کنتاکتور چیست؟

کنتاکتور یک کلید الکترومغناطیسی است که یک مدار کنترل را به یک مدار قدرت متصل می‌کند. دستگاه مانند یک سوئیچ در یک مدار عمل می‌کند و جریان برق را برقرار یا قطع می‌کند.

این قطعه توسط مداری کنترل می‌شود که سطح توان بسیار کمتری نسبت به مدار قدرت دارد.

دستگاه به شما امکان می‌دهد تا یک گیرنده برق را از راه دور کنترل کنید زیرا قادر به ایجاد و قطع جریان‌های بزرگ است. این یک سوئیچ کنترل خودکار است.

اگرچه اصول کار کنتاکتورها مشابه رله‌ها است، اما کنتاکتورها برای جریان‌های بزرگتر تولید می‌شوند. آنها هیچ‌گونه محافظتی در برابر اضافه جریان یا نشت جریان در مدار مانند فیوزهای خودکار، رله‌های حرارتی یا بریکرهای جریان نشتی ارائه نمی‌دهند.

آنها به سادگی مدار را روشن و خاموش می‌کنند. برخلاف رله‌های همه منظوره، کنتاکتورها طوری طراحی شده‌اند که مستقیماً به دستگاه‌های با بار جریان بالا متصل شوند.

کنتاکتورها در انواع مختلفی با ظرفیت‌ها و ویژگی‌های مختلف عرضه می‌شوند. برخلاف یک مدارشکن، کنتاکتور برای قطع جریان اتصال کوتاه مورد توجه نمی‌باشد.

کنتاکتورها جریانی از چند آمپر تا هزاران آمپر و از 24 ولت DC تا چندین کیلوولت را تحمل می‌کنند.

هنگام انجام کارهای الکتریکی روی خطوط ولتاژ بالا، اتصال لوازم الکتریکی پرقدرت و تجهیزات صنعتی، برقکاران ناگزیر با دستگاهی مانند کنتاکتور مواجه می‌شوند.

یک متخصص در مورد هدف کنتاکتور و کارکردهای آن شکی ندارد، اما هر کسی که برقکار نیست یا تازه شروع به کاوش در مهندسی برق کرده است، دیر یا زود با این اصطلاح مواجه خواهد شد. این دستگاه بسیار مفید است، اما برای درک هدف آن، به کمی دانش نیاز دارید.

کنتاکتور اولاً قادر است مدار را چندین هزار بار در ساعت ببندد و باز کند. ثانیاً، به شما امکان می‌دهد این کار را از راه دور انجام دهید. در نهایت، استفاده از کنتاکتور امکان خودکارسازی کامل این فرآیند را فراهم می‌کند.

کنتاکتور چگونه کار می‌کند؟

کنتاکتورهای مکانیکی دارای یک سیم‌پیچ هستند که کنتاکت‌ها را کنترل می‌کند. عملیات اتصال و قطع شدن توسط این کویل‌ها ارائه می‌شود.

این سیم‌پیچ‌ها که از برق شهری تغذیه می‌شوند، به صورت موازی به مدار متصل می‌شوند. با انرژی که روی سیم‌پیچ‌ها تولید می‌شود، انرژی مغناطیسی ایجاد می‌شود و روی کنتاکت‌ها تأثیر می‌گذارد.

سیم‌پیچ کنتاکتور با ولتاژی که اعمال می‌شود خاصیت مغناطیسی ایجاد می‌کند. این ویژگی به مخاطبین اجازه حرکت می‌دهد.

کنتاکت‌های معمولاً باز بسته می‌شوند، در حالی که کنتاکت‌های معمولاً بسته، قطع می‌شوند.

بنابراین، کنتاکتور می‌تواند در سیستم‌ها به عنوان یک عنصر سوئیچینگ عمل کند. کنترل از راه دور دستگاه نیز می‌تواند با استفاده از ولتاژی که به سیم‌پیچ اعمال می‌شود انجام شود.

کنتاکتورهای الکترونیکی در حین عملیات اتصال و قطع شدن، حرکات مکانیکی انجام نمی‌دهند. سوئیچینگ در مدارهایی با کنترل تریستوری انجام می‌شود.

