Olika typer av elektriska kontaktorer: Hur man jämför och väljer en

En 25 A-kontaktor som fortsätter att bränna ut sin spole är vanligtvis inte en defekt kontaktor. Det är fel kontaktor för jobbet. I ett välbekant mönster sitter enheten i ett varmt hölje, styrtillförseln sjunker till 85 procent av nominellt vid varje motorstart och spolen hålls inne i timmar åt gången. Kontaktorn gör precis vad den blev tillsagd att göra, men familjen den tillhör var aldrig designad för den uppgiften.

Sju familjer av elektriska kontaktorer dyker upp i riktiga paneler: standard AC-elektromagnetiska, DC-elektromagnetiska, bestämda ändamål, reversering, magnetisk låsning, vakuum och solid state. Valet mellan dem handlar om fyra frågor. Hur mycket ström måste kopplas? Hur ofta? Hur ser belastningen ut i det ögonblick kontakterna öppnas? Och vad ska spolen göra när styrströmmen tappas eller återställs? Svara på de fyra och familjen väljer sig själv.

Avsnitten nedan täcker vad varje familj gör bra, var den misslyckas och siffrorna som skiljer en från en annan. Betyg och livslängd är planeringsvärden, så bekräfta dem mot databladet för den exakta delen innan du beställer.

Vad en kontaktor måste göra innan något annat

En kontaktor är en fjärrmanövrerad brytare byggd för upprepad drift. Den måste stänga mot startström utan att svetsa sina kontakter, bära den löpande strömmen utan att överhettas, bryta en båge utan att bränna upp sig själv och göra allt detta tiotusentals gånger. Varje typ av kontaktor är en annan uppsättning kompromisser mot dessa fyra krav.

Hårdvaran är liknande i alla familjer:

• Spole eller elektromagnet, som förvandlar styrspänning till mekanisk kraft
• Fasta kontakter och rörliga kontakter, dimensionerade för belastningsströmmen
• En kontaktfjäder som ställer in kontakttrycket, plus en returfjäder som öppnar springan
• En bågränna eller en magnetisk utblåsning som sträcker och kyler bågen
• En ram eller hölje som håller mellanrummet och isolerar stolparna
• Hjälpkontakter som rapporterar tillstånd tillbaka till styrkretsen

Kontakttrycket är den tysta variabeln. En fjäder som är för lätt tillåter studs och mikrobågbildning, medan en som är för tung tvingar spolen att arbeta hårdare och sliter på mekanismen snabbare. Den avvägningen är varför en kontaktor märkt 40 A för resistiv uppvärmning endast får märkas 25 A för en motorbelastning.

Huvudtyperna av elektriska kontaktorer

Det är de familjer du kommer att möta i industri- och kommersiella paneler, ungefär i den ordning de förekommer i fält.

Standard AC elektromagnetiska kontaktorer

Det här är arbetshästen. En laminerad AC-spole drar en armatur, stänger tre eller fyra poler och håller dem med kontinuerlig spoleström. Ramar i IEC-stil går från cirka 9 A till 95 A i vanliga storlekar, och spolar täcker vanligtvis 24 V till 400 V vid 50 eller 60 Hz. Den svaga punkten är själva spolen: en skuggring hindrar den från att skratta, men ringen och spolens isolering är de delar som lider mest när styrspänningen sjunker eller omgivningen blir varm. Under motorstartstorlekarna gör ett kraftigt elektromagnetiskt relä i en kompakt ram ofta samma jobb vid 30 A till 40 A och sparar panelutrymme.

CYT90 Relä,T90 Relä,Högström SPDT Relä,30A /40A högeffektsrelä. CYT90-reläet tillhör CYT90-serien (T90/T91/T93) med små reläer med hög effekt. Jämfört med andra reläer i samma kategori ligger dess främsta fördel i kombination... Visa produkt →

DC elektromagnetiska kontaktorer

DC-bågar beter sig annorlunda eftersom det inte finns någon nollgenomgång för att släcka dem. En DC-kontaktor lägger därför till en utblåsningsmagnet eller en längre bågränna och använder ofta en ekonomiserkrets eller en permanentmagnet för att bryta hållström. Industriella storlekar går från några ampere upp till cirka 40 A, med batteri-, sol- och DC-drivkretsar som huvudapplikationer. Spolens polaritet spelar roll på många DC-kontaktorer, och om man vänder om kontrollkablarna kan enheten vara permanent stängd eller permanent öppen.

Definitivt ändamål kontaktorer

Dessa är byggda för en smal tillämpning, oftast HVAC-kompressorer, fläktar och pumpar. De växlar vanligtvis 20 A till 40 A, kostar mindre än en allmän IEC-ram och har en fast spole och en fast terminallayout. Avvägningen är flexibilitet: tillbehörsblock, utbytbara spolar och reservkontaktsatser är vanligtvis inte tillgängliga, så en förändring av styrspänningen innebär en ny kontaktor snarare än en ny spole.

Reverserande kontaktorer

En reverserande kontaktor är två kontaktorer sammanfogade av en mekanisk förregling, med en elektrisk förregling i styrkretsen. Den ena enheten hanterar rotation framåt och den andra handtagen bakåt, och de två spolarna får aldrig strömsättas tillsammans. Den kritiska detaljen är dödtid: en samtidig stängning skapar ett fas-till-fas-fel över elnätet. Mekaniska förreglingar är det primära skyddet och elektriska förreglingar är backupen. Hissar, transportörer och dörrdrifter är de klassiska applikationerna.

Magnetiska låskontaktorer

En låskontaktor använder en kort puls för att ändra tillstånd och en permanentmagnet för att hålla den. Hållkraften sjunker till noll, vilket har betydelse för energimätning, fjärrväxling och batteridrivna paneler. Konsekvensen är att enheten kommer ihåg sitt senaste kommando efter ett strömavbrott, så en återkopplingskontakt är nödvändig närhelst styrenheten behöver veta den verkliga positionen. Förståelse hur ett magnetiskt låsrelä håller sitt tillstånd är användbar här, eftersom samma mekaniska princip förekommer i låskontaktorer.

CYF1-S relä, magnetiskt låsrelä, 14F låsrelä, 10A magnetiskt låsrelä. I styrscenarier som kräver låg strömförbrukning och tillståndsminne erbjuder CYF1-S-reläet, som ett magnetiskt låsrelä, betydande fördelar med sin unika bi... Visa produkt →

Vakuumkontaktorer

I en vakuumkontaktor sitter kontakterna inuti en förseglad keramisk flaska. Utan luft att jonisera, släcks ljusbågen nästan omedelbart och kontaktgapet kan vara mycket kort. Dessa enheter hanterar 100 A till 400 A och uppåt vid medelspänning, vilket gör dem vanliga i gruvdrift, tunga motorer och växling av kraftverk. Kostnad, storlek och behovet av att ersätta kompletta vakuumflaskor snarare än individuella kontakter är de största nackdelarna.

Solid State-kontaktorer

En solid state-kontaktor har inga rörliga delar alls. Tyristorer eller triacs gör omkopplingen, så enheten kan cykla tusentals gånger per timme utan slitage, vilket passar värmeelement, belysning och snabb processkontroll. Två varningar följer. Först sänker halvledaren spänningen och producerar värme, så en kylfläns eller forcerad luft krävs. För det andra finns det inget fysiskt luftgap när enheten är avstängd, så en liten läckström flyter och en separat frånkoppling behövs för säker isolering.

Aktuella betyg över huvudfamiljerna

Nuvarande klassificering är det första filtret, eftersom det bestämmer ramstorlek, terminalstorlek och hur mycket koppar som måste böjas inuti panelen.

Diagrammet visar den övre delen av det gemensamma industriella sortimentet för varje familj, inte en hård gräns som en enhet aldrig kan överskrida. Vakuumkontaktorer når 400 A och mer, vilket placerar dem i en annan klass av paneler med olika kabel- och samlingsskenor. Fast tillstånd och standard AC elektromagnetiska kontaktorer överlappar tätt mellan 95 A och 100 A, så beslutet mellan dem handlar vanligtvis om cykelhastighet och värme snarare än ström. Magnetisk låsning och enheter för bestämda ändamål fyller mittbandet från 40 A till 63 A, där spoleffekt och panelutrymme betyder mer än råvärde. Back- och miniatyrramar håller sig under 32 A, eftersom den extra mekanismen eller det lilla kontaktgapet begränsar vad kontakterna kan bära. Använd detta som ett första pass för att begränsa listan, kontrollera sedan enhetens betyg för den exakta belastningskategorin, eftersom samma ram kan ha två mycket olika nummer på sin etikett.

Jämför växlingsteknik sida vid sida

Att poängsätta varje teknik mot de kriterier som avgör de flesta specifikationer är ett snabbt sätt att se var avvägningarna sitter, och skalan nedan går från ett till fem, där fem är det mest fördelaktiga.

En standard AC elektromagnetisk kontaktor ger bra resultat på inkopplingsmotstånd och kostnad, och mindre bra på växlingshastighet och hållenergi, eftersom dess spole drar ström så länge som enheten är stängd. En solid state-kontaktor vänder på den formen: den växlar nästan omedelbart och slösar mycket lite kontrollenergi, men den erbjuder inget fysiskt kontaktgap och ett mycket högre inköpspris. En magnetisk låskontaktor sitter i mitten på de flesta axlar och utmärker sig på att hålla energi, eftersom den inte förbrukar någonting när den väl har ändrat tillstånd. Formen på varje polygon är mer användbar än någon enskild poäng, eftersom den visar vilken svaghet du accepterar. Om två familjer ger lika poäng för din applikation är de avgörande faktorerna vanligtvis panelutrymme, tillgänglig styrspänning och hur många operationer per timme enheten måste överleva.

Vad belastningstyp gör för att kontakta livet

Kontaktlivslängd anges alltid för en lastkategori, och gapet mellan kategorierna är större än de flesta köpare förväntar sig när de läser en offert.

Den övre kurvan visar en resistiv eller lätt induktiv last, där strömmen passerar noll två gånger per cykel och ljusbågen dör snabbt. Den nedre kurvan visar en motorbelastning, där startströmmen är fem till åtta gånger löpströmmen och ljusbågen varar längre vid varje avbrott. Vid 5 A börjar de två kurvorna nära varandra, men med 40 A är den resistiva kurvan ungefär fyra gånger högre än motorkurvan. Det gapet är anledningen till att en kontaktorram kan bära två mycket olika nummer på sin etikett, och varför en 40 A-enhet som säljs för värmedrift endast kan godkännas för cirka 25 A motordrift. När du jämför offerter, jämför användningskategorin såväl som strömmen, eftersom en enhet specificerad för resistiva belastningar inte kommer att överleva en motorstartare länge.

Vad som misslyckas på fältet

Fältreturer är en användbar korskontroll, eftersom felmixen säger mer om installations- och belastningsdata än om själva kontaktorfamiljen.

Spolefel dominerar listan, och i de flesta fall är spolen budbäraren snarare än orsaken: ihållande underspänning, hög omgivningstemperatur eller ett mekaniskt stopp slutar allt i en bränd spole. Svetsade eller kraftigt gropiga kontakter kommer härnäst, och de pekar vanligtvis på en inkopplingsström som är större än kontaktmärket tillåter, eller på för många operationer per timme. Mekaniskt slitage på ankaret och länkaget är det långsamma och förutsägbara felet som dyker upp efter flera års tjänst. Lösa eller oxiderade terminaler och föroreningar från damm och fukt är installations- och kapslingsproblem och mellan dem står de för ungefär en fjärdedel av returerna. Alla fem orsakerna är billigare att förebygga i specifikationsstadiet än att reparera på fältet, varför exakta belastningsdata och en realistisk omgivningssiffra är värda den extra timmens arbete.

En urvalstabell och checklista

Tabellen nedan är en utgångspunkt för allmänna industripaneler. Det är inte en ersättning för databladet, men det begränsar listan snabbt.

Gå igenom följande lista innan du ber om en offert:

1. Bekräfta belastningsströmmen och användningskategorin, inte bara motorns märkskylt förstärkare.
2. Mät eller uppskatta omgivningen inuti skåpet med dörren stängd.
3. Notera den tillgängliga styrspänningen och hur mycket den kan sjunka under en start.
4. Räkna förväntade operationer per timme och per år.
5. Bestäm vad enheten måste göra efter ett strömavbrott: öppna, förbli stängd eller behåll det senaste tillståndet.
6. Kontrollera om panelen behöver en fysisk luftspalt för säker isolering.
7. Bekräfta terminalstorlek, monteringsskena och tillbehörsblock innan du beställer.

Kontaktor eller relä, där linjen sitter

Linjen mellan en kontaktor och ett relä är inte ett enda nummer. Det är en kombination av nuvarande, plikt och designavsikt. Reläer växlar vanligtvis lägre strömmar och är byggda för styrlogik och signalvägar, medan kontaktorer är byggda för lastväxling med en bågränna och en tyngre mekanism. Överlappningen är dock verklig: ett högströms elektromagnetiskt relä kan växla 30 A till 40 A, vilket täcker små pumpar, värmare och belysningskretsar där en hel kontaktorram skulle vara överdimensionerad.

I dessa fall håller en rälsmonterad modul bytet enkelt och städad, eftersom enheten kan bytas ut utan att störa panelens ledningar.

M41F Relämodul, 41F Rail Relämodul, 41F Slim Relämodul Skyddskrets 6A. M41F relämodul är en rälsmonterad relämodul som erbjuder olika kanalkonfigurationer från enstaka till 32 kanaler, och har inbyggda skyddskretsar som försörjer... Visa produkt →

Var delarna kommer ifrån

Varje specifikation ovan beror på enheten som byggs för den. Ningbo Chengyuan Chuangke Electronics har tillverkat reläer och styrkomponenter i Ningbo sedan 1996, och dess katalog täcker generella elektromagnetiska reläer, reed-reläer, magnetiska låsreläer och rälsmonterade industriella styrmoduler. Det sortimentet stämmer väl överens med kontaktorfamiljerna som diskuteras här, vilket hjälper när en panel behöver en matchad uppsättning kopplingsenheter från en källa snarare än från tre leverantörer. Du kan läsa mer om tillverkaren och produktions- och kvalitetsrutinen bakom dessa delar, eller skicka belastningsdata och omgivningssiffran och låt teamet bekräfta rätt ramstorlek och spolspänning.

Välj familjen först, sedan ramstorleken och sedan spolspänningen. En definierad kontaktor för en luftkonditionering, en magnetisk låsenhet för en fjärrmätare och en solid state-enhet för en snabbcyklande värmare är alla korrekta svar, och var och en av dem skulle vara ett misstag i en av de två andra positionerna.

De fyra frågorna från början av denna guide är värda att notera vid arbetsbänken: ström, cykelhastighet, belastningstyp vid avbrott och spolens beteende efter ett strömavbrott. När en offert kommer utan en användningskategori eller en omgivningsklassning är det dags att fråga, eftersom dessa två siffror avgör om kontaktorn i lådan fortfarande fungerar om fem år.