AC vs DC kontaktorer: Forstå deres typer og funksjoner

Innledning

Definisjon av kontaktor

En elektrisk kontaktor er en elektromekanisk enhet som brukes til å kontrollere strømmen i strømkretser med høy effekt. Den fungerer som en bryter som kan åpne eller lukke tilkoblinger i en krets, noe som muliggjør fjernstyring av elektriske enheter som motorer, belysningssystemer og varmeutstyr.

Nøkkelkomponenter i en kontaktor

1. Elektromagnetisk spole: Dette er kjernekomponenten som genererer et magnetfelt når den aktiveres. Dette magnetfeltet tiltrekker seg et bevegelig anker, som i sin tur åpner eller lukker kontaktene i kontaktoren.
2. Kontaktpersoner: Dette er ledende elementer som fysisk lager eller bryter den elektriske forbindelsen. Kontaktorer har vanligvis to typer kontakter:
   • Hovedstrømkontakter: Ansvarlig for å føre den kraftige strømmen til lasten.
   • Hjelpekontakter: Brukes til kontroll- og signalformål, ofte med grensesnitt mot andre enheter.
3. Vedlegg: Kontaktoren er plassert i et kabinett som beskytter de interne komponentene mot miljøfaktorer som støv og fuktighet, og sørger for sikkerhet ved å forhindre utilsiktet kontakt med spenningsførende deler.
4. Mekanisme for lysbueundertrykkelse: For å forhindre lysbuer når kontakter åpnes eller lukkes, har kontaktorer ofte mekanismer som lysbuer som er utformet for å slukke lysbuer raskt.

Det er 6 strømterminaler og 2 spoleterminaler (A1 og A2) for 3-faset AC-forsyning. Av de 6 terminalene er 3 terminaler L1, L2 og L3 koblet til som inngang med hovedstrømforsyningen som vanligvis kommer fra MCB, og ytterligere 3 terminaler T1, T2 og T3 som utgang med motor, ORL, timer og en annen kontrollkrets.

Ekstrautstyr for hjelpeblokken er utstyrt med "NO" og "NC" i henhold til instrumentets bruksområde, som vist i koblingsskjemaet for vekselstrømkontaktorer.

Kreditt til https://peacosupport.com/blog/what-is-contactor

Arbeidsprinsipp

Som vist i diagrammet, tilføres spolen strøm i form av vekselstrøm eller likestrøm til spoleterminalen A1, noe som aktiverer spolen ved å generere et elektromagnetisk felt som bringer den bevegelige delen av spolen i kontakt med den faste delen. Nå begynner strømmen å flyte fra kontaktorens "R Y B"-inngangsterminal til kontaktorens utgang og fungerer som en bryter på. Mens en annen terminal på spolen A2 er koblet til nøytral for å fullføre kretsen.

Når strømtilførselen til kontaktoren stoppes, går kontaktorens bevegelige spole tilbake til utgangsposisjonen på grunn av fjærkraften som utøves av returfjæren. På dette tidspunktet vil det ikke flyte noen strøm fra inngangen til kontaktorens utgang, og den vil fungere som en utkobling.

Følgende er kontrollkabeldiagrammet for DOL.

Typer av kontaktorer

• AC-kontaktorer: Konstruert for vekselstrømsapplikasjoner, som ofte finnes i industrimaskiner og belysningssystemer.
• DC-kontaktorer: Spesielt laget for likestrømsapplikasjoner, for eksempel elektriske kjøretøy og fornybare energisystemer.

Forskjellen mellom AC- og DC-kontaktorer

Forskjellene mellom AC-kontaktorer og DC-kontaktorer er betydelige, først og fremst på grunn av deres design og driftsegenskaper. Her er en detaljert sammenligning:

Viktige forskjeller

Funksjon	AC-kontaktor	DC-kontaktor
Spoledesign	Tynn og lang spole, laget av kobber.	Kort og tykk spole, ofte laget av støpejern eller massivt materiale.
Kjernemateriale	Laget av laminerte silisiumstålplater for å redusere virvelstrømmer.	Laget av solid mykt jern eller støpt stål, ingen laminering er nødvendig.
Elektrisk motstand	Lavere motstand, genererer mer varme.	Høyere motstand, genererer mindre varme.
Lysbueundertrykkelse	Bruker lysbueslukningsutstyr på nettet.	Bruker magnetisk blåsende lysbueslukningsutstyr.
Driftsfrekvens	Den brukes vanligvis opptil 600 ganger i timen.	Kan brukes opptil 2000 ganger i timen.
Startstrøm	Høyere startstrøm, ikke egnet for hyppig drift.	Lavere startstrøm, designet for hyppig bruk.
Brukssak	Brukes først og fremst til vekselstrømkretser (f.eks. motorer, belysning).	Brukes til likestrømskretser (f.eks. elektriske kjøretøy, solcelleanlegg).
Kontakt Konfigurasjon	Har vanligvis flere poler (f.eks. trefase).	Har vanligvis færre poler (f.eks. topolet).

