Jak prawidłowo dobrać styki do aplikacji?

Układ wyjściowy – zespół styków 

Dobierając styki warto zadać sobie kilka pytań, które zdecydowanie pomogą nam dokonać właściwego wyboru. Jednym z podstawowych będzie ilość koniecznych styków. Pozwoli to na szybkie zweryfikowanie typu produktu, którego wymaga nasza aplikacja. Zaczynając od jedno stykowych np. rodziny RM85 aż do 4 stykowych typu R4N.     

Kolejny ważny do przeanalizowania element, to zakres możliwości przełączania prądów i napięć przekaźników elektromagnetycznych. Dla przekaźników oferowanych przez Relpol zakres przełączanych prądów zaczyna się od 0,01 mA  dla przekaźnika sygnałowego RSM850, a kończy na prądzie 48A, przy napięciu rzędu 250V AC dla przekaźnika RS50.  

Zadaniem najmniejszych przekaźników tzw. sygnałowych jest przełączanie sygnałów. Materiałem stykowym dla tego rodzaju wyrobów jest z reguły srebro z palladem (AgPd). Dodatkowo są one pokryte warstwą złota, co daje wysoką odporność na utlenianie, odporność na zużycie oraz stabilną rezystancję. Przy pomocy tych przekaźników najczęściej przełączamy niskie napięcia i niskie prądy. 

Przekaźniki miniaturowe można zastosować z powodzeniem w układach automatyki przemysłowej oraz w układach elektroniki. Są to wyroby uniwersalne, które stosowane są zarówno w aplikacjach o małym, jak i dużym prądzie. Dobrym przykładem jest tu przekaźnik RM699B.  

*Dla styków złoconych – po przekroczeniu podanych wartości maksymalnych obciążenia warstwa złota ulega zniszczeniu. Znikają wówczas zalety złocenia i obowiązują wartości jak dla styków AgSnO₂, AgNi (trwałość tych styków może być niższa niż normalnych styków).

Mając na uwadze zapis pod powyższą tabelą należy uważnie dobierać przekaźnik do odpowiedniej aplikacji. Niski punkt topnienia złota może ograniczyć trwałość elektryczną styków przy przełączaniu dużych prądów. Zbyt duży prąd podany na styki z powłoką złota powoduje jej degradacje, w efekcie może to doprowadzić do pogorszenia parametrów przekaźnika poprzez niekontrolowane rozpryśnięcie  warstwy złota.

Charakterystyka aplikacji

Ważnym do rozpatrzenia elementem jest miejsce zastosowania przekaźnika.  Chcąc poprawnie zastosować przekaźnik musimy znać charakter aplikacji (rezystancyjny, pojemnościowy lub indukcyjny) oraz wielkość obciążenia.  W odniesieniu do wielkości obciążenia spotkamy się z dwoma podstawowymi przypadkami: przekaźnika pełniącego funkcję sygnałową oraz przekaźnika jako elementu wykonawczego.

• Funkcja sygnałowa:

Podstawową funkcją przekaźnika jest przekazywanie sygnału oraz zmiana jego parametrów, takich jak napięcie, zwiększenie obciążalności prądowej. Doskonale sprawdza się tu standardowy materiał zestyków, warto jednak zwrócić uwagę, że często w ekstremalnych sytuacjach spotykamy się z występowaniem  bardzo rzadkich przełączeń lub skrajnie małych prądów i napięć.

Tu z pomocą przychodzą nam przekaźniki ze stykami złoconymi z oferty Relpol. Poczynając od wykonań sygnałowych, aż po przemysłowe. Szczególnie w układach wejściowych sterowników spotykamy się ze skrajnie małymi prądami nawet na poziomie kilku mA. Standardowe materiały zależnie od typu produktu mogą nie spełnić naszych oczekiwań, a są ważne do poprawnego działania aplikacji. Warstwa złocenia pozwala nam na uniknięcie naturalnego pasywowania styków oraz zdecydowaną poprawę minimalnych parametrów prądowych i napięciowych. Wystarczy spojrzeć na jeden z podstawowych produktów w ofercie Relpol, jakim jest RM699B stosowany w przekaźnikach interfejsowych oraz elektronice. W standardowym wykonaniu AgSnO₂ minimalne parametry to 100mA oraz 10V przy zastosowaniu złocenia osiągamy 10mA oraz 5V. 

