کنتاکتور چیست؟چه کاربردهایی دارد؟
یکی از اصلی ترین و پرکاربردترین تجهیزات برق صنعتی است که در صنعت و اتوماسیون صنعتی کاربرد بسیاری دارد.
کنتاکتور یک سوییچ (رله) کنترل شده ی الکتریکی است که برای کلید زنی مدار الکتریکی قدرت استفاده می شود.
کنتاکتور معمولاً توسط مداری کنترل می شود که قدرت بسیار پایین تری نسبت به مدار کلید زده شده دارد،
مثل آهنربای الکتریکی سیم پیچ ۲۴ ولتی که سوییچ موتور ۲۳۰ ولتی را کنترل می کند.
کنتاکتور چیست؟
به تعریف ساده تر کنتاکتورها کلیدهای الکترو مغناطیسی هستند که با استفاده از یک جریان کوچک تر،
یک جریان بزرگتر را قطع و وصل می کنند. این فرآیند به این شکل می باشد که یک جریان کوچک به کنتاکتور فرستاده می شود
و کنتاکتور متوجه می شود که الان باید کلید داخلی خود را در حالت روشن قرار دهد
و وقتی که آن جریان کوچک قطع شد، کنتاکتور متوجه می شود که الان باید کلید داخلی خود را در حالت قطع قرار دهد.
کنتاکتورها در اَشکال متعددی با ظرفیت ها و ویژگی های متنوع وجود دارند.
برعکس فیوز یا مدارشکن (Circuit breaker) ، هدف کنتاکتور ایجاد اختلال در جریان اتصال کوتاه نیست.
گستره ،کنتاکتورها،جریان شکست (breaking current) چند آمپر تا چند هزار آمپر و ۲۴ ولت DC تا چندین کیلوولت را در بر می گیرد.
اندازه فیزیکی کنتاکتورها از دستگاهی به قدر کافی کوچک که در یک دست جا شود
تا دستگاه هایی بزرگ که یک ضلع آن ها تقریباً یک متر (یارد) باشند متغیر است.
کنتاکتورها برای کنترل موتورهای الکتریکی، نورپردازی، گرمایش، بانک های خازنی،
تبخیرکننده های حرارتی و سایر بارهای الکتریکی استفاده می شوند.
(در آزمایشات نیمه رسانا، ممکن است کنتاکتور به سوکت مخصوصی که دستگاه تحت آزمایش را متصل می کند نیز اطلاق شود.
در صنایع تولید فرایند، کنتاکتور مجرایی است که دو جریان، مثلاً هوا و مایع، در
آن باهم تعامل می کنند، کنتاکتور گاز-مایع را ببینید.)
ساختار کنتاکتور
کنتاکتور دارای سه جزء است:
- کنتاکت ها بخشی از کنتاکتور هستند که جریان را حمل می کنند.
- این بخش شامل کنتاکت های توان، کنتاکت های کمکی و فنر های کنتاکت می شود.
- آهنربای الکتریکی (یا “کوئل”) نیروی محرکه را برای بستن کنتاکت ها تامین می کند.
- محفظه، قابی است که کنتاکت ها و آهنربای الکتریکی را در خود جای داده است.
- برای عایق بندی و محافظت، و نیز بدست آوردن سنجشی از میزان مقاومت
- در برابر تماس افراد با کنتاکت ها، محفظه را از مواد عایق مثل باکالیت،
- نایلون ۶ و پلاستیک های ترموست درست می کنند. کنتاکتورهای قاب-باز، ممکن است محفظه ای دیگر
- نیز برای محافظت در برابر غبار، چربی، آب و هوا و خطر انفجار داشته باشند.
کنتاکتور چیست؟
کنتاکتور از دو هسته E شکل که یکی ثابت و دیگری متحرک است، تشکیل می شود.
در میان هستۀ ثابت یک سیم پیچ قرار دارد که با عبور جریان از آن نیرویی ایجاد می شود
که هسته متحرک را به هستۀ ثابت متصل میکند. با حرکت هستۀ متحرک، تعدادی کنتاکت باز،
بسته و تعدادی کنتاکت بسته، باز خواهند شد. رابطه نیروی کششی مغناطیسی کنتاکتورها عبارت است از :
F = Fm sin2 ωt
نکته ۱: در هستۀ کنتاکتورهای AC برای جلوگیری از لرزش ناشی از فرکانس از یک حلقۀ اتصال کوتاه شده
مانند آنچه که در موتورهای با قطب چاکدار وجود دارد، استفاده می شود.
با القای ولتاژ در حلقۀ اتصال کوتاه، جریانی از آن خواهد گذشت و
این جریان شاری را تولید می کند که با شار اصلی ۹۰ درجه اختلاف فاز دارد و باعث می شود
در هسته دائماً شار وجود داشته باشد و نیروی دائمی دو بخش ثابت و متحرک هسته را به هم متصل نگه دارد.
مزایای استفاده از کنتاکتورها نسبت به کلیدهای دستی صنعتی عبارتند از :
۱- امکان کنترلی مصرف کننده از راه دور
۲- کنترل مصرف کننده از چند محل
۳- امکان طراحی مدار فرمان اتوماتیک برای مراحل مختلف کار مصرف کننده
۴- سرعت قطع و وصل زیاد و کم بودن استهلاک کلید
۵- از آنجا که در کنتاکتورها در هنگام قطع و وصل کنتاکتها بر روی هم ساییدگی مکانیکی ندارند
لذا عمر مکانیکی آنها نسبت به سایر کلیدها بیشتر است
۶- هنگام قطع برق، مدار مصرف کننده به وسیلۀ کنتاکتور قطع می شود و
شروع به کار دستگاه نیاز به استارت مجدد دارد.
در نتیجه از خطرات وصل ناگهانی دستگاه جلوگیری به عمل می آید
۷- از نظر حفاظتی نیز کنتاکتورها مطمئن تر بوده، دارای حفاظت مناسبتر و کامل تر هستند.
جریان های نامی کنتاکتور
در هر کنتاکتور، جریانهای نامی مختلفی تعریف می شود. این جریانها عبارتند از
جریان دائمی: این جریان با Ith2 نشان داده می شود و جریانی است که در شرایط کار عادی،
در زمانی نا محدود و بدون قطع شدن از کنتاکتها عبور نموده،
حرارت غیر مجاز تولید نکند و لزومی به تعمیر و سرویس کنتاکتور نیز احساس نشود.
جریان هفتگی: این جریان با Ith1 نشان داده می شنود و جریانی است که در
شرایط نرمال و با هفته ای یکبار اتصال از کنتاکتها عبور کرده و تغییری در خصوصیات کنتاکتور به وجود نیاورد.
جریان شیفتی (هشت ساعتی) : این جریان با Ith نشان داده می شود و جریانی است
که در شرایط کار نرمال و با یکبار اتصال در هر هشت ساعت (یک شیفت کاری) از کنتاکتها می گذرد
جریان اتصال کوتاه: مقدار ماکزیمم جریان در لحظه اتصال کوتاه که ممکن است باعث آسیب در کنتاکتور شود
به جریان اتصال کوتاه ضربه ای معروف است.
(Is) همچنین مقدار مؤثر جریان اتصال کوتاه که کلید برای مدت یک ثانیه قادر به تحمل آن است،
جریان یک ثانیه ای یا جریان نامی زمان کم نامیده می شود و با Ith (Is) مشخص می گردد.
ولتاژ های نامی
کنتاکتور ولتاژهای نامی تعریف برای هر کنتاکتور عبارتند از
ولتاژ کار نامی: این ولتاژ که با Ue نشان داده می شود مربوط به کنتاکتها بوده و مقدار ولتاژی است
که کنتاکتها با جریان نامی Ie در آن به کار گرفته می شوند.
این ولتاژ، توانایی قطع و وصل، نوع و محل استفاده کنتاکتور را مشخص می کند
ولتاژ عایقی نامی: این ولتاژ که با Ui نشان داده می شود،
ولتاژی است که استحکام عایقی بین کنتاکتها را نشان می دهد.
ولتاژهای نامی تغذیه بوبین: این ولتاژ که با Ue نشان داده می شود ولتاژی است
که باید به بوبین کنتاکتور اتصال یابد تا کنتاکتور عملکرد داشته باشد.
نکته ۲ : ولتاژ کنتاکتورهای صنعتی از ۲۲۰ ولت تا ۶۶۰ ولت و کنتاکتهای اصلی آنها برای جریان ۹ A تا ۲۷۵۰A
(مجهز به رادیاتورهای خفه کننده جرقه در موقع قطع و وصل) ساخته می شوند.
نکته ۳ : ولتاژ تغذیه بوبین کنتاکتورها متفاوت بوده و از ۲۴ تا ۳۸۰ ولت ساخته می شوند.
در اکثر کشورهای صنعتی برای حفاظت بیشتر، تغذیه بوبین کنتاکتورها را زیر ولتاژ حفاظت شده
(۶۵ ولت) انتخاب می کنند و یا برای تغذیۀ مدار فرمان از ترانسفورماتور جدا کننده استفاده می کنند.
قابلیت قطع و وصل و طول عمر کنتاکتور
سرعت قطع و وصل کنتاکتورها در زیر بار را می توان بدون آنکه آسیبی به آنها برسد
با طراحی و انتخاب مناسب با ۳۰۰۰ بار در مدت افزایش داد.
تعداد دفعات قطع و وصل کنتاکتور (هر قطع و وصل یک بار) عمر مکانیکی نامیده می شود.
طول عمر مکانیکی با حروف از A تا F که اصطلاحاً کلاس کلید نامیده می شود مشخص می شود
حرف A تعداد ۱۰۳ بار قطع و وصل، حرف B تعداد ۱۰۴ بار، C تعداد ۱۰۵ بار،
D تعداد ۱۰۶ بار، E تعداد ۱۰۷ بار وF تعداد ۱۰۸ بار قطع و وصل را نشان می دهد.
نکته ۴ : بعد از حروف کلاس کلید ممکن است عددی به عنوان ضریب قرار گیرد مثلاً E3 برای طول عمر ۳×۱۰۷ بار قطع و وصل به کار می رود.
انواع کنتاکتور و کاربرد آنها
کنتاکتورها براساس ظرفیت، قدرت و بار قابل استفاده، دسته بندی میشوند که در ادامه به انواع کنتاکتور اشاره خواهیم کرد:
کنتاکتور تیغه چاقویی
این وسیله به عنوان یکی از قدیمی ترین کنتاکتورها شناخته میشود که معمولا در موتور برق ها مورد استفاده قرار میگرفت. این وسیله از یک تیغه و یک اهرم تشکیل شده که با استفاده از اهرم، مدارهای فلزی آن بالا و پایین میشود.
کنتاکتور دستی
این سوئیچ این امکان را به افراد میدهد که در فضاهای کوچک نیز از جریان های بالا برخوردار باشند.
کنتاکتور مغناطیسی
در مقایسه با انواع کنتاکتورها، کنتاکتور مغناطیسی به عنوان یکی از پیشرفته ترین سوئیچ ها شناخته میشود.
در این نمونه از کنتاکتور تمام مشکلات نسخه های قبلی رفع شده است و حتی قابلیت کنترل از راه دور را نیز دارد.
این کنتاکتور قابلیت این را دارد که به صورت خودکار روشن و یا خاموش شود، بدون اینکه نیازی باشد انسان دخالت کند.
به دلیل اینکه این سوئیچ ها به صورت الکترومکانیکی فعالیت میکنند نیاز زیادی به منبع تغذیه ندارند و جریان کمی را دریافت میکنند.
قدرت قطع کنتاکتور
به منظور انتخاب کنتاکتور مناسب برای مصرف کننده های مورد نظر باید
به مشخصات توان، ولتاژ، جریان و ضریب قدرت باری که کنتاکتور مجاز است به آن وصل شود، توجه کرد.
همچنین کنتاکتهای کنتاکتور باید تحمل جریان راه اندازی،
جریان دائمیو جریانهای اتصال کوتاه لحظه ای پیش آمده را نیز داشته باشند.
قدرت کنتاکتهای کنتاکتور در تحمل قوس الکتریکی ناشی از قطع کنتاکتها را قدرت فزع کنتاکتو ر می نامند.
مشخصات بیان شده در بسیاری از موارد بر روی بدنۀ کنتاکتور یا در کاتالوگ آن نوشته می شوند.
برای راحتی کار انتخاب کنتاکتور، طبقه بندی خاصی را برای کنتاکتورها در نظر می گیرند،
این طبقه بندی بر اساس نوع جریان و موارد کاربرد انجام می شود.
فروشگاه اینترنتی هایپر کاپاسیتور
نوع جریان |
استاندارد و طبقه بندی کنتاکتور |
مورد استفاده |
AC |
AC1 |
باراهمی- بار غیر سلفی یا باخاصیت سلفی ضعیف- گرم کن برقی توان حدود COSΦ=۰/۹۵ |
AC2 |
برای راه اندازی موتورهای آسنکرون روتور سیم پیچی، بدون ترمز جریان مخالف، جریان راه اندازی بستگی به مقاومت مدار روتور دارد. |
|
‘AC2 |
برای راه اندازی موتور آسنکرون روتور سیم پیچی با ترمز جریان مخالف |
|
AC3 |
برای راه اندازی موتور آسنکرون روتور قفسه ای- هنگام قطع جریان نامی از تیغه های کنتاکتور عبور می کند- تحمل جریان راه اندازی ۵ تا ۷ برابر جریان نامی |
|
AC4 |
برای راه اندازی موتور آسنکرون روتور قفسه ای- به کار بردن ترمز جریان مخالف- تغییر جهت گردش الکترو موتور روتور قفسه ای- تعداد دفعات قطع و وصل در فواصل زمانی اندک |
|
AC11 |
کنتاکتور کمکی- کنتاکتور فرمان بدون داشتن کنتاکت قدرت کوپل مغناطیسی – استفاده فقط در مدار فرمان |
|
DC |
DC1 |
بار اهمی – بار غیر سلفی یا با خاصیت سلفی ضعیف – گرم کن برقی |
DC2 |
راه اندازی موتور شنت- قطع کردن موتور هنگام کار |
|
DC3 |
برای راه اندازی موتور شنت با تعداد دفعات قطع و وصل زیاد در فواصل زمانی اندک- مدار ترنر |
|
DC4 |
راه اندازی موتور سری – قطع موتور هنگام کار |
|
DC5 |
راه اندازی موتور سری با تعداد دفعات قطع و وصل زیاد ، در فواصل زمانی اندک- تغییر جهت گردش موتور- مدار ترنر |
|
DC11 |
کنتاکتور کمکی – کنتاکتور فرمان – کوپل مغناطیسی |