Różne typy styczników elektrycznych: jak porównać i wybrać jeden

Stycznik 25 A, który ciągle przepala swoją cewkę, zwykle nie jest uszkodzonym stycznikiem. To niewłaściwy stycznik do tego zadania. Według znanego schematu urządzenie znajduje się w gorącej obudowie, przy każdym uruchomieniu silnika zasilanie układu sterującego spada do 85 procent wartości znamionowej, a cewka jest utrzymywana przez wiele godzin. Stycznik robi dokładnie to, co mu powiedziano, ale rodzina, do której należy, nigdy nie została zaprojektowana do tego zadania.

W rzeczywistych panelach pojawia się siedem rodzin styczników elektrycznych: standardowe elektromagnetyczne prądu przemiennego, elektromagnetyczne prądu stałego, o określonym przeznaczeniu, cofające, zatrzaskiwanie magnetyczne, próżniowe i półprzewodnikowe. Wybór pomiędzy nimi sprowadza się do czterech pytań. Ile prądu należy przełączyć? How often? Jak wygląda obciążenie w momencie rozwarcia styków? A co powinna zrobić cewka w przypadku utraty lub przywrócenia zasilania sterującego? Odpowiedz na te cztery pytania, a rodzina dokona wyboru sama.

W poniższych sekcjach omówiono, co każda rodzina robi dobrze, a gdzie zawodzi, oraz liczby, które oddzielają je od siebie. Wartości znamionowe i żywotność są wartościami planowanymi, dlatego przed złożeniem zamówienia należy je sprawdzić w arkuszu danych konkretnej części.

Co stycznik musi zrobić przed czymkolwiek innym

Stycznik to zdalnie sterowany przełącznik zbudowany z myślą o wielokrotnym obciążeniu. Musi zamykać się pod wpływem prądu rozruchowego bez spawania styków, przewodzić prąd roboczy bez przegrzania, przerywać łuk bez samospalenia i robić to wszystko dziesiątki tysięcy razy. Każdy typ stycznika to inny zestaw kompromisów w stosunku do tych czterech wymagań.

Sprzęt jest podobny w różnych rodzinach:

• Cewka lub elektromagnes, który zamienia napięcie sterujące na siłę mechaniczną
• Styki stałe i styki ruchome, dobrane odpowiednio do prądu obciążenia
• Sprężyna kontaktowa ustawiająca nacisk kontaktowy oraz sprężyna powrotna otwierająca szczelinę
• Komora łukowa lub wydmuch magnetyczny, który rozciąga i chłodzi łuk
• Rama lub obudowa utrzymująca szczelinę i izolująca bieguny
• Styki pomocnicze, które zgłaszają stan z powrotem do obwodu sterującego

Nacisk kontaktowy jest cichą zmienną. Zbyt lekka sprężyna powoduje odbicie i powstawanie mikro łuków, natomiast zbyt ciężka powoduje, że cewka pracuje ciężej i szybciej zużywa się mechanizm. Ten kompromis powoduje, że stycznik o natężeniu 40 A do ogrzewania rezystancyjnego może mieć tylko 25 A przy obciążeniu silnika.

Główne typy styczników elektrycznych

Są to rodziny, które spotkasz w panelach przemysłowych i komercyjnych, mniej więcej w kolejności, w jakiej pojawiają się w terenie.

Standardowe styczniki elektromagnetyczne prądu przemiennego

This is the workhorse. Laminowana cewka prądu przemiennego ciągnie zworę, zamyka trzy lub cztery bieguny i utrzymuje je ciągłym prądem cewki. Ramy typu IEC mają prąd od około 9 A do 95 A w typowych rozmiarach, a cewki zwykle pokrywają napięcie od 24 V do 400 V przy 50 lub 60 Hz. Słabym punktem jest sama cewka: pierścień zacieniający zapobiega jej drganiom, ale pierścień i izolacja cewki to części, które najbardziej ucierpią, gdy spada napięcie sterujące lub nagrzewa się otoczenie. Poniżej rozmiarów rozruszników silnika, wytrzymały przekaźnik elektromagnetyczny w kompaktowej obudowie często wykonuje tę samą pracę przy 30 A do 40 A i oszczędza miejsce na panelu.

