ÖVERSIKT KONTAKTORER

Frågor och svar

• Vad är en kontaktor?

  En kontaktor definieras enligt IEV ref 441-14-33 som en mekanisk omkopplingsanordning med endast ett viloläge, manövrerat på annat sätt än för hand, som klarar tillslag, att leda och bryta strömmar under normala kretsförhållanden inklusive driftöverbelastning.

  I dagligt tal avses oftast en elektromekanisk kontaktor där manövrering av till- och frånslag sker med hjälp av en elektriskt driven spole. Förenklat kan man säga att kontaktorn i grunden är en omkopplare för elektrisk kraft på samma sätt som ett relä är en omkopplare för elektrisk signal eller mindre laster.

  I och med elektrifieringen och högre spänning i systemen så krävs kontaktorer som klarar att släcka den ljusbåge som uppstår för att på ett säkert sätt kunna bryta strömmen, även under last i en nödsituation. Det är därför viktigt att ha rätt kontaktor för ändamålet. Faktorer att överväga vid val av kontaktor är ström, spänning, strömriktning, induktansen, kortslutningsström m.m. Detta för att säkerställa att strömmen faktiskt bryts och att inte leder till fler katastrofala förlopp så som brand eller liknande, läs mer om risker här. Kontakta gärna oss för hjälp att välja kontaktor till ditt system.

  Se vårt utbud av kontaktorer samt kontaktpersoner här

  

   

• Vad händer om man överbelastar en kontaktor på kort sikt, kortslutningslast?

  För varje kontaktor finns det en kortslutningsström och en tid som den ska klara av. Om detta är högre och längre än specifikationen så finns det en risk att kontaktorn svetsar ihop. Det som sker är att magnetfältet i kontaktbryggan tvingar isär kontaktbryggan och små ljusbågar kan bildas med efterföljande risk att kontaktorn svetsar fast kontaktbryggan. Alternativt kan värmen i kontaktpunkterna bli så hög att dom smälter ihop.

• Varför används kontaktorer?

  Historiskt har kontaktorer använts för att direkt slå till och från elektriska laster, till exempel elmotorer och även idag används dom på detta vis i många applikationer. I moderna system sker dock ofta start och stop på elektronisk väg och kontaktorns syfte blir framför allt att möjliggöra galvanisk separation och att agera brytare vid händelse av avvikelse eller fel i systemet.

• Vad betyder NO och NC?

  NO = Normally Open, NC = Normally Closed. Detta beskriver läget för en kontaktor när spänningen i systemet är av. Normally open (NO) används oftast i elsystem där man av säkerhetsskäl vill vara säker på att kontaktorn öppnar när strömmen bryts i systemet vid eventuellt spänningsbortfall. Normally Closed (NC) används ofta då man istället vill vara säker på att kontaktorn sluter en krets sluts vid spänningsbortfall som t.ex. för att tömma systemet på energi mot jord.

  Läs mer om våra likströmskontaktorer för både hög- och lågspänning här.

  

• Skillnad på DC kontaktor och AC kontaktor?

  Med en kontaktor vill du bryta strömmen på ett säkert sätt och bli av med ljusbågen som bildas så snabbt som möjligt. Eftersom att en ljusbåge uppstår på grund av potentialskillnad, bryter ljusbågen sig själv i en växelström-applikation (AC) när spänningen passerar nollan. När det kommer till likström (DC) så ligger strömmen konstant över nollan och blir därför svårare att bryta.

  Vid brytsekvensen vill du enkelt förklarat öka spänningen i ljusbågen till en högre spänning än matarspänningen. Detta gör till slut att ljusbågen elimineras och slutar att leda ström. Det finns fyra sätt att öka spänningen i ljusbågen:

  1. Dela ljusbågen i flera mindre ljusbågar.
  2. Förlänga ljusbågen.
  3. Smalna av ljusbågen.
  4. Minska den elektriska ledningsförmågan (kyla ljusbågen).
     

  

  Det vanligaste sättet att åstadkomma detta är med hjälp av magnetisk utblåsning.

  En AC-kontaktor är oftast konstruerad för att bryta alla tre faserna samtidigt vilket gör att det finns tre anslutningspoler. Men eftersom att det är enklare att bryta växelströmmen så behöver konstruktionen inte maximera ovan nämnda faktorer för att öka spänningen i ljusbågen. Detta gör att konstruktionen i en AC-kontaktor är enklare men samtidigt tar upp mycket plats.

  Ett sätt att ta fram en DC-kontaktor är att utgå från en överdimensionerad AC-kontaktor och bygla polerna så att den blir enpolig men bryter samma pol tre gånger. Detta är en teknik som funkar men konstruktionen blir inte optimal då kontaktorn blir stor och slits ut fort om den bryter under last.

  En robust DC-kontaktorn är oftast konstruerad för att bryta en pol och optimerad för det. Men eftersom att det är svårare att bryta växelström behöver alla fyra faktorer maximeras för att öka spänningen. Detta görs här med en permanentmagnet och en öppen ljusbågskammare som har keramiska delar för att dela upp ljusbågen. Därtill en design för att dra ut den och göra den längre och smalare, samt kyla den.

• Hur styr man en kontaktor?

  I varje kontaktor finns en spole som manövrerar tillslag och brytning, spänningen för att styra spolen kan variera beroende på applikation normalt inom industri är 24VDC. Kontaktorn kan även innehålla ett PCB som styr tillslag och brytning. Vissa kontaktorer har fler än en spole för att minska strömförbrukningen. Oftast en kraftigare för att sluta kontakten och en som drar mindre ström för att hålla kontakten sluten. Detta har i moderna Schaltbau kontaktorer ofta ersatts av endast en spole styrd med PWM signal för att uppnå lägre strömförbrukning och lättare kontaktor.

• Vad menas med pre-charge?

  Pre-charge, inom sammanhangen för ett DC-system (likströmsystem), hänvisar till en process där man gradvis laddar upp kapacitansen eller spänningsnivån innan huvudströmmen kopplas in. Syftet med pre-charge är att minska den initiala strömspiken och därigenom undvika skador på systemet och komponenterna.

  När ett DC-system startas eller återansluts efter att ha varit frånkopplat under en tid, kan kapacitanser, som t.ex. kondensatorer, vara helt urladdade. Om man direkt tillåter den fulla spänningsnivån att appliceras på dessa kapacitanser, kan det orsaka en plötslig strömspik som kan vara skadlig för komponenter och systemet i stort. Denna strömspik kan vara särskilt problematisk i kraftsystem där höga strömmar kan orsaka störningar eller skador.

  För att undvika detta används pre-charge-metoden. Den går ut på att man gradvis ökar spänningsnivån över kapacitanserna genom att använda en begränsad ström eller en motståndsbaserad strömkälla. Genom att långsamt öka spänningen över kapacitanserna kan man jämna ut strömspiken och skydda systemet. När spänningen har ökat till önskad nivå kan huvudströmmen kopplas in och systemet kan fungera normalt.

  Pre-charge används ofta inom områden som kraftöverföring, elkraftsystem och liknande DC-system där kapacitanser kan vara närvarande och strömspikar bör undvikas för att skydda utrustning och säkerställa korrekt funktion. I en sådan krets används en pre-charge-kontaktor.

  

• Vad menas med SPST och SPDT?

  SPST står för ”single-pole single-throw”  och SPDT står för ”single-pole double-throw.” Dessa förkortningar används ofta för elektriska switchar, reläer och mikrobrytare.

  Reläer klassificeras efter antal ”poles” och antal ”throw”. ”Poles” på t.ex en mikrobrytare är terminalen som är gemensam för varje väg strömmen kan ta. Varje position där en ”pole” kan kopplas kallas ”throw”. Reläerna sätts även som som NO eller NC. Läs mer här om vad NO och NC betyder.

  SPST är den vanligaste formen och har en ”pole” och en ”throw”. Som en vanlig lysknapp hemma. Den illustreras så här:
  

  SPDT har dubbla ”throw” och illustreras så här:
  
  SPDT är bra som feedback signal då man kan få ut både vanligt läge och speglat läge från t.ex. en högspänningskontaktor. Detta visar alltid om kretsen är hel och läget på huvudkontaktorn då ena polen är NO och den andra NC. Båda kan inte vara aktiverade samtidigt utan följer ”break before make” konceptet.

  Läs mer om våra mikrobrytare här.

  Schaltbaus mikrobrytare: