Trên trang này
Một công tắc tang trống và một công tắc cam đều có thể cung cấp khả năng điều khiển Tiến-Dừng-Lùi bằng tay, nhưng tên gọi của chúng mô tả các cấu trúc cơ khí khác nhau. Công tắc tang trống truyền thống dẫn dòng điện qua các tiếp điểm được bố trí xung quanh một tang trống hoặc cụm trục quay. Công tắc cam sử dụng các cam định hình để vận hành một hoặc nhiều khối tiếp điểm theo một chương trình đóng cắt xác định.
Chúng có thể thực hiện cùng một chức năng mạch điện, nhưng điều đó không có nghĩa là chúng tự động thay thế được cho nhau. Việc thay thế an toàn phải phù hợp với trình tự tiếp điểm, công suất động cơ, điện áp, pha, chế độ vận hành, cách lắp đặt, vỏ bảo vệ và sơ đồ bảo vệ. Chỉ khớp giá trị ampe hoặc số vị trí tay gạt là chưa đủ.
Những điểm chính
- Cả hai thiết bị đều có thể cung cấp chức năng khởi động, dừng và đảo chiều động cơ, nhưng cấu tạo của chúng khác nhau.
- Sơ đồ đấu dây là yếu tố quyết định: Các nhãn Tiến-Dừng-Lùi không chứng minh rằng hai công tắc kết nối cùng các đầu nối ở mỗi vị trí.
- Chế độ làm việc của động cơ quan trọng hơn định mức dòng điện thông thường: hãy xác minh định mức động cơ của nhà sản xuất tại điện áp và pha thực tế, cộng với chế độ đóng cắt áp dụng.
- Không thiết bị nào tự động cung cấp khả năng bảo vệ động cơ hoàn toàn; công tắc cam chỉ là ứng viên thay thế sau khi bảng tiếp điểm của nó được đối chiếu với mạch điện ban đầu.
Sơ lược về công tắc trống và công tắc cam
| Điểm so sánh | Công tắc trống | Công tắc cam |
|---|---|---|
| Cơ chế cơ bản | Các phân đoạn dẫn điện xoay hoặc cụm tiếp điểm thực hiện đóng và ngắt các tiếp điểm cố định | Các cam định hình vận hành các khối tiếp điểm riêng biệt theo một trình tự được lập trình |
| Ngôn ngữ thị trường phổ thông | Thường gắn liền với các ứng dụng máy công cụ và đảo chiều động cơ thủ công tại Bắc Mỹ | Thuật ngữ quốc tế phổ biến cho các loại công tắc chọn xoay, công tắc chuyển đổi, công tắc đo lường và công tắc điều khiển động cơ |
| Các chức năng điển hình | Tiến-Tắt-Lùi và điều khiển động cơ thủ công | Đảo chiều, chuyển đổi, chọn đo lường và logic điều khiển tùy chỉnh |
| Sắp xếp tiếp điểm | Thường được chế tạo chuyên dụng cho một mạch động cơ xác định | Thường được lắp ráp từ các tầng mô-đun cho một chương trình tiếp điểm cụ thể |
| Lắp ráp | Lắp đặt trong vỏ bọc, lắp nổi hoặc lắp trên máy; một số thiết kế cung cấp các đầu nối dễ tiếp cận | Thường được lắp trên bảng điện với bộ vận hành ở mặt trước và các tầng tiếp điểm ở phía sau bảng |
| Cơ sở thay thế | Công suất động cơ, điện áp, pha, sơ đồ, vỏ bọc, chế độ vận hành | Công suất sử dụng/động cơ, điện áp, chương trình tiếp điểm, các vị trí, cách lắp đặt, vỏ bọc |
| Phù hợp nhất | Máy móc hiện có được thiết kế dựa trên cách bố trí công tắc tang trống đã được liệt kê hoặc ghi chép lại | Các bảng điện mới, thiết bị cải tiến nhỏ gọn, chương trình tiếp điểm có thể lặp lại và các chức năng điều khiển xoay rộng hơn |
Các nhà cung cấp đôi khi sử dụng công tắc tang trống, công tắc đảo chiều, công tắc xoay, Và công tắc cam một cách lỏng lẻo. Cấu tạo sản phẩm và tài liệu kỹ thuật quan trọng hơn nhãn dán.
