اجزای کنتاکتور

کنتاکتور یک وسیله‌ی الکترومغناطیسی است که برای قطع و وصل جریان برق در یک مدار قدرت به کار می‌رود. این تجهیزات به صورت چند پل طراحی شده‌اند؛ یعنی می‌توانند چند مدار قدرت را به طور هم‌ زمان کنترل کنند. از آنجا که کنترل کنتاکتور بر پایه الکترومغناطیس انجام می‌ شود، نیازی به قطع و وصل دستی آن نیست.

کنتاکتور زیمنس در اصل نوعی رله محسوب می‌ شود، اما تفاوت اصلی آن با رله در این است که کنتاکتور مخصوص کاربردهایی با جریان بالا (تا ۱۲۵۰۰ آمپر) است، در حالی که رله معمولاً برای جریان‌ های پایین‌تر استفاده می‌ شود. کنتاکتورها معمولاً جمع‌وجور و مناسب نصب در محل هستند. این وسایل دارای چندین کنتاکت مختلف می‌باشند و معمولاً هنگامی که سیم‌پیچ یا کویل کنتاکتور تحریک می‌شود، کنتاکت اصلی مدار باز باقی می‌ماند و پس از تحریک، مدار بسته و به بار وصل می‌شود. از مهم‌ترین کاربردهای کنتاکتور، راه‌اندازی و کنترل موتورهای برقی است.

کنتاکتورها تنوع زیادی دارند و هرکدام ویژگی‌ ها و قابلیت‌های کاربردی متفاوتی دارند. دامنه تحمل جریان شکست در کنتاکتور زیمنس از چند آمپر تا هزاران آمپر متغیر است و ولتاژ قطع آنها نیز از ۲۴ ولت DC تا چند هزار ولت را در برمی‌ گیرد. ابعاد آنها نیز از اندازه‌ی قابل‌حمل با دست، تا ابعاد بزرگ (تقریباً به طول یک متر) متفاوت است.

این تجهیزات عمدتاً برای کنترل بارهای سنگین به کار می‌روند؛ به طوری که قادر به تحمل جریانی بیش از ۵۰۰۰ آمپر و قدرت بالاتر از ۱۰۰ کیلووات هستند. همچنین قادرند به‌طور مؤثری از ایجاد قوس الکتریکی ناشی از قطع جریان‌های سنگین موتور جلوگیری و آن را کنترل کنند.

ساختمان و اجزای کنتاکتور

ساختار کنتاکتور زیمنس بسیار شبیه رله است و اجزای اصلی آن شامل موارد زیر است:

• کنتاکت (Contact): قسمت اصلی برای عبور جریان. انواع مختلفی از کنتاکت‌ها مانند فنرهای کنتاکت، کنتاکت کمکی و کنتاکت قدرت در کنتاکتور زیمنس به کار می‌رود که هر کدام وظیفه خاصی دارند.
• الکترومغناطیس (Electromagnet): مهم‌ترین بخش کنتاکتور است و نیروی لازم برای وصل شدن کنتاکت‌ها را تأمین می‌کند.
• قاب (Enclosure): برای عایق‌کاری و محافظت در برابر تماس افراد با کنتاکت‌ها به کار می‌رود. جنس قاب‌ها می‌تواند از پلی‌کربنات، پلی‌استر، نایلون ۶، باکالیت، پلاستیک‌های ترموالستیک و غیره باشد. معمولاً کنتاکتورهای فریم باز دارای قابی مجزا جهت محافظت در مقابل شرایط بد آب و هوایی، انفجار، گرد و خاک و روغن هستند.
• خاموش‌ کننده قوس (Arc Suppressor): یکی از وظایف کلیدی کنتاکتور خاموش کردن قوس الکتریکی است. در مدار AC، خاموش شدن قوس به دلیل عبور جریان از صفر با هر سیکل آسان‌تر است. اما در مدار DC برای خاموش‌کردن قوس به بلوآوت مغناطیسی یا محفظه مخصوص قوس نیاز است.
• مدار اقتصادی (Economizer Circuit): برای کاهش توان مصرفی کویل به کار می‌رود. در لحظه اولیه جریان بیشتری تأمین می‌کند و سپس جریان لازم را برای نگه داشتن حالت وصل فراهم می‌سازد.

کنتاکت‌ها معمولاً شامل کنتاکت‌های قدرت و کنتاکت‌های کمکی هستند. کنتاکت‌های قدرت مسئول عبور جریان اصلی هستند و کنتاکت‌های کمکی برای ایجاد حلقه‌های کنترلی با سایر تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نحوه عملکرد کنتاکتور

زمانی که جریان از سیم‌پیچ کنتاکتور زیمنس عبور می‌کند، میدان مغناطیسی تولید شده و هسته مغناطیسی موجب حرکت آرمیچر و بسته شدن کنتاکت‌های اصلی می‌گردد تا مدار برق به بار متصل شود. پس از قطع جریان، سیم‌پیچ از کار می‌افتد و کنتاکت‌ها دوباره باز می‌شوند. این عملکرد سریع قطع و وصل یکی از خصوصیات مهم کنتاکتور است.

کنتاکتور زیمنس معمولا با فرمان ولتاژ AC یا DC کار می‌کند و کنترل مدار فرمان (مثلاً PLC با ولتاژ پایین) معمولاً به سیم‌پیچ کنتاکتور زیمنس داده می‌شود. هنگام عبور جریان زیاد، مغناطیس قوی شده و کنتاکت‌های متحرک به کنتاکت‌های ثابت وصل می‌شوند. پس از قطع ولتاژ، مدار باز می‌ماند.

انواع کنتاکتور بر اساس شماره‌بندی

• AC1: برای بارهای غیر القایی
• AC2: راه‌اندازی موتورهای روتور سیم‌پیچی
• AC3: راه‌اندازی موتور قفس سنجابی و قطع آن فقط بعد از رسیدن به سرعت نامی
• AC4: راه‌اندازی و ترمز موتور قفس سنجابی در شرایط قطع و وصل متوالی (Inching & Plugging)
• AC11: برای مدارات فرمان کمکی

کویل‌های جدید کنتاکتور در بازه ولتاژی ۱۰۰ تا ۲۵۰ ولت (و همچنین مدل‌های الکترونیکی ۲۴ تا ۶۰ ولت) ارائه می‌شوند که باعث کاهش هزینه انبارداری و انعطاف در کاربرد می‌شود.

ولتاژهایی که کویل را تحریک می‌کند نیز معمولاً به صورت زیر است:

• در AC ولتاژ: ۲۴V, 110V, 220-230V, 400-415V
• در DC ولتاژ: 20-60V تا 100-250V و 250-500V و 77-143V

تقسیم‌بندی کنتاکتور بر اساس نوع جریان

• کنتاکتور AC
• کنتاکتور DC

کنتاکتور AC: با جذب الکترومغناطیسی کار می‌کند و دارای حلقه دیمر است تا هنگام صفر شدن جریان AC، مغناطیس باقی بماند و باعث عدم تاخیر و قطع ناگهانی کنتاکت نشود.

کنتاکتور DC: حلقه سایه‌زن (دیمر) ندارد. اگر کویل DC با ولتاژ AC کار کند، به دلیل صفر شدن میدان در هر سیکل، کنتاکتور صدای زیاد (چتر) داده و می‌تواند باعث خرابی و عملکرد نامطلوب شود.

انواع مختلف کنتاکتور

• کنتاکتور کمکی: نوعی رله با قدرت پایین است که برای کنترل کنتاکتورهای اصلی یا به عنوان یک واسطه در مدارات فرمان به کار می‌رود.
• کنتاکتور قدرت: برای کنترل بارهای سنگین و به عنوان کلید اصلی داخل مدار استفاده می‌شود.
• کنتاکتور نصبی (ESB و EN): مخصوص مصارف ساختمانی و بهینه‌شده برای کاهش صدا، مخصوص کنترل روشنایی، گرمایش، تهویه، موتور و پمپ.
• مینی کنتاکتور: مناسب فضاهای کم جا و کاربردهای ماژولار، ابعاد کوچک و انعطاف بالا.
• کنتاکتور خلا (Vaccum Contactor): برای محیط‌های صنعتی و کاربری‌های خاص، به ویژه محیط‌های آلوده، از قطع‌کننده‌های خلا برای قطع مدار استفاده می‌کند.

ویژگی‌های کنتاکتور

• رله‌ای برای قطع و وصل بارهای سنگین (موتور، روشنایی، گرمایش و غیره)
• کنترل با برق فرمان کم‌مصرف و سوئیچ بار سنگین
• ابعاد متغیر نسبت به میزان بار (کوچک تا بسیار بزرگ)
• قطع‌کننده مدار اتصال کوتاه نیستند
• محدوده توان و ولتاژ قطع از چند آمپر/ولت تا هزاران آمپر/کیلوولت
• سرعت عملکرد بالا و کنترل چند مدار با یک سوئیچ
• قابلیت کارکرد برای مدارات AC و DC
• ساختار ساده و نصب آسان

مزایا و معایب کنتاکتور

مزایا:

• افزایش سرعت پروژه و سادگی انتخاب
• نصب سریع و آسان
• عملکرد مداوم و امن
• صرفه‌جویی در فضا و حفاظت بهتر از مدارات کنترل
• قابلیت کنترل چند مدار با یک کنتاکتور زیمنس
• مناسب برای AC و DC
• ساختار ساده

معایب:

• سوختن کویل در نبود میدان مغناطیسی باعث عملکرد نامناسب می‌شود
• جوش خوردن کنتاکت‌ها ممکن است موجب قطع نشدن بار و آسیب به ماشین‌آلات شود

تفاوت بین رله و کنتاکتور