Hoe krijg je een motor, zoals die op je bronpomp, automatisch aangezet? Je rust hem uit met een contactor, die de inkomende stroom van een druk-, temperatuur- of lichtgevoelige sensor omzet in een magnetisch veld dat de belangrijkste elektrische contacten sluit en stroom laat stromen.
Van alle soorten schakelaars die in de industrie worden gebruikt, zijn magnetische schakelaars de meest voorkomende, en ze lijken weinig op de handmatige schakelaars die in het begin van de 20e eeuw werden gebruikt. De algemene typen magnetische schakelaars vallen in twee brede categorieën, die zijn goedgekeurd door de National Electrical Manufacturers Association (NEMA) en die welke zijn goedgekeurd door haar Europese tegenhanger, de International Electrotechnical Commissie (IEC). Ze werken echter allemaal in principe op dezelfde manier en hebben in principe dezelfde onderdelen.
Hoe werkt een magneetschakelaar?
Een magnetische contactor heeft twee inkomende circuits, waaronder het hoofdcircuit om de belasting van stroom te voorzien en een hulpcircuit om de contactor zelf te bedienen. Het hulpcircuit wordt aangesloten op een inductiespoel en wanneer er stroom door het circuit vloeit, genereert de spoel een magnetisch veld. Het veld trekt een tweede magneet aan, wat een permanente magneet of een elektromagneet kan zijn.
Een paar vaste contacten is bevestigd aan het contactorhuis en een paar beweegbare is bevestigd aan de elektromagneet, en de kracht die wordt uitgeoefend door een veer of de zwaartekracht houdt ze uit elkaar. Wanneer de spoel wordt bekrachtigd, sluiten de contacten en stroomt er stroom naar de belasting.
Alle soorten magnetische schakelaars hebben deze onderdelen:
Magnetische schakelaars kunnen klein genoeg zijn om in uw hand te passen of zo groot als een meter lang zijn. Ongeacht de grootte, het doel is altijd hetzelfde: een normaal open schakelaar sluiten en stroom laten stromen. Daartoe moet elke contactor de volgende componenten hebben:
- In- en uitgangsklemmen: De grootte en het aantal van deze klemmen hangt af van de spanning van de inkomende stroom en waar de stroombron eenfasig of driefasig is.
- Een magneet en een spoel: De magneet is vaak een hoefijzermagneet die door een kern past waar de spoel omheen is gewikkeld. De kern is gemaakt van een non-ferro materiaal om ervoor te zorgen dat het geen magnetisch veld vasthoudt wanneer de stroom is uitgeschakeld. Andere ontwerpen hebben een rechthoekige of cilindrische magneet in een spoelgewonden solenoïde.
- Een veer: De functie van de veer is om de contacten open te houden en de stroom naar de belasting uit te schakelen. Het kan de beweegbare contacten wegduwen van het juk of van de andere kant trekken. In sommige modellen die zijn ontworpen voor verticale installatie, kan de zwaartekracht de plaats van de veer innemen.
- een behuizing: De behuizing houdt alle componenten elektrisch geïsoleerd en beschermt gebruikers tegen onbedoelde blootstelling. De behuizing is gemaakt van kunststof, bakeliet of nylon 6.
Boogonderdrukking in magnetische magneetschakelaars
Veel contactors zijn ontworpen om te werken met hoogspanningsvermogen, en deze hebben meestal een soort ingebouwd boogonderdrukkingsmechanisme. Elektrische vonken treden op wanneer de contacten openen en sluiten, en hoewel het kortstondig is, degradeert de hoge hitte de contactpunten snel.
Niet alle soorten magneetschakelaars hebben boogonderdrukking nodig. Magneetschakelaars die werken met een wisselstroom van minder dan 600 V, zijn meestal afhankelijk van de omgevingslucht om boogvorming te onderdrukken. Deze apparaten hebben boogonderdrukkingskappen die de rest van de componenten beschermen. Grotere schakelaars, en die welke op gelijkstroom werken, hebben vaak actieve onderdrukking nodig die vele vormen kan aannemen, waaronder het gebruik van een weerstand en condensator in het circuit.
Om de effecten van vonkoverslag tegen te gaan, hebben de contacten vaak een beschermende coating of zijn ze gemaakt van een niet-corrosief materiaal, zoals zilvertinoxide of zilvercadmiumoxide.