照明自动控制电路

苏联工程师A．M．维谢罗夫、A．B．梭罗维也夫等，分别在“照明工程”杂志上介绍了两种照明自动控制电路。这两种电路，都是利用光敏电阻随着照射在它上面的光强而改变阻值的原理，控制继电器的动作，达到自动接入或切断照明电路的目的。第一种电路利用了电桥，第二种电路利用了长延时继电器，对我们进一步了解电桥和长延时继电器的应用方法，也很有帮助。

第一种电路图1所示的电路，主要是用来自动控制街道照明和建筑工地照明的。图中利用两个并联起来的光敏电阻（φC－K1）作为感光元件，它和电阻R\(_{1}\)、R2、R＇\(_{2}\)及R3组成一个电桥abcd。ab间接一个极化继电器 P\(_{1}\)，cd接电源。所谓极化继电器，就是当继电器中没有电流通过时，仍有固定的磁流，通常用永久磁性产生这个磁流，把继电器衔铁吸向一边。当有电流通过继电器线圈，而且这个电流产生的磁流大于原来的固定磁流并且方向相反时，继电器衔铁就被吸向另一边。电源用220伏交流电。从电源变压器次级引出两种不同电压，分别经两个晶体二极管半波整流电路整流后，供给继电器P1及P\(_{2}\)电流。C1及C\(_{2}\)作为滤波用，R4、R\(_{7}\)根据继电器所需动作电流选择，R5R\(_{6}\)是旁路电阻，它的作用是防止过大的反向电流通过晶体管，这电阻的额定功率约1/2瓦就可以了。为了稳定电源电压，在变压器初极并联一个氖气管和电阻R8。所有元件的型号和参考数据，如图1所示。图中1P\(_{1}\)、1P2等表示继电器的接点名称，字母前面的数字为接点的号码，P\(_{1}\)等为继电器的代号。

如果规定光敏电阻上的最低照度为1勒克司（勒克司为照度单位，在桌子上方距桌面76厘米处挂一盏40瓦的电灯，这时桌面上的照度为40多个勒克司），那么就调节R＇\(_{2}\)，使电桥当光敏电阻上的照度为1勒克司时处在平衡状态，也就是继电器P1中无电流通过。这时，继电器P\(_{1}\)的接点1P1闭合，切断了中间继电器P\(_{2}\)的电路，继电器P2不吸动，它的接点1P\(_{2}\)便开断照明电路。

傍晚，当照射到光敏电阻上的日光逐渐减弱时，照度从1勒克司继续降低，光敏电阻的电阻值也随着增加，从而破坏了电桥的平衡，极化继电器P\(_{1}\)中就有电流通过，其方向是由a流向b，使继电器P1动作。连接继电器P\(_{1}\)时，要注意当电流从a流向b时应能使继电器动作，否则应把继电器P1的接线倒换一下，即原来接a点的线头改接到b点。继电器P\(_{1}\)动作后，它的接点1P1分开，接点2P\(_{1}\)闭合，接通继电器P2的电路，它的接点1P\(_{2}\)闭合，接通照明电路。

早晨，光敏电阻上的照度不断增加，其电阻值随着减小，电桥渐趋于平衡。但是，当光照大于1勒克司时电桥又向相反方向失去平衡，继电器P\(_{1}\)中将有电流通过，但方向是从b到a。因此，P1的接点回复静止状态，＃即1P\(_{1}\)闭合，而2P1分开，切断继电器P\(_{2}\)的电路。这时，继电器P2复原，它的接点1\(_{P}\)2便切断照明电路。

光敏电阻应当话在一个密闭的金属盒子中，在它受光的一面镶上玻璃。引线出口处最好用橡皮垫紧，以防灰尘和潮气侵入。

这个电路曾经用来控制居民区的街道照明和古比雪夫水电站的建筑工地照明，运用结果良好。

第二种电路 图2的电路比较复杂，但应用范围较广，生产车间、学校都适用。

这个电路可以分成三部分来看，一部分是电源，一部分是光电控制部分，一部分是时间控制部分。

电源部分包括一个变压器和两组整流器。第一组整流器使用两个Д7Ж晶体二极管串联，组成半波整流电路。R\(_{12}\)、R13是各晶体管的旁路电阻，C\(_{1}\)是滤波电容热器。整流后的电流通过光敏电阻供给继电器P1。第二组整流器用硒片组成桥形全波整流电路，C\(_{2}\)是滤波电容器。整流后的电流供给闸流管Л1及Л\(_{2}\)。变压器绕组W2单独为继电器P\(_{2}\)供电，因此这电路中的继电器P2为交流继电器。

光电控制部分包括光敏电阻φC-K2，电阻R\(_{1}\)～R11＃继电器P\(_{1}\)，电阻R＇1～R＇\(_{11}\),继电器P2。选定R\(_{1}\)～R11和R＇\(_{1}\) ～R＇11后，当光敏电阻上的照度增加大于预定值时，继电器P\(_{1}\)就吸动，反之则释放。继电器P2是用来直接控制照明电路的，P\(_{2}\)吸动时接点4P2闭合，将照明电路接通。从图中可看出，继电器P\(_{2}\)除受继电器P1控制外，还受继电器P\(_{4}\)的控制；继电器P1又受继电器P\(_{2}\)及P3的控制。这样的控制结构，主要是达到延迟动作的目的，以解决实际使用时的一些特殊问题，下面就将说明。R＇\(_{1}\)～R＇11由接点4P\(_{4}\)控制，接入后与电阻R1～R\(_{ll}\)并联。

时间控制部分包括两组延时继电器。由Л\(_{2}\)P4组成的延时继电器控制继电器P\(_{2}\)的动作，发果P4没吸动，P\(_{2}\)　便不能吸动。但P2吸动后，便不受P\(_{4}\)的控制了。由Л1P\(_{3}\)组成的延时继电器控制继电器P1和Л\(_{2}\)P4延时继电器P\(_{3}\)吸动后，P4不能动作。延时继电器Л\(_{1}\)P3和Л\(_{2}\)P4的延迟时间，分别由R\(_{16}\)、C3和R\(_{22}\)、C4确定：

由于这两组电路中对应的元件的数值都相同，所以T\(_{1}\)= T2，在这个例子中，延时约55～6O分钟。在设计时应使U\(_{4}\)或U5都大于U\(_{3}\)；否则闸流管不能起燃。此外，U2不能大于闸流管的阳极起燃电压，否则闸流管不受其控制极的控制，只要接上电压U\(_{2}\)，就立刻起燃。继电器P3的接点3P\(_{3}\)，当P3吸动时闭合，短路闸流管Л\(_{1}\)，这样可以延长闸流管的使用寿命。接点3P4的作用与此相同。电阻R\(_{19}\)和R25根据闸流管起燃后的内阻选定。

现在来说明整个电路的工作过程（参看下表）。先从白天的情况谈起。这时光照很强，光敏电阻的阻值较小，P\(_{1}\)吸动，它的接点1，2分开，切断P2的电路，继电器P\(_{2}\)不吸动，照明电路被切断，Л1的电路也被切断，所以P\(_{3}\)也不吸动。由于P3没吸动。所以接点4P\(_{3}\)闭合，接通Л2电源，使继电器P\(_{4}\)吸动。继电器P4的接点1P\(_{4}\)闭合，准备继电器P2的吸动电路。接点4P\(_{4}\)闭合，把R＇1～R＇\(_{11}\)与R1～R\(_{11}\)并联，使继电器P1中的电流增加，目的在于到傍晚时，P\(_{1}\)不会因照度稍有降低而释放，避免控制不稳定。这时接点2P3也闭合，准备继电器P\(_{1}\)的短路电路。

到傍晚时，照度降低，光敏电阻的电阻值增加，继电器P\(_{1}\)由于线圈中的电流减少，以至释放。这时P1的接点1、2闭合，接通P\(_{3}\)的电源，并且由于1P4早已闭合，所以继电器P\(_{2}\)动作，接点4P2闭合，将照明电路接通。如果照明电路接通后，灯光加上自然光太强了，光敏电阻的阻值便会再度降低，以至使继电器P\(_{1}\)动作，错误地切断照明电路。为了防止这种现象产生，在P2吸动后，按点2P\(_{2}\)就把P1短路，使P\(_{1}\)不能吸动。但是到第二天白天时，又怎样切断照明电路呢？解决这个问题，就要用到延时继电器P3了。从图中可以看出，P\(_{1}\)的短路由接点2P2和2P\(_{3}\)控制。当P3未吸动时，2P\(_{3}\)闭合，所以2P2可以将P\(_{1}\)短路，但P3吸动后，接点2P\(_{3}\)分开就切断了P1的短路。所以等照度稳定后，使P\(_{3}\)动作，就能打开P1的短路，恢复P\(_{1}\)的控制作用。现在P2吸动，它的接点3P\(_{2}\)将Л1的电路接通，经过一段时延，继电器P\(_{3}\)才动作，打开P1的短路。这段延迟时间约有55～60分钟，实际上已足够了。P\(_{3}\)吸动后，还切断Л2的电源，P\(_{4}\)释放，接点1P4分开，但这时P\(_{2}\)已动作，所以接点1P2已闭合，不致切断继电器P\(_{2}\)的电路。接点4P4切断R\(_{1}\)～R11的并联电阻R＇\(_{1}\)～R11＇，使继电器P1串联电阻加大，目的在于到早晨时P\(_{1}\)不会因照度稍有增加而吸动，使控制不稳。

天刚亮时，照度增加，自然光和灯光一起作用于光敏电阻，使它的阻值降低，以致P\(_{1}\)吸动，切断继电器P2的电路。这时照明电路被切断。为了防止电灯灭后，由于自然光不够强而又使光敏电阻的阻值增加，以致继电器P\(_{1}\)释放，错误地又接通照明电路，所以在继电器P2的电路中用1P\(_{2}\)、1P4两组接点来控制。当P\(_{2}\)释放后，由于1P2分开，而1P\(_{4}\)尚未闭合，所以P1即使释放，这时P\(_{2}\)也不会误动。继电器P2释放后，接点3P\(_{2}\)分开，切断Л1的电源，P\(_{3}\)释放，接点4P3闭合，接通Л\(_{2}\) 的电源，继电器P4经过50～6O分时延后吸动，整个电路就恢复到上述的白天情况了。 （梁天白译）