Co to jest łącznik krzywkowy i jakie spełnia zadania?

Łącznik krzywkowy to element wielu instalacji elektrycznych. Dzięki niemu możemy sterować różnymi urządzeniami końcowymi. Łączniki krzywkowe mają zastosowanie zarówno w obwodach głównych, jak i pomocniczych. Za co konkretnie odpowiada łącznik krzywkowy? Czy jego montaż jest skomplikowaną czynnością? Odpowiedzi na wszystkie te pytania znajdziesz w poniższym artykule.

Co to jest łącznik krzywkowy?

Łącznik krzywkowy to rodzaj łącznika elektrycznego, czyli aparatu elektrycznego służącego do załączania i wyłączania prądu w obwodzie lub obwodach elektrycznych. Łącznik krzywkowy pozwala sterować przepływem prądu w kilku obwodach jednocześnie. Ze względu na swoją konstrukcję i możliwości konfiguracji znajduje szerokie zastosowanie w branży automatyki przemysłowej, do sterowania maszynami oraz w aplikacjach wymagających zarówno prostych jak i rozbudowanych operacji łączeniowych.

Do podstawowych elementów składowych łącznika krzywkowego należą:

Pokrętło - element zewnętrzny używany do manualnego sterowania pozycją łącznika. Pokrętło z reguły zespolone jest z tabliczką opisową z oznaczeniami trybu pracy. Dodatkowo pokrętło może być wyposażone w opcję blokowania kłódką lub kluczykiem przed niepowołanym uruchomieniem.

Rysunek 1. Przykłady pokręteł z tabliczkami opisowymi łączników krzywkowych Giovenzana

Oś łącznika - oś z krzywkami, która przekazuje ruch pokrętła do mechanizmu wewnętrznego i powoduje otwieranie i zamykanie torów prądowych realizując program łączeń.

Styki - elementy przewodzące prąd, które są mechanicznie sterowane przez krzywkę. Mogą być wykonane z materiałów odpornych na korozję i zużycie, takich jak srebro lub stopy srebra.

Obudowa - chroni wewnętrzne elementy łącznika przed czynnikami zewnętrznymi, takimi jak kurz, wilgoć czy substancje chemiczne. Obudowy łączników wykonane są z tworzywa sztucznego lub metalu. Podstawowy stopień ochrony obudowy łącznika krzywkowego to IP20, jednak wyróżnia się również łączniki natynkowe w całości zamknięte w obudowie o stopniu ochrony IP65.

Rysunek 2. Łącznik krzywkowy Giovenzana seria Phoenix w obudowie IP20 oraz dedykowana obudowa natynkowa IP65

Tabliczka znamionowa – tabliczka z informacją o podstawowych parametrach technicznych urządzenia takich jak prąd znamionowy, napięcie znamionowe, seria np. łącznik 3-biegunowy Giovenzana 16A z serii Phoenix o prądzie znamionowym 16 A, napięciu łączeniowym 690 V AC i programie łączeń 0003. W przypadku łączników Giovenzana program łączeń nie stanowi stricte treści tabliczki znamionowej, natomiast jest oznaczony (zakodowany) w osobnym miejscu na obudowie łącznika.

Łącznik krzywkowy - jak to działa?

Zasada działania łącznika krzywkowego jest bardzo prosta i sprowadza się do mechanicznego otwierania lub zamykania toru prądowego (styków) przy pomocy pokrętła. Ruch pokrętła jest przenoszony na oś łącznika, która bezpośrednio wpływa na położenie krzywek łącznika. Otwieranie i zamykanie styków następuje w wyniku zmiany położenia krzywek, dobranych dla danego programu łączeń. W efekcie urządzenie, którym steruje łącznik krzywkowy zostaje włączone lub wyłączone realizując program łączeniowy 0-1.

Warto pamiętać, że łącznik krzywkowy pozwala sterować kilkoma obwodami jednocześnie, więc można wysterować np. obwód trójfazowy lub o większej liczbie biegunów.

Rysunek 3. Przykład programu łączeń włącz-wyłącz dla obwodów 1-,2-,3- i 4-biegunowych

Obrót pokrętła łącznika krzywkowego może również powodować zmianę funkcji urządzenia w postaci zmiany kierunku obrotów silnika (przełącznik L-0-p), zmianę prędkości silnika (np. przełącznik gwiazda-trójkąt lub przełącznik Dahlander’a) lub przełączanie źródeł zasilania (np. przełącznik sieć-agregat).

Szerokie zastosowanie łączników krzywkowych

Łączniki krzywkowe służą do załączania i wyłączania prądów w obwodach instalacji elektrycznej. Prosta i solidna konstrukcja tych urządzeń oraz duża możliwość konfiguracji sprawiają, że przełączniki krzywkowe stosuje się w wielu aplikacjach. Począwszy od najprostszych instalacji realizujących funkcje załącz-wyłącz, przez rozbudowane systemy ze skomplikowanymi konfiguracjami łączeń, po wymagające przemysłowe aplikacje, gdzie dodatkowo liczy się odporność na trudne warunki środowiskowe. Łączniki krzywkowe znajdują zastosowanie w obwodach głównych oraz pomocniczych. Typowe przykłady zastosowania tych aparatów to:

Łączniki w obwodach silnikowych

• Załączanie i wyłączanie silników elektrycznych.
• Zmianę kierunku obrotów poprzez przełączanie połączeń w uzwojeniach silnika.
• Zmianę prędkości w napędach wielostopniowych.

Przełączniki źródła zasilania

• Przełącznik sieć elektroenergetyczna – agregat prądotwórczy.
• Przełączanie między dwoma niezależnymi agregatami.

Automatyka przemysłowa, maszyny w przemyśle spożywczym

• Stosowane w celu zmiany trybu pracy, funkcji maszyn np. przełączniki w przemysłowych ekspresach do kawy, maszynach do butelkowania napojów czy maszynach do produkcji makaronu

Układy pomiarowe

• Przełączniki woltomierza – do pomiaru napięć fazowych lub międzyfazowych w układzie trójfazowym.
• Przełączniki amperomierza – do pomiaru natężenia prądu w wybranej fazie układu trójfazowego.

Wyłączniki główne i pomocnicze

• Stosowane w rozdzielnicach, szafach sterowniczych i tablicach rozdzielczych do wyłączania sekcji, obwodów instalacji np. w celu przeprowadzenia serwisu, konserwacji

Wyłączniki awaryjne

• Najczęściej w postaci żółtych przełączników z czerwonym pokrętłem lub dźwignią w celu awaryjnego wyłączenia maszyny.

Spawarki elektryczne i transformatory

• Jako wyłączniki - odłączanie zasilania urządzenia.
• Jako przełączniki - zmiana zakresu prądu wyjściowego.
• Przełączniki zaczepów - zmiana połączeń uzwojeń transformatora w celu regulacji napięcia.

Elementy grzejne i rezystory

• Łączenie rezystorów - przełączanie pomiędzy różnymi zakresami rezystancji.
• Przełączniki grupowe - sterowanie pracą grup elementów grzejnych.

Jak podłączyć łącznik krzywkowy?

Podłączenie łącznika krzywkowego jest stosunkowo proste, dlatego czynność ta nie powinna zająć dużo czasu. Montaż polega na podpięciu przewodów instalacyjnych do styków, najczęściej w postaci złączy śrubowych, znajdujących się w łączniku.

Identyfikacja programu łączeń i styków łącznika

Przed podłączeniem łącznika krzywkowego upewnij się jak wygląda jego program łączeń, aby poprawnie połączyć obwód elektryczny instalacji lub sterowanej maszyny.

Ważne jest poprawne zidentyfikowanie styków w łączniku krzywkowym - oznaczone są one numerami zgodnie z programem łączeń.

Przygotowanie i podłączenie przewodów

Odizoluj końcówki przyłączanych przewodów na odpowiednią długość umożliwiającą podłączenie do złączy w łączniku krzywkowym. W przypadku przewodów typu linka najlepiej zastosować dodatkowo końcówki tulejkowe, aby połączenie było solidne. Następnie umieść przewody w odpowiednich złączach zgodnie ze schematem łączeń i przykręć śruby zapewniając stabilny styk. Prawidłowe podłączenie zapewni niezawodne i bezpieczne działanie instalacji.

Przed uruchomieniem aplikacji należy sprawdzić, czy wszystkie połączenia wykonano jak na schemacie oraz czy nie ma luźnych połączeń lub uszkodzeń izolacji przewodów. Jeśli wszystko zostało poprawnie wykonane można przeprowadzić testowe uruchomienie celem sprawdzenia, czy układ przełączający działa właściwie.

Miejsce montażu łącznika

Na rynku dostępne są łączniki krzywkowe w obudowie oraz bez obudowy. Modele w obudowie montuje się w miejscach odsłoniętych. Obudowa chroni wówczas łącznik przed szkodliwym działaniem czynników zewnętrznych. Natomiast modele niezawierające obudowy montuje się przede wszystkim na pulpitach oraz panelach sterowniczych.

UWAGA! Przed przystąpieniem do pracy instalacyjnych odłącz zasilanie. Montaż i podłączenie urządzeń elektrycznych powinny być wykonane przez wykwalifikowanego instalatora z uprawnieniami oraz po wcześniejszym zapoznaniu się z instrukcją urządzenia oraz schematami instalacji.