Verschillende soorten elektrische schakelaars: hoe u er een kunt vergelijken en kiezen

Een 25 A-schakelaar die zijn spoel blijft doorbranden, is meestal geen defecte schakelaar. Het is de verkeerde contactor voor de klus. Volgens een bekend patroon zit het apparaat in een hete behuizing, zakt de besturingsvoeding bij elke motorstart naar 85 procent van de nominale waarde en wordt de spoel urenlang vastgehouden. De contactor doet precies wat hem is opgedragen, maar de familie waartoe hij behoort, is nooit voor die taak ontworpen.

Zeven families van elektrische contactors komen voor in echte panelen: standaard AC-elektromagnetisch, DC-elektromagnetisch, bepaald doel, omkeren, magnetische vergrendeling, vacuüm en vaste toestand. De keuze daartussen komt neer op vier vragen. Hoeveel stroom moet er geschakeld worden? Hoe vaak? Hoe ziet de belasting eruit op het moment dat de contacten opengaan? En wat moet de spoel doen als de stuurstroom wegvalt of hersteld wordt? Beantwoord die vier en de familie selecteert zichzelf.

In de onderstaande paragrafen wordt besproken wat elk gezin goed doet, waar het faalt, en de cijfers die de een van de ander onderscheiden. Waarderingen en levensduurcijfers zijn planningswaarden, dus bevestig ze aan de hand van het gegevensblad van het exacte onderdeel voordat u bestelt.

Wat een contactor vóór alles moet doen

Een contactor is een op afstand bediende schakelaar die is gebouwd voor herhaaldelijk gebruik. Hij moet zich sluiten tegen inschakelstroom zonder zijn contacten te lassen, de lopende stroom transporteren zonder oververhitting, een boog breken zonder zichzelf te verbranden, en dat allemaal tienduizenden keren. Elk type contactor is een andere reeks compromissen tegen deze vier eisen.

De hardware is vergelijkbaar tussen families:

• Spoel of elektromagneet, die de stuurspanning omzet in mechanische kracht
• Vaste contacten en bewegende contacten, gedimensioneerd voor de belastingsstroom
• Een contactveer die de contactdruk instelt, plus een terugstelveer die de opening opent
• Een booggoot of een magnetische uitbarsting die de boog uitrekt en afkoelt
• Een frame of behuizing die de opening opsluit en de palen isoleert
• Hulpcontacten die de status doorgeven aan het stuurcircuit

Contactdruk is de stille variabele. Een te lichte veer maakt stuiteren en micro-boogvorming mogelijk, terwijl een te zware veer de spoel dwingt harder te werken en het mechanisme sneller verslijt. Deze afweging is de reden waarom een ​​contactor met een vermogen van 40 A voor resistieve verwarming mogelijk slechts een vermogen van 25 A heeft voor een motorbelasting.

De belangrijkste soorten elektrische schakelaars

Dit zijn de families die je tegenkomt in industriële en commerciële panels, grofweg in de volgorde waarin ze in het veld verschijnen.

Standaard elektromagnetische wisselstroomschakelaars

Dit is het werkpaard. Een gelamineerde AC-spoel trekt een anker, sluit drie of vier polen en houdt ze vast met continue spoelstroom. IEC-stijl frames lopen van ongeveer 9 A tot 95 EEN in de gebruikelijke maten, en spoelen dekken gewoonlijk 24 V tot 400 V bij 50 of 60 Hz. Het zwakke punt is de spoel zelf: een schaduwring zorgt ervoor dat deze niet klappert, maar de ring en de spoelisolatie zijn de onderdelen die het meest te lijden hebben als de stuurspanning zakt of de omgeving heet wordt. Onder de motorstarterformaten doet een zwaar elektromagnetisch relais in een compact frame vaak hetzelfde werk bij 30 A tot 40 A en bespaart paneelruimte.

