کنتاکتور چیست؟

شناخت مشخصات و نحوه انتخاب کنتاکتور

1,321

 کنتاکتور چیست ؟

کنتاکتور به زبان ساده  یک کلید قطع و وصل کننده الکترومغناطیسی است که توسط جریان الکتریکی عمل قطع و وصل را برای یک مدار قدرت یا فرمان الکتریکی به انجام می رساند . هر کنتاکتور حداقل دارای یک کلید ساده سه فازه است. این کلید اصلی دارای سه کنتاکت است که به آنها کنتاکت های قدرت یا اصلی می گویند . کنتاکتور های الکترو مغناطیسی بر مبنای قوانین الکترومغناطیس کار می کنند.

ساختمان کنتاکتور

در عمل می توان با پیچیدن یک سیم بر روی یک هسته از جنس آهن نرم که دارای پسماند مغناطیسی کمی است یک آهنربای ساده الکتریکی ساخت . با اعمال جریان dc به این سیم پیچ هسته مغناطیس شده و با قطع جریان به حالت اولیه غیر مغناطیس خود بر می گردد .

با این شرایط می توان کلیدی ساخت که توسط اعمال جریان به سیم پیچ ان عمل قطع و وصل را به انجام رساند. با این تفاوت که با  اعمال یک جریان ناچیز به سیم پیچ یا بوبین کنتاکتور تعداد زیادی کنتاکت را قطع و وصل نمود . با اعمال همین جریان ناچیز می توان جریان هایی تا چند صد آمپر قطع وصل نمود .

بنابراین هر کنتاکتور شامل یک بوبین یاسیم پیچ به همراه هسته های آهنی آن به اضافه تعداد تیغه یا کنتاکت است . که در یک مجموعه بسته بندی شده و دارای تعداد ترمینال برای ایجاد اتصال به مدار فرمان و قدرت است .

CONTACTOR
ساختمان و اجزای کنتاکتور

در بسیاری از کاربردهای صنعتی به دلیل الزامات فرآیندی و محیطی نیاز است تا بتوانید تجهیزات الکتریکی از جمله موتور های الکتریکی را از راه دور روشن و خاموش کنیم . برای این منظور می توان از کنتاکتور استفاده نمود.

هر کنتاکتور از دو مدار مجزا برای کارکرد استفاده می کند . این دو مدار شامل مدار قدرت و مدار فرمان می شود .

مدار قدرت بسیار شبیه به هر گلید سه فاز است که کار رساندن جریان سه فاز را به مصرف کننده بر عهده دارد. پلاتین ها و تیغه های آن باید توانایی انتقال جریانی که در مدار جاری است دارا باشد. همچنین توانایی انتقال جریان های لحظه ای زمان راه اندازی را نیز تحمل کند . یاد توجه در کنار کنتاکتور سیم ها و کابل های انتقال قدرت در مدار بایستی متناسب با جریان مصرف کننده تعیین و مشخص گردد.

در اغلب موارد به لحاظ توان و انتقال قدرت مدار فرمان ارتباطی با مدار قدرت ندارد . در مدار فرمان جریان به بوبین یا سیم پیچ کنتاکتور رسانده می شود . کنتاکت ها و پلاتین های مدار فرمان (تیغه های کمکی نامیده می شود) برای جریان محدو و کم طراحی و ساخته می شوند.

سیم پیچ یا بوبین

سیم پیچ یا بوبین کنتاکتور می تواند با جریان متناوب یا مستقیم و جریان و ولتاژ کم تحریک شده و عمل می کند .

شکل زیر نحوه عملکرد و چگونگی تحریک بوبین کنتاکتور را در عالت رها (De-energized) و تحریک شده (energized)  نشان می دهد . زمانی که جریان الکتریکی از مدار کنترل به سیم پیچ کنتاکتور می رسد . در اثر عبور جریان الکتریکی از سیم پیچ میدان مغناطیسی در بوبین ایجاد شده ، سبب ایجاد آهنربای مغناطیسی در هسته بوبین می شود.

این میدان مغناطیسی تولید شده بخش متحرک یا آرمیچر را به سمت هسته ثابت جذب می کند . همزمان این عمل موجب بسته شدن کنتاکت های قدرت می شود . با بسته شدن کنتاکت های قدرت جریان از خط تغذیه به سمت بار جاری می شود .

با بی برق شدن یا قطع جریان بوبین میدان مغناطیسی از میان رفته و کنتاکت های متحرک تحت فشار و عکس العمل فنر از یک دیگر جدا شده و باز می شوند. در این حالت جریان با قطع خواهد شد.

CONTACTOR SIMPEL
ساختمان کنتاکتور
CONTACTOR OPERATION
عملکرد کنتاکتور

مدار فرمان و قدرت

مدار شماتیک زیر شامل مدار قدرت و فرمان است که در مدار فرمان چگونگی اتصال  و شکل تحریک بوبین کنتاکتور را مشخص کرده است .

COTACTOR-DIAGRAM
مدار فرمان کنتاکتور
POWER-DIAGRAM CONTACTOR
مدار قدرت کنتاکتور

کنتاکت های قدرت با شماره 1و 2 ،3و4 ،5و6 دو سمت کنتاکت های سه فاز قدرت هستند . این کنتاکت ها بین خط تغذیه سه فاز و موتور (مصرف کننده) در مدار بسته می شوند .

با بسته شدن شاستی یا کلید  I   S11  – بوبین کنتاکتور -Q11 از طریق پایه های A1 و A2 تحریک می شود . همزمان کنتاکت کمکی با شماره پایه های 13 و 14 مربوط به کنتاکتور نیز بسته می شود این امر باعث می شود پس قطع شاستی I مسیر جریان برای تحریک بوبین همچنان بر قرار باشد.

و بوبین در حالت تحریک باقی بماند . به کنتاکت کمکی در این مدار خود نگهدار می گویند. با فشردن شاستی 0 از کلید –S11 مسیر جریان مدار تحریک بوبین کنتاکتور قطع شده باعث قطع مدار مصرف کننده می شود .

مشخصات کنتاکتور

هر کنتاکتور دارای مشخصاتی در زمینه های  الکتریکی، حرارتی ومکانیکی است که شامل موارد زیر

است:

  • ولتاژ نامی
  • جریان نامی
  • انرژی مصرفی
  • درجه حرارت کار
  • جریان حرارتی
  • تعداد تیغه ها
  • زمان قطع ووصل
  • عمر مکانیکی
  • نرم یا استاندارد

ولتاژ نامی

کنتاکتور به هر صورت ممکن است در مدار ها شبکه های برق با ولتاژ و فرکانس مختلف بکا برده شود . بر این اساس باید قطعات و بخش های مختلف آن از نظر عایقی توانایی تحمل ولتاز و فرکانس آن شبکه را دارا باشد. این ولتاژ باید از ولتاژی که کنتاکتور در آن سطح ولتاژ باید کار کند کمتر باشد . به عنوان مثال ولتاژ شبکه 400 ولتی کنتاکتور با ولتاژ نامی 600 استفاده می شود.

جریان نامی

به لحاظ منطقی و کاربردی شکل و حجم کنتاکتور مثل هر وصله قطع و وصل دیگر یا کلید باید با جریانی که آن را قطع و وصل می کند تناسب داشته باشد. از طرفی نوع بار متصل به کنتاکتور نیز از اهمیت بالایی بر خوردار است .

به عنوان مثال یک کنتاکتور با جریان نامی 63 آمپر که جهت راه اندازی یک موتور القایی روتور قفسی (با القایی) مورد استفاده قرار دارد . توانایی انتقال جریان بالاتری برای یک بار اهمی مانند یک هیتر یا روشنایی دارد (جریانی حدود 80 آمپر)

انرژی مصرفی

بوبین هر نوع کنتاکتور را می توان جهت کار با سطوح ولتاژ مختلف از 12 ولت جریان dc تا 500 ولت جریان AC طراحی کرد. البته برای عملکرد بوبین بهتر است به آن جریان DC اعمال شود. به همین علت در انواعی از کنتاکتورها جریان AC شبکه را توسط یکسو ساز ها به DC تبدیل نموده سپس برای مصرف به بوبین کنتاکتور اعمال می کنند.

CONTACTOR-COMMAND-VOLTAGE
ولتاژ مدار فرمان کنتاکتور

به جهت عبور جریان از بوبین کنتاکتور بوبین خود به عنوان یک مصرف کننده حدی از توان الکتریکی را مصرف کرده و به صورت گرما این انرژی در کنتاکتور ایجاد می شود.

یک کنتاکتور خوب بایستی دارای کمترین میزان مصرف داخلی باشد . برای کاهش مصرف داخلی می توان از یک مقاومت که در زمان تحرک و  عمل کردن کنتاکتور یا سیم پیچ بوبین سری می شود .

سبب کاهش جریان بوبین شده به این ترتیب توان حرارتی آن کاهش پیدا می کند . سر این مقاومت توسط تیغه ای از خود کنتاکتور اتصال کوتاه است.

بعد از اینکه جریان به بوبین کنتاکتور اعمال شد ، این تیغه که قبلا بسته بود، باز می شود و مقاومت را سر راه بوبین قرار داده و سبب کاهش جریان عبوری از بوبین می شود.

RESISTOR-SERIES-COIL
مقاومت سری با بوبین کنتاکتور

درجه حرارت کار

مهم وسایل و تجهیزات الکتریکی از جمله کنتکتور ، برای کار در درجه حرارت معینی از محیط طراحی و ساخته می شوند. معمولا این درجه حرارت بازه ای بین 20-  تا 60+ درجه سانتی گراد است .

توجه داشته باشیر که مشخصات حرارتی بستگی مستقیم به جنس مواد سازنده  و کیفیت ساخت کنتاکتور دارد .

جریان حرارتی

این جریان به مفهوم حداکثر جریانی است که در اثر عبور آن جریان به کنتاکتور آسیبی نمی رسد .

عدد این جریان معمولا بر روی پلاک مخصات کنتاکتور قید می شود . این عدد بزرگتر جریان نامی کنتاکتور است .

این جریان برای زمان کوتاه در محدوده یک ثانیه تعیین می شود . کاربرد این جریان برای انتخاب کناتکتور و تعیین مشخصات آن با توجه به وضعیت اتصال کوتاه در مدار است .

تعداد تیغه ها

هر کنتاکتور دارای دو نوع از تیغه یا کنتاکت است .

تیغه یا کنتاکت اصلی : این کنتاکت ها برای قطع و وصل مدار قدرت و بار مورد استفاده است . معمولا دارای سه تیغیه است . ولی انواع چهار و پنج تیغه آن نیز وجود دارد.

تیغه های فرعی یا کمکی : این تیغه به صورت کلی به دو نوع باز و بسته دسته بندی می شوند . منظور از باز و بسته شرایط کنتاکت یا تیغه در حالت بدون تحریک بودن یا De-energized است که به آن ها normally open (no ) برای تیغه باز normally closed(nc) است .

همچنین این تیغه ها ممکن است دارای ویژه گی های خاص مانند وصل شدن زودتر از سایر کنتاکت ها و قطع شدن بعداز سایر کنتاکت ها را داشته باشد .

در مواردی این تیغه به عنوان لوازم جانبی کنتاکتور محسوب می شوند . که قابل اتصال و افزودن به کنتاکتور هستند .

تیغه های کمکی کنتکتور ظریفتر تیغه های اصلی هستند و برای تحمل جریان محدود و کم در مدارات فرمان قابل استفاده هستند.

تعداد تیغه های اصلی و کمکی در یک کنتاکتور جزء مشخصه های مهم برای انتخاب کنتاکتور محسوب می شود.

 

زمان قطع ووصل

زمان عملکرد یک کنتاکتور برای قطع و وصل به عنوان زمان عملکرد هر کنتاکتور گفته می شود .

این زمانی مدت زمانی است که طول می کشد تا تیغه های کنتاکتور باز یا بسته شوند . در زمان طراحی و ساخت سعی می شود .

این زمان کمترین مقدار ممکن باشد تا زمان عملکرد یا زمان گذار کمتر طول بکشد .

اضافه شدن این زمان موجب تولید جرقه در کنتاکت ها خصوصا در زمان باز شدن می شود و در دراز مدت باعث آسیب و کاهش طول عمر کنتاکتور خواهد شد .

عملا کنتاکتور را طوری طراحی می کنند .  این زمان زیر 20 میلی ثانیه اتفاق بی افتد .

البته لازم به ذکر الویت عملکرد در تیغه های کنتاکتور نیز بر اساس منطق مدارت فرمان و کنترل مطرح است بر این اساس ترتیب عملکرد کنتاکت های مختلف در کنتاکتور به ترتیب زیر است .

  1. باز شدن کنتاکت کمکی بسته
  2. بسته شدن کنتاکت کمکی باز
  3. بسته شدن کنتاکت اصلی

عمر مکانیکی

کنتاکتور مانند هر وسیله الکترو مکانیک بواسطه دارا بودن قطعات مکانیکی به مرورزمان فرسوده می شود . به این زمان عمر مکانیکی کنتاکتور گفته می شود. زمان عمر مکانیکی را معمولا بر حسب تعداد کورس باز و بسته شدن یا قطع و وصل کنتاکتور مشخص می کنند. بر اساس استاندارد های متعارف تعداد قطع و وصل کنتاکتور ها اعدادی بین 2 تا 4 میلیون بار قرار می گیرد . توجه داشته باشید جریان و ولتاژ اعمال به کنتاکتور نیز در این عدد بسیار موثر است .

نرم یا استاندارد کنتاکتور

همه کنتاکتور ها بر مبنای استاندارد های مشخصی طراحی و ساخته می شوند تعدادی از این استاندارد ها به شرح زیر است .

 

کنتاکتورها با استانداردهای مشخصی ساخته می شوند.این استانداردها بصورت زیراست.

  1. VDE DIN استاندارد آلمانی
  2. UTE NF استاندارد فرانسوی
  3. B.S استاندارد انگلیسی
  4. GSA Global Supply Standards استاندارد کانادا
  5. IEC استاندارد کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.