کنتاکتور چیست؟

کنتاکتور چیست؟/کنتاکتور وسیله ای است که در آن با استفاده از خاصیت الکترومفناطیس تعدادی کنتاکت به یکدیگر وصل یا از یکدیگر جدا می شوند. از این خاصیت جهت قطع و وصل و یا تغییر اتصال مدار استفاده می شود. هر کنتاکتور معمولاً دارای سه کنتاکت اصلی برای مدارمی باشد.

کنتاکتور از دو هسته E شکل که یکی ثابت و دیگری متحرک است، تشکیل می شود. در میان هستۀ ثابت یک سیم پیچ قرار دارد که با عبور جریان از آن نیرویی ایجاد می شود که هسته متحرک را به هستۀ ثابت متصل می­کند. با حرکت هستۀ متحرک، تعدادی کنتاکت باز، بسته و تعدادی کنتاکت بسته، باز خواهند شد. رابطه نیروی کششی مغناطیسی کنتاکتورها عبارت است از :

                                             F = Fm sin2 ωt

 

مزایای استفاده از کنتاکتورها نسبت به کلیدهای دستی صنعتی عبارتند از :

۱-    امکان کنترلی مصرف کننده از راه دور

۲-    کنترل مصرف کننده از چند محل

۳-     امکان طراحی مدار فرمان اتوماتیک برای مراحل مختلف کار مصرف کننده

۴-    سرعت قطع و وصل زیاد و کم بودن استهلاک کلید

۵-    از آنجا که در کنتاکتورها در هنگام قطع و وصل کنتاکتها بر روی هم ساییدگی مکانیکی ندارند لذا عمر مکانیکی آنها نسبت به سایر کلیدها بیشتر است

۶-     هنگام قطع برق، مدار مصرف کننده به وسیلۀ کنتاکتور قطع می شود و شروع به کار دستگاه نیاز به استارت مجدد دارد. در نتیجه از خطرات وصل ناگهانی دستگاه جلوگیری به عمل می آید

۷-    از نظر حفاظتی نیز کنتاکتورها مطمئن تر بوده، دارای حفاظت مناسبتر و کامل تر هستند.

جریانهای نامی کنتاکتور

در هر کنتاکتور، جریانهای نامی مختلفی تعریف می شود. این جریانها عبارتند از:

جریان دائمی: این جریان با I_th2 نشان داده می شود و جریانی است که در شرایط کار عادی، در زمانی نا محدود و بدون قطع شدن از کنتاکتها عبور نموده، حرارت غیر مجاز تولید نکند و لزومی به تعمیر و سرویس کنتاکتور نیز احساس نشود.

جریان هفتگی: این جریان با I_th1  نشان داده می شنود و جریانی است که در شرایط نرمال و با هفته ای یکبار اتصال از کنتاکتها عبور کرده و تغییری در خصوصیات کنتاکتور به وجود نیاورد.

جریان شیفتی (هشت ساعتی) : این جریان با I_th  نشان داده می شود و جریانی است که در شرایط کار نرمال و با یکبار اتصال در هر هشت ساعت (یک شیفت کاری) از کنتاکتها می گذرد و تغییری در خصوصیات کنتاکتور به وجو نیاورد.

جریان کار نامی: این جریان با I_e نشان داده می شود و جریانی است که شرط استفاده از کنتاکتور را در رابطه با نوع و مقدار ولتاژ بار بیان می کند. مثلاً اگر این جریان به طور دائم از کنتاکتور عبور نماید. مقدار I_e برابر با I_th خواهد بود. ( I_e=I_th )

جریان اتصال کوتاه: مقدار ماکزیمم جریان در لحظه اتصال کوتاه که ممکن است باعث آسیب در کنتاکتور شود به جریان اتصال کوتاه ضربه ای معروف است. (I_s) همچنین مقدار مؤثر جریان اتصال کوتاه که کلید برای مدت یک ثانیه قادر به تحمل آن است، جریان یک ثانیه ای یا جریان نامی زمان کم نامیده می شود و با I_th (I_s) مشخص می گردد.

ولتاژ های نامی

کنتاکتور ولتاژهای نامی تعریف برای هر کنتاکتور عبارتند از

ولتاژ کار نامی: این ولتاژ که با  U_e نشان داده می شود مربوط به کنتاکتها بوده و مقدار ولتاژی است که کنتاکتها با جریان نامی I_e در آن به کار گرفته می شوند. این ولتاژ، توانایی قطع و وصل، نوع و محل استفاده کنتاکتور را مشخص می کند

ولتاژ عایقی نامی: این ولتاژ که با U_i نشان داده می شود، ولتاژی است که استحکام عایقی بین کنتاکتها را نشان می دهد.

ولتاژهای نامی تغذیه بوبین: این ولتاژ که با U_e نشان داده می شود ولتاژی است که باید به بوبین کنتاکتور اتصال یابد تا کنتاکتور عملکرد داشته باشد.

نکته ۲ : ولتاژ کنتاکتورهای صنعتی از ۲۲۰ ولت تا ۶۶۰ ولت و کنتاکتهای اصلی آنها برای جریان ۹ A تا ۲۷۵۰A  (مجهز به رادیاتورهای خفه کننده جرقه در موقع قطع و وصل) ساخته می شوند.

نکته ۳ : ولتاژ تغذیه بوبین کنتاکتورها متفاوت بوده و از ۲۴ تا ۳۸۰ ولت ساخته می شوند. در اکثر کشورهای صنعتی برای حفاظت بیشتر، تغذیه بوبین کنتاکتورها را زیر ولتاژ حفاظت شده (۶۵ ولت) انتخاب می کنند و یا برای تغذیۀ مدار فرمان از ترانسفورماتور جدا کننده استفاده می کنند.

اجزای کنتاکتور

قابلیت قطع و وصل و طول عمر کنتاکتور

 سرعت قطع و وصل کنتاکتورها در زیر بار را می توان بدون آنکه آسیبی به آنها برسد با طراحی و انتخاب مناسب با ۳۰۰۰ بار در مدت افزایش داد.

تعداد دفعات قطع و وصل کنتاکتور (هر قطع و وصل یک بار) عمر مکانیکی نامیده می شود. طول عمر مکانیکی با حروف از A تا F که اصطلاحاً کلاس کلید نامیده می شود مشخص می شود حرف A تعداد ۱۰^۳ بار قطع و وصل، حرف B تعداد ۱۰^۴ بار، C تعداد ۱۰^۵ بار،D  تعداد ۱۰^۶ بار، E تعداد ۱۰^۷ بار وF  تعداد ۱۰^۸ بار قطع و وصل را نشان می دهد.

نکته ۴ : بعد از حروف کلاس کلید ممکن است عددی به عنوان ضریب قرار گیرد مثلاً E3 برای طول عمر ۳×۱۰^۷ بار قطع و وصل به کار می رود.

قاعده کلی عملکرد کنتاکتورها چگونه است؟

نحوه عملکرد کنتاکتور بسیار ساده می‌باشد، جریانی که در کنتاکتور جریان دارد، بوبین کنتاکتور را برق دار می‌کند سپس بوبین برق دار شده یک میدان مغناطیسی را ایجاد می‌کند.

این میدان باعث حرکت جوشن(آرمیچر)  کنتاکتور می‌شود و در نهایت مدار بین کنتاکت‌های ثابت و متحرک کنتاکتور توسط یک کنتاکت بسته(به انگلیسی Normally Close به اختصار NC)  تکمیل می‌شود و این امکان را فراهم می‌کند تا جریان از طریق کنتاکت‌ها به بار منتقل شود. زمانی که جریان کنتاکتور قطع شود، بوبین بی برق شده و مدار را باز می‌کند.

از آنجا که کنتاکتور برای باز و بسته شدن سریع کنتاکت‌ها طراحی شده است، کنتاکت‌های متحرک به سرعت با کنتاکت‌های ثابت برخورد می‌کنند و از جای خود به طرف بالا  جهش می‌کنند.

در بسیاری از کنتاکتورها برای جلوگیری از این نوع جهش‌ها از کنتاکتور با اتصالات دو راهه استفاده می‌شود. ورودی جریان به بوبین کنتاکتور ممکن است acیا  dc باشد(رنج بین ۱۲Vac یا ۱۲Vdc تا ۶۹۰Vac تا ۴۴۰Vdc).

مقدار کمی‌از جریان جاری در کنتاکتور توسط بوبین  مصرف می‌شود، برای کاهش این برق مصرفی، مدارات اقتصادی به کار گرفته می‌شوند که هزینه برق هدر رفت را کاهش دهد. عملکرد اصلی کنتاکتور،روشن و خاموش کردن یک مدار الکتریکی می‌باشد.

قدرت قطع کنتاکتور

 به منظور انتخاب کنتاکتور مناسب برای مصرف کننده های مورد نظر باید به مشخصات توان، ولتاژ، جریان و ضریب قدرت باری که کنتاکتور مجاز است به آن وصل شود، توجه کرد. همچنین کنتاکتهای کنتاکتور باید تحمل جریان راه اندازی، جریان دائمی و جریانهای اتصال کوتاه لحظه ای پیش آمده را نیز داشته باشند. قدرت کنتاکتهای کنتاکتور در تحمل قوس الکتریکی ناشی از قطع کنتاکتها را قدرت فزع کنتاکتور می نامند. مشخصات بیان شده در بسیاری از موارد بر روی بدنۀ کنتاکتور یا در کاتالوگ آن نوشته می شوند.