공장이 새벽 2시에 멈췄습니다. 또.
당신이 도착할 때쯤 되면, 유지 보수팀은 이미 VFD를 점검했고, 접촉기를 확인했으며, 릴레이 로직을 검증했을 겁니다. 모터도 괜찮고, PLC도 괜찮습니다. 모든 것이 괜찮지만, 생산이 3시간 동안 중단되었고 공장 관리자는 분당 손실액을 계산하고 있습니다. 그때 누군가가 패널 도어에 있는 수동 선택 스위치를 발견합니다. 작업자가 자동 모드, 수동 조그, 모터 역전 사이를 선택할 수 있게 해주는 3단 캠 스위치 말입니다. 2번 위치가 더 이상 접촉되지 않습니다. 내부 캠 메커니즘이 고르지 않게 마모되어 5년 동안 완벽하게 작동했던 스위칭 시퀀스에 사각지대가 생긴 것입니다.
캠 스위치는 간단해 보입니다. 핸들을 돌리면 회로가 전환됩니다. 하지만 동시에 12개의 독립적인 회로를 제어할 수 있는 접점 배열, 단상 또는 3상을 전환하는지 결정하는 극 구성, AC와 DC 사이에서 크게 달라지는 전기 정격, 백만 번의 사이클을 견디거나 6개월 만에 고장나는 기계적 설계 등 눈에 보이는 것보다 더 많은 것이 있습니다.
이것은 캠 스위치의 기본 작동 원리부터 새벽 2시의 호출을 방지하는 실질적인 선택 기준까지 캠 스위치를 이해하기 위한 완벽한 가이드입니다.
캠 스위치란 무엇입니까?
캠 스위치(로터리 캠 스위치 또는 캠 작동 스위치라고도 함)는 회전하는 캠 메커니즘을 사용하여 특정하고 미리 결정된 순서로 여러 회로를 열고 닫는 수동 작동식 다중 위치 전기 스위치입니다. 하나의 회로를 제어하는 간단한 토글 또는 푸시 버튼과 달리 캠 스위치는 핸들을 한 번 돌리는 것으로 2개에서 12개 이상의 독립적인 전기 경로를 동시에 관리할 수 있습니다.
정의적인 특징은 캠 자체입니다. 회전축에 장착된 특수 프로파일 디스크(또는 디스크 세트)입니다. 핸들이나 노브를 돌리면 캠이 회전하고 윤곽이 있는 가장자리가 스프링 장착된 전기 접점을 밀어 캠 모양에 따라 열거나 닫습니다. 핸들의 각 위치는 닫힌 접점과 열린 접점의 고유한 조합에 해당합니다. 위치 1은 접점 A, B, D를 닫고 C와 E는 열어둘 수 있습니다. 위치 2로 돌리면 이제 접점 A, C, E가 닫히고 B와 D가 열립니다. 스위칭 프로그램은 말 그대로 캠 프로파일에 가공되어 있습니다.
이것은 캠 스위치를 다음과 같은 용도에 이상적으로 만듭니다. 다중 회로 컨트롤러: 단일 작업자 입력에서 여러 스위칭 작업을 조정해야 하는 애플리케이션. 모터 방향 반전(위상 교환), 다중 속도 모터 제어(스타-델타 스위칭), 전원 소스 전환(주전원에서 발전기로), 측정 선택(전압계 판독 위상 L1, L2 또는 L3)을 생각해 보십시오. 단일 캠 스위치는 여러 개의 개별 스위치, 복잡한 릴레이 로직 또는 프로그래밍 가능한 컨트롤러가 필요한 것을 대체합니다.
산업용 캠 스위치를 정의하는 주요 기능:
- 수동 조작: 코일, 자동화, 원격 제어가 없습니다. 순수한 기계적 작동입니다.
- 다중 위치 기능: 일반적으로 2~12개 위치이며, 각 정지 위치에서 촉각 피드백을 제공하는 디텐트가 있습니다.
- 높은 접점 밀도: 컴팩트한 풋프린트에 3, 6, 9개 이상의 독립적인 스위칭 극을 수용할 수 있습니다.
- 견고한 구조: 높은 기계적 내구성(종종 500,000회에서 100만 회 이상 작동)을 갖춘 산업 환경을 위해 설계되었습니다.
- 모듈식 디자인: 접점 블록을 쌓고 사용자 정의하여 애플리케이션별 스위칭 시퀀스를 만들 수 있습니다.
절충점은 무엇일까요? 캠 스위치는 수동 전용 장치입니다. 애플리케이션에 원격 또는 자동 스위칭이 필요한 경우 다음이 필요합니다. 접촉기 나 계전기. 그러나 작업자가 복잡한 스위칭 시퀀스를 직접 촉각으로 제어해야 하고 신뢰성이 자동화보다 더 중요한 경우 캠 스위치는 타의 추종을 불허합니다.
캠 스위치 작동 방식: 기계적 발레
캠 스위치를 분해하면 회전 운동을 복잡한 전기 스위칭으로 변환하는 우아한 기계 시스템을 찾을 수 있습니다. 마이크로프로세서, 펌웨어, 프로그래밍이 없습니다. 정밀 가공된 부품이 안무된 시퀀스를 수행할 뿐입니다. 다음은 부품이 함께 작동하는 방식입니다.
