کنتاکتور چیست؟

فهرست مطالب

1-کنتاکتور چیست؟

2-اجزاء سازنده کنتاکتور

3- نحوه سیم‌بندی کنتاکتور

4- نحوه کار کنتاکتور

5- انواع کنتاکتور

6- تجهیزات جانبی کنتاکتور

7- مزایا و معایب کنتاکتور

8- کنتاکتور AC و کنتاکتور DC

9- استانداردهای کنتاکتور

10- تفاوت میان کنتاکتور و رله

—————————————————————–

1- کنتاکتور چیست؟

کنتاکتور یک دستگاه کنترل الکترومکانیکی‌است که برای ایجاد یا قطع اتصال بین بار و منبع تغذیه استفاده می‌شود. استفاده از کنتاکتور مشابه رله است.

اما دستگاهی که برای انتقال جریان بیشتر استفاده‌می‌شود به عنوان کنتاکتور و دستگاهی که برای کاربردهای جریان کمتر استفاده‌می‌شود به عنوان رله شناخته‌می‌شود.

یک کنتاکتور بر حسب کاربرد و بار، چندین کنتاکت دارد.

به طور کلی، کنتاکت‌ها معمولاً باز (NO) هستند، و از این رو با قطع شدن بوبین کنتاکتور، بار قطع‌می‌شود.

رایج ترین کاربرد کنتاکتور در استارت‌است که برای روشن و خاموش کردن تجهیزاتی مانند موتور، ترانسفورماتور و غیره استفاده‌می‌شود.

—————————————————————–

2-اجزاء سازنده کنتاکتور

یک کنتاکتور دارای سه قسمت اصلی‌است:

• بوبین
• محفظه یا قاب
• کنتاکت

1)بوبین

بوبین مهمترین جزء یک کنتاکتور‌است که بر روی هسته الکترومغناطیسی پیچیده شده‌است و مانند یک آهنربا الکترومغناطیسی رفتار می‌کند . به طور کلی دارای دو قسمت ثابت و متحرک است که توسط یک فنر متصل شده‌اند.

یک میله که به آرمیچر معروف است به قسمت متحرک نیز متصل‌‌است.

وقتی نیروی بوبین بیشتر از نیروی فنر باشد، هر دو کنتاکت به هم متصل می‌شوند و زمانی که نیروی فنر بیشتر از نیروی بوبین باشد، هر دو کنتاکت از یکدیگر جدا می‌شوند.

مقدار بسیار کمی جریان از طریق فنر از منبع تغذیه یا مدار کنترل خارجی برای تحریک هسته آهنربا عبور می‌کند.

2)محفظه یا قاب

محفظه برای محافظت از قسمت های داخلی کنتاکتور استفاده می‌شود که معمولا از پلاستیک، نایلون 6، سرامیک یا باکلیت ساخته شده‌است و مکانی برای آهنربا و کنتاکت‌ها فراهم می‌کند.

محفظه برای عایق بندی کنتاکت‌ها و محافظت در برابر گرد و غبار، روغن، آب و هوا و سایر خطرات انفجار نیز استفاده‌می‌شود و هنگام روشن بودن از تماس مستقیم با کنتاکت جلوگیری می‌کند.

3)کنتاکت‌ها

کنتاکت تنها مؤلفه ای است که کل جریان بار از آن جاری‌می‌شود. از این رو، جزء بسیار مهم کنتاکتور است.

کنتاکت‌ها به عنوان کنتاکت برق، کنتاکت کمکی و کنتاکت فنر طبقه بندی می‌شوند و دو نوع کنتاکت برق با عنوان کنتاکت ثابت و کنتاکت متحرک وجود دارد.

ماده مورد استفاده برای کنتاکت دارای مقاومت آرک پایدار و مقاومت جوش بالا‌است.

این مواد باید در برابر تنش مکانیکی، فرسایش و آرک مقاومت کنند و از آنجاییکه جریان بار کامل از کنتاکت‌ها عبور می‌کند، مقاومت این مواد تا حد امکان کم‌است.

برای کاربرد جریان کم، این کنتاکت‌ها از اکسید کادمیوم نقره و نیکل نقره و برای کاربرد جریان بالا و جریان DC از اکسید قلع نقره ساخته شده‌اند.

کنتاکت خشک – کنتاکت خیس

—————————————————————–

3- نحوه سیم بندی کنتاکتور

سیم بندی اجزای کنتاکتور به ترتیب زیر است.

1)  ترمینال‌های بوبین

در قسمت جلوی کنتاکتور، دو ترمینال سیم A1 و A2  قرار دارد، که از این طریق می‌توان برق را به بوبین وصل کرد.

ترمینال سیم A1 جایی‌است که سیم سیگنال مثبت و ترمینال سیم A2 جایی‌است که سیم سیگنال منفی وصل‌می‌شود.

بدیهی‌است که در شکل زیر به دلیل اینکه بوبین کنتاکتور با برق 24 ولت DC کار می‌کند،

این ولتاژ به ترمینال ها وصل شده‌است.

برای برخی دیگر از کنتاکتورها، این بوبین ممکن‌است با ولتاژهای مختلف مانند 12 ولت DC یا 220 ولت DC کار کند.

بسته به نوع کنتاکتور، بوبین آن می‌تواند با ولتاژ AC نیز کار کند.

به عنوان مثال، بوبین کنتاکتور ممکن‌است با برق 24، 120 یا 220 ولت AC کار کند. بنابراین قبل از اتصال سیم‌ها به بوبین، ابتدا باید ولتاژ بوبین را بررسی کرد. بیشتر کنتاکتورها، مانند آنچه در شکل داریم، با برق 24 ولت DC کار می‌کنند.

2)  ترمینال‌های کنتاکت‌ها

در طرف دیگر کنتاکتور، شش ترمینال سیم دیگر وجود دارد.

ترمینال های قدرت کنتاکتور در بالا از چپ به راست با L2، L1 و L3 برچسب‌گذاری شده‌اند و همینطور ترمینال‌های قدرت کنتاکتور در پایین از چپ به راست با T2، T1 و T3 برچسب‌گذاری شده‌اند.

ترمینال‌های L2، L1 و L3 و ترمینال‌های T2، T1 و T3  به ترتیب محل اتصال سیم‌های برق به کنتاکتور و اتصال سیم‌های دستگاه ( معمولا موتور الکتریکی) به کنتاکتور هستند.

در ساختار داخلی کنتاکتور، کنتاکت L1 به کنتاکت T1، کنتاکت L2 به کنتاکت T2 و کنتاکت L3 به کنتاکت T3 وصل‌می‌شود.

اغلب کنتاکت‌ها در کنتاکتورهای مختلف  معمولا باز (NO) هستند که در این حالت با خاموش شدن بوبین، دستگاه متصل به ترمینال‌های T1، T2 و T3 برق ندارد و هنگامی‌که بوبین برق دار می‌شود، دستگاه نیز برق خواهد‌داشت.

3)  ترمینال‌های کمکی

همانطور که در شکل مشخص‌است، مجموعه دیگری از ترمینال‌های سیم در قسمت جلویی کنتاکتور وجود‌دارد که با برچسب معمولاً باز (NO) هستند.

شکل زیر یک کنتاکت معمولا باز (NO) ساده‌است که به عنوان یک کنتاکت کمکی شناخته‌می‌شود.

—————————————————————–

4- نحوه کار کنتاکتور

با برق دار شدن بوبین، میدان الکترومغناطیسی ایجاد‌می‌شود.

همانطور که در ساختار کنتاکتور بیان شد، کنتاکت متحرک کنتاکتور به آرمیچر (میله فلزی) آهنربا متصل شده‌است.

هنگامی که یک میدان الکترومغناطیسی تولید می‌شود، آرمیچر با تحمل نیرو به سمت کنتاکت ثابت کشیده‌می‌شود.

در این حالت نیروی تولید‌شده توسط بوبین بیشتر از نیروی فنر‌است و تا زمانیکه انرژی بوبین قطع نشود هر دو کنتاکت در این موقعیت باقی می‌مانند.

هنگامی که انرژی بوبین قطع شود، نیروی الکترومغناطیسی صفر‌می‌شود و آرمیچر در اثر نیروی فنر به عقب کشیده‌می‌شود و به حالت عادی (وضعیت خاموش- OFF) برمی‌گردد.

ورودی بوبین کنتاکتور ممکن‌است AC یا DC باشد یا در برخی موارد از بوبین خاص به عنوان بوبین الکترومغناطیسی استفاده‌شود  و بوبین های خاص در هر دو حالت AC و DC کار می‌کنند.

اغلب، مقدار کمی تلفات توان در کنتاکت‌ها اتفاق می‌افتد که برای کاهش این تلفات از مدار اکونومایزر(economizer) استفاده‌می‌شود.

در حین باز و بسته شدن کنتاکت‌ها، یک آرک بین آن‌ها ایجاد می‌شود.این آرک دمای کنتاکت‌ها را افزایش می‌دهد و ممکن‌است موجب کاهش عمر کنتاکتور شود.به دلیل آرک الکتریکی، گازهای مضر مانند مونو اکسید تولید می‌شوند.از این رو روش های مختلفی برای کنترل و خاموش کردن آرک ها استفاده می‌شود.کنتاکتورها بر اساس جریان و ولتاژ بار، محدوده کنترل ولتاژ، و کاربرد، انتخاب می‌شوند.

اگر می خواهید باز یا بسته بودن اتصال کنتاکت‌ها را بررسی کنید،می‌توانید از اهم متر استفاده کنید.اهم متر را بین کنتاکت‌های ورودی و خروجی وصل کنید،اگر اهم متر بی نهایت را نشان دهد یعنی کنتاکت‌ها باز هستند‌و اگر اهم متر صفر را نشان‌دهد به این معنی‌است که کنتاکت‌ها بسته‌هستند.

به طور خلاصه و ساده، اصل کار کنتاکتور به شرح زیر‌است:

جریان از مدار کنترل خارجی از کنتاکتور عبور می‌کند و هسته آهنربا را تحریک می‌کند.به این ترتیب یک میدان الکترومغناطیسی توسط بوبین ایجاد‌می‌شود که موجب حرکت آرمیچر می‌گردد.یک کنتاکت معمولا بسته (NC)، مدار بین کنتاکت ثابت و کنتاکت متحرک را تکمیل می‌کند.سپس جریان می‌تواند از این کنتاکت‌ها به بار وارد شود.با حذف جریان، انرژی بوبین قطع‌می‌شود و نیروی مغناطیسی به صفر می‌رسد که در این حالت نیروی فنر بیشتر‌بوده و با یه عقب کشیدن آرمیچر، مدار را باز می‌کند. طراحی کنتاکتورها برای عملکرد سریع روشن و خاموش(ON-OFF) مناسب‌است.

ویدیو راه اندازی الکتروموتور بوسیله کنتاکتور 

—————————————————————–

5- انواع کنتاکتور

1)  سوئیچ تیغه چاقو (Knife Blade Switch)

این مدل  قدیمی ترین نوع کنتاکتور است.که برای روشن و خاموش کردن موتورهای الکتریکی استفاده‌شده‌است.این کنتاکتور از یک نوار فلزی با یک اهرم تشکیل شده‌است.اهرم برای بالا و پایین کشیدن نوارهای فلزی استفاده‌می‌شود.این نوع کنتاکتور دستی‌است.روشن و خاموش کردن سریع به صورت دستی نه تنها بسیار دشوار‌است .بلکه موجب فرسوده شدن کنتاکت‌ها نیز‌می‌شود.عمر این کنتاکتور بسیار کوتاه‌است زیرا احتمال خوردگی کنتاکت‌ها در اثر رطوبت نیز وجود دارد.

علاوه براین، استفاده‌از این مدل کنتاکتور مشکلات دیگری نیز به همراه دارد.برای موتورهای بزرگ، جریان بار کامل بسیار زیاد‌است و از آنجا که جریان بار کامل از کنتاکت‌ها عبور می‌کند، بین کنتاکت‌ها آرک  تولید می‌شود که رفع آن بسیار مشکل‌است.مسئله بعدی تلفات توان‌است.از آنجایی که جریان بسیار زیاد‌است،

مقدار زیادی از توان توسط کنتاکت‌ها تخلیه می‌شود. و در آخر مسئله ایمنی مطرح‌است.مشکلات مطرح‌شده نشان می‌دهند‌که :این نوع کنتاکتور نیاز به بهبود دارد.در حال حاضر با توجه به مشکلات و خطرات ناشی از عملیات، این کنتاکتور به ندرت مورد‌استفاده قرار‌می‌گیرد.

2)  کنتاکتور دستی (کنتاکتور دو بریک)

کنتاکتورهای تیغه چاقو معایب زیادی دارند. از این رو، برای غلبه بر این معایب، کنتاکتور دستی اختراع‌شد. این نوع کنتاکتور برای کار با واحد کوچکتر ایمن‌است.کنتاکتور دستی به شما این امکان را می‌دهد که در فضای کوچکتر با جریان بیشتری کار‌کنید. کنتاکت‌های دو بریک اتصال را به گونه ای تقسیم می‌کنند که دو مجموعه از کنتاکت‌ها ایجاد‌می‌شود.همانطور که از نام این کنتاکتور پیداست، امکان کنترل آن از راه دور یا کنترل بی سیم وجود ندارد و باید به صورت دستی کنترل‌شود.بنابراین، اپراتور می‌تواند به صورت دستی آن را روشن و خاموش می‌کند.

3)  کنتاکتور مغناطیسی

طراحی این نوع کنتاکتور در بین سایر انواع کنتاکتور پیشرفته‌ترین‌است. این مدل یک کنتاکتور از نوع الکترومغناطیسی‌است و می‌تواند به طور خودکار کار کند و برای روشن و خاموش کردن بار به مدار کنترل کمتری نیاز‌دارد.بنابراین عملکرد این کنتاکتور در مقایسه با کنتاکتور دستی ایمن‌است.این کنتاکتور بیشترین استفاده را در کاربردهای صنعتی‌دارد و  به صورت الکترومکانیکی عمل می‌کند و از این رو؛ برای برقراری ارتباط بین بار و منبع تغذیه به مقدار بسیار کمی جریان نیاز‌دارد.

—————————————————————–

6- تجهیزات جانبی کنتاکتور

 1)  کنتاکتور کمکی:

این تجهیز به‌صورت جداگانه به کنتاکتور متصل‌می‌شود .

کاربرد آن در مدار فرمان‌است.

کنتاکتورها قابلیت تحمل جریان بالا (۶۰۰ آمپر یا حتی بالاتر ) را دارند که از آن‌ها در مدار قدرت استفاده‌می‌شود درحالیکه طراحی کنتاکتور کمکی برای جریان‌های حداکثر 6 آمپر‌است.

عملکرد تیغه کمکی به این صورت‌است که:

با تحریک بوبین

NO بسته میشود .

NC باز میشود.

کنتاکتورهای کمکی قابلیت نصب از بالا، جلو و بغل را دارند.

شکل زیر : دو نمونه تیغه کمکی با قابلیت نصب از کنار و جلو

 

2)  تایمر:

این تجهیز به عنوان وسیله فرمان‌دهنده در مدارات کنترل اتوماتیک مورد‌استفاده قرار‌می‌گیرد و می‌بایست کنترل مدار را برای مدت زمان معین در دست گیرد.

انواع تایمر

• معمولی
•  روی کنتاکتور

تایمرهای معمولی بدلیل نیاز به سیم‌‌بندی جداگانه موجب افزایش ابعاد می‌شوند.

در حالیکه تایمرهای نصب‌شده بر کنتاکتور نه تنها قابلیت سیم بندی ساده‌تری دارند، بلکه فضای کمتری را نیز در بر می‌گیرند.

 

 

3)  بیمتال:

از این تجهیز به عنوان رله حفاظتی در برابر اضافه بار برای حفاظت از موتورها استفاده‌می‌شود.

شکل زیر قسمت‌های مختلف بی متال را نشان می‌دهد:

—————————————————————–

7- مزایا و معایب کنتاکتور

پس از بررسی انواع کنتاکتور و اجزای آن،

 مزایای آن 

معایب کنتاکتور 

—————————————————————–

8- کنتاکتور AC و کنتاکتور DC

از نظر عملکرد،کنتاکتور برای جداسازی و قطع یا وصل مدار الکتریکی استفاده‌می‌شود.در اصل، کنتاکتورهای AC و DC از نظر کنتاکت‌ها یکسان هستند، اما طراحی بوبین و ولتاژ مورد استفاده آن‌ها متفاوت‌است.

ویژگی کنتاکتور AC به ترتیب زیر‌است:

1) هسته آهنی و آرمیچر آن از ورق‌های فولادی سیلیکونی ساخته‌شده‌اند.

2) یک حلقه اتصال کوتاه هم در آرمیچر متحرک و هم در آرمیچر استاتیک تعبیه شده‌است.

3) دارای کنتاکت‌های اصلی متصل یا جدا‌شده و کنتاکت‌های کمکی با تعداد مختلف‌است،

کنتاکتورهای DC نیز دارای ویژگی‌های زیر‌هستند:

1) در کنتاکتورهای DC هسته آهنی و آرمیچر  به جای ورق فولادی سیلیکونی از مواد جامد ساخته شده‌است.

2) سیم‌پیچ ولتاژ DC، مقدار مقاومت DC بیشتری دارد.

3) دارای کنتاکت‌های اصلی DC و کنتاکت‌های کمکی با تعداد مختلف‌است.

برخی از کنتاکت‌های اصلی دارای دستگاه‌های خاموش‌کننده آرک‌هستند و برخی دیگر دستگاه های خاموش کننده آرک ندارند.کنتاکتورهای DC عمدتاً برای اتصال و قطع بارها در مدارهای DC در مسافت طولانی استفاده می‌شوند.کنتاکتور DC همچنین از مکانیزم الکترومغناطیسی،سیستم اتصال و دستگاه خاموش کننده آرک تشکیل شده‌است.

به عنوان مثال، مکانیسم الکترومغناطیسی از یک هسته آهنی و یک بوبین قابل تعویض و یک آرمیچر تشکیل شده‌است و عمدتاً ساختار snap-fit دارد‌که در اطراف لبه‌ها و گوشه‌ها می‌چرخد.

از آنجایی که جریان عبوری از بوبین قابل تعویض DC‌است، در شرایط عادی، جریان گردابی روی هسته آهنی زمانی که بوبین دارای برق‌است، ایجاد نمی‌شود، در نتیجه هسته آهنی گرما تولید نمی‌کند و هیچ تلفات آهنی ندارد. تعداد دور سیم‌پیچ کنتاکتور ولتاژ پایین DC بسیار بیشتر از سیم‌پیچ کنتاکتور AC‌است، بنابراین مقدار مقاومت سیم‌پیچ کنتاکتور DC بزرگتر‌است به طور کلی، اصل کار کنتاکتور DC دقیقاً مشابه کنتاکتور AC‌است، اما کنتاکتور AC و کنتاکتور DC را نمی‌توان به جای یکدیگر استفاده کرد .

تفاوت بین کنتاکتور AC و کنتاکتور DC را می‌توان از 5 جنبه به شرح ذیل بررسی کرد.

1) هسته الکترومغناطیس کنتاکتور AC از ورق فولادی سیلیکونی ساخته‌شده‌است اما هسته الکترومغناطیس کنتاکتور DC از فولاد نرم ساخته‌شده‌است.

2) هسته الکترومغناطیس کنتاکتور AC معمولا E شکل‌است،در حالی که هسته الکترومغناطیس کنتاکتور DC معمولا U شکل‌است.

3) کنتاکتور AC دارای یک حلقه اتصال کوتاه در انتهای هسته آهنی ساکن (هسته استاتیک)‌است اما کنتاکتور DC بدلیل عدم نیاز، حلقه اتصال کوتاه ندارد.

4) کنتاکتور AC جریان راه اندازی بالایی دارد و حداکثر فرکانس کاری 600 بار در ساعت‌است در حالیکه فرکانس کنتاکتور DC حدود 1200 بار در ساعت‌است.

5) کنتاکتور DC از خاموش کردن آرک مغناطیسی استفاده‌می‌کند و کنتاکتور AC از آرک شبکه به عنوان خاموش‌کننده  استفاده‌می‌کند.

—————————————————————–

9- استانداردهای کنتاکتور

برای کنتاکتورها دو استاندارد وجود دارد:

1)  NEMA  (انجمن ملی تولیدکنندگان برق)

NEMA بزرگترین انجمن تجاری تولید‌کنندگان تجهیزات الکتریکی در ایالات متحده و یک استاندارد آمریکای شمالی‌است.

NEMA با فاکتورهای ایمنی طراحی شده‌اند که فراتر از رتبه‌بندی‌های طراحی (با اندازه بزرگ)، تا 25٪‌است.

کنتاکتورهای NEMA برای موتورهای ولتاژ پایین (کمتر از 1000 ولت) با توجه به اندازه NEMA درجه‌بندی می‌شوند.

اندازه‌های استاندارد کنتاکتور  NEMA ،به صورت 0، 1، 2، 3 تا 9 تعیین می‌شوند.

2)   IEC (کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی)

IEC یک استاندارد جهانی‌است. کنتاکتورهای IEC از کنتاکتورهای NEMA کوچکتر و همچنین ارزانتر هستند.

کاربرد IEC نسبت به NEMA  خاص‌تر‌است و زمانی می‌توان استفاده کرد که شرایط عملیاتی به خوبی درک‌شود. کنتاکتورهای IEC “finger safe” هستند.

در حالی که NEMA به پوشش‌های ایمنی روی ترمینال‌های کنتاکتور نیاز دارد. یکی دیگر از تفاوت‌های اصلی این دو استاندارد این‌است که کنتاکتورهای IEC سریعتر به اضافه بار واکنش نشان می‌دهند، اما کنتاکتورهای NEMA در مقاومت در برابر اتصال کوتاه بهتر هستند. مردم اغلب به اشتباه کنتاکتورهای NEMA را قوی‌تر می‌دانند. در حقیقت، این به دلیل بزرگ بودن طراحی آنها‌است.

—————————————————————–

10- تفاوت میان کنتاکتور و رله

هر دو رله و کنتاکتور کلیدهای الکترومغناطیسی هستند که با هدف ارائه سوئیچینگ و کنترل طراحی شده‌اند.

تفاوت قابل توجه بین رله ها و کنتاکتورها در مقدار حمل بار و ضریب مصرف برق‌است. اساساً رله ها برای کاربردهای ولتاژ یا جریان پایین مناسب هستند. در مقابل، مقدار نامی ولتاژ و جریان در مورد کنتاکتورها نسبتاً زیاد‌است. هم رله ها و هم کنتاکتورها کلیدهایی هستند که به منظور سوئیچینگ بار و کنترل مدار به صورت الکتریکی کار می‌کنند. در رله ها جریان بار حدود 20 آمپر‌است. درحالیکه کنتاکتورها از جریان بار 30، 40 یا 50 آمپر پشتیبانی می‌کنند. جدول زیر مقایسه‌ای بر مبنای پارامترهای مهم این دو کلید صورت گرفته‌است که.

رله‌های حفاظتی موتورهای کوچک وبزرگ

—————————————————————–

محصولات

 کنتاکتور 100 آمپر 55 کیلووات هیوندای بوبین 220VAC

فروش کنتاکتور 130 آمپر 65 کیلووات هیوندای بوبین 220VAC

فروش کنتاکتور 40 آمپر 18/5 کیلووات هیوندای بوبین خاص AC

مقالات

کلید MPCB یا کلید حفاظت موتوری چیست و چه کاربردی دارد

کلیدهای حفاظتی -استفاده‌کلید ACدرDC ,DC درAC

کلید مینیاتوری (فیوز مینیاتوری)