آشنایی با عملکرد و کاربرد کنتاکتور AC

کنتاکتور یک کلید الکترومکانیک است که به منظور کنترل عملکرد بارهای الکتریکی به ویژه در جریان های بالا مورد استفاده قرار می گیرد. این کلیدها انواع مختلفی دارند و متناسب با مداری که در آن قابل استفاده هستند تولید می شوند. کنتاکتور AC به صورت ویژه جهت استفاده در مدار AC طراحی شده است.

جهت کنترل بارهای جریان مستقیم باید از کنتاکتور DC استفاده کنید. مهمترین قابلیت کنتاکتورها که سبب گسترش استفاده از آن ها شده است، امکان کنترل از راه دور است. این قابلیت مشابه رله است. اما مهمترین تفاوت کنتاکتور و رله در رنج جریان عملیاتی آن ها است.

با بررسی بیشتر کنتاکتور AC همراه من باشید.

کنتاکتور چیست؟

کنتاکتور یک کلید الکترومغناطیسی با قابلیت کنترل از راه دور است. با اتصال ولتاژ بوبین به کنتاکتور، سیم پیچ به حالت مغناطیسی رفته و یک آهنربای الکتریکی ایجاد می کند. در نتیجه این وضعیت تیغه اصلی تغییر وضعیت داده و مسیر جریان بار بسته می شود.

ساختار داخلی کنتاکتور شامل بخش های زیر است:

• بوبین یا سیم پیچ
• کنتاکت یا پلاتین (اصلی و کمکی)
• جرقه گیر
• قاب محافظ

ساختار و عملکرد کلی همه کنتاکتورها یکسان است. با این وجود مهمترین تفاوت کنتاکتور AC و DC در ساختار سیم پیچ و تیغه آن ها است.

عملکرد کنتاکتور

برقراری جریان در سیم پیچ کنتاکتور سبب تشکیل یک آهنربای الکتریکی می شود. نیروی جاذبه آهنربا قادر است بر نیروی واکنش فنر آنتاگونیست و فنر تماسی غلبه کند. در این حالت کنتاکت متحرک با نیروی الکترومغناطیسی جذب شده و به کنتاکت ثابت می چسبد. اتصال کنتاکت ها به معنای وصل شدن مدار اصلی و روشن شدن مصرف کننده است.

با قطع ولتاژ بوبین، کنتاکت متحرک تحت تأثیر نیروی واکنش فنرها جابجا شده و اتصال قطع می شود. قطع اتصال کنتاکت ثابت و متحرک سبب ایجاد جرقه می شود. این جرقه به سمت اتاقک کنترل جرقه هدایت شده و در آنجا خنثی می شود. عدم خنثی سازی جرقه به کنتاکتور آسیب جدب وارد می کند.

جزئیات بیشتر در مورد ساختار و عملکرد این کلید را در مقاله کنتاکتور چیست و چه کاربردی دارد؟ ببینید

انواع کنتاکتور AC

بارهای الکتریکی به ویژه در لحظه شروع به کار رفتار متفاوتی دارند. از اینرو تجهیزات مورد استفاده برای راه اندازی آن ها با هم متفاوتند. موتور الکتریکی از جمله تجهیزات بسیار پرکاربرد صنعتی است. رفتار موتور در لحظه راه اندازی بسیار متفاوت است.

جریان راه اندازی موتور تا 10 برابر جریان نامی نیز می رسد. این جریان بزرگ می تواند سبب افت ولتاژ شبکه شود. راه حل صنایع برای غلبه بر چالش جریان هجومی موتورها، استفاده از سافت استارتر و درایو است.

