접점 디자인 전환

두 개의 도체를 제어된 방식으로 서로 접촉시키는 모든 메커니즘으로 스위치를 구성할 수 있습니다.

이것은 레버를 움직여 두 개의 구리선이 서로 닿도록 하거나 두 개의 금속 스트립을 직접 밀어 접촉하는 것처럼 간단할 수 있습니다.

그러나 우수한 스위치 설계는 견고하고 신뢰할 수 있어야 하며 작업자에게 감전 가능성을 제공하지 않아야 합니다. 따라서 산업용 스위치 디자인이 이렇게 조잡한 경우는 드뭅니다.

전기 연결을 만들고 끊는 데 사용되는 스위치의 전도성 부분을 접점이라고 합니다. .

접점은 일반적으로 표면 부식이나 산화로 인해 전도성이 크게 저하되지 않는 은 또는 은-카드뮴 합금으로 만들어집니다.

금 접점은 최고의 내식성을 나타내지만 전류 전달 용량이 제한적이며 높은 기계적 힘으로 결합될 경우 "냉간 용접"될 수 있습니다.

어떤 금속을 선택하든지 스위치 접점은 최대 신뢰성과 최소 저항을 위해 정사각형 및 고른 접점을 보장하는 메커니즘에 의해 유도됩니다.

스위치 접점 전류용량의 제한 요소

이와 같은 접점은 경우에 따라 최대 수천 암페어의 매우 많은 양의 전류를 처리하도록 구성될 수 있습니다.

스위치 접점 전류용량에 대한 제한 요소는 다음과 같습니다.

표준 스위치 접점의 한 가지 주요 단점은 접점이 주변 대기에 노출된다는 것입니다.

훌륭하고 깨끗한 제어실 환경에서는 일반적으로 문제가 되지 않습니다. 그러나 대부분의 산업 환경은 이렇게 만만한 것이 아닙니다.

공기 중에 부식성 화학 물질이 존재하면 접점이 악화되고 조기에 고장날 수 있습니다.

더욱 문제는 정기적인 접촉 스파크가 가연성 또는 폭발성 화학 물질을 발화시키는 가능성입니다.

밀폐 접점 스위치

이러한 환경 문제가 있는 경우 소형 스위치에 대해 다른 유형의 접점을 고려할 수 있습니다.

이러한 다른 유형의 접점은 외부 공기와의 접촉으로부터 밀봉되어 있으므로 표준 접점과 동일한 노출 문제를 겪지 않습니다.

수은 스위치

밀폐형 접점 스위치의 일반적인 유형은 수은 스위치입니다. 수은은 상온에서 액체인 금속 원소입니다.

금속이기 때문에 전도성이 뛰어납니다. 액체이기 때문에 프로브가 바닥에 오도록 챔버를 기울이기만 하면 밀폐된 챔버 내부의 금속 프로브(회로를 닫기 위해)와 접촉할 수 있습니다.

많은 산업용 스위치는 한 방향으로 기울어져 접점이 닫히고 다른 방향으로 기울어져 열리는 수은이 포함된 작은 유리관을 사용합니다.

튜브 파손 및 유출 수은(독성 물질) 문제 및 진동에 대한 민감성을 제외하고 이러한 장치는 환경 노출 문제가 우려되는 곳이면 어디에서나 개방형 스위치 접점에 대한 탁월한 대안입니다.

여기에서 수은 스위치(종종 기울기 스위치)는 열린 위치에 표시되며, 여기서 수은은 유리 전구의 다른 쪽 끝에 있는 두 개의 금속 접점과 접촉하지 않습니다.

여기에서 동일한 스위치가 닫힌 위치에 표시됩니다. 이제 Gravity는 액체 수은을 두 개의 금속 접점과 접촉시켜 서로 전기적인 연속성을 제공합니다.

수은 스위치 접점은 큰 크기로 구축하는 것이 비현실적이므로 일반적으로 정격이 몇 암페어 이하, 120볼트 이하인 경우를 볼 수 있습니다.

물론 예외가 있지만 이는 일반적인 한계입니다.

마그네틱 리드 스위치

또 다른 밀폐 접점 유형의 스위치는 자기 리드 스위치입니다. 수은 스위치와 마찬가지로 리드 스위치의 접점은 밀폐된 튜브 내부에 있습니다.

액체 금속을 접촉 매체로 사용하는 수은 스위치와 달리 리드 스위치는 강한 자기장을 적용하여 서로 접촉하게 되는 매우 얇은 자성 금속 스트립(따라서 "리드"라는 이름) 한 쌍입니다. 밀봉된 튜브 외부.

이러한 유형의 스위치에서 자기장의 소스는 일반적으로 작동 메커니즘에 의해 튜브에 더 가까이 또는 더 멀리 이동하는 영구 자석입니다. 리드의 크기가 작기 때문에 이러한 유형의 접점은 일반적으로 평균 수은 스위치보다 낮은 전류 및 전압에서 정격됩니다.

그러나 리드 스위치는 튜브 내부에 튀는 액체가 없기 때문에 일반적으로 수은 접점보다 진동을 더 잘 처리합니다.

"스너버" 회로

스위칭되는 전력이 DC 대신 AC인 경우 범용 스위치 접점 전압 및 전류 정격이 주어진 스위치 또는 릴레이에서 더 크다는 것을 찾는 것이 일반적입니다. 그 이유는 공극을 가로지르는 교류 아크의 자기소화 경향 때문입니다.

60Hz 전력선 전류는 실제로 초당 120번 멈추고 방향을 바꾸기 때문에 아크의 이온화된 공기가 전류 전도를 중지하기에 충분한 온도를 잃을 기회가 많아 다음 전압 피크에서 아크가 다시 시작되지 않습니다. .

반면에 DC는 전자의 연속적이고 중단 없는 흐름으로 에어 갭을 가로질러 호를 훨씬 더 잘 유지하는 경향이 있습니다.

따라서 모든 종류의 스위치 접점은 동일한 값의 교류보다 주어진 값의 직류를 전환할 때 더 많은 마모가 발생합니다.

부하가 상당한 양의 인덕턴스를 가질 때 스위칭 DC의 문제는 과장됩니다. 회로가 열릴 때 스위치의 접점에 매우 높은 전압이 생성되기 때문입니다(인덕터는 다음과 같은 크기로 회로 전류를 유지하기 위해 최선을 다합니다. 스위치가 닫혔습니다).

AC 및 DC 모두에서 다음과 같이 접점과 병렬로 "스너버" 회로(직렬로 배선된 커패시터 및 저항기)를 추가하여 접점 아크를 최소화할 수 있습니다.

접점 개방으로 인한 스위치 접점 전압의 급격한 상승은 커패시터의 충전 동작(전류를 끌어옴으로써 전압 증가에 반대하는 커패시터)에 의해 완화됩니다.

저항은 커패시터가 다시 닫힐 때 접점을 통해 방전하는 전류의 양을 제한합니다. 저항이 없으면 커패시터는 실제로 커패시터 없이 접점을 열 때보다 접점 폐쇄 중 아크를 더 악화시킬 수 있습니다!

이 회로 추가는 접촉 아크를 완화하는 데 도움이 되지만 단점이 없는 것은 아닙니다. 가장 중요한 고려 사항은 전자가 항상 회로를 통해 흐를 수 있는 경로를 제공하는 실패한(단락된) 커패시터/저항 조합 가능성입니다. 접점이 열려 있고 전류가 필요하지 않습니다.

스너버 회로가 없는 증가된 접촉 마모(및 불가피한 접촉 실패)에 대해 이 실패의 위험과 결과적 결과의 심각성을 고려해야 합니다.

DC 스위치 회로에서 스너버를 사용하는 것은 새로운 것이 아닙니다. 자동차 제조업체는 수년 동안 엔진 점화 시스템에서 이 작업을 수행하여 콘덴서 .