Stykač: pomocník v priemysle i v domácnosti

Stýkače sú elektromagneticky ovládané spínače, ktoré sa využívajú najmä v priemysle pri ovládaní elektromotorov alebo iných výkonných elektrických obvodov. Stykač nájde samozrejme uplatnenie aj v domácnosti. V nasledujúcich riadkoch Vám predstavíme stykač z rôznych uhlov pohľadu.


Čo je stykač a ako funguje ?

Na rozdiel od relé je stykač určený na zapínanie a vypínanie výkonných spotrebičov. Stýkač sa skladá z niekoľkých kontaktov – hlavné kontakty sú dimenzované práve na spínanie spotrebiča. Pomocné kontakty sú menšie a sú určené iba na spínanie malých prúdov pre riadiace či dátové signály (napr. rozsvietenie kontrolky, blokovanie jednotlivých stýkačov a riadiacich obvodov).

Jedna časť týchto kontaktov je pevná, druhá sa nachádza na tzv. pohyblivej kotve, ktorú si elektromagnetická cievka pri prechode prúdu pritiahne k sebe, čím príde k prepojeniu kontaktov. Na rozdiel od niektorých typov relé sa kontakty stýkača rozpoja ihneď po tom, ako prúd cez cievku prestane tiecť.

Stýkače teda môžete využiť napríklad na manuálne diaľkové ovládanie aj výkonných elektrických spotrebičov v priemyselnom odvetví prípadne na automatizáciu svojej domácnosti.

Stykač sa skladá z:
1.cievky s jadrom, 2.vratnej pružiny, 3.kotvy, 4.hlavného silového kontaktu


Stykač a jeho praktické využitie

Stykač sa často využíva na pripájanie, odpájanie a riadenie (reverzácia, stupňovité radenie výkonu) elektrických strojov a silových spotrebičov (motory, transformátory, generátory, elektrické pece atď.). Veľmi častým je aj využitie na spínanie celých vetiev elektrických rozvodov (verejné osvetlenie, alebo časti rozvodov v budovách.

K ďalšiemu využitiu patrí napríklad ovládanie viacerých nezávislých elektrických okruhov jedným vypínačom alebo tlačidlom. V priemysle je stykač neodmysliteľným pomocníkom pri aplikáciach spojených s bezpečnosťou strojov ako riešenie núdzového rozpojenia viacerých nezávislých okruhov jedným centrálnym núdzovým spínačom.


Hlavné časti stykača

Jadro (1)

Pevné i pohyblivá časť jadra (kotva) je vyrobená z feromagnetických plechov. Plechy sú navzájom spojené pomocou sponiek a čapov. Pevná spodná časť jadra presne zapadá do puzdra stýkača a pohyblivá horná časť je osadená voľne. Ak privedieme zapínací impulz na ovládaciu cievku potom je kotva pritiahnutá k pevnej časti.

Cievka (2)

Cievka slúži spoločne s jadrom na vytvorenie magnetického poľa, ktoré pritiahne kotvu elektromagnetu. Je navinutá na plastovej konštrukcii. Počet závitov cievky je daný parametrami stýkača. Oba konce cievky sú pripojené na svorky a označené A1 a A2. Tieto svorky slúžia na pripojenie cievky k zdroju ovládacieho napätia.

Spätné pružiny (3)

Dve spätné pružiny sú umiestnené medzi jadro a plastovú konštrukciu pripevnenú ku kotve. Sú osadené na nožičkách plastovej konštrukcie cievky a plastovej konštrukcie pomocných kontaktov. Slúžia na to, aby sa stýkač vrátil späť do stabilnej vypnutej polohy.

Pomocné kontakty (4)

Pomocné kontakty mostíkového prevedenia sú osadené v plastovej konštrukcii, ktorá sa s nimi pri spínaní a rozopínaní pohybuje. K plastové konštrukcii sú pritláčané pomocou pružín, ktoré pri dosadnutí na hlavné kontakty vytvoria medzi kontaktmi dostatočný prítlak, aby pri spínaní nedochádzalo k ich odskokom. V spodnej časti pomocných kontaktov sú vytvorené plochy pre bezchybné dosadnutie na hlavné kontakty.

Plastová konštrukcia pomocných kontaktov (5)

Táto plastová konštrukcia slúži k preneseniu pohybu kotvy elektromagnetu na pomocné kontakty.

Hlavné kontakty (6)

Hlavné kontakty mostíkového prevedenia sú osadené priamo v plastovom puzdre stýkača. Z vonkajšej časti puzdra je mechanizmus pre uchytenie prívodného vodiča, ktorý sa skladá zo strmeňa, svorky a skrutky. Pri otáčaní skrutkou dochádza k približovanie strmeňa k svorke, a to umožní pripevnenie vodičov. Z vonkajšej časti puzdra prechádzajú svorky do vnútornej časti. Tu majú kontakty tvar písmena “L“ a na ich vnútornej časti sú vytvorené dosadacie plochy pre korektné dosadnutie pomocných kontaktov.