Công tắc trống là gì?
Công tắc trống là loại công tắc xoay vận hành bằng tay, thường gắn liền với việc điều khiển động cơ trực tiếp. Các đoạn tiếp điểm di động xoay cùng với tay cầm và kết nối các tổ hợp đầu nối khác nhau ở các vị trí Tiến (Forward), Tắt (Off) và Lùi (Reverse).
Trong ứng dụng đảo chiều, công tắc thay đổi các mối quan hệ điện cần thiết. Động cơ ba pha thường được đảo chiều bằng cách hoán đổi hai pha. Động cơ một pha có thể đảo chiều yêu cầu thay đổi mối quan hệ của cuộn dây khởi động theo sơ đồ của nó. Động cơ điện một chiều (DC) có thể yêu cầu đảo chiều kết nối phần ứng hoặc cuộn dây kích từ.
Các mạch điện này khác nhau ngay cả khi các ký hiệu trên tay cầm trông giống hệt nhau. Một công tắc dùng cho động cơ ba pha không mặc định phù hợp cho động cơ một pha.
Schneider Electric mô tả các công tắc trống Class 2601 của họ là thiết bị dùng để khởi động trực tiếp và đảo chiều các động cơ phù hợp, nhưng lưu ý rằng tính năng bảo vệ quá tải và bảo vệ thấp áp không được tích hợp sẵn. Do đó, công tắc trống không mặc định là một bộ khởi động động cơ hoàn chỉnh.
Những gì Được một Cam Chuyển đổi?
Công tắc cam là loại công tắc xoay trong đó các cam được cố định trên một trục để vận hành các khối tiếp điểm riêng lẻ. Mỗi vị trí tay cầm tương ứng với một sơ đồ định sẵn của các tiếp điểm thường mở và thường đóng. Việc thêm các tầng cho phép công tắc điều khiển nhiều cực hoặc các mạch phụ từ một bộ vận hành.
Logic mô-đun đó hỗ trợ đảo chiều, điều khiển BẬT-TẮT, chuyển đổi nguồn, trình tự sao-tam giác, chọn đồng hồ đo và điều khiển chế độ máy. VIOX's hướng dẫn kỹ thuật công tắc cam giải thích các cấu hình này.
Tuy nhiên, đối với việc thay thế công tắc trống, chỉ riêng tính linh hoạt là chưa đủ. Chương trình cam phải tái tạo các kết nối đầu nối cần thiết đồng thời ngăn chặn các kết nối xung đột trong quá trình di chuyển giữa các vị trí.
Chúng có thực hiện cùng một chức năng điện không?
Đôi khi. Một công tắc cam đảo chiều được chỉ định chính xác có thể thay thế chức năng mạch của công tắc trống. Cả hai đều có thể kết nối động cơ để quay thuận, ngắt kết nối ở vị trí trung tâm và kết nối lại để quay ngược.
Cụm từ quan trọng là được chỉ định chính xác. Hai thiết bị được đánh dấu Forward-Off-Reverse có thể khác nhau ở:
- các đầu nối nào đóng ở mỗi vị trí;
- số lượng cực được mở ở vị trí Off;
- liệu các tiếp điểm có chồng lấn trong quá trình chuyển đổi hay không;
- liệu tay vặn được duy trì hay tự trả về bằng lò xo;
- liệu thiết bị đóng cắt trực tiếp nguồn điện động cơ hay chỉ đóng cắt mạch điều khiển;
- liệu thiết bị có được định mức cho điện áp, công suất, phương pháp khởi động và chế độ làm việc của động cơ hay không.
Chú thích ở mặt trước hiển thị kết quả dự kiến; bảng tiếp điểm hiển thị chức năng thực tế của công tắc.
Công tắc cam có thể thay thế công tắc trống không?
Sử dụng quy trình kiểm tra sáu bước sau đây. Nếu bất kỳ bước nào chưa rõ ràng, việc thay thế vẫn chưa được xác định.
| Bước thay thế | Cần xác minh điều gì | Tại sao nó quan trọng |
|---|---|---|
| 1. Động cơ và nguồn cấp | AC hoặc DC, một pha hoặc ba pha, điện áp, tần số, công suất động cơ, cách bố trí dây dẫn đảo chiều | Xác định mạch đảo chiều yêu cầu và ứng suất đóng cắt |
| 2. Chương trình tiếp điểm | Các kết nối đầu nối ban đầu ở mọi vị trí tay cầm và trong quá trình chuyển đổi | Ngăn ngừa ngắn mạch, quay sai chiều và cuộn dây có điện ở vị trí Off |
| 3. Chế độ đóng cắt | Định mức động cơ hoặc định mức sử dụng của nhà sản xuất tại điện áp thực tế, cộng với số lần khởi động và đảo chiều dự kiến | Định mức dòng nhiệt chung không chứng minh được khả năng đóng cắt động cơ |
| 4. Thao tác của người vận hành | Trình tự Thuận-Off-Nghịch, các vị trí duy trì hoặc tức thời, vị trí OFF ở giữa, các chốt chặn cơ khí | Duy trì hành vi vận hành dự kiến của máy |
| 5. Tích hợp cơ khí | Kích thước khoét lỗ tủ điện, chiều dài trục, tay cầm, độ sâu, khả năng tiếp cận đầu nối, yêu cầu về vỏ bảo vệ/IP hoặc NEMA | Đảm bảo thiết bị có thể được lắp đặt và vận hành an toàn |
| 6. Kiến trúc bảo vệ | Bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ quá tải, bảo vệ thấp áp, dừng khẩn cấp, khóa liên động | Xác định xem có thể sử dụng công tắc tay trực tiếp hay cần phải có bộ khởi động |
1. Ghi lại sơ đồ mạch điện gốc trước khi ngắt kết nối
Lấy sơ đồ máy và sơ đồ chuyển mạch. Nếu không có sẵn, người có chuyên môn có thể lập bản đồ trạng thái tiếp điểm khi thiết bị đã được cách ly, khóa an toàn và xác nhận đã ngắt điện. Ghi lại thông mạch giữa các cặp đầu nối ở vị trí Tiến, Tắt và Lùi; không bao giờ giả định rằng số hiệu đầu nối cũ và mới tương ứng với nhau.
2. Phù hợp với định mức động cơ, không chỉ dựa vào cường độ dòng điện
Việc đóng cắt động cơ liên quan đến dòng điện khởi động và ngắt mạch cảm ứng. Một giá trị dòng điện chung có thể không tương đương với định mức của động cơ; Schneider Electric lưu ý rằng một số công tắc đảo chiều dạng trống được quy định theo mã lực thay vì định mức ampe độc lập.
Đối với công tắc cam theo tiêu chuẩn IEC, hãy xác minh định mức vận hành của nhà sản xuất cho chế độ làm việc và điện áp dự kiến. Tiêu chuẩn IEC 60947-3 bao gồm các loại công tắc và thiết bị đóng cắt cách ly trong hệ thống phân phối và mạch động cơ, đồng thời bao gồm các cân nhắc về đóng cắt động cơ, nhưng phạm vi của tiêu chuẩn này không đảm bảo mọi công tắc cam đều phù hợp cho mọi động cơ.
Sử dụng hướng dẫn chọn kích thước công tắc cam điều khiển động cơ của VIOX để phân tách dòng điện liên tục, chế độ làm việc của động cơ và tần suất đóng cắt.
3. Xác minh đặc tính ngắt trước khi đóng (Break-Before-Make)
Các đường dẫn thuận và nghịch không được phép đóng cùng lúc. Vị trí OFF ở giữa và trình tự ngắt trước khi đóng giúp ngăn ngừa các kết nối xung đột. Trừ khi máy và công tắc được thiết kế để hãm ngược hoặc đảo chiều nhanh, hãy để động cơ dừng hẳn trước khi chọn chiều ngược lại.