تریستورها عناصری هستند که جریان الکتریکی را بالاتر از یک ولتاژ مشخص هدایت می‌کنند. وقتی مقدار ولتاژ از حد مورد نیاز کمتر شود، مدار توسط تریستور قطع می‌شود.

به این ترتیب، می‌توان با تنظیم ولتاژ روی تریستور، تریگر را انجام داد و بنابراین کنترل مدار را به دست آورد.

کنتاکتورهای الکترونیکی می‌توانند خیلی سریع‌تر از کنتاکتورهای مکانیکی متصل و قطع شوند. علاوه بر این، سهولت کنترل را می‌توان با سیگنال‌های الکتریکی به دست آورد.

کنتاکتورهای خلاء با استفاده از تکنیک سوئیچ خازنی، مدارها را متصل و قطع می‌کنند. با سوئیچینگ خازنی یا کندانسور، باز و قطع شدن کنتاکت‌ها در یک محیط بدون هوا انجام می‌شود.

برگردیم به مدل‌های کنتاکتور، تفاوت بین کنتاکت‌های NO و NC را به خاطر داشته باشید:

• کنتاکت NO به اصطلاح کنتاکت معمولاً باز است، به این معنی که تا زمانی که سیم‌پیچ انرژی دریافت نکند، باز می‌ماند.
• گفته می‌شود که یک کنتاکت NC در حالت عادی بسته است، بنابراین اگر سیم‌پیچ تغدیه نشود، به طور دائم بسته می‌ماند.

تفاوت بین کنتاکتور و استارتر مغناطیسی

مکانیزم کنتاکتور شبیه به طراحی یک استارتر مغناطیسی است، به همین دلیل گاهی اوقات در مفاهیم سردرگمی وجود دارد.

طراحی این نوع دستگاه‌ها تقریباً یکسان است. تفاوت بین این دستگاه‌ها در عملکرد آنها می‌باشد.

استارتر مغناطیسی نوعی کنتاکتور است که یک هدف خاص را دنبال می‌کند، موتورهای AC را روشن می‌کند. اما یک کنتاکتور، برخلاف استارتر، نه تنها برای شبکه‌های برق، بلکه برای تجهیزات روشنایی و غیره نیز قابل استفاده است.

از نظر ساختاری، کنتاکتورها و استارترهای مغناطیسی تفاوت‌‌هایی نیز دارند که کاربرد آنها را تعیین می‌کند. برای مثال، به دلیل وجود محفظه خاموش کننده قوس، امکان روشن/خاموش شدن مکرر کنتاکتور وجود دارد.

استارتر الکترومغناطیسی ساختار داخلی ساده‌تری دارد. محفظه‌های خاموش کننده قوس ندارد.

اما ابعاد جمع و جوری دارد و دارای بدنه تقویت شده‌ای است که در برابر شرایط آب و هوایی محافظت بهتری دارد و می‌توان از آن برای روشن کردن موتورها حتی در فضای باز استفاده کرد.

کنتاکتور محصولی تک واحدی است که سوئیچینگ شبکه‌های الکتریکی را فراهم می‌کند و به عنوان سوئیچ عمل می‌کند.

کنتاکتور یک سوئیچ با سرعت پاسخ بالا است. این دستگاه به عنوان یک واحد مستقل عمل می‌کند یا می‌تواند بخشی از سیستم‌های اتوماسیون باشد.

مزیت اصلی این دستگاه، قابلیت تعویض مدار با فرکانس حداکثر 6 هزار تعویض در هر جلسه است. درایوهای مغناطیسی این فرآیند را خودکار کرده و آن را ایمن‌تر می‌کنند.

استارتر مغناطیسی مدار قدرت را روشن و خاموش می‌کند. اما علاوه بر این، وظایف زیر را نیز انجام می‌دهد:

• مسئول شروع موتور الکتریکی است.
• در حالت معکوس روشن می‌شود.
• می‌تواند موتور سه فاز را متوقف کند و توان راکتیو را جبران کند.

برای گسترش قابلیت‌های دستگاه، به حسگرهای حرارتی و کنتاکت‌های اضافی مجهز می‌باشد.

اجزای کنتاکتور چیست؟

کنتاکتورها عموماً از سه جزء مهم تشکیل شده‌اند. اینها سیم‌پیچ یا الکترومغناطیس، محفظه و کنتاکت‌ها هستند.

