Silnik trójfazowy o mocy 15 kW zasilany napięciem 400 V pobiera około 30 A. Wewnątrz rozrusznika znajdują się dwa urządzenia o dwóch odrębnych zadaniach. Stycznik wytwarza i przerywa prąd silnika. Przekaźnik przeciążeniowy chroni silnik. Utrzymanie tego podziału w jasny sposób rozwiązuje większość zamieszania wokół styczników elektrycznych. Stycznik jest urządzeniem przełączającym obciążenie, a nie urządzeniem ochronnym i jest zbudowany tak, aby można go było sprawdzać i wymieniać w przypadku zużycia styków. Napięcie cewki, kategoria użytkowania, styki pomocnicze i montaż wynikają z tej jednej idei.
Co właściwie robi stycznik elektryczny
Stycznik elektryczny to przełącznik sterowany elektromagnetycznie, zbudowany w celu wielokrotnego załączania i przerywania obwodu mocy pod obciążeniem. Prąd płynący przez cewkę przyciąga zworę, główne styki zamykają się, a jeden lub więcej styków pomocniczych zmienia stan w tym samym czasie. Usunięcie prądu cewki pozwala sprężynie cofnąć zworę i otworzyć główne styki.
Łuk powstający po otwarciu obciążonego obwodu zniszczyłby parę styków gładkich w ciągu kilku tysięcy operacji, dlatego styczniki pełnowymiarowe są wyposażone w komory łukowe lub płytki rozdzielające. Rozciągają one, schładzają i dzielą łuk, aż nie będzie można go ponownie zajarzyć.
W praktyce liczą się trzy granice. Stycznik nie zapewnia zabezpieczenia przed przeciążeniem, dlatego zawsze współpracuje się z termicznym lub elektronicznym przekaźnikiem przeciążeniowym. Nie jest to rozłącznik, więc nie może służyć jako punkt odcięcia do prac konserwacyjnych. A jego wartość nie jest pojedynczą liczbą: ta sama rama przewodzi różne prądy dla obciążeń rezystancyjnych, dla silników przełączanych podczas pracy i dla silników przełączanych podczas impulsowania lub cofania.
Stycznik lub przekaźnik: gdzie faktycznie znajduje się linia
Obydwa urządzenia są przełącznikami sterowanymi elektromagnetycznie i oba pojawiają się w tych samych obudowach, dlatego pojęcia są mylone. Istotne różnice to poziom prądu, kontrola łuku i obciążenie.
Tabela 1: Jak stycznik i przekaźnik sterujący dzielą pracę w panelu niskiego napięcia. | Własność | Stycznik | Przekaźnik sterujący |
| Typowa ocena głównego kontaktu | 9 A do kilkuset A | 1 A do 16 A |
| Norma produktu | IEC 60947-4-1 | IEC 60947-5-1 lub IEC 61810 |
| Kontrola łuku | Komory łukowe i płyty rozdzielające | Mała przerwa stykowa, brak komory łukowej |
| Montaż | Szyna DIN lub panel z dedykowaną podstawą | PCB, gniazdo lub szyna DIN |
| Obciążenie cewki | Wysoki rozruch, od kilku VA do kilkudziesięciu VA | Niski, często poniżej 1,5 VA |
| Typowy obowiązek | Rozruch silnika, rezystancyjne obciążenia grzewcze | Logika, sygnalizacja i obowiązek pilota |
| Oczekiwane życie | Zależy w dużej mierze od kategorii użytkowania | Miliony operacji przy niskim obciążeniu |
Poniżej około 20 A decyzja dotyczy zwykle cyklu pracy i rodzaju obciążenia, a nie rozmiaru. Przekaźnik wysokoprądowy, taki jak seria CY T90, o wartości znamionowej 30 A lub 40 A w układzie SPDT, może zastąpić mały stycznik przy obciążeniach rezystancyjnych lub lekko indukcyjnych i zachować niewielką powierzchnię panelu. Tam, gdzie obciążeniem jest silnik, komora łukowa w styczniku nadal zajmuje swoje miejsce.