핵심 구성 요소
회전축 및 핸들
이것은 작업자가 상호 작용하는 것입니다. 핸들은 스위치 어셈블리 전체를 통과하는 중앙 축에 연결됩니다. 핸들을 돌리면 축이 회전하여 캠 디스크를 함께 운반합니다. 디텐트 메커니즘(일반적으로 디텐트 플레이트에 가공된 노치에서 움직이는 스프링 장착 볼 베어링)은 각 위치에서 촉각 피드백을 제공하고 진동으로 인해 스위치가 위치 사이에 정착되는 것을 방지합니다.
캠 디스크(또는 디스크)
이것은 작동의 두뇌입니다. 각 캠 디스크는 회전축에 장착된 정밀하게 프로파일링된 휠입니다. 디스크의 둘레는 원형이 아닙니다. 높은 지점(로브)과 낮은 지점(계곡)이 가공되어 있습니다. 디스크가 회전함에 따라 이러한 윤곽이 접점 액추에이터를 밀어 어떤 접점이 닫히고 어떤 접점이 열린 상태로 유지되는지 결정합니다. 간단한 스위치의 경우 단일 캠 디스크가 모든 접점을 제어합니다. 복잡한 스위칭 시퀀스의 경우 여러 캠 디스크가 축에 쌓여 각기 다른 접점 세트를 제어합니다.
접점 블록(스위칭 셀)
이것은 하나 이상의 전기 접점 세트를 포함하는 모듈식 장치입니다. 접점 블록에는 일반적으로 움직이는 접점(열고 닫는 부분)과 고정 접점(고정 연결 지점)이 포함됩니다. 스프링 압력은 움직이는 접점을 휴지 위치(열림 또는 닫힘)에 유지합니다. 캠 로브가 접점 액추에이터를 밀면 움직이는 접점이 상태를 변경합니다.
접점 블록은 쌓을 수 있습니다. 세 개의 독립적인 스위칭 극이 필요하십니까? 세 개의 접점 블록을 쌓으십시오. 여섯 개가 필요하십니까? 여섯 개를 쌓으십시오. 이 모듈성을 통해 캠 스위치를 처음부터 새로운 스위치를 설계하지 않고도 특정 애플리케이션에 맞게 사용자 정의할 수 있습니다.
프레임 및 하우징
프레임은 모든 것을 함께 고정하고 기계적 정렬을 제공합니다. 하우징은 먼지, 습기 및 기계적 손상으로부터 내부 구성 요소를 보호합니다. 산업용 캠 스위치는 일반적으로 밀폐된 패널 내부에 장착되는지 또는 환경에 노출되는지에 따라 IP20에서 IP65 등급입니다.
스위칭 시퀀스: 회전에서 회로 제어까지
핸들을 위치 0에서 위치 1로 돌릴 때 발생하는 상황은 다음과 같습니다.
- 축이 회전합니다. 손으로 핸들을 돌려 중앙 축과 부착된 모든 캠 디스크를 회전시킵니다.
- 캠 로브가 접점 액추에이터를 작동시킵니다. 캠이 회전함에 따라 높은 지점(로브)이 접점 블록의 스프링 장착 액추에이터를 밉니다. 캠 프로파일이 높은 곳에서는 액추에이터가 밀려 내부 스프링이 압축됩니다. 캠 프로파일이 낮은 곳(계곡)에서는 액추에이터가 이완됩니다.
- 접점이 상태를 변경합니다. 액추에이터가 밀리면 움직이는 접점이 이동하여 일반적으로 닫힌 접점을 열거나 일반적으로 열린 접점을 닫습니다. 열리고 닫힌 접점의 정확한 조합은 해당 회전 위치의 캠 프로파일에 따라 다릅니다.
- 디텐트가 위치를 잠급니다. 축이 다음 디텐트 노치에 도달하면 스프링 장착 볼 베어링이 제자리에 떨어져 스위치를 위치 1에 잠그고 작업자에게 촉각 확인을 제공합니다.
- 전기적 연속성이 설정(또는 끊김)됩니다. 이제 접점이 새로운 상태에 있으므로 전류가 연결된 회로를 통해 흐르거나 멈춥니다. 3상 모터가 이제 정방향 회전을 위해 연결될 수 있습니다. 전압계가 이제 L1 대신 L2 위상을 읽을 수 있습니다.
핸들을 다시 위치 2로 돌리면 캠이 더 회전하여 다른 액추에이터를 밀고 열리고 닫힌 접점의 새로운 조합을 만듭니다. 각 핸들 위치는 고유한 전기적 상태에 해당하며 해당 상태는 캠 디스크에 가공된 기계적 프로파일에 의해 완전히 결정됩니다.
