Budowa i zasada działania stycznika - wyjaśniamy na różnych rodzajach

Styczniki różnego typu są wykorzystywane szeroko w praktycznie wszystkich sektorach przemysłu, niejednokrotnie można je także spotkać w rozdzielnicach w budynkach wielorodzinnych, a nawet w domach jednorodzinnych. W dalszej części artykułu opisujemy główne rodzaje styczników dostępnych na rynku, ich budowę oraz zasadę działania i najważniejsze zastosowania.

Co to jest stycznik?

W pewnym uproszczeniu można zdefiniować stycznik jako urządzenie elektromechaniczne (łącznik), które może być wykorzystywane do automatyzacji obsługi przemysłowych obwodów elektrycznych. Zazwyczaj zastosowanie stycznika sprowadza się do procesów załączania i wyłączania maszyn oraz obwodów silnoprądowych (głównych), ale nie wyłącznie. W budownictwie mieszkaniowym oraz w obiektach użyteczności publicznej modułowe styczniki elektryczne są często używane do obsługi automatyki budynkowej. Co istotne, sterowanie stycznikiem może się odbywać także w sposób zdalny, dzięki czemu są one często stosowane w miejscach, gdzie ręczna obsługa aparatury sterowniczej jest utrudniona bądź nawet niemożliwa.

Budowa stycznika

Pod względem konstrukcyjnym każdy stycznik elektryczny dostępny na rynku posiada następujące elementy:

• cewka,
• elektromagnes,
• układ zestyków roboczych (styków ruchomych, nieruchomych i pomocniczych).

Cechą charakterystyczną wszystkich styczników jest obecność dwóch przerw w każdym torze łączeniowym. Styczniki zazwyczaj posiadają także sprężyny powrotne, zwory oraz komorę gaszenia łuku elektrycznego. W zależności od rodzaju stycznika może on także być wyposażony w obudowę modułową, płytki gaszeniowe bądź różnego typu aparaturę i osprzęt dodatkowy.

Stycznik pomocniczy 10A 3Z 2R 48V DC CAD32ED SCHNEIDER

Przekaźnik a stycznik - różnice

Można się czasem natknąć na informacje, że jeśli chodzi o stycznik budowa tego aparatu jest w zasadzie identyczna jak przekaźnika, nie jest to jednak prawda. Warto pamiętać, że między stycznikami a przekaźnikami istnieje kilka zasadniczych różnic. Są to:

• liczba przerw zestykowych w torze łączeniowym - przekaźniki mają tylko jedną taką przerwę (co jest uwarunkowane względami konstrukcyjnymi i docelowymi zastosowaniami), natomiast każdy stycznik elektryczny, niezależnie od typu i mocy łączeniowej, zawsze posiada 2 przerwy w torze łączeniowym;
• moc łączeniowa - przekaźniki cechują się zauważalnie niższą mocą łączeniową, co przekłada się na mniejszą efektywność rozłączania większych prądów oraz obciążeń o charakterze indukcyjnym. W tych zastosowaniach stycznik elektryczny sprawdza się znacznie lepiej z uwagi na specyfikę konstrukcji;
• możliwość pracy przy przeciążeniu - konstrukcyjne parametry stycznika oraz wyższa obciążalność prądowa sprawiają, że urządzenia te są w stanie pracować przy przeciążeniu, natomiast przeciążone przekaźniki zwykle przestają funkcjonować.

 Z-SCH230/25-40 Stycznik modułowy

Jak działa stycznik?

Jeśli chodzi o stycznik zasada działania jest następująca:

• styki główne i styki pomocnicze stycznika pozostają w stanie podstawowym (otwartym) do momentu podania napięcia na cewkę;
• przepływ prądu przez cewkę wzbudza pole elektromagnetyczne, którego obecność skutkuje przyciągnięciem zwory do rdzenia i zmianą stanu (zamknięciem) styków głównych i pomocniczych;
• dopóki przez cewkę przepływa prąd o odpowiednio wysokim napięciu, zestyki pozostają zamknięte;
• otwarcie zestyków roboczych następuje dopiero w chwili, gdy przez cewkę przestanie płynąć prąd bądź jego wartość spadnie poniżej charakterystyki prądowej danego stycznika.

Co bardzo ważne, ta zasada działania stycznika dotyczy wszystkich rodzajów i typów styczników dostępnych obecnie na rynku.

Stycznik z możliwością sterowania ręcznego HAGER

Styczniki - rodzaje

W zależności od przyjętych kryteriów podziału można wyróżniać różnego rodzaju styczniki, jednak najprostsza klasyfikacja opiera się na zastosowaniu. Pod tym względem występują dwa zasadnicze rodzaje styczników - styczniki instalacyjne (określane też jako styczniki modułowe) oraz styczniki przemysłowe (znane również jako styczniki mocy). Każda z tych grup została szerzej opisana poniżej.

Styczniki instalacyjne

Styczniki instalacyjne stanowią szeroką grupę urządzeń, których cechy charakterystyczne to:

• wygląd zbliżony do typowej aparatury modułowej, a co za tym idzie, obecność obudowy pozwalającej zamontować stycznik modułowy w typowej rozdzielnicy elektrycznej;
• brak płytki gaszeniowej z uwagi na relatywnie niski prąd znamionowy (kategoria obciążeniowa AC-1);
• brak możliwości podłączenia blokad mechanicznych ani styków wyprzedzających (styki pomocnicze kontrolne można podłączać);
• konieczność zastosowania dedykowanych separatorów (płytek separacyjnych) oraz zapewnienie chłodzenia na poziomie gwarantującym stabilność pracy w przypadku montażu grupowego.

Styczniki instalacyjne można dodatkowo podzielić ze względu na obsługiwany rodzaj obwodów elektrycznych na:

• styczniki AC (prądu przemiennego),
• styczniki DC (prądu stałego).

Styczniki przemysłowe

Styczniki przemysłowe (styczniki mocy) są bardzo często określane po prostu jako styczniki, a ich cechami charakterystycznymi są:

• brak płytek gaszeniowych;
• brak obudowy modułowej bądź czasem brak obudowy w ogóle;
• możliwość łączenia większych mocy niż styczniki modułowe z uwagi na zauważalnie wyższy prąd znamionowy, typowy dla silników indukcyjnych (obciążenie klasy AC-3);
• montaż najczęściej na szynie TH35 (w przypadku styczników o relatywnie małych gabarytach), natomiast większe styczniki przemysłowe z uwagi na gabaryty i masę montuje się na specjalnych płytach montażowych;
• typowe parametry mocy od 5 A do 800 A i więcej;
• możliwość podłączenia komponentów zwiększających/rozszerzających funkcjonalność, jak np. styki pomocnicze (w celu sygnalizacji stanu stycznika), blokady mechaniczne (w celu uniemożliwienia wyzwolenia), styki wyprzedzające, dławiki do łączenia kondensatorów, a także szeregu innych elementów, komponentów i wyposażenia dodatkowego, zależnie od potrzeb i specyfiki środowiska pracy.

Do czego służy stycznik?

Styczniki modułowe (instalacyjne) najczęściej znajdują zastosowanie w różnego typu układach i systemach zasilania silników, systemów wentylacyjnych, systemów grzewczych czy oświetleniowych, a także pomp i innych styczników.

Styczniki przemysłowe (styczniki mocy) zwykle wykorzystuje się w układach sterujących silników elektrycznych, systemów klimatyzacji, jak również w kolejnictwie, żegludze morskiej oraz urządzeniach zasilanych silnikami DC.