Przekaźnik CYT90, przekaźnik T90, wysokoprądowy przekaźnik SPDT, przekaźnik dużej mocy 30A / 40A. Przekaźnik CYT90 należy do serii małych przekaźników dużej mocy CYT90 (T90/T91/T93). W porównaniu do innych przekaźników tej samej kategorii, jego podstawowa zaleta polega na połączeniu... Zobacz produkt →

Styczniki elektromagnetyczne prądu stałego

Łuki prądu stałego zachowują się inaczej, ponieważ nie ma przejścia przez zero, które mogłoby je zgasić. Dlatego stycznik prądu stałego dodaje magnes wydmuchowy lub dłuższą komorę łukową i często wykorzystuje obwód ekonomizera lub magnes trwały do ​​odcięcia prądu podtrzymującego. Rozmiary przemysłowe wahają się od kilku amperów do około 40 A, a głównymi zastosowaniami są obwody akumulatorowe, słoneczne i napędowe prądu stałego. Polaryzacja cewki ma znaczenie w wielu stycznikach prądu stałego, a odwrócenie przewodów sterujących może spowodować, że urządzenie będzie trwale zamknięte lub trwale otwarte.

Styczniki o określonym przeznaczeniu

Są one zbudowane dla jednego wąskiego zastosowania, najczęściej sprężarek, wentylatorów i pomp HVAC. Zwykle przełączają od 20 A do 40 A, kosztują mniej niż rama IEC ogólnego przeznaczenia i mają stałą cewkę i stały układ zacisków. Kompromisem jest elastyczność: bloki akcesoriów, wymienne cewki i zapasowe zestawy styków zwykle nie są dostępne, więc zmiana napięcia sterującego oznacza nowy stycznik, a nie nową cewkę.

Cofanie Contactors

Stycznik nawrotny to dwa styczniki połączone blokadą mechaniczną, z blokadą elektryczną w obwodzie sterującym. Jedna jednostka obsługuje obrót do przodu, a druga do tyłu, a obie cewki nie mogą być nigdy zasilane razem. Krytycznym szczegółem jest czas martwy: jednoczesne zamknięcie powoduje zwarcie międzyfazowe w sieci. Blokady mechaniczne stanowią zabezpieczenie podstawowe, natomiast blokady elektryczne stanowią zabezpieczenie zapasowe. Wciągniki, przenośniki i napędy drzwi to klasyczne zastosowania.

Styczniki zatrzaskowe magnetyczne

Stycznik zatrzaskowy wykorzystuje krótki impuls do zmiany stanu i magnes trwały do jego utrzymania. Moc utrzymywania spada do zera, co ma znaczenie w przypadku pomiaru energii, zdalnego przełączania i paneli zasilanych bateryjnie. Konsekwencją tego jest to, że urządzenie zapamiętuje ostatnie polecenie po awarii zasilania, dlatego też styk zwrotny jest niezbędny, gdy sterownik musi znać rzeczywistą pozycję. Understanding jak magnetyczny przekaźnik zatrzaskowy utrzymuje swój stan jest tu przydatne, ponieważ ta sama zasada mechaniczna występuje w stycznikach zatrzaskowych.

Przekaźnik CYF1-S, przekaźnik zatrzaskowy magnetyczny, przekaźnik zatrzaskowy 14F, przekaźnik magnetyczny 10A. W scenariuszach sterowania wymagających niskiego zużycia energii i pamięci stanu, przekaźnik CYF1-S, jako przekaźnik magnetyczny, oferuje znaczące korzyści dzięki unikalnej bi... Zobacz produkt →

Odkurz Contactors

W styczniku próżniowym styki znajdują się w zamkniętej ceramicznej butelce. W przypadku braku powietrza do jonizacji łuk gaśnie niemal natychmiast, a przerwa stykowa może być bardzo krótka. Jednostki te obsługują prądy od 100 A do 400 A i więcej przy średnim napięciu, co czyni je powszechnymi w górnictwie, ciężkich napędach silnikowych i przełączaniu mediów. Głównymi wadami są koszt, rozmiar i konieczność wymiany całych butelek próżniowych zamiast pojedynczych styków.

Solid State Contactors

Stycznik półprzewodnikowy nie ma żadnych ruchomych części. Za przełączanie odpowiadają tyrystory lub triaki, dzięki czemu urządzenie może wykonywać cykle tysiące razy na godzinę bez zużycia, co pasuje do elementów grzejnych, oświetlenia i szybkiej kontroli procesu. Two cautions follow. Po pierwsze, półprzewodnik obniża napięcie i wytwarza ciepło, dlatego wymagany jest radiator lub wymuszony obieg powietrza. Po drugie, gdy urządzenie jest wyłączone, nie ma fizycznej szczeliny powietrznej, więc przepływa niewielki prąd upływowy i do bezpiecznej izolacji potrzebne jest oddzielne odłączenie.

Aktualne oceny w głównych rodzinach

Prąd znamionowy jest pierwszym filtrem, ponieważ decyduje o rozmiarze ramy, rozmiarze zacisków i tym, jak bardzo miedź musi się zgiąć wewnątrz panelu.