سیم‌پیچ یا آهنربای الکتریکی

اینها مهمترین قطعات کنتاکتورها هستند. نیروی محرکه لازم برای مسدود کردن کنتاکت‌ها توسط سیم‌پیچ یا آهنربای الکتریکی کنتاکتور تأمین می‌شود.

کویل‌ها، آهنرباهای الکتریکی و کنتاکت‌ها توسط محفظه محافظت می‌شوند.

محفظه

مانند هر کاربردی، محفظه‌ها عایق‌بندی کنتاکتورها و محافظت در برابر تماس پرسنل با کنتاکت‌ها را فراهم می‌کنند. به لطف محفظه، پرسنل محافظت می‌شوند.

این پوشش محافظ از مواد مختلفی مانند پلی‌استر، باکلیت، پلی‌کربنات و پلاستیک‌های ترموست ایجاد می‌شود.

به طور کلی، کنتاکتورهای قاب باز دارای محفظه‌های اضافی هستند که دستگاه‌ها را از خطرات انفجار، شرایط بد آب و هوایی، گرد و غبار و روغن محافظت می‌کنند.

کنتاکت

کنتاکت‌ها یکی دیگر از اجزای مهم یک دستگاه الکتریکی هستند. عملکرد انتقال جریان کنتاکتور از طریق کنتاکت‌ها انجام می‌شود.

انواع مختلفی از کنتاکت‌ها در کنتاکتور وجود دارد، از جمله فنرهای کنتاکت، کنتاکت‌‌های کمکی و کنتاکت‌های قدرت. کارکردهای انواع مختلف ارتباطات متفاوت است.

زمینه‌های کاربرد

با توجه به هدف کنتاکتور، اغلب برای کنترل مدارهای الکتریکی در زمینه‌های مختلف استفاده می‌شود. این دستگاه می‌تواند برای حل مشکلات زیر مورد استفاده قرار گیرد:

• اتوماسیون کامل عملکرد تجهیزات
• کنترل از راه دور مدارها از طریق پنل کنترل
• روشن و خاموش کردن منبع تغذیه با سرعت بالا و چندین بار

در بیشتر موارد، کنتاکتورها زمانی مورد نیاز هستند که فرآیند تکنولوژیکی نیاز به روشن/خاموش کردن مکرر مدار داشته باشد. انجام این کار به صورت دستی خطرناک و غیرعملی است.

نمونه‌هایی از روش‌های اصلی استفاده از این دستگاه‌ها:

مسکن و خدمات عمومی: برای کنترل عملکرد تجهیزات آسانسور، دستگاه‌های تهویه و سیستم‌های روشنایی فضای باز.

بخش صنعت: برای روشن و خاموش کردن تجهیزات فرآیندی، خطوط تولید، واحدهای ساختمانی.

حمل و نقل الکتریکی: کنتاکتورها برای کار ترامواها و اتوبوس‌های برقی مورد نیاز هستند. آنها عملیات نیروگاه اصلی را کنترل می‌کنند.

زندگی روزمره: کنتاکتورها بخشی از سیستم‌های «خانه هوشمند» هستند و عملکرد لوازم خانگی، سیستم‌های مهندسی و شبکه‌های برق داخلی را خودکار می‌کنند.

تولید کنندگان همچنین مدل‌هایی با دامنه کاربرد محدود ارائه می‌دهند. برای مثال، آنها می‌توانند عملکرد یک موتور الکتریکی خاص را کنترل کنند یا در تجهیزات ویژه‌ای تعبیه شوند.

کنتاکتورها طیف وسیعی از کاربردها را دارند. این سیستم به طور گسترده در مناطق صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

علاوه بر این، کنتاکت‌های کنتاکتوری در موتورهای مورد استفاده در صنعت و بسیاری از بخش‌های دیگر وجود دارد. این قطعات در موتورهایی که دارای ویژگی‌های الکتریکی هستند، استفاده می‌شوند.

این قطعات که برای روشن و خاموش کردن خودکار سیستم‌های موتوری استفاده می‌شوند، عبور جریان را تضمین می‌کنند.

انتخاب کنتاکتور باید با توجه به بار موجود در منطقه مورد استفاده انجام شود. با توجه به دستگاه‌های موجود در دسته موتور، بخاری یا روشنایی، محصولی که سوئیچ می‌شود باید مطابق با بار خود دارای مشخصه جریان باشد.

تقسیم‌بندی کنتاکتورها

کنتاکتور می‌تواند به یکی از چندین گروه تعلق داشته باشد که هدف و اصل استفاده را تعیین می‌کنند. برای کنترل جریان مستقیم، لازم است گزینه مناسب را از بین محصولات انتخاب کنید.

با توجه به نوع ولتاژ الکتریکی، کنتاکتورها به دو گروه تقسیم می‌شوند:

• دائمی: عملکرد این دستگاه‌ها شامل استفاده همزمان با تجهیزات کم مصرف است. ولتاژ 220 یا 440 ولت است. دستگاه با مشارکت یک عنصر الکترومغناطیسی کار می‌کند. هدف: تغییر جهت شبکه‌ها با جریان مستقیم.
• متغیر: پشتیبانی از افزایش ولتاژ (660 ولت) وجود دارد. این مکانیزم از سه قطب و یک عنصر اتصال کوتاه (چرخشی) تشکیل می‌شود. این ویژگی‌ها با هدف کاهش سر و صدا و لرزش ناشی از موتور در حال کار طراحی شده‌اند. نیاز به منبع تغذیه با تأمین جریان تک فاز در شبکه‌های متناوب تأمین می‌شود.

انواع مختلفی از مونتاژ و طراحی وجود دارد. کنتاکتورها می‌توانند به سیستم‌های اضافی مختلفی مجهز شوند: تک قطبی، دو قطبی، سه قطبی و چهار قطبی.

تقسیم به زیرگونه‌ها با وجود تعداد مشخصی از عناصر در گروه تماس اصلی تعیین می‌شود. هرچه این عدد بزرگتر باشد، دستگاه از عملکرد و قدرت بیشتری برخوردار است.

در کنتاکتورهای دو قطبی، یک جفت کنتاکت مرکزی وجود دارد که با پایه محفظه تماس ندارند.

مکانیزم سه قطبی به سه کنتاکت اصلی و یک کنتاکت ثانویه (اضافی) برای کار در یک شبکه سه فاز مجهز می‌شود. محصولاتی با یک و دو قطب بیشتر از سایر انواع طرح‌ها تقاضا دارند.

انواع کنتاکتورها

این دستگاه‌ها امکان سوئیچینگ شبکه‌های برق با ولتاژ و جریان بالا را فراهم می‌کنند. با کمک آنها، می‌توانید کنترل از راه دور عملکرد تجهیزات را سازماندهی کنید یا این فرآیند را خودکار کنید.

کنتاکتور از کنتاکت‌های اصلی و اضافی و یک درایو الکترومغناطیسی تشکیل می‌شود که هادی‌ها را برای تأمین جریان به یکدیگر متصل می‌کند.

علاوه بر این، این طرح امکان استفاده از محفظه خاموش کننده قوس را فراهم می‌کند. این امر عملکرد ایمن سیستم‌های الکتریکی را تضمین می‌کند.

چنین وسایل برقی همزمان نقش یک سوئیچ معمولی و یک رله را بازی می‌کنند. کنتاکتور تحت بارهای سنگین کار می‌کند، بنابراین از مواد بادوام و عناصر مکانیکی مقاوم در برابر سایش برای ساخت آن استفاده می‌شود.

در بیشتر موارد، آنها در کابینت‌های توزیع یا کنترل نصب می‌شوند. دستگاه‌های کنترل تجهیزات صنعتی را می‌توان در محفظه‌ای ساخت که سیم‌پیچ و سایر عناصر واحد کنترل را از تأثیرات منفی خارجی محافظت کند.

صرف‌نظر از گزینه‌ها، همه دستگاه‌ها به دو نوع تقسیم می‌شوند:

کنتاکتورهای جریان مستقیم (DC): آنها برای سوئیچینگ شبکه‌های مربوطه استفاده می‌شوند و همچنین در درایوهای سوئیچ ولتاژ بالا و دستگاه‌های بازبست نصب می‌شوند. آنها برای اتصال منابع تغذیه پشتیبان، مورد استفاده در کشتی‌ها و حمل و نقل هوایی، در صنایع معدن و فرآوری مناسب هستند.

کنتاکتورهای جریان متناوب (AC): مناسب برای کنترل موتورهای الکتریکی، حذف مقاومت‌ها از مدار برای شروع، اتصال ترانسفورماتورهای برق، المنت‌های حرارتی و سایر دستگاه‌های الکتریکی. هنگام انتخاب، باید محدوده ولتاژ و جریانی را که مورد توجه می‌باشد را بدانید. مشخصات شبکه برق را می‌توان از اسناد طراحی یا دفترچه‌های راهنمای فنی تجهیزات به دست آورد.

انتخاب کنتاکتور بر اساس حوزه‌های کاربرد

کنتاکتورهای مورد نظر با توجه به کلاسشان متفاوت هستند. این کلاس‌ها از AC-1 شروع می‌شوند و تا AC-4 ادامه دارند. هر کلاس ویژگی‌های خاص خود را دارد.

کنتاکتورهای مورد استفاده در کلاس AC-1

دسته AC-1 شامل بارهای اهمی غیرالقایی است. رایج‌ترین دستگاه‌هایی که می‌توان به عنوان مثال ارائه داد، بخاری‌ها هستند.

در دسته AC-1، جریان قطع می‌شود و جریانی که قطع می‌شود با یکدیگر برابرند. برای کنترل مدارهای بخاری تک فاز، می‌توان دو قطب را به صورت سری متصل کرد.

در این حالت، جریان عملیاتی را می‌توان 1.6 برابر شار عملیاتی کنتاکتور در نظر گرفت. اگر 3 قطب به صورت سری به هم متصل شوند، می‌توان 2.25 برابر آن را به دست آورد.

کنتاکتورهای مورد استفاده در کلاس AC-2

انتخاب کنتاکتور طبق کلاس AC-2: این کار باید در موارد راه‌اندازی موتورهای آسنکرون با حلقه لغزان، عملکرد پله‌ای و ترمز جریان معکوس انجام شود.

کاربردهای جرثقیل و متالوژی در این دسته قرار می‌گیرند. علاوه بر این، ماشین‌های کشش سیم و کابل نیز در این کلاس ارزیابی می‌شوند.

در کلاس AC-2، کنتاکتور باید بتواند 2.5 برابر جریان کاری نامی را قطع و وصل کند.

کنتاکتورهای مورد استفاده در کلاس AC-3

کنتاکتورهای کلاس AC-3 رایج‌ترین نوع کنتاکتورهای مورد استفاده هستند.

راه‌اندازی و توقف موتورهای قفس سنجانی در این دسته قرار می‌گیرد. کنتاکتور می‌تواند جریان بار کامل موتورها را قطع کند.

کمپرسورها، شیرها، بالابرها، پمپ‌ها، فن‌ها، دستگاه‌های تهویه مطبوع و نقاله‌ها در این دسته قرار می‌گیرند.

کنتاکتورهای مورد استفاده در کلاس AC-4

کلاس AC-4 شامل تمام کاربردهای راه‌اندازی، ترمز جریان معکوس و پله‌ای برای موتورهای قفس سنجابی خانگی آسنکرون با حلقه لغزشی است.

کنتاکتور می‌تواند در هنگام استارت، موتور را قطع کند. در این کلاس، ماشین‌های سیم و کابل، ماشین‌های چاپ و ماشین‌های ابزار با کارکرد منقطع.

در این کلاس، ترمز موتور الکتریکی یا اتصال کوتاه می‌تواند به دو روش مختلف رخ دهد. اینها موتور را با جریان معکوس تغذیه می‌کنند و دو سر فاز موتور را تغییر می‌دهند.

در حالت کارکرد پله‌ای، موتور چندین بار در فواصل کوتاه روشن و خاموش می‌شود.

انتخاب کنتاکتور با توجه به محل استفاده آن بسیار مهم است. عناصر و اصول عملکرد دستگاه با توجه به محل و نحوه استفاده از آن متفاوت است.

انتخاب کنتاکتور در کنترل بارهای DC

درکلیدزنی بارهای DC، چرخاندن قوس الکتریکی بسیار دشوارتر از کلیدزنی بارهای AC است. به همین دلیل، علاوه بر خواص مدارهایی که باید کنترل شوند، ثابت زمانی L/R نیز مهم می‌شود.

علاوه بر این، قطب‌های کنتاکتورهایی که قرار است برای مدارهای DC کنترل شوند، باید به صورت سری متصل شوند.

انتخاب کنتاکتور در کنترل بارهای روشنایی

هنگام انتخاب کنتاکتورها برای تعویض مدارهای روشنایی: پایین لامپ، وجود جبران خسارت و تعداد کل لامپ‌های متصل مهم است.

جریان‌های پیک به صورت لحظه‌ای هنگام روشن شدن لامپ‌های رشته‌ای رخ می‌دهند. این جریان‌ها می‌توانند تا 10 تا 15 برابر جریان نامی برسند.

لامپ‌های بخار جیوه تا 10 دقیقه دوره پیش گرمایش دارند و می‌توانند تا 2.2 برابر جریان نامی جریان داشته باشند.

تفاوت بین کنتاکتور و رله چیست؟

رله‌ها اغلب در ارتباط با کنتاکتورها ذکر می‌شوند. در واقع، این دو سوئیچ الکترومکانیکی از نظر اصول عملکرد کاملاً مشابه هستند.

در هر دو دستگاه سوئیچینگ، یک سیم‌پیچ از طریق یک مدار کنترل تحریک می‌شود که به نوبه خود یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند.

این میدان مغناطیسی، کنتاکت‌های سوئیچینگ را در مدار بار می‌بندد. هم کنتاکتور و هم رله از نظر گالوانیکی ایزوله هستند، هیچ اتصال رسانایی بین مدارهای کنترل و بار وجود ندارد.

تفاوت بین کنتاکتورها و رله‌ها عمدتاً در زمینه‌های کاربرد آنها می‌باشد:

• ظرفیت سوئیچینگ: رله‌ها سیگنال‌های کنترل و بارهای کوچکتر را سوئیچ می‌کنند، در حالی که کنتاکتورها برای سوئیچینگ مصرف کننده‌هایی با بارهای بزرگ طراحی شده‌اند. کنتاکتورها می‌توانند نه تنها مصرف‌کننده‌های تک فاز، بلکه مصرف‌کننده‌های سه فاز مانند موتورها را نیز سوئیچ کنند.
• محفظه خاموش کننده جرقه: برخلاف رله‌ها، کنتاکتورها معمولاً مجهز به محفظه خاموش کننده جرقه هستند که قوس الکتریکی ناشی از کلیدزنی را که هنگام کلیدزنی بارهای بزرگ رخ می‌دهد، خاموش می‌کند.
• کنتاکت‌های سوئیچ: رله‌ها دارای کنتاکت‌های سوئیچینگ تک قطعه هستند.‌ کنتاکتورها در پیکربندی‌های تک‌قطعه و دوقطعه موجود هستند. دوقطعه به این معنی است که دو کنتاکت به صورت سری قرار گرفته‌اند. این ویژگی برای استفاده در عملکردهای ایمنی مهم است.
• آرمیچر: رله‌ها با آرمیچرهای لولایی یا چرخشی طراحی می‌شوند. از سوی دیگر، کنتاکتورها از یک میله اتصال استفاده می‌کنند که به نیروی سوئیچینگ مکانیکی بیشتری نیاز دارد و ظرفیت‌های سوئیچینگ بالاتری را ممکن می‌سازد.

نکته: استثناء، قاعده را ثابت می‌کند و این در مورد رله‌ها و کنتاکتورها نیز صدق می‌کند. ویژگی‌های متمایز مزبور در بالا اجباری نیستند، اما در بیشتر موارد اعمال می‌شوند.

نتیجه‌گیری

کنتاکتور تجهیزاتی برای کنترل شکبه‌های الکتریکی قدرتمند، در درجه اول شبکه‌های صنعتی است. وظیفه آن قطع و وصل خودکار مدار جریان الکتریکی است.

برای کار با شبکه‌های کم مصرف، دو نوع از این دستگاه‌ها وجود دارد، رله و استارتر. این امر امکان تجهیز هرگونه تجهیزات الکتریکی در تأسیسات به تجهیزات کنترلی را فراهم می‌کند.