کنتاکتور یکی از پرکاربردترین تجهیزات برق صنعتی است. این دستگاه همانند رله یک کلید مغناطیسی است که با اتصال یک جریان کوچک در ورودی، یک جریان بزرگ‌تر را در خروجی قطع و وصل می‌کند. به جای اینکه توسط یک کلید و با دست عمل قطع و وصل را انجام دهید، یک جریان کوچک را به ورودی کنتاکتور می‌دهید و این جریان کوچک باعث تحریک آن شده و کلید داخلی آن در حالت روشن قرار می‌گیرد، زمانی که جریان ورودی را قطع کنید، کنتاکتور نیز قطع می‌شود. به‌طور کلی، کار کنتاکتور قطع و وصل مدار قدرت با دریافت سیگنال از مدار فرمان است.
کنتاکتورها از لحاظ ساختمان فیزیکی و عملکردی مشابه رله عمل می‌کنند. تفاوت عمده در این است که رله در مدار فرمان، اما کنتاکتور در مدار قدرت استفاده می‌شود. کنتاکتور تامین کننده امنیت و کنترل در استفاده از برق و دستگاه‌های برقی است و کار آن قطع و وصل انرژی برق در زمان مناسب است. در ادامه مقاله با نحوه عملکرد کنتاکتور و انواع آن بیشتر آشنا خواهید شد.
کنتاکتور چیست؟
کنتاکتور نوعی کلید الکترومغناطیسی است که جهت قطع و وصل کردن مدار از طریق یک سیم پیچ مغناطیسی به کار برده می‌شود. با تحریک یا وصل شدن این سیم پیچ مغناطیسی یا بوبین کنتاکتور وصل می‌شود و مدار سه فاز یا تکفاز را متصل می‌کند و برعکس با قطع شدن ولتاژ بوبین، کنتاکتور قطع می‌شود. این عملکرد باعث شده است که بتوان مدار را از راه دور و از هر نقطه‌ای قطع و وصل کرد. طبق این تعریف، کنتاکتور با بهره گیری از عملکردی مشابه عملکرد رله، در آمپراژ بالا به کار برده می‌شود. همچنین می‌توان نتیجه گرفت که به علت استفاده در آمپراژ بالا، سرعت قطع و وصل کنتاکت‌های آن در مقایسه با رله کمتر است.
کنتاکتور از دو هسته E شکل تشکیل شده که یکی ثابت و دیگری متحرك است. در میان هسته ثابت یک سیم پیچ قرار دارد که با عبور جریان از آن نیرویی ایجاد می‌شود که هسته متحرك را به هسته ثابت متصل می‌کند. با حرکت هسته متحرك، تعدادي کنتاکت باز، بسته می‌شوند و تعدادی کنتاکت بسته، باز خواهند شد.
کنتاکتور می‌تواند طیف وسیعی از جریان‌ها را از چند تا هزاران آمپر و ولتاژ 25 دسی ولت تا هزاران ولت را تحت تاثیر قرار دهد. این دستگاه در اندازه‌های مختلف، از دستی گرفته تا اندازه‌های بزرگ به اندازه یک متر یا چندین متر موجود است. کنتاکتور توسط مداری کنترل می‌شود که سطح توان بسیار کمتری نسبت به مدار سوییچ دارد. کنتاکتورها اغلب برای موتورهای 150 اسب بخار به کار برده می‌شوند.
انواع کنتاکتور کدام است؟
کنتاکتورها را می‌توان بر اساس ظرفیت، قدرت و بار قابل استفاده، دسته بندی کرد که در ادامه به معرفی هر یک از آن‌ها خواهیم پرداخت:
1- تیغه چاقویی
این وسیله به عنوان یکی از قدیمی‌ترین مدل‌ها شناخته می‌شود، معمولاً در موتور برق‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. مدل تیغه چاقویی از یک تیغه و یک اهرم تشکیل شده که با استفاده از اهرم، مدارهای فلزی آن بالا و پایین می‌شود. این سوئیچ به عنوان یک کنتاکتور دستی نیز شناخته می‌شود که در حین