Stycznik AC

Stycznik AC jest wyspecjalizowanym, zdalnie sterowanym łącznikiem elektromechanicznym, zaprojektowanym do częstego i niezawodnego załączania oraz wyłączania obwodów prądu przemiennego (AC) o dużej mocy. To nie jest zwykły przekaźnik. To potężny aparat łączeniowy, którego cała konstrukcja – od styków głównych, przez system gaszenia łuku, aż po elektromagnes – została zoptymalizowana do pracy w najcięższych warunkach przemysłowych. Jego fundamentalnym zadaniem jest sterowanie odbiornikami o znacznym poborze prądu, a w szczególności trójfazowymi silnikami indukcyjnymi, bateriami kondensatorów, grzałkami dużej mocy oraz rozbudowanymi systemami oświetleniowymi.

Zasada działania: kontrolowana siła elektromagnetyzmu

Sercem stycznika jest potężny elektromagnes, składający się z cewki sterującej nawiniętej na nieruchomym rdzeniu. W stanie spoczynku, ruchoma część rdzenia (zwora) jest utrzymywana w pozycji otwartej przez siłę sprężyn powrotnych, a styki główne (robocze) pozostają rozwarte.

W momencie podania na zaciski cewki odpowiedniego napięcia sterującego AC (np. 24 V, 230 V, 400 V AC), płynący przez nią prąd generuje silne pole magnetyczne. Gdy siła tego pola pokonuje opór sprężyn, gwałtownie przyciąga zworę, co powoduje natychmiastowe, mechaniczne zamknięcie styków głównych. W tym momencie obwód roboczy zostaje załączony i prąd zaczyna płynąć do odbiornika.

Kluczowym elementem, który odróżnia stycznik od przekaźnika, jest komora gaszeniowa. W momencie rozłączania obwodu, zwłaszcza o charakterze indukcyjnym, między stykami powstaje potężny łuk elektryczny. Komora gaszeniowa, poprzez specjalne ukształtowanie i zastosowanie przegród, powoduje szybkie wydłużenie, schłodzenie i ostatecznie zgaszenie tego łuku, chroniąc styki przed zniszczeniem i zapewniając długą żywotność elektryczną aparatu. Po zaniku napięcia sterującego, elektromagnes przestaje działać, a sprężyny powrotne błyskawicznie otwierają styki, przerywając obwód.

Kategorie użytkowania: klucz do prawidłowego doboru

Dobór stycznika wyłącznie na podstawie prądu znamionowego jest poważnym błędem inżynierskim. O jego przydatności do danego zastosowania decyduje kategoria użytkowania, która precyzyjnie określa rodzaj obciążenia, jakie stycznik jest w stanie bezpiecznie i wielokrotnie przełączać.

Najważniejszą i najczęściej spotykaną jest kategoria AC-3. Jest ona przeznaczona specyficznie do bezpośredniego załączania i wyłączania silników klatkowych podczas ich normalnej pracy. Styki stycznika w tej kategorii muszą wytrzymać prąd rozruchowy silnika, który jest wielokrotnie wyższy od prądu znamionowego.

Kategoria AC-1 dotyczy obciążeń o charakterze czysto rezystancyjnym lub mało indukcyjnym, takich jak grzałki oporowe czy oświetlenie żarowe. W tej kategorii prąd załączany i wyłączany jest równy prądowi roboczemu, co stanowi najłagodniejsze warunki pracy dla styków.

Do sterowania odbiornikami o charakterze pojemnościowym, takimi jak baterie kondensatorów do kompensacji mocy biernej, przeznaczona jest kategoria AC-6b. Wymaga ona od stycznika zdolności do załączania bardzo dużych, lecz krótkotrwałych prądów udarowych.

Z kolei do najcięższych zastosowań, takich jak hamowanie przeciwprądem czy praca impulsowa (inching/jogging) silników, dedykowana jest kategoria AC-4.

Budowa, styki pomocnicze i akcesoria

Standardowy stycznik mocy posiada trzy tory prądowe (styki główne) do sterowania obwodami trójfazowymi. Oprócz nich, jest on niemal zawsze wyposażony w styki pomocnicze. Są to styki o niewielkiej obciążalności prądowej, które są mechanicznie sprzężone z głównym mechanizmem. Służą one do celów sterowniczych i sygnalizacyjnych w obwodzie automatyki, na przykład do realizacji układu samopodtrzymania, blokad elektrycznych (w układach nawrotnych) czy do przesyłania informacji o stanie stycznika do sterownika PLC. Styki te występują w konfiguracji normalnie otwartej (NO) i normalnie zamkniętej (NC).

Nowoczesne styczniki mają budowę modułową, co pozwala na ich łatwą rozbudowę. Z czoła lub z boku aparatu można dołączać dodatkowe bloki styków pomocniczych, przekaźniki czasowe (pneumatyczne lub elektroniczne) czy blokady mechaniczne. Podstawowym sposobem montażu jest zatrzask na standardowej szynie DIN (TH 35). Do kompleksowej ochrony silnika, stycznik jest najczęściej łączony bezpośrednio z dedykowanym przekaźnikiem termicznym (termikiem).