Kontaktorji za izmenični in enosmerni tok: Razumevanje njihovih vrst in funkcij

Uvod

Opredelitev pojma kontaktor

Električni kontaktor je elektromehanska naprava, ki se uporablja za krmiljenje pretoka električnega toka v visokozmogljivih tokokrogih. Deluje kot stikalo, ki lahko odpira ali zapira povezave v vezju, kar omogoča daljinsko upravljanje električnih naprav, kot so motorji, sistemi razsvetljave in ogrevalna oprema.

Ključni sestavni deli kontaktorja

1. Elektromagnetna tuljava: To je sestavni del jedra, ki ustvarja magnetno polje, ko je pod napetostjo. To magnetno polje privlači gibljivo armaturo, ki odpira ali zapira kontakte v kontaktorju.
2. Kontakti: To so prevodni elementi, ki fizično vzpostavijo ali prekinejo električno povezavo. Kontaktorji imajo običajno dve vrsti kontaktov:
   • Stiki za glavno napajanje: Odgovoren je za prenos močnega toka do bremena.
   • Pomožni kontakti: Uporablja se za nadzor in signalizacijo, pogosto se povezuje z drugimi napravami.
3. Ohišje: Kontaktor je nameščen v ohišju, ki notranje komponente ščiti pred okoljskimi dejavniki, kot sta prah in vlaga, ter zagotavlja varnost s preprečevanjem naključnega stika z deli pod napetostjo.
4. Mehanizem za zatiranje obloka: Da bi preprečili nastanek obloka pri odpiranju ali zapiranju kontaktov, kontaktorji pogosto vključujejo mehanizme, kot so obločne žlebove, namenjene hitremu ugašanju obloka.

Za trifazno napajanje z izmeničnim tokom je na voljo 6 napajalnih sponk in 2 sponki tuljave (A1 in A2). Od 6 priključkov so 3 priključki L1, L2 in L3 povezani kot vhod z glavnim napajanjem, ki običajno prihaja iz MCB, in še 3 priključki T1, T2 in T3 kot izhod z motorjem, ORL, časovnikom in drugim krmilnim vezjem.

Dodatno je na voljo pomožni blok z "NO" in "NC" glede na uporabo instrumenta, kot je prikazano na terminalski shemi kontaktorja za izmenični tok.

Kredit za https://peacosupport.com/blog/what-is-contactor

Načelo delovanja

Kot je prikazano na sliki, tok, ki se v obliki izmeničnega ali enosmernega toka dovaja na sponko tuljave A1, daje tuljavi energijo z ustvarjanjem elektromagnetnega polja, da se gibljivi del tuljave dotakne fiksnega dela. Sedaj začne teči tok z vhodne sponke "R Y B" kontaktorja na izhod kontaktorja in deluje kot vklop. Medtem ko je druga sponka tuljave A2 priključena na nevtralni tok, da se zaključi tokokrog.

Ko se napajanje kontaktorja ustavi, se gibljiva tuljava kontaktorja vrne v prvotni položaj zaradi vzmetne sile, ki jo povzroča povratna vzmet. V tem času tok z vhoda na izhod kontaktorja ne teče in kontaktor deluje kot izklop.

V nadaljevanju je prikazana shema krmilne žice za DOL.

Vrste kontaktorjev

• AC kontaktorji: Zasnovan je za uporabo z izmeničnim tokom, ki se običajno uporablja v industrijskih strojih in sistemih razsvetljave.
• Kontaktorji za enosmerni tok: Izdelani so posebej za aplikacije z enosmernim tokom, kot so električna vozila in sistemi za obnovljive vire energije.

Razlike med kontaktorji za izmenični in enosmerni tok

Razlike med AC kontaktorji in . Kontaktorji za enosmerni tok so znatne, predvsem zaradi njihove zasnove in operativnih značilnosti. Tukaj je podrobna primerjava:

Glavne razlike

Funkcija	AC kontaktor	DC kontaktor
Oblikovanje tuljave	Tanka in dolga tuljava, izdelana iz bakra.	Kratka in debela tuljava, pogosto izdelana iz litega železa ali trdnega materiala.
Material jedra	Narejen je iz laminiranih silicijevih jeklenih plošč za zmanjšanje vrtinčnih tokov.	Narejen je iz trdnega mehkega železa ali litega jekla, brez laminiranja.
Električna upornost	Manjša upornost, ustvarja več toplote.	Večja upornost, ustvarja manj toplote.
Zatiranje obloka	uporablja naprave za gašenje obloka v mreži.	Uporablja naprave za gašenje obloka z magnetnim pihanjem.
Delovna frekvenca	Običajno deluje do 600-krat na uro.	Deluje lahko do 2000-krat na uro.
Začetni tok	Večji zagonski tok, ni primeren za pogosto delovanje.	Nižji zagonski tok, namenjen pogostemu delovanju.
Primer uporabe	Uporablja se predvsem za tokokroge izmeničnega toka (npr. motorji, razsvetljava).	Uporablja se za tokokroge enosmernega toka (npr. električna vozila, fotovoltaični sistemi).
Konfiguracija stikov	Običajno ima več polov (npr. trifazni).	Običajno ima manj polov (npr. dva pola).

Podrobna razlaga

1. Zasnova tuljave in odpornost: Kontaktorji za izmenični tok imajo tuljave z manjšim številom zavojev in manjšim uporom v primerjavi s kontaktorji za enosmerni tok, ki imajo več zavojev in večji upor zaradi potrebe po močnejšem magnetnem polju za učinkovito delovanje v tokokrogih enosmernega toka.
2. Material jedra: Jedro kontaktorja za izmenični tok je narejeno iz laminirane plošče iz silicijevega jekla, da se čim bolj zmanjšajo izgube zaradi vrtinčnih tokov, ko skozi njega teče izmenični tok. V nasprotju s tem se pri enosmernih kontaktorjih lahko uporabljajo trdni materiali, saj pri njih ne prihaja do enakih izgub.
3. Mehanizem za zatiranje obloka: Pri kontaktorjih za izmenični tok se običajno uporabljajo naprave za gašenje električnega loka, pri kontaktorjih za enosmerni tok pa magnetni pihalni mehanizmi za gašenje električnega loka, ki nastane pri odpiranju ali zapiranju kontaktov.
4. Delovna frekvenca in ravnanje s tokom: AC kontaktorji so zaradi konstrukcijskih omejitev omejeni na približno 600 operacij na uro, DC kontaktorji pa lahko opravijo do 2000 operacij na uro, zato so primerni za aplikacije, ki zahtevajo pogosto preklapljanje.
5. Primernost uporabe: Kontaktorji za izmenični tok so idealni za krmiljenje bremen z izmeničnim tokom, kot so motorji in sistemi razsvetljave, medtem ko so kontaktorji za enosmerni tok bistveni v aplikacijah z enosmernim tokom, kot so električna vozila in sistemi obnovljivih virov energije.

Kako izbrati pravi kontaktor

Izbira pravega kontaktorja za vašo aplikacijo vključuje več ključnih vidikov, ki zagotavljajo optimalno delovanje in varnost. V nadaljevanju je predstavljen strukturiran pristop, ki vas bo vodil skozi postopek izbire:

Ključni vidiki pri izbiri kontaktorja

1. Značilnosti obremenitve:
   • Trenutna ocena: Določite delovni tok (le) bremena. Kontaktor mora biti dimenzioniran tako, da prenese ta tok brez pregrevanja.
   • Nazivna napetost: Prepričajte se, da je nazivna napetost kontaktorja (Ue) enaka ali višja od napajalne napetosti vaše aplikacije.
   • Vrsta obremenitve: Ugotovite, ali je breme uporovno, induktivno ali kapacitivno, saj to vpliva na izbiro tipa kontaktorja in njegove nazivne vrednosti.
2. Velikost kontaktorja:
   • Velikost kontaktorja določite glede na moč motorja in njegov delovni cikel. Pogosto vklapljanje in izklapljanje lahko zahteva večji kontaktor zaradi večjih zagonskih tokov med zagonom.
3. Specifikacije tuljave:
   • Preverite nazivno napetost tuljave, da zagotovite združljivost z vašim krmilnim vezjem. Nazivna napetost tuljave se mora ujemati z napetostjo, ki se dobavlja za napajanje tuljave.
   • Razumeti je treba napetosti za vklop in izklop, ki označujejo prage delovanja za vklop in izklop kontaktov.
4. Konfiguracija stikov:
   • Glede na zahteve vezja ocenite število potrebnih glavnih kontaktov (normalno odprtih ali normalno zaprtih).
   • Upoštevajte pomožne kontakte za dodatne nadzorne in signalizacijske funkcije, ki morda ne prenašajo enakega toka kot glavni kontakti.
5. Okoljski pogoji:
   • Ocenite temperaturo in vlažnost okolja ter morebitno izpostavljenost prahu ali kemikalijam. Izberite kontaktor z ustreznimi okoljskimi ocenami in ohišji, ki so odporna na te pogoje.
6. Vrsta uporabe:
   • Za različne aplikacije so lahko potrebne posebne vrste kontaktorjev (npr. kontaktorji z določenim namenom za sisteme HVAC). Prepričajte se, da ste izbrali kontaktor, primeren za posebne potrebe vaše uporabe.
7. Varnostne funkcije:
   • Poiščite vgrajene varnostne funkcije, kot so mehanizmi za preprečevanje obloka, zaščita pred preobremenitvijo in toplotni releji, če je to primerno. Te funkcije povečujejo zanesljivost in preprečujejo poškodbe med okvarami.
8. Ugled proizvajalca:
   • Izberite uglednega proizvajalca, ki je znan po kakovosti in zanesljivosti svojih izdelkov. To lahko pomembno vpliva na trajnost in stroške vzdrževanja v daljšem časovnem obdobju.

Kako preizkusiti kontaktor

Preizkus kontaktorja za izmenični tok je bistvenega pomena za zagotovitev njegovega pravilnega delovanja in zanesljivosti v električnih sistemih. V nadaljevanju je opisan učinkovit preizkus kontaktorja za izmenični tok po korakih:

Potrebna orodja

• Multimeter: Za merjenje napetosti, upornosti in zveznosti.
• Vijačnik: Dostop do kontaktorja.
• Varnostne rokavice in očala: Za osebno zaščito med preskušanjem.

Postopek testiranja

Korak 1: Izklopite napajanje

Pred začetkom testiranja se prepričajte, da je napajanje enote za izmenični tok izklopljeno. Poiščite odklopnik ali odklopno stikalo in ga izklopite, da preprečite morebitne električne nevarnosti.

Korak 2: Vizualni pregled

Preglejte kontaktor, ali ima vidne znake poškodb, kot so:

• Prežgani ali stopljeni kontakti
• Razbarvanje ali vdolbine na kontaktnih površinah
• Ohlapni priključki ali prekomerna umazanija

Če odkrijete poškodbe, bo morda treba zamenjati kontaktor.

Korak 3: Preizkus odpornosti tuljave

1. Multimeter nastavite na upornost (Ω).
2. Izmerite upornost na sponkah tuljave kontaktorja.
   • Branje 0 Ω kaže na kratek stik.
   • Branje neskončnost (OL) pomeni odprt tokokrog.
   • Normalen odčitek mora biti znotraj območja, ki ga je določil proizvajalec.

Korak 4: Preizkus napetosti

1. Ko je napajanje ponovno vklopljeno, nastavite multimeter na merjenje izmenične napetosti.
2. Sonde namestite na vhodne sponke kontaktorja.
3. Preverite, ali napetost ustreza specifikacijam, navedenim na kontaktorju. Če je bistveno nižja ali višja, je morda težava v napajalniku.

Korak 5: Preverite kontinuiteto

1. Multimeter nastavite na način kontinuitete (če je na voljo).
2. Ob izklopljenem napajanju priključite sonde na izhodne sponke kontaktorja.
3. Ko je naprava vključena, aktivirajte kontaktor (ročno ali prek krmilnega vezja).
4. Ko so kontakti zaprti, mora multimeter pokazati neprekinjenost (nizka upornost).