Detaljert forklaring

1. Spoledesign og motstand: AC-kontaktorer har spoler med færre vindinger og lavere motstand sammenlignet med DC-kontaktorer, som har flere vindinger og høyere motstand på grunn av behovet for et sterkere magnetfelt for å fungere effektivt i DC-kretser.
2. Kjernemateriale: Kjernen i en vekselstrømskontaktor er laget av laminerte silisiumstålplater for å minimere tap på grunn av virvelstrømmer når vekselstrøm flyter gjennom den. I motsetning til dette kan DC-kontaktorer bruke faste materialer siden de ikke opplever de samme tapene.
3. Mekanisme for lysbueundertrykkelse: Vekselstrømskontaktorer bruker vanligvis lysbueslukkere på nettet, mens likestrømskontaktorer bruker magnetiske blåsemekanismer for å slukke lysbuer som oppstår når kontakter åpnes eller lukkes.
4. Driftsfrekvens og strømhåndtering: Vekselstrømskontaktorer er begrenset til ca. 600 operasjoner i timen på grunn av sine designbegrensninger, mens likestrømskontaktorer kan håndtere opptil 2000 operasjoner i timen, noe som gjør dem egnet for bruksområder som krever hyppige koblinger.
5. Applikasjonens egnethet: Vekselstrømskontaktorer er ideelle for styring av vekselstrømslaster som motorer og belysningssystemer, mens likestrømskontaktorer er avgjørende i applikasjoner som involverer likestrøm, som elektriske kjøretøy og fornybare energisystemer.

Slik velger du riktig kontaktor

Når du skal velge riktig kontaktor for ditt bruksområde, må du ta flere kritiske hensyn for å sikre optimal ytelse og sikkerhet. Her er en strukturert fremgangsmåte for å veilede deg gjennom utvelgelsesprosessen:

Viktige hensyn ved valg av kontaktor

1. Lastkarakteristikk:
   • Gjeldende vurdering: Bestem driftsstrømmen (le) til lasten. Kontaktoren må være dimensjonert for å kunne håndtere denne strømmen uten overoppheting.
   • Spenningsverdi: Kontroller at kontaktorens nominelle spenning (Ue) samsvarer med eller overskrider forsyningsspenningen til bruksområdet.
   • Lasttype: Identifiser om lasten er resistiv, induktiv eller kapasitiv, ettersom dette påvirker valget av kontaktortype og dens klassifisering.
2. Størrelse på kontaktor:
   • Vurder størrelsen på kontaktoren ut fra motorens effekt og driftssyklus. Hyppig av/på-drift kan kreve en større kontaktor på grunn av høyere startstrømmer under oppstart.
3. Spolespesifikasjoner:
   • Kontroller spolens nominelle spenning for å sikre at den er kompatibel med styringskretsen. Spolens nominelle spenning skal stemme overens med spenningen som tilføres for å aktivere spolen.
   • Forstå pick-up- og drop-out-spenningene, som angir driftstersklene for innkobling og utkobling av kontakter.
4. Kontakt Konfigurasjon:
   • Vurder hvor mange hovedkontakter du trenger (normalt åpne eller normalt lukkede) basert på kravene til kretsen.
   • Vurder hjelpekontakter for ekstra kontroll- og signalfunksjoner, som kanskje ikke har samme strømstyrke som hovedkontaktene.
5. Miljømessige forhold:
   • Vurder omgivelsestemperatur, luftfuktighet og potensiell eksponering for støv eller kjemikalier. Velg en kontaktor med passende miljøklassifisering og kapsling for å tåle disse forholdene.
6. Søknadstype:
   • Ulike bruksområder kan kreve bestemte typer kontaktorer (f.eks. kontaktorer for bestemte bruksområder for HVAC-systemer). Sørg for at du velger en kontaktor som passer til dine spesifikke behov.
7. Sikkerhetsfunksjoner:
   • Se etter innebygde sikkerhetsfunksjoner som lysbuedempingsmekanismer, overbelastningsvern og eventuelle termiske releer. Disse funksjonene øker påliteligheten og forhindrer skader under feilforhold.
8. Produsentens omdømme:
   • Velg en anerkjent produsent som er kjent for kvalitet og pålitelighet i sine produkter. Dette kan ha stor betydning for holdbarheten og vedlikeholdskostnadene over tid.

Slik tester du en kontaktor

Testing av en vekselstrømskontaktor er avgjørende for å sikre at den fungerer som den skal og er pålitelig i elektriske systemer. Her er en trinnvis veiledning i hvordan du tester en vekselstrømskontaktor på en effektiv måte:

Nødvendige verktøy

• Multimeter: For måling av spenning, motstand og kontinuitet.
• Skrutrekker: For å få tilgang til kontaktoren.
• Vernehansker og vernebriller: For personlig beskyttelse under testing.

Testprosedyre

Trinn 1: Slå av strømmen

Før du starter testingen, må du forsikre deg om at strømforsyningen til AC-enheten er slått av. Finn strømbryteren eller frakoblingsbryteren, og slå den av for å unngå elektriske farer.

Trinn 2: Visuell inspeksjon

Inspiser kontaktoren for synlige tegn på skader, som f.eks:

• Forbrente eller smeltede kontakter
• Misfarging eller groper på kontaktflater
• Løse forbindelser eller mye smuss

Hvis det oppdages skader, må kontaktoren kanskje skiftes ut.

Trinn 3: Test spolemotstanden

1. Still multimeteret på innstillingen for motstand (Ω).
2. Mål motstanden over kontaktorens spoleklemmer.
   • En lesning av 0 Ω indikerer en kortslutning.
   • En lesning av uendelig (OL) indikerer en åpen krets.
   • En normal avlesning skal ligge innenfor produsentens spesifiserte område.

Trinn 4: Test for spenning

1. Når strømmen er slått på igjen, stiller du inn multimeteret til å måle vekselspenning.
2. Plasser sonderne på kontaktorens inngangsterminaler.
3. Kontroller at spenningen stemmer overens med spesifikasjonene som er oppført på kontaktoren. Hvis den er betydelig lavere eller høyere, kan det være et problem med strømforsyningen.

Trinn 5: Kontroller kontinuiteten

1. Sett multimeteret i kontinuitetsmodus (hvis tilgjengelig).
2. Når strømmen er slått av, kobler du prober til kontaktorens utgangsterminaler.
3. Aktiver kontaktoren når den er slått på (enten manuelt eller via kontrollkretsen).
4. Multimeteret skal vise kontinuitet (lav motstand) når kontaktene er lukket.

Trinn 6: Inspiser kontaktene

Inspiser kontaktene visuelt mens de er aktivert:

• Tegn på lysbuer eller gropdannelse
• Jevn drift uten å nøle

Hvis du oppdager uregelmessigheter, kan det tyde på at kontaktene er utslitte og må skiftes ut.

Trinn 7: Utfør en belastningstest (valgfritt)

1. Koble fra ledningene fra lastsiden av kontaktoren.
2. Mål motstanden mellom ledningssiden og lastsiden i både åpen og lukket posisjon.
3. Målingene bør vise signifikante forskjeller, hvis ikke tyder det på at kontaktoren er defekt.

For en visuell veiledning kan du se denne videoen

Vanlige merker og modeller av kontaktorer

VIOX Elektrisk

Merkevarefordel: Et kinesisk merke som er anerkjent for sine konkurransedyktige priser, sin pålitelighet og sitt omfattende produktutvalg.

Anbefalte modeller:

• VIOX CJX2-2510 vekselstrømkontaktor
• VIOX CJX2-3211 vekselstrømkontaktor

EATON

Eaton Corporation plc er et globalt kraftstyringsselskap med hovedkontor i Dublin, Irland, som spesialiserer seg på energieffektive elektriske, hydrauliske og mekaniske kraftløsninger for ulike bransjer over hele verden.

Anbefalte modeller:

• XTCE015B01B: EATON IEC magnetisk kontaktor: Ikke-reverserende, 3 poler, 15 A, 240V AC-spole, 1NC, B rammestørrelse
• CE15DNS3AB: Eaton Freedom-serien IEC-kontaktor
• W+201K5CF: Eaton W+201K5CF Contactor 3-polet kontaktor med en strømstyrke på 270 ampere og en nominell spenning på 600 V
• XTCF200G00T: EATON IEC magnetisk kontaktor: Ikke-reverserende, 4 poler, 115 A, 24V AC-spole, G-rammestørrelse

Siemens AG

Siemens er verdensledende innen elektroteknikk og automasjon, og tilbyr et omfattende utvalg av kontaktorer av høy kvalitet, inkludert vekselstrøms- og likestrømstyper, designet for ulike industrielle bruksområder, med vekt på energieffektivitet, pålitelighet og innovative løsninger innen kraftdistribusjon og kontrollsystemer.

Anbefalte modeller:

• 3RT20181BB41: SIEMENS IEC magnetisk kontaktor: Ikke-reverserende, 3 poler, 16 A, 24V DC-spole, 1NO, S00 rammestørrelse
• LEN00C003120B: Siemens klasse LE kontaktor 3-polet 3-faset 600V 30A 120V spole
• 3RT2027-1AK60: FURNAS SIEMENS kontaktor, 120V, 3-polet: Passer til Furnas Siemens-merket, 3RT2027-1AK60

Konklusjon

Kontaktorer spiller en avgjørende rolle i moderne elektriske systemer, der de fungerer som ryggraden i strømstyring og -distribusjon. Uansett om det dreier seg om vekselstrøm eller likestrøm, har disse enhetene unike fordeler som passer til ulike bruksområder. Det er viktig for elektrikere å forstå forskjellen mellom vekselstrøms- og likestrømskontaktorer, vite hvordan du velger riktig kontaktor for dine behov, og være i stand til å teste og vedlikeholde dem på riktig måte.

I takt med den teknologiske utviklingen fortsetter merker som VIOX Electric, EATON og Siemens å fornye seg og tilbyr mer effektive, pålitelige og allsidige kontaktorløsninger. Ved å holde seg oppdatert om den nyeste utviklingen og beste praksis innen kontaktorteknologi kan ingeniører og teknikere sørge for tryggere og mer effektive elektriske systemer i ulike bransjer.