Przekaźnik SPDT dużej mocy CYT90 T90 do kompaktowego przełączania obciążenia Kompaktowy przekaźnik SPDT dużej mocy do przełączania 20A/30A, przydatny tam, gdzie obciążenia rezystancyjne lub lekko indukcyjne wymagają niewielkiej powierzchni panelu. Zobacz produkt → Kategorie użytkowania Zdecyduj o żywotności
Duży prąd wydrukowany na tabliczce znamionowej stycznika to zwykle prąd cieplny, czyli wartość, którą urządzenie może przenosić bez przegrzania. To nie jest prąd, który styki mogą przełączać wielokrotnie przez lata. Liczba ta pochodzi z kategorii użytkowania.
Tabela 2: Kategorie użytkowania IEC i ich znaczenie dla trwałości styków. | Kategoria | Typowe obciążenie | Przełączanie wagi |
| AC-1 | Obciążenia nieindukcyjne lub lekko indukcyjne, ogrzewanie rezystancyjne | Światło |
| AC-3 | Silniki klatkowe, przełączanie podczas pracy | Umiarkowane, najczęściej |
| AC-4 | Silniki klatkowe, impulsowe, podłączane i nawrotne | Poważne |
| DC-1 | Nieindukcyjne obciążenia DC | Światło |
| DC-3 | Bocznikowe silniki prądu stałego, rozruch, podłączanie, impulsowanie | Poważne |
| DC-13 | Elektromagnesy i cewki prądu stałego | Umiarkowany, z dużą indukcyjnością |
Następują dwie konsekwencje. Po pierwsze, zawsze porównuj podobne z podobnymi: urządzenie 18 A AC-3 nie jest urządzeniem 18 A AC-4, a arkusze danych bezpośrednio pokazują tę redukcję. Po drugie, temperatura otoczenia i rozmiar obudowy przesuwają prąd użytkowy. Stycznik przystosowany do pracy w temperaturze 60 stopni Celsjusza w wolnym powietrzu traci pojemność w szczelnej obudowie, dlatego przed złożeniem zamówienia należy zapoznać się z krzywymi obniżania wartości znamionowych.
Obwody cewek: przekaźniki interfejsu i moduły wykonują przełączanie
Styczniki są zwykle sterowane przez sterownik PLC i to właśnie w tym miejscu obwód cewki napotyka problemy. Wyjście tranzystorowe o natężeniu 0,5 A przy 24 VDC nie może sterować cewką 230 V, która pobiera kilka VA w stanie zamkniętym i znacznie więcej w momencie włączenia. Typową odpowiedzią jest warstwa interfejsu: wyjście sterownika PLC steruje małym przekaźnikiem, a ten styk przekaźnika przełącza cewkę stycznika.
Moduł montowany na szynie z cewką 24 VDC i stykami przełącznymi, taki jak seria MCYF1, dokonuje tej konwersji w jednym gnieździe szyny DIN i utrzymuje porządek w okablowaniu, gdy na panelu mieści się dwadzieścia lub trzydzieści rozruszników.
Moduł przekaźnika na szynę DIN MCYF1 z przekaźnikami magnetycznymi Moduł montowany na szynie DIN wykorzystujący magnetyczne przekaźniki zatrzaskowe, oferujący wielokanałowe przełączanie 10A–16A dla uporządkowanych przemysłowych paneli sterowania o niskiej mocy statycznej. Zobacz produkt → Równie ważna jest ochrona po stronie cewki. Cewki prądu stałego wymagają diody gaszącej lub sieci RC, a cewki prądu przemiennego wymagają warystora lub tłumika RC. Bez nich zanikające pole przy wyłączaniu wytwarza stan przejściowy, który ostatecznie wyłącza wyjście sterownika PLC, a nie stycznik.
Dopasowanie strony sterującej do strony przełączającej
Nie każda funkcja sterująca wymaga zwykłego przekaźnika. Większość praktycznych przypadków pokrywają trzy rodziny. Przekaźniki elektromagnetyczne ogólnego przeznaczenia obsługują standardowe zadania pilota. Magnetyczne przekaźniki zatrzaskowe utrzymują swój ostatni stan bez ciągłego zasilania cewki, co odpowiada sekwencjom kroków, funkcjom pamięci i panelom, w których sumuje się zużycie cewki. Przekaźniki kontaktronowe przełączają sygnały wysokiego napięcia lub wysokiej częstotliwości przy niskim natężeniu prądu i zapewniają bardzo długą żywotność mechaniczną.
