Inžinierstvo návrhu riadiacich systémov Spínacia technika

Výstupné moduly riadiacich systémov Digitálne výstupy: Tranzistorové malé prúdy (< 500mA), 24VDC Reléové stredné prúdy (<2A), univerzálne Optická izolácia (voliteľne) ochrana PLC INRS 02 2 / 16 INRS 01

Výstupné moduly riadiacich systémov INRS 02 3 / 16

Príklady bežne spínaných zariadení Žiarovka 100W/230VAC Prúd: 230mA Motor 1,1kW/230VAC Prúd: 6,6A Motor 1,1kW/400VAC Prúd: 2,3A Motor 4KW/400VAC Prúd: 8,2A LED kontrolka 24VDC Prúd: 5-15mA Žiarovková kontrolka 24VDC Prúd: 50mA INRS 02 4 / 16

Spínacia technika Oddeľuje riadiacu časť systému od výkonovej Chráni riadiaci systém pred zničením Vykonáva jednoduché logické funkcie Umožňuje jednoduchý dohľad / monitoring INRS 02 5 / 16

Prechodové javy pri spínaní ! Prepätie pri odpínaní Nárazové prúdy pri zapínaní Spätné zapálenie oblúka po odpínaní http://www.youtube.com/watch?feature=fvwp&NR=1&v=C-UTYzfNjKM http://www.youtube.com/watch?v=VfwpF68Di8k&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=cUNcYDaTT5w INRS 01

Prechodové javy pri spínaní – Odporová záťaž Oscilogram spínania odporovej záťaže: 1 – zopnutie kontaktov vypínača; 2 – horenie oblúka; 3 – galvanické oddelenie kontaktov vypínača; 4 – nulové napätie na kontaktoch vypínača INRS 01

Prechodové javy pri spínaní – Odporová záťaž „len“ horenie oblúka Okamih zopnutia/vypnutia nevplýva na ďalšie javy INRS 01

Prechodové javy pri spínaní – induktívna záťaž Oscilogram spínania induktívnej záťaže: 1 – zopnutie kontaktov vypínača; 2 –nárazový prúd; 3 – u – horenie oblúka na kontaktoch vypínača; i – galvanické oddelenie kontaktov vypínača; 4 – zotavené napätie vzniknuté po prerušení prúdu obvodom s frekvenciou rádovo do desiatok kHz pri vn hladine INRS 01

Prechodové javy pri spínaní – Induktívna záťaž Fázové posunutie U/I o 90° (napätie predbieha prúd) Zapnutie v 0V = 2- až 3- násobný prúdový impulz Zapnutie vo Vmax = minimálny prúdový impulz Pri vypnutí pri prechode nulovým prúdom vznikne tzv. „zotavené napätie“ ktoré môže spôsobiť oblúk medzi kontaktami spínača po rozopnutí. INRS 01

Prechodové javy pri spínaní – Kapacitná záťaž Oscilogram spínania kapacitnej záťaže: 1 – zopnutie kontaktov vypínača; 2 –nárazový prúd; 3 – u – krátke horenie oblúka na kontaktoch vypínača; i – galvanické oddelenie kontaktov vypínača; 4 – zotavené napätie na kondenzátore nabité na dvojnásobnú hodnotu menovitého napätia INRS 01

Prechodové javy pri spínaní – Kapacitná záťaž Fázové posunutie I/U o 90° (prúd predbieha napätie) Zapnutie v 0V = minimálny prúdový náraz Po odpojení malý oblúk a následný nárast napätia na 2U INRS 01

Optimálne zapínacie momenty 1. Induktívna záťaž; 2. Kapacitná záťaž INRS 01

Relé (Relay) ! Elektrická súčiastka, ktorá obsahuje elektromagneticky ovládané spínače. Určené pre malé a stredné záťaže 1. cievka s jadrom z magneticky mäkkej ocele, 2. kotva, 3. pružný prepínací kontakt. Cievka s jadrom tvorí elektromagnet, ktorý pri priechode prúdu pritiahne kovovú kotvu, mechanicky spriahnutú s pružným kontaktom. INRS 01

