STYKAČE Obr. 3.4.1. Schématická značka elektromagnetického stykače Stykače jsou takové spínače, které mají aretovanou jen jednu polohu (obvykle vypnutou) a ve druhé poloze je musí držet cizí síla. Používají se pro velmi časté spínání (až 3000 za hodinu) a pro dálkové a automatické ovládání. Proud se přerušuje ve vzduchu nebo v oleji a podle toho jsou stykače: a) vzduchové, b) olejové. Podle druhu proudu jsou stykače: a) na proud střídavý, b) na proud stejnosměrný. Podle funkce se stykače rozdělují na: a) zapínací - u nichž se tahem elektromagnetu hlavní kontakty rozpínají, b) rozpínací - používají se jen zřídka. Stykače musí mít ploché palcové nebo můstkové kontakty, aby se daly snadno spínat bez tření malými silami. Zavedením proudu do zapínací cívky elektromagnetu se přitáhne jeho kotva, která způsobí sepnutí kontaktů (hlavních i pomocných). KONSTRUKČNÍ ČÁSTI STYKAČŮ Hlavní kontakty: Stykače musí mít ploché palcové nebo můstkové kontakty, aby se mohly spínat bez tření, malými silami. Podle funkce hlavních kontaktů jsou stykače: a) zapínací - u nichž se tahem elektromagnetu hlavní kontakty zapínají, b) rozpínací - u nichž se tahem elektromagnetu hlavní kontakty rozpínají - používají se jen zřídka. Moderní stykače mají obvykle kontaktní plochy zhotovené ze stříbra. Pomocné kontakty: Kromě hlavních kontaktů jsou stykače vybaveny jedním nebo několika pomocnými kontakty, které slouží k ovládání, blokování a signalizaci. Podle funkce jsou: a) zapínací (pracovní) b) rozpínací (klidové). Jejich počet se udává zlomkem, např. zlomek 1/2 udává, že stykač má jeden pomocný kontakt zapínací a dva kontakty rozpínací. Zatížitelnost pomocných kontaktů udává výrobce, bývá 6 až. 10 A, podle velikosti stykače. 1
Zapínací cívka Zapínací cívky elektromagnetických stykačů mohou být na napětí 48, 120, 230, 380 a 500 V při 50 Hz a pro stejnoměrné napětí 24, 110, 220 V. Pro trojfázovou síť je nejlépe použít cívku pro napětí 230 V, která se zapojí mezi fázi a nulovací vodič. Cívky na malé napětí nejsou spolehlivé, protože jejich přitažlivá síla může poklesnout vlivem úbytku napětí na pomocných kontaktech ovládacích obvodů tak, že stykač samovolně vypne. Cívka je navržena tak, aby působila i při změnách napětí rozsahu od +10 do -15 %. Při nižším napětí je tah malý a kontakty se chvějí. U stykačů nad 200 A je proud zapínací cívky velký, a proto se zapíná pomocným stykačem na 15 A. Připojením cívky na střídavé napětí vzniká proudový náraz, neboť její indukčnost je při oddálené kotvě malá. Přitažením kotvy se indukčnost zvětší a proud se zmenší. Abychom tyto proudové nárazy u velkých stykačů vyloučili, zhotovují se jejich zapínací cívky na stejnosměrný proud a napájejí se ze sítě přes polovodičový usměrňovač. V takovém případě může být jádro masivní a jeho konstrukce jednodušší. Tepelná relé Stykač není zařízen pro samočinné vypínám zkratového proudu. Proto musí mít vždy předřazeny tavné pojistky dimenzované podle jmenovitého proudu a podle druhu zapínaného spotřebiče. Pojistky však vypínají jen při několikanásobku jmenovitého proudu, a tedy nechrání před účinkem dlouhotrvajícího přetížení. Proto se stykače vybavují nadproudovým tepelným relé. Tepelné relé je tvořeno dvojkovovým článkem, vyhřívaným přímo průchodem hlavního proudu nebo nepřímo odporovým článkem, který se na něj izolovaně navine. Při déle trvajícím zatížení se dvojkov ohřeje, prohne a svým průhybem rozpojí obvod zapínací cívky stykače, Čas, za který stykač