AC vs DC kontaktorer: Förstå deras typer och funktioner

Inledning

Definition av kontaktor

En elektrisk kontaktor är en elektromekanisk anordning som används för att styra flödet av elektrisk ström i högeffektskretsar. Den fungerar som en strömbrytare som kan öppna eller stänga anslutningar i en krets, vilket möjliggör fjärrstyrning av elektriska enheter som motorer, belysningssystem och värmeutrustning.

Viktiga komponenter i en kontaktor

1. Elektromagnetisk spole: Det här är kärnkomponenten som genererar ett magnetfält när den spänningssätts. Detta magnetfält drar till sig en rörlig armatur, som i sin tur öppnar eller stänger kontakterna i kontaktorn.
2. Kontaktpersoner: Dessa är ledande element som fysiskt gör eller bryter den elektriska anslutningen. Kontaktorer har vanligtvis två typer av kontakter:
   • Kontakter för huvudström: Ansvarar för att föra den tunga strömmen till lasten.
   • Extra kontakter: Används för kontroll- och signaleringssyften, ofta med gränssnitt mot andra enheter.
3. Inkapsling: Kontaktorn är inrymd i ett hölje som skyddar dess inre komponenter från miljöfaktorer som damm och fukt och garanterar säkerheten genom att förhindra oavsiktlig kontakt med strömförande delar.
4. Mekanism för ljusbågsundertryckning: För att förhindra ljusbågar när kontakter öppnas eller stängs innehåller kontaktorer ofta mekanismer som ljusbåge som är utformade för att snabbt släcka ljusbågar.

Det finns 6 strömanslutningar och 2 spolanslutningar (A1 & A2) för 3-fas AC-försörjning. Av de 6 plintarna är 3 plintar L1, L2 och L3 anslutna som ingång med huvudströmförsörjningen som vanligtvis kommer från MCB, och ytterligare 3 plintar T1, T2 och T3 som utgång med motor, ORL, timer och annan styrkrets.

Ytterligare utrustning för hjälpblocket är försedd med "NO" och "NC" beroende på instrumentets användning enligt AC-kontaktorernas kopplingsschema.

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

Arbetsprincip

Som visas i diagrammet, ger en ström i form av AC eller DC till spolterminalen A1 spolen energi genom att generera ett elektromagnetiskt fält för att få den rörliga delen av spolen med den fasta delen i kontakt. Nu börjar strömmen flyta från kontaktorns ingång "R Y B" till kontaktorns utgång och fungerar som en påslagning. Medan en annan terminal på spole A2 ansluts till nollan för att slutföra kretsen.

När matningen till kontaktorn stoppas återgår kontaktorns rörliga spole till sitt ursprungliga läge på grund av den fjäderkraft som utövas av returfjädern. Vid denna tidpunkt kommer det inte att finnas något strömflöde från ingången till kontaktorns utgång och det kommer att fungera som en avstängning.

Nedan visas kopplingsschemat för DOL.

Olika typer av kontaktorer

• AC-kontaktorer: Konstruerad för växelströmsapplikationer, som vanligen finns i industrimaskiner och belysningssystem.
• DC-kontaktorer: Speciellt framtagen för likströmsapplikationer, t.ex. elfordon och system för förnybar energi.

Skillnaden mellan AC- och DC-kontaktorer

Skillnaderna mellan AC-kontaktorer och DC-kontaktorer är betydande, främst på grund av deras design och driftsegenskaper. Här är en detaljerad jämförelse:

Viktiga skillnader

Funktion	AC-kontaktor	DC-kontaktor
Spolens utformning	Tunn och lång spole, tillverkad av koppar.	Kort och tjock spole, ofta tillverkad av gjutjärn eller massivt material.
Kärnmaterial	Tillverkad av laminerade kiselstålplåtar för att minska virvelströmmar.	Tillverkad av massivt mjukt järn eller gjutstål, ingen laminering krävs.
Elektrisk resistans	Lägre motstånd, genererar mer värme.	Högre motstånd, genererar mindre värme.
Ljusbågsundertryckning	Använder bågsläckningsanordningar på nätet.	Använder magnetiska släckningsanordningar för blåsljusbågar.
Driftfrekvens	Arbetar normalt upp till 600 gånger per timme.	Kan arbeta upp till 2000 gånger per timme.
Startström	Högre startström, inte lämplig för frekvent användning.	Lägre startström, konstruerad för frekvent användning.
Användningsfall	Används främst för växelströmskretsar (t.ex. motorer, belysning).	Används för likströmskretsar (t.ex. elfordon, solcellssystem).
Kontakt Konfiguration	Har i allmänhet fler poler (t.ex. trefas).	Har vanligtvis färre poler (t.ex. tvåpolig).

