы он указывал определенными цветами состояние таймера и состояние нагрузки (включена-выключена), группы нагрузок и всех нагрузок.

На фиг. 14А приведена блок-схема передачи сигнала потребляемого тока в порт ввода/вывода ЦП 101. Фазный провод сети переменного тока показан подсоединенным к земле схемы, которая, как уже указывалось, является отрицательным полюсом источника УСС питания постоянного тока.

Усилитель 1С1 сигнала является хорошо известным линейным усилителем, или же могут использоваться сдвоенные усилители 1С, соединенные последовательно для усиления сигнала потребляемого тока, снимаемого с резистора К.81, который указывался ранее как конструктивная часть 81. Усилитель 1С1, содержащий два усилителя, указывается также как операционный усилитель, причем коэффициент усиления каждого усилителя может быть установлен, например, равным 100, и общий коэффициент усиления схемы может достигать 10000. Сигналы, вырабатываемые потребляемым током 1 мА - 500 мА и 100 мА - 20 А, будут с запасом находиться в пределах линейной части характеристики усиления усилителя

- 19 032142

1С1.

ЦП 101 содержит аналого-цифровой процессор и порты преобразователя аналог-цифра и цифрааналог, порты цифровых и аналоговых сигналов. ЦП 101 представляет собой обычный ЦП, предлагаемый на рынке, такой как 8- или 16-битовый дешевый процессор с низким потреблением, содержащий запоминающее устройство.

Усиленный сигнал тока подается с выхода усилителя 1С1 в порт С ввода/вывода, и в зависимости от состояния регулировки усиления и данных, представляющих собой аналоговый сигнал тока, преобразованный в цифровую величину, ЦП осуществляет регулировку через порт А ввода/вывода коэффициента усиления усилителя 1С1 для получения оптимального усиления таким образом, чтобы принимаемый сигнал находился в середине рабочей характеристики усилителя или на самой ее линейной части для выбранного диапазона датчика.

Нагрузка, например флуоресцентный светильник или двигатель стиральной машины, не является чисто омической или резистивной нагрузкой. Реактивные нагрузки вызывают сдвиг фазы между кривыми тока и напряжения и/или искажают формы кривых в случае мощных импульсных источников питания и переключения нагрузок. На фиг. 14Б показаны две синусоидальные кривые, кривая 180-186 напряжения и кривая 190-196 тока, которые сдвинуты на некоторый угол, определяемый нагрузкой, содержащей катушки и конденсаторы.

Кривая 180-186 напряжения представляет собой синусоиду опорного напряжения, поданного на вход V системы ввода/вывода ЦП с клеммы N нейтрального провода сети переменного тока через высокоомный делитель напряжения К6/К5, причем величина К6 находится в диапазоне 0,5-1,0 МОм, а величина К5 составляет несколько кОм, для обеспечения оптимального уровня опорного сигнала, представляющего собой напряжение сети, 120 В/60 Гц в США или 230 В/50 Гц в странах Евросоюза. Кривая 190196 тока представляет собой усиленный сигнал тока, являющийся точным выражением величины потребляемого тока.

Точка 180 пересечения кривой опорного напряжения нулевой линии графика является исходным положением или моментом времени, в который начинается обработка измерений потребляемой мощности. Сдвиг фазы кривой тока определяется смещением точки пересечения кривой тока с нулевой линией графика.

Точка 180 пересечения нуля является переходом от отрицательных величин напряжения к положительным, и в этот момент начальная точка 190 кривой тока близка к пику отрицательной величины, и сдвиг фазы превышает 90°.

Обработка, иллюстрируемая на фиг. 14Б, представляет собой измерения в пяти циклах 181-185 кривой опорного напряжения, и в соответствующих сдвинутых по фазе пяти циклах 191-195 кривой тока. Точки измерений во времени показаны на фиг. 14Б как десять точек, распределенных по кривой напряжения (точки 181-1, 182-1, 183-2, 184-3 и 185-4), и соответствующих им точек, распределенных по кривой тока (192-4, 193-5, 194-6 и 195-8).

Конечные точки обработки указаны ссылочными номерами 186 и 196. Временные интервалы измерений равны 20 мс для 50 Гц и 16,6 мс для 60 Гц. Вертикальные линии разделяют один цикл на десять временных точек, и поэтому интервал между соседними временными точками равен длительности одного цикла, деленной на 10.

Временной интервал или количество точек измерения в одном периоде синусоиды переменного тока непосредственно связаны с точностью измерений, причем это справедливо также в отношении количества периодов переменного тока, в которых проводится цикл измерений. То есть, более высокая точность результатов требует использования большего количества периодов переменного тока в одном цикле измерений и уменьшения временных интервалов или увеличения количества точек измерения.

Потребляемая мощность является произведением VхА вычисленных синусоидальных графиков, сформированных одновременно по измеренным величинам в каждой временной точке и просуммированных для каждого периода в соответствии с временной шкалой, задаваемой опорным напряжением. Пять периодов 181-185, показанных на фиг. 14Б, представляют собой пример одного цикла измерений, повторяемого, например, через каждые 2 с. Если цикл вычислений запрограммирован для выполнения каждые 2 с, пять периодов необходимо умножить на 20 для 50 Гц или на 24 для 60 Гц (50 : 5/с х 2 с или 60 : 5/с х 2 с). В этом случае будет получено потребление мощности за 2 с.

Из вышеизложенного должно быть понятно, что вычисление потребляемой мощности с использованием датчиков тока по настоящему изобретению может быть упрощено за счет использования дешевого ЦП или процессора аналоговых/цифровых данных, которые предлагаются на рынке многими производителями интегральных схем. Следует также понимать, что датчик тока по настоящему изобретению может иметь малые размеры, которые позволяют интегрировать его в узел переключатель-реле переменного тока и в другие устройства электропроводки, в результате чего будет обеспечиваться дешевое и практичное решение задачи передачи точной информации о потребляемой мощности.

Вычисленные величины потребляемой мощности сохраняются и обновляются в запоминающем устройстве ЦП для передачи, как это задается программой контроллера системы. Вычисленная величина

- 20 032142 потребляемой мощности преобразуется в сообщение заданного формата, содержащее характеристики нагрузки или бытового электроприбора, а также местонахождение нагрузки и/или узла переключательреле. Данные, сохраняемые и обновляемые в запоминающем устройстве, представляют собой закодированные сообщения.

В вышеуказанном патенте И8 № 8170722 раскрывается кодирование сообщений, относящихся к потребляемой мощности, и структура соответствующих сообщений. Разработана структура сообщения, содержащего всего пять байтов, которое включает всю необходимую информацию для передачи потребляемой мощности, характеристик нагрузки и ее местонахождения.

Как уже указывалось, обработка информации о потребляемой мощности - это медленный процесс измерений и считывания на протяжении пяти циклов, то есть, в течение 100 мс для 50 Гц или 83 мс для 60 Гц. Для передачи информации о потребляемой мощности нецелесообразно использовать внутри помещений или жилища высокоскоростную сеть передачи данных.

Из всего вышесказанного должно быть понятно, что узел 8ΡΌΤ- или ΌΡΌΤ-переключатель-реле может иметь такие размеры и такую форму, которые обеспечивают возможность установки такого узла в стандартную стенную закладную коробку и подсоединения к нему лишь двух проводов: фазного провода сети переменного тока и провода, идущего к нагрузке, а также нейтрального провода для обеспечения питания для схем.

Также становится понятным, что в узле переключатель-реле может использоваться нажимная/поворотная клавиша или тумблер или любые другие переключающие органы, и что узел переключатель-реле может включать/выключать отдельную нагрузку, группу нагрузок и все нагрузки в соответствии с программой, путем повторных или многократных нажатий клавиши узла переключатель-реле или переключателя(ей), которые подсоединены к узлу переключатель-реле в каскадной схеме соединительных линий.

На фиг. 15А и 15Б показаны узлы переключатель-реле, установленные на одном основании 50Вп и помещенные в один кожух 40п или 50п. Каждый из узлов переключатель-реле идентичен одному комбинированному переключателю 20, 30, 40 или 51 за исключением того, что для подачи напряжения на все нагрузки может быть подсоединена лишь одна клемма Ь фазного провода сети переменного тока, что является преимуществом, поскольку уменьшается количество соединений проводов и, соответственно, экономятся трудовые затраты.

Комбинированные переключатели могут быть назначены различным нагрузкам, или же все они могут быть назначены нагрузкам одного типа, например светильникам. Назначение и задание характеристик и местонахождения каждой нагрузки осуществляется так же, как это уже было описано, с помощью установочных переключателей и/или путем загрузки указанной информации в запоминающее устройство.

ЦП 101, показанный на фиг. 12А и 12Б, может осуществлять управление работой каждой катушки 6Ь - 6Ь-п по отдельности, группами, всеми катушками и их сочетаниями. ЦП осуществляет управление индикаторами 54-1 - 54-п по отдельности, и управление группой или всеми индикаторами осуществляется в индивидуальном порядке в соответствии с состоянием каждой нагрузки из множества нагрузок, присоединенных к каждой полюсной клемме. Эта возможность иметь в одном корпусе переключатель, обеспечивающий возможность управления множеством нагрузок с минимальным количеством управляющих компонентов и с минимумом клемм для подсоединения проводов, представляет собой еще одно достоинство технического решения, предлагаемого в настоящем изобретении.

На фиг. 15А показаны конструкции, содержащие п узлов переключатель-реле, запрессованных в общее основание 50Вп, причем все другие элементы были описаны выше в отношении одного узла переключатель-реле. Корпус 50п, содержащий п узлов переключатель-реле, может быть непосредственно соединен с клеммами п нагрузок. Корпус 500-1, показанный на фиг. 15А, содержит штепсельный штырек

501- 1 для подсоединения фазного провода сети переменного тока и штепсельный штырек (не показан) для нейтрального провода, а также п штырьков 505-1 - 505-п для подсоединения к линиям п нагрузок. Корпус 500-1 имеет конструкцию штепселя, без клемм для проводов, и конструкция розетки 504 содержит гнездо 503-2 для фазного провода и гнездо 503-1 для нейтрального провода, а также п гнезд 502-1 -

502- п для штырьков 505-1 - 505-п нагрузок. Розетка 504 также содержит схему управления, показанную на фиг. 6Б, 12А и 12Б (на фиг. 15А не показана), так что корпус 500-1 может быть вставлен в розетку, при этом все провода подсоединяются на задней стороне розетки с использованием клемм фазного и нейтрального проводов сети переменного тока, а также клемм подсоединения проводов п нагрузок. Закрывающая панель 50Эп аналогична закрывающей панели 50Ό фиг. 9А и используется для корпуса 500-1 п узлов переключатель-реле.

На фиг. 15Б показаны п кулисных переключателей, интегрированных в конструкцию 40п, которая аналогична конструкциям 30 или 40, но в увеличенном виде для обеспечения интеграции п узлов переключатель-реле.

Конструкция 40п переключателей установлена в рамке 87Ό, которая аналогична рамке 87В, используемой для монтажа конструкции 40, содержащей узел переключатель-реле. Клавиши 84Ό имеют такие размеры, чтобы их можно было установить на п узлов переключатель-реле, и так же как рамка 89Ό и крышка 82Ό клавиш, они должны соответствовать размерам множества узлов переключатель-реле по

- 21 032142 настоящему изобретению.

Также важно отметить, что конструктивные части 81 фиг. 4Б могут использоваться для каждого из множества узлов переключатель-реле, и/или же для всех отдельных узлов переключатель-реле может использоваться общая конструктивная часть 81, и что общая конструктивная часть 81 и множество датчиков состояния могут быть использоваться для определения состояния каждой из подсоединенных η нагрузок, и ток для каждой нагрузки может быть вычислен и записан в запоминающем устройстве.

Также должно быть понятно, что узел переключатель-реле может определять состояние нагрузки и формировать сообщения, содержащие эту информацию, а также информацию о потребляемом токе и/или потребляемой мощности нагрузки, и обеспечивать передачу информации по меньшей мере в одном направлении с использованием оптических сигналов, передаваемых по световодам (пластмассовое оптическое волокно), ИК-сигналов, передаваемых непосредственно по воздуху, радиосигналов, передаваемых по воздуху, и электрических сигналов, передаваемых по линии шины или по линии шины с питанием по этой шине.

На фиг. 16А, 16Б и 16В показаны устройства 700 блокировки, конструкция которых аналогична конструкции устройства запирания-отпирания, показанного на фиг. 8А-8В, используемого для запирания кнопки микровыключателя фиг. 1В при двойном нажатии, или запирания при нажатии и отпирания при другом нажатии. Рассматриваемые устройства или конструкции 700 блокировки содержат гнездо 707 для однополюсной части 8Ρ^Τ-реле и гнездо 702 для двухполюсной части ΌΡΌΤ-реле, стержень 67, причем гнездо является частью литого основания 600 или 900ΌΡ (показано на фиг. 18Б) реле, пружину 62 и направляющее звено 66 запирания.

Конструкции механизма блокировки-разблокировки аналогичны механизму запирания-отпирания, уже описанному в связи работой кнопки 60 микровыключателя фиг. 8А-8В и 9А-9В. Однако кнопка 60 для конструкции устройства 700 блокировки заменена гнездами 707 или 702, которые прикреплены к однополюсной части посредством крепежного фиксатора 701 и к двухполюсным частям ΌΡΌΤ-реле посредством двойных фиксаторов 701-1 и 701-2, показанных вверху расширенной верхней крышки гнезда 702 фиг. 16А.

В остальном полюсные части, показанные на фиг. 17А, 17Б, 18А и 18Б, блокируются, когда стержень 67 находится в запертом положении, или когда полюсная часть ΡΚ-Ε, объединенная с полюсной частью РМ-Е из магнитного сплава, отводится катушкой 6Ь, срабатывающей при подаче на нее короткого импульса электропитания. На фиг. 17А устройство 700 блокировки не показано, однако на ней показаны измененные конструкции полюсных частей ΡΚ-Ε и РМ-Е, причем полюсная часть ΡΚ-Ε присоединена к полюсной части РМ-Е на ее нижней стороне.

Соединение полюсной части ΡΚ-Ε к нижней поверхности полюсной части РМ-Е обеспечивает возможность некоторого свободного хода полюсной части РМ-Е, когда полюсная часть ΡΚ-Ε зафиксирована устройством 700 блокировки, как показано на виде А3 фиг. 17Б. Полюсная часть ΡΚ-Ε четко зафиксирована (контакт Р плотно прижат к контакту 1), однако полюсная часть РМ-Е больше не притягивается магнитным полем катушки 6Ь и слегка приподнимается под действием пружинной полюсной части ΡΚΕ.

Другое отличие между реле 6Е, показанным на фиг. 17А, и известным реле 6, показанным на фиг. 1В, связано с длиной полюсных частей ΡΚ-Ε и РМ-Е. Реле 6Е имеет вытянутую или удлиненную форму для обеспечения внутреннего пространства для размещения устройства 700 блокировки и для обеспечения упругости полюсных частей, так что может быть использована более длинная полюсная часть для обеспечения возможности большего свободного хода полюсной части, когда происходит запирание полюсной части ΡΚ-Ε, и импульс напряжения, подаваемого на катушку 6Ь, заканчивается, то есть, полюсная часть РМ-Е больше не притягивается к магнитному сердечнику катушки 6Ь.

По этой причине реле 6Е показано на фиг. 17А только в двух положениях, включено и выключено, когда на катушку 6Ь непрерывно подается электропитание, и когда электропитание снимается, соответственно.

На фиг. 17Б показаны четыре основные состояния реле 6ЬА с блокировкой, которая обеспечивается устройством 700 блокировки. На виде А1 реле 6ЬА находится в его нормально выключенном состоянии, в котором контакт Р полюсной части ΡΚ-Ε прижат к контакту 2, в результате чего обеспечивается соединение клеммы Ь с клеммой Т2 соединительной линии.

На виде А2 показано реле, находящееся под действием короткого импульса электропитания, длительность которого составляет 200 мс или иную величину в пределах одной секунды или нескольких секунд. Обе полюсные части ΡΚ-Ε и РМ-Е притягиваются под действием магнитного поля и прижимаются к сердечнику катушки 6Ь, и при этом контакт Р фиксируется прижатым к контакту 1 устройством 700 блокировки, в результате чего клемма Ь фазного провода соединяется с клеммой Т1 соединительной линии.