Pro-Tip: 캠 프로파일은 영구적입니다. 일단 가공되면 스위칭 시퀀스가 고정됩니다. 이것은 강점(프로그래밍 오류, 소프트웨어 버그, 손상 없음)이자 제한 사항(시퀀스를 변경하려면 캠 디스크를 물리적으로 교체해야 함)입니다. 현장에서 구성 가능한 로직이 필요한 애플리케이션의 경우 PLC 또는 프로그래밍 가능한 릴레이가 더 나은 선택입니다. 방탄 신뢰성이 필요하고 스위치가 항상 의도한 대로 정확하게 작동할 것이라는 작업자의 확신이 필요한 애플리케이션의 경우 캠 스위치를 이기기 어렵습니다.
캠 스위치 유형: 올바른 구성 찾기
캠 스위치는 특정 제어 시나리오에 최적화된 여러 기능적 유형으로 제공됩니다. 선택하는 유형은 제어하는 대상과 필요한 스위칭 상태의 수에 따라 다릅니다.
ON/OFF 스위치(아이솔레이터 스위치)
가장 간단한 구성입니다. 이것은 2위치 스위치입니다. OFF(0) 및 ON(1). 모든 접점이 동시에 작동합니다. 위치 1로 돌리면 모든 극이 닫히고 위치 0으로 돌리면 모두 열립니다. 이것을 수동 분리 스위치 또는 부하 아이솔레이터로 생각하십시오.
일반적인 응용 분야: 기계 유지 보수를 위한 주 전원 분리, 비상 수동 종료, 자동화 시스템을 위한 백업 분리.
이 유형을 선택하는 이유: 회로 또는 기계에 대한 전원을 차단하는 매우 간단하고 수동으로 작동되는 수단이 필요한 경우. 기계적 작동은 회로가 열려 있음을 눈으로 확인할 수 있도록 합니다. 회로 차단기와 달리 자동 트립 기능이 없습니다. 이것은 순수한 수동 제어입니다.
전환 스위치(전송 스위치)
이러한 스위치는 한 전원에서 다른 전원으로 부하를 전송합니다. 일반적인 구성은 3위치입니다. 소스 A — OFF — 소스 B. 중앙 위치(0)는 두 소스를 모두 분리하여 역류를 방지합니다. 위치 1은 부하를 소스 A(예: 주 전원)에 연결합니다. 위치 2는 부하를 소스 B(예: 발전기 또는 백업 공급 장치)에 연결합니다.
일반적인 응용 분야: 수동 발전기 전송, 이중 전원 소스 선택, 백업 전원 스위칭, 이중 공급 시스템.
이 유형을 선택하는 이유: 두 개의 다른 전원 소스 중에서 수동으로 선택하고 두 소스가 동시에 연결되지 않도록 해야 하는 경우(단락 또는 병렬 오류가 발생할 수 있음). 캠 프로파일에 내장된 기계적 인터록은 동시 연결을 불가능하게 만듭니다.
선택기 스위치(다중 위치 스위치)
이것은 캠 스위치의 스위스 군용 칼입니다. 3개 이상의 위치를 제공하며 각 위치는 다른 접점 조합을 활성화합니다. 일반적인 구성에는 3위치, 4위치 및 최대 12위치 스위치가 포함됩니다.
일반적인 용도:
- 모드 선택: 자동 — OFF — 수동 — 테스트
- 속도 선택: 느림 — 중간 — 빠름
- 기능 선택: 가열 — 꺼짐 — 냉방 — 팬
- 측정 선택: 전압계 판독값 L1 — L2 — L3 (3상)
이 유형을 선택하는 이유: 단일 제어 지점에서 작업자에게 여러 개의 뚜렷한 작동 모드를 제공해야 하는 경우. 각 위치는 완전히 다른 회로 로직을 활성화할 수 있습니다. 디텐트는 작업자가 실수로 위치 사이에 멈추지 않도록 합니다.
모터 제어 스위치
이는 모터 제어 기능(정방향, 역방향, 정지, 조그)을 위해 특별히 구성된 특수 캠 스위치입니다. 일반적인 모터 제어 캠 스위치는 3위치 선택기(정방향 — 꺼짐 — 역방향)일 수 있으며, 각 방향은 3개의 모터 상 중 2개를 교환하여 회전을 반대로 합니다.
일반적인 응용 분야: 컨베이어 방향 제어, 호이스트 상/하 제어, 가역 팬 작동, 공작 기계 스핀들 방향.
이 유형을 선택하는 이유: 접점기 또는 PLC에 의존하지 않고 모터 방향을 수동으로 로컬 제어해야 하는 경우. 이러한 스위치는 모터 기동 돌입 전류를 처리할 수 있도록 더 높은 전류 정격으로 제작되며 보호를 위해 열 과부하 계전기와 함께 사용되는 경우가 많습니다. 접점기 기반 시스템에 비해 장점은 직접적인 작업자 제어입니다. 계전기가 작동될 때까지 기다릴 필요가 없고 제어 회로 고장으로 인해 모터가 잘못된 상태로 남을 위험이 없습니다.
Pro-Tip: 모터 역전 애플리케이션의 경우 중앙 OFF 위치가 있는 캠 스위치를 선택하십시오. 이렇게 하면 모터가 역전되기 전에 완전히 정지하여 다음을 방지할 수 있습니다. 방향 변경 재해—모터가 여전히 회전하는 동안 역전으로 인한 기계적 및 전기적 스트레스. 일부 모터 제어 캠 스위치에는 핸들이 반대 방향에 도달하기 전에 OFF 위치를 통과해야 하는 내장형 기계적 인터록이 포함되어 있습니다.