Nieostrożne ich mieszanie powoduje kłopoty, ponieważ przekaźnik zatrzaskowy, który utrzymuje stan po awarii zasilania, jest pomocny w sekwencji i niebezpieczny na ścieżce zatrzymania awaryjnego, gdzie obwód musi zostać przerwany. Typy takie jak seria CYF3S, przekaźnik zatrzaskowy 14F o obciążalności 16 A, wyraźnie pokazują kompromis: dwa stabilne stany, brak prądu podtrzymania i konieczność celowego zaprojektowania logiki resetowania.
Magnetyczny przekaźnik zatrzaskowy CYF3-S 14F do przełączania przy zerowej mocy Kompaktowy przekaźnik zatrzaskowy, który utrzymuje stan styku po odłączeniu zasilania sterującego, przydatny przy montażu PCB, gdzie wymagana jest pamięć o wyłączeniu zasilania. Zobacz produkt → Krótka lista kontrolna specyfikacji
- Określ obciążenie i kategorię użytkowania, a nie tylko prąd cieplny.
- Potwierdź główny prąd kontaktowy w tej kategorii, a następnie zastosuj obniżenie wartości znamionowych ze względu na temperaturę otoczenia i obudowę.
- Ustal napięcie cewki i typ zasilania, AC lub DC, i sprawdź obciążenie rozruchowe na wyjściu sterującym.
- Policz styki pomocnicze potrzebne do uszczelnienia, zablokowania i sprzężenia zwrotnego stanu.
- Sprawdź rozmiar zacisków, przekrój kabla, sposób montażu i ilość miejsca pozostawionego na komory łukowe.
- Sprawdź koordynację zwarciową z urządzeniem zabezpieczającym znajdującym się powyżej.
- Oszacuj liczbę operacji na godzinę i ustal częstotliwość kontroli styków lub wymiany.
Tryby awarii, które można odczytać z panelu
- Przepalenie cewki zwykle wskazuje na utrzymujące się zbyt niskie napięcie, przejściowe przepięcie lub nieprawidłowe napięcie cewki.
- Spawane styki główne następują po zamknięciu w przypadku zwarcia lub bardzo dużego obciążenia rozruchowego.
- Drgania wynikają ze słabnącego zasilania sterującego, luźnych zacisków lub wyjścia, które nigdy nie było przystosowane do pracy z cewką.
- Szybkie zużycie styków w silnikach jest prawie zawsze niewłaściwą kategorią użytkowania, jak na przykład praca nawrotna w urządzeniu z oceną AC-3.
- Nierównomierne zużycie trzech biegunów sugeruje brak równowagi fazowej lub luźne połączenie na jednej nodze.
Pozyskiwanie styczników i przekaźników sterujących
Poproś o więcej niż tylko aktualną ocenę. Przydatne arkusze danych zawierają dane cewek dla prądu przemiennego i stałego, krzywe trwałości mechanicznej i elektrycznej, informacje dotyczące obniżania wartości znamionowych oraz rozmieszczenie zacisków. Warto również zadać sobie pytanie, jakie zmiany zachodzą między próbką a serią produkcyjną, ponieważ materiał styku, grubość poszycia i siła sprężyny wpływają na trwałość w większym stopniu niż podana w nagłówku ocena.
Firma stojąca za tym zakładem, Ningbo Chengyuan Chuangke Electronics, produkuje przekaźniki w Yinzhou w Ningbo od 1996 r., a jej profil firmy opisuje gamę obejmującą przekaźniki elektromagnetyczne ogólnego przeznaczenia, przekaźniki kontaktronowe, przekaźniki magnetyczne z zatrzaskiem i przemysłowe moduły sterujące montowane na szynie. Jej patenty z lat 2012–2014 obejmują zatrzaskowy mechanizm bistabilny z zatrzaskiem magnetycznym, magnetyczny przekaźnik zatrzaskowy typu push-pull i przekaźnik termopary typu ramowego. Jeśli potrzebujesz danych cewki dla obwodu interfejsu 24 VDC lub styku 16 A dla małego rozrusznika, możesz poproś o wycenę i dopasuj części do swojego panelu.
Styczniki i przekaźniki nie są konkurencyjnymi odpowiedziami na to samo pytanie. Stycznik obsługuje obciążenie, przekaźnik obsługuje logikę, a panel działa niezawodnie, gdy każde urządzenie zostanie wybrane do zadania, które faktycznie będzie spełniać.