По окончании импульса электропитания действие магнитного поля прекращается, и полюсная часть РМ-Е больше не будет притягиваться магнитным сердечником катушки 6Ь. В этом положении полюсная часть РМ-Е слегка отходит от положения фиксации магнитным полем, то есть, обеспечивается небольшой диапазон ее перемещения, который необходим для отпирания в положении фиксации устройства

- 22 032142

700 блокировки. Это небольшое давление на гнездо 707 необходимо, и оно уже исчерпывающим образом было объяснено в связи с устройством запирания-отпирания, показанным на фиг. 8А-8В.

Небольшой ход, как это уже указывалось, обеспечивает освобождение направляющего звена из его положения запирания и начало стадии отпирания. При новой подаче импульса электропитания на катушку 6Ь, как это показано на виде А4 фиг. 17Б, происходит переключение магнитной полюсной части РМЕ, которая теперь обеспечивает начальный толчок гнезда 707 для начала стадии отпирания, при которой также используется действие пружины 62, обеспечивающей дополнительное усилие для быстрого замыкания контакта Р с контактом 2, как это показано на виде А5 фиг. 17Б, в результате чего происходит соединение клеммы Ь с клеммой Т2 соединительной линии.

Как показано на фиг. 17Б, полюсная часть ΡΚ-Е снабжена вспомогательными выступами 711, которые могут вдвигаться в держатели 701 верхней крышки гнезда 707 (см. фиг. 16А). При такой конструкции введение устройства 700 блокировки в реле 6Е представляет собой простую операцию. Однако могут быть предложены и реализованы самые разные конструкции для физического прикрепления полюсной части ΡΚ-Е к верхней части гнезда 707.

Кроме того, также можно поменять местами стержень 67 с гнездом 707 и использовать устройство 700 блокировки аналогичным образом. Эти два компонента сопрягаются как поршень с цилиндром, и изменение их положения это всего лишь вопрос выбора конструкции. Кроме того, в других устройствах с блокировкой, таких как шариковые ручки, используется простой механизм для выдвижения и отведения назад пишущего узла посредством конструкции с поворачивающейся частью. Вместо этого может использоваться устройство блокировки с вращающимся диском. Известно множество устройств блокировки, однако, принимая во внимание вес и простоту конструкции, в предпочтительном варианте осуществления изобретения используется устройство, показанное на фиг. 16А-18Б.

На фиг. 18А показан комбинированный переключатель 300, объединяющий δΡΌΤ-реле с блокировкой с полюсной частью Ρδ микропереключателя, соединенные посредством контактных частей 1С и 2С. Устройство 700 блокировки, показанное частично, прикреплено к основанию 900В, и в других отношениях вид сбоку в перспективе комбинированного переключателя 300, идентичен видам комбинированных переключателей 20, описанных со ссылками на фиг. 3В.

На виде сечения фиг. 18А показан объединенный узел 300 переключатель-реле, который аналогичен объединенному узлу переключатель-реле, показанному на фиг. 3Б, за исключением того, что реле имеет увеличенную длину и модифицированные полюсные части ΡΚ-Е и РМ-Е, которые длиннее более коротких полюсных частей ΡΚ и РМ, и полюсная часть ΡΚ-Е установлена под полюсной частью РМ-Е, в результате чего обеспечивается небольшой ход, необходимый для блокировки полюсной части ΡΚ-Е, когда импульс напряжения электропитания заканчивается, как показано на виде А3 фиг. 17Б, для обеспечения относительных микроперемещений полюсных и контактных частей.

Другое очевидное отличие заключается в том, что полюсная часть ΡΚ-Е комбинированного переключателя 300 прикреплена к нижней поверхности полюсной части РМ-Е. И наконец, к полюсной части ΡΚ-Е присоединено устройство 700 блокировки, которое превращает комбинированный переключатель в объединенный узел переключателя и реле с блокировкой.

На фиг. 18Б показан реверсирующий объединенный узел 400 ΌΡΌΤ-переключателя и ΌΡΌΤ-реле с блокировкой. На фиг. 18Б иллюстрируются в упрощенном виде двухполюсная часть ΌΡΌΤ-реле 401, полюсные пластины ΡΚ1Έ и ΡΚΣ-Е которой показаны прикрепленными посредством двух выступов 711-1 и 711-2 к верхней крышке гнезда устройства 700 блокировки.

Две полюсные пластины ΡΚ1Έ и ΡΚΣ-Е двухполюсной части реле прикреплены к полюсной части (якорю) РМ-Е, которая снабжена изоляционным слоем (не показан) под полюсной частью РМ-Е для обеспечения необходимой электрической изоляции двух полюсов, поскольку они представляют собой электрически изолированные полюсы, и в остальных отношениях реле с блокировкой аналогично комбинированному переключателю с реле, описанному выше со ссылками на фиг. 5А, который имеет реверсирующие контактные части 1Н и 2Н, или со ссылками на фиг. 7А, который имеет прямые контактные части С1, С2, υ1 и υ2. В данном случае полюсные пластины ΡΚ1-Ρ и ΡΚΣ-Е также имеют увеличенную длину и прикреплены к нижней поверхности магнитной полюсной части ΡΜΌ-ΌΡ, а не к верхней поверхности, как это показано на фиг. 5А (δΡΌΤ-реле) и на фиг. 7А (ΌΡΌΤ-реле), но в других отношениях они работают аналогичным образом, за исключением механизма блокировки-освобождения и многих других преимуществ, которые предлагают реле с блокировкой.

Эти достоинства и преимущества включают: исключение потерь энергии, более низкие рабочие температуры, устойчивое и надежное удерживание без ухудшения характеристик, как у реле с магнитной блокировкой, и существенно более низкая цена.

Необходимо понимать, что в вышеизложенном описании раскрыт лишь один из предпочтительных вариантов осуществления изобретения, и что изобретение охватывает все изменения и усовершенствования этого предпочтительного варианта, который был выбран для раскрытия сущности изобретения, и при этом такие усовершенствования не выходят за пределы сущности и объема изобретения.

- 23 032142

Claims (28)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ блокировки по меньшей мере одного токопроводящего полюсного элемента реле для поддержания по меньшей мере одного первого контакта замкнутым с указанным полюсным элементом посредством устройства блокировки с пружиной, проходящего между указанным по меньшей мере одним полюсным элементом и основанием или корпусом реле, причем полюсной элемент прикреплен к якорю, притягиваемому электромагнитной катушкой реле, когда на нее подают импульс электропитания, длительность которого достаточна для перевода реле в одно из состояний из группы, в которую входят состояния включено, выключено, переключено, переключено из перекрестного соединения в прямое соединение и переключено из прямого соединения в перекрестное соединение, путем замыкания указанного по меньшей мере одного полюсного элемента с указанным по меньшей мере одним первым контактом и по меньшей мере с одним вторым контактом, а также размыкания с указанными контактами, и для сжатия устройства блокировки якорем, притянутым к катушке, для блокировки или разблокировки указанного по меньшей мере одного полюсного элемента;

   причем каждая следующая подача импульса электропитания на катушку изменяет состояние реле с включено на выключено или с выключено на включено по меньшей мере для одного полюсного элемента реле на одно направление и с замыкания с первым контактом на замыкание со вторым контактом или с замыкания со вторым контактом на замыкание с первым контактом по меньшей мере для одного полюсного элемента из группы полюсных элементов реле на два направления, и полюсной элемент выполнен с возможностью обеспечения частичного освобождения якоря, когда полюсной элемент заблокирован и завершена подача импульса электропитания на катушку, и способ включает:

   а) подачу импульса электропитания на катушку для притягивания якоря;

   б) замыкание указанного по меньшей мере одного полюсного элемента с указанным по меньшей мере одним первым контактом для блокировки полюсного элемента устройством блокировки после окончания подачи импульса электропитания;

   в) поддержание замкнутого состояния в течение времени подачи импульса электропитания и после его окончания, включая блокировку;

   г) частичную разблокировку якоря после окончания подачи импульса электропитания;

   д) подачу следующего импульса электропитания для изменения состояния реле, выбранного из группы, включающей перевод из состояния включено в состояние выключено, перевод из состояния выключено в состояние включено, переключение, переключение из перекрестного соединения в прямое соединение и переключение из прямого соединения в перекрестное соединение;

   е) подачу на катушку следующего импульса электропитания для повторения стадий (а)-(д).
2. 2. Способ по п.1, в котором реле выбирают из группы, содержащей однополюсное реле на одно направление (δΡδΤ), однополюсное реле на два направления (δΡΌΤ), двухполюсное реле на одно направление (ΌΡδΤ), двухполюсное реле на два направления (ΌΡΌΤ), реверсирующее ΌΡΌΤ-реле, реле с тремя и более полюсами (многополюсное) на одно направление (ΜΡδΤ) и многополюсное реле на два направления (ΜΡΌΤ).
3. 3. Способ по п.1, в котором частичное освобождение якоря обеспечивает возможность микроперемещений между контактами указанного по меньшей мере одного полюсного элемента и первым контактом.
4. 4. Способ по п.2, в котором указанное по меньшей мере одно реле интегрировано в комбинированный переключатель, содержащий по меньшей мере одно из однополюсной или двухполюсной части, управляемой вручную, которая соединена с однополюсной или с двухполюсной частью, переключаемой якорем, посредством по меньшей мере двух контактных частей, причем комбинированный переключатель выбирают из группы, содержащей δΡΌΤ-переключатель с двумя контактными частями, каждая из которых содержит двойные контакты, ΌΡΌΤ-переключатель с четырьмя контактными частями, каждая из которых содержит двойные контакты, и реверсирующий ΌΡΌΤ-переключатель с двумя контактными частями, каждая из которых содержит тройные реверсирующие контакты;

   причем комбинированный переключатель для подачи электропитания по меньшей мере на одну электрическую нагрузку также содержит по меньшей мере одну клемму электропитания, управляемую вручную клавишу, содержащую устройство блокировки для блокировки или разблокировки управляемой вручную однополюсной или двухполюсной части, одну или две клеммы для подсоединения к нагрузке непосредственно или посредством соединительных линий, и способ также включает:

   а) подсоединение нагрузки к одной или к двум клеммам непосредственно или посредством соединительных линий через по меньшей мере один из каскадных механических δΡΌΤ- и ΌΡΌΤпереключателей;

   б) подсоединение электропитания к указанной по меньшей мере одной клемме электропитания и

   в) подачу электропитания на нагрузку через заблокированный полюсный элемент с помощью клавиши ручного управления или путем подачи импульса электропитания на катушку.
5. 5. Способ по п.4, в котором комбинированный δΡΌΤ-переключатель содержит клеммы для подсоединения фазного и нейтрального проводов сети переменного тока и одну полюсную клемму для непо

   - 24 032142 средственной подачи электропитания на нагрузку по фазному проводу, комбинированный ΌΡΌΤпереключатель содержит клеммы для подсоединения фазного и нейтрального проводов сети переменного тока и две полюсные клеммы для непосредственной подачи электропитания на нагрузку по фазному и нейтральному проводам, и реверсирующий комбинированный ΌΡΌΤ-переключатель содержит клеммы для подсоединения фазного и нейтрального проводов сети переменного тока и две полюсные клеммы для подачи электропитания на нагрузку по сдвоенным соединительным линиям и по меньшей мере через один из каскадных δΡΌΤ- и ΌΡΌΤ-переключателей, управляемых вручную.
6. 6. Способ по п.4, в котором управляемую вручную полюсную часть переключают путем воздействия на клавишу, выбранного из группы, содержащей нажатие для запирания, нажатие для отпирания, двойное нажатие, качание, переброс, сдвиг, поворот и их сочетания.
7. 7. Способ по п.4, в котором управляемые вручную полюсные части представляют собой по меньшей мере одну полюсную часть микропереключателя и кулисного переключателя, и микропереключатель приводится в действие посредством рычажка, опирающегося на запирающую клавишу механизма, в котором запирание и отпирание осуществляется поочередными нажатиями клавиши, воздействующими на любую часть нажимной поверхности этой клавиши.
8. 8. Способ по п.4, в котором по меньшей мере один комбинированный переключатель заключен в корпус, форма и размеры которого обеспечивают возможность его установки в стандартную стенную коробку с использованием декоративной крышки с клавишей, выбранной из группы, содержащей непрозрачную клавишу, клавишу, прозрачную для ИК-излучения, прозрачную клавишу-индикатор, клавишу с прозрачным окошком индикатора, клавишу с окошком, прозрачным для ИК-излучения, цветную клавишу и их сочетания.
9. 9. Способ по п.4, в котором комбинированный переключатель содержит электрические схемы, выбранные из группы, содержащей ЦП, запоминающее устройство, датчик потребляемого тока, усилитель сигнала величины тока, датчик состояния, по меньшей мере один оптический приемопередатчик с оптическим гнездом для оптического кабеля, радиочастотный приемопередатчик с антенной, беспроводной приемопередатчик ИК-сигналов, формирующую схему линии шины, по меньшей мере одну формирующую схему индикатора, по меньшей мере одну формирующую схему катушки реле, по меньшей мере один задающий переключатель и их сочетания; и функции указанных электрических схем выбирают из группы, содержащей ответы на команды управления, обнаружение сигнала датчика тока и состояния нагрузки, расчет мощности, потребляемой нагрузкой, и их сочетания, включая передачу однонаправленных или двунаправленных сигналов, выбранных из группы, содержащей оптические сигналы, передаваемые по оптическому кабелю, ИКсигналы, передаваемые по линии прямой видимости, радиочастотные сигналы, передаваемые через антенну, электрические сигналы, передаваемые формирующей схемой линии шины, и их сочетания, для передачи данных, выбранных из группы, содержащей получаемые команды, ответы на команды, состояние нагрузки, мощность, потребляемую нагрузкой, и их сочетания.
10. 10. Способ по п.9, в котором управляемые вручную или якорем полюсные части выполнены содержащими части из низкоомного сплава для получения сигнала, определяющего ток, потребляемый нагрузкой, и используемого для указанного расчета и передачи.
11. 11. Способ по п.9, в котором к контактам каждой соединительной линии присоединены два высокоомных резистора, формирующих совместно делитель напряжения для получения сигнала для схемы обработки с целью определения наличия электрического соединения между нагрузкой и клеммой фазного провода сети переменного тока.
12. 12. Способ по п.9, в котором характеристики и местонахождение нагрузки задают с помощью задающего переключателя или загружают в запоминающее устройство.
13. 13. Способ по п.12, в котором каждое переключающее действие для изменения состояния нагрузки на противоположное, включающее первое переключающее действие управляемой вручную полюсной части или клавиши упомянутого по меньшей одного каскадного δΡΌΤ- и ΌΡΌΤ-переключателя, изменяет состояние нагрузки с включено на выключено или с выключено на включено и запускает счетчик первого интервала времени, во время которого повторное переключающее действие запускает счетчик увеличенного интервала времени и инициирует передачу команды на включение или выключение группы заданных нагрузок, и следующее переключающее действие в течение увеличенного интервала времени инициирует передачу команды на включение или выключение всех заданных нагрузок системы бытовой автоматизации;

    каждая команда на включение или выключение передается через энергетическую или вычислительную сеть системы бытовой автоматизации, выбранной из группы, содержащей оптический кабель, радиолинию, линию передачи ИК-сигналов по линии прямой видимости, линию шины или сочетания указанных средств, включая внутреннее управление якорем, прикрепленным к однополюсной или двухполюсной части, для сохранения указанного первого реверсного состояния в течение первого и увеличенного интервалов времени, причем способ дополнительно включает:

    д) задание характеристик и местонахождения заданных нагрузок с помощью задающего переключателя или путем их загрузки в запоминающее устройство;

    - 25 032142

    е) переключение управляемой вручную полюсной части или клавиши указанного одного каскадного 8ΡΌΤ- и ΌΡΌΤ-переключателя для переключения нагрузок в первое реверсное состояние;

    ж) повторение нажатия клавиши в течение первого интервала времени для обеспечения первого реверсного состояния группы заданных нагрузок;

    з) передачу сигналов, содержащих команды, в комбинированные переключатели и другие реле управления указанной группой нагрузок в энергетической и вычислительной сети системы бытовой автоматизации непосредственно и через распределительное устройство системы автоматизации;

    и) повторение нажатия клавиши в течение увеличенного интервала времени для обеспечения первого реверсного состояния всех заданных нагрузок в энергетической и вычислительной сетях системы бытовой автоматизации; и

    к) передачу сигналов, содержащих команды, в комбинированные переключатели и другие реле управления всеми заданными нагрузками в энергетической и вычислительной сетях системы бытовой автоматизации непосредственно и через распределительное устройство системы автоматизации.
14. 14. Способ по п.4, в котором множество комбинированных переключателей, содержащих управляемые вручную однополюсные или двухполюсные части, соединенные с однополюсными или двухполюсными частями, прикрепленными к якорю, посредством по меньшей мере двух контактных частей, а также клавишу ручного управления и катушку, объединены в один узел и размещены на общем основании в общем корпусе, причем управление может осуществляться всеми переключателями, группами переключателей, отдельными переключателями и их сочетаниями.
15. 15. Реле с блокировкой для использования в способе по п.1, содержащее устройство блокировки с пружиной для поддержания в замкнутом состоянии по меньшей мере одного токопроводящего полюсного элемента по меньшей мере с одним первым контактом, причем устройство блокировки проходит между указанным по меньшей мере одним полюсным элементом и основанием или корпусом реле и содержит пружину, запирающее звено, корпус и гнездо для переключения путем сжатия из состояния блокировки в состояние разблокировки и из состояния разблокировки в состояние блокировки;

    причем реле содержит электромагнитную катушку, магнитный якорь, указанный по меньшей мере один полюсной элемент и клеммы с контактами для подсоединения электропитания по меньшей мере к одному из нагрузки и пары соединительных линий, и якорь скреплен с и приводится в действие электромагнитной катушкой, когда на нее подается импульс электропитания в течение интервала времени, продолжительность которого достаточна для указанного приведения в действие и одновременно сжатия устройства блокировки в одно из состояний из группы, в которую входят включение, переключение, выключение, переключение из перекрестного соединения в прямое соединение и переключение из прямого соединения в перекрестное соединение путем замыкания указанного по меньшей мере одного полюсного элемента с указанным по меньшей мере одним первым контактом и по меньшей мере одним вторым контактом, а также размыкания с указанными контактами; и якорь выполнен с возможностью притягивания к электромагнитной катушке, вызывая упомянутое переключение состояния блокировки при каждом последующем импульсе электропитания, подаваемом на электромагнитную катушку, изменяя состояние включено на выключено или состояние выключено на включено по меньшей для одного полюсного элемента реле на одно направление и изменяя состояние замыкания указанного полюсного элемента с первым контактом на замыкание со вторым контактом или состояние замыкания указанного полюсного элемента со вторым контактом на замыкание с первым контактом по меньшей мере для одного полюсного элемента из множества полюсных элементов реле на два направления;

    указанный полюсной элемент выполнен с возможностью обеспечения частичного освобождения якоря, когда полюсный элемент заблокирован, истек упомянутый интервал времени и катушка больше не притягивает якорь, так что обеспечивается разблокировка устройства блокировки за счет следующего сжатия для переключения состояния реле при следующей подаче импульса электропитания.
16. 16. Реле с блокировкой по п.15, выбранное из группы, содержащей однополюсное реле на одно направление (8Ρ8Τ), однополюсное реле на два направления (8ΡΌΤ), двухполюсное реле на одно направление (ΌΡ8Τ), двухполюсное реле на два направления (ΌΡΌΤ), реверсирующее ΌΡΌΤ-реле, реле с тремя и более полюсами (многополюсное) на одно направление (ΜΡ8Τ) и многополюсное реле на два направления (ΜΡΌΤ).
17. 17. Реле с блокировкой по п.15, в котором частичное освобождение якоря обеспечивает возможность микроперемещений между контактами указанного по меньшей мере одного полюсного элемента и первым контактом.
18. 18. Реле с блокировкой по п.16, причем по меньшей мере одно реле интегрировано в комбинированный переключатель, объединяющий один или несколько переключателей с ручным управлением, каждый из которых содержит управляемую вручную однополюсную или двухполюсную часть, которая соединена с однополюсной или с двухполюсной частью, переключаемой якорем, посредством контактных частей, выбранных из группы, содержащей δΡΌΤ-переключатель с двумя контактными частями, каждая из которых содержит двойные контакты, ΌΡΌΤ-переключатель с четырьмя контактными частями, каждая из которых содержит двойные контакты, и реверсирующий ΌΡΌΤ-переключатель с двумя

    - 26 032142 контактными частями, каждая из которых содержит тройные реверсирующие контакты;

    указанный комбинированный переключатель с блокировкой предназначен для установки в стенную коробку или в шкаф для электрооборудования и содержит по меньшей мере одну клемму для подсоединения сети электропитания, по меньшей мере одно из клеммы для непосредственного подсоединения по меньшей мере одной нагрузки и одной пары клемм соединительных линий для подсоединения указанной одной нагрузки посредством двух соединительных линий по каскадной схеме, включающей механический 8РЭТ- или ОРОТ-переключатель, клавишу ручного управления с устройством блокировки для запирания или освобождения управляемой вручную однополюсной или двухполюсной части;

