Urządzenie i zasada działania styczników prądu elektrycznego

Styczniki elektromagnetyczne (KM), szeroko rozpowszechnione w elektrotechnice, to specjalne urządzenia zdolne do przełączania dużych prądów. Cechą tych urządzeń zasilających jest możliwość sterowania prądami obciążenia za pomocą obwodów niezwiązanych konstrukcyjnie z przełączanym obciążeniem. Aby zrozumieć istotę procesów zachodzących w stycznikach, należy zapoznać się z zasadą ich działania.

Budowa i zasada działania

Główną różnicą pomiędzy stycznikiem elektromagnetycznym 220/380 Volt a innymi urządzeniami łączeniowymi jest zastosowanie w obwodzie sterowania części napięcia, która ma być przełączana. Najprostszym sposobem zrozumienia tej różnicy jest zapoznanie się z urządzeniem typowego CM. To urządzenie zasilające składa się z następujących głównych zespołów i części:

• Styki zasilania, które dostarczają prąd bezpośrednio do odbiornika lub do instalacji elektrycznej.
• Zestaw sprężyn służących jako siła docisku w konstrukcji.
• Plastikowa trawersa połączona z ruchomą zworą i służąca do mocowania zworek stykowych.
• Cewka elektromagnetyczna, która steruje położeniem poprzeczki i za jej pomocą zmienia stan stycznika.

Same styki przełączane są wykonane ze stopów miedzi, co zapewnia wysoką przewodność elektryczną i niezawodność.

Po przyłożeniu napięcia do elektromagnesu zwora przesuwa się w dół pod wpływem pola i przyciąga poprzeczkę stykami w tym samym kierunku. Ruchome części stycznika na nim zamocowane są zamknięte stałymi punktami, tworząc obwód przepływu prądu. Po usunięciu napięcia z elektromagnesu zwora powraca do pierwotnego stanu pod działaniem sprężyny i styki otwierają się. Do awaryjnego wyłączania posiada specjalny wyłącznik przyciskowy zainstalowany w dodatkowym łańcuchu łączeniowym.

Zasada działania urządzenia przełączającego pomaga zrozumieć, czym styczniki różnią się od przekaźników lub jakiegokolwiek innego urządzenia przełączającego: przekaźniki i styczniki są zaprojektowane dla prądów o różnych wartościach, różniących się dziesiątkami, a nawet setkami razy.

Różnice między stycznikami a rozrusznikami magnetycznymi

Pod względem funkcjonalności te dwa urządzenia nie różnią się od siebie. Umożliwiają przełączanie obwodów mocy i obejmują od dwóch (stycznik jednofazowy) do czterech „mocnych” styków. Różnica zaczyna się pojawiać, gdy weźmiemy pod uwagę następujące cechy tych urządzeń:

• wymiary i waga urządzenia;
• projekt strefy przełączania styków;
• bezpośrednie spotkanie.

Rozruszniki magnetyczne są powszechnie określane jako „małe styczniki”, aby wskazać różnicę w wielkości i wadze. Ale sprawa nie ogranicza się do tego, ponieważ nie bierze się pod uwagę faktu, że pary styczników mają specjalne komory do gaszenia łuku. Dzięki tym elementom obudowy stycznik elektryczny jako taki nie posiada, sam jest montowany w pomieszczeniach zamykanych na klucz bez dostępu osób niepowołanych.

Styki zasilania rozrusznika magnetycznego są zakryte niezawodnymi plastikowymi osłonami, ale nie mają komór gaśniczych. W takim przypadku same urządzenia są instalowane w obwodzie o ograniczonej wartości prądu przełączanego. Stąd trzecia różnica między urządzeniami, która polega na ich przeznaczeniu.

Stycznik trójfazowy może być zainstalowany w dowolnej linii elektroenergetycznej, zapewniając niezawodne podłączenie i odłączenie dowolnego obciążenia.Rozruszniki magnetyczne są tradycyjnie używane do przełączania obwodów sterujących silników indukcyjnych i są zdolne do uruchamiania ich w różnych trybach, w tym wstecznym.

Oznakowanie i typy

W celu rozróżnienia poszczególnych modeli styczników trójfazowych i jednofazowych stosuje się następujący symbol lub oznaczenie: KT (KTP) - X1 X2 X3 X4 C (A lub B) X5. Są deszyfrowane w następujący sposób:

• pierwsza ikona odpowiada numerowi serii (60 lub 70);
• drugi - wymiary stycznika z rzędu: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6№;
• X3 to całkowita liczba biegunów (2, 3, 4 lub 5);
• X4 (litery A, B lub C) wskazują specyfikę serii pod względem cech styków przełączających;
• X5 to wskaźnik wydajności klimatycznej: U3, UHL lub T3.

Różne typy urządzeń stycznikowych są klasyfikowane według następujących kryteriów:

• dostępny sprzęt ochronny i napięcie robocze (220 lub 380 woltów);
• metoda aktywacji kontaktowej;
• liczba kontaktów w grupie mocy.

Prawie wszystkie modele styczników są wyposażone w półprzewodnikowe przekaźniki termiczne, które otwierają obwód obciążenia w przypadku przetężenia, jak wyzwalacz wyłącznika. Po rozłączeniu styków i schłodzeniu wyłącznika ochronnego konieczne jest ponowne włączenie urządzenia do pracy. Zgodnie z napięciem zasilania samego urządzenia ich cewka może być zaprojektowana zarówno na 220, jak i 380 woltów.

W praktyce stosuje się styczniki prądu stałego, tzw. zgodnie z rodzajem działania sterującego. Typowym przykładem jest stycznik 12 V DC.

Charakter działania kontaktów

Ze względu na charakter zamknięcia rozróżnia się następujące typy styczników:

• Urządzenia podłączone bezpośrednio z tylko jedną grupą styków zasilania. Działają tylko do włączania i wyłączania oraz posiadają zabezpieczenie przeciążeniowe lub zwarciowe.
• Instrumenty odwracalne wyposażone w dwie grupy. Za ich pomocą można skorygować obwód w celu włączenia obciążenia, na przykład zmieniając kolejność faz.
• Urządzenia z ograniczonym zestawem przełączania: tylko do zamykania lub tylko do otwierania.

Ten ostatni typ jest stosowany, gdy konieczne jest sterowanie dwiema instalacjami elektrycznymi w przeciwfazie. W tym trybie jeden z nich jest podłączony do linii, a drugi jest synchronicznie z nią odłączany.

Liczba kontaktów

Według liczby kontaktów grupy mocy urządzenia dzielą się na następujące typy:

• Urządzenia 2-stykowe do obwodów jednofazowych;
• Urządzenia 3-stykowe przełączające tylko grupy faz, zero na nich nie uruchamia się;
• z czterema lub więcej kontaktami w grupach władzy.

Przez grupę przełączającą rozumie się zestaw styków normalnie zamkniętych lub normalnie otwartych.

Ten ostatni rodzaj produktów jest używany niezwykle rzadko, tylko w specjalnych schematach połączeń.

Rozważając odmiany urządzeń tej klasy nie można nie wspomnieć o nowoczesnych odpowiednikach reprezentowanych przez styczniki tyrystorowe prądu przemiennego. W tych urządzeniach styki czysto mechaniczne zastępowane są przejściami elektronicznymi charakterystycznymi dla styczników półprzewodnikowych.

Samopołączenie

Przed zainstalowaniem stycznika jednofazowego w szafce na szynie DIN i samodzielnym podłączeniem należy zwrócić uwagę na obecność dwóch łańcuchów w obwodzie. Jednym z nich jest zasilanie, a drugim sygnał, dzięki któremu możliwe jest sterowanie pracą urządzenia. Aby ten łańcuch zadziałał, po zamontowaniu urządzenia w szafce konieczne będzie doprowadzenie zasilania do jego styków, tradycyjnie oznaczonych jako A1 i A2. Zasilane są dokładnie takim napięciem, na jakie zaprojektowano cewkę stycznika.

Przełączany obwód zasilania jest podłączony do zacisków znajdujących się na spodzie urządzenia i zwykle oznaczonych symbolami T1, T2, T3. Dzięki ich obecności możliwa jest realizacja schematu podłączenia stycznika trójfazowego.Dzięki temu włączeniu można sterować obwodami mocy, które są częścią dowolnego agregatu prądotwórczego, w tym generatorów wiatrowych i diesla. Nieistotny jest również rodzaj generowanego przez nie napięcia.

Poważne awarie

Możliwe awarie styczników obejmują awarię magnetycznej cewki sterującej, a także spalenie i awarię samych styków przełączających. W pierwszym przypadku jedynym możliwym wyjściem jest wymiana cewki na nową, działającą próbkę. Jeśli styki się palą, możesz spróbować je przywrócić, delikatnie czyszcząc uszkodzone obszary, najpierw pilnikiem, a następnie drobnym papierem ściernym. Jednak taka „kosmetyczna” operacja nie jest wyjściem. Wcześniej czy później użytkownik będzie musiał wymienić spalone styki na nowe (kopie zapasowe) lub próbki pobrane z innego urządzenia.