Les interrupteurs ou gradateurs à intensité variable (de l'anglais dim - dim, dim) sont un appareil capable de réguler la tension au niveau du consommateur dans la plage de 0 à 100% de la valeur nominale. Le plus souvent, des gradateurs sont utilisés à la place des interrupteurs conventionnels pour régler en douceur la luminosité de la lumière.
But du gradateur
Le but principal de ces dispositifs est de réguler la luminosité des ampoules à incandescence ou halogènes. Le contrôle des lampes halogènes, qui fonctionnent à basse tension, est effectué à l'aide d'un gradateur connecté via un transformateur abaisseur. Ces appareils peuvent être achetés séparément, mais il est préférable d'acheter un gradateur avec un transformateur intégré.
Attention! Pour travailler dans des circuits d'éclairage avec des lampes LED et fluorescentes, il est nécessaire d'utiliser des gradateurs spéciaux.
Pour contrôler les lampes à économie d'énergie, des appareils sont utilisés, dont la conception comprend un élément supplémentaire - un démarreur électronique.
En utilisant le gradateur comme interrupteur d'éclairage, vous pouvez modifier arbitrairement l'intensité de l'éclairage du maximum au plus faible. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'utiliser des interrupteurs doubles ou triples pour contrôler le fonctionnement des lustres à plusieurs lampes. De plus, cela n'a aucun sens d'acheter des luminaires coûteux équipés de leurs propres régulateurs de tension.
Classification des gradateurs
Actuellement, il existe plusieurs variétés de gradateurs monoblocs sur le marché :
- Gradateurs avec un régulateur mécanique, qui se présente sous la forme d'un disque rotatif. La conception de tels produits est relativement simple, ce qui explique leur prix tout à fait raisonnable. Il existe des gradateurs à poussoir ou à allumer. Dans le premier cas, pour fermer le circuit électrique, il faut appuyer légèrement sur le bouton du régulateur, les appareils du second type allument toujours la lumière, en partant de son intensité minimale.
- Gradateurs à bouton-poussoir. Ce sont des appareils plus complexes, mais leurs fonctions sont considérablement étendues en raison de la possibilité de combiner ces contrôleurs en groupes pouvant être contrôlés à partir de la télécommande.
- Gradateurs tactiles. Ils sont assez chers, mais aussi les appareils les plus prestigieux qui s'intègrent parfaitement dans les intérieurs de pièces décorées dans un style moderne. De plus, les modèles à capteur, comme le type de gradateur précédent, sont équipés de récepteurs de signal qui vous permettent de modifier l'intensité de l'éclairage à l'aide d'une télécommande infrarouge ou par radio.
Outre les gradateurs monoblocs, il existe des appareils à commande modulaire, qui s'effectuent à l'aide d'un bouton externe ou d'un interrupteur à bascule. De tels régulateurs sont utilisés pour contrôler l'éclairage dans les lieux publics, ainsi que pour les installer dans des boîtes de jonction.
Comme déjà mentionné, la plupart des modèles de gradateurs sont conçus pour être utilisés dans des circuits avec des lampes à incandescence ou à LED.
Lors du choix d'un gradateur, il est nécessaire de porter une attention particulière à sa puissance, qui doit dépasser la puissance maximale totale de tous les consommateurs connectés via cet appareil. Aujourd'hui, dans les magasins d'électricité, on trouve des gradateurs d'une puissance de 40 W à 1 kW.
Quant au design, il existe sur le marché des gradateurs simples, doubles et triples. Dans le même temps, la grande majorité sont des modèles uniques.
Fonctions supplémentaires des gradateurs
En plus de son objectif principal - un réglage en douceur de la lumière, certains modèles de gradateurs peuvent être équipés d'éléments supplémentaires qui vous permettent d'effectuer un certain nombre de fonctions utiles, notamment :
- Créer l'effet de présence.
- Divers modes de gradation, ainsi que des lumières clignotantes.
- Allumage et extinction automatique.
- Commande vocale et à distance.
La conception des interrupteurs avec un gradateur
L'élément principal de la conception du gradateur est un circuit électrique conçu pour réduire la valeur effective de la tension alimentant la charge.
La garantie du fonctionnement fiable de ce circuit est réalisée à l'aide de plusieurs types de protection, notamment la protection contre les courts-circuits, les surtensions et les surchauffes.
Comme un interrupteur d'éclairage classique, le variateur possède un cadre métallique qui vous permet de l'installer facilement dans une prise standard.
Schéma de l'appareil
L'élément principal du circuit électrique sur lequel le gradateur est construit est un thyristor à triode bidirectionnel - un dispositif qui est un interrupteur électronique commandé par une courte impulsion.
L'un des circuits de gradation les plus courants est illustré sur la figure.
Le signal d'ouverture et de fermeture du thyristor est réalisé à l'aide d'un condensateur d'une certaine capacité, qui accumule une charge lors du passage de la première alternance de la tension d'alimentation.
Principe d'opération
Les gradateurs modernes ne sont pas des consommateurs d'énergie électrique. C'est leur différence fondamentale par rapport aux analogues antérieurs qui fonctionnaient selon le schéma d'un diviseur de tension actif ou capacitif.
Les générations précédentes de régulateurs de tension étaient soit des rhéostats connectés en série avec la charge, soit des autotransformateurs. Dans les deux cas, la fabrication et l'utilisation de tels dispositifs s'avèrent extrêmement coûteuses. L'utilisation d'un rhéostat, outre des coûts financiers importants, a conduit à une augmentation significative de la masse du gradateur. De plus, lorsqu'un courant traverse le rhéostat, celui-ci devient très chaud, ce qui entraîne des pertes de puissance importantes et oblige à prendre en compte la nécessité de refroidir cet appareil.
Contrairement à un rhéostat, un autotransformateur n'est pas consommateur d'énergie, mais il a une masse et des dimensions extrêmement importantes.
Il est possible d'éviter les pertes de puissance dans le variateur dues au circuit électrique, ce qui permet d'alimenter les consommateurs en "coupant" l'alternance avant ou arrière de la tension d'alimentation. Ce principe de fonctionnement est appelé contrôle de phase avec coupure du front montant ou descendant.
Le principe de fonctionnement d'un gradateur qui coupe le front montant d'une demi-onde d'une sinusoïde de tension :
La figure montre la forme de la tension d'alimentation dans le circuit, dont le circuit contient un thyristor commandé, qui est automatiquement activé lorsque la tension atteint zéro.
Selon le mode de fonctionnement, qui est déterminé par le temps de réponse (de 0 à 9 ms), il est possible d'obtenir une évolution en douceur de la puissance consommée par le dispositif d'éclairage.
Installation d'un gradateur
Le raccordement d'un seul gradateur s'effectue de la même manière que l'installation d'un interrupteur à bascule ordinaire. Ainsi, lors de l'installation d'un gradateur à la place d'un interrupteur existant, il n'est pas nécessaire de modifier la conception du câblage électrique.
Le schéma de raccordement, ainsi que les dimensions du boîtier de prises et le repérage des bornes sont absolument identiques.
Certaines difficultés peuvent survenir uniquement dans le cas de la connexion de gradateurs en tant qu'interrupteurs de passage ou de leur combinaison en groupes contrôlés à partir de la télécommande. Le schéma de leur connexion de trois sorties pour connecter des fils électriques.
Avantages et inconvénients de l'utilisation de gradateurs
Avantages :
- La possibilité de modifier arbitrairement la luminosité de la lumière dans la pièce augmente non seulement considérablement la facilité d'utilisation des lampes, mais offre également un large éventail de solutions de conception intéressantes.
- La réduction de la tension au niveau du consommateur sans dissipation de puissance permet d'économiser de l'énergie de manière significative.
- Lors d'un fonctionnement à basse tension, la durée de vie des lampes est considérablement prolongée.
- L'utilisation d'un gradateur peut dans une certaine mesure protéger le consommateur des surtensions, qui sont l'une des principales raisons de la défaillance des lampes à incandescence.
- Les lampes sont allumées au moment où la sinusoïde de la tension d'alimentation passe par zéro, ce qui empêche une forte augmentation du courant dans celles-ci.
Défauts:
- Le prix relativement élevé de ces gradateurs par rapport aux interrupteurs à bascule classiques.
- S'il est nécessaire de remplacer un interrupteur double ou triple par un gradateur, il existe des difficultés importantes liées à l'acquisition d'un modèle de gradateur double coûteux ou d'un équipement pour des points supplémentaires pour installer deux ou trois de ces appareils.
- Distorsion de la courbe de tension d'alimentation. Cet inconvénient n'affecte pas beaucoup le résultat du travail des consommateurs d'énergie actifs, qui sont des lampes à incandescence. Dans le même temps, l'utilisation de gradateurs peut avoir un impact extrêmement négatif sur le fonctionnement des consommateurs électroniques.
Ainsi, l'utilisation de gradateurs en tant que gradateurs est tout à fait justifiée dans les cas où un changement en douceur de la luminosité de la lumière est vraiment nécessaire. Dans le même temps, en raison du coût élevé de ces appareils, les utiliser à la place de tous les interrupteurs de l'appartement semble inapproprié.