4. Kiểm tra các vị trí duy trì và vị trí tạm thời
Công tắc duy trì giữ nguyên vị trí; công tắc tạm thời tự trở về trạng thái Off. Một số máy móc yêu cầu chế độ Tiến duy trì và chế độ Lùi tạm thời. Việc thay đổi đặc tính này sẽ làm thay đổi cách vận hành của máy ngay cả khi sơ đồ tiếp điểm là chính xác.
5. Xác nhận việc lắp đặt và bảo vệ môi trường
Các công tắc trống truyền thống thường được bọc kín, trong khi công tắc cam gắn trên bảng điều khiển đặt các tiếp điểm phía sau bảng. Hãy so sánh kích thước lỗ khoét bảng, chiều dài trục, chiều sâu phía sau, không gian đi dây, khả năng chịu tải của đầu nối, tiếp địa và cấp bảo vệ IP hoặc NEMA yêu cầu.
6. Xem xét các chức năng bảo vệ còn thiếu
Công tắc đảo chiều trực tiếp có thể khiến động cơ sẵn sàng khởi động lại khi có điện trở lại và có thể thiếu các chức năng bảo vệ quá tải, ngắt từ xa và dừng khẩn cấp. Nếu yêu cầu chức năng chống khởi động lại, nhiều trạm điều khiển, khóa liên động, điều khiển từ xa hoặc bảo vệ quá tải phối hợp, thì bộ khởi động bằng khởi động từ đảo chiều thường là cấu trúc tốt hơn. Khi đó, công tắc xoay có thể vận hành mạch điều khiển thay vì trực tiếp đóng cắt nguồn động cơ.
Khi nào hệ thống khởi động từ tốt hơn so với việc sử dụng công tắc
Hãy chọn cấu hình khởi động từ đảo chiều thay vì đóng cắt thủ công trực tiếp khi ứng dụng cần:
- mạch dừng khẩn cấp giúp ngắt nguồn cuộn dây;
- cuộn cắt thấp áp hoặc không áp để ngăn chặn việc tự động khởi động lại;
- các trạm khởi động và dừng từ xa;
- khóa liên động điện và cơ khí cho chiều thuận/nghịch;
- tích hợp rơ le quá tải;
- vận hành thường xuyên hoặc công suất động cơ lớn hơn;
- các lệnh từ PLC hoặc điều khiển quy trình.
Một công tắc thủ công có định mức phù hợp vẫn mang tính thực tiễn cho một máy nhỏ với điều khiển tại chỗ và bảo vệ thích hợp. Kiến trúc hệ thống nên tuân thủ đánh giá rủi ro máy móc và các yêu cầu tại địa phương.
Những sai lầm phổ biến khi thay thế
Lựa chọn dựa trên ký hiệu trên tay gạt
Các nhãn Forward-Off-Reverse không xác định mạch điện bên trong. Cần có sơ đồ tiếp điểm hoặc bảng chuyển mạch.
Sử dụng định mức Ampe chung làm định mức động cơ
Xác minh dữ liệu công suất hoặc dòng điện vận hành của động cơ tại điện áp nguồn và chế độ làm việc thực tế. Không suy luận từ giá trị dòng điện tiêu đề.
Giả định vị trí Off ngắt mọi dây dẫn
Kiểm tra bảng tiếp điểm. Đồng thời xác định xem ứng dụng có yêu cầu chức năng cách ly hay không; chỉ riêng vị trí OFF không chứng minh thiết bị là bộ ngắt kết nối được chứng nhận.
Tái sử dụng các vị trí dây cũ
Bố trí đầu nối khác nhau. Hãy ánh xạ chức năng mạch, không phải vị trí vật lý. Các Hướng dẫn đấu nối công tắc chuyển mạch VIOX cung cấp quy trình làm việc ưu tiên sơ đồ.
Bỏ qua các rủi ro về khởi động lại và quá tải
Xác nhận cách thức bảo vệ động cơ và điều gì sẽ xảy ra sau khi mất điện.
