Stýkače na striedavý a jednosmerný prúd: Pochopenie ich typov a funkcií

Úvod

Definícia pojmu Contactor

Elektrický stýkač je elektromechanické zariadenie používané na riadenie toku elektrického prúdu vo vysokovýkonných obvodoch. Funguje ako spínač, ktorý môže otvárať alebo zatvárať spoje v obvode, čo umožňuje diaľkové ovládanie elektrických zariadení, ako sú motory, osvetľovacie systémy a vykurovacie zariadenia.

Kľúčové komponenty stýkača

1. Elektromagnetická cievka: Ide o komponent jadra, ktorý pri napájaní vytvára magnetické pole. Toto magnetické pole priťahuje pohyblivú kotvu, ktorá následne otvára alebo zatvára kontakty v stykači.
2. Kontakty: Ide o vodivé prvky, ktoré fyzicky vytvárajú alebo prerušujú elektrické spojenie. Stýkače majú zvyčajne dva typy kontaktov:
   • Hlavné napájacie kontakty: Zodpovedá za prenos silnoprúdu do záťaže.
   • Pomocné kontakty: Používa sa na účely riadenia a signalizácie, často na prepojenie s inými zariadeniami.
3. Skriňa: Stýkač je umiestnený v kryte, ktorý chráni jeho vnútorné súčasti pred vplyvmi prostredia, ako je prach a vlhkosť, a zaisťuje bezpečnosť tým, že zabraňuje náhodnému kontaktu s časťami pod napätím.
4. Mechanizmus potlačenia oblúka: Aby sa zabránilo vzniku oblúka pri rozpojení alebo zopnutí kontaktov, stýkače často obsahujú mechanizmy, ako sú oblúkové žľaby určené na rýchle uhasenie oblúka.

Pre 3-fázové napájanie striedavým prúdom je k dispozícii 6 napájacích svoriek a 2 svorky cievky (A1 a A2). Zo 6 svoriek sú 3 svorky L1, L2 a L3 pripojené ako vstup s hlavným napájaním spravidla pochádzajúcim z MCB a ďalšie 3 svorky T1, T2 a T3 ako výstup s motorom, ORL, časovačom a iným riadiacim obvodom.

Dodatočné zabezpečenie pre pomocný blok je zabezpečené "NO" a "NC" podľa použitia prístroja, ako je znázornené na schéme svorkovníc striedavého stýkača.

Zásluhy na https://peacosupport.com/blog/what-is-contactor

Princíp fungovania

Ako je znázornené na obrázku, prúd privádzaný vo forme striedavého alebo jednosmerného prúdu na svorku cievky A1 dodáva cievke energiu generovaním elektromagnetického poľa, aby sa pohyblivá časť cievky dostala do kontaktu s pevnou časťou. Teraz začne prúd tiecť zo vstupnej svorky "R Y B" stýkača na výstup stýkača a pôsobí ako spínač. Zatiaľ čo ďalšia svorka cievky A2 je pripojená k neutrálu, aby sa obvod uzavrel.

Po zastavení napájania stýkača sa pohyblivá cievka stýkača vráti do pôvodnej polohy vďaka sile, ktorú vyvíja vratná pružina. V tomto okamihu nebude zo vstupu na výstup stýkača tiecť žiadny prúd a bude fungovať ako vypínač.

Nasleduje schéma ovládacích vodičov pre DOL.

Typy stýkačov

• Stýkače na striedavý prúd: Určené pre aplikácie na striedavý prúd, ktoré sa bežne nachádzajú v priemyselných strojoch a osvetľovacích systémoch.
• Stýkače na jednosmerný prúd: Vyrobené špeciálne pre aplikácie jednosmerného prúdu, ako sú elektrické vozidlá a systémy obnoviteľných zdrojov energie.

