Strefa porad

Bądź smart

i kupuj taniej na TIM.PL

Data publikacji: 25.02.2019

Przekaźnik czy stycznik - na co zwrócić uwagę? Poruszamy najważniejsze zagadnienia.

Podpis zdjęcia
Czy zastanawialiście się kiedyś jaka - poza ceną i nazwą - występuje różnica pomiędzy przekaźnikiem, a stycznikiem? Styczniki i przekaźniki to łączniki, które służą przede wszystkim złączaniu, wyłączaniu i przewodzeniu prądu. Co ważne, mogą pracować w normalnych warunkach pracy obwodu, jak i przy tych większych przeciążeniach. Jakie są więc różnice pomiędzy stycznikiem, a przekaźnikiem, których nie widać na pierwszy rzut oka? Sprawdźmy na poniższych przykładach.
linia
Różnica w budowie

Zastanawiałeś się kiedyś jaka (poza ceną i nazwą) występuje różnica pomiędzy przekaźnikiem, a stycznikiem?
Sprawdźmy na poniższym przykładzie:

 

Przekaźnik instalacyjny 16A 2Z 0R 230V AC ERC216

Stycznik modułowy 16A 2Z 0R 230V AC iCT A9C22712

Napięcie zasilania

230 V AC

Liczba i rodzaj styków

2Z 0R

Obudowa

Modułowa

Znamionowy prąd

16A

Stopień ochrony IP

IP20

Zasadnicze różnice w budowie styczników i przekaźników:

W przekaźniku w jednym torze występuje przerwa zestykowa, natomiast w styczniku występują dwie przerwy łączeniowe, co pozwala mu lepiej radzić sobie z rozłączaniem większych prądów i obciążeń o charakterze indukcyjnym.

Podpis zdjęcia

Różnica pomiędzy przekaźnikiem i styczniem jest już znana, przeanalizujmy więc ich działanie w praktyce.

Przykład

Mamy do załączenia tylko jeden obwód 1-fazowy (wykorzystamy tylko jeden styk zwierny) w którym podłączone są LED-owe źródła światła o mocy 10 W, w ilości 184 sztuk o łącznej mocy 1 840 W. Czy możemy użyć zamiennie poniższych produktów? W tym wypadku koszty i gabaryty nas nie interesują.

 

Przekaźnik instalacyjny 40A 2Z 230V 5TT4462-0

Stycznik modułowy 40A 4Z 0R 230V AC 5TT5840-0

Stycznik mocy 40A AC3 3P 100-250V AC/DC 0Z 0R BF4000E230

Napięcie zasilania cewki

230 V AC

Prąd podany na urządzeniu

40 A

Liczba i rodzaj styków

2Z

4Z 0R

3Z

Zwróć uwagę, że wszystkie produkty mają podany prąd o wartości 40 A. Przeanalizuj poniższą tabelę, z której wynika, że dla LED-owych źródeł światła producent podaje różne wartości prądów.

 

Przekaźnik instalacyjny 40A 2Z 230V 5TT4462-0

Stycznik modułowy 40A 4Z 0R 230V AC 5TT5840-0

Stycznik mocy 40A AC3 3P 100-250V AC/DC 0Z 0R BF4000E230

Prąd podany na urządzeniu

40 A

LED-owe źródła światła (dane orientacyjne)

Max 12 A na biegun

Max 11 A na biegun

Max 26,8 A na biegun

Różnica pomiędzy prądem podawanym na obudowie urządzenia, lub w nazwie w stosunku do maksymalnego prądu obciążenia LED-ami wynika z faktu, że styczniki modułowe najczęściej mają podany na obudowie i w nazwie prąd cieplny Ith lub prąd w kategorii pracy AC-1 (tak samo jak przekaźniki). Natomiast styczniki mocy najczęściej mają podany prąd w kategorii AC-3.
Sprawdźmy przykład: stycznik modułowy Siemens 5TT5840-0

Podpis zdjęcia

Dobór urządzeń do odpowiedniej kategorii pracy to podstawowe zagadnienie dla projektanta. Dobór produktów np. przekaźnik lub stycznik do konkretnego zastosowania powinna dokonywać osoba z odpowiednią wiedzą techniczną, a montażu wszystkich urządzeń należy dokonywać na podstawie projektu. Wracając do omawianego przykładu: posiadamy w obwodzie moc 1 840 W, jak ustalić wartość prądu?
Do obliczeń należy użyć wzoru:

Podpis zdjęcia

Wartość cos Ø w przypadku LED-ów, zależy od elektroniki zamieszczonej w źródle światła. Markowi producenci LED-owych źródeł światła (w zależności od serii produktów) wartość tą podają w zakresie od 0,5 do 0,8.
Jeśli zamontowane LED-y posiadają:

cos Ø 0,5

cos Ø 0,8

I = 16 A

I = 10 A

Sytuacja staje się prostsza w momencie, kiedy producent LED-ów na opakowaniu lub w dokumentacji technicznej podaje wartość prądu jaki pobiera dane źródło światła. W takiej sytuacji wystarczy zsumować podane wartości.