CYT90-relais, T90-relais, hoogstroom SPDT-relais, 30A / 40A hoogvermogenrelais. Het CYT90-relais behoort tot de CYT90-serie (T90/T91/T93) van kleine relais met hoog vermogen. Vergeleken met andere relais in dezelfde categorie ligt het belangrijkste voordeel in de combinatie... Bekijk Product →

Gelijkstroom elektromagnetische schakelaars

DC-bogen gedragen zich anders omdat er geen nuldoorgang is om ze te doven. Een DC-schakelaar voegt daarom een ​​uitblaasmagneet of een langere booggoot toe, en gebruikt vaak een economisercircuit of een permanente magneet om de houdstroom te onderbreken. Industriële afmetingen variëren van enkele ampère tot ongeveer 40 A, met batterij-, zonne-energie- en DC-aandrijfcircuits als de belangrijkste toepassingen. De polariteit van de spoel is bij veel DC-schakelaars van belang, en het omkeren van de besturingsdraden kan het apparaat permanent gesloten of permanent open laten.

Schakelaars voor een bepaald doel

Deze zijn gebouwd voor één specifieke toepassing, meestal HVAC-compressoren, ventilatoren en pompen. Ze schakelen doorgaans 20 A naar 40 A, kosten minder dan een IEC-frame voor algemeen gebruik, en hebben een vaste spoel en een vaste terminalindeling. De afweging is flexibiliteit: accessoireblokken, verwisselbare spoelen en reservecontactsets zijn meestal niet beschikbaar, dus een verandering in de stuurspanning betekent een nieuwe contactor in plaats van een nieuwe spoel.

Omkeerschakelaars

Een omkeerschakelaar bestaat uit twee schakelaars die met elkaar zijn verbonden door een mechanische vergrendeling, met een elektrische vergrendeling in het stuurcircuit. Eén eenheid zorgt voor voorwaartse rotatie en de andere voor achteruit, en de twee spoelen mogen nooit samen worden bekrachtigd. Het cruciale detail is de dode tijd: een gelijktijdige sluiting veroorzaakt een fase-tot-fasefout in het elektriciteitsnet. Mechanische vergrendelingen vormen de primaire bescherming en elektrische vergrendelingen vormen de back-up. Takels, transportbanden en deuraandrijvingen zijn de klassieke toepassingen.

Magnetische vergrendelingsschakelaars

Een vergrendelende schakelaar gebruikt een korte puls om de toestand te veranderen en een permanente magneet om deze vast te houden. Het houdvermogen daalt tot nul, wat van belang is bij energiemeting, schakelen op afstand en panelen op batterijen. Het gevolg is dat het apparaat na een stroomstoring zijn laatste commando onthoudt, dus een feedbackcontact is essentieel wanneer de controller de werkelijke positie moet weten. Begrip hoe een magnetisch houdrelais zijn toestand behoudt is hier nuttig, omdat hetzelfde mechanische principe voorkomt bij vergrendelende schakelaars.

CYF1-S relais, magnetisch vergrendelingsrelais, 14F vergrendelingsrelais, 10A magnetisch vergrendelingsrelais. In besturingsscenario's die een laag stroomverbruik en een laag statusgeheugen vereisen, biedt het CYF1-S-relais, als magnetisch vergrendelingsrelais, aanzienlijke voordelen met zijn unieke bi... Bekijk Product →

Vacuümschakelaars

Bij een vacuümschakelaar zitten de contacten in een afgesloten keramische fles. Omdat er geen lucht is om te ioniseren, wordt de boog vrijwel onmiddellijk gedoofd en kan de contactafstand zeer kort zijn. Deze units kunnen 100 A tot 400 A en meer verwerken bij middenspanning, waardoor ze gebruikelijk zijn in de mijnbouw, zware motoraandrijvingen en nutsvoorzieningen. Kosten, omvang en de noodzaak om complete vacuümflessen te vervangen in plaats van individuele contacten zijn de belangrijkste nadelen.

Solid State-schakelaars

Een solid-state contactor heeft helemaal geen bewegende delen. Thyristors of triacs doen het schakelen, zodat het apparaat duizenden keren per uur kan fietsen zonder slijtage, inclusief verwarmingselementen, verlichting en snelle procescontrole. Er volgen twee waarschuwingen. Ten eerste laat de halfgeleider de spanning dalen en produceert hij warmte, dus er is een koellichaam of geforceerde lucht nodig. Ten tweede is er geen fysieke luchtspleet wanneer het apparaat is uitgeschakeld, dus er vloeit een kleine lekstroom en is een afzonderlijke ontkoppeling nodig voor veilige isolatie.

Huidige beoordelingen over de belangrijkste families

De huidige beoordeling is het eerste filter, omdat deze de framegrootte, de aansluitgrootte en de hoeveelheid koper in het paneel bepaalt.

De grafiek toont de bovenkant van het gemeenschappelijke industriële bereik voor elke familie, en niet een harde limiet die een apparaat nooit kan overschrijden. Vacuümschakelaars bereiken 400 A en meer, waardoor ze in een paneel van een andere klasse vallen met andere kabel- en railpraktijken. Solid-state en standaard elektromagnetische wisselstroomschakelaars overlappen elkaar nauw tussen 95 A en 100 A, dus de beslissing daartussen gaat meestal over de cyclussnelheid en warmte in plaats van over de stroom. Magnetische vergrendeling en eenheden voor een bepaald doel vullen de middelste band van 40 A tot 63 EEN, waarbij spoelvermogen en paneelruimte belangrijker zijn dan de ruwe classificatie. Omkeer- en miniatuurframes blijven onder de 32 A, omdat het toegevoegde mechanisme of de kleine contactafstand beperkt wat de contacten kunnen dragen. Gebruik dit als eerste stap om de lijst te verfijnen en controleer vervolgens de apparaatclassificatie voor de exacte belastingscategorie, aangezien hetzelfde frame twee heel verschillende nummers op het label kan hebben.

Schakeltechnologieën naast elkaar vergelijken

Door elke technologie te beoordelen op basis van de criteria die de meeste specificaties bepalen, kun je snel zien waar de afwegingen zitten. De onderstaande schaal loopt van één tot vijf, waarbij vijf het gunstigst is.

Een standaard elektromagnetische wisselstroomschakelaar scoort goed op het gebied van inschakelweerstand en kosten, en minder goed op het gebied van schakelsnelheid en vasthoudenergie, omdat de spoel stroom trekt zolang het apparaat gesloten is. Een solid-state contactor keert die vorm om: hij schakelt vrijwel onmiddellijk en verspilt heel weinig regelenergie, maar biedt geen fysiek contactgat en een veel hogere aanschafprijs. Een magnetische vergrendelingsschakelaar bevindt zich op de meeste assen in het midden en onderscheidt zich door het vasthouden van energie, omdat deze niets verbruikt zodra de toestand is gewijzigd. De vorm van elke polygoon is nuttiger dan welke score dan ook, omdat deze laat zien welke zwakte je accepteert. Als twee families gelijk scoren voor uw toepassing, zijn de doorslaggevende factoren meestal de paneelruimte, de beschikbare stuurspanning en het aantal schakelingen per uur dat het apparaat moet overleven.

Wat het belastingstype doet met het leven

De contactlevensduur wordt altijd vermeld voor een belastingscategorie, en de kloof tussen de categorieën is groter dan de meeste kopers verwachten als ze een offerte lezen.

De bovenste curve toont een resistieve of licht inductieve belasting, waarbij de stroom tweemaal per cyclus nul overschrijdt en de boog snel dooft. De onderste curve toont een motorbelasting, waarbij de inschakelstroom vijf tot acht maal de bedrijfsstroom bedraagt ​​en de boog bij elke onderbreking langer meegaat. Bij 5 A beginnen de twee curven dicht bij elkaar, maar bij 40 A is de resistieve curve grofweg vier keer hoger dan de motorcurve. Die kloof is de reden waarom één contactorframe twee zeer verschillende nummers op het etiket kan hebben, en waarom een ​​apparaat van 40 A dat voor verwarmingsdoeleinden wordt verkocht, mogelijk slechts is goedgekeurd voor een motorvermogen van ongeveer 25 A. Wanneer u offertes vergelijkt, vergelijk dan zowel de gebruikscategorie als de stroomsterkte, omdat een eenheid die is gespecificeerd voor ohmse belastingen een motorstarter niet lang zal overleven.

Wat er misgaat in het veld

Veldretouren zijn een nuttige kruiscontrole, omdat de foutmix meer zegt over installatie- en belastingsgegevens dan over de contactorfamilie zelf.

Het falen van de spoel domineert de lijst, en in de meeste gevallen is de spoel eerder de boodschapper dan de oorzaak: aanhoudende onderspanning, hoge omgevingstemperatuur of een mechanische storing eindigen allemaal in een verbrande spoel. Vervolgens komen gelaste of zwaar ontpitte contacten, en deze wijzen meestal op een inschakelstroom die groter is dan de contactwaarde toestaat, of op te veel handelingen per uur. Mechanische slijtage van het anker en de koppeling is de langzame en voorspelbare storing die optreedt na jarenlang gebruik. Losse of geoxideerde aansluitingen en vervuiling door stof en vocht zijn installatie- en behuizingsproblemen, en samen zijn ze verantwoordelijk voor ongeveer een kwart van de retourzendingen. Het is goedkoper om alle vijf de oorzaken in de specificatiefase te voorkomen dan om deze in het veld te repareren. Daarom zijn nauwkeurige belastingsgegevens en een realistisch omgevingscijfer het extra uur werk waard.

Een selectietabel en checklist

Onderstaande tabel is een uitgangspunt voor algemene industriële panelen. Het is geen vervanging voor de datasheet, maar het verkleint de lijst snel.

Werk de volgende lijst door voordat u een offerte aanvraagt:

1. Bevestig de belastingsstroom en de gebruikscategorie, niet alleen de versterkers op het typeplaatje van de motor.
2. Meet of schat de omgevingstemperatuur in de behuizing met gesloten deur.
3. Let op de beschikbare stuurspanning en hoe ver deze tijdens het starten mag doorzakken.
4. Tel de verwachte handelingen per uur en per jaar.
5. Bepaal wat het apparaat moet doen na een stroomstoring: openen, gesloten blijven of de laatste status behouden.
6. Controleer of het paneel een fysieke luchtspleet nodig heeft voor veilige isolatie.
7. Controleer de aansluitgrootte, montagerail en accessoireblokken voordat u bestelt.

Schakelaar of relais, waar de lijn zit

De lijn tussen een contactor en een relais bestaat niet uit één nummer. Het is een combinatie van stroom, plicht en ontwerpintentie. Relais schakelen meestal lagere stromen en zijn gebouwd voor besturingslogica en signaalpaden, terwijl contactors zijn gebouwd voor het schakelen van belastingen met een booggoot en een zwaarder mechanisme. De overlap is echter reëel: een elektromagnetisch relais met hoge stroomsterkte kan 30 A naar 40 A schakelen, wat kleine pompen, verwarmingstoestellen en verlichtingscircuits bestrijkt waar een volledig contactorframe te groot zou zijn.

In die gevallen zorgt een railmontagemodule ervoor dat vervanging eenvoudig blijft en de bedrading netjes blijft, omdat het apparaat kan worden verwisseld zonder de paneelbedrading te verstoren.

M41F relaismodule, 41F railrelaismodule, 41F slanke relaismodule beveiligingscircuit 6A. De M41F-relaismodule is een op rails gemonteerde relaismodule die verschillende kanaalconfiguraties biedt, van enkelvoudig tot 32 kanalen, en beschikt over ingebouwde beveiligingscircuits die ondersteuning bieden... Bekijk Product →

Waar de onderdelen vandaan komen

Elke bovenstaande specificatie is afhankelijk van het apparaat dat erop wordt gebouwd. Ningbo Chengyuan Chuangke Electronics produceert sinds 1996 relais en besturingscomponenten in Ningbo, en de catalogus omvat elektromagnetische relais voor algemene doeleinden, reed-relais, magnetische vergrendelingsrelais en industriële besturingsmodules voor railmontage. Dat bereik komt nauw overeen met de hier besproken contactorfamilies, wat helpt wanneer een paneel een bijpassende set schakelapparaten van één bron nodig heeft in plaats van van drie leveranciers. Je kunt meer lezen over de fabrikant en de productie- en kwaliteitsroutine achter deze onderdelen, of stuur de belastingsgegevens en het omgevingscijfer en laat het team de juiste framegrootte en spoelspanning bevestigen.

Kies eerst de familie, dan de framegrootte en vervolgens de spoelspanning. Een schakelaar voor een bepaald doel voor een airconditioner, een magnetische vergrendelingseenheid voor een meter op afstand en een solid-state apparaat voor een snelwisselende verwarming zijn allemaal correcte antwoorden, en elk van hen zou een fout zijn in een van de andere twee posities.

De vier vragen aan het begin van deze handleiding zijn de moeite waard om op de werkbank te noteren: stroom, cyclussnelheid, belastingstype bij de pauze en spoelgedrag na een stroomstoring. Als er een offerte binnenkomt zonder gebruikscategorie of omgevingswaarde, is dat het moment om ernaar te vragen, want die twee cijfers bepalen of de contactor in de doos over vijf jaar nog werkt.