Rozdiel medzi stýkačmi na striedavý a jednosmerný prúd

Rozdiely medzi Stýkače na striedavý prúd a Stýkače na jednosmerný prúd sú významné, najmä vzhľadom na ich konštrukčné a prevádzkové vlastnosti. Tu je podrobné porovnanie:

Hlavné rozdiely

Funkcia	Stýkač AC	Stýkač DC
Dizajn cievky	Tenká a dlhá cievka vyrobená z medi.	Krátky a hrubý závit, často vyrobený z liatiny alebo pevného materiálu.
Materiál jadra	Vyrobené z vrstvených plechov z kremíkovej ocele na zníženie vírivých prúdov.	Vyrobené z pevného mäkkého železa alebo liatiny, bez potreby laminovania.
Elektrický odpor	Nižší odpor, generuje viac tepla.	Vyšší odpor, generuje menej tepla.
Potlačenie oblúka	Používa sieťové oblúkové hasiace zariadenia.	Používa magnetické hasiace zariadenia na fúkanie oblúka.
Prevádzková frekvencia	Zvyčajne pracuje až 600-krát za hodinu.	Môže pracovať až 2000-krát za hodinu.
Počiatočný prúd	Vyšší štartovací prúd, nie je vhodný na častú prevádzku.	Nižší štartovací prúd, určený na častú prevádzku.
Prípad použitia	Primárne sa používa pre obvody striedavého prúdu (napr. motory, osvetlenie).	Používa sa pre obvody jednosmerného prúdu (napr. elektrické vozidlá, fotovoltaické systémy).
Konfigurácia kontaktov	Zvyčajne má viac pólov (napr. trojfázový).	Zvyčajne má menej pólov (napr. dva póly).

Podrobné vysvetlenie

1. Konštrukcia a odolnosť cievky: Stýkače na striedavý prúd majú cievky s menším počtom závitov a nižším odporom v porovnaní so stýkačmi na jednosmerný prúd, ktoré majú viac závitov a vyšší odpor z dôvodu potreby silnejšieho magnetického poľa na účinnú prevádzku v obvodoch jednosmerného prúdu.
2. Materiál jadra: Jadro striedavého stýkača je vyrobené z vrstvených plechov z kremíkovej ocele, aby sa minimalizovali straty spôsobené vírivými prúdmi, keď ním preteká striedavý prúd. Naproti tomu pri jednosmerných stýkačoch sa môžu používať pevné materiály, pretože pri nich nedochádza k rovnakým stratám.
3. Mechanizmus potlačenia oblúka: Stýkače na striedavý prúd zvyčajne používajú zariadenia na zhášanie oblúkov v mriežke, zatiaľ čo stýkače na jednosmerný prúd používajú magnetické fúkacie mechanizmy na zhášanie oblúkov, ktoré vznikajú pri rozpojovaní alebo zatváraní kontaktov.
4. Prevádzková frekvencia a spracovanie prúdu: Stýkače na striedavý prúd sú kvôli konštrukčným obmedzeniam obmedzené na približne 600 operácií za hodinu, zatiaľ čo stýkače na jednosmerný prúd zvládnu až 2000 operácií za hodinu, takže sú vhodné pre aplikácie vyžadujúce časté spínanie.
5. Vhodnosť aplikácie: Stýkače na striedavý prúd sú ideálne na ovládanie záťaží na striedavý prúd, ako sú motory a osvetľovacie systémy, zatiaľ čo stýkače na jednosmerný prúd sú nevyhnutné v aplikáciách využívajúcich jednosmerný prúd, ako sú elektrické vozidlá a systémy obnoviteľných zdrojov energie.

Ako vybrať správny stýkač

Výber správneho stýkača pre vašu aplikáciu zahŕňa niekoľko dôležitých aspektov na zabezpečenie optimálneho výkonu a bezpečnosti. Tu je štruktúrovaný prístup, ktorý vás prevedie procesom výberu:

Kľúčové aspekty výberu stykača

1. Charakteristika zaťaženia:
   • Aktuálne hodnotenie: Určite prevádzkový prúd (le) záťaže. Stýkač musí byť dimenzovaný na tento prúd bez prehriatia.
   • Hodnota napätia: Uistite sa, že menovité napätie stýkača (Ue) zodpovedá alebo prevyšuje napájacie napätie vašej aplikácie.
   • Typ zaťaženia: Určite, či je záťaž odporová, indukčná alebo kapacitná, pretože to ovplyvňuje výber typu stýkača a jeho menovité hodnoty.
2. Veľkosť stýkača:
   • Zvážte veľkosť stýkača na základe výkonu motora a jeho pracovného cyklu. Časté zapínanie a vypínanie môže vyžadovať väčší stýkač kvôli vyšším nábehovým prúdom počas rozbehu.
3. Špecifikácie cievky:
   • Skontrolujte menovité napätie cievky, aby ste zabezpečili kompatibilitu s vaším riadiacim obvodom. Menovité napätie cievky by malo zodpovedať napätiu dodávanému na napájanie cievky.
   • Pochopte napätie pri zapnutí a vypnutí, ktoré udáva prevádzkové prahy pre zapínanie a vypínanie kontaktov.
4. Konfigurácia kontaktov:
   • Zvážte počet potrebných hlavných kontaktov (normálne otvorených alebo normálne uzavretých) na základe požiadaviek na obvod.
   • Zvážte pomocné kontakty pre ďalšie ovládacie a signalizačné funkcie, ktoré nemusia prenášať rovnaký prúd ako hlavné kontakty.
5. Podmienky prostredia:
   • Zhodnoťte okolitú teplotu, vlhkosť a možné vystavenie prachu alebo chemikáliám. Vyberte si stýkač s vhodnými environmentálnymi hodnotami a krytmi, aby odolal týmto podmienkam.
6. Typ aplikácie:
   • Rôzne aplikácie si môžu vyžadovať špecifické typy stýkačov (napr. stýkače s určitým účelom použitia pre systémy HVAC). Uistite sa, že ste si vybrali stýkač vhodný pre potreby konkrétnej aplikácie.
7. Bezpečnostné funkcie:
   • Hľadajte zabudované bezpečnostné prvky, ako sú mechanizmy na potlačenie elektrického oblúka, ochrana proti preťaženiu a prípadne tepelné relé. Tieto funkcie zvyšujú spoľahlivosť a zabraňujú poškodeniu počas poruchových stavov.
8. Reputácia výrobcu:
   • Vyberte si renomovaného výrobcu, ktorý je známy kvalitou a spoľahlivosťou svojich výrobkov. To môže výrazne ovplyvniť životnosť a náklady na údržbu v priebehu času.

Ako otestovať stýkač

Testovanie stykača striedavého prúdu je nevyhnutné na zabezpečenie jeho správnej funkcie a spoľahlivosti v elektrických systémoch. Tu je návod krok za krokom, ako účinne otestovať stykač striedavého prúdu:

Potrebné nástroje

• Multimeter: Na meranie napätia, odporu a spojitosti.
• Skrutkovač: Prístup k stýkaču.
• Ochranné rukavice a okuliare: Na osobnú ochranu počas testovania.

Postup testovania

Krok 1: Vypnite napájanie

Pred začatím akéhokoľvek testovania sa uistite, že je napájanie jednotky AC vypnuté. Nájdite istič alebo odpojovač a vypnite ho, aby ste zabránili akémukoľvek elektrickému nebezpečenstvu.

Krok 2: Vizuálna kontrola

Skontrolujte, či stykač nevykazuje viditeľné známky poškodenia, ako napr:

• Spálené alebo roztavené kontakty
• Zafarbenie alebo jamky na kontaktných plochách
• Uvoľnené spoje alebo nadmerné znečistenie

Ak sa zistí akékoľvek poškodenie, možno bude potrebné vymeniť stykač.

Krok 3: Test odporu cievky

1. Nastavte multimeter na hodnotu odporu (Ω).
2. Zmerajte odpor na svorkách cievky stýkača.
   • Čítanie 0 Ω indikuje skrat.
   • Čítanie nekonečno (OL) znamená rozpojený obvod.
   • Normálny údaj by mal byť v rozsahu špecifikovanom výrobcom.

Krok 4: Testovanie napätia

1. Po opätovnom zapnutí napájania nastavte multimeter na meranie striedavého napätia.
2. Umiestnite sondy na vstupné svorky stýkača.
3. Skontrolujte, či napätie zodpovedá špecifikáciám uvedeným na stýkači. Ak je výrazne nižšie alebo vyššie, môže byť problém s napájaním.