vypne, závisí na velikosti přetížení. Při velkém přetížení vypne dříve, při malém přetížení později. Tepelné relé představuje proudově závislou ochranu. Její charakteristika musí odpovídat charakteristice chráněného spotřebiče. Po zapůsobení tepelného relé můžeme stykač zapnout asi po jedné minutě stlačením zvláštního tlačítka. Každé relé je možné seřídit v rozsahu ±20 %. Je třeba ho nastavit přesně na jmenovitý proud chráněného spotřebiče. Výrobce udává maximální dovolený proud pojistky, která smí být pro dané relé předřazena. Některá novější tepelná relé nejsou už regulovatelná, ale jsou seřízena přesně na jmenovité proudy, odpovídající celé řadě obvyklých jmenovitých výkonů. Tepelné relé chrání trojfázový motor i proti déletrvajícímu chodu na dvě fáze. Při velmi těžkém rozběhu chráněného motoru můžeme charakteristiku tepelného relé zpomalit použitím pomocných proudových transformátorů. Obr. 3.4.2. Provedení některých tepelných relé 2
3
Elektronický časovač Volitelné příslušenství pro realizaci funkce spínání dle následujícího obrázku. (Fukce jako časové relé). Příklady provedení stykačů: 4
OVLÁDÁNÍ STYKAČŮ Elektromagnetické stykače se ovládají zapínáním a vypínáním proudu v obvodu zapínací cívky. To je možné různými způsoby: a) ručně, b) dálkově, c) automaticky. 5
Nejjednodušší je schéma zapojení stykače bez tepelného relé, ovládaného trvalým kontaktem. Stykač je tak dlouho zapnut, pokud se obvod vypínání cívky nepřeruší, např. tlačítkem. Místo ručně ovládaného tlačítka může být v zapínacím obvodu zařazen např. tlakový nebo plovákový spínač, kterým se stykač automaticky zapíná a vypíná podle stavu hladiny nebo tlaku v nádrži. Nejobvykleji se stykač ovládá dvojtlačítkem, které umožňuje dálkové ovládání. To je výhodné zejména proto, že u něj není třeba vést přívodní vedení značného průřezu pro motor až k místu ze kterého se ovládá, takže je možné volit ovládací místo tam, kde je to pro obsluhu nejvýhodnější. Schéma dvojtlačítkového ovládání stykače s tepelným relé je na obr. 3.4.3. Obvod zapínací cívky A1, A2 je připojen na fázové napětí sítě, jsou v něm do série zapojeny dvě ovládací tlačítka (SB 1, SB 0) a rozpínací kontakt tepelného relé 95, 96. Stlačením tlačítka SB 1 se obvod cívky uzavře a elektromagnet spojí kontakty stykače. Aby stykač zůstal trvale v zapnuté poloze i po uvolnění zapínacího tlačítka, je přemostěn pomocným, tzv. přídržným kontaktem (13, 14). Vypíná se stlačením rozpínacího tlačítka SB 0. Při přetížení vypne stykač samočinně působením tepelného relé FA, které rozpojí ovládací obvod cívky. Do zapínacího obvodu je možné zapojit několik tlačítek, jimiž můžeme v případě nebezpečí vypnout stykač z několika míst (dopravní pásy), nebo koncové spínače, které zajišťují např. nastavené krajní polohy jeřábu. Vypínací kontakty zapojíme do série, zapínací paralelně. Pomocné kontakty můžeme použít pro blokování nebo k signalizaci stavu žárovkami. Ovládací cívky stykačů pro velké proudy se zapínají menším pomocným stykačem. 6
Obr. 3.4.3. Schéma zapojení spouštění AM stykačem s jisticím relé, ovládání dvojtlačítkem. Schéma rozděleno na silovou a ovládací část Obr. 3.4.4. Schéma zapojení spouštění AM stykačem s jisticím relé a proudovými transformátory, ovládání dvojtlačítkem 7
Obr. 3.4.5. Schéma zapojení reverzace AM stykačem s jisticím relé, ovládání trojtlačítkem Obr. 3.4.6. Schéma zapojení reverzace AM stykačem s jisticím relé a proudovými transformátory, ovládání trojtlačítkem 8