Wykres pokazuje górną granicę typowego zakresu przemysłowego dla każdej rodziny, a nie sztywny limit, którego urządzenie nigdy nie może przekroczyć. Styczniki próżniowe osiągają prąd 400 A i więcej, co plasuje je w innej klasie paneli z inną praktyką dotyczącą kabli i szyn zbiorczych. Styczniki półprzewodnikowe i standardowe styczniki elektromagnetyczne prądu przemiennego pokrywają się ściśle w zakresie od 95 A do 100 A, więc decyzja między nimi zwykle dotyczy szybkości cykli i ciepła, a nie prądu. Blokady magnetyczne i jednostki o określonym przeznaczeniu wypełniają środkowy zakres od 40 A do 63 A, gdzie moc cewki i przestrzeń panelu mają większe znaczenie niż surowa wartość znamionowa. Ramki rewersyjne i miniaturowe pozostają poniżej 32 A, ponieważ dodatkowy mechanizm lub mała przerwa stykowa ograniczają obciążalność styków. Użyj tego jako pierwszego przejścia, aby zawęzić listę, a następnie sprawdź parametry urządzenia pod kątem dokładnej kategorii obciążenia, ponieważ ta sama rama może mieć na etykiecie dwa bardzo różne numery.

Porównanie technologii przełączania obok siebie

Ocena każdej technologii pod kątem kryteriów decydujących o większości specyfikacji to szybki sposób na sprawdzenie, jakie kompromisy wynikają z poniższej skali od jednego do pięciu, gdzie pięć jest najkorzystniejsze.

Standardowy stycznik elektromagnetyczny prądu przemiennego wypada dobrze pod względem wytrzymałości na rozruch i kosztu, a gorzej pod względem szybkości przełączania i energii trzymania, ponieważ jego cewka pobiera prąd tak długo, jak urządzenie jest zamknięte. Stycznik półprzewodnikowy odwraca ten kształt: przełącza niemal natychmiast i marnuje bardzo mało energii sterującej, ale nie oferuje fizycznej przerwy stykowej i znacznie wyższą cenę zakupu. Magnetyczny stycznik zatrzaskowy znajduje się pośrodku większości osi i wyróżnia się utrzymywaniem energii, ponieważ nic nie zużywa po zmianie stanu. Kształt każdego wielokąta jest bardziej przydatny niż jakikolwiek pojedynczy wynik, ponieważ pokazuje, jaką słabość akceptujesz. Jeśli dwie rodziny uzyskują jednakowe wyniki w swojej aplikacji, decydującymi czynnikami są zazwyczaj przestrzeń panelu, dostępne napięcie sterujące i liczba operacji na godzinę, które urządzenie musi przetrwać.

Jaki wpływ ma typ obciążenia na życie kontaktowe

Trwałość styków jest zawsze podawana dla kategorii obciążenia, a różnica między kategoriami jest większa, niż większość kupujących spodziewa się po zapoznaniu się z wyceną.

Górna krzywa pokazuje obciążenie rezystancyjne lub lekko indukcyjne, gdzie prąd przekracza zero dwa razy na cykl, a łuk szybko gaśnie. Dolna krzywa pokazuje obciążenie silnika, gdzie prąd rozruchowy jest od pięciu do ośmiu razy większy od prądu roboczego, a łuk trwa dłużej przy każdym zerwaniu. Przy 5 A obie krzywe zaczynają się blisko siebie, ale przy 40 A krzywa rezystancji jest w przybliżeniu czterokrotnie wyższa niż krzywa silnika. Ta luka powoduje, że jedna rama stycznika może mieć na etykiecie dwa bardzo różne numery i dlatego urządzenie 40 A sprzedawane do zastosowań grzewczych może zostać dopuszczone tylko do obciążenia silnika około 25 A. Porównując oferty, porównaj kategorię użytkowania oraz prąd, ponieważ jednostka przeznaczona do obciążeń rezystancyjnych nie przetrwa długo rozrusznika silnika.

Co nie udaje się w terenie

Dane zwrotne z pola są użyteczną kontrolą krzyżową, ponieważ zestawienie usterek mówi więcej o danych dotyczących instalacji i obciążenia niż o samej rodzinie styczników.

Na liście dominuje awaria cewki, która w większości przypadków jest raczej przekaźnikiem niż przyczyną: utrzymujące się zbyt niskie napięcie, wysoka temperatura otoczenia lub mechaniczne zacięcie kończą się spaloną cewką. Następne są styki spawane lub z dużymi wżerami, które zwykle wskazują na prąd rozruchowy większy niż pozwala na to wartość znamionowa styku lub na zbyt dużą liczbę operacji na godzinę. Mechaniczne zużycie zwory i połączeń to powolna i przewidywalna awaria, która ujawnia się po latach pracy. Luźne lub utlenione zaciski oraz zanieczyszczenia spowodowane kurzem i wilgocią to problemy z instalacją i obudową, które odpowiadają za około jedną czwartą zwrotów. Zapobieganie wszystkim pięciu przyczynom na etapie specyfikacji jest tańsze niż naprawa w terenie, dlatego dokładne dane dotyczące obciążenia i realistyczne wartości otoczenia są warte dodatkowej godziny pracy.