전압계 및 전류계 선택기 스위치
이는 계기판용으로 특별히 설계된 다중 위치 선택기의 하위 집합입니다. 단일 미터(전압계 또는 전류계)로 시스템의 여러 지점을 측정할 수 있습니다. 예를 들어 3상 전압계 선택기 스위치에는 L1-N, L2-N, L3-N 및 OFF의 4가지 위치가 있습니다.
일반적인 응용 분야: 3상 모터 제어 패널, 배전 패널 모니터링, 발전기 제어 패널, 산업 기계 모니터링 스테이션.
이 유형을 선택하는 이유: 비용 절감 및 패널 공간. 3상 시스템을 모니터링하기 위해 3개의 개별 전압계를 설치하는 대신 하나의 미터와 하나의 선택기 스위치를 설치합니다. 작업자는 스위치를 원하는 상으로 회전시키고 미터는 해당 상의 전압 또는 전류를 표시합니다.
여기서 중요한 엔지니어링 고려 사항은 접점 정격입니다. 전압계 선택기 스위치는 매우 낮은 전류(밀리암페어)를 전달하므로 접점 수명이 거의 무한합니다. 그러나 전류계 선택기 스위치는 측정되는 전체 부하 전류를 전달하므로 미터 부담뿐만 아니라 실제 부하에 맞게 스위치를 지정해야 합니다.
접점 배열 및 극 구성
올바른 캠 스위치를 지정하려면 극, 투척 및 접점 배열을 이해하는 것이 필수적입니다. 이러한 용어는 스위치가 제어하는 독립 회로의 수와 해당 회로가 구성되는 방식을 정의합니다.
극 및 투척: 기초
극: 극은 독립적인 스위칭 회로입니다. 단극 스위치는 하나의 회로를 제어합니다. 3극 스위치는 3개의 독립 회로를 제어합니다. 3상 모터 애플리케이션에서는 일반적으로 3극 또는 4극 스위치(상당 1극, 선택적으로 중성선용 1극)를 사용합니다.
투척: 투척은 각 극이 연결할 수 있는 출력 위치의 수입니다. 단투척 스위치는 극을 하나의 출력(ON/OFF)에 연결합니다. 복투척 스위치는 극을 두 개의 가능한 출력 중 하나에 연결합니다(전환: 출력 A 또는 출력 B).
일반적인 구성:
- SPST(단극 단투척): 하나의 회로를 제어하는 기본 ON/OFF 스위치.
- SPDT(단극 복투척): 하나의 입력을 두 개의 출력 중 하나로 전달하는 전환 스위치.
- DPST(쌍극 단투척): 단일 핸들로 작동되는 두 개의 독립적인 ON/OFF 스위치. 라인과 중성선을 모두 전환하거나 두 개의 개별 부하를 동시에 제어하는 데 일반적입니다.
- DPDT(쌍극 복투척): 두 개의 독립적인 전환 스위치. 모터 역전(두 상 교환) 또는 이중 회로 전환에 자주 사용됩니다.
- 3PDT, 4PDT 등: 3상 모터 제어 또는 복잡한 전환 애플리케이션을 위한 3극 또는 4극 복투척 구성.
캠 스위치는 훨씬 더 나아갈 수 있습니다. 최대 12극 이상, 복잡한 다중 위치(다중 투척) 구성이 가능합니다. 6극, 4위치 캠 스위치(6P4T)는 각각 4개의 가능한 상태를 가진 6개의 독립 회로를 제어할 수 있습니다. 이것이 모듈식 접점 블록 설계의 힘입니다.
접점 유형: NO, NC 및 CO
캠 스위치의 각 극은 다른 접점 유형으로 구성할 수 있습니다.
일반적으로 열림(NO): 스위치가 휴지 위치에 있을 때 접점이 열려 있습니다(연속성 없음). 캠은 접점을 닫기 위해 액추에이터를 밀어야 합니다. 이것은 “메이크” 접점입니다. 핸들을 돌리면 회로가 만들어집니다. 회로가 만들어집니다.
일반적으로 닫힘(NC): 접점이 휴지 위치에서 닫힙니다(연속성). 캠은 접점을 열기 위해 액추에이터를 밀어야 합니다. 이것은 “브레이크” 접점입니다. 핸들을 돌리면 회로가 끊어집니다. 회로가 만들어집니다.
회로가 끊어집니다. 전환(CO):.
"전송" 접점 또는 "SPDT" 접점이라고도 합니다. 이것은 하나의 공통 단자와 두 개의 출력 단자가 있는 3단자 구성입니다. 한 위치에서 공통 단자는 출력 A에 연결됩니다. 다른 위치에서 공통 단자는 출력 B에 연결됩니다. 접점은 연결을 한 출력에서 다른 출력으로 전송합니다.
