Contactor
Een contactor is een elektromechanisch element dat de mogelijkheid heeft om de elektrische stroom van een belasting tot stand te brengen of te onderbreken, met de mogelijkheid om op afstand te worden geactiveerd met behulp van bedieningselementen, die zijn samengesteld uit een spoel / elektromagneetcircuit waardoor een lagere stroom circuleert dan die van de belasting zelf (het kan zelfs laagspanning worden gebruikt voor de opdracht). Constructief zijn ze vergelijkbaar met relais en beide maken handmatige of automatische besturing mogelijk, lokaal of op afstand, van allerlei soorten circuits. Maar ze onderscheiden zich door de missie die elk vervult: de relais regelen stromen met een lage waarde, zoals die van visuele of akoestische alarmcircuits, stroomvoorziening van schakelaars, enz. en magneetschakelaars worden gebruikt als elektromagnetische schakelaars bij het aansluiten en loskoppelen van hoogspannings- en hoogvermogenverlichting en aandrijfstroomcircuits.
Het doel van een contactor is om hoge belastingen te activeren die een nadelig effect kunnen hebben op de gezondheid van de operator. Dit is het geval van een atmosferische ontlading tussen contacten van een messchakelaar op het moment van het activeren van de start van een motor die een gekoppelde traagheidsbelasting heeft, die een brandwond zou kunnen veroorzaken.
De functionaliteit zou als volgt worden beschreven. Het heeft een elektromagneetelement (spoel die, wanneer een stroom circuleert, magnetische effecten van aantrekking of afstoting produceert) die een as aantrekt waarnaar de mobiele contacten die het circuit sluiten vragen, de overeenkomstige hoofdcontacten met elkaar verbinden, het heeft ook hulpcontacten ( NA / NC ) die worden gebruikt om vergrendelingsacties uit te voeren (de contactor laten blijven werken zonder steeds op een knop te hoeven drukken).
"Alles of niets" schakelen
De aan/uit-schakelfunctie stelt en verbreekt vaak de stroom naar ontvangers. Dit is meestal de functie van elektromagnetische schakelaars. In de meeste gevallen is afstandsbediening essentieel om het gebruik ervan te vergemakkelijken, evenals de taak van de operator die zich meestal ver van de bedieningselementen van de vermogensregeling bevindt. Als algemene regel biedt deze controle informatie over de uitgevoerde actie, die kan worden bekeken via de indicatielampjes of een tweede apparaat. Deze complementaire elektrische circuits, "slaving- en signaleringscircuits" genoemd, worden gemaakt door middel van hulpcontacten die zijn ingebouwd in de schakelaars, hulpschakelaars of automatiseringsrelais, of die al zijn opgenomen in de additieve blokken die op de schakelaars zijn gemonteerd.
Alles-of-niets schakelen kan ook met solid-state relais en magneetschakelaars. Op dezelfde manier kan het worden geïntegreerd in apparaten met meerdere functies, zoals motorstroomonderbrekers of stroomonderbrekerschakelaars. [ 1 ]
Onderdelen
Behuizing
Het is de steun waarop alle geleidende componenten naar de contactor zijn bevestigd. Het is gemaakt van niet-geleidend materiaal, heeft stijfheid en is bestand tegen niet-extreme hitte. Bovendien is het de visuele presentatie van de contactor. Voor de schelpen zijn verschillende materialen gebruikt.
Elektromagneet
Het is het motorelement van de contactor. Het bestaat uit een reeks apparaten. De belangrijkste zijn het magnetische circuit en de spoel. Het doel is om elektrische energie om te zetten in magnetisme , waardoor een zeer intens magnetisch veld wordt gegenereerd, dat een mechanische beweging zal veroorzaken.
Spoel
Het is een spoel van zeer dun koperdraad met een groot aantal windingen, die, wanneer er spanning op wordt uitgeoefend, een magnetisch veld opwekt. Dit produceert op zijn beurt een elektromagnetisch veld dat groter is dan het resistente koppel van de veren, die, net als veren, het anker van de kern scheiden, zodat deze twee delen nauw met elkaar kunnen worden verbonden. Wanneer een spoel van wisselstroom wordt voorzien, is de stroom die deze opneemt (de zogenaamde wekstroom) relatief hoog, omdat de schakeling alleen de weerstand van de geleider heeft.
Deze hoge stroom genereert een sterk magnetisch veld, zodat de kern het anker kan aantrekken en de mechanische weerstand van de veer of veer die ze in rust uit elkaar houdt, kan overwinnen. Zodra het magnetische circuit is gesloten, wanneer de kern zich bij het anker voegt, neemt de impedantie van de spoel toe, zodanig dat de oproepstroom wordt verminderd, waardoor een lagere onderhouds- of werkstroom wordt verkregen...
De spoelen worden als volgt aangeduid: A1 en A2.
kern
Het is een metalen onderdeel, gemaakt van ferromagnetisch materiaal, meestal in de vorm van een E, dat in de behuizing is bevestigd. Zijn functie is het concentreren en vergroten van de magnetische flux die wordt gegenereerd door de spoel (geplaatst in de centrale kolom van de kern) , om het pantser efficiënter aan te trekken.
Schaduwspits
Het wordt gebruikt om trillingen in een contactor te voorkomen. Het is zo geplaatst dat het een deel van het vaste magnetische veld omvat dat trillingen genereert. Om dit te voorkomen, verschuift de schaduwlus een deel van de magnetische flux in de tijd, wat op zijn beurt de aantrekkingskracht in de loop van de tijd verschuift, waardoor 2 krachten worden verkregen die samenwerken om trillingen te voorkomen. Bij gebruik met gelijkstroom is het niet nodig om een schaduwlus te gebruiken omdat de magnetische flux constant is en geen trillingen genereert.
pantser
Mobiel element, waarvan de constructie vergelijkbaar is met die van de kern, maar zonder schaduwlussen. Zijn functie is om het magnetische circuit te sluiten zodra de spoel is bekrachtigd, omdat deze door de werking van een veer van de kern moet worden gescheiden. Deze tussenruimte wordt de callout-dimensie genoemd.
Dankzij de kenmerken van de veer kan zowel het sluiten als het openen van het magnetische circuit zeer snel worden uitgevoerd, ongeveer 10 milliseconden. Wanneer het resistente koppel van de veer groter is dan het elektromagnetische koppel, zal de kern het anker niet kunnen aantrekken of zal het erg moeilijk zijn om dit te doen. Omgekeerd, als het weerstandskoppel van de veer te zwak is, zal de scheiding van het anker niet snel genoeg plaatsvinden.
Contacten
Het zijn geleidende elementen waarvan het doel is om de stroom van stroom vast te stellen of te onderbreken zodra de spoel wordt bekrachtigd. Elk contact bestaat uit drie sets elementen: twee vaste delen op de schaal en een bewegend deel op het pantser om de stroom tussen de vaste delen tot stand te brengen of te onderbreken. Het mobiele contact draagt de genoemde veer die de druk en dus de verbinding van de drie delen garandeert.
Soorten:
- Hoofdcontacten: Zijn functie is om het hoofdcircuit tot stand te brengen of te onderbreken, zodat de stroom van het netwerk naar de belasting wordt getransporteerd. Symboliek: ze worden aangeduid met een enkel cijfer van 1 tot 6.
- Hulpcontacten. Hun specifieke functie is om de doorgang van stroom naar de contactorspoelen of signaalelementen toe te staan of te onderbreken, waarvoor ze alleen geschikt zijn voor zeer lage stromen. De meest voorkomende soorten zijn:
- Momentopnamen. Ze werken zodra de contactorspoel wordt bekrachtigd. Zij zijn verantwoordelijk voor het openen en sluiten van het circuit.
- getimed. Ze werken na een bepaalde tijd nadat de spoel is bekrachtigd (getimed bij verbinding) of sinds de spoel is gedeactiveerd (getimed bij ontkoppeling).
- Langzaam openen. De verplaatsing en snelheid van het bewegende contact is gelijk aan die van het anker.
- positieve opening. De gesloten en open contacten kunnen op geen enkel moment samenvallen.
In hun symbolen verschijnen ze met twee cijfers waar de eenheid aangeeft:
- 1 en 2, normaal gesloten contact, NC.
- 3 en 4, normaal open contact, GEEN.
- 5 en 6, getimede opening of beveiligings-NC-contact.
- 7 en 8, getimede sluiting of beveiliging NO contact.
van zijn kant geeft het tiental het bestelnummer van elk contact in de contactor aan. Aan de ene kant staat aangegeven bij welke contactor deze hoort.
Thermisch relais
Het thermische relais is een beveiligingselement dat zich in het stroomcircuit bevindt tegen overbelasting. Het werkingsprincipe is gebaseerd op het feit dat de temperatuurstijging bepaalde bimetaalelementen vervormt , om, wanneer het bepaalde waarden bereikt, enkele hulpcontacten te activeren die het hele circuit deactiveren en tegelijkertijd een signaalelement bekrachtigen.
Bimetaal bestaat uit twee metalen met verschillende uitzettingscoëfficiënten en stevig met elkaar verbonden, regelmatig door puntlassen. De warmte die nodig is om de bimetaalplaat te buigen of te reflecteren, wordt geproduceerd door een weerstand, gewikkeld rond het bimetaal, dat bedekt is met asbest , waardoor de stroom circuleert die van het lichtnet naar de motor gaat.
De bimetalen beginnen te buigen wanneer de stroom de nominale waarde overschrijdt waarvoor ze zijn gedimensioneerd, waardoor een vezelplaat wordt geduwd totdat de statusverandering van de hulpcontacten die het draagt, optreedt.
lente
Het is een veer die ervoor zorgt dat de contacten in hun rustpositie terugkeren zodra het magnetische veld van de spoelen ophoudt.
Bediening
De hoofdcontacten zijn verbonden met het te besturen circuit. Zorgen voor de oprichting en onderbreking van de hoofdstromen en afhankelijk van het aantal stroompaden, kan het bipolair, driepolig, tetrapolair, enz. Het gelijktijdig uitvoeren van de manoeuvres op alle sporen.
Er zijn twee soorten hulpcontacten: open, NO en gesloten, NC. Deze maken deel uit van het hulpcircuit van de contactor en zorgen voor de zelfvoorziening, besturing, contactvergrendelingen en signalering in de automatiseringsapparatuur.
Wanneer de contactorspoel wordt opgewekt door de stroom van stroom, beweegt deze de kern naar binnen en sleept de hoofd- en hulpcontacten, waardoor door de polen het circuit tussen het netwerk en de ontvanger ontstaat. Deze weerstand of verplaatsing kan zijn:
- Draai door rotatie om zijn as.
- Door translatie evenwijdig aan de vaste delen schuiven.
- Combinatie van bewegingen, rotatie en translatie.
Wanneer de spoel niet meer wordt gevoed, opent deze de contacten vanwege het effect van de pooldrukveer en de bewegende ankerterugstelveer. Als het vanuit verschillende punten moet worden bestuurd, worden de startknoppen parallel geschakeld en de stopknop in serie.
Voorbeeld
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
twee |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
5 |
We kunnen een toepassingsvoorbeeld zien van een contactor om de tweefasige uitgangen van een generator aan te sluiten. In het diagram ziet u twee circuits, die van niveau 1, 2 en 3, van manoeuvre, waar de verbindings- en ontkoppelingsknoppen zijn, de contactorspoel, het hulpcontact en de voeding van het manoeuvrecircuit.
In de niveaus 4 en 5, van sterkte, bevinden zich de tweefasengenerator en de contactorcontacten die de uitgangen verbinden of loskoppelen.