Tabela wyboru i lista kontrolna

Poniższa tabela stanowi punkt wyjścia dla ogólnych paneli przemysłowych. Nie zastępuje arkusza danych, ale szybko zawęża listę.

Zanim poprosisz o wycenę, przejrzyj poniższą listę:

1. Sprawdź prąd obciążenia i kategorię użytkowania, a nie tylko natężenie prądu na tabliczce znamionowej silnika.
2. Zmierz lub oszacuj temperaturę otoczenia wewnątrz obudowy przy zamkniętych drzwiach.
3. Należy zwrócić uwagę na dostępne napięcie sterujące i na to, jak bardzo może spaść podczas rozruchu.
4. Policz oczekiwane operacje na godzinę i rok.
5. Zdecyduj, co urządzenie ma zrobić po awarii zasilania: otworzyć, pozostać zamknięte lub utrzymać swój ostatni stan.
6. Sprawdź, czy panel potrzebuje fizycznej szczeliny powietrznej dla bezpiecznej izolacji.
7. Przed złożeniem zamówienia sprawdź rozmiar zacisków, szynę montażową i bloki akcesoriów.

Contactor or Relay, Where the Line Sits

Linia między stycznikiem a przekaźnikiem nie jest pojedynczą liczbą. Jest to połączenie obecnych, obowiązków i założeń projektowych. Przekaźniki zwykle przełączają niższe prądy i są budowane do logiki sterującej i ścieżek sygnałowych, podczas gdy styczniki są budowane do przełączania obciążenia za pomocą komory łukowej i cięższego mechanizmu. Nakładanie się jest jednak rzeczywiste: wysokoprądowy przekaźnik elektromagnetyczny może przełączać od 30 A do 40 A, co obejmuje małe pompy, grzejniki i obwody oświetleniowe, w których pełna rama stycznika byłaby zbyt duża.

W takich przypadkach moduł do montażu na szynie ułatwia wymianę i porządkuje okablowanie, ponieważ urządzenie można wymieniać bez zakłócania okablowania panelu.

Moduł przekaźnika M41F, moduł przekaźnika szynowego 41F, obwód ochronny modułu przekaźnika 41F Slim 6A. Moduł przekaźnikowy M41F to montowany na szynie moduł przekaźnikowy oferujący różne konfiguracje kanałów, od jednego do 32 kanałów, i wyposażony w wbudowane obwody zabezpieczające... Zobacz produkt →

Where the Parts Come From

Każda powyższa specyfikacja zależy od urządzenia, które jest dla niej zbudowane. Ningbo Chengyuan Chuangke Electronics produkuje przekaźniki i komponenty sterujące w Ningbo od 1996 roku, a jej katalog obejmuje przekaźniki elektromagnetyczne ogólnego przeznaczenia, przekaźniki kontaktronowe, przekaźniki magnetyczne z zatrzaskiem i przemysłowe moduły sterujące do montażu na szynie. Gama ta jest ściśle powiązana z omawianymi tutaj rodzinami styczników, co jest pomocne, gdy panel potrzebuje dopasowanego zestawu urządzeń przełączających z jednego źródła, a nie od trzech dostawców. Możesz przeczytać więcej o producencie oraz procedury produkcyjne i jakościowe tych części lub wyślij dane dotyczące obciążenia i parametrów otoczenia, a następnie pozwól zespołowi potwierdzić właściwy rozmiar ramy i napięcie cewki.

Najpierw wybierz rodzinę, następnie rozmiar ramy, a następnie napięcie cewki. Stycznik określonego przeznaczenia do klimatyzatora, magnetyczny moduł zatrzaskowy do zdalnego licznika i urządzenie półprzewodnikowe do szybko działającego grzejnika to prawidłowe odpowiedzi i każde z nich byłoby błędem w jednym z dwóch pozostałych miejsc.

Przy stole warsztatowym warto zanotować cztery pytania z początku tego przewodnika: prąd, częstotliwość cykli, rodzaj obciążenia w momencie przerwy i zachowanie cewki po awarii zasilania. Kiedy pojawi się oferta bez kategorii użytkowania lub oceny otoczenia, jest to moment, aby zadać pytanie, ponieważ te dwie liczby decydują, czy stycznik w pudełku będzie nadal działać za pięć lat.