Kolejnym atutem przemawiającym za stosowaniem styków złoconych jest możliwość przełączania bardzo rzadko występujących sygnałów. Naturalna odporność złota na utlenianie i pasywowanie powoduje, że przekaźnik spełnia się doskonale w tego typu aplikacjach.

• Funkcja łączeniowa:

  

Jednym z najnowszych zadań stawianych przed przekaźnikiem jest  funkcja łączeniowa. Relpol zauważając potrzebę klientów z branży automatyki domowej oraz przemysłowej proponuje coraz to mocniejsze wykonania dostosowane do wykonywania tych zadań. Dobierając przekaźnik, jako element załączający obciążenia szczególną uwagę musimy zwrócić na parametry graniczne związane z maksymalnym prądem, charakterem obciążenia oraz prądami udarowymi tak aby nie uległ on sklejeniu. Idealnym przykładem może być przekaźnik RM85. Jest to produkt powszechnie stosowany w rozdzielnicach automatyki budynkowej i przemysłowej z materiałem AgNi. Obciążenia indukcyjne i pojemnościowe mogą jednak spowodować chwilowe przekroczenie maksymalnego prądu lub nadmierne przenoszenie się materiału styku i spowodować sklejenie lub szybsze zużycie przekaźnika. Warto wtedy przewidzieć zastosowanie materiału opartego o cynę (AgSn0₂). Cechuje się on doskonałymi parametrami łączeniowymi przy prądach do 16A. 

Specjalna stosowana przez Relpol domieszka tlenku indu podnosi odporność  przed przenoszeniem materiału między stykami zapewniając produktowi jeszcze dłuższą żywotność. W ofercie Relpol znajdują się również wykonania specjalne dostosowane do funkcji łączeniowych pozwalające osiągać jeszcze wyższe parametry. Specjalistyczne przekaźniki takie jak RUC, RS50, RG25 oraz RM85 Inrush  zdobyły szerokie uznanie wymagających klientów.  

Łuk elektryczny 

Pisząc o odpowiednim doborze aplikacji do przekaźnika nie sposób przemilczeć tematu wyłączania obwodów prądu stałego, podczas którego powstaje łuk elektryczny. 

W przypadku, gdy mamy wysokie napięcie np. rzędu 220V DC przy otwieraniu styków

przekaźnika pojawia się łuk elektryczny. Przy małej szczelinie i wysokim napięciu łuk nie gaśnie, zaczynają nagrzewać się styki i w efekcie ulegają zniszczeniu.  Problem ten można rozwiązać na kilka sposobów. Możemy łączyć szeregowo styki w celu zwiększenia  szczeliny powietrznej, podzielenia łuku na kilka mniejszych łuków. Można też spowodować wygaszenie łuku poprzez zastosowanie magnesów, które wydmuchują łuk elektryczny. Oba te sposoby zostały użyte w produkowanych przez Relpol przekaźnikach RUC-M. Przekaźnik ten kilkunastokrotnie zwiększa możliwość rozłączania prądów DC o wysokim napięciu.

Styki przekaźników dają wiele możliwości aplikacyjnych pod warunkiem, że są dobrze dobrane.  Najważniejsze w porównaniu do przekaźników półprzewodnikowych jest to, że jedne i te same styki mogą łączyć różnego rodzaju obciążenia natomiast przekaźniki półprzewodnikowe należy dobierać odpowiednio do konkretnych obciążeń. Dobrze dobrane materiały stykowe gwarantują określone prądy minimalne i maksymalne dla których utrzymywana jest stabilna oporność przejścia. Materiały stykowe AgNi, AgSnO₂ pozwalają na pracę styków w szerokim zakresie prądów.