Kategorie użytkowania

Rzeczywistość niestety jest taka, że znaczna część osób kupuje produkt, montuje go i nie zwraca uwagi na zapisy, które zamieszczone są w dokumentacji technicznej.
Określenie rodzaju kategorii użytkowania stycznika lub przekaźnika jest ważnym parametrem, a prawidłowy dobór sprzyja długiej i bezawaryjnej pracy. W poniższej tabeli przedstawione są najpopularniejsze rodzaje używanych kategorii dla prądu przemiennego AC.

Kategoria pracy

Określa kategorię prądu przemiennego AC, których typowym obszarem zastosowań łączeniowych jest:

AC-3

rozruch, wyłączanie przy pełnej prędkości obrotowej silników indukcyjnych zwartych (klatkowych).

AC-4

rozruch, impulsowanie, hamowanie przeciwprądem, rewersowanie (nawrót) silników indukcyjnych zwartych.

AC-5a

sterowanie lampami wyładowczymi.

AC-5b

łączenie żarówek.

AC-6a

łączenie transformatorów.

AC-6b

łączenie baterii kondensatorów.

AC-7a

obciążenie mało indukcyjne w gospodarstwie domowym i w podobnych zastosowaniach.

AC-7b

łączenie silników stosowanych w gospodarstwie domowym.

AC-8a

sterowanie silników sprężarek hermetycznych czynnika chłodzącego, z ręcznym przestawianiem wyzwalaczy przeciążeniowych.

AC-8b

sterowanie silników sprężarek hermetycznych czynnika chłodzącego, z samoczynnym przestawianiem wyzwalaczy przeciążeniowych.

AC-1

obciążenie nieindukcyjne lub mało indukcyjne. Przykładem mogą być grzałki oporowe (rezystancyjne).

Przykład:
AC-7a - np. miksery, blendery
AC-7b - np. wentylatory
Źródło: https://www.schneider-electric.pl/pl/faqs/FA279430/

Podpis zdjęcia

Na pewno nie jest to kategoria AC-5b, ponieważ dotyczy ona tradycyjnych żarowych źródeł światła. Wśród producentów LED-ów zdania na ten temat są podzielone. Część producentów sugeruje, aby obwody oświetleniowe LED zaliczyć do kategorii AC-6b. Wszystkich zainteresowanych pełną listą kategorii użytkowania odsyłam do Polskich Norm On-line.

Podpis zdjęcia
Tajemnice przekaźnika

Gdy spoglądamy na przekaźnik, nie widzimy z jakiego materiału są wykonane styki. Często w takiej samej obudowie występują przekaźniki ze stykami, które są wykonane z rożnych materiałów.

Podpis zdjęcia

Styki najczęściej wykonuje się z:
AgNi - Srebro-Nikiel
Styki AgNi dedykowane są do obciążenia rezystancyjnego oraz niewielkiego obciążenia indukcyjnego.

AgNi+Au - Srebro-Nikiel powlekane złotem
Styki AgNi+Au dedykowane są do mniejszych obciążeń, typowo 1 mW (0,1 V – 1 mA) obciążenie rezystancyjne. W przypadku większych od zalecanych przez producenta obciążeń, po pewnej liczbie cykli łączeń właściwości materiału bazowego styku AgNi stają się dominujące (złote pokrycie styku eroduje).

AgCdO - Srebro-tlenek kadmu
Styki AgCdO dedykowane do obciążeń indukcyjnych oraz do sterowania silnikami. Charakteryzują się dobrą odpornością na zgrzewanie oraz dużą odpornością na zużycie z większymi obciążeniami prądem przemiennym.

AgSnO2 - Srebro-tlenek cyny.
Styki AgSnO2 dedykowane są do obwodów w których występuje bardzo duży, chwilowy prąd obciążenia np. lampy i obciążenia pojemnościowe. Charakteryzują się doskonałą odpornością na zgrzewanie.

Przeanalizuj poniższą tabelę, zwróć uwagę na maksymalny prąd chwilowy oraz na minimalną moc styków.

Model 40.61/40.52

Rodzaj styku

Prąd w kategorii AC-1

Maksymalny prąd chwilowy

Minimalna moc styków

Nr referencyjny

AgNi+Au

8 A

15 A

50 mW (5 V / 2 mA)

40.52.9.024.5000

AgNi

8 A

15 A

300 mW (5 V / 5 mA)

40.52.9.024.0000

AgCdO

8 A

15 A

300 mW (5 V / 5 mA)

40.52.9.024.1000

AgCdO

16 A

30 A

500 mW (10 V / 5 mA)

40.61.9.024.0000

AgSnO2

16 A

120 A

500 mW (10 V / 5 mA)

40.61.9.024.4000

Jeśli uważnie przeanalizowałeś tabelę może nasunąć się wątpliwość odnośnie wartości 300 mW (5 V/5 mA)

Oczywiście, wszystko jest w porządku - 300 mW to minimalna wartość mocy, którą zestyki mogą pewnie przełączać, ale muszą zostać spełnione jeszcze dwa dodatkowe warunki:
• napięcie nie może być mniejsze niż 5 V
• prąd nie może być mniejszy niż 5 mA.

Minimalną wartość 300 mW (5 V / 5 mA) osiągniemy:
• przy napięciu 5 V prąd musi mieć wartość co najmniej 60 mA,
• przy prądzie 5 mA napięcie musi mieć wartość co najmniej 60 V,
• przy napięciu 24 V prąd musi mieć wartość co najmniej 12,5 mA.

Gniazda do przekaźników

Gniazda dedykowane do przekaźników umożliwiają wymianę przekaźnika bez konieczności ingerencji w oprzewodowanie. W zależności od potrzeb, wyróżniamy gniazda montowane na szynę DIN oraz gniazda montowane do płyty.

Podpis zdjęcia

Gniazda mogą różnić się pod względem połączenia elektrycznego. Najczęściej spotykamy:
połączenia śrubowe,
zaciski sprężynowe,
połączenia wtykowe,
połączenia lutowane
Przekaźniki montowane są w gnieździe poprzez wciśnięcie. Część gniazd posiada zabezpieczenie (metalowe lub z tworzywa sztucznego), które dociska przekaźnik i zapobiega jego wypadnięciu z gniazda.

Podpis zdjęcia

Niektóre gniazda posiadają dźwignię, która ułatwia wyjęcie przekaźnika, zwaną powszechnie wyrzutnikiem. Jak działa obejma wyrzutnikowa?

Podpis zdjęcia

Część gniazd, poza samym przekaźnikiem, umożliwia również montaż akcesoriów dodatkowych.

Akcesoria do przekaźników

Do gniazd przekaźnikowych (w zależności od marki) dostępne są różne akcesoria dodatkowe np.:
• Moduły bezpiecznikowe (są również wykonania z wskaźnikiem LED).
• Zaciski zwiększające możliwość podłączenia liczby przewodów.
• Tabliczki oznacznikowe.
• Mostki grzebieniowe.
• Moduły czasowe.
• Moduły przeciwprzepięciowe.

Podpis zdjęcia
Rodzaje styków

Jaka jest różnica pomiędzy stykiem 1NO a stykiem 1Z?

Podpis zdjęcia
Budowa i sposób działania styczników

Styczniki możemy podzielić na wiele różnych sposobów. Wyróżniamy:
• styczniki modułowe,
• styczniki mocy,
• styczniki pomocnicze.

Podpis zdjęcia
Rodzaje przekaźników

Przekaźniki możemy podzielić na wiele sposobów. Często spotykany jest podział ze względu na sposób działania. Wyróżniamy:
• Przekaźniki monostabilne,
• Przekaźniki bistabilne.

Przekaźniki monostabilne, to takie w których np. po podaniu napięcia następuje przełączenie styków (zmiana stanu). Po wyłączeniu napięcia przekaźnik powraca do swojego pierwotnego stanu.
Przekaźnik bistabilny, to taki w którym po podaniu np. napięcia następuje przełączenie styków (zmiana stanu). Stan ten jest utrzymywany po zaniku napięcia. Ponowna zmiana stanu (przełączenie styków) następuje po zaniku i ponownym podaniu napięcia.

Czym jest przekaźnik interfejsowy?

W uproszeniu, przekaźnik zamontowany w gnieździe wraz z modułem zabezpieczenia cewki nazywamy przekaźnikiem interfejsowym.

Podpis zdjęcia
Czy są sposoby na wydłużenie żywotności przekaźników i styczników?

Zaznaczam, że mam tu na myśli żywotność, czyli bezawaryjną pracę stycznika lub przekaźnika. Zwróć uwagę, że producenci rozróżniają dwa rodzaje żywotności:
• żywotność mechaniczna
• żywotność elektryczna

Przykład: Stycznik modułowy 40A 4Z 0R 230V AC 5TT5840-0, żywotność zależy od kategorii obciążenia oraz ilości łączeń w ciągu godziny.
Podpis zdjęcia

Żywotność

Ilość łączeń

Maksymalna częstotliwość łączenia w ciągu godziny przy obciążeniu

mechaniczna

3 000 000

-

elektryczna AC-1; AC-7a

100 000

600

elektryczna AC-3; AC-7b

150 000

Czas bezawaryjnej pracy przekaźnika lub stycznika szczególnie przy bardzo częstych cyklach załączania i wyłączania można skutecznie wydłużyć dzięki odpowiedniemu doborowi i przewymiarowaniu.
Producenci w katalogach oraz kartach katalogowych (przekaźników i styczników) podają szczegółowe dane.
Przykład przekaźnika marki Finder - grupa 40.52

Podpis zdjęcia

W porównaniu do przekaźników, styczniki modułowe lub styczniki mocy przedstawiają się trochę inaczej, ponieważ przeznaczone są do działania w innych aplikacjach.
Zobacz porównanie:

Trwałość

Stycznik mocy 25A 3P 230V AC 1Z 0R BF2510A230

Stycznik modułowy 32A 4Z 0R 220/240V AC/DC CN3210220

Przekaźnik miniaturowy 2P 8A 230V AC 40.52.8.230.0000

mechaniczna

miliony cykli

20

3

10

elektryczna przy znamionowym obciążeniu w kategorii AC-3

miliony cykli

1,2

0,3

0,1


Styczniki mocy charakteryzuje o wiele wyższa trwałość, zarówno mechaniczna jak i elektryczna. Co więcej, w przypadku styczników przemysłowych producenci często podają maksymalną ilość operacji, jakie urządzenie może wykonać w przeciągu godziny. W przypadku styczników modułowych, parametr ten jest zazwyczaj pomijany.

W kwestii trwałości łączeniowej, niezwykle istotną informacją jest prąd obciążania. Przewymiarowanie stycznika może znacząco wydłużyć jego żywotność.
Przeanalizuj poniższy wykres, który przedstawia zależność trwałości elektrycznej styczników mocy od prądu obciążenia w kategorii AC-3:

Podpis zdjęcia
Podpis zdjęciaTrwałość łączeniowa styczników Lovato Electric w kategorii AC3 (≤440 VAC)

Z wykresu widać, że w przypadku stycznika BF2510A230 trwałość łączeniowa w kategorii obciążenia AC-3 wynosi:
• 1 200 000 cykli łączeniowych dla prądu 25 A
• 5 000 000 cykli łączeniowych dla prądu 10 A.

Warto zwrócić uwagę na inne różnice pomiędzy stycznikiem mocy, a stycznikiem modułowym (na przykładzie Lovato Electric).
• Zakres temperatur pracy np.:

  • -50 oC do +70 oC – przemysłowe
  • -5 oC do +55 oC – modułowe.
• Napięcia pracy:
  • styczniki mocy max. 690 V
  • modułowe 440 V

Pamiętajmy, że styczników modułowych, które będą pracować ciągle pod obciążeniem (≥ 1 godziny) nie można montować obok siebie. Należy zapewnić im odpowiednią wentylację. W tym celu należy zastosować rozstaw podany przez producenta (min. 9 mm dla modułowych styczników Lovato). W artykule nie zostały omówione rozwiązania półprzewodnikowe. Powyższe opracowanie nie wyczerpuje tematu, a jedynie w dużym uproszczeniu omawia wybrane zagadnienia.

Masz pytania? Zapraszam do dyskusji w grupie Łączy nas napięcie
Chcesz kupić produkt i szukasz odpowiedniego rozwiązania? Zadaj pytanie mailem: strefaporad@tim.pl Nasi eksperci są do Twojej dyspozycji.

Podpis zdjęcia
  • Dominik
    Filary
  • Piotr
    Bibik
  • Marceli
    Lesisz
  • Tomasz
    Stempniewicz
  • Prowadzimy dla Was Strefę Porad

    Chętnie odpowiemy na twoje pytanie - skontaktuj się z nami.

    Porównywarka

    Zgłoś uwagi

    Sklep TIM jest stale rozwijany, aby sprostać stale rosnącym potrzebom naszych klientów. Jeżeli pojawił się jakiś błąd na stronie, chciałbyś aby pojawiła się nowa funkcjonalność lub funkcja na stronie nie działa, tak jakbyś tego oczekiwał – prześlij nam informację.

    Rodzaj zgłoszenia

    Informacja kontaktowa (Abyśmy mogli poinformować o stanie zgłoszenia lub doprecyzować problem.)

    Opis błędu / informacja do zgłoszenia: