Thread Rating:
  • 0 Vote(s) - 0 Average
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Aktiviranje kontaktora
#31
Bez obzira što je razmatranje problema postalo malo "vatrenije", priče su bile nadasve korisne manje iskusnim članovima.
I Vojin i Želja znaju dobro šta govore samo nisu svoje priče uskladili međusobno, pa su nedorečeni detalji izazvali kratku ali sasvim rešivu zabunu.
Ne sumnjam da će Vojče perfektno obaviti ono oko utvrđivanja prisustva RC snubbera na kontaktoru, a pomoću generatora i osciloskopa. Takođe ne sumnjam ni u Željino bogato iskustvo sa primenom kontaktora.
-----------------------------------
Obe alatke (osciloskop i signal generator) su jako korisna stvar i veoma poželjni instrumenti, ali ja bih se pozabavio nekim "terenskim" stanjem, gde se često nema pri ruci osciloskop i generator signala i predstaviću jednu priručnu metodu za dokazivanje prisustva snubbera na tipičnim kontaktorima sa AC špulnom za 110 i 230Vac.

Potrebno je sledeće:
- jedna baterija bilo koje vrste, eventualno neki DC ispravljač, bolje je ako se raspolaže nekim DC izvorom od bar >3Vdc i bar 100mA. U te svrhe lako mogu poslužiti punjači mobilnih telefona, napajanja lap-topa, akumulator od auta i slične stvari  
- jedan klasični DVM, naponski opseg do bar 600Vdc, Ri=10 megaohm (što je tipična otpornost DVM),
- jedna dioda 1N4007 i jedan kondenzator od 100nF/630V

Povezati na sledeći način:

.pdf   K_test.pdf (Size: 5,27 KB / Downloads: 30)

Kada se ovako poveže, dovoljno je prikačiti bateriju ili ispravljač, u roku od par sekundi, potom ga naglo trzajem rastaviti. Na DVM će se bez snubber kola očitati drastično veći napon nego sa prisutnim snubberom (može se videti u okviru od oko sekunde). Razlike su reda 1:3-5 puta. Uz sasvim malo iskustva se lagano stekne osećaj za razne veličine kontaktora i sasvim sigurno se može znati o čemu je reč.
Samo malo prethodne vežbe je potrebno sa i bez snubber, na nekoj vrsti kontaktora. Uz malo iskustva možemo čak znati i da li je dovoljan snubber ako ga ima...
-----------------------------------------------------
Naime, "špulna" tj. namotaj "sklopke" ili kontaktora ima nekoliko interesantnih osobina, koje je Vojin  pomenuo. Termogenu otpornost, reaktansu oba tipa, tj. induktivnost (koja je promenljiva sa rastojanjem kotve od jarma) i parazitni kapacitet namotaja i okolnih provodnika. Samo gvožđe kontakotra ima gubitke, namerne i neminovne o čemu ću kasnije.
Ta ista "špulna" ima sasvim "agresivno" dejstvo na digitalne naprave, kako je Želja pomenuo.

Mislim da imam još toga dopuniti tim vrlo korektnim postovima, a na osnovu možda nekog dužeg iskustva, a što će dopuniti osnovno pitanje sa vrha teme o načinu kontrolisanja kontaktora pomoću MCU.
-----------------------------------------------------
Kontaktori su praktično baš veliki releji i samo ime "kontaktor" ili "sklopka"  je više žargonski, prećutno usvojen način, da bi se razlikovali po građi i veličini.
Ponekad ih ni građa ne može tako razvrstati jer postoje kontaktori kojima je kotva na šarki, sa jednom osovinom (kao kod manjih releja) a postoje i releji sa pravolinijskim kretanjem kotve (kao kod većih kontaktora).
U svakom slučaju najveća većina vas je videlo kontaktore i zna šta se pod tim podrazumeva uobičajeno.
--------------------------------------------------------------
1) Kontaktori i veći releji sa "špulnom" za AC napon:

Razmotriću na primer jedan klasični K45 proizvodnje bivše "Iskra" Kranj, sa špulnom na 110Vac, 50Hz i sposobnosti rastavljanja 22KW na 3x400Vac svojim glavnim kontaktima.

- DC otpornost špulne je 102 oma !!!
- induktivitet špulne pri otvorenoj kotvi je 360mH !!!
- induktivitet špulne pri zatvorenoj kotvi je 2H !!!
- sopstvena rezonansa sa otvorenom kotvom je oko 20KHz, prigušeno posle desetak perioda,
- sopstvena rezonansa sa zatvorenom kotvom je oko 3KHz, prigušeno u prvom polutalasu.

Prvo što se uglavnom zaboravlja je da kontaktor dok mu je kotva otvorena konzumira NEUPOREDIVO veću struju nego kada je kotva zatvorena.
Odnosno, u ovom slučaju, da ne razglabam previše o kompleksnom otporu i vektorima (kome treba pročitaće i računaće), konkretan kontaktor će "povući" čak 1Apk (0,707Arms), što bi bilo oko 78VA reaktivne snage !!!
U slučaju da kotva ubrzo ne zatvori, špulna ovog kontaktora neće dugo "poživeti".
Discipacija od skoro 50W termogenih, na špulni dotičnog kotaktora ima snagu dve tipične lab. lemilice i za koji minut bi žica dostigla temperaturu trajnog oštećenja.

Važno! Bezuslovno je neophodno obezbediti da elektronski sklop koji prekida špulnu kontaktora može podneti struju otvorene kotve!

Prelet kotve srećom kratko traje jer se zbog ovako velike struje razvijaju velike elektrodinamičke (elektromagnetske) sile i kotva se zatvara za tipično 50-300mS zavisno od vrste i veličine kontaktora.
Ukoliko postoji mehanička prepreka koja sprečava zatvaranje kotve, špulna će ubrzo završiti u "večnim lovištima".

Pogledajmo sad sledeće stanje sa zatvorenom kotvom.

Da opet ne razglabam sa kompleksnim otporima, struja špulne će sa zatvorenom kotvom iznositi 170mArms, a discipacija špulne oko 2,88W termogenih + gubici u gvožđu kotve,  jarma i kratkospojnih prstenova, možda još toliko otprilike.
Dakle sada špulna, kotvino gvožđe, gvožđe jarma, sveukupno greju nekih oko 5-6W discipacije.

Za tu zapreminu bakra i gvožđa je to već sasvim podnošljiva veličina i ti delovi kontaktora će imati temperaturu ispod nekih tipičnih 70-80 stepeni Cezijusovih. Dakle "živeće" dugo.

Sada već elektronski sklop kojim se upravlja špulna nema početnih problema i lako se nosi sa 170mArms...

Razmotrićemo sad energije koje se akumuliraju u induktivnom delu karaktera špulne.

Prvi slučaj sa otvorenom kotvom (360mH, 0,707Arms) i najgori slučaj vršne struje koja dostiže 1Apk, iznosi 180mJ.

Drugi slučaj sa zatvorenom kotvom (2H, 170mArms) i najgori slučaj vršne struje od 240mApk, iznosi 57,6mJ.

Dakle, snubber se dimenzioniše prema najgorem PRVOM slučaju i željenom naponskom premašaju koji ćemo dozvoliti tako što ćemo deo te energije "ukrasti" snubber kolom.

Zašto prema prvom slučaju kada se to stanje uobičajeno prevazilazi za nekoliko mrežnih perioda? 
Zato jer se može dogoditi zbog loših veza ili slično da ta špulna bude višestruko okinuta pre nego što kotva zalepi.
I onda će naravno lagodno oboriti ili "zašašaveti" kontroler ako je snubber previše "lak".
Posledice toga mogu biti vrlo  nepredvidive po ostatak mašinerije...

Takozvani AC kontaktori (pogrešno), misli se na one sa špulnom za AC napon, na jarmu od lameliranog gvožđa najčešće poseduju par kratkospojenih bakarnih prstenova, upravo na mestima gde se kotva "sudara" sa jarmom.
Tim prstenovima nije obuhvaćen sav presek jezgra već samo deo.

Uloga tih kratkospojenih prstenova je sasvim ista kao kod malih kaveznih motora sa kratkospojnim prstenovima na statorskom gvožđu (neizmenjen Teslin izum iz 1888. godine), a to je generisanje pomoćne ili pomoćnih faza.

Ti prstenovi modifikuju brzinu prostiranja magnetskog polja kroz gvožđe gradeći tako fazno pomereno magnetsko polje, kod motora radi zakretnog momenta, a kod kontaktora radi održavanja magnetskog fluksa iznad nultog, u prolazu struje špulne kroz nulu, a čim se smanjuje zujanje kontaktora.

