Până în prezent, pentru comutarea circuitelor electrice există o varietate de dispozitive — deconectare, conectare și comutare, atât manuale, cât și automate. Este dificil să vă imaginați un dispozitiv care să nu aibă acest nod în compoziția sa.
Astăzi vom vorbi despre comutatoare și comutatoare — dispozitive unice în proprietățile lor, care permit efectuarea mai multor operațiuni de comutare cu o singură mișcare. Principiul de funcționare al acestui nod electric merită să înceapă cu o examinare a principiului de funcționare a fratelui său mai mic — un comutator convențional.
Tabelul de conținut:
Cuprins
Ce este un comutator
Spre deosebire de un întrerupător obișnuit atârnat pe perete, un întrerupător vă permite nu numai să porniți sau să opriți un consumator (același bec), ci să treceți de la o sarcină la alta sau de la o sursă de semnal (curent) la alta. Aruncați o privire la diagramă:
Diagrama electrică a unui comutator cu două poziții
Acesta este un comutator clasic cu două poziții cu trei contacte. Datorită unui design special, contactul din mijloc al unui astfel de întrerupător se poate deplasa de la un contact lateral la celălalt fără a le închide vreodată împreună — „fie sau”. Astfel de dispozitive sunt cunoscute sub denumirea de comutatoare cu două poziții. Cum pot fi utilizate aceste dispozitive în practică?
În diagrama de mai sus, în funcție de poziția comutatorului (sau mai degrabă a contactului său din mijloc), fie lampa 1, fie lampa 2 vor fi aprinse, în timp ce circuitul de mai jos conectează lampa L1 la oricare dintre surse, dar nu scurtcircuitează aceste surse între ele.
De la întrerupător la comutator basculant
În esență, un comutator basculant este la fel ca un comutator cu două poziții , dar de obicei de mare putere și cu o acționare manuală cu lamă moale:
Întrerupător basculant cu două poziții
Fotografia arată perfect principiul de funcționare al acestui dispozitiv. Aici, contactul din mijloc este bara centrală, care are lamele în formă de V, iar contactele laterale sunt bornele situate în partea superioară și inferioară. Din designul tabloului de distribuție se poate observa că contactul central poate fi conectat fie la terminalele superioare, fie la cele inferioare, dar niciodată la ambele în același timp. Aceasta este principala proprietate a acestor dispozitive, care le permite să îndeplinească sarcini destul de specifice. A doua diferență este traducerea manuală a lamelelor fără acceleratoare și arcuri, dar mai multe despre asta mai târziu.
Pentru moment, ar trebui să aflăm de ce comutatorul prezentat în fotografia de mai sus are trei lame. Este foarte simplu — sunt trei comutatoare cu un mâner comun. Dacă, de exemplu, trebuie să comutați mai multe linii simultan, atunci cu un astfel de design se poate face cu o singură mișcare a mâinii. Astfel de comutatoare sunt numite comutatoare multisecționale sau multipolare. În acest caz particular, comutatorul este un comutator cu trei poli. Pentru a fi mai precis — un comutator basculant tripolar cu două poziții.
Avantaje și dezavantaje
Un astfel de dispozitiv, ca toate celelalte, are avantajele și dezavantajele sale.
Avantajele pot fi atribuite:
- Vizibilitate . O singură privire este suficientă pentru a vă asigura că dispozitivul este în stare bună de funcționare. De asemenea, puteți recunoaște vizual în ce poziție se află — cuțitele sunt perfect vizibile.
- Construcție extrem de simplă . Datorită numărului minim de piese și a construcției simple, este ușor să reparați și să întrețineți o astfel de unitate, iar reparația în sine este necostisitoare.
- Curenți de comutare mari la un cost relativ scăzut . Acesta este probabil principalul avantaj al acestui tip de dispozitiv. Ele sunt capabile să comute curenți excepțional de mari (500a, 630a și mai mult), dar la un cost relativ scăzut.
- Design deschis . Ceea ce a fost considerat o demnitate este, de asemenea, un dezavantaj. Toate elementele conductoare ale acestui dispozitiv sunt literalmente la vedere. O mișcare neglijentă și o persoană poate fi expusă la o tensiune periculoasă pentru viață*.
- Timpii de comutare nenormalizați . Fiabilitatea comutației este invers proporțională cu viteza de deconectare și conectare a contactelor comutatorului. Cu toate acestea, viteza de comutare a acestor modele depinde în mod direct de operator. Comutarea lentă a lamelelor sub tensiune are ca rezultat un arc de înaltă temperatură care poate arde „interiorul” comutatorului într-o secundă și poate provoca, de asemenea, un scurtcircuit.
* Această problemă este parțial rezolvată prin utilizarea unei cutii speciale în care este plasat echipamentul care pune viața în pericol, inclusiv întrerupătorul în sine. De exemplu, IEK YARP 100A „ascunde” un întrerupător obișnuit (care nu este basculant) de 100a și un set de siguranțe, iar YARPP 250A — nu numai un întrerupător basculant de 250a, ci și siguranțe pentru același curent de funcționare.
Un astfel de întrerupător are un mâner la distanță, ceea ce înseamnă că poate fi plasat într-un dulap sau într-o cutie închisă
Câteva cuvinte despre etichetarea panourilor electrice (cutii cu un întrerupător). Din păcate, nu toți producătorii aderă la un singur standard, astfel încât ați cumpărat, de exemplu, YARP 400a / 380v poate fi o cutie cu un comutator convențional cu trei poli / comutator pentru 400 A, dar cu un set de siguranțe, sau invers — flip fără siguranțe. Prin urmare, atunci când cumpărați astfel de echipamente, nu fiți leneși să vă uitați în interior.