Krok 5: Kontrola kontinuity

1. Nastavte multimeter do režimu kontinuity (ak je k dispozícii).
2. Pri vypnutom napájaní pripojte sondy k výstupným svorkám stýkača.
3. Po zapnutí aktivujte stýkač (buď ručne, alebo prostredníctvom jeho ovládacieho obvodu).
4. Multimeter by mal ukazovať spojitosť (nízky odpor), keď sú kontakty zatvorené.

Krok 6: Kontrola kontaktov

Počas aktivácie vizuálne skontrolujte kontakty, či:

• Známky oblúka alebo jamiek
• Hladká prevádzka bez zaváhania

Ak spozorujete nepravidelnosti, môže to znamenať, že kontakty sú opotrebované a vyžadujú si výmenu.

Krok 7: Vykonajte záťažový test (voliteľné)

1. Odpojte vodiče zo strany záťaže stýkača.
2. Zmerajte odpor medzi stranou vedenia a stranou záťaže v otvorenej aj zatvorenej polohe.
3. Odčítané hodnoty by mali vykazovať výrazné rozdiely; ak tomu tak nie je, znamená to, že stýkač je chybný.

Vizuálny návod nájdete v tomto videu

Bežné značky a modely stykačov

VIOX Elektrické

Výhoda značky: Čínska značka uznávaná pre svoje konkurencieschopné ceny, spoľahlivosť a komplexný sortiment výrobkov.

Odporúčané modely:

• Stýkač VIOX CJX2-2510 AC
• Stýkač VIOX CJX2-3211 AC

EATON

Eaton Corporation plc je globálna spoločnosť v oblasti riadenia energie so sídlom v Dubline v Írsku, ktorá sa špecializuje na energeticky účinné elektrické, hydraulické a mechanické riešenia pre rôzne priemyselné odvetvia na celom svete.

Odporúčané modely:

• XTCE015B01B: Magnetický stýkač EATON IEC: 15 A, 240 V AC cievka, 1NC, veľkosť rámu B
• CE15DNS3AB: Stýkač IEC série Eaton Freedom
• W+201K5CF: Stýkač Eaton W+201K5CF 3-pólový stýkač s menovitým prúdom 270 A a menovitým napätím 600 V
• XTCF200G00T: Magnetický stýkač EATON IEC: , 4 póly, 115 A, 24 V AC cievka, veľkosť rámu G

Siemens AG

Spoločnosť Siemens, svetový líder v oblasti elektrotechniky a automatizácie, ponúka komplexný sortiment vysokokvalitných stýkačov vrátane typov na striedavý a jednosmerný prúd, ktoré sú určené na rôzne priemyselné aplikácie s dôrazom na energetickú účinnosť, spoľahlivosť a inovatívne riešenia v oblasti rozvodu energie a riadiacich systémov.

Odporúčané modely:

• 3RT20181BB41: Magnetický stýkač SIEMENS IEC: S00 veľkosť rámu: bez reverzácie, 3 póly, 16 A, cievka 24V DC, 1NO
• LEN00C003120B: Siemens Class LE Stýkač 3-pólový 3-fázový 600V 30A 120V cievka
• 3RT2027-1AK60: Stýkač FURNAS SIEMENS, 120 V, 3 póly: Vhodný pre značku Furnas Siemens, 3RT2027-1AK60

Záver

Stýkače zohrávajú kľúčovú úlohu v moderných elektrických systémoch, pretože slúžia ako základ riadenia a distribúcie energie. Či už ide o striedavý alebo jednosmerný prúd, tieto zariadenia ponúkajú jedinečné výhody vhodné pre rôzne aplikácie. Pochopenie rozdielov medzi stýkačmi na striedavý a jednosmerný prúd, znalosť toho, ako vybrať ten správny pre vaše potreby, a schopnosť správne ich testovať a udržiavať sú základné zručnosti elektrotechnikov.

S technologickým pokrokom značky ako VIOX Electric, EATON a Siemens pokračujú v inováciách a poskytujú efektívnejšie, spoľahlivejšie a všestrannejšie riešenia stýkačov. Vďaka informovanosti o najnovšom vývoji a osvedčených postupoch v oblasti stykačovej technológie môžu inžinieri a technici zabezpečiť bezpečnejšie a efektívnejšie elektrické systémy v rôznych odvetviach.