Puzdro stýkača (7)

Puzdro stýkača je vyrobené z plastu a je rozdelené na dve takmer totožné polovice. Obe polovice puzdra sú vyrobené tak, aby do nich presne zapadali všetky konštrukčné prvky stýkača a aby umožnili pohyb voľných kontaktov stykača. Obe polovice puzdra sú spojené pomocou dvoch kovových svoriek, ktoré zapadnú do výrezov na puzdre.

Puzdro stýkača je vyrobené z plastového materiálu


Označenie kontaktov na stykači


Hlavné silové kontakty stýkača

Sú určené na spínanie záťaže väčších výkonov, väčšinou sú v 3-pólovom prevedení, v kľudnom stave sú rozopnuté a bývajú označené písmenom a číslicou: T1, T2, T3, L1, L2, L3 alebo len číslicou 1,2,3,4,5,6.

Pomocné kontakty stýkača

Pomocné kontakty stýkača sú určené iba k jeho vládaniu a napríklad na signalizáciu. Nie sú teda určené pre spínanie záťaže väčších výkonov. Sú konštruované pre spínanie menších prúdov ako hlavné kontakty. Stýkač väčšinou obsahuje spínacie kontakty (sú v kľudnom stave rozpojené a zopnú sa privedením napätia na cievku) a rozpínacie kontakty (sú v kľudnom stave zopnuté a rozopnú sa opäť privedením napätia na cievku).

Rozpínacie kontakty bývajú označené na stykači písmenami NC (Normally Closed) alebo dvojčíslom končiacim 1 a 2,  napríklad 11-12, alebo 21-22 atď. Spínacie kontakty bývajú označené ako NO (Normally Open) alebo dvojčíslom končiacim číslami 3,4 napríklad 13-14. Pomocné kontakty môžu byť aj prídavné s dodatočnou montážou na stýkač.

Kontakty cievky

Cievka stýkača má svoje vývody spojené s kontaktmi, ktoré bývajú označené ako A1, A2.


Ovládanie stykača

Pre ovládanie stykačov sa často používa dvojica tlačidiel a pomocné kontakty. Schému zapojenia stýkača s dvojtlačítkom uvádzame na obrázku nižšie.

Po stlačení tlačidla “START“ sa privedie prúd do cievky elektromagnetu, spoločne s hlavnými kontaktmi sa zopnú aj pomocné  kontakty a stýkač je tak uvedený do zapnutej polohy.

Pomocný kontakt premostí zapínacie tlačidlo a koná funkciu samodržného kontaktu (udržuje stýkač v zapnutej polohe). Ak chceme uviesť stýkač do zapnutej polohy, stačí teda len krátky impulz. Po stlačení vypínacieho tlačidla “STOP“  sa rozpojí havný kontakt a rovnako tak aj kontakty pomocné. Samodržný kontakt sa teda rozpojí a stýkač sa vráti do východiskovej vypnutej polohy vďaka spätným pružinám. Pomocných kontaktov môže mať stýkač viac, napríklad pre ovládanie signalizácie, blokovacích kontaktov atď.

Pre ovládanie stykačov sa často používa dvojica tlačidiel a pomocné kontakty


Využiť stykač v domácnosti sa oplatí

V domácnosti sa stýkače hojne využívajú pri vykurovaní alebo ohreve teplej úžitkovej vody. Tieto činnosti spotrebúvajú veľmi veľké množstvo elektrickej energie. Túto energiu môžeme získať lacnejšie aj vďaka stykačom s využitím tzv. nízkej tarify (nočný prúd). Za predpokladu, že máme nainštalovaný dvojtarifný elektromer, prijímač hromadného diaľkového ovládania (označuje sa aj skratkou HDO), ďalšie ističe a, samozrejme stýkač potom môžeme takúto vymoženosť lacnejšej energie využiť vo svoj prospech.

HDO funguje tak, že distribútor elektrickej energie pošle cez bezdrôtovú sieť rádiový signál o aktivácii nízkej tarify. Následne HDO prijímač prepne elektromer do nízko-tarifného pásma a taktiež zopne vstavané kontakty relé, ktoré ovládajú cievky stýkačov.

Na stýkači potom môžeme pripojiť napríklad elektrický kotol, bojler, tepelné čerpadlo, podlahové vykurovanie – teda ľubovoľný spotrebič, ktorý dokáže akumulovať teplo, ktoré následne využijeme cez deň.

Stýkače sa v domácnosti využívajú napríklad pri vykurovaní alebo ohreve teplej úžitkovej vody


Stykače v priemysle sa postarajú o bezpečnosť

Stýkače sa vyrábajú v mnohých variantoch podľa maximálneho prúdového zaťaženia. Mnohé z nich znesú vysoké prúdy, takže pomocou nich nemusíme ovládať iba jednotlivé záťaže (spotrebiče), ale postarajú sa aj o celé elektrické obvody.

Takúto vlastnosť stykačov môžeme využiť na realizáciu systému núdzového zastavenia v priemysle, kde dokážeme jediným stlačením zastaviť stroj, ktorý má poruchu, prípadne vypneme obvod v prípade hroziaceho úrazu.