- 캠 스위치를 지정할 때 각 위치에 대한 접점 배열을 정의합니다. 예를 들어 3위치 모터 제어 스위치는 다음과 같은 배열을 가질 수 있습니다. 위치 1(정방향):
- 극 1, 2, 3은 L1-U, L2-V, L3-W로 구성됩니다. 위치 0(OFF):
- 모든 극이 열립니다. 위치 2(역방향):
극 1, 2, 3은 L1-W, L2-V, L3-U로 구성됩니다(상 U와 W 교환).
Pro-Tip: 각 극에 대한 캠 프로파일은 정확히 이 시퀀스를 달성하도록 설계되었습니다.
그림 3: 일반적인 극 및 투척 구성을 보여주는 접점 배열 다이어그램. SPST(단극 단투척)는 하나의 회로에 대한 간단한 ON/OFF 제어를 제공합니다. SPDT(단극 복투척)는 두 출력 간의 전환을 가능하게 합니다. DPDT(쌍극 복투척)는 두 개의 독립 회로를 동시에 제어하며, 일반적으로 상 교환이 필요한 모터 역전 애플리케이션에 사용됩니다.
전기 정격: 스위치를 부하에 맞추기.
전압 및 전류 정격
정격 작동 전압(Ue): 캠 스위치는 여러 회로를 제어할 수 있지만 처리하도록 요청하는 전기 부하에 대해 정격이 지정된 경우에만 가능합니다. 전압, 전류 및 부하 유형이 모두 중요하며 정격은 스위칭하는 대상에 따라 달라집니다.
정격 작동 전압(Ue): 이는 스위치가 정상 작동에서 처리하도록 설계된 최대 전압입니다. 일반적인 산업용 캠 스위치는 최대 690V AC 또는 1000V AC(IEC 60947-3에 따름)로 정격이 지정됩니다. DC 애플리케이션의 경우 정격은 일반적으로 설계에 따라 250V DC, 500V DC 또는 1500V DC입니다.
정격 절연 전압(Ui): 정격 작동 전류(Ie):.
이는 스위치가 과열 없이 지속적으로 전달할 수 있는 최대 전류입니다. 정격은 경부하 스위치의 경우 10A에서 중부하 산업 모델의 경우 160A 이상까지 다양합니다. 그러나 여기서 중요한 점은 전류 정격이 활용 범주에 따라 달라진다는 것입니다(자세한 내용은 아래 참조). 정격 절연 전압(Ui):.
활용 범주: 부하 유형이 중요합니다.
모든 25A 부하가 동일한 것은 아닙니다. 25A 저항 히터는 스위칭하기 쉽지만, 시동 중인 25A 모터는 정상 상태 전류보다 접점에 훨씬 더 큰 스트레스를 주는 막대한 돌입 전류와 역기전력을 생성합니다. 이것이 IEC 60947-3에서 정의하는 이유입니다. 활용 범주—접점이 견뎌야 하는 스위칭 의무의 종류를 지정하는 표준화된 부하 분류입니다.
AC 캠 스위치의 일반적인 활용 범주:
| 범주 | 로드 유형 | 전형적인 응용 프로그램 |
|---|---|---|
| AC-1 | 비유도성 또는 약간 유도성 부하 | 저항 히터, 배전 회로 |
| AC-3 | 농형 모터: 기동 및 작동 중인 모터 스위칭 | 표준 모터 제어, 펌프, 팬, 컨베이어 |
| AC-15 | 전자기 부하 제어(>72VA) | 접촉기 코일, 솔레노이드 밸브 |
| AC-20A / AC-20B | 무부하 조건에서 연결 및 분리 | 수동 단로 스위치, 무부하 전환 |
| AC-21A / AC-21B | 적당한 과부하를 포함한 저항 부하 스위칭 | 난방 회로, 백열등 조명 (산업 현장에서는 드물다) |
| AC-22A / AC-22B | 적당한 과부하를 포함한 혼합 저항 및 유도 부하 스위칭 | 혼합 조명 및 소형 모터 |
| AC-23A / AC-23B | 모터 부하 또는 기타 고유도성 부하 스위칭 | 중부하 모터 제어, 높은 기동 토크 애플리케이션 |
문자 접미사는 작동 빈도를 나타냅니다. A = 빈번한 작동, B = 드문 작동.
DC 애플리케이션의 경우 범주에는 DC-1(저항), DC-3(모터), DC-13(전자석) 등이 포함됩니다. 항상 데이터시트를 확인하십시오. DC 스위칭은 아크를 자연적으로 소멸시키는 영점 교차가 없기 때문에 AC보다 접점에 더 어렵습니다.
디레이팅 및 실제 조건
데이터시트 등급은 제어된 실험실 조건(주변 온도 40°C, 해수면 고도, 깨끗한 접점 및 정격 전압)을 가정합니다. 실제 설치는 이러한 조건을 모두 충족하는 경우가 드뭅니다.
온도 디레이팅: 40°C 이상 10°C마다 전류 용량을 약 10-15% 줄여야 합니다. 40°C에서 32A로 정격된 캠 스위치는 60°C 패널 인클로저에서 24A만 안전하게 전달할 수 있습니다.
고도 디레이팅: 2,000미터 이상에서는 공기가 희박해져 냉각 효율과 유전 강도가 감소합니다. 제조업체는 일반적으로 디레이팅 곡선을 지정합니다. 3,000-4,000미터에서 10-20%의 전류 감소가 예상됩니다.
