AC vs DC kontaktorok: Típusaik és funkcióik megértése

Bevezetés

A kapcsolattartó meghatározása

Az elektromos kontaktor egy elektromechanikus eszköz, amelyet az elektromos áram áram áramlásának szabályozására használnak nagy teljesítményű áramkörökben. Olyan kapcsolóként működik, amely képes megnyitni vagy lezárni az áramkörben lévő csatlakozásokat, lehetővé téve az olyan elektromos eszközök, mint a motorok, világítási rendszerek és fűtőberendezések távvezérlését.

A kontaktor fő alkotóelemei

1. Elektromágneses tekercs: Ez az a magkomponens, amely feszültség alatt mágneses mezőt hoz létre. Ez a mágneses mező vonzza a mozgatható armatúrát, amely viszont nyitja vagy zárja a kontaktoron belüli érintkezőket.
2. Kapcsolat: Ezek olyan vezető elemek, amelyek fizikailag létrehozzák vagy megszakítják az elektromos kapcsolatot. A kontaktorok jellemzően kétféle érintkezővel rendelkeznek:
   • Fő tápcsatlakozók: Felelős az erős áramnak a terheléshez való továbbításáért.
   • Segédkontaktusok: Vezérlési és jelzési célokra használják, gyakran más eszközökkel összekapcsolva.
3. Burkolat: A kontaktor egy olyan házban van elhelyezve, amely védi a belső alkatrészeket a környezeti tényezőktől, például a portól és a nedvességtől, és biztosítja a biztonságot azáltal, hogy megakadályozza a feszültség alatt álló alkatrészekkel való véletlen érintkezést.
4. Ív elnyomó mechanizmusa: Az érintkezők nyitásakor vagy zárásakor keletkező ívek kialakulásának megakadályozása érdekében a kontaktorok gyakran tartalmaznak olyan mechanizmusokat, mint az ívcsatornák, amelyek célja az ívek gyors kioltása.

A 3-fázisú váltakozó áramú tápellátáshoz 6 tápcsatlakozó és 2 tekercscsatlakozó (A1 és A2) van. A 6 terminálból 3 terminál (L1, L2 és L3) bemenetként van csatlakoztatva a fő tápegységhez, amely általában az MCB-ből származik, és további 3 terminál (T1, T2 és T3) kimenetként a motorral, ORL-rel, időzítővel és egy másik vezérlőáramkörrel.

A segédblokk további rendelkezése a "NO" és "NC" kapcsolókkal van ellátva a készülék alkalmazásának megfelelően, ahogyan az a váltakozó áramú kontaktor csatlakozási diagramján látható.

Hitel a https://peacosupport.com/blog/what-is-contactor

Működési elv

Amint az ábrán látható, a tekercs A1 csatlakozójára váltakozó vagy egyenáram formájában táplált áram a tekercset elektromágneses mező létrehozásával feszültség alá helyezi, hogy a tekercs mozgó része a rögzített résszel érintkezésbe kerüljön. Most az áram elkezd áramlani a kontaktor "R Y B" bemeneti termináljáról a kontaktor kimenetére, és bekapcsolásként működik. Míg az A2 tekercs egy másik terminálja a semlegeshez csatlakozik, hogy az áramkört befejezze.

Amikor a kontaktor táplálását leállítják, a kontaktor mozgó tekercse a visszatérő rugó által kifejtett rugóerőnek köszönhetően visszatér eredeti helyzetébe. Ekkor nem folyik áram a kontaktor bemenetéről a kimenetére, és a kontaktor kikapcsolásként működik.

Az alábbiakban a DOL vezérlőkábel diagramja következik.

A kontaktorok típusai

• AC kontaktorok: Váltakozó áramú alkalmazásokhoz tervezték, amelyek általában ipari gépekben és világítási rendszerekben találhatók.
• DC kontaktorok: Kifejezetten egyenáramú alkalmazásokhoz készült, például elektromos járművekhez és megújuló energiarendszerekhez.

