Współczesne instalacje elektryczne wymagają stosowania wysokiej jakości aparatów sterujących odbiornikami elektrycznymi. W nieniejszym artykule przedstawiona została rodzina nowoczesnych aparatów elektrycznych – elektromagnetyczne styczniki silnikowe – powietrzne CEM wraz z przekaźnikami termicznymi i szerokim dodatkowym wyposażeniem.
Podział i zastosowanie
Typowym zastosowaniem styczników elektromagnetycznych silnikowych
– jak sama nazwa wskazuje – jest łączenie silników (kategoria użytkowania AC-3), odbiorników elektrycznych małoindukcyjnych (kategoria użytkowania AC-1), źródeł światła o różnym charakterze i mocy. Ze względu na znamionową obciążalność (AC-3, 400V), styczniki CEM zostały podzielone na cztery grupy :
– styczniki miniaturowe CE07 – P max. 3 kW
– styczniki CEM9 – CEM105 dla Pmax. 4 kW – 55 kW
– styczniki wysokoprądowe CEM112 – CEM250 dla Pmax. 55 kW – 132 kW
– styczniki pomocnicze CAE04 (AC) – CAEM4 (AC/DC) dla Ith = 20A (AC-1)
Styczniki silnikowe CEM posiadają szeroki zakres napięć sterujących cewką elektromagnesu.
Są to napięcia AC – 24V, 48V, 110V, 230V 400V i DC – 24V, 220V.
Cewki styczników przystosowane
są do bardzo łatwej ich zamiany
a w stycznikach CEM9 – CEM40
– bez użycia narzędzi. Oznacza to bardzo szybkie i łatwe dostosowanie stycznika do wymaganago napięcia sterującego cewki a dla producenta i dystrybutora
– brak konieczności utrzymywania dużych stanów magazynowych we wszystkich typoszeregach styczników. Ponadto cewki posiadają z obu stron stycznika zaciski zasilające A1 – A2 co znacznie ułatwia doprowadzenie do nich zasilania w rozdzielnicy. Zasilanie impulsowe cewek Grupa styczników wysokoprądowych oznaczonych – (E) – CEM112 (E) – CEM250(E) posiada elektroniczny system zasilania impulsowego cewek – tzw. Napęd elektroniczny cewek. Zadaniem napędu elektronicznego jest sterowanie przepływem prądu cewki elektromagnesu tak, aby osiągnąć optymalną dynamikę przyciągania i odpadania styków w celu zmniejszenia ich zużycia. Ponadto moc pobierana przez cewkę popdczas trzymania styków powinna być mała a siła docisku styków wystarczająca dla zapewnienia wystarczającej wytrzymałości zwarciowej i minimalnego nagrzewania się styków. Człon elektroniczny prostuje napięcie zasilające cewkę i utrzymuje jego poziom za pomocą impulsowego stabilizatora napięcia w zależności od trybu pracy stycznika (przyciąganie lub trzymanie). Dzięki temu praca napędu styków stycznika jest stabilna niezależnie od rodzaju i wartości napięcia zasilającego AC lub DC. Kontrola napięcia zasilającego cewkę stycznika przez układ elektroniczny zapewnia niezależność tego napięcia cewki od napięcia zasilającego i umożliwia zastosowanie stycznika w sieci zasilającej AC jak i DC. Do zalet impulsowego zasilania cewek styczników należą :
– praca stycznika niezależna od napięcia zasilania
– możliwość zasilania AC i DC
– mała moc pobierana przez cewkę w trakcie podtrzymania a tym samym mniejsza ilość wydzielanego ciepła
– sterowanie “małomocowe” – pozwala na bezpośrednie sterowanie sterownikami elektronicznymi
– podwyższona trwałość łączeniowa
– cicha praca styków w momencie załączania
Nowa seria styczników CEM charakterysuje się małą szerokością co sprzyja oszczędności miejsca w rozdzielnicy.
Szerokości te wynoszą:
– 45 mm dla styczników CEM9 – CEM25
– 66 mm dla styczników CEM50 – CEM80
Wyposażenie dodatkowe
Do wyposażenia dodatkowego montowanego na zewnątrz styczników
należą:
– przekaźniki termiczne
– zestawy styków pomocniczych
– blokady mechaniczne
– ograniczniki przepięć.
– Szyny łączeniowe sztywne (do tworzenia zestawów – układu dwóch
styczników do pracy rewersyjnej lub do rozruchu gwiazda – trójkąt) Duży wybór akcesoriów do styczników serii CEM zwiększa możliwości ich zastosowania . Styczniki CEM przeznaczone są do montowania w rozdzielnicach na szynie montażowej TH 35 lub wkrętami na powierzchni płaskiej pionowej z możliwością odchylenia od pionu o 30o. Łącznie ze stycznikiem na szynie TH35 można zamontować odpowiedni przekaźnik termiczny RW, jednak trzeba zastosować element pośredniczący (adapter) RW..D
W czasie znamionowej pracy stycznika, szczególnie gdy częstotliwość włączeń i rozłączeń jest dość duża, obwód stycznika narażony jest na przepięcia powstające w wyniku szybkich zmian prądu. W celu ochrony cewki napędowej stycznika przed przępięciami należy równolegle do jej uzwojenia (zaciski A1- A2) podłączyć ogranicznik przepięć ( układ RC) BAMRCE
Sposoby przyłączania przewodów
Zaciski biegunów głównych o specjalnej konstrukcji tzw. windowe – dwukomorowe w stycznikach CEM32 – CEM105 umożliwiają wykonanie pewnego połączenia z przewodami o różnym przekroju poprzecznym. Jest to bardzo istotne w sytuacji , gdy do jednego zacisku muszą zostać podłączone dwa przewody o bardzo różnych przekrojach z zaprasowaną końcówką tulejkową. Ta konstrukcja zacisku uniemożliwia wysunięcie się z niego przewodu o mniejszym przekroju. Zaciski dwukomorowe styczników CEM – Rys. 4 podnoszą więc niezawodność
Styki pomocnicze W zależności od potrzeb i pełnionych funkcji styczniki CEM mogą być wyposażone w dodatkowe styki pomocnicze mocowane czołowo stycznika lub na jego bocznej stronie
Rozszeżają one funkcjonalność łączeniową stycznika a duża ilość ich kombinacji poprawia dyspozycyjność układu. O wyborze rodzaju styku pomocniczego decyduje użytkownik. Gdy stycznik będzie zamontowany w rozdzielnicy, której głębokość na to pozwala, można zamontować styki pomocnicze jednobiegunowe BCXMFE 10 ( zwierny – 1z) lub BCXMFE 01 (rozwierny – 1r). Jeżeli nie można zamontować styków pocniczych w jego części czołowej, mogą być użyte bloki styków dwubiegunowych BCXMLE 20 (2 styki zwierne – 2z) lub BCXMLE 11 ( 1 zwierny – 1z + 1 rozwierny – 1r). Dostępne są również styki pomocnicze o opóźnionym działaniu. Ze 
względu na ograniczoną siłę naciągu układu elektomagnetycznego styczników można stosować dla styczników CEM9 – CEM25 – max. 4 styki pomocnicze (łącznie montowanych czołowo jak i bocznych), dla styczników CEM32 – CEM40 – max. – 6 styków, a dla styczników CEM50 – CEM250 – max – 8 styków. W przypadku pracy styczników w układach: SZR – samoczynnego załączania rezerwy, pracy nawrotnej lub rozruchu gwiazda-trójkąt konieczne jest zastosowanie blokady mechaniczne
j (Rys. 6).
Umożliwia ona mechaniczne zblokowanie dwóch styczników do działania naprzemiennego tzn. aby w chwili zadziałania jednego ze styczników, nie było możliwości załączenie drugiego. W przypadku styczników mini istnieją fabrycznie zmontowane zestawy dwóch styczników z blokadą mechaniczną – CEI07.10 lub CEI07. 01. Styczniki silnikowe CEM posiadają własny zestaw przekaźników termicznych RE….D niezbędnych do zabezpieczania silników elektrycznych (Rys. 7).
Podsumowanie
Styczniki silnikowe nowej generacji CEM wraz z wyposażeniem dodatkowym mogą być zastosowane we wszystkich kategoriach użytkowania – AC i DC zgodnie z wymaganiami norm PN-IEC 60947 oraz DIN VDE 0660. Ze wzglęidu na opisane powyżej funkcje i właściwości stanowią kompleksową i technicznie precyzyjnie opracowaną ofertę. Ich parametry techniczne zapewniają – wysoką odporność na wpływ warunków atmosferycznych, uniwersalność zalety użytkowe. Styczniki te mogą pracować w warunkach o temperaturze otoczenia od – 25oC do + 55 oC. Spełniają również wymagania odporności klimatycznej zgodnej z normą PN-IEC 6068- 2 dla klimatu wilgotnego, suche go i tropikalnego. W celu ułatwienia doboru styczników CEM oraz osprzętu dodatkowego, opracowany został specjalny suwak analogowy do zastosowań styczników przy rozruchu silników gwiazda –trójkąt oraz przy rozruszniku złożonego z wyłącznika silnikowego oraz stycznika. W części dotyczącej rozrusznika (Rys. 8) należy ustawić w górnym okienku moc znamionową silnika (np. 1,5kW), który będzie uruchamiany za pomocą zestawu wyłącznik silnikowy – stycznik. W okienkach poniżej ukażą się: prąd znamionowy silnika (3,6A), typ wyłącznika silnikowego (MPE25-4,0), typ stycznika dla dwóch rodzajów wymaganej koordynacji 1 i 2 (CE07/ CEM9). Natomiast w części dotyczącej rozruchu (Rys. 9) należy ustawić w górnym okienku moc znamionową silnika uruchamianego za pomocą układu gwiazda- -trójkąt (np. 30kW). W okienkach poniżej ukażą się: prąd znamionowy silnika (55A), prąd znamionowy wymaganego bezpiecznika – gG/gL (80A) lub aM (80A), typ stycznika głównego (CEM40) oraz styczników dla obwodu trójkąta (CEM40) i obwodu gwiazdy (CEM25) jak również zostaje wskazany właściwy przekaźnik termiczny (RE67.10-40).