Samozrejme, že systémy núdzového zastavenia v priemysle, musia spĺňať veľmi prísne normy a sú realizované prostredníctvom ďalších elektrických prvkov. Na realizáciu systému núdzového zastavenia sa používajú červené bezpečnostné tlačidlá v tvare hríba, ktoré dokážeme v prípade potreby jednoducho nahmatať a stlačiť aj dlaňou.

Bezpečnosť ďalej zvyšia núdzové hríbové tlačidlá s aretáciou, ktoré po stlačení ostanú zablokované a nedovolia spustiť elektrický obvod, alebo stroj. Uvoľniť ich musíte pootočením. Na plnú funkčnosť takého systému budeme potrebovať aj druhé tlačidlo, ktorým budeme obvod či stroj spúšťať (zvyčajne zelené „štart“ tlačidlo).

Stykače sa využívajú aj na na realizáciu systému núdzového zastavenia v priemysle


Rozdelenie stykačov

Stykače môžeme rozdeliť podľa niekoľkých nasledujúcich kritérií:

1. Podľa druhu spínaného prúdu
  • Stýkače pre striedavý (AC) prúd
  • Stykače pre jednosmerný (DC) prúd.

Konštrukčne bývajú náročnejšie stýkače pre jednosmerný prúd, nakoľko sa pri jeho rozpájaní ťažšie zháša oblúk.

2. Podľa počtu hlavných spínacích kontaktov
3. Podľa typu puzdra resp. spôsobu montáže/uchytenia
4. Podľa parametrov cievky (veľkosť ovládacieho napätia)
5. Podľa použitia:
  • výkonové
  • pomocné
6. Podľa kategórií spínaných záťaží, ktoré daný stýkač umožňuje spínať a maximálneho povoleného napätia/prúdu/výkonu pre jednotlivé kategórie

Každý spínací prístroj ,teda aj stykač je určený pre rôzne kategórie použitia. Týmito kategóriami sa zaoberá súbor noriem STN EN 60947. Kategória použitia udáva, špecifické požiadavky na spínacie prístroje, ktoré sa vzťahujú na ich použitie v daných podmienkach a konkrétnych praktických aplikáciách. Kategórie sú rozdelené podľa druhu prúdu. Nižšie uvádzame najčastejšie používané kategórie použitia spínacích prístrojov nízkeho napätia, ktoré Vám pomôžu s výberom vhodného stykača pre konkrétny typ záťaže.

Striedavý prúd

AC-1: neinduktívne alebo mierne induktívne záťaže, odporové pece

  • AC-2 Ovládanie krúžkových motorov
  • AC-3,4 Rôzne prípady ovládania motorov s kotvou nakrátko
  • AC-5a Spínanie výbojok
  • AC-5b Spínanie žiaroviek
  • AC-6a Spínanie transformátorov
  • AC-6b Spínanie kondenzátorov
  • AC-7a: Spínanie mierne induktívnych záťaží v domácnostiach a podobné použitia
  • AC-7b: Spínanie motorových záťaží v domácnostiach
  • AC-12: Riadenie odporových záťaží a pevných záťaží s oddeleným optoelektronickým členom
  • AC-13 Riadenie pevných záťaží s oddeleným transformátorom
  • AC-14 Riadenie malých elektromagnetických záťaží
  • AC-15 Riadenie striedavých elektromagnetických záťaží
  • AC-20 Pripájanie a odpájanie v nezaťažených stavoch
  • AC-21 Spínanie odporových záťaží, vrátane mierneho preťaženia
  • AC-22 Spínanie zlúčených, odporových a induktívnych záťaží, vrátane mierneho preťaženia
  • AC-23 Spínanie motorových záťaží a iných vysoko induktívnych záťaží   
 Striedavý aj jednosmerný prúd
  • A Ochrana elektrických obvodov bez uvedenia menovitého krátkodobého medzného prúdu
  • B Ochrana elektrických obvodov vrátane menovitého krátkodobého medzného prúdu
Jednosmerný prúd
  • DC-1 neinduktívne, alebo mierne induktívne záťaže, odporové pece
  • DC-2,3 Rôzne prípady ovládania derivačných motorov (dynamické brzdenie , spúšťanie/reverzácia/krátkodobý chod)
  • DC-4,5 Rôzne prípady ovládanie sériových motorov (dynamické brzdenie , spúšťanie/reverzácia/krátkodobý chod)
  • DC-6 Spínanie žiaroviek
  • DC-12 Riadenie odporových záťaží a pevných záťaží s oddeleným optoelektronickým členom
  • DC-13 Riadenie jednosmerných elektromagnetických záťaží
  • DC-20 Pripájanie a odpájanie v nezaťažených stavoch
  • DC-21 Spínanie odporových záťaží, vrátane mierneho preťaženia
  • DC-22 Spínanie zmiešaných, odporových a induktívnych záťaží, vrátane mierneho preťaženia
  • DC-23 Spínanie vysoko induktívnej záťaže

Zdroj: schneider electric, eaton, legrand, upravil Automatizacia365.sk

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *