در حال حاضر یکی از پرکاربردترین و مهمترین تجهیزات در برق صنعتی و سیستم‌های قدرت، کنتاکتورها هستند که استفاده از آنها در ماشین‌آلات صنعتی رو به افزایش بوده و بدون این وسیله ممکن است راه‌اندازی تجهیزات صنعتی و کنترل سیستم‌های اتوماسیون امکان‌پذیر نباشد، در نتیجه کنتاکتور یکی از مهمترین ملزومات در صنعت برق محسوب می‌شود.
کنتاکتور یک کلید کنترل شونده به صورت الکتریکی است که جزء اجزای لازم و اصلی برای تابلو‌های برق به شمار می‌آید و برای کلیدزنی یک مدار قدرت مورد استفاده قرار می‌گیرد. به طور کلی کنترل و فرمان از راه دور توسط کنتاکتور از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه بوده و ایمن‌تر است. از آنجایی که کنتاکتورها در انواع مختلفی تولید می‌شوند و کاربردهای گوناگونی دارند، به شما پیشنهاد می‌کنیم با ما تا پایان این مقاله از تک ولتاژ همراه باشید تا مطالب مفیدی را در مورد اینکه کنتاکتور چیست، انواع آن کدام است و این وسیله چگونه کار می‌کند، در اختیار شما قرار دهیم.
کنتاکتور چیست و چگونه کار می‌کند؟
کنتاکتور در واقع یک کلید مغناطیسی بوده که شبیه کلید‌های ساده، سه فاز دارد و دارای 3 کنتاکت اصلی پر قدرت است و به منظور ارتباط تجهیزات و دستگاه‌های الکتریکی به شبکه و تعدادی از کنتاکت‌های کمکی استفاده می‌شود، همچنین در طراحی مدار‌های فرمان به کار می‌رود.
این وسیله شباهت زیادی به رله دارد، با این تفاوت که کنتاکتورها معمولاً برای کاربردهای آمپر بالا به کار برده می‌شوند و سرعت قطع و وصل آن نسبت به رله کمتر است. کنتاکتورها برای بار‌های مختلف الکتریکی از جمله گرمکن‌های الکتریکی، بانک‌های خازنی، الکتروموتور‌ها، مدار‌های روشنایی و دیگر تجهیزات الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگر می‌خواهید با انواع رله های الکترونیکی آشنا شوید، کلیک کنید.
کنتاکتورها از دو هسته E یا U شکل تشکیل شده‌اند که یکی از آنها ثابت و دیگری متحرک است. هنگامی که جریان از هسته الکترومغناطیسی عبور می‌کند، یک میدان مغناطیسی تولید شده و تغییر در نیروی به وجود آمده به وسیله میدان الکترومغناطیسی می‌تواند وضعیت کنتاکت‌ها را مشخص نماید.
کنتاکتورها معمولاً در مدل و ظرفیت توانی مختلف تولید می‌شوند و برخلاف کلید اتوماتیک، این تجهیزات برای قطع جریان اتصال کوتاه یا short cicuit طراحی نشده‌اند.
کنتاکتور برای دستگاه‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرد که باید به صورت مکرر با قطع و وصل کردن مدار، خاموش و روشن شود. در این دستگاه‌های الکتریکی معمولاً کنتاکتور خطوط تغذیه توان را که به بار منتهی می‌شوند، قطع و وصل می‌کنند.
در مورد نحوه عملکرد کنتاکتور بهتر است بدانید؛ در کنتاکتور قسمتی از هسته متحرک بوده و به وسیله یک فنر از قسمت ثابت جدا نگه داشته می‌شود.
همچنین تعدادی کنتاکت عایق شده به آن متصل هستند و با آن حرکت می‌کنند. در قسمت ثابت هسته کنتاکتور تعدادی کنتاکت دیگر هم وجود دارند که محکم شده‌اند.
در حالت وصل، تیغه متحرک کنتاکتور تحت کنترل نیروی دائم الکترومغناطیسی قرار داشته و با کنتاکت ثابت در تماس است. به صورت پیوسته جریان در سیم پیچ تولید‌کننده نیروی مغناطیسی وجود دارد و تیغه متحرک کنتاکتور را با فشار مناسب در وضعیت وصل و تماس با کنتاکت ثابت حفظ می‌کند.
گاهی اوقات ممکن است بوبین کنتاکتور در حالت کاهش ولتاژ یا قطع جریان قرار بگیرید، که در چنین شرایطی نیروی فنر ایجاد شده باعث می‌شود تا کنتاکت متحرک به صورت اتوماتیک در وضعیت قطع قرار بگیرد و جریان بلافاصله قطع شود. اما اگر به دلیل فقدان ولتاژ جریان قطع شده باشد، تیغه‌ها در اثر نیروی فنر از کنتاکت‌های ثابت جدا می‌شوند و باعث قطع شدن جریان تغذیه در موتور شده که به این حالت آزاد شدن کنتاکتور می‌گویند.
برای آشنایی با اینکه ولتاژ الکتریکی چیست کلیک کنید.
به عبارت دیگر تعدادی از کنتاکت‌های باز، بسته می‌شوند و تعدادی از کنتاکت‌های بسته، باز خواهند شد. به دلیل اینکه لازم است جریان یکسان و ثابتی از تمام کنتاکت‌های کنتاکتور عبور کند، معمولاً کنتاکتورهای استاندارد شده دارای سه کنتاکت اصلی برای مدار فرمان هستند.
بهتر است بدانید؛ در صورتی‌که مدار هسته کنتاکتور به دلیل کثیف شدن یا هر علت دیگری، بسته شود و بین هسته ثابت و هسته متحرک فاصله هوایی ایجاد شود، جریان حالت بوبین در کنتاکتور افزایش پیدا کرده و این شرایط باعث داغ شدن و در نتیجه سوختن سیم پیچ کنتاکتور خواهد شد.
مزایای استفاده از کنتاکتور چیست؟
استفاده از کنتاکتور نسبت به کلید‌های دستی صنعتی دارای مزایای متعددی است، از جمله اینکه:
- به وسیله آن شما می‌توانید به راحتی از راه دور یا از چند محل مختلف، مصرف‌کننده را کنترل کنید.
- امکان طراحی مدار فرمان اتوماتیک برای مصرف‌کننده توسط کنتاکتور وجود دارد.
- از نظر حفاظتی کنتاکتورها مطمئن‌تر از کلید‌های دستی صنعتی هستند و حفاظت مناسب و کاملی را فراهم می‌کنند.
- کنتاکتورها نسبت به کلید‌های دستی صنعتی معمولاً طول عمر بیشتری دارند.
- در کنتاکتور سرعت قطع و وصل بیشتر است.
- به وسیله یک مدار راه‌انداز، می‌توانید کنتاکتور را طوری همبندی کنید که هنگام قطع شدن برق، مدار مصرف‌کننده هم قطع شود و او نیاز به استارت مجدد پیدا کند، به این صورت از خطر‌های وصل ناگهانی دستگاه مربوطه جلوگیری می‌شود.
جهت مشاهده انواع درایو میکرومستر زیمنس کلیک کنید.
کاربرد کنتاکتور چیست؟
در خصوص کاربرد کنتاکتور می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- یکی از کاربردهای رایج کنتاکتور، استفاده از آن در راه‌اندازی موتور یا استاتر‌ها است که به همراه حفاظت‌های اضافه بار و اتصال کوتاه در موتور‌های صنعتی به کار می‌روند.
- کنترل نورافکنی از کاربردهای دیگر کنتاکتور است که برای تأمین کنترل مرکزی تأسیسات نورپردازی بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌عنوان‌مثال یک ساختمان اداری یا تجاری را در نظر بگیرید، به منظور کاهش مصرف برق در سیم پیچ‌های کنتاکتورها، معمولاً از کنتاکتورهای چفت استفاده می‌شود که از دو سیم عمل‌کننده تشکیل شده است. یک سیم پیچ به صورت لحظه‌ای جریان‌دار بوده و کنتاکت‌های مدار قدرت را می‌بندد و بعد از آن به طور مکانیکی بسته نگه داشته می‌شود و سیم دوم کنتاکت‌ها را باز می‌کند.
- استاتر مغناطیسی دستگاهی است که برای تأمین توان موتور‌های الکتریکی طراحی و تولید شده و کنتاکتور را به عنوان یک قطعه حیاتی در اختیار داشته و همراه با آن در حالت‌های کسر ولتاژ و اضافه بار، باعث محافظت از حالت‌های قطع برق می‌شود.
- کنتاکتورهای تک پل نیز در خودرو‌ها برای کار با بار 12 ولت DC استفاده می‌شوند.
- از دیگر کاربردهای این وسیله می‌توان به کنتاکتور خلأ اشاره کرد که از کنتاکت‌های کپسوله شده بطری خلأ برای جلوگیری از قوس استفاده می‌کند. این سرکوب قوس اجازه می‌دهد تا کنتاکت‌ها بسیار کوچک‌تر باشند و فضای کمتری را در جریان‌های بالایی نسبت به کنتاکت‌های شکست هوا استفاده کنند. با توجه به اینکه کنتاکت‌ها کپسوله هستند، کنتاکتورهای خلأ در کار‌های نه چندان تمیز مثل حفاری معدن زیاد استفاده می‌شوند. کنتاکتورهای خلأ فقط برای سیستم‌های AC استفاده می‌شوند. قوس AC تولید شده هنگام باز شدن کنتاکت‌ها در نقاط صفر شونده شکل موج جریان، خود را خاموش می‌کند و خلأ جلوی وقوع دوباره قوس را در کنتاکت‌های باز می‌گیرد؛ بنابراین کنتاکتورهای خلأ در مختل کردن انرژی قوس الکتریکی بسیار مفید و کارآمد بوده و هنگامی که به کلیدزنی سریع نیاز باشد، از آنها استفاده می‌شود.
- رله جیوه‌ای از کاربردهای دیگر کنتاکتور است. این رله که به کنتاکتور جیوه‌ای هم معروف است، از فلز جیوه در یک محفظه محکم عایق به عنوان یک المان کلیدزنی استفاده می‌کند.
- همچنین کنتاکتورهای دو پل به منظور کار با ولتاژ 240 ولت AC نظیر تهویه هوا مورد استفاده قرار می‌گیرند.
معرفی انواع کنتاکتور و کاربرد آنها
کنتاکتورها بر اساس سه عامل ظرفیت جریان، بار مورد استفاده و رتبه قدرت طبقه‌بندی می‌شوند و شامل انواع زیر هستند:
کنتاکتور تیغه چاقویی
سوئیچ تیغه چاقویی یکی از قدیمی‌ترین کنتاکتورها محسوب می‌شود که برای روشن و خاموش کردن موتور‌های برقی مورد استفاده قرار می‌گرفت. این مدل کنتاکتور از یک نوار یا تیغه فلزی به همراه یک اهرم تشکیل شده است که از اهرم آن به منظور پایین و بالا کشیدن نوار‌های فلزی استفاده می‌شود.
به بیان دیگر سوئیچ تیغه چاقویی یک کنتاکتور دستی است که قطع و وصل سریع آن به صورتی دستی بسیار مشکل است، به صورتی که احتمال دارد کنتاکت‌ها از بین بروند. در این حالت چون یک جریان بار کامل از کنتاکت‌ها عبور می‌کند، این جریان بار می‌تواند برای موتور بزرگ زیاد باشد و باعث ایجاد قوس در بین کنتاکت‌ها شود که خاموش کردن آنها دشوار خواهد بود.
علاوه بر این مشکل دیگری که کنتاکتور تیغه چاقویی دارد اتلاف توان است و زمانی که جریان زیاد باشد، مقدار انرژی که توسط کنتاکت‌ها تلف می‌شود، بسیار زیاد بوده و از آنجایی‌که طول این کنتاکتورها کم است، به دلیل وجود رطوبت، احتمال خوردگی کنتاکت‌ها وجود دارد. از کنتاکتورهای تیغه چاقویی به ندرت استفاده می‌شود و بیشتر برای کنترل موتور‌های الکتریکی کاربرد دارند.
کنتاکتور دستی (کنتاکتورهای دو تکه)
ازآنجایی‌که کنتاکتورهای تیغه چاقویی مضرات زیادی به همراه داشتند، مهندسان برای رفع معایب آنها به دنبال راه‌حل جدیدی بودند و پس از بررسی‌های مختلف، کنتاکتورهای دستی را طراحی و تولید کردند.
این کنتاکتورها برای کار با واحد‌های کوچک بی‌خطر هستند و این امکان را در اختیار افراد قرار می‌دهند که در فضا‌های کوچک‌تر هم از جریان‌های بیشتری بهره‌مند شوند.
کنتاکتورهای دستی را نمی‌توان با ریموت و به صورت بی‌سیم کنترل کرد و پس باید به روش دستی کنترل آنها را انجام داد، یعنی به صورت دستی این کنتاکتورها را روشن و خاموش نمود. ایمنی زیاد، اندازه کوچک و دارا بودن محفظه‌ای برای دستگاه از ویژگی‌های کنتاکتورهای دستی است.
کنتاکتور مغناطیسی
در بین انواع کنتاکتور طراحی کنتاکتورهای الکترومغناطیسی از همه پیشرفته‌تر است و عملکرد آنها به صورت خودکار بوده و برای روشن و خاموش کردن بار به یک مدار کنترل کوچک نیاز است که این کار می‌تواند بدون دخالت انسان انجام می‌شود.
عملکرد این نوع کنتاکتور نسبت به کنتاکتورهای دستی بسیار بی‌خطر بوده و آنها از ایمنی بیشتری برخوردار هستند.
کنتاکتورهای مغناطیسی پرکاربردترین کنتاکتورهای صنعتی محسوب می‌شوند که عملکرد آنها به صورت الکترومکانیکی انجام شده و به همین علت برای برقراری ارتباط بین بار و منبع تغذیه به میزان بسیار کمی جریان نیاز دارند.
منظور از کنتاکتور برق چیست؟
کنتاکتور برق در واقع نوعی کلید مغناطیسی است که برای قطع و وصل کردن مدار از طریق یک سیم پیچ مغناطیسی به کار برده می‌شود. به عبارت دیگر با وصل شدن یا تحریک سیم پیچ مغناطیسی یا بوبین، کنتاکتور وصل شده و مدار سه فاز یا تکفاز را هم وصل می‌کند و برعکس با قطع شدن ولتاژ بوبین، کنتاکتور هم قطع می‌شود. (در رابطه با اینکه بوبین موتور سیکلت چیست بیشتر بخوانید.)
این مزیت کنتاکتورهای برق باعث می‌شود که بتوان مدار را از راه دور یا از هر نقطه‌ای که لازم باشد، قطع و وصل نمود. بر اساس تعریف بیان شده کنتاکتور با بهره‌گیری از عملکردی مشابه عملکرد رله، می‌تواند در آمپراژ بالا هم به کار برده شود.
پس می‌توان نتیجه گرفت که به دلیل استفاده در آمپراژ بالا، سرعت قطع و وصل شدن کنتاکت‌های این کنتاکتور در مقایسه با رله کمتر است.
معمولاً بر روی هر کنتاکتور یک یا دو کنتاکت باز و بسته فرمان وجود دارد که می‌توان از آنها در مسیر فرمان و تحقق قسمت‌های فرمانی مدار استفاده کرد. کنتاکتورهای برق برای رنج‌های جریان مختلف و در اندازه‌های متفاوت ساخته می‌شوند.
کنتاکتورها دارای آمپراژ‌های مختلفی هستند که در این میان 9 تا 800 آمپر جزء پرکاربردترین‌ها محسوب می‌شود.
علاوه بر این ولتاژ بوبین کنتاکتورها می‌توانند متنوع باشند و در ولتاژ‌های 24،48،100،220 و 380 ولت AC و DC ساخته می‌شوند. بوبین کنتاکتورها می‌توانند در صورت خراب شدن تعویض شوند و برای به‌کارگیری در ولتاژ‌های دلخواه می‌توان از بوبین مناسب استفاده نمود.
منظور از کنتاکتور کمکی چیست؟
کنتاکتور کمکی تجهیزی است که معمولاً به صورت جداگانه به کنتاکتور متصل می‌شود و برای استفاده در مدار فرمان به کار می‌رود. کنتاکتور تا 600 آمپر و حتی بالاتر از آن را تحمل می‌کند و در مدار قدرت مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما کنتاکتور کمکی اغلب برای جریان‌های حداکثر تا 6 آمپر طراحی و تولید شده‌اند.
با قطع و وصل شده کنتاکتور، تیغه‌های کمکی حرکت کرده و تغییر وضعیت می‌دهند. در خصوص عملکرد کنتاکتورهای کمکی لازم است بدانید که این کنتاکتورها به این صورت عمل می‌کنند که با تحریک کنتاکتور به وسیله ترمینال‌های A1 و A2 تیغه‌هایی که در حالت عادی بسته هستند، باز شده و تیغه‌هایی که باز هستند، بسته می‌شوند.
کنتاکتورهای کمکی در انواع مدل‌های نصب از بالا، نصب از بغل و نصب از جلو تولید می‌شوند و بیشترین کاربرد آنها در کنترل روشنایی یا همان برق صنعتی، استاتر موتور الکتریکی و تأمین کنترل مرکزی تأسیسات بزرگ روشنایی است.
علت قطع و وصل مکرر کنتاکتور چیست؟
گاهی اوقات ممکن است به دلیل نوسانات به وجود آمده کنتاکتور مدام قطع و وصل شود، در این زمان تنها کافی ست از مدار Off-Delay استفاده کنید، تا نوسانات جریان توسط یک خازن میرا شود.
کنتاکتور تک فاز چیست؟
کنتاکتور دارای دو نوع تک فاز و سه فاز است. کنتاکتور تک فاز یکی از انواع کنتاکتورها است که در صنعت برق کاربرد زیادی دارد. این کنتاکتورها از یک رله و یک بوبین تشکیل شده‌اند. با برق دار شدن بوبین رله فعال و وصل می‌شود. کنتاکتور تکفاز به کنتاکتورهای ساختمانی یا بیمارستانی هم معروف هستند.
کنتاکتور تک فاز اندازه کوچکتری نسبت به کنتاکتور سه فاز دارد و بسیار شبیه کلید مینیاتوری است.
یکی از مهمترین کاربردهای کنتاکتور تک فاز در ساخت و راه اندازی سیستم های هوشمند مانند خانه های هوشمند است. البته این نوع از کنتاکتورها مزایای زیادی دارند از جمله صدای قطع و وصل کم، اشغال فضای کم توسط کنتاکتور تک فاز در تابلو برق، عدم نیاز به تعمیر و نگهداری‌های فصلی و مهمتر از همه قیمت مناسب کنتاکتور تک فاز.
کنتاکتور سه فاز چیست؟
کنتاکتور سه فاز وسیله ای می‌باشد که با استفاده از آن می‌توان خاصیت الکترومغناطیسی را بین کنتاکت های مختلف اتصال داد و یا قطع کرد؛ از این ویژگی جهت اتصال ، قطعی و یا تغییر اتصال مدارها استفاده می‌شود.
برندهای مختلف کنتاکتور کدام اند
کلام آخر
با توجه به مطالب بیان شده در این مقاله، کنتاکتورها یکی از مهمترین و اصلی‌ترین تجهیزات در صنعت برق هستند که برای مکان‌های مختلفی استفاده می‌شوند، بنابراین هنگام تهیه انواع کنتاکتور لازم است به ویژگی‌هایی همچون ولتاژ، توان، جریان و ضریب قدرت آنها توجه کنید؛ چرا که معمولاً کنتاکتورها دارای مشخصات متفاوتی هستند و باید نوع آنها را بر اساس نوع مصرف‌کننده و شرایط کار انتخاب کرد.