Công tắc trống hoặc công tắc chuyển mạch: Bạn nên chọn loại nào?
Chọn một thiết bị có tài liệu kỹ thuật công tắc tang trống khi bảo tồn cấu trúc máy ban đầu và có sẵn thiết bị thay thế chính xác, đúng định mức.
Chọn một công tắc cam để lắp đặt trên bảng điện, các chuỗi tiếp điểm được lập trình, nhiều tầng hoặc định dạng thay thế hiện đại.
Chọn một bộ khởi động từ đảo chiều khi cần ngăn ngừa khởi động lại, vận hành từ xa, phối hợp bảo vệ quá tải hoặc đóng cắt thường xuyên.
Thiết bị thay thế tốt nhất không phải là thiết bị có hình dáng giống nhất. Đó là thiết bị có chương trình đóng cắt và các thông số định mức được ghi trong tài liệu đáp ứng đúng chức năng yêu cầu trong cấu trúc bảo vệ của máy.
Danh mục kiểm tra thông tin thay thế
Trước khi yêu cầu thay thế, hãy thu thập:
- nhà sản xuất và model của thiết bị đóng cắt gốc;
- ảnh chụp nhãn thiết bị và đầu nối;
- sơ đồ đấu dây hoặc bảng thông mạch đã được xác minh;
- loại động cơ, điện áp, pha, tần số và công suất định mức;
- dòng điện trên nhãn động cơ và sơ đồ đấu dây;
- vị trí tay gạt và các yêu cầu về duy trì hoặc tự hoàn vị;
- đóng cắt động cơ trực tiếp hoặc đóng cắt mạch điều khiển;
- các yêu cầu về lỗ khoét trên bảng điện, trục, độ sâu và vỏ tủ;
- các chi tiết về bảo vệ ngắn mạch và quá tải hiện có.
Thông tin này cho phép nhà cung cấp khớp chương trình tiếp điểm thay vì phải đoán từ một mã linh kiện đã lỗi thời.
Câu hỏi thường gặp
Công tắc trống (drum switch) có giống với công tắc cam (cam switch) không?
Không. Cả hai đều là thiết bị quay và có thể thực hiện cùng một chức năng đảo chiều, nhưng cơ cấu và quy ước sản phẩm của chúng khác nhau. Hãy xác minh chương trình tiếp điểm và các thông số định mức.
Tôi có thể thay thế công tắc trống bằng công tắc cam không?
Có, nếu nó tái tạo được trình tự tiếp điểm và phù hợp với chế độ làm việc của động cơ, điện áp, chế độ vận hành, cách lắp đặt, vỏ bảo vệ và các yêu cầu bảo vệ.
Cả hai loại công tắc này có thể đảo chiều động cơ một pha không?
Chỉ khi động cơ được thiết kế để đảo chiều và công tắc tuân theo sơ đồ đấu dây của nó. Việc đảo chiều thường làm thay đổi mối quan hệ giữa cuộn dây khởi động và cuộn dây làm việc.
Cả hai loại công tắc này có thể đảo chiều động cơ ba pha không?
Một công tắc phù hợp sẽ đảo chiều động cơ ba pha bằng cách hoán đổi hai pha. Nó phải ngăn chặn các kết nối chồng chéo và chịu được thông số định mức phù hợp với chế độ làm việc của động cơ.
Công tắc trống hoặc công tắc cam có cung cấp bảo vệ quá tải không?
Không tự động. Một số sản phẩm chỉ là thiết bị đóng cắt. Hãy kiểm tra kỹ sản phẩm cụ thể và toàn bộ mạch động cơ; có thể cần phải có bảo vệ quá tải và ngắn mạch riêng biệt.
Công tắc cam có dòng điện định mức cao hơn có luôn là thiết bị thay thế an toàn không?
Không. Giá trị dòng nhiệt cao hơn không đảm bảo định mức đóng cắt động cơ, trình tự tiếp điểm, đặc tính chuyển mạch hoặc chức năng bảo vệ chính xác.