AC és DC kontaktorok közötti különbség

A különbségek a AC kontaktorok és DC kontaktorok jelentősek, elsősorban kialakításuk és működési jellemzőik miatt. Íme egy részletes összehasonlítás:

Legfontosabb különbségek

Jellemző	AC kontaktor	DC kontaktor
Tekercs kialakítása	Vékony és hosszú tekercs, rézből készült.	Rövid és kövér tekercs, gyakran öntöttvasból vagy tömör anyagból készült.
Maganyag	Laminált szilícium-acéllemezekből készült az örvényáramok csökkentése érdekében.	Tömör lágyvasból vagy öntött acélból készült, nincs szükség laminálásra.
Elektromos ellenállás	Alacsonyabb ellenállás, több hőt termel.	Nagyobb ellenállás, kevesebb hőt termel.
Arc elfojtás	Rácsos ívoltó berendezéseket használ.	Mágneses fúvású ívoltó készülékeket használ.
Működési frekvencia	Jellemzően óránként akár 600 alkalommal is működik.	Óránként akár 2000 alkalommal is működhet.
Induló áram	Magasabb indítóáram, nem alkalmas gyakori üzemelésre.	Alacsonyabb indítási áram, gyakori üzemre tervezve.
Felhasználási eset	Elsősorban váltakozó áramú áramkörökhöz (pl. motorok, világítás).	Egyenáramú áramkörökhöz (pl. elektromos járművek, fotovoltaikus rendszerek).
Kapcsolat konfiguráció	Általában több pólusú (pl. háromfázisú).	Általában kevesebb pólusú (pl. kétpólusú).

Részletes magyarázat

1. Tekercs kialakítása és ellenállás: A váltakozó áramú kontaktorok tekercsei kevesebb fordulatszámmal és kisebb ellenállással rendelkeznek, mint az egyenáramú kontaktorok, amelyek több fordulatszámmal és nagyobb ellenállással rendelkeznek, mivel az egyenáramú áramkörökben való hatékony működéshez erősebb mágneses mezőre van szükség.
2. Maganyag: A váltakozó áramú kontaktor magja laminált szilícium-acéllemezekből készül, hogy minimalizálja az örvényáramok miatti veszteségeket, amikor váltakozó áram folyik rajta keresztül. Ezzel szemben az egyenáramú kontaktorok szilárd anyagokat használhatnak, mivel ezeknél nem jelentkeznek ugyanezek a veszteségek.
3. Ív elnyomó mechanizmusa: A váltakozó áramú kontaktorok általában rácsos ívoltó berendezéseket használnak, míg az egyenáramú kontaktorok mágneses fúvószerkezeteket alkalmaznak az érintkezők nyitásakor vagy zárásakor keletkező ívek oltására.
4. Működési frekvencia és áramkezelés: A váltakozó áramú kontaktorok a tervezési korlátok miatt óránként körülbelül 600 műveletre korlátozódnak, míg az egyenáramú kontaktorok akár 2000 műveletre is képesek óránként, így alkalmasak a gyakori kapcsolást igénylő alkalmazásokhoz.
5. Alkalmazási alkalmasság: A váltakozó áramú kontaktorok ideálisak váltakozó áramú terhelések, például motorok és világítási rendszerek vezérlésére, míg az egyenáramú kontaktorok elengedhetetlenek az egyenáramú alkalmazásokban, például az elektromos járművek és a megújuló energiarendszerek esetében.

Hogyan válasszuk ki a megfelelő kontaktor

A megfelelő kontaktor kiválasztása az Ön alkalmazásához számos kritikus szempontot tartalmaz az optimális teljesítmény és biztonság biztosítása érdekében. Íme egy strukturált megközelítés, amely végigvezeti Önt a kiválasztási folyamaton:

Fő szempontok a kontaktor kiválasztásához

1. Terhelési jellemzők:
   • Jelenlegi értékelés: Határozza meg a terhelés működési áramát (le). A kontaktornak úgy kell lennie méretezve, hogy ezt az áramot túlmelegedés nélkül kezelni tudja.
   • Feszültség besorolás: Győződjön meg róla, hogy a kontaktor névleges feszültségértéke (Ue) megfelel vagy meghaladja az alkalmazás tápfeszültségét.
   • Terhelés típusa: Határozza meg, hogy a terhelés ellenállásos, induktív vagy kapacitív, mivel ez befolyásolja a kontaktor típusának és teljesítményének kiválasztását.
2. Kontaktor mérete:
   • Mérlegelje a kontaktor méretét a motor teljesítménye és üzemciklusa alapján. A gyakori be- és kikapcsolások nagyobb kontaktorra lehetnek szükségesek az indításkor fellépő nagyobb indítóáramok miatt.
3. Tekercs specifikációk:
   • Ellenőrizze a tekercsfeszültség névleges értékét a vezérlőáramkörrel való kompatibilitás biztosítása érdekében. A tekercs névleges feszültségének meg kell egyeznie a tekercs feszültségével.
   • Értse meg az érintkezők be- és kikapcsolásának működési küszöbértékeit jelző felvételi és kiesési feszültségeket.
4. Kapcsolat konfiguráció:
   • Az áramköri követelmények alapján mérje fel a szükséges főérintkezők számát (normál esetben nyitott vagy normál esetben zárt).
   • Vegye figyelembe a kiegészítő vezérlő- és jelzőfunkciókat biztosító segédérintkezőket, amelyek nem feltétlenül vezetik ugyanazt az áramot, mint a főérintkezők.
5. Környezeti feltételek:
   • Értékelje a környezeti hőmérsékletet, a páratartalmat és a pornak vagy vegyi anyagoknak való esetleges kitettséget. Válasszon olyan kontaktorokat, amelyek megfelelő környezeti minősítéssel és burkolattal rendelkeznek, hogy ellenálljanak ezeknek a körülményeknek.
6. Alkalmazás típusa:
   • A különböző alkalmazások speciális típusú kontaktorokat tehetnek szükségessé (pl. meghatározott célú kontaktorok HVAC-rendszerekhez). Győződjön meg róla, hogy az adott alkalmazási igényeknek megfelelő kontaktorokat választ.
7. Biztonsági jellemzők:
   • Keresse a beépített biztonsági funkciókat, mint például az ívkikapcsoló mechanizmusok, a túlterhelés elleni védelem és adott esetben a termikus relék. Ezek a funkciók növelik a megbízhatóságot és megakadályozzák a hiba esetén bekövetkező károkat.
8. Gyártó hírneve:
   • Válasszon egy jó hírű gyártót, amely termékeinek minőségéről és megbízhatóságáról ismert. Ez idővel jelentősen befolyásolhatja a tartósságot és a karbantartási költségeket.

Hogyan kell tesztelni egy kontaktor

A váltakozó áramú kontaktorok tesztelése elengedhetetlen a megfelelő működés és megbízhatóság biztosítása érdekében az elektromos rendszerekben. Íme egy lépésről-lépésre történő útmutató arról, hogyan tesztelhet egy váltakozó áramú kontaktor hatékonyan:

Szükséges eszközök

• Multiméter: Feszültség, ellenállás és folytonosság mérésére.
• Csavarhúzó: A kontaktor eléréséhez.
• Védőkesztyű és védőszemüveg: Személyi védelem a tesztelés során.

Vizsgálati eljárás

1. lépés: Kapcsolja ki a készüléket

A tesztelés megkezdése előtt győződjön meg arról, hogy a váltóáramú készülék tápellátása ki van kapcsolva. Keresse meg a megszakítót vagy a leválasztó kapcsolót, és kapcsolja ki az elektromos veszélyek elkerülése érdekében.

2. lépés: Szemrevételezés

Ellenőrizze a kontaktoron a sérülések látható jeleit, mint például:

• Megégett vagy megolvadt érintkezők
• Elszíneződések vagy lyukak az érintkező felületeken
• Laza csatlakozások vagy túlzott szennyeződés

Ha bármilyen sérülést talál, a kontaktor cseréjére lehet szükség.

3. lépés: A tekercs ellenállásának tesztelése

1. Állítsa a multimétert az ellenállás (Ω) beállítására.
2. Mérje meg a kontaktor tekercscsatlakozóinak ellenállását.
   • A 0 Ω rövidzárlatot jelez.
   • A végtelen (OL) nyitott áramkört jelez.
   • A normál leolvasásnak a gyártó által megadott tartományba kell esnie.

4. lépés: A feszültség vizsgálata

1. Ha a készüléket visszakapcsolták, állítsa be a multimétert váltakozó feszültség mérésére.
2. Helyezze a szondákat a kontaktor bemeneti kapcsaira.
3. Ellenőrizze, hogy a feszültség megfelel-e a kontaktoron feltüntetett specifikációknak. Ha jelentősen alacsonyabb vagy magasabb, akkor a tápegységgel lehet probléma.

5. lépés: A folytonosság ellenőrzése

1. Állítsa a multimétert folytonossági üzemmódba (ha van).
2. Kikapcsolt állapotban csatlakoztassa a szondákat a kontaktor kimeneti kapcsaihoz.
3. Bekapcsolt állapotban aktiválja a kontraktort (akár kézzel, akár a vezérlőáramkörén keresztül).
4. A multiméter folytonosságot (alacsony ellenállás) kell, hogy jelezzen, amikor az érintkezők zárva vannak.

6. lépés: Ellenőrizze az érintkezőket

Aktiválás közben vizuálisan ellenőrizze az érintkezőket a következők szempontjából:

• Ívképződés vagy lyukadás jelei
• Zökkenőmentes működés tétovázás nélkül

Ha szabálytalanságokat észlel, az azt jelezheti, hogy az érintkezők elhasználódtak és cserére szorulnak.

7. lépés: Terhelési teszt elvégzése (nem kötelező)

1. Húzza ki a vezetékeket a kontaktor terhelési oldaláról.
2. Mérje meg az ellenállást a vezeték és a terhelés oldala között nyitott és zárt helyzetben egyaránt.
3. A leolvasásoknak jelentős különbséget kell mutatniuk; ha nem, ez hibás kontaktorra utal.

A vizuális útmutatót ezen a videón találja meg.

Gyakori márkák és típusok a kontaktoroknál

VIOX Elektromos

Márkaelőny: Egy kínai márka, amely versenyképes árairól, megbízhatóságáról és átfogó termékválasztékáról ismert.

Ajánlott modellek:

• VIOX CJX2-2510 váltakozó áramú kontaktor
• VIOX CJX2-3211 váltakozó áramú kontaktor

EATON

Az Eaton Corporation plc egy globális energiagazdálkodási vállalat, amelynek székhelye Dublinban, Írországban található, és amely világszerte energiahatékony elektromos, hidraulikus és mechanikus energiamegoldásokra specializálódott a különböző iparágak számára.

Ajánlott modellek:

• XTCE015B01B: EATON IEC mágneses kontaktor: 15 A, 240V AC tekercs, 1NC, B vázméret
• CE15DNS3AB: Eaton Freedom sorozatú IEC kontaktor
• W+201K5CF: Eaton W+201K5CF kontaktor 3 pólusú kontaktor 270 Amper névleges áramerősséggel és 600V névleges feszültséggel.
• XTCF200G00T: EATON IEC mágneses kontaktor: 24V AC tekercs, 4 pólusú, 115 A, 24V AC tekercs, G vázméret

Siemens AG

Az elektrotechnika és az automatizálás területén világszinten vezető szerepet betöltő Siemens kiváló minőségű kontaktorok átfogó választékát kínálja, beleértve a különböző ipari alkalmazásokhoz tervezett váltakozó és egyenáramú típusokat is, hangsúlyt fektetve az energiahatékonyságra, a megbízhatóságra és az innovatív megoldásokra az energiaelosztó és vezérlőrendszerekben.

Ajánlott modellek:

• 3RT20181BB41: SIEMENS IEC mágneses kontaktor: 16 A, 24V DC tekercs, 1NO, S00 vázméret.
• LEN00C003120B: Siemens LE osztályú kontaktor 3 pólusú 3 fázisú 600V 30A 120V tekercs
• 3RT2027-1AK60: FURNAS SIEMENS kontaktor, 120V, 3 pólusú: Furnas Siemens márkához, 3RT2027-1AK60

Következtetés

A kontaktorok döntő szerepet játszanak a modern elektromos rendszerekben, mivel az energiaszabályozás és -elosztás gerincét alkotják. Akár váltakozó, akár egyenáramú, ezek az eszközök egyedi előnyöket kínálnak a különböző alkalmazásokhoz. A váltóáramú és egyenáramú kontaktorok közötti különbségek megértése, a megfelelő kontaktor kiválasztásának ismerete, valamint a megfelelő tesztelésük és karbantartásuk elvégzése alapvető készségek a villamos szakemberek számára.

A technológia fejlődésével az olyan márkák, mint a VIOX Electric, az EATON és a Siemens folytatják az innovációt, hatékonyabb, megbízhatóbb és sokoldalúbb kontaktor megoldásokat kínálva. A kontaktortechnológia legújabb fejlesztéseiről és legjobb gyakorlatairól való tájékozódással a mérnökök és technikusok biztonságosabb és hatékonyabb elektromos rendszereket tudnak biztosítani a különböző iparágakban.