Korak 6: Preglejte stike

Med aktiviranjem vizualno preglejte kontakte in preverite, ali so:

• Znaki obloka ali vdolbinic
• Nemoteno delovanje brez oklevanja

Če opazite nepravilnosti, lahko to pomeni, da so kontakti obrabljeni in jih je treba zamenjati.

Korak 7: Izvedite preskus obremenitve (neobvezno)

1. Odklopite žice na strani obremenitve kontaktorja.
2. Izmerite upornost med stranjo linije in stranjo obremenitve v odprtem in zaprtem položaju.
3. Odčitki bi morali pokazati precejšnje razlike; če ne, to pomeni, da je kontaktor okvarjen.

Za vizualni vodič si lahko ogledate ta videoposnetek.

Običajne blagovne znamke in modeli kontaktorjev

VIOX Električni

Prednost blagovne znamke: Kitajska blagovna znamka, priznana zaradi konkurenčnih cen, zanesljivosti in obsežne ponudbe izdelkov.

Priporočeni modeli:

• VIOX CJX2-2510 AC kontaktor
• VIOX CJX2-3211 AC kontaktor

EATON

Eaton Corporation plc je globalno podjetje za upravljanje energije s sedežem v Dublinu na Irskem, specializirano za energetsko učinkovite električne, hidravlične in mehanske energetske rešitve za različne industrije po vsem svetu.

Priporočeni modeli:

• XTCE015B01B: EATON IEC magnetni kontaktor: Brez obračanja, 3 pole, 15 A, 240 V AC, tuljava, 1NC, velikost okvirja B
• CE15DNS3AB: IEC kontaktor Eaton serije Freedom
• W+201K5CF: Eaton W+201K5CF kontaktor 3-polni kontaktor z nazivnim tokom 270 A in nazivno napetostjo 600 V
• XTCF200G00T: Magnetni kontaktor EATON IEC: Brez obračanja, 4 pole, 115 A, tuljava 24 V AC, velikost okvirja G

Siemens AG

Siemens, vodilni svetovni proizvajalec na področju elektrotehnike in avtomatizacije, ponuja celovito paleto visokokakovostnih kontaktorjev, vključno s kontaktorji za izmenični in enosmerni tok, ki so zasnovani za različne industrijske aplikacije, s poudarkom na energetski učinkovitosti, zanesljivosti in inovativnih rešitvah v sistemih za distribucijo in nadzor električne energije.

Priporočeni modeli:

• 3RT20181BB41: Magnetni kontaktor SIEMENS IEC: Brez obračanja, 3 pole, 16 A, tuljava 24V DC, 1NO, velikost okvirja S00
• LEN00C003120B: Siemensov kontaktor razreda LE 3-polni 3-fazni 600V 30A 120V tuljava
• 3RT2027-1AK60: FURNAS SIEMENS Kontaktor, 120 V, 3-polni: 3RT2027-1AK60, primeren za blagovno znamko Furnas Siemens.

Zaključek

Kontaktorji imajo ključno vlogo v sodobnih električnih sistemih, saj so hrbtenica nadzora in distribucije električne energije. Ne glede na to, ali gre za izmenični ali enosmerni tok, te naprave ponujajo edinstvene prednosti, primerne za različne aplikacije. Razumevanje razlik med kontaktorji za izmenični in enosmerni tok, poznavanje načina izbire pravega kontaktorja za vaše potrebe ter sposobnost pravilnega testiranja in vzdrževanja teh naprav so bistvena znanja za elektrotehnične strokovnjake.

Z razvojem tehnologije blagovne znamke, kot so VIOX Electric, EATON in Siemens, nadaljujejo z inovacijami in zagotavljajo učinkovitejše, zanesljivejše in vsestranske rešitve za kontaktorje. Z obveščanjem o najnovejših dosežkih in najboljših praksah na področju tehnologije kontaktorjev lahko inženirji in tehniki zagotovijo varnejše in učinkovitejše električne sisteme v različnih panogah.