تفاوت رفتار تجهیزات مختلف سبب عرضه انواع مختلفی از کنتاکتور AC به بازار شده است. بسته به نوع کاربری و باری که باید کنترل شود، یکی از کلاس های استاندارد کنتاکتور مورد استفاده قرار می گیرد. جدول زیر به صورت خلاصه به این دسته بندی اشاره دارد:

استاندارد کنتاکتور	موارد استفاده
AC1	باراهمی – بار غیر سلفی یا باخاصیت سلفی ضعیف – گرم کن برقی  COSΦ=0/95
AC2	برای راه اندازی موتور آسنکرون روتور سیم پیچی با ترمز جریان مخالف
AC3	برای راه اندازی موتور آسنکرون روتور قفسه‌ای – هنگام قطع جریان نامی از تیغه‌های کنتاکتور عبور می‌کند – تحمل جریان راه اندازی 5 تا 7 برابر جریان نامی
AC4	برای راه اندازی موتور آسنکرون روتور قفسه‌ای – به کار بردن ترمز جریان مخالف – تغییر جهت گردش الکتروموتور روتور قفسه‌ای – تعداد دفعات قطع و وصل زیاد در فواصل زمانی اندک
AC6	کنتاکتور خازنی ویژه راه اندازی بانک خازنی و سایر مصرف کننده های خازنی
AC11	کنتاکتور کمکی – کنتاکتور فرمان بدون داشتن کنتاکت قدرت کوپل مغناطیسی – استفاده فقط در مدار فرمان

موارد استفاده و کاربردهای کنتاکتور AC

تجهیزات الکتریکی مختلف تفاوت های زیادی با هم دارند. این تفاوت ها در خواص بار و تغییرات جریان در فرآیند روشن و خاموش شدن بار حائز اهمیت است. با توجه به تفاوت بارهای مورد کنترل، الزامات کنتاکتورهای مورد استفاده نیز متفاوت است.

کنتاکتور AC با توجه به کلاس کاری استاندارد، برای کنترل انواع مختلفی از بارهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد. وظیفه کنتاکتور در تابلو برق کنترل عملکرد بارهای مختلف الکتریکی است. در ادامه مروری بر مهمترین کاربردهای این تجهیزات خواهیم داشت.

کنترل سیستم های گرمایش برقی (هیتر)

جریان راه اندازی سیم های مقاومت بالا که در هیتر الکتریکی استفاده می شود، تا 1.4 برابر جریان نامی دستگاه می رسد. این سیستم ها در منابع گرمایش داخلی، اجاق برقی، تهویه مطبوع و برخی تجهیزات دیگر کاربرد دارند.

افزایش ولتاژ شبکه به میزان 10 درصد، جریان کاری مقاومت را نیز به همین نسبت افزایش می دهد. کنتاکتور AC سری AC-1 برای کنترل هیتر برقی استفاده می شود.

بار ترانسفورماتوری ولتاژ پایین

هنگامی که یک ترانسفورماتور ولتاژ پایین شروع به کار می کند، در مدت زمان بسیار کوتاهی یک پیک جریانی به بزرگی 15 تا 20 برابر جریان نامی ترانسفورماتور تولید می کند. جریان راه اندازی به آرایش سیم پیچ و خواص هسته ترانسفورماتور وابسته است.

به عنوان مثال برای ترانسفورماتور مورد استفاده در دستگاه جوشکاری برقی، عملیات جوش با اتصال کوتاه شدن سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور از طریق الکترود انجام می شود. هنگام استفاده از دستگاه جوش برقی، یک جریان بزرگ ناگهانی تولید می شود که فشار زیادی را به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور تحمیل می کند.

برای این کاربردها از کنتاکتورهای AC کلاس AC-6A استفاده می شود. در زمان انتخاب کنتاکتور پارامترهای مهمی مانند جریان نامی خروجی ترانسفورماتور، جریان اتصال کوتاه و فرکانس جوش در هنگام کوتاه شدن الکترود باید مورد توجه قرار بگیرند.

کنترل تجهیزات روشنایی

تجهیزات روشنایی متنوعی در محیط های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. این لامپ ها تکنولوژی های مختلفی دارند. از لامپ های رشته ای گرفته تا لامپ فلورسنت و اخیرا لامپ های LED برای این منظور مورد استفاده قرار می گیرند.

عملکرد تجهیزات روشنایی در محیط های صنعتی نیز با استفاده از کنتاکتور کنترل می شود. عموما برای کنترل این بارها از کنتاکتور AC کلاس AC-5a استفاده می شود.

کنتاکتور AC و کنترل بار خازنی

زمانی که بار خازنی روشن می شود، فرآیند شارژ گذرا اتفاق می‌افتد و جریان شارژ به مقدار بالایی می رسد. شارژ مستقیم خازن سبب ایجاد تغییرات فرکانسی و افزایش فرکانستا هزاران هرتز می شود. بنابراین الزامات شدیدی برای راه اندازی این قبیل بارها وجود دارد.

رفتار متفاوت بارهای خازنی در لحظه شروع به کار سبب عرضه نوع خاصی از کنتاکتور AC برای کنترل آن ها شده است. کنتاکتور خازنی با کلاس استاندارد AC-6  عرضه می شود. در ساختار این کنتاکتورها یک مقاومت به صورت سری با خازن قرار دارد که در زمان شارژ اولیه وارد مدار می شود.

راه اندازی و توقف موتور

موتورهای AC کاربرد بسیار گسترده ای در صنایع مختلف دارند. موتورها در لحظه شروع به کار جریان زیادی از شبکه می کشند که به جریان هجومی موسوم است. اندازه این جریان به ویژه در موتورهای بزرگ به قدری است که می تواند منجر به افت ولتاژ شبکه شود.

کنتاکتور مورد استفاده برای راه اندازی موتور باید قادر به تحمل این جریان باشد. کنتاکتور AC کلاس AC-3 به صورت ویژه برای کنترل موتور طراحی شده است. راه اندازی موتور با کنتاکتور در توان های پایین رایج است. در توان های بالا اگر موتور بعد از شروع به کار با سرعت ثابت به کار ادامه دهد، از سافت استارتر استفاده می شود.

اما چنانچه علاوه بر رفع چالش های راه اندازی به کنترل عملکرد موتور نیز نیاز دارید، درایو فرکانس متغیر تنها راهکار پیش روی شماست. نمونه های مختلفی از درایو زیمنس در بازار موجود است که متناسب با توان و نیازهای کنترلی پروژه قابل انتخاب است.

کنتاکتور AC زیمنس

بدون شک کنتاکتور زیمنس یکی از محبوبترین نمونه های کنتاکتور موجود در بازار ایران است. عملکرد مطمئن، قابلیت اطمینان بالا و گستردگی رنج توان از جمله دلایل محبوبیت این کنتاکتور است. کنتاکتور AC  زیمنس در گروه محصولات SIRIUS و زیر دسته SIRIUS CONTROL قرار دارد.

کنتاکتور سه فاز زیمنس بیشترین میزان تولید را دارد. این کلیدهای الکترومغناطیسی با توجه به نوع کاربرد، توان و ابعاد، به سه دسته کلی تقسیم می شوند:

• کنتاکتورهای قدرت زیمنس که با پیش کد3RT
• کنتاکتور کنترل و یا فرمان با پیش کد 3RH
• کنتاکتور خازنی با پیش کد 3RT26

تفاوت عملکرد و الزامات بارهای مختلف سبب دسته بندی کنتاکتورها در گروه های مختلف می شود. به بیان دیگر هدف از این دسته بندی، تخصصی تر کردن کنتاکتورها متناسب با کاربرد مورد انتظار آن ها است.

جمع بندی

در این مقاله به بررسی عملکرد و کاربردهای کنتاکتور AC پرداختیم. کنتاکتورها با توجه به نوع باری که قرار است کنترل کنند، با ملاحظات متفاوتی تولید می شوند و در کلاس های مختلف قرار می گیرند. یکی از تفاوت های اصلی کلاس های مختلف، جنس پلاتین کنتاکتور است.

پلاتین یا تیغه مسیر عبور جریان است. تیغه ها باید قدرت تحمل جریان عبوری را داشته باشند. در غیر اینصورت دچار جوش خوردگی می شوند. جوش خوردگی یا چسبیدن تیغه از جمله خرابی های رایج کنتاکتور است که در صورت عدم استفاده از کنتاکتور AC در کاربرد مناسب ایجاد می شود.

با انتخاب دقیق کنتاکتور متناسب با کاربری مورد انتظار از ایجاد خرابی و توقف ناگهانی خط جلوگیری کنید. همین الان انواع کنتاکتور AC زیمنس را با ضمانت اصالت کالا و خدمات پس از فروش از زیمنس کالا سفارش دهید.