접촉 마모: 접점이 노후화되고 표면 산화가 발생하면 저항이 증가합니다. 이로 인해 열이 발생하여 추가적인 열화가 가속화됩니다. 정기적인 검사와 가끔 접점 청소는 수명을 연장하지만 수십만 사이클에 걸쳐 성능이 점차 저하될 것으로 예상됩니다.
Pro-Tip: 모터 제어 애플리케이션(AC-3 범주)의 경우 항상 모터의 전체 부하 전류의 1.5배 이상으로 정격된 캠 스위치를 선택하십시오. 모터 기동 돌입 전류(일반적으로 FLA의 5-7배)는 접점에 치명적입니다. 모터가 10A FLA인 경우 AC-3 듀티에서 최소 16A로 정격된 스위치를 지정하십시오. DC 모터 제어 또는 고유도성 부하의 경우 해당 마진을 2배로 늘리십시오. 추가 용량은 조기 접점 용접 또는 피팅 대신 수년간의 안정적인 서비스를 제공합니다.
캠 스위치가 뛰어난 분야: 실제 애플리케이션
캠 스위치는 수동, 다중 위치 제어가 필요하고 자동화가 정당화되지 않거나 직접적인 작업자 제어가 안전 또는 작동 요구 사항인 시나리오에서 빛을 발합니다. 다음은 가장 일반적인 산업 애플리케이션입니다.
모터 제어 및 역전
캠 스위치는 특히 작업자가 로컬 제어 스테이션에서 모터를 시작, 중지 및 역전해야 하는 경우 수동 모터 제어에 널리 사용됩니다. 컨베이어, 호이스트, 크레인, 공작 기계 및 환기 팬은 모두 캠 스위치 제어의 이점을 누릴 수 있습니다. 기계적 신뢰성과 촉각 피드백은 작업자에게 스위치가 원하는 상태에 있다는 확신을 줍니다. 릴레이 코일이 작동되기를 기다릴 필요도 없고 소프트웨어 결함도 없으며 핸들 위치에서 모터로 직접 전기 연결됩니다.
수동 전원 전환(전환)
백업 발전기 또는 이중 전원 공급 장치가 있는 시설에서 수동 전환 스위치(특정 유형의 캠 스위치)를 사용하면 작업자가 주 전원과 발전기 전원 간에 안전하게 전환할 수 있습니다. 캠 프로파일은 두 전원이 동시에 연결되지 않도록 하여 장비를 손상시키거나 유틸리티 작업자를 위험에 빠뜨릴 수 있는 역전류를 방지합니다. 이러한 스위치는 많은 관할 구역에서 코드로 요구되며 유지 보수 중에 전원 공급 장치를 격리하는 눈에 보이는 잠금 가능한 수단을 제공합니다.
계기 선택(전압계, 전류계)
3상 시스템은 종종 캠 작동 선택기 스위치가 있는 단일 미터를 사용하여 각 상의 전압 또는 전류를 측정합니다. 이렇게 하면 세 개의 개별 미터를 설치하는 것보다 패널 공간과 비용이 절약됩니다. 작업자는 선택기를 L1, L2 또는 L3으로 회전하고 미터는 해당 값을 표시합니다. 이러한 스위치는 최소 전류(전압계 스위치) 또는 실제 부하 전류(전류계 스위치)를 전달하므로 전압 측정을 위한 저전류 모델, 전류계 듀티를 위한 고전류 모델로 지정됩니다.
비상 및 유지 보수 격리
캠 스위치는 유지 보수 중 장비 격리를 위한 수동 단로 스위치 역할을 합니다. 실수로 재설정할 수 있는 회로 차단기와 달리 캠 스위치는 의도적인 수동 회전이 필요하며 자물쇠로 OFF 위치에 잠글 수 있습니다(많은 모델에 잠금 장치 제공). 이것은 그들을 위해 이상적입니다 안전 잠금: 기술자가 장비에서 작업하는 동안 전원이 꺼진 상태로 유지되도록 합니다.
다기능 제어 패널
예를 들어 AUTO/MANUAL/TEST와 같이 모드 선택이 필요한 애플리케이션에서 캠 스위치는 간단하고 직관적인 인터페이스를 제공합니다. 각 모드는 서로 다른 회로 세트를 활성화하여 자동화를 활성화 또는 비활성화하고, PLC에서 로컬 푸시 버튼으로 제어를 전환하거나, 신호를 다른 출력으로 라우팅합니다. 기계적 디텐트는 작업자가 가시성이 낮은 환경에서도 각 위치를 느낄 수 있도록 합니다.
캠 스위치 대 접촉기: 어떤 것이 필요합니까?
두 장치 모두 전기 회로를 전환하지만 근본적으로 다른 제어 패러다임을 위해 설계되었습니다. 잘못 선택하면 시스템이 지나치게 복잡해지거나 기능이 저하됩니다.
핵심 차이점
캠 스위치 는 로컬 작업자 제어를 위한 수동 작동식 다중 위치 스위치입니다. 핸들을 돌리면 회로가 전환됩니다. 작업자가 직접 루프에 있습니다.
