Различные типы электрических контакторов: как сравнить и выбрать один

Контактор на 25 А, катушка которого постоянно перегорает, обычно не является неисправным контактором. Это неподходящий контактор для данной работы. По знакомой схеме: устройство находится в горячем корпусе, напряжение управления падает до 85 процентов от номинала при каждом запуске двигателя, а катушка удерживается в рабочем состоянии в течение нескольких часов. Контактор делает именно то, что ему было приказано, но семейство, к которому он принадлежит, никогда не было предназначено для этой задачи.

В реальных панелях присутствуют семь семейств электрических контакторов: стандартные электромагнитные переменного тока, электромагнитные постоянного тока, определенного назначения, реверсивные, с магнитной фиксацией, вакуумные и твердотельные. Выбор между ними сводится к четырем вопросам. Какой ток необходимо коммутировать? Как часто? Как выглядит нагрузка в момент размыкания контактов? И что должна делать катушка при потере или восстановлении управляющего напряжения? Ответьте на эти четыре вопроса, и семья сделает выбор сама.

В разделах ниже рассказывается о том, что каждая семья делает хорошо, где она терпит неудачу, а также о цифрах, которые отличают одну семью от другой. Номинальные значения и показатели срока службы являются плановыми значениями, поэтому перед заказом сверьте их с техническими данными конкретной детали.

Что контактор должен сделать прежде всего

Контактор представляет собой переключатель с дистанционным управлением, предназначенный для многократного использования. Он должен замыкаться от броска тока, не приваривая контакты, проводить рабочий ток, не перегреваясь, разрывать дугу, не сгорая, и делать все это десятки тысяч раз. Каждый тип контактора представляет собой отдельный набор компромиссов с этими четырьмя требованиями.

Аппаратное обеспечение одинаково в разных семействах:

• Катушка или электромагнит, преобразующий управляющее напряжение в механическую силу.
• Фиксированные и подвижные контакты, рассчитанные на ток нагрузки
• Контактная пружина, задающая контактное давление, плюс возвратная пружина, открывающая зазор.
• Дугогасительная камера или магнитный поглотитель, который растягивает и охлаждает дугу.
• Каркас или ограждение, удерживающее зазор и изолирующее опоры.
• Вспомогательные контакты, которые сообщают о состоянии обратно в схему управления.

Контактное давление является тихой переменной. Слишком легкая пружина допускает подпрыгивание и микродугу, а слишком тяжелая заставляет катушку работать тяжелее и изнашивает механизм быстрее. Именно из-за этого компромисса контактор с номиналом 40 А для резистивного нагрева может иметь номинал только 25 А для нагрузки двигателя.

Основные типы электрических контакторов

Это семейства, которые вы встретите на промышленных и коммерческих панелях, примерно в том порядке, в котором они появляются на местах.

Стандартные электромагнитные контакторы переменного тока

Это рабочая лошадка. Ламинированная катушка переменного тока тянет якорь, замыкает три или четыре полюса и удерживает их постоянным током в катушке. Корпуса типа IEC рассчитаны на ток от 9 А до 95 А обычных размеров, а катушки обычно рассчитаны на напряжение от 24 В до 400 В при частоте 50 или 60 Гц. Слабым местом является сама катушка: экранирующее кольцо удерживает ее от вибрации, но кольцо и изоляция катушки — это те части, которые страдают больше всего при просадке управляющего напряжения или повышении температуры окружающей среды. Электромагнитное реле для тяжелых условий эксплуатации в компактном корпусе, размеры которого меньше пускателя двигателя, часто выполняет ту же работу при токе от 30 до 40 А и экономит место на панели.

Реле CYT90, реле T90, сильноточное реле SPDT, реле высокой мощности 30A / 40A. Реле CYT90 принадлежит к серии небольших мощных реле CYT90 (T90/T91/T93). По сравнению с другими реле той же категории его основное преимущество заключается в сочетании... Просмотреть продукт →

Электромагнитные контакторы постоянного тока

Дуги постоянного тока ведут себя по-другому, поскольку нет перехода через нуль, который мог бы их погасить. Поэтому контактор постоянного тока добавляет противовыбросовой магнит или более длинную дугогасительную камеру и часто использует цепь экономайзера или постоянный магнит для отключения тока удержания. Промышленные размеры рассчитаны на ток от нескольких ампер до примерно 40 А, при этом в качестве основных применений используются аккумуляторы, солнечные батареи и цепи привода постоянного тока. Полярность катушки имеет значение для многих контакторов постоянного тока, и изменение местами проводов управления может привести к тому, что устройство будет постоянно замкнуто или постоянно разомкнуто.

Контакторы определенного назначения

Они созданы для одного узкого применения, чаще всего для компрессоров, вентиляторов и насосов систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Обычно они переключают ток от 20 А до 40 А, стоят дешевле, чем корпус IEC общего назначения, имеют фиксированную катушку и фиксированное расположение клемм. Компромиссом является гибкость: дополнительные блоки, сменные катушки и запасные комплекты контактов обычно недоступны, поэтому изменение управляющего напряжения означает новый контактор, а не новую катушку.

Реверсивные контакторы

Реверсивный контактор представляет собой два контактора, соединенных механической блокировкой с электрической блокировкой в цепи управления. Один блок управляет вращением вперед, а другой — реверсом, и на две катушки никогда нельзя подавать питание вместе. Важнейшей деталью является время простоя: одновременное замыкание приводит к межфазному замыканию в сети. Механические блокировки являются основной защитой, а электрические блокировки — резервной. Подъемники, конвейеры и дверные приводы являются классическими вариантами применения.

Контакторы с магнитной фиксацией

Контактор с фиксацией использует короткий импульс для изменения состояния и постоянный магнит для его удержания. Удерживающая мощность падает до нуля, что важно при учете энергии, удаленном переключении и панелях с батарейным питанием. В результате устройство запоминает свою последнюю команду после сбоя питания, поэтому контакт обратной связи необходим всякий раз, когда контроллеру необходимо знать фактическое положение. Понимание как магнитное реле с фиксацией сохраняет свое состояние здесь полезно, поскольку тот же механический принцип действует и в фиксирующих контакторах.

Реле CYF1-S, реле с магнитной фиксацией, реле с фиксацией 14F, реле с магнитной фиксацией 10A. В сценариях управления, требующих низкого энергопотребления и памяти состояний, реле CYF1-S в качестве реле с магнитной фиксацией предлагает значительные преимущества благодаря своей уникальной би... Просмотреть продукт →

Вакуумные контакторы

В вакуумном контакторе контакты находятся внутри герметичной керамической бутылки. Без ионизации воздуха дуга гаснет почти сразу, а контактный зазор может быть очень коротким. Эти устройства выдерживают ток от 100 до 400 А и выше при среднем напряжении, что делает их широко распространенными в горнодобывающей промышленности, приводах тяжелых двигателей и коммутации энергосистем. Основными недостатками являются стоимость, размер и необходимость замены целых вакуумных бутылей, а не отдельных контактов.

Твердотельные контакторы

Твердотельный контактор вообще не имеет движущихся частей. Переключение осуществляют тиристоры или симисторы, поэтому устройство может работать тысячи раз в час без износа, что подходит для нагревательных элементов, освещения и быстрого управления процессом. Далее следуют два предостережения. Во-первых, полупроводник падает напряжение и выделяет тепло, поэтому требуется радиатор или принудительная вентиляция. Во-вторых, когда устройство выключено, физический воздушный зазор отсутствует, поэтому протекает небольшой ток утечки, и для безопасной изоляции требуется отдельное отключение.

Текущие рейтинги основных семей

Номинальный ток является первым фильтром, поскольку он определяет размер корпуса, размер клемм и степень изгиба меди внутри панели.

На диаграмме показан верхний предел общего промышленного диапазона для каждого семейства, а не жесткий предел, который устройство никогда не может превысить. Вакуумные контакторы достигают тока 400 А и выше, что относит их к другому классу панелей с другим применением кабелей и шин. Твердотельные и стандартные электромагнитные контакторы переменного тока тесно перекрываются между 95 А и 100 А, поэтому выбор между ними обычно зависит от частоты циклов и нагрева, а не от тока. Устройства с магнитной фиксацией и устройства определенного назначения занимают средний диапазон от 40 А до 63 А, где мощность катушки и пространство на панели имеют большее значение, чем номинальный номинал. Реверсивные и миниатюрные корпуса сохраняют ток ниже 32 А, поскольку дополнительный механизм или небольшой зазор между контактами ограничивают допустимую нагрузку контактов. Используйте это в качестве первого шага, чтобы сузить список, а затем проверьте номинал устройства для точной категории нагрузки, поскольку на одной и той же раме на этикетке могут быть указаны два совершенно разных числа.

Сравнение технологий коммутации бок о бок

Оценка каждой технологии по критериям, которые определяют большинство спецификаций, — это быстрый способ увидеть, где находятся компромиссы, а приведенная ниже шкала варьируется от одного до пяти, где пять — наиболее благоприятный вариант.

Стандартный электромагнитный контактор переменного тока имеет хорошие показатели по стойкости к пусковым нагрузкам и стоимости, но хуже по скорости переключения и энергии удержания, поскольку его катушка потребляет ток до тех пор, пока устройство замкнуто. Твердотельный контактор меняет эту форму: он переключается почти мгновенно и тратит очень мало энергии управления, но при этом не имеет физического зазора между контактами и имеет гораздо более высокую закупочную цену. Контактор с магнитной фиксацией расположен посередине на большинстве осей и выделяется удерживающей энергией, поскольку после изменения состояния он ничего не потребляет. Форма каждого многоугольника более полезна, чем любая отдельная оценка, поскольку она показывает, какую слабость вы принимаете. Если два семейства одинаково подходят для вашего приложения, решающими факторами обычно являются пространство на панели, доступное управляющее напряжение и количество операций в час, которое должно выдержать устройство.

Какой тип нагрузки влияет на жизнь

Срок службы контактов всегда указывается для определенной категории нагрузки, а разрыв между категориями шире, чем ожидает большинство покупателей, читая предложение.

Верхняя кривая показывает резистивную или слабоиндуктивную нагрузку, при которой ток дважды за цикл пересекает ноль и дуга быстро гаснет. Нижняя кривая показывает нагрузку двигателя, при которой пусковой ток в пять-восемь раз превышает рабочий ток, а дуга сохраняется дольше при каждом разрыве. При токе 5 А две кривые начинаются близко друг к другу, но при токе 40 А резистивная кривая примерно в четыре раза превышает кривую двигателя. Именно из-за этого пробела на этикетке одного корпуса контактора могут быть указаны два совершенно разных номера, и почему устройство на 40 А, продаваемое для обогрева, может быть одобрено только для режима двигателя примерно на 25 А. При сравнении предложений сравнивайте категорию использования, а также ток, поскольку устройство, предназначенное для резистивных нагрузок, не сможет долго выдерживать работу пускателя двигателя.

Что терпит неудачу на поле

Возвраты на месте являются полезной перекрестной проверкой, поскольку набор отказов говорит больше о данных установки и нагрузки, чем о самом семействе контакторов.

Отказ катушки доминирует в списке, и в большинстве случаев катушка является причиной, а не причиной: длительное пониженное напряжение, высокая температура окружающей среды или механическое заклинивание — все это заканчивается сгоранием катушки. Следующими идут приваренные или сильно изъеденные контакты, и они обычно указывают на пусковой ток, превышающий допустимый номинал контакта, или на слишком большое количество операций в час. Механический износ якоря и рычажного механизма — это медленный и предсказуемый выход из строя, который проявляется после многих лет эксплуатации. Ослабленные или окисленные клеммы, а также загрязнение пылью и влагой являются проблемами установки и корпуса, и на них приходится примерно четверть возвратов. Все пять причин дешевле предотвратить на этапе спецификации, чем ремонтировать в полевых условиях, поэтому точные данные о нагрузке и реалистичные показатели окружающей среды стоят дополнительного часа работы.

Таблица выбора и контрольный список

Таблица ниже является отправной точкой для общепромышленных панелей. Это не заменяет таблицу данных, но быстро сужает список.

Прежде чем запросить ценовое предложение, просмотрите следующий список:

1. Подтвердите ток нагрузки и категорию использования, а не только силу тока, указанную на паспортной табличке двигателя.
2. Измерьте или оцените температуру окружающей среды внутри шкафа при закрытой двери.
3. Обратите внимание на доступное управляющее напряжение и на то, насколько оно может пропадать во время запуска.
4. Подсчитайте ожидаемые операции в час и в год.
5. Решите, что устройство должно делать после сбоя питания: открыться, оставаться закрытым или сохранять свое последнее состояние.
6. Проверьте, нужен ли панели физический воздушный зазор для безопасной изоляции.
7. Перед заказом подтвердите размер клеммы, монтажную рейку и дополнительные блоки.

Контактор или реле, где находится линия

Линия между контактором и реле — это не один номер. Это сочетание текущих, эксплуатационных и проектных замыслов. Реле обычно переключают более низкие токи и предназначены для логики управления и путей прохождения сигналов, тогда как контакторы предназначены для переключения нагрузки с помощью дугогасительной камеры и более тяжелого механизма. Однако перекрытие реально: сильноточное электромагнитное реле может переключать ток от 30 А до 40 А, что охватывает небольшие насосы, нагреватели и цепи освещения, где полный корпус контактора был бы слишком большим.

В таких случаях модуль для монтажа на рейке упрощает замену и обеспечивает порядок в проводке, поскольку устройство можно заменить, не нарушая проводку панели.

Релейный модуль M41F, Релейный модуль 41F, Схема защиты 6A тонкого релейного модуля 41F. Релейный модуль M41F представляет собой релейный модуль, монтируемый на рейке, предлагающий различные конфигурации каналов от одного до 32 каналов и оснащенный встроенными схемами защиты, поддерживающими... Просмотреть продукт →

Откуда берутся детали

Каждая из приведенных выше спецификаций зависит от устройства, на котором она построена. Ningbo Chengyuan Chuangke Electronics занимается производством реле и компонентов управления в Нинбо с 1996 года, и ее каталог охватывает электромагнитные реле общего назначения, герконовые реле, реле с магнитной защелкой и промышленные модули управления, монтируемые на рельсы. Этот диапазон тесно связан с семействами контакторов, обсуждаемыми здесь, что помогает, когда панели требуется согласованный набор переключающих устройств от одного источника, а не от трех поставщиков. Вы можете прочитать больше о производителе и порядок производства и качества этих деталей, или отправьте данные о нагрузке и показатели окружающей среды, и пусть команда подтвердит правильный размер корпуса и напряжение катушки.

Сначала выберите семейство, затем размер корпуса, затем напряжение катушки. Контактор определенного назначения для кондиционера, магнитная защелка для дистанционного счетчика и полупроводниковое устройство для быстродействующего обогревателя — все это правильные ответы, и каждый из них будет ошибкой в ​​одном из двух других положений.

Стоит запомнить четыре вопроса из начала этого руководства: ток, частота циклов, тип нагрузки при разрыве и поведение катушки после сбоя питания. Когда поступает предложение без категории использования или номинала окружающей среды, настал момент задать вопрос, поскольку эти два числа определяют, будет ли контактор в коробке работать через пять лет.