Ujedno se lako prepoznaje AC kontaktor jer na jarmu ima te prstenove.

Naravno, ako se relejem kontroliše špulna kontaktora i ukoliko snubber na špulni nije dovoljno dimenzionisan, varnica će ubrzo havarisati kontakte releja, kako je savim ispravno Vojin primetio.
Kontaki se mogu sačuvati RC snubberom, varistorom ili TVS unipolarnim supresorom.
Kod primene RC snubbera treba biti oprezan kod kontaktora koji imaju veliki reaktivni otpor u stanju zatvorene kotve jer reaktansa samog snubber koji je paralelno kontaktu kontrolnog releja može održati izvesnu struju kroz špulnu kontaktora i kontaktor nikad neće "pustiti" i ako isključimo relej.
Taj RC snubber, paralelno kontaktu releja koji prekida špulnu kontaktora, treba da ima bar nekoliko puta  manju parazitnu struju od minimalne struje držanja kotve kontaktora, a koja je bar dva ili više puta manja od nominalne za zatvorenu kotvu.
Kod pravilnog snubber-a, na špulni kontaktora, obično je sasvim dovoljan samo uredno dimenzionisan varistor preko kontakata upravljačkog releja, što važi i za opto-trijake i slične stvari.
Tada je neophodno "pokupiti" uglavnom samo energije rasipnih induktiviteta i induktiviteta veza do špulne.

2) Kontaktori ili releji sa "špulnom" za DC napone:

Kod njih se i dalje koristi lamelirano gvožđe jarma i kotve, mada nije neophodno, ali je praktično jer je standardno sečen trafo lim.
Nemaju kratkospojne prstenove na polnim nastavcima gvožđa jer im nisu potrebni pošto uvek postoji polje jer struja stalno teče kada su pobuđeni.

Namotaj se dimenzioniše na dva tipična načina:

- jednostavniji način kod manjih releja i manjih kontaktora je da sam namotaj ima dovoljan termogeni otpor koji ograničava struju špulne na onoliku koja neće prediscipirati samu špulnu.

- složeniji način kod većih releja i kontaktora sa DC špulnom, da namotaj ima malu termogenu otpornost, pri pokretanju ima veliku struju i veliku elektrodinamičku silu, a jedan od mirnih kontakata aktivira serijski otpornik koji smanji struju i discipaciju kad je kotva već zatvorila.

Kod takvih je neophodan serijski otpornik i neophodna upotreba jednog mirnog kontakta inače će špulna ubrzo prediscipirati.
Prednost im je velika brzina i velika sila ukapčanja i takve metode se koriste tamo gde je to potrebno za ostatak kola i gde kotva ima jake opruge i veliku masu.

Inače, pošto sila elektromagneta direktno zavisi od broja ampernavojaka i obrnuto proporcionalno od kvadrata rastojanja, pogotovo kod većih kontaktora je neophodna drastično veća struja dok je kotva daleko od jarma.
Kada se "zalepi" onda je potrebna daleko manja struja.

Tipična upotreba "antiparalelne" diode sa špulnom releja ili kontaktora, čija je špulna za DC napon, osim urednog gašenja prenaponske pojave, povlači i jednu bitnu nuspojavu - drastično usporenje isključenja releja ili kontaktora.

Brzina porasta struje (i magnetskog polja) biće diktirana naponom dovedenim na špulnu i njenim induktivitetom, što istovremeno diktira i brzinu povlačenja kotve.

Brzinu opadanja struje u špulni (i magnetskog polja) sada već diktira U_clamp koji je određen padom napona na direktno polarisanoj snubber diodi (tipično 0,7-0,9V) i vreme isključenja kontaktora (t_delay + t_fall) će biti onoliko puta duže koliko puta je manji U_clamp u odnosu na nominalni napon napajanja špulne.

Da bi vremena uključenja i isključenja nekog releja ili kontaktora sa DC špulnom bila približno simetrična, U_clamp treba da je jednak naponu napajanja špulne, tj. dozvoljava se namerno naponski premašaj na špulni od tačno 2U.
Tj. dioda na red sa zenericom = U.
------------------------------------------------
Priči o kontaktorima nikad kraja...

Treba veoma jasno razlikovati kontaktore sa AC i DC špulnom od kontaktora namenjenih za rastavljanje AC i DC struja, glavnim kontaktima.

Kontaktori za AC struje nisu sposobni rastavljati ni približno tolike DC struje u odnosu na one za koje su AC dimenzionisani.
Razlog tome je snažan električni luk koji se veoma teško ili nikako gasi kod jednosmernih struja u saradnji sa nekim serijskim induktivitetom.
Električni luk može razviti i 20.000 stepeni Celzijusa i na ovom svetu ne postoje materije koje se neće pretvoriti u tečno ili gasovito stanje, ukoliko luk ima dovoljno snage i dovoljno traje...

 Kontaktori koji su baš namenjeni za rastavljanje jednosmernih struja imaju tipično različite oblike na jednom paru kontakata.
Jedan je obično parabolično tanjirast a drugi šiljat.
Uz to su uobičajena snažna sredstva za gašenje luka: magnetom, varničarom, dielektričnim fluidom, izduvavanjem i slično tome...
Kod takvih je strogo naglašen polaritet toka struje kroz par kontakata, i naravno ostale granične vrednosti.
------------------------------------------

Eto malo priča o kontaktorima i nadam se da će biti korisna.
Kontaktori su često prisutni u našim elektroničarskim životima, releji takođe, i ako nam baš sasvim ne pripadaju, pa stoga nije loše još ponešto znati o njima...
Ako se još neko seti nečeg što sam zaboravio, bio bih mu zahvalan u ime početnika.

Pozdrav
Reply


Messages In This Thread
Aktiviranje kontaktora - by vsavic - 08-20-2017, 03:54 AM
RE: Aktiviranje kontaktora - by vojinilic - 08-20-2017, 04:00 AM
RE: Aktiviranje kontaktora - by vsavic - 08-20-2017, 04:49 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by vojinilic - 08-20-2017, 06:02 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-20-2017, 07:10 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Makso - 08-20-2017, 07:55 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by vojinilic - 08-20-2017, 08:26 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-20-2017, 08:38 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by vojinilic - 08-20-2017, 08:46 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by vsavic - 08-20-2017, 09:27 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-20-2017, 08:57 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by vojinilic - 08-20-2017, 09:12 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-20-2017, 10:46 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by vojinilic - 08-21-2017, 06:00 AM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-21-2017, 08:02 AM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-20-2017, 09:12 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-20-2017, 09:32 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by vsavic - 08-20-2017, 09:50 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-20-2017, 09:55 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by vsavic - 08-20-2017, 10:05 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-20-2017, 10:09 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by branko tod - 08-20-2017, 11:27 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by mikikg - 08-21-2017, 08:43 AM
RE: Aktiviranje kontaktora - by mikikg - 08-21-2017, 09:04 AM
RE: Aktiviranje kontaktora - by vojinilic - 08-21-2017, 09:25 AM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-21-2017, 12:03 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by vojinilic - 08-21-2017, 12:27 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-21-2017, 12:49 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by mikikg - 08-21-2017, 01:58 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by vojinilic - 08-21-2017, 02:32 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Macola - 08-21-2017, 08:59 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-21-2017, 09:57 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-22-2017, 11:48 AM
RE: Aktiviranje kontaktora - by vsavic - 08-22-2017, 12:52 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by vojinilic - 08-22-2017, 09:59 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-23-2017, 08:57 AM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Papak - 08-22-2017, 10:33 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-23-2017, 08:24 AM
RE: Aktiviranje kontaktora - by mikikg - 08-23-2017, 09:23 AM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-23-2017, 02:02 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Papak - 08-23-2017, 10:55 AM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-23-2017, 03:11 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by mikikg - 08-23-2017, 02:41 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by mikikg - 08-23-2017, 03:25 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Macola - 08-23-2017, 03:48 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by mikikg - 08-23-2017, 06:29 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Macola - 08-23-2017, 07:00 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-23-2017, 08:41 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by vojinilic - 08-23-2017, 09:31 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Želja - 08-23-2017, 09:57 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by mikikg - 08-23-2017, 11:10 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by vsavic - 08-23-2017, 11:34 PM
RE: Aktiviranje kontaktora - by mikikg - 08-24-2017, 01:15 AM
RE: Aktiviranje kontaktora - by Papak - 08-24-2017, 12:57 PM

Forum Jump:


Users browsing this thread: 2 Guest(s)