str. 1

Temat: Styczniki – rodzaje, budowa i zasada działania
Stycznikiem nazywa się taki łącznik, w którym styki ruchome są utrzymywane w położeniu
wymuszonym pod wpływem siły zewnętrznej.
Łączniki stycznikowe (styczniki) są powszechnie stosowane do sterowania nie tylko
pojedynczych urządzeń (odbiorników), lecz również złożonych układów napędów i obwodów
sterowania. Styczniki mogą współdziałać z różnymi przekaźnikami i czujnikami
reagującymi na zmianę wartości różnych wielkości fizycznych, takich jak prąd, napięcie,
temperatura, ciśnienie, poziom wody, stężenie różnych gazów w powietrzu i in. Pozwala to
na wykonanie m.in. złożonych układów zabezpieczeń i blokad oraz realizowanie pożądanej
sekwencji załączeń.
Ze względu na położenie styków rozróżnia się:
a) styczniki zwierne
b) styczniki rozwierne
c) styczniki zwierno-rozwierne
Ze względu na rodzaj siły zewnętrznej rozróżnia się styczniki:
a) elektromagnetyczne
b) pneumatyczne
Styczniki wykonuje się przeważnie z napędem w postaci elektromagnesu z ruchomą
zworą, do której są przymocowane styki ruchome (rys. 1.).
Podanie napięcia na cewkę elektromagnesu (3) powoduje przestawienie styków ruchomych (6)
z położenia spoczynkowego w położenie wymuszone, w którym pozostaną tak długo, jak długo
cewka napędu znajduje się pod napięciem. Powrót styków ruchomych w położenie
spoczynkowe następuje po przerwaniu obwodu napędu pod wpływem sprężyn zwrotnych (7)
napiętych przez cały czas działania napędu. Ze względu na stosunkowo niewielkie prędkości
rozchodzenia się styków podczas otwierania oraz wyposażenie styczników jedynie w proste
komory gaszeniowe, aparaty te charakteryzują się stosunkowo niewielkimi wartościami prądów
str. 1 wyłączalnych, nie większymi niż 8÷10 krotności prądów znamionowych ciągłych. Bardzo prosta
konstrukcja napędów i całych łączników powoduje, że charakteryzują się one m.in. bardzo dużą
trwałością mechaniczną, ok. (l÷20)·106 przestawień, oraz dużą znamionową częstością łączeń.
W obwodach ze stycznikami powinny być stosowane zabezpieczenia przeciążeniowe w postaci
przekaźników, przeważnie termobimetalowych, oraz zabezpieczenia zwarciowe w postaci
bezpieczników lub wyłączników. Prąd znamionowy ciągły styczników określa zdolność tych
aparatów do pracy ciągłej i nie stanowi podstawy ich doboru do pracy manewrowej, związanej
z załączaniem i wyłączaniem odpowiednich obwodów i odbiorników z określoną częstością.
Podstawą doboru styczników do pracy manewrowej są dane katalogowe, w których przy danym
napięciu znamionowym podaje się największe moce znamionowe różnych rodzajów
odbiorników, jakie mogą być łączone stycznikami w ustalonej kategorii użytkowania zgodnie
z tabelą 1. Styczniki bardzo często pracują sprzężone z przekaźnikiem termobimetalowym,
stanowiąc przez to zestaw (zwany wyłącznikiem styczniowym) manewrowy zabezpieczający
obwód przed prądami przeciążeniowymi.
str. 2 Granice działania styczników
Styczniki elektromagnesowe, bez względu na to czy są stosowane oddzielnie czy
w rozrusznikach, powinny się zamykać niezawodnie przy każdej wartości od 85 % do 110 %
znamionowego napięcia zasilania swojego obwodu sterowniczego Us. Tam gdzie jest podany
zakres, 85 % powinno odnosić się do mniejszej wartości, a 110 % do większej wartości zakresu.
Graniczne wartości, między którymi styczniki powinny się otwierać i pozostawać w stanie
całkowitego otwarcia, wynoszą od 75 % do 20 % przy prądzie przemiennym i od 75 % do 10 %
przy prądzie stałym ich znamionowego napięcia zasilania obwodu sterowniczego Us. Tam gdzie
jest podany zakres, 20 % lub 10 %, w zależności od przypadku, powinno odnosić się do
większej wartości zakresu, a 75 % do wartości mniejszej.
Granice zamykania styczników odnoszą się do stanu, w którym cewki osiągnęły temperaturę
ustaloną w nieograniczonym czasie zasilania napięciem 100 % Us w temperaturze otoczenia
odniesionej do temperatury otoczenia zadeklarowanej przez producenta, lecz nie niższej niż
+40 °C. Granice otwierania styczników odnoszą się do wartości rezystancji obwodu cewki przy
-5°C. Można je sprawdzić, biorąc do obliczeń wartości otrzymane w normalnej temperaturze
otoczenia. Granice dotyczą prądu stałego i prądu przemiennego przy deklarowanej
częstotliwości.
Dużą zaletą styczników jest możliwość ich zdalnego sterowania i to z wielu różnych miejsc.
Łącząc w obwodzie sterowania odpowiednią liczbę przycisków zwiernych i rozwiernych uzyskuje
się możliwość sterownia z tylu miejsc, ile zastosowano przycisków.
Styczniki, zgodnie ze swym manewrowym przeznaczeniem, charakteryzują się dużą częstością
(do 2÷3 tysięcy) łączeń na godzinę oraz dużą wytrzymałością mechaniczną zapewniającą
trwałość nawet do kilku milionów łączeń.
Do zasadniczych części stycznika elektromagnetycznego zalicza się:
a) elektromagnes z ruchomą zworą
b) zestyki obwodu prądowego (zestyki robocze)
c) komorę gaszeniową
d) zestyki obwodu sterowania (zestyki pomocnicze)
e) urządzenia dodatkowe (przyciski, przekaźniki)
Większość styczników polskiej produkcji stanowią styczniki powietrzne o komorach gaszących
z płytkami dejonizacyjnymi lub z przegrodami izolacyjnymi (pozostałe typy). Gaszenie łuku jest
wspomagane przez wydmuch elektromagnetyczny.
Styczniki najczęściej są wykonywane w dwóch wersjach – z przekaźnikami termobimetalowymi
lub też bez nich.
Rodzajem styczników elektromagnetycznych są również styczniki remanencyjne
z elektromagnesem impulsowym, który stanowi połączenie elektromagnesu i magnesu trwałego.
Napęd tego stycznika jest uruchamiany za pomocą impulsu. Zworę utrzymuje w stanie
zamkniętym magnetyzm szczątkowy. Dzięki temu stycznik jest niewrażliwy na wahania i zaniki
napięcia zasilającego, a w stanie załączenia nie pobiera energii, dzięki czemu nie grzeje się
i pracuje bezgłośnie. Styczniki prądu stałego mają magnetowód (rdzeń) wykonany z materiału
o dużej koercji. Do ich wyłączania jest niezbędny niewielki impuls prądowy o polaryzacji
przeciwnej do impulsu załączającego.
str. 3