منظور از کنتاکتور تکفاز چیست؟

کنترل جریان برق به شیوه مطمئن و قابل اعتماد، از جمله ضرورت های یک سیستم الکتریکی است. با بزرگتر شدن جریان ها اهمیت این موضوع نیز بیشتر می شود. در واقع تمام فرآیندها و عملکردها در سیستم الکتریکی منوط به کنترل صحیح جریان است. برای این منظور از کلیدهای الکتریکی استفاده می شود. کنتاکتور تکفاز از جمله کلیدهای مورد استفاده برای کنترل جریان در مدار تک فاز است.

کنتاکتورها کاربردهای گسترده ای در صنعت و مدارهای جریان بالا دارند. ایمنی و قابلیت اعتماد بالای کنتاکتورها سبب استفاده گسترده از آن ها شده است. از جمله مهمترین کاربردهای کنتاکتور تکفاز می توان به کنترل مدارهای روشنایی، موتورهای الکتریکی و تجهیزات گرمایشی اشاره کرد. از کنتاکتورها در محیط های مسکونی، تجاری و صنعتی به صورت گسترده استفاده می شود. در ادامه به بررسی بیشتر کنتاکتور تکفاز خواهیم پرداخت. با من همراه باشید.

کنتاکتور تکفاز چیست؟

یک کلید الکترومکانیکی که به منظور کنترل جریان برق یا به بیان دیگر کنترل عملکرد تجهیزات در یک مدار الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد. کنتاکتور را می توان به کمک یک سیگنال الکتریکی، که سیگنال فرمان نامیده می شود کنترل کرد. ولتاژ سیگنال کنترل عموما در سطح بسیار پایین تری نسبت به ولتاژ تغذیه بار قرار دارد.

به عنوان مثال، با یک سیگنال فرمان 24 ولتی می توان یک موتور الکتریکی 220 ولتی را کنترل می کرد. این موضوع علاوه بر ارتقا سطح ایمنی در محیط کار، امکان کنترل تجهیزات به کمک کنترل کننده های صنعتی مانند PLC را نیز فراهم می کند. کنتاکتور تکفاز به منظور استفاده در سیستم های تکفاز طراحی شده است.

کیفیت خوب، آمپراژ مناسب، صدای کم و عدم نیاز به تعمیر و نگهداری دوره‌ای از جمله ویژگی های این کلیدهاست. کنتاکتورهای تک فاز طیف گسترده ای دارند. معمولاً کنتاکتورها را بر اساس حداکثر جریان و ولتاژی که می توانند تحمل کنند، و همچنین تعداد کنتاکت کمکی طبقه بندی می کنند.

کنتاکتور تک فاز علاوه بر عملکرد اصلی خود (کنترل جریان برق)، قابلیت های دیگری مانند حفاظت در برابر اضافه بار و نوسانات ولتاژ نیز دارد.

ساختار داخلی کنتاکتور

کنتاکتور شامل تیغه های هدایت جریان است که توسط یک سیم پیچ الکترومغناطیسی باز و بسته می شوند. تیغه ها (کنتاکت ها) از مواد رسانا ساخته شده اند و برای تحمل بارهای جریان بالا طراحی شده اند. اعمال سیگنال فرمان به کنتاکتور، سبب آهنربایی شدن سیم پیچ و در نتیجه وصل شدن کنتاکت‌ها می‌شود. با وصل کنتاکت ها مسیر جریان بسته شده و مصرف کننده روشن می شود. با قطع ولتاژ سیم پیچ، کنتاکت ها باز و جریان قطع می شود.

برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه به مقاله

“کنتاکتور چیست و چه کاربردهایی دارد” مراجعه کنید.

در ادامه به معرفی اجزای اصلی کنتاکتور تکفاز می پردازیم:

سیم پیچ الکترومغناطیسی

کنتاکتورها کلیدها الکترومکانیکی با قابلیت کنترل از راه دور هستند. این امکان به وسیله مدار فرمان کنتاکتور که همان سیم پیچ الکترومغناطیسی است فراهم می شود. اتصال ولتاژ تغذیه یا سیگنال فرمان به این سیم پیچ باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی و آهنربایی شدن سیم پیچ می شود. این آهنربا قادر است هسته سیم پیچ را جا به جا کند.

تیغه متحرک به هسته سیم پیچ متصل است و با جابجا شدن آن به کنتاکت ثابت می چسبد. با این فرآیند مسیر جریان بسته می شود. این بخش کنتاکتور تکفاز به طور معمول از حلقه های سیم مسی که دور یک هسته مغناطیسی پیچیده شده تشکیل می شود. این بخش کنتاکتور با مدار فرمان در ارتباط است.

کنتاکت ها یا تیغه ها

تیغه ها وظیفه عبور جریان بار را بر عهده دارند. تیغه ها را می توان به دو بخش ثابت و متحرک تقسیم کرد. تیغه ثابت همواره ثابت است و تیغه متحرک توسط سیم پیچ الکترومغناطیسی باز و بسته می شود. کنتاکت ها از مواد رسانای قوی مانند نقره یا مس ساخته می شوند و توانایی تحمل بارهای جریان بالا را دارند.

علاوه بر کنتاکت های اصلی، کنتاکتور تکفاز ممکن است شامل چند کنتاکت کمکی باشد که در اجرای سناریوهای مختلف کنترلی از آن استفاده می شود. سیگنال دادن به کنتاکتور و گزارش وضعیت آن از جمله کاربردهای این تیغه های کمکی است.

مکانیزم جرقه گیر کنتاکتور تکفاز

در زمان باز شدن کنتاکت ها (تیغه ها)، جرقه های بزرگی ایجاد می شود که با جریان عبوری از کنتاکتور متناسب است. این جرقه ها می توانند سبب گرم شدن بیش از حد تیغه ها و جوش خوردن آن ها به هم شوند. همچنین حرارت تولید شده توسط آن ها می تواند به سایر بخش های کنتاکتور نیز آسیب برساند. به منظور کاهش اثرات مخرب جرقه ها از این مکانیزم استفاده می شود. این مکانیزم از چند تیغه مسی موازی با ساختار خاص تشکیل شده است.

محفظه یا قاب محافظ

اجزای داخلی کنتاکتور در داخل یک محفظه عایق قرار دارند. این محفظه از جنس پلاستیک یا باکلیت ساخته می شود. محفظه علاوه بر ایجاد عایق الکتریکی برای بخش های داخلی کنتاکتور، محافظت از دستگاه در برابر عوامل محیطی مانند گرد و غبار، رطوبت و نوسانات دما را نیز بر عهده دارد.

مکانیزم حفاظت اضافه بار

برخی از انواع کنتاکتور تکفاز قابلیت حفاظت در برابر اضافه بار را نیز دارند. این مکانیزم از یک نوار بیمتال (دو فلزی) تشکیل شده است که ضریب انبساط حرارتی متفاوتی دارند. افزایش جریان عبوری از کنتاکتور یا اضافه بار سبب گرم شدن تیغه می شود. گرم شدن تیغه منجر به خمیدگی آن شده و در نهایت مسیر عبور جریان باز می شود. فرآیند گرم شدن بیمتال و باز شدن تیغه به زمان نیاز دارد و یک فرآیند تاخیری است.

برای انتخاب مناسب بیمتال مقاله “راهنمای انتخاب بیمتال” را مطالعه کنید

تفاوت کنتاکتور تکفاز و کنتاکتور سه فاز

تفاوت اصلی بین کنتاکتورهای سه فاز و تکفاز در نوع مدار الکتریکی است که برای کنترل آن طراحی شده اند. در ادامه به بررسی تفاوت های آن ها می پردازیم.

سیستم الکتریکی مورد استفاده

 کنتاکتورهای تک فاز برای کنترل مدارهای الکتریکی که با ولتاژ AC تک فاز (معمولاً تا 240 ولت) طراحی شده اند. در حالی که کنتاکتورهای سه فاز برای کنترل مدارهای AC سه فاز (208-480 ولت) طراحی شده اند.

ساختار داخلی و ابعاد

 در حالی که هر دو نوع کنتاکتور بر اساس اصول اولیه الکترومغناطیس کار می کنند، اما ساختار داخلی متفاوتی دارند. کنتاکتورهای سه فاز برای کنترل بارهایی با ولتاژ و جریان بالاتر طراحی شده اند. کنتاکتور سه فاز ساختار پیچیده تر و قوی تری دارد. از سوی دیگر کنتاکتورهای سه فاز برای کنترل بارهای با جریان و ولتاژ بالاترطراحی شده اند. به همین دلیل نسبت به کنتاکتور تک فاز ابعاد بزرگتری دارند.

تعداد پل

 کنتاکتور تکفاز به صورت تک پل (کنترل فاز) یا دو پل (کنترل فاز و نول) طراحی می شود. در حالی که کنتاکتورهای سه فاز به صورت سه پل (کنترل سه فاز) و چهارپل (کنترل سه فاز و نول) تولید می شوند.

کاربردهای کنتاکتور تکفاز

کنتاکتورهای تک فاز به صورت گسترده در کاربردهای مسکونی، تجاری و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. از جمله رایج ترین کاربردهای کنتاکتور در مدارات تکفاز می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کنترل کمپرسورها و فن ها در واحدهای تهویه مطبوع
• کنترل المنت های گرمایشی در آبگرمکن های برقی
• کنترل مدارهای روشنایی در ساختمان های تجاری و صنعتی
• کنترل موتورهای کوچک
• کنترل موتور درهای آسانسور و بالابرها
• کنترل سیستم های گرمایش الکتریکی مانند هیترهای قرنیز و سیستم های گرمایش تابشی

جمع بندی

کنتاکتور تکفاز یک کلید الکترومغناطیسی برای کنترل جریان برق است. این کلیدها امکان کنترل و دسترسی به سیستم از راه دور را برای کاربر فراهم می کنند. کنتاکتورهای طراحی شده برای استفاده در مدار تکفاز انواع مختلفی دارند و براساس حداکثر جریانی که قادر به عبور دادن آن هستند طبقه بندی می شوند. برخی از انواع این کنتاکتورها قابلیت حفاظت در برابر اضافه بار را نیز دارند.