Și din nou de la comutator la comutator
Deci, ați aflat principalul dezavantaj al comutatoarelor manuale — trebuie să le comutați cu pricepere, „și… o dată!”. De aceea, este recomandat să comutați întrerupătorul după ce sarcina a fost deconectată, astfel încât să nu existe supratensiuni de curent. Fără curent — fără arc electric. Dar ce trebuie să faceți atunci când comutarea trebuie să se facă sub sarcină?
Comutatoarele, inclusiv comutatoarele basculante, sunt utilizate în acest scop. Acestea au dispozitive speciale de accelerare în designul lor, care, atunci când mânerul este rotit, stochează mai întâi energia mâinii și apoi, cu un clic, deplasează lamelele dispozitivului într-o altă poziție. Întâlniți astfel de dispozitive tot timpul, fără ca măcar să acordați atenție acestei particularități. Acestea sunt de obicei comutatoare care comută tensiuni și curenți mari. Apăsați butonul de pornire al televizorului, de exemplu. O apăsare ușoară, apoi un clic — dispozitivul a făcut comutarea la viteză maximă, indiferent de cât de repede ați apăsat butonul. Întrerupătoarele funcționează în același mod.
De un interes deosebit sunt așa-numitele modele cu trei poziții, care au o poziție intermediară pentru contactul din mijloc atunci când acesta nu este conectat la contactul din dreapta sau din stânga:
În această poziție, nu se aprinde nicio lampă deoarece comutatorul este în poziția „oprit”.
Ca și întrerupătoarele, comutatoarele pot fi multipolare și sunt capabile să comute curenți destul de mari.
Comutatoare basculante tripolare cu trei poziții pentru curenți nominali de 25a (stânga) și 200a.
După cum se poate observa din fotografie, acestea au un design închis. Dezavantajele acestor dispozitive includ un cost relativ ridicat și complexitatea construcției, dar acest lucru este compensat de fiabilitatea ridicată și ușurința de funcționare.
Domenii de aplicare
Scopul principal al comutatoarelor și comutatoarelor de acest tip este de a comuta sarcina între mai multe surse (de obicei două). Astfel de dispozitive, de exemplu, sunt utilizate pe scară largă pentru comutarea surselor de alimentare redundante:
Aici, prin intermediul unui comutator basculant cu doi poli și două poziții, sarcina este comutată de la sursa principală la sursa de rezervă. Dacă intenționați să comutați între surse fără sarcină (consumatorii sunt opriți temporar sau ambele tensiuni sunt absente în momentul comutării), puteți utiliza un comutator convențional. Dacă aveți de gând să efectuați comutarea sub sarcină, este mai bine să utilizați comutatoare a căror viteză de comutare, după cum s-a menționat mai sus, nu depinde de operator — acest lucru va exclude arderea contactelor prin arc electric în cazul unei comutări inepte (lente).
Exemplu de utilizare a comutatorului cu trei poziții OT25F3C pentru comutarea în sarcină între surse monofazate
Trebuie remarcat aici că, în multe cazuri, utilizarea unui dispozitiv cu trei poziții în locul unui dispozitiv cu două poziții nu este un capriciu, ci o necesitate. Să presupunem că utilizați un tablou de distribuție pentru a conecta un generator de rezervă la rețeaua casei. În acest caz, nu trebuie doar să acționați un comutator, ci trebuie să efectuați următoarele acțiuni:
- Deconectați sarcina (apartament sau casă) de la rețeaua principală.
- Porniți generatorul și aduceți-l în modul de funcționare.
- Conectați rețeaua casei la rețeaua de rezervă (generator).
Este ușor și simplu să faceți acest lucru cu un comutator basculant cu trei poziții, în timp ce este imposibil să o faceți cu un comutator basculant cu două poziții. De asemenea, puteți utiliza un astfel de întrerupător ca deconector, dacă trebuie să scoateți temporar de sub tensiune rețeaua casei pentru reparații sau întreținere.
Cum să vă confecționați unul propriu
Dacă nu aveți la dispoziție un comutator basculant sau un întrerupător, acesta poate fi asamblat de propriile mâini din potrivite pentru puterea mașinilor automate convenționale (acestea sunt la vânzare, slavă Domnului, suficient). Mai întâi de toate, decideți asupra numărului de circuite care urmează să fie comutate și selectați întrerupătoarele cu numărul necesar de poli.
Pentru un circuit bifazic, de exemplu, veți avea nevoie de două întrerupătoare bipolare (sau patru întrerupătoare unipolare). Instalați un întrerupător pe panou în mod obișnuit, iar al doilea lângă acesta, după ce l-ați răsturnat în prealabil. Rămâne să efectuați comutarea necesară cu un fir de secțiune adecvată și, cel mai important, să introduceți o bară de oțel de fixare în împingătoare, care va asigura comutarea simultană a tuturor mașinilor automate deodată. Găurile pentru această bară sunt de obicei prevăzute prin proiectarea oricărui întrerupător automat.
Întrerupătoare comutate în modul unui comutator cu două poziții
Acum este nevoie doar de un clic pentru ca consumatorul să fie comutat de la o sursă de alimentare la alta. Rețineți că întrerupătorul se dovedește a fi un întrerupător cu două poziții. Din păcate, nu puteți realiza un design cu trei poziții în acest mod.
