Stykač je jedním ze základních prvků průmyslových instalací. Malá měděná cívka s feromagnetickým jádrem a jednoduchý pružný mechanismus s kontakty zajišťují spolehlivě převedení slaboproudého povelu „sepni“ do silového obvodu.
Stykače se vyrábí obvykle v rozmezí 6 až 1000 A. Nejběžnější aplikací je vzdálené spouštění motoru, přímým připojením nebo pomocí kombinace stykačů pro rozběh Y/D. Principiálně jde o stejnou funkci jako relé. Rozdíly a hranice mezi relé a stykači nejsou přesně stanoveny.
Dimenzování
Stykače dimenzujeme podle proudu a napětí. Napětí je jmenovité napětí použité soustavy. Proud se dimenzuje podle skutečné zátěže. U stykačů bývá uváděno více různých hodnot proudu, a proto je při dimenzování nutné posuzovat správně zvolenou veličinu.
- Ith – smluvený tepelný proud. Efektivní zkušebního proudu při dlouhodobé zátěži (8h) při níž nedojde k překročení dovolené teploty stykače. Na konci zkoušky kontakty musí být schopné rozepnout. Jde o proud tepelný (tedy činný). Lze jej proto použít pro dimenzování se zátěží se zanedbatelnou indukčností (AC1). Je uváděn pro různé teploty okolí, kterými se vždy rozumí maximální teplota uvnitř rozváděče (prostředí obklopující stykač).
- Ie – jmenovitý pracovní proud. Dovolený proud zohledňující různé typy zátěže.
U odporové (činné) zátěže je roven tepelnému proudu. U zátěží s indukčností nebo kapacitou je výrazně nižší než tepelný proud. K redukci dochází kvůli menší schopnosti kontaktů vypnout induktivní a kapacitní proudy. Obvody s induktivní zátěží AC3 (asynchronní motor, přímé připojení na síť DOL) dimenzujeme podle této hodnoty. Často bývá uváděn pro usnadnění přímo výkon motoru v kW pro různá napětí.
Kontakty stykačů lze paralelně spojovat pro zvýšení výkonu. Proud jednotlivých kontaktů se však nesčítá, ale násobí koeficientem stanoveným výrobcem. Důvodem je, že nikdy nedochází k rovnoměrnému rozdělení proudu mezi paralelními kontakty:
- 2 póly zapojené paralelně: K=1,6
- 3 póly zapojené paralelně: K=2,2
- 4 póly zapojené paralelně: K=2,8
Stejnosměrné obvody
Pro spínání ve stejnosměrných obvodech jsou vyráběny speciální jedno nebo dvoupólové stykače. Tyto aplikace jsou však natolik řídké, že se vyplatí i použití standardních střídavých stykačů. Pracovní proud je výrazně redukován a kontakty bývají pro větší životnost spojovány do série. Podobně je pracovní proud snižován pro další typy aplikací, jako například vysoké startovací proudy LED osvětlení.
Výkonová rezerva
Vlastní spotřeba cívky stykače je v porovnání se ztrátami motoru zanedbatelná a předimenzování proto není takovým problémem jako předimenzování motoru. Při blízkosti vypočtené zátěže k pracovnímu proudu stykače je vhodné použít stykač o řád vyšší. Prodlouží se tak životnost silových kontaktů. Ministykače mají životnost při jmenovitých proudech nejnižší, okolo 0,5 mil sepnutí. Běžné stykače mají životnost 1 mil sepnutí a více. Například životnost 6 A ministykače se při proudu 4 A prodlouží na dvojnásobek.
Rozměry, umístění
Často důležitějším parametrem pro výběr stykače jsou rozměry. Šířka na DIN liště je u různých výrobců odlišná a ve velkých sestavách lze další místo ušetřit výběrem příslušenství umístěným na čelní straně stykače, nikoliv z boku. Přílišné šetření místem bývá na úkor přehlednosti a snižování výkonu by mělo být vždy až poslední možností. Velmi malé rozměry mají modulární stykače.
Stykače jen málo podléhají módním trendům. Design stykačů starých dvacet let a těch současných se liší jen v detailech. Mění se minimálně tvary a rozměry, vývoj je většinou jen v unifikaci příslušenství a doplňkových funkcí.
Stykače nelze umísťovat ve všech polohách. Těžká ocelové pohybující se jádro působí proti pružině. V případě, že v důsledku horizontální polohy proti pružině působí gravitace, stykač nemusí fungovat správně.
Stykače mají krytí IP20 a musí být proto umístěné v krytu nebo rozváděči.
SSR relé
V některých případech lze stykače nahradit takzvanými přístroji SSR (solid state relay). Obecně SSR jsou polovodičové přístroje s různými vlastnostmi a pro různá určení. Pro přímé spuštění motorů (funkci stykače) je určen přístroj s tyristory ve dvou fázích, které spínají a vypínají blízko průchodu sinusového proudu nulou. V některých aplikacích SSR nahradilo stykače (tam kde je velmi časté spouštění). Celkově je v praxi význam těchto prvků dosud malý. Nedokáží nahradit funkční příslušenství stykačů, jsou dražší a pro pohony s častým spouštěním bývá častěji použit frekvenční měnič nebo softstartér.
Cívka stykače
Správné napětí na ovládacích cívkách stykače je podmínkou správného přitažení a odpadnutí stykače. Stykače přitahují na úrovni 80 % jmenovitého napětí a odpadají mezi 20 až 55 % jmenovitého napětí. Jsou méně náchylné k chybnému sepnutí, rozepnutí nebo bručení v důsledku indukovaného parazitního napětí v ovládacím obvodu, než jsou relé. Parazitní napětí lze potlačit příslušenstvím obsahujícím filtr. Téměř vždy nejde o indukované napětí, ale o kapacitní vazbu mezi sousedními vodiči větších délek. Kromě kompaktních ministykačů lze cívky obvykle měnit, a to i za cívky pro jiné ovládací napětí. Standardní ovládací napětí stykačů je 230VAC, ale vyrábí se běžně pro všechna malá a nízká napětí (24VDC až 690AC).
Zajištění stykače
V některých případech je potřebné zajistit funkci stykače i při výpadku ovládacího napětí. Jde o bezpečnostní funkci. K tomu slouží volitelné příslušenství tzv. vlastní mechanické blokování. Modul s mechanickou západkou, kterou lze ručně nebo vzdáleně (pomocným napětím) odblokovat. Stykač je po sepnutí automaticky mechanicky zablokován v sepnuté poloze. Zůstává v ní i při ztrátě ovládacího napětí. Pro zajištění správného sledu událostí v ovládacích obvodech je možné stykače dovybavit pomocnými kontakty s předstihem nebo zpožděním. Zpožděné pneumatické kontakty zajišťují funkci sepnutí i po výpadku napájení. Stykače pro přepínání sítí a reverzaci pohonů se vždy vybavují vzájemným mechanickým blokováním, které mechanicky brání, aby mohly být dva takto použité stykače sepnuty současně.
Tepelné ochrany
Stykače lze dodatečně vybavit teplenou (nadproudovou) ochranou proti přetížení asynchronního motoru. Tepelná ochrana se montuje přímo do silových svorek a je v sérii se stykačem. Tepelná ochrana ani stykač nechrání ani nevypínají zkratové proudy. Motory je třeba chránit proti zkratu samostatně umístěným prvkem zpravidla pojistkou.
LOVATO Electric s.r.o.
Čížovská 488, Písek, 397 01
Tel.: +420 226 203 202
E-mail:Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
www.lovatoelectric.cz