Detaljerad förklaring

1. Spolens utformning och motståndskraft: AC-kontaktorer har spolar med färre varv och lägre resistans jämfört med DC-kontaktorer, som har fler varv och högre resistans på grund av behovet av ett starkare magnetfält för att fungera effektivt i DC-kretsar.
2. Kärnmaterial: Kärnan i en AC-kontaktor är tillverkad av laminerade kiselstålplåtar för att minimera förluster på grund av virvelströmmar när växelström flyter genom den. Däremot kan DC-kontaktorer använda solida material eftersom de inte upplever samma förluster.
3. Mekanism för ljusbågsundertryckning: AC-kontaktorer använder vanligen ljusbågssläckare i elnätet, medan DC-kontaktorer använder magnetiska blåsmekanismer för att släcka ljusbågar som uppstår när kontakter öppnas eller stängs.
4. Driftfrekvens och strömhantering: AC-kontaktorer är begränsade till cirka 600 operationer per timme på grund av sina konstruktionsbegränsningar, medan DC-kontaktorer kan hantera upp till 2000 operationer per timme, vilket gör dem lämpliga för applikationer som kräver frekvent växling.
5. Applikationens lämplighet: AC-kontaktorer är idealiska för styrning av AC-belastningar som motorer och belysningssystem, medan DC-kontaktorer är nödvändiga i applikationer med likström som elfordon och system för förnybar energi.

Hur man väljer rätt kontaktor

Att välja rätt kontaktor för din applikation innebär flera kritiska överväganden för att säkerställa optimal prestanda och säkerhet. Här följer en strukturerad metod som guidar dig genom urvalsprocessen:

Viktiga faktorer att ta hänsyn till vid val av kontaktor

1. Lastkarakteristik:
   • Aktuellt betyg: Bestäm lastens driftström (le). Kontaktorn måste vara dimensionerad för att klara denna ström utan överhettning.
   • Spänningsklassning: Se till att kontaktorns märkspänning (Ue) motsvarar eller överstiger matningsspänningen i din applikation.
   • Typ av last: Identifiera om lasten är resistiv, induktiv eller kapacitiv, eftersom detta påverkar valet av kontaktortyp och dess märkvärden.
2. Storlek på kontaktor:
   • Överväg storleken på kontaktorn baserat på motorns effekt och dess arbetscykel. Frekventa på/av-drifter kan kräva en större kontaktor på grund av högre inkopplingsströmmar under uppstart.
3. Specifikationer för spolar:
   • Kontrollera spolens märkspänning för att säkerställa att den är kompatibel med din styrkrets. Spolens märkspänning ska stämma överens med den spänning som matas för att aktivera spolen.
   • Förstå pick-up- och drop-out-spänningarna, som anger de operativa trösklarna för att koppla in och koppla ur kontakter.
4. Kontakt Konfiguration:
   • Bedöm hur många huvudkontakter som behövs (normalt öppna eller normalt slutna) baserat på dina kretsbehov.
   • Överväg hjälpkontakter för ytterligare styr- och signalfunktioner, som kanske inte bär samma ström som huvudkontakter.
5. Miljöförhållanden:
   • Utvärdera omgivningstemperatur, luftfuktighet och eventuell exponering för damm eller kemikalier. Välj en kontaktor med lämplig miljöklassning och kapsling för att klara dessa förhållanden.
6. Tillämpningstyp:
   • Olika tillämpningar kan kräva specifika typer av kontaktorer (t.ex. kontaktorer för bestämda ändamål för HVAC-system). Se till att du väljer en kontaktor som passar för dina specifika applikationsbehov.
7. Säkerhetsfunktioner:
   • Leta efter inbyggda säkerhetsfunktioner som ljusbågsdämpning, överbelastningsskydd och termiska reläer, om tillämpligt. Dessa funktioner ökar tillförlitligheten och förhindrar skador under felförhållanden.
8. Tillverkarens rykte:
   • Välj en välrenommerad tillverkare som är känd för kvalitet och tillförlitlighet i sina produkter. Detta kan ha en betydande inverkan på hållbarhet och underhållskostnader över tid.

Hur man testar en kontaktor

Det är viktigt att testa en AC-kontaktor för att säkerställa att den fungerar korrekt och är tillförlitlig i elektriska system. Här är en steg-för-steg-guide om hur du testar en AC-kontaktor på ett effektivt sätt:

Verktyg som krävs

• Multimeter: För mätning av spänning, motstånd och kontinuitet.
• Skruvmejsel: För att komma åt kontaktorn.
• Skyddshandskar och skyddsglasögon: För personligt skydd under testning.

Testförfarande

Steg 1: Stäng av strömmen

Innan du påbörjar några tester måste du se till att strömmen till AC-enheten är avstängd. Leta reda på strömbrytaren eller frånskiljaren och stäng av den för att förhindra elektriska faror.

