کنتاکتور وسیله ای الکتریکی است که برای روشن یا خاموش کردن مدار الکتریکی استفاده می شود. نوع خاصی از رله در نظر گرفته می شود. با این حال، تفاوت اساسی بین رله و کنتاکتورها این است که کنتاکتور در برنامه هایی با ظرفیت حمل جریان بالاتر استفاده می شود، در حالی که رله برای کاربردهای جریان کمتر استفاده می شود.
کنتاکتورها
کنتاکتورها را می توان به راحتی در زمین نصب کرد و از نظر اندازه جمع و جور هستند. به طور کلی، این دستگاه های الکتریکی دارای چندین تماس هستند. این کنتاکت ها در بیشتر موارد به طور معمول باز هستند و زمانی که سیم پیچ کنتاکتور روشن می شود، توان عملیاتی را برای بار تامین می کنند. بیشتر برای کنترل موتورهای الکتریکی استفاده می شوند.
کنتاکتورها انواع مختلفی دارند و هر نوع مجموعه ای از ویژگی ها، قابلیت ها و کاربردهای خاص خود را دارد. کنتاکتورها می توانند جریان را در طیف وسیعی از جریان ها، از چند آمپر تا هزاران آمپر، و ولتاژ از 24 VDC تا هزاران ولت، قطع کنند. علاوه بر این، این دستگاه های الکتریکی در اندازه های مختلف، از ابعاد دستی گرفته تا اندازه هایی به اندازه یک متر یا حیاط در یک طرف (تقریبا) عرضه می شوند.
رایج ترین ناحیه کاربرد کنتاکتور، بار جریان بالا است. کنتاکتورها به دلیل توانایی خود برای کنترل جریان های بیش از 5000 آمپر و قدرت بالای بیش از 100 کیلو وات شناخته شده اند. جریان های سنگین موتور در هنگام قطع شدن، قوس تولید می کنند. این قوس ها را می توان با استفاده از کنتاکتور کاهش داد و کنترل کرد.
قطعات کنتاکتورها
سه جزء اصلی کنتاکتور عبارتند از:
سیم پیچ یا الکترومغناطیس
این مهمترین جزء یک کنتاکتور است. نیروی محرکه ای که برای بستن کنتاکت ها لازم است توسط سیم پیچ یا آهنربای الکتریکی کنتاکتور تامین می شود. سیم پیچ یا آهنربای الکتریکی و کنتاکت ها توسط یک محفظه محافظت می شوند.
محفظه
دقیقاً مانند محفظه های مورد استفاده در هر برنامه دیگری، کنتاکتورها نیز دارای یک محفظه هستند که عایق و محافظت در برابر تماس پرسنل با کنتاکت ها را فراهم می کند. محفظه محافظ از مواد مختلفی مانند پلی کربنات، پلی استر، نایلون 6، باکلیت، پلاستیک های ترموست و غیره ساخته شده است. به طور کلی، کنتاکتور قاب باز دارای یک محفظه اضافی است که از دستگاه در برابر آب و هوای بد، خطرات انفجار، گرد و غبار و روغن محافظت می کند.
کنتاکت ها
این یکی دیگر از اجزای مهم این دستگاه الکتریکی است. وظیفه حمل جریان کنتاکتور توسط کنتاکت ها انجام می شود. انواع مختلفی از کنتاکت ها در کنتاکتور وجود دارد که عبارتند از فنرهای تماسی، کنتاکت های کمکی و کنتاکت های برق. هر نوع تماس نقشی جداگانه دارد.
نحوه عملکرد کنتاکتورها
اصول عملکرد یک کنتاکتور: جریانی که از کنتاکتور می گذرد، آهنربای الکتریکی را تحریک می کند. آهنربای الکتریکی برانگیخته میدان مغناطیسی تولید می کند و باعث می شود که هسته کنتاکتور آرمیچر را به حرکت درآورد. یک کنتاکت معمولی بسته (NC) مدار بین کنتاکت های ثابت و کنتاکت های متحرک را کامل می کند.
این اجازه می دهد تا جریان از این کنتاکت ها به بار عبور کند. هنگامی که جریان حذف می شود، سیم پیچ برق گرفته می شود و مدار را باز می کند. کنتاکت کنتاکتورها به دلیل عملکرد سریع باز و بسته شدنشان شناخته می شوند.
انواع مختلف دستگاه های کنتاکتور
سوئیچ تیغه چاقو
سوئیچ تیغه چاقو قبلاً در اواخر دهه 1800 مورد استفاده قرار گرفت. احتمالاً این اولین کنتاکتوری بود که برای کنترل (راه اندازی یا توقف) موتورهای الکتریکی استفاده شد. سوئیچ از یک نوار فلزی تشکیل شده بود که روی یک کنتاکت می افتاد. این سوئیچ دارای اهرمی برای پایین کشیدن سوئیچ یا بالا بردن آن بود. در آن زمان، باید سوئیچ تیغه چاقو را با ایستادن در کنار آن در حالت بسته قرار می داد.
با این حال، مشکلی در این روش تغییر وجود داشت. این روش باعث می شد که کنتاکت ها به سرعت فرسوده شوند، زیرا باز و بسته کردن دستی سوئیچ به اندازه کافی سریع برای جلوگیری از قوس شدن مشکل بود. در نتیجه، کلیدهای مسی نرم دچار خوردگی شدند که بیشتر آنها را در برابر رطوبت و کثیفی آسیب پذیر کرد.
عمر کوتاه کنتاکت ها
با گذشت سالها، اندازه موتورها افزایش یافت که بیشتر نیاز به جریانهای بزرگتر برای کارکرد آنها را ایجاد کرد. این امر خطر فیزیکی بالقوه ای را برای راه اندازی چنین سوئیچ های حامل جریان بالا ایجاد کرد و در نتیجه منجر به یک نگرانی جدی ایمنی شد. علیرغم انجام چندین پیشرفت مکانیکی، سوئیچ تیغه چاقو به دلیل مشکلات و خطرات مربوط به عملکرد خطرناک و عمر کوتاه کنتاکت ها نمی تواند به طور کامل توسعه یابد.
کنترل کننده دستی
از آنجایی که استفاده از سوئیچ تیغه چاقو به طور بالقوه خطرناک شد، مهندسان یک دستگاه کنتاکتور دیگر را ارائه کردند که تعدادی ویژگی را ارائه می داد که در سوئیچ تیغه چاقو وجود نداشت. از این دستگاه به عنوان کنترل کننده دستی یاد می شد. این ویژگی ها عبارت بودند از:
- ایمن برای کار کردن
- واحد غیر در معرض، که به درستی محصور شده است
- اندازه فیزیکی کوچکتر
کنتاکت های تک شکسته با کنتاکت های دوتایی جایگزین شدند
همانطور که از نام آنها پیداست، کنتاکت های دوتایی می توانند مدار را در دو مکان به طور همزمان باز کنند. بنابراین، حتی در فضای کوچکتر، به شما امکان می دهد با جریان بیشتری کار کنید. کنتاکت‌های دوبریک، اتصال را به ترتیب تقسیم می‌کنندh به روشی که دو مجموعه از مخاطبین را تشکیل می دهد. سوئیچ یا دکمه کنترل دستی از راه دور کار نمی کند و به طور فیزیکی به کنترلر متصل است.
هنگامی که کنترل کننده دستی توسط اپراتور فعال شود، مدار قدرت درگیر می شود. پس از فعال شدن، الکتریسیته را به بار می برد. به زودی کنتاکتورهای دستی به طور کامل جایگزین سوئیچ های تیغه چاقو شدند و حتی امروزه نیز از انواع مختلفی از این نوع کنتاکتورها استفاده می شود.
کنتاکتور مغناطیسی
کنتاکتور مغناطیسی نیازی به دخالت انسان ندارد و به صورت الکترومکانیکی عمل می کند. این یکی از پیشرفته ترین طراحی های کنتاکتور است که می توان از راه دور کار کرد. بنابراین، به از بین بردن خطرات مربوط به کار دستی آن و قرار دادن پرسنل عملیاتی در خطر بالقوه کمک می کند. فقط مقدار کمی جریان کنترلی توسط کنتاکتور مغناطیسی برای باز یا بسته شدن مدار مورد نیاز است. این رایج ترین نوع کنتاکتور مورد استفاده در کاربردهای کنترل صنعتی است.
طول عمر یک کنتاکتور
طول عمر یک کنتاکتور یا “عمر کناکت” آن یکی از بزرگترین نگرانی های یک کاربر است. طبیعی است که کنتاکت ها با دفعات بیشتری باز و بسته می شوند، عمر کنتاکتور کاهش می یابد. باز و بسته شدن کنتاکت ها یک قوس الکتریکی ایجاد می کند که گرمای اضافی تولید می کند. ادامه تولید این قوس ها می تواند به سطح تماس آسیب برساند.
علاوه بر این، قوس‌های الکتریکی باعث ایجاد حفره‌ها و علائم سوختگی می‌شوند که در نهایت کنتاکت‌ها را سیاه می‌کند. با این حال، رسوب سیاه یا اکسید روی کنتاکت‌ها باعث می‌شود که آنها حتی توانایی بیشتری برای هدایت برق کارآمد داشته باشند. با این وجود، هنگامی که کنتاکت ها تا حد زیادی فرسوده و خورده می شوند، لازم است آنها را تعویض کنید.
بنابراین، هرچه تماس سریعتر بسته شود، قوس سریعتر خاموش می شود. این به نوبه خود به افزایش عمر تماس کمک می کند. آخرین نسخه های کنتاکتور به گونه ای طراحی شده اند که بسیار سریع و با انرژی بسته می شوند. این باعث می‌شود که آنها به یکدیگر ضربه بزنند و در حین برگشت، یک حرکت جهشی ایجاد کنند. این عمل به عنوان تماس پرش شناخته می شود. پدیده جهش تماسی یک قوس ثانویه ایجاد می کند. بستن سریع کنتاکت ها نه تنها مهم است، بلکه کاهش پرش تماس نیز مهم است. این به کاهش سایش و قوس ثانویه کمک می کند.
NEMA در مقابل IEC
برای کنتاکتورها دو استاندارد وجود دارد:
NEMA (انجمن ملی تولیدکنندگان برق)
بزرگترین انجمن تجاری تولید کنندگان تجهیزات الکتریکی در ایالات متحده NEMA است. NEMA تولیدکنندگان را تشویق کرد تا اندازه‌های فریم را استاندارد کنند تا به کاربران امکان دهد با اطمینان قطعات الکتریکی را از تولیدکنندگان مختلف بدون دردسر و ارجاع متقابل مشخص، خریداری و نصب کنند. کنتاکتورهای NEMA نیز با فاکتورهای ایمنی طراحی شده‌اند که فراتر از رتبه‌بندی‌های طراحی (بزرگ‌از اندازه)، تا 25٪ است. NEMA در درجه اول یک استاندارد آمریکای شمالی است.
کنتاکتورهای NEMA برای موتورهای ولتاژ پایین (کمتر از 1000 ولت) با توجه به اندازه NEMA درجه بندی می شوند که حداکثر امتیاز جریان پیوسته و امتیاز اسب بخار را برای موتورهای القایی متصل می دهد. اندازه های استاندارد کنتاکتور NEMA 00، 0، 1، 2، 3 تا 9 تعیین می شوند.
IEC (کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی)
IEC یک استاندارد جهانی است. کنتاکتورهای IEC بزرگ نیستند. آنها کوچکتر از کنتاکتورهای NEMA و ارزانتر هستند. طیف اندازه های ارائه شده توسط تولید کنندگان بیش از ده استاندارد NEMA است. به این ترتیب، آنها برای یک برنامه خاص خاص تر هستند و زمانی مشخص می شوند که شرایط عملیاتی به خوبی درک شوند. در حالی که NEMA ممکن است زمانی انتخاب شود که شرایط عملیاتی مانند بار به خوبی تعریف نشده باشد.
کنتاکتورهای IEC نیز “ایمن با انگشت” هستند. در حالی که NEMA به پوشش های ایمنی روی پایانه های کنتاکتور نیاز دارد. یکی دیگر از تفاوت های اصلی این است که کنتاکتورهای IEC سریعتر به اضافه بار واکنش نشان می دهند، کنتاکتورهای NEMA در مدارهای کوتاه بهتر مقاومت می کنند. مردم اغلب به اشتباه کنتاکتورهای NEMA را قوی‌تر می‌دانند. در حقیقت، این به دلیل بزرگ بودن طراحی آنها است.
کاربردهای کنتاکتورها
کنترل روشنایی
کنتاکتورها اغلب برای کنترل مرکزی تاسیسات روشنایی بزرگ مانند ساختمان اداری یا خرده فروشی استفاده می شوند. برای کاهش مصرف برق در کویل های کنتاکتور از کنتاکتورهای لچینگ استفاده می شود که دارای دو سیم پیچ عمل کننده هستند. یک سیم‌پیچ، به‌طور لحظه‌ای با انرژی، کنتاکت‌های مدار قدرت را می‌بندد، که سپس به صورت مکانیکی بسته نگه داشته می‌شوند. سیم پیچ دوم مخاطبین را باز می کند.
استارت موتور الکتریکی
کنتاکتورها می توانند به عنوان یک استارت مغناطیسی استفاده شوند. استارت مغناطیسی وسیله ای است که برای تامین برق موتورهای الکتریکی طراحی شده است. این شامل یک کنتاکتور به عنوان یک جزء ضروری است، در حالی که محافظت در برابر قطع برق، ولتاژ پایین و اضافه بار را نیز فراهم می کند.
خلاصه
کنتاکتور نوع خاصی از رله است که برای روشن یا خاموش کردن مدار الکتریکی استفاده می شود. آنها بیشتر برای موتورهای الکتریکی و کاربردهای روشنایی استفاده می شوند. استفاده از کنتاکتور سطحی از است