접촉기 는 자동화되거나 원격 제어를 위한 전자기적으로 작동되는 원격 제어 스위치입니다. 저전력 신호(PLC, 푸시 버튼 또는 릴레이에서)가 코일에 전원을 공급하여 주 접점을 닫습니다. 작업자는 간접적으로 루프에 있습니다.
캠 스위치를 선택해야 하는 경우
- 수동 제어가 필요하거나 선호되는 경우: 작업자는 회로에 대한 직접적이고 촉각적인 제어가 필요합니다.
- 다중 위치 또는 복잡한 스위칭: 단일 작업으로 여러 회로를 조정해야 합니다(예: 모터 역전, 모드 선택, 전원 전환).
- 높은 신뢰성, 낮은 유지 보수: 코일이 타거나 보조 접점이 고장날 염려 없이 기계적 단순성만 있습니다.
- 시각적 확인: 핸들 위치는 회로 상태를 한눈에 보여줍니다.
- 자동화 인프라 없음: PLC, 제어 회로 없이 직접 작업자 입력만 사용합니다.
- 비용에 민감한 애플리케이션: 캠 스위치는 일반적으로 간단한 수동 제어에 컨택터 기반 시스템보다 저렴합니다.
연락 담당자를 선택해야 하는 경우
- 원격 또는 자동 제어: 스위칭 동작이 원거리에서 또는 자동화된 로직(PLC, 타이머, 센서)에 따라 발생해야 합니다.
- 고전력 부하: 컨택터는 강력한 모터 기동 작업을 위해 특별히 설계되었으며 수천 암페어를 처리할 수 있습니다.
- 빈번한 고주기 스위칭: 컨택터는 부하 상태에서 수십만 또는 수백만 번의 전기적 작동을 위해 제작되었습니다.
- 자동화와의 안전 인터록: 스위치가 안전 릴레이, 비상 정지 회로 또는 공정 인터록에 의해 제어되어야 합니다.
- 조정된 다중 장치 제어: 여러 컨택터, 과부하 릴레이 및 타이머가 모터 스타터 또는 제어 시스템에서 함께 작동하는 경우.
둘 다 사용할 수 있습니까?
물론입니다. 많은 모터 제어 시스템은 로컬 수동 제어(정방향-OFF-역방향)에 캠 스위치를 사용하고 자동화된 원격 제어에 컨택터를 사용합니다. 캠 스위치는 자동화를 완전히 우회(수동 오버라이드)하거나 설계에 따라 컨택터 코일을 활성화/비활성화할 수 있습니다. 핵심은 어떤 장치가 어떤 기능을 처리하는지 이해하는 것입니다.
Pro-Tip: 애플리케이션에 로컬 수동 제어가 필요한 경우 그리고 원격 자동 제어의 경우 컨택터와 인터페이스하는 보조 접점이 있는 캠 스위치를 고려하십시오. 캠 스위치 위치는 컨택터 코일을 활성화하거나 비활성화하여 작업자에게 최종 권한을 부여하는 동시에 자동화 기능을 유지할 수 있습니다. 이 하이브리드 방식은 수동 및 자동 모드가 모두 필요한 호이스트, 컨베이어 및 공정 장비에서 일반적입니다.
올바른 캠 스위치 선택: 주요 고려 사항
캠 스위치가 올바른 솔루션이라고 판단되면 애플리케이션에서 실제로 작동하는 장치를 지정하는 방법은 다음과 같습니다.
- 스위칭 시퀀스 정의: 각 위치에서 수행해야 할 작업을 매핑하는 것으로 시작합니다. 위치 1에서 어떤 접점이 닫히나요? 어떤 접점이 열리나요? 모든 위치에 대해 이 작업을 수행합니다. 대부분의 제조업체는 요구 사항을 캠 프로필로 변환하는 데 도움이 되는 스위칭 테이블 또는 구성 소프트웨어를 제공합니다.
- 극 및 투척 구성 결정: 제어하는 독립 회로의 수(극)와 각 회로에 필요한 출력 상태 수(투척)를 계산합니다. 모터 역전 스위치는 일반적으로 3극(상당 1개)과 2투척(정방향 및 역방향)이 필요하며 OFF 위치가 추가되어 3극, 3위치 스위치가 됩니다.
- 전기 정격 선택: 전압 및 전류 정격을 부하에 맞추고 항상 활용 범주를 확인하십시오. 모터 부하의 경우 모터 FLA의 1.5~2배에서 AC-3 듀티를 지정합니다. 저항 부하의 경우 일반적으로 부하 전류의 1.2배에서 AC-1 듀티가 적절합니다.
- 환경 보호 고려: 실내 깨끗한 패널? IP20이면 충분합니다. 실외 또는 세척 환경? IP65 또는 IP67로 이동합니다. IP 등급은 설치된 구성을 고려해야 합니다. 패널 도어를 통해 스위치를 장착하는 경우 적절한 개스킷 압축과 사용하지 않는 케이블 입구가 밀봉되었는지 확인하십시오.
- 기계적 내구성 확인: 산업 애플리케이션의 경우 최소 500,000회 작동의 기계적 수명 등급을 찾으십시오. 전기적 수명은 더 낮지만(일반적으로 정격 부하에서 50,000~200,000회 작동) 이는 정상입니다. 접점 마모는 불가피합니다.
- 표준 준수 확인: 스위치가 IEC 60947-3(또는 북미 애플리케이션의 경우 UL 508)에 따라 인증되었는지 확인하십시오. 시장에 따라 CE 마크(유럽), UL 목록(미국) 또는 CSA 인증(캐나다)을 찾으십시오.
Pro-Tip: 애플리케이션에 사용자 지정 스위칭 로직이 포함된 경우 설계 단계 초기에 제조업체와 협력하십시오. 캠 스위치는 고도로 사용자 정의할 수 있지만 해당 사용자 정의는 공장에서 이루어집니다. 캠 프로필은 현장에서 프로그래밍할 수 있는 것이 아니라 기계 가공됩니다. 각 위치에서 어떤 접점이 닫히는지 보여주는 자세한 스위칭 테이블을 제공하면 제조업체에서 캠 프로필을 일치하도록 설계할 수 있습니다.
표준 및 인증
산업용으로 판매되는 캠 스위치는 국제 및 지역 안전 표준을 준수해야 합니다. 주요 표준은 IEC 60947-3: 저전압 개폐 장치 및 제어 장치 – 파트 3: 스위치, 단로기, 스위치 단로기 및 퓨즈 조합 장치. 입니다. 국제전기기술위원회에서 발행한 이 표준은 최대 1,000V AC 또는 1,500V DC 회로에 사용되는 스위치, 단로기 및 유사 장치에 대한 요구 사항을 정의합니다.
2025년 11월 현재 최신 버전은 IEC 60947-3:2020, 이며, 수정 사항(IEC 60947-3:2020/AMD1:2025)은 2025년 5월에 게시되었습니다. 이 수정 사항은 몇 가지 중요한 업데이트를 도입합니다.
- DC 스위치에 대한 중요 부하 전류 테스트: 제로 크로싱 없이 아크 소멸 문제를 해결하여 DC 스위칭 성능을 평가하기 위한 새로운 테스트 절차입니다.
- 보호되는 스위치에 대한 조건부 단락 회로 정격 회로 차단기: 업스트림 보호 장치와 캠 스위치를 조정하기 위한 지침입니다.
- 고효율 모터에 대한 새로운 범주: 다양한 기동 특성을 가진 최신 모터 유형을 인식합니다.
- 새로운 부록: 부록 E는 알루미늄 도체 연결을 다루고, 부록 F는 전력 손실 측정을 다룹니다.
이러한 업데이트는 산업 전기 시스템의 진화하는 요구 사항을 반영하고 최신 캠 스위치가 현재 안전 및 성능 기대치를 충족하는지 확인합니다.
IEC 60947-3 외에도 다음 인증을 확인하십시오.
- CE 마크(유럽): 안전 및 전자기 호환성에 대한 EU 지침 준수를 나타냅니다.
- UL 508 목록(미국): 산업 제어 장비에 대한 UL(Underwriters Laboratories) 인증입니다.
- CSA 인증(캐나다): 캐나다 표준 협회 승인입니다.
- CCC 마크(중국): 중국 시장에서 판매되는 제품에 대한 중국 강제 인증입니다.
지정하는 특정 모델이 시장 및 애플리케이션에 필요한 인증을 보유하고 있는지 항상 확인하십시오. IEC 표준에 따라 인증된 스위치는 북미 설치에 대해 추가 UL 또는 CSA 목록이 여전히 필요할 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
결론
캠 스위치는 기계적 우아함을 통해 복잡한 제어 문제를 해결하는 겉보기에는 단순한 장치입니다. 정밀하게 가공된 캠, 접점 블록 세트 및 디텐트 메커니즘은 안정적이고 촉각적이며 실수로 잘못 구성할 수 없는 다중 위치, 다중 회로 제어를 제공합니다. 펌웨어 업데이트, 소프트웨어 버그 없이 캠 프로필에 잠긴 결정론적 스위칭 로직만 있습니다.
모든 작업에 적합한 도구는 아닙니다. 원격 제어 또는 자동화가 필요한 경우 컨택터 및 릴레이가 필요합니다. 대규모 모터 부하를 전환하거나 과도한 유도 듀티에서 수십만 번의 전기적 사이클이 필요한 경우 컨택터는 이를 위해 특별히 제작되었습니다. 그러나 애플리케이션에 복잡한 스위칭 시퀀스(모터 역전, 전원 변경, 기기 선택, 모드 전환)를 통한 수동, 다중 위치 제어가 필요한 경우 캠 스위치는 타의 추종을 불허합니다.
올바르게 지정하십시오. 부하 유형을 활용 범주와 일치시키십시오. 온도 및 고도에 따라 디레이팅하십시오. 시운전하기 전에 캠 프로필이 스위칭 테이블과 일치하는지 확인하십시오. 그리고 핸들 위치는 단순한 표시기가 아닙니다. 입니다. 회로 상태입니다. 화면에서는 얻을 수 없는 확실성입니다.
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