    и однополюсные или двухполюсные части, управляемые якорем или вручную, выполнены с возможностью обеспечения надежного контакта между полюсами полюсных частей и контактными частями или их размыкания, когда на катушку подается один из указанных импульсов электропитания, и клавиша ручного управления заблокирована или разблокирована для отключения или подачи электропитания на нагрузку.
19. 19. Реле с блокировкой по п.18, в котором комбинированный 8РОТ-переключатель содержит клеммы для подсоединения фазного и нейтрального проводов сети электропитания переменного тока и одну полюсную клемму для непосредственной подачи электропитания на нагрузку по фазному проводу, комбинированный ЭРОТ-переключатель содержит клеммы для подсоединения фазного и нейтрального проводов сети электропитания переменного тока и две полюсные клеммы для подключения и отключения фазного и нейтрального проводов электропитания для непосредственной подачи электропитания на нагрузку по фазному и нейтральному проводам сети электропитания переменного тока, и реверсирующий комбинированный ЭРОТ-переключатель содержит клеммы для подсоединения фазного и нейтрального проводов сети электропитания переменного тока и две полюсные клеммы для подачи электропитания на нагрузку по сдвоенным соединительным линиям и по меньшей мере через один каскадный механический 5>РЭТ -переключатель.
20. 20. Реле с блокировкой по п.18, в котором управляемая вручную полюсная часть выполнена с возможностью переключения путем воздействия на клавишу, выбранного из группы, содержащей нажатие для запирания, нажатие для отпирания, двойное нажатие, качание, переброс, сдвиг, поворот и их сочетания.
21. 21. Реле с блокировкой по п.18, в котором управляемые вручную полюсные части представляют собой по меньшей мере одну полюсную часть микропереключателя и кулисного переключателя, и микропереключатель приводится в действие посредством рычажка, опирающегося на запирающую клавишу механизма, в котором запирание и отпирание осуществляется поочередными нажатиями клавиши, воздействующими на любую часть нажимной поверхности этой клавиши.
22. 22. Реле с блокировкой по п.18, причем комбинированный переключатель заключен в корпус, форма и размеры которого обеспечивают возможность его установки в стандартную стенную коробку с использованием декоративной крышки с клавишей, выбранной из группы, содержащей непрозрачную клавишу, клавишу, прозрачную для ИК-излучения, прозрачную клавишу-индикатор, клавишу с прозрачным окошком индикатора, клавишу с окошком, прозрачным для ИК-излучения, цветную клавишу и их сочетания.
23. 23. Реле с блокировкой по п.18, причем комбинированный переключатель содержит электрические схемы, выбранные из группы, содержащей ЦП, запоминающее устройство, датчик потребляемого тока, усилитель сигнала величины тока, датчик состояния, по меньшей мере один оптический приемопередатчик с оптическим гнездом для оптического кабеля, радиочастотный приемопередатчик с антенной, беспроводной приемопередатчик ИК-сигналов, формирующую схему линии шины, по меньшей мере одну формирующую схему индикатора, по меньшей мере одну формирующую схему катушки реле, по меньшей мере один задающий переключатель и их сочетания; и функции указанных электрических схем выбраны из группы, содержащей ответы на команды управления, обнаружение сигнала датчика тока и состояния нагрузки, расчет мощности, потребляемой нагрузкой, и их сочетания, включая передачу однонаправленных или двунаправленных сигналов, выбранных из группы, содержащей оптические сигналы, передаваемые по оптическому кабелю, ИКсигналы, передаваемые по линии прямой видимости, радиочастотные сигналы, передаваемые через антенну, электрические сигналы, передаваемые формирующей схемой линии шины, и их сочетания для передачи данных, выбранных из группы, содержащей получаемые команды, ответы на команды, состояние нагрузки, мощность, потребляемую нагрузкой, и их сочетания.
24. 24. Реле с блокировкой по п.23, в котором управляемые вручную или якорем полюсные части содержат части из низкоомного сплава для получения сигнала, определяющего ток, потребляемый нагрузкой, и используемого для указанного расчета и передачи.
25. 25. Реле с блокировкой по п.23, в котором к контактам каждой соединительной линии присоединены два высокоомных резистора, формирующих совместно делитель напряжения для получения сигнала для схемы обработки с целью определения наличия электрического соединения между нагрузкой и клеммой фазного провода сети переменного тока.
26. 26. Реле с блокировкой по п.23, в котором характеристики и местонахождение нагрузки заданы по

    - 27 032142 средством задающего переключателя или загрузки в запоминающее устройство.
27. 27. Реле с блокировкой по п.26, выполненное так, что каждое переключающее действие для изменения состояния нагрузки на противоположное, содержащее первое переключающее действие на управляемую вручную полюсную часть или клавишу по меньшей одного каскадного механического 8ΡΌΤ- и ΌΡΌΤ-переключателя, изменяет состояние нагрузки с включено на выключено или с выключено на включено и запускает счетчик первого интервала времени, во время которого повторное переключающее действие инициирует передачу команды на включение или выключение группы заданных нагрузок и запускает счетчик увеличенного интервала времени, и следующее переключающее действие в течение увеличенного интервала времени инициирует передачу команды на включение или выключение всех заданных нагрузок системы бытовой автоматизации;

    характеристики и местонахождение каждой заданной нагрузки группы нагрузок или всех нагрузок, подсоединенных по энергетической или вычислительной сети системы бытовой автоматизации, заданы посредством задающего переключателя или загрузки в запоминающее устройство;

    а каждая команда на включение или выключение указанной группы или всех нагрузок является командой, обеспечивающей первое реверсное состояние нагрузки, которая передается через энергетическую или вычислительную сеть системы бытовой автоматизации, выбранной из группы, содержащей оптический кабель, радиолинию, линию передачи ИК-сигналов по линии прямой видимости, линию шины или сочетания указанных средств и включает внутреннее управление якорем, прикрепленным к однополюсной или двухполюсной части для сохранения реверсного состояния указанной нагрузки в течение первого и увеличенного интервалов времени.
28. 28. Реле с блокировкой по п.18, в котором указанные контактные части и конструкции контактов реле и переключателя соединены на печатной плате или другими токопроводящими структурами, соеди няющими реле с указанным переключателем с ручным управлением.

    К фазнрму пррврду

    Соедин. линия 2

    Средин, линия 1

    Предшеств. уррвень рибрру