Steg 2: Visuell inspektion

Inspektera kontaktorn för synliga tecken på skador, t.ex:

• Brända eller smälta kontakter
• Missfärgning eller gropbildning på kontaktytor
• Lösa anslutningar eller kraftig nedsmutsning

Om någon skada upptäcks kan det hända att kontaktorn måste bytas ut.

Steg 3: Testa spolens resistans

1. Ställ in multimetern på inställningen för motstånd (Ω).
2. Mät resistansen mellan kontaktorns spolplintar.
   • En läsning av 0 Ω indikerar en kortslutning.
   • En läsning av oändlighet (OL) indikerar en öppen krets.
   • En normal avläsning bör ligga inom tillverkarens specificerade intervall.

Steg 4: Testa för spänning

1. När strömmen är påslagen igen ställer du in multimetern på att mäta växelspänning.
2. Placera proberna på kontaktorns ingångsplintar.
3. Kontrollera att spänningen överensstämmer med de specifikationer som anges på kontaktorn. Om den är betydligt lägre eller högre kan det finnas ett problem med strömförsörjningen.

Steg 5: Kontrollera kontinuiteten

1. Ställ in din multimeter på kontinuitetsläge (om tillgängligt).
2. Anslut proberna till kontaktorns utgångsterminaler när strömmen är avstängd.
3. När strömmen är påslagen aktiveras kontaktorn (antingen manuellt eller via dess styrkrets).
4. Multimetern ska visa kontinuitet (ett lågt motståndsvärde) när kontakterna är slutna.

Steg 6: Inspektera kontakter

Vid aktivering, inspektera visuellt kontakterna för:

• Tecken på ljusbågar eller gropar
• Smidig drift utan tvekan

Om du upptäcker oegentligheter kan det tyda på att kontakterna är utslitna och måste bytas ut.

Steg 7: Utför ett belastningstest (valfritt)

1. Koppla bort ledningarna från kontaktorns belastningssida.
2. Mät resistansen mellan ledningssidan och lastsidan i både öppet och stängt läge.
3. Avläsningarna bör visa signifikanta skillnader; om så inte är fallet tyder detta på en felaktig kontaktor.

För en visuell guide kan du titta på den här videon

Vanliga märken och modeller av kontaktorer

VIOX Elektrisk

Fördel för varumärket: Ett kinesiskt varumärke som är känt för sina konkurrenskraftiga priser, sin tillförlitlighet och sitt omfattande produktsortiment.

Rekommenderade modeller:

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

EATON

Eaton Corporation plc är ett globalt energiföretag med huvudkontor i Dublin, Irland, som specialiserar sig på energieffektiva elektriska, hydrauliska och mekaniska kraftlösningar för olika industrier över hela världen.

Rekommenderade modeller:

• XTCE015B01B: EATON IEC magnetisk kontaktor: icke reverserande, 3 poler, 15 A, 240V AC-spole, 1NC, B-storlek
• CE15DNS3AB: Eaton Freedom-serien IEC-kontaktor
• W+201K5CF: Eaton W+201K5CF kontaktor 3-polig kontaktor med en märkström på 270 ampere och en märkspänning på 600 V
• XTCF200G00T: EATON IEC magnetisk kontaktor: ej reverserbar, 4 poler, 115 A, 24V AC-spole, G-ramstorlek

Siemens AG

Siemens, som är världsledande inom elektroteknik och automation, erbjuder ett omfattande sortiment av högkvalitativa kontaktorer, inklusive AC- och DC-typer, avsedda för olika industriella applikationer, med tonvikt på energieffektivitet, tillförlitlighet och innovativa lösningar inom kraftdistribution och styrsystem.

Rekommenderade modeller:

• 3RT20181BB41: SIEMENS IEC magnetisk kontaktor: icke reverserande, 3 poler, 16 A, 24V DC spole, 1NO, S00 ramstorlek
• LEN00C003120B: Siemens Class LE kontaktor 3 polig 3 fas 600V 30A 120V spole
• 3RT2027-1AK60: FURNAS SIEMENS Kontaktor, 120V, 3-polig: Passar varumärket Furnas Siemens, 3RT2027-1AK60

Slutsats

Kontaktorer spelar en avgörande roll i moderna elsystem och fungerar som ryggraden i kraftkontroll och distribution. Oavsett om det är AC eller DC erbjuder dessa enheter unika fördelar som passar olika applikationer. Att förstå skillnaderna mellan AC- och DC-kontaktorer, att veta hur man väljer rätt kontaktor för sina behov och att kunna testa och underhålla dem på rätt sätt är viktiga färdigheter för elektriker.

I takt med att tekniken utvecklas fortsätter varumärken som VIOX Electric, EATON och Siemens att förnya sig och erbjuda mer effektiva, tillförlitliga och mångsidiga kontaktorlösningar. Genom att hålla sig informerade om den senaste utvecklingen och bästa praxis inom kontaktorteknik kan ingenjörer och tekniker säkerställa säkrare och effektivare elsystem i olika branscher.