De voorbeeldcontactor heeft een hulpcontact voor zijn feedback, de spoel en twee vermogenscontacten aan de onderkant, omlijnd door de verticale gestippelde blauwe lijn.
De werking van het mechanisme is als volgt: via de knoppen Aan en Des. de contactorspoel wordt aangesloten of losgekoppeld met de Aan -knop , die parallel staat met het hulpcontact. Als de spoel eenmaal is bekrachtigd, is deze zelfaangedreven en hoeft de knop Con. niet meer ingedrukt te worden.
Als Uit wordt gedrukt , wordt de stroomtoevoer naar de spoel afgesneden, die spanningsloos is, waardoor zowel de feedback via het hulpcontact als de generatoruitgang via de vermogenscontacten wordt verbroken.
Als Aan en Uit tegelijkertijd worden ingedrukt . de contactor is gedeactiveerd, aangezien Des. onderbreekt de stroom naar de spoel, ongeacht de Aan -positie of het hulpcontact.
Ditzelfde mechanisme kan worden gebruikt om een motor te starten door deze aan of los te koppelen van een externe voedingsbron. Het aantal krachtcontacten kan hoger zijn.
Classificatie
Door
- Elektromagnetische schakelaars. Ze worden aangestuurd door een elektromagneet .
- Elektromechanische schakelaars. Ze worden aangedreven door een servomotor die een spiraalvormige koperdraad oplaadt die op een metalen kern is gewikkeld, meestal vierkant met een apparaat dat fungeert als een schakelaar in het midden ervan.
- pneumatische schakelaars. Ze worden aangedreven door luchtdruk.
- Hydraulische schakelaars. Ze worden aangedreven door oliedruk.
- Statische schakelaars. Ze zijn gebouwd op basis van thyristors . Ze hebben enkele nadelen: ze moeten veel groter zijn dan nodig, het gedissipeerde vermogen is erg groot, ze zijn erg gevoelig voor interne parasieten en ze hebben een aanzienlijke lekstroom. Bovendien zijn de kosten veel hoger dan die van een gelijkwaardige elektromechanische contactor.
Door het type stroom dat de spoel voedt
- Wisselstroom (AC) schakelaars
Ze worden tegenwoordig het meest gebruikt. De markt biedt een breed scala aan maten, afhankelijk van het vermogen dat ze moeten regelen. AC-contactors vereisen een kortgesloten koperen winding op het oppervlak van de hoofdpool, wat, samen met het juiste slijpen van de contacterende poolvlakken, helpt om de neiging van de contactor om te klapperen te elimineren. Door de aanzienlijke variatie van de impedantie in de contactorspoelen, afhankelijk van het feit of hun magnetische circuit open of gesloten is, is de initiële tractiestroom aanzienlijk groter dan de onderhoudsstroom die wordt vastgesteld na het sluiten.
Op deze manier, en automatisch, is er een initiële stroom die groot genoeg is om een netto en snelle sluiting van de contactor te produceren, en een daaropvolgende onderhoudsstroom van een lage waarde, maar voldoende om deze stevig gesloten te houden.
De tijden die nodig zijn voor het sluiten van contactoren variëren van 150 tot 300 milliseconden, afhankelijk van de grootte van elk van de schakelaars in verband met het te regelen vermogen.
- Magneetschakelaars voor gelijkstroom (DC)
Ze zijn noodzakelijkerwijs omvangrijker en zwaarder (en duurder) dan hun AC-tegenhangers en hebben een meer open lay-out. Deze opstelling en zijn grotere afmetingen zijn het gevolg van het feit dat een speciaal ontwerp van zijn contacten en bluskamers vereist is, zodat ze in staat zijn de intense bogen te weerstaan en te beheersen die worden geproduceerd bij het onderbreken van gelijkstroomcircuits en ook uit de noodzaak om betere toegang te hebben tot contacten voor inspectie- of onderhoudswerkzaamheden.
Met hetzelfde doel hebben deze contactors zogenaamde "boogblaas"-spoelen die, direct onder de plaats waar de bogen worden geproduceerd, de bogen uitbreiden naar het binnenste van de vonkenvangerkamers om hun snelle uitdoving te bevorderen.
Aangezien de weerstand van de spoel in deze contactoren een constante waarde heeft, worden, om een voldoende initiële stroom voor het sluiten en een daaropvolgende houdstroom van mindere waarde te hebben, weerstanden gebruikt die "economizers" worden genoemd. De opname ervan in het circuit wordt geregeld door een hulpcontact van de contactor zelf (of door hulpcontacten van een ander relais of contactor).
Per servicecategorie
Afhankelijk van de servicecategorie zijn de toepassingen van de magneetschakelaars:
- AC1 (cosφ>=0,9). Zuiver ohmse belastingen voor elektrische verwarming. Ze zijn bedoeld voor lichte gebruiksomstandigheden van niet-inductieve of zwak inductieve belastingen, weerstandsovens, gloeilampen, elektrische kachels. Niet voor motoren.
- AC3 (cosφ=0.6). Synchrone motoren (eekhoornkooirotor).
- AC2 (cosφ=0,3). Asynchrone motoren (sleepringen).
- AC4 (cosφ=0,3). Asynchrone motoren (eekhoornkooirotor) in intermitterende dienst voor kranen, liften.
- AC-6a Schakeltransformatoren. IEC-publicatie 60947-4-1.
- AC-6b Schakelen van condensatorbanken. IEC-publicatie 60947-4-1.
Criteria voor het kiezen van een contactor
We moeten rekening houden met een aantal zaken, zoals de volgende:
1. Het type stroom, de voedingsspanning van de spoel en de frequentie.
2. Het nominale vermogen van de belasting.
3. Of het nu gaat om het stroom- of stuurcircuit en het aantal benodigde hulpcontacten.
4. Voor stil werk of met zeer hoge werkfrequenties wordt het gebruik van statische of solid-state contactors aanbevolen.
Voordelen van magneetschakelaars
De magneetschakelaars hebben voordelen met betrekking tot de volgende aspecten, waarvoor het gebruik ervan wordt aanbevolen:
- Automatisering bij het starten en stoppen van motoren
- Mogelijkheid om een machine volledig te besturen vanaf meerdere controlepunten of stations.
- Stroomkringen die aan zeer hoge stromen worden blootgesteld, kunnen door middel van zeer kleine stromen worden bediend.
- Veiligheid voor technisch personeel, aangezien de manoeuvres worden uitgevoerd vanaf plaatsen ver van de motor of een ander type belasting, en de stromen en spanningen die worden gemanipuleerd met de bedieningsapparatuur klein zijn of kunnen zijn.
- Besturing en automatisering van apparatuur en machines met complexe processen, met behulp van hulpapparatuur (zoals positieschakelaars, inductieve detectoren, drukschakelaars , timers , etc.)
- En tijdwinst bij het uitvoeren van enkele manoeuvres.
Aan deze kenmerken moeten we toevoegen dat de contactor:
- Het is zeer robuust en betrouwbaar, omdat het geen delicate mechanismen bevat.
- Hij past zich snel en eenvoudig aan de voedingsspanning van het stuurcircuit aan (spoelwissel).
- Het vergemakkelijkt de verdeling van de noodstopposities en de slave-posities, waardoor de machine niet kan opstarten zonder alle nodige voorzorgsmaatregelen te hebben genomen.
- Beschermt de ontvanger tegen grote spanningsdalingen (onmiddellijke opening onder een minimumspanning).
- Het werkt in zowel intermitterende als continue service.
Zie ook
Externe links
Wikimedia Commons heeft een mediacategorie voor Contactor .
- De contactor bij Easy Electronics .
- [1] ( verbroken link beschikbaar op het internetarchief ; zie geschiedenis , eerste en laatste versie ).
Referenties
- ↑ Elektrotechnisch Handboek. Telemecanique