Relé Kontakty: Spínacie, Prepínacie, Rozpínacie Typy: Neutrálne (nezáleží na polarite) Polarizované (záleží na polarite cievky) Časové (oneskorenie, impulzy,...) Monitorovacie (teplota, vlhkosť, napätie, prúd,...) Bezpečnostné ..... Dôležité parametre Ovládacie napätie a prúd (druh a hodnota) Spínané napätie a prúd Počet a typ kontaktov Mechanická a elektrická životnosť Mechanické prevedenie INRS 01

Relé INRS 01

Polovodičové relé - SSR SSR = Solid State Relay Vysoká životnosť (v cykloch) Žiadne mechanické časti Vysoká rýchlosť spínania/odpínania Väčšinou menej kontaktov ako klasické relé (1) Zväčša len spínací kontakt Vysoká izolačná schopnosť (optické oddelenie) INRS 01

Polovodičové relé - SSR Dôležité parametre Ovládacie napätie a prúd (druh a hodnota) Väčší rozptyl ovládacieho napätia ako u klasického relé (napr. 5-30VDC) Minimálny prúd (rádovo mA) Spínané napätie a prúd (druh – nie sú zameniteľné) Jednosmerné SSR – Tranzistor, Tyristor Striedavé SSR – Triak, MOSFET Počet a typ kontaktov Elektrická životnosť Mechanické prevedenie INRS 01

Väzobný člen ! Relé (štandardné alebo SSR), ktoré slúži priamo na ochranu výstupov riadiacich systémov. Kompenzácia zostatkového prúdu cievky Indikácia stavu Vysoká izolačná schopnosť Minimálny príkon Úzke, kompaktné prevedenie Vymeniteľný akčný člen INRS 01

Stýkač (Contactor) ! Elektromagneticky ovládaný spínač, určený pre spínanie stredných a vysokých výkonov. Vzhľadom na veľké výkony býva vybavený zhášacou komorou 1.cievka s jadrom, 2.vratná pružina, 3.kotva, 4.silový spínací kontakt INRS 01

Stýkač (Contactor) Výkonové kontakty: Spínacie Pomocné kontakty: Spínacie, Rozpínacie, Prepínacie Typy: Neutrálne (nezáleží na polarite) Polarizované (záleží na polarite cievky) Dôležité parametre – rovnako ako u relé Ovládacie napätie a prúd (druh a hodnota) Spínané napätie a prúd Počet a typ kontaktov Mechanická životnosť Elektrická životnosť Mechanické prevedenie INRS 01

Stýkač - Kategórie spínaných záťaží Pre zjednodušenie výberu stýkača, vhodného pre daný typ záťaže existuje kategorizácia typov spínaných záťaží (podľa IEC 947-4): striedavý prúd AC1 – neinduktívne alebo mierne induktívne záťaže, odporové pece AC2 – asynchrónne motory s krúžkovým rotorom AC3 – motory s kotvou nakrátko, spúšťanie/vypínanie za chodu AC4 – motory s kotvou nakrátko, spúšťanie/reverzácia/krátkodobý chod AC5a – výbojkové svietidlá AC5b – žiarovky (bežné vláknové alebo halogénové) AC6a – transformátory AC6b – kondenzátory AC7a – mierne induktívne záťaže domácich a podobných spotrebičov AC7b – motorové záťaže domácich a podobných spotrebičov jednosmerný prúd DC1 – neinduktívne alebo mierne induktívne záťaže, odporové pece DC3 – derivačné motory, spúšťanie/reverzácia/krátkodobý chod, dynamické brzdenie DC5 – sériové motory, spúšťanie/reverzácia/krátkodobý chod, dynamické brzdenie DC5 – žiarovky (bežné vláknové alebo halogénové) INRS 01

Koniec, ďakujem za pozornosť INRS 01