اصول انتخاب کنتاکتور – راهنمایی برای مشتریان

کنتاکتورها کلیدهای الکتریکی قابل کنترل هستند. این تجهیزات به صورت گسترده در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. کنتاکتورها تنوع بالایی دارند و این موضوع انتخاب کنتاکتور را کمی پیچیده می کند. اگر قصد خرید کنتاکتور را دارید تا انتهای مقاله با من همراه باشید. در این مقاله به بیان نکات بسیار مهمی پرداخته ایم که در انتخاب کنتاکتور باید به آن توجه کنید.

تعیین پارامترهای اصلی برای خرید کنتاکتور

عملکرد صحیح کنتاکتور نقش تعیین کننده ای در عملکرد کلی مدار دارد. به منظور اطمینان خاطر از عملکرد صحیح کنتاکتور لازم است انتخاب درستی داشته باشید. انتخاب نامناسب و مشکلات احتمالی که در نصب کنتاکتورها به وجود می آید، از جمله رایج ترین خطاها در استفاده از این تجهیزات است. نمونه های بسیار متنوعی از کنتاکتور در بازار موجود است. تنوع در برند تجهیزات، کلاس کاری، ولتاژ و جریان از جمله نکاتی است که در زمان انتخاب کنتاکتور باید مورد توجه قرار دهید.  در ادامه به بررسی 6 پارامتر مهم در این زمینه می پردازیم.

تعیین سیستم ولتاژی

به صورت کلی دو سیستم ولتاژیAC  و DC وجود دارد که تجهیزات آن ها با هم متفاوتند. اولین پارامتر مهم در انتخاب کنتاکتور تعیین سیستم ولتاژی است. دقت کنید منظور ما ولتاژ بار است و نه ولتاژي بوبین کنتاکتور! چنانچه قرار است از کنتاکتور در سیستم AC استفاده کنید، تعیین تعداد فاز نیز باید در این مرحله انجام شود. کنتاکتور تکفاز و کنتاکتور سه فاز تفاوت های ساختاری با هم دارند.

منظور از کنتاکتور تکفاز چیست؟

جریان عبوری از کنتاکتور در ولتاژ خط

اولین موردی که باید در نظر بگیرید، جریان بار است که در واحد آمپر اندازه گیری می شود. در واقع آمپراژ بار مقدار جریان مورد نیاز برای تغذیه دستگاه شما در ولتاژ خط است. اهمیت دانستن جریان بار در ولتاژ خطی که قصد استفاده از آن را دارید به رابطه محاسبه توان بر می گردد.

P=IV

در این رابطه P کار انجام شده است که معمولا در واحد زمان بیان می‌شود و واحد آن وات است. I جریان الکتریکی بر حسب آمپر و V ولتاژ خط است. از آنجایی که P بر اساس نیازهای خط تولید تعیین می شود ثابت می ماند. برای ثابت ماندن توان چنانچه ولتاژ را کاهش دهید، جریان باید افزایش یابد تا معادله متعادل شود و بالعکس. در مورد موتورها و سایر تجهیزات صنعتی، برای اطمینان از ولتاژ ورودی و آمپر بار کامل (FLA) به پلاک دستگاه مراجعه کنید.

ولتاژ بوبین کنتاکتور

در مرحله بعد باید ولتاژ کنترل مورد استفاده برای راه اندازی کنتاکتور را مشخص کنید. این ولتاژ ممکن است برابر با ولتاژ خط باشد. با این حال اغلب به منظور افزایش ایمنی، ولتاژ کویل در سطح پایین تری نسبت به ولتاژ خط انتخاب می شود. در صورتی که قصد خرید کنتاکتور برای جایگزینی با نمونه موجود را دارید، لازم است ولتاژ کنترل را براساس شرایط پروژه انتخاب کنید. معمولا، ولتاژ بوبین کنتاکتور 230 ولت است یا می تواند سایر ولتاژ های مرسوم مانند 110 ولت، 48 ولت یا 24 ولت باشد. این ولتاژ می تواند از نوع AC یا DC باشد.

تعیین نوع عملکرد و کد IEC

IEC برای توصیف نوع بار الکتریکی و چرخه کار بار (ها) از کدهای خاصی استفاده می‌کند. آشنایی با این کدها مهم است زیرا تا حدودی تعیین می کنند که از کدام کنتاکتور استفاده کنید. برای مثال، فرض کنید دو برنامه دارید که هر دو دقیقاً از یک موتور استفاده می کنند. در یکی از برنامه ها موتور پس از روشن شدن، برای مدت طولانی به کار ادامه می دهد در حالی که موتور دیگر به طور مداوم روشن/خاموش می شود. در چنین حالتی شما باید از دو کنتاکتور با کدهای IEC متفاوت برای کنترل موتورها استفاده کنید.

موتوری که دائما روشن/خاموش می شود به جریان بار بیشتر و در نتیجه به کنتاکتور بزرگتری نیاز دارد. جدول زیر دسته بندی کنتاکتورها با کد IEC را نشان می دهد که در هنگام خرید کنتاکتور باید مورد توجه قرار بگیرد. انتخاب کد کاربری مناسب، عمر مفید کنتاکتور را افزایش می دهد. از سوی دیگر کنتاکتور با کد IEC نامناسب ممکن است برای مدتی کار کند، اما طول عمر آن به شدت کاهش می یابد.

کنتاکتور معکوس یا غیر معکوس

نکته مهم دیگری که باید در خرید کنتاکتور به آن توجه کنید، نوع عملکرد موتور است. اگر نیاز به معکوس کردن جهت حرکت موتور دارید، یک کنتاکتور معکوس مورد نیاز است. کنتاکتور معکوس مجموعه ای از دو کنتاکتور (یکی برای هر جهت) است که توسط یک اینترلاک مکانیکی و/یا الکتریکی به هم وصل شده اند تا اطمینان حاصل شود که فقط یک کنتاکتور در هر زمان عمل می کند.

کنتاکت های کمکی

کنتاکت های کمکی امکان انجام عملیات اضافی در زمان وصل شدن کنتاکتور را فراهم می کنند. به طور معمول هر کنتاکتور می تواند چند تیغه کمکی NO و NC داشته باشد. یک مثال خوب برای استفاده از کنتاکت های کمکی، روشن کردن چراغ سیگنال برای نشان دادن کارکرد موتور است.

انتخاب کنتاکتور مناسب

با پاسخ دادن به سوالات فوق می توانید بهترین انتخاب را از بین کنتاکتورهای موجود داشته باشد. در ادامه به منظور راهنمایی بیشتر با ذکر چند مثال نحوه انتخاب کنتاکتور مناسب را بیشتر شرح می دهیم.

1-      انتخاب کنتاکتور AC برای کنترل هیتر الکتریکی

این گروه تجهیزات شامل کوره مقاومتی، بخاری تنظیم دما و غیره می شود. دامنه نوسانات جریان در این نوع بارها بسیار کم است. با توجه به کدهای استاندارد IEC، برای این گروه از بارها دسته AC-1 مناسب است. کنترل این نوع بار توسط کنتاکتور ساده است و بصورت عملیات تکرار شدنی نیست. بنابراین، هنگام انتخاب یک کنتاکتور مناسب، تنها نکته ای که باید در نظر بگیرید، جریان مورد نیاز است. جریان نامی کنتاکتور در این حالت باید 1.2 برابر جریان نامی هیتر در نظر گرفته شود.

مثال 1: فرض کنید قصد خرید کنتاکتور برای کنترل یک کوره مقاومتی سه فاز نوع Y با ولتاژ 380 ولت و توان 15 کیلووات داریم.

ابتدا لازم است جریان کار نامی هر فاز را محاسبه کنیم که از رابطه زیر محاسبه می شود:

در این رابطه:

• I_a : جریان هر خط
• P_n: توان کل
• U: ولتاژ بین دو خط است (در اینجا 380 ولت)

با قرار دادن داده های مساله در رابطه بالا به جریان 22.7 برای هر فاز می رسیم. طبق نکته گفته شده لازم است این عدد را در 1.2 ضرب کنیم. این ضریب براساس نوع بار انتخاب شده است. در نهایت به عدد 27.2 آمپر می رسیم.

برای خرید کنتاکتور مورد نیاز جهت کنترل هیتر مورد نظر، کنتاکتوری با جریان بیش از 27.2 آمپر در کلاس AC-1 انتخاب کنید.

برای مثال در این بازه زیمنس جریان 22 و 35 آمپر را دارد که با توجه به جریان مورد نیاز ما از مورد 35 آمپری استفاده میکنیم . کد آن در کاتالوگ زیمنس 3RT2325-1AP00 بیان شده است.

2 – انتخاب کنتاکتور برای کنترل تجهیزات روشنایی

انواع مختلفی از تجهیزات روشنایی وجود دارد که هر کدام جریان و زمان راه اندازی متفاوتی دارند. این نوع بارها به استفاده از کنتاکتورهای کلاس AC-5a یا AC-5b کنترل می شوند. اگر زمان راه اندازی تجهیزات روشنایی بسیار کوتاه است، در انتخاب کنتاکتور باید جریان نامی را 1.1 برابر جریان کار تجهیزات روشنایی در نظر بگیرید.

 اگر زمان راه اندازی تجهیزات روشنایی کمی بیشتر و ضریب توان آن کم باشد، جریان عبوری از کنتاکتور، بزرگتر از جریان کاری تجهیزات خواهد بود. جدول زیر انواع تجهیزات روشنایی و ضریب جریان نامی کنتاکتور مورد نیاز برای هریک را نشان می دهد.

برای کنترل تجهیزات روشنایی با در نظر گرفتن جریان کنتاکتور طبق جدول بالا، می توانید از کنتاکتورهای زیمنس استفاده کنید. همین الان می توانید با مراجعه به فروشگاه زیمنس کالا اقدام به خرید کنتاکتور مورد نیاز خود کنید.

3 – انتخاب کنتاکتور برای کنترل ترانسفورماتور جوشکاری

ترانسفورماتور جوشکاری به دلیل اتصال کوتاه الکترود در سمت ثانویه جریان ناگهانی زیادی دارد. با توجه به تامین جریان ثانویه توسط سیم پیچ اولیه، در سمت اولیه نیز شاهد عبور جریان بزرگی خواهیم بود. بنابراین، در انتخاب کنتاکتور باید توان نامی ترانسفورماتور، جریان کاری نامی، جریان اتصال کوتاه و فرکانس جوش در سمت اولیه ترانس در زمان اتصال کوتاه شدن الکترود در نظر گرفته شود. کد IEC مناسب برای این نوع بار AC-6a است. براساس اطلاعات جدول زیر می توانید کنتاکتور مورد نظر را انتخاب کنید.

4 – خرید کنتاکتور برای موتور آسنکرون

برای موتورهای آسنکرون و موتور القایی روتور زخمی از کنتاکتورهای کلاس AC-2، AC-3 و AC-4 استفاده می شود. برای مدل های مختلف موتور با توجه به کاربردشان کنتاکتورهای متفاوتی انتخاب می شوند.

جریان راه اندازی موتور آسنکرون حدود 6 برابر جریان نامی موتور و جریان قطع کنتاکتور برابر با جریان نامی موتور یعنی Ie است. برای این موتورها از کنتاکتورهای کلاس AC-3 استفاده می شود. پمپ های آب، ماشین کشنده سیم، دستگاه حفاری، دستگاه چاپ و دستگاه برش گرم در کارخانه فولاد مثال هایی از کاربرد این موتورهاست. در اینجا، کنتاکتور AC مستقیماً قابل انتخاب است.

برای انتخاب کنتاکتور در این دسته می توانید به جدول راهنمای کنتاکتورها مراجعه کنید. مثال هایی از این گروه در زیر آمده است.  در این تصویر پیشنهاد زیمنس برای انتخاب کنتاکتور و کلید حرارتی و سایر تجهیزات لازم در مدار را می بینید.

5 – کنتاکتور مناسب برای موتورهای روتور القایی

برای این بارها، جریان اتصال و جریان قطع کنتاکتور 2.5 برابر جریان نامی هستند. برای کنترل این موتورها خرید کنتاکتور در کلاس AC-2 پیشنهاد می شود. به طور کلی کنتاکتورهای AC از نوع چرخشی برای کنترل این موتورها مناسب ترند. زیرا استقامت الکتریکی آن ها بیشتر و تعمیر اساسی آن ها آسان است. برای خرید کنتاکتور مناسب، جریان نامی موتور را در نظر بگیرید.

6 – خرید کنتاکتور برای موتورهای آسنکرون

هنگامی که یک موتور آسنکرون در حال اینچ یا ترمز کردن در اتصال معکوس است، جریان اتصال آن 6 برابر Ie است. برای کنترل این موتورها از کنتاکتورهای کلاس AC-4 استفاده می شود. جریان کاری نامی کنتاکتورهای کلاس AC-4 تحت ولتاژ نامی 380 ولت داده می شود. بر این اساس توان موتور قابل کنترل قابل محاسبه است.

به عنوان مثال، فرض کنید تحت شرایط ولتاژ نامی 380، جریان نامی یک موتور برابر با  3.3A است. می دانیم که توان خروجی نامی موتور از رابطه زیر محاسبه می شود:

با در نظر گرفتن سایر مقادیر به صورت زیر و جایگزاری در رابطه بالا، توان موتور به دست می آید:

برای موتور فوق لازم است کنتاکتوری با توان حدود 1.66 کیلووات از کلاس AC-4 انتخاب کنید.

احتیاط در انتخاب کنتاکتور AC!

علاوه بر نکات و روش های بیان شده در بالا برای انتخاب و خرید کنتاکتور، در نظر گرفتن برخی احتیاط ها در انتخاب کنتاکتور سبب می شود گزینه بهتری را انتخاب کنید.

برای اطلاع از “کاربرد انواع کنتاکتور AC” این مقاله را مطالعه نمایید.

عملکرد کنتاکتور در اتصال سری و موازی

بسیاری از تجهیزات الکتریکی دارای بارهای تک فاز هستند، بنابراین می توان از کنتاکتورهای چند پل با اتصال موازی برای کنترل تجهیزاتی مانند کوره مقاومتی، ترانسفورماتور جوش و غیره استفاده کرد.

هنگامی که چند پل به صورت موازی استفاده می شود، می توانید کنتاکتورهایی با ظرفیت کمتر انتخاب کنید. البته باید توجه داشت که جریان عبوری از پل های کنتاکتور در اتصال موازی کاملاً یکسان نیست. مقادیر مقاومت تیغه ثابت و متحرک در پل های مختلف دقیقاً یکسان نیست، به همین دلیل جریان عبوری از آن ها به صورت مساوی توزیع نمی شود.

بنابراین، چنانچه به عنوان مثال از یک کنتاکتور دوپل به صورت موازی استفاده می کنید، جریان نامی کنتاکتور حداکثر تا 1.8 برابر افزایش می یابد. در شرایط مشابه برای کنتاکتور سه پل جریان حداکثر به 2 تا 2.4 برابر افزایش می یابد. علاوه بر این، باید به این نکته اشاره کرد که ظرفیت قطع و وصل را نمی توان در این حالت بهبود بخشید، زیرا کنتاکت های پل های مختلف در اتصال موازی در زمان دقیقا یکسانی بسته نمی شوند.

گاهی اوقات می توان پل های کنتاکتور را به صورت سری استفاده کرد. در این حالت با توجه به افزایش نقاط تماس، قوس الکتریکی ایجاد شده به بخش های زیادی تقسیم می شود. این فرآیند باعث بهبود فرآیند کنترل و تسریع در خاموش شدن جرقه می شود.

بنابراین، ولتاژ کاری را می توان با اتصال پل ها به صورت سری افزایش داد. دقت کنید در این حالت ولتاژ کاری نباید از ولتاژ نامی عایق کنتاکتور تجاوز کند. در اتصال سری، جریان نامی کنتاکتورها تغییر نمی کند. هنگام خرید کنتاکتور با در نظر گرفتن امکان اتصال سری یا موازی پل ها، می توانید انتخاب اقتصادی تری داشته باشید.

تاثیر فرکانس توان

برای مدار اصلی، تغییر فرکانس سبب ایجاد اثر پوستی می شود. وقتی فرکانس بیشتر می شود، اثر پوستی افزایش می یابد. چنانچه سیم پیچ الکترومغناطیسی طراحی شده برای فرکانس 50 هرتز در فرکانس 60 هرتز مورد استفاده قرار بگیرد، شار مغناطیسی سیم آهنربا و در نتیجه جاذبه الکترومغناطیسی آن کاهش می یابد. این موضوع نشان می دهد در خرید کنتاکتور باید به فرکانس توان عملیاتی آن توجه کنید.

تاثیر فرکانس کاری

تعداد سیکل های کارکرد کنتاکتور در هر ساعت، تأثیر زیادی بر سلامت تیغه ها دارد. فرکانس کاری قابل اجرا در پارامترهای فنی کنتاکتور درج می شود. چنانچه فرکانس کاری مورد نظر بیش از فرکانس استاندارد کنتاکتور باشد، لازم است از کنتاکتور در ظرفیت کمتری استفاده شود.

جمع بندی

برای خرید کنتاکتور مناسب لازم است به نکات مهمی توجه کنید. نوع بار و کلاس کاری متناسب با آن مهمترین پارامترهایی است که باید در نظر گرفته شوند. از جمله عوامل مهم دیگر می توان به ولتاژ بار و جریان نامی کنتاکتور اشاره کرد. همچنین ولتاژ راه انداز (فعال کننده کویل مغناطیسی) از اهمیت بالایی برخوردار است. چنانچه قصد جایگزین کردن کنتاکتور موجود با یک نمونه جدید را دارید، با توجه به مشخصات نمونه موجود اقدام به خرید کنید. در صورتی که قصد طراحی یک مدار فرمان جدید دارید، مشخصات بار مورد کنترل را مد نظر قرار دهید.

اگر مطالب این راهنما، سوالات شما در زمینه خرید کنتاکتور مناسب را پاسخ نداد، کارشناسان زیمنس کالا آماده پاسخگویی به سوالات شما هستند. با ما تماس بگیرید.