بخش ها

logo
کنتاکتور
05 Jan

کنتاکتور وسیله اي است که در آن با استفاده از خاصیت الکترومفناطیس تعدادي 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 داراي سه کنتاکت اصلی براي مدارمی باشد.

کنتاکتور از دو هسته E شکل که یکی ثابت و دیگري متحرك 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 متحرك را به هستۀ ثابت متصل می­کند. با حرکت هستۀ متحرك، تعدادي کنتاکت باز، بسته و تعدادي کنتاکت بسته، باز خواهند شد. رابطه نیروي کششی مغناطیسی کنتاکتورها عبارت است از :

F = Fm sin2 ωt

 نکته 1: در هستۀ کنتاکتورهاي AC براي جلوگیري از لرزش ناشی از فرکانس از یک حلقۀ اتصال کوتاه شده مانند آنچه که در موتورهاي با قطب چاکدار وجود دارد، استفاده می شود. با القاي ولتاژ در حلقۀ اتصال کوتاه، جریانی از آن خواهد گذشت و این جریان شاري را تولید می کند که با شار اصلی 90 درجه اختلاف فاز دارد و باعث می شود در هسته دائماً شار وجود داشته باشد و نیروي دائمی دو بخش ثابت و متحرك هسته را به هم متصل نگه دارد.

مزایاي استفاده از کنتاکتورها نسبت به کلیدهاي دستی صنعتنی عبارتند از :

1-    امکان کنترلی مصرف کننده از راه دور

2-    کنترل مصرف کننده از چند محل

3-     امکان طراحی مدار فرمان اتوماتیک براي مراحل مختلف کار مصرف کننده

4-    سرعت قطع و وصل زیاد و کم بودن استهلاك کلید

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

6-     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 جلوگیري به عمل می آید

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

در شکل 7 -1 نماي ظاهري یک کنتاکتور و اجزاي تشکیل دهنده آن نشان داده شده است.

ساختمان کنتاکتور در تابلو برق

این کلید از دو هسته به شکل E. یا U. که یکی ثابت و دیگری متحرک است و در میان هسته ثابت یک بوبین یا سیم پیچ قرار دارد، تشکیل شده است. وقتی بوبین به برق وصل میشود با استفاده از خاصیت مغناطیسی، نیروی کششی فنر را خنثی میکند و هسته فوقانی را به هسته تحتانی متصل کرده باعث میشود که تعدادی کنتاکت عایق شده از یکدیگر به ترمینال‌های ورودی و خروجی کلید متصل میشود و یا باعث باز شدن کنتاکت‌های بسته کنتاکتور بسته کنتاکتور گردد.
در صورتی که مدار تغذیه بوبین کنتاکتور قطع شود، در اثر نیروی فنری که داخل کلید قرار دارد هسته متحرک دباره به حالت اول باز میگردد.

اجزای تشکیل دهنده کنتاکتور در تابلو برق

کنتاکتور در تابلو برق از چهار قسمت اصلی تشکیل میشود. این قسمت‌ها عبارتند از::

تیغه قدرت

تیغه‌های هر کنتاکتور به دو بخش تقسیم می‌شود. تیغه‌های قدرت و تیغه‌های فرمان. وظیفهٔ اصلی تیغه‌های قدرت هدایت جریان اکتریکی پس از هر بار تحریک شدن بوبین از خود است. تیغه‌های فرمان نیز همانطور که از نامشان مشخص است برای استفاده در مدار فرمان به کار می‌رود. تیغه‌های فرمان به دو صورت نرمالی باز و نرمالی بسته بر روی بدنه کنتاکتور تعبیه شده‌اند. این تیغه‌ها پس از هر بار تحریک شدن بوبین تغییر وضعیت داده و به حالت عکس تغییر وضعیت می‌دهند.

سلونوئید یا سیم پیچ

سلونوئید یا سیم پیچ کنتاکتور در مدار فرمان، همانگونه که در بالا نیز به آن اشاره شد، یک هسته مغناطیسی سیم پیچی شده است که نیروی لازم را برای اتصال فیزیکی کنتاکت‌های هادی الکتریسته فراهم می‌سازد.

قاب کنتاکتور در تابلو برق

این بخش، برای ایزوله کردن بخش‌های هادی و خطرناک کنتاکتور و حفظ جان کسانی که با کنتاکتور سر و کار دارند، به کار می‌رود. جنس قاب کنتاکتور معمولاً از مواد عایق الکتریسیته مانند Bakelite، Nylon ۶ و پلاستیک‌های سفت شونده در برابر حرارت است.

تیغه فرمان کنتاکتور در تابلو برق

تیغه‌های فرمان (آمپر پایین) نرمالی باز و نرمالی بسته می‌باشند که بالای بدنه کنتاکتور و یا در بعضی از مدل‌های آن در کنار بدنه کنتاکتور نصب می‌شوند و بدین ترتیب با هر بار تحریک شدن بوبین کنتاکتور، این تیغه‌ها تغییر وضعیت می‌دهند.

ارتباط بین بی متال یا رله حرارتی با کنتاکتور در تابلو برق

معمولاً برای حفاظت از بار‌هایی که به کنتاکتور بسته می‌شود از رله حرارتی یا بی متال استفاده می‌شود. این نوع رله‌ها در برخی از انواع کنتاکتور در تابلو برق بر روی بدنه تعبیه شده‌اند و در انواع دیگر به صورت اختیاری بر روی کنتاکتور بسته می‌شوند. اگر بار بسته شده به کنتاکتور جریانی بیش از حد مجاز از شبکه بکشد یا ولتاژ ورودی بجای سه فاز دو فاز بشودرله حرارتی عمل می‌کند و از صدمه زدن به بار الکتریکی جلوگیری می‌نماید.

موارد مصرف کنتاکتور در تابلو برق و مزایای آن نسبت به کلید‌های دستی صنعتی

مصرف کننده می‌تواند از راه دور کنترل می‌شود.

مصرف کننده میتواند از چند محل کنترل شود.

امکان طراحی مدار فرمان اتوماتیک برای مراحل مختلف کار مصرف کننده وجود دارد.

سرعت قطع و وصل کلید زیاد و استهلاک آن کم است.

از نظر حفاظتی مطمئن ترند و حفاظت مطمئن‌تر و کامل تری دارند.

عمر موثرشان بیشتر است.

هنگام قطع برق، مدار مصرف کننده نیز قطع می‌شود و به استارت مجدد پیدا میکند؛ در نتیجه از خطرات وصل ناگهانی دستگاه جلو گیری می‌کند.

جریانهاي نامي كنتاكتور

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

جریان دائمی: این جریان با Ith2 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 Ith1  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 Ith  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 Ie 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 Ie برابر با Ith خواهد بود. ( Ie=Ith )

جریان اتصال کوتاه: مقدار ماکزیمم جریان در لحظة اتصال کوتاه که ممکن است باعث آسیب در کنتاکتور شود به جریان اتصال کوتاه ضربه ای معروف است. (Is) 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 Ith (Is) مشخص می گردد.

ولتاژ های نامي

كنتاكتور ولتاژهاي نامی تعریف براي هر کنتاکتور عبارتند از

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

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

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

نکته 2 : ولتاژ کنتاکتورهاي صنعتی از 220 ولت تا 660 ولت و کنتاکتهاي اصلی آنها براي جریان 9 A تا 2750A  (مجهز به رادیاتورهاي خفه کننده جرقه در موقع قطع و وصل) ساخته می شوند.

نکته 3 : ولتاژ تغذیه بوبین کنتاکتورها متفاوت بوده و از 24 تا 380 ولت ساخته می شوند. در اکثر کشورهاي صنعتی براي حفاظت بیشتر، تغذیه بوبین کنتاکتورها را زیر ولتاژ حفاظت شده (65 ولت) انتخاب می کنند و یا براي تغذیۀ مدار فرمان از ترانسفورماتور جدا کننده استفاده می کنند.

 

قابلیت قطع و وصل و طول عمر كنتاكتور

 سرعت قطع و وصل کنتاکتورها در زیر بار را می توان بدون آنکه آسیبی به آنها برسد با طراحی و انتخاب مناسب با 3000 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 103 بار قطع و وصل، حرف B تعداد 104 بار، C تعداد 105 بار،D  تعداد 106 بار، E تعداد 107 بار وF  تعداد 108 بار قطع و وصل را نشان می دهد.

نکته 4 : بعد از حروف کلاس کلید ممکن است عددي به عنوان ضریب قرار گیرد مثلاً E3 براي طول عمر 3×107 بار قطع و وصل به کار می رود.

 

قدرت قطع كنتاكتور

 به منظور انتخاب کنتاکتور مناسب براي مصرف کننده هاي مورد نظر باید به مشخصات توان، ولتاژ، جریان و ضریب قدرت باري که کنتاکتور مجاز است به آن وصل شود، توجه کرد. همچنین کنتاکتهاي کنتاکتور باید تحمل جریان راه اندازي، جریان دائمی و جریانهاي اتصال کوتاه لحظه اي پیش آمده را نیز داشته باشند. قدرت کنتاکتهاي کنتاکتور در تحمل قوس الکتریکی ناشی از قطع کنتاکتها را قدرت فزع کنتاکتور می نامند. مشخصات بیان شده در بسیاري از موارد بر روي بدنۀ کنتاکتور یا در کاتالوگ آن نوشته می شوند.

براي راحتی کار انتخاب کنتاکتور، طبقه بندي خاصی را براي کنتاکتورها در نظر می گیرند، این طبقه بندي بر اساس نوع جریان و موارد کاربرد انجام می شود. جدول 7 -1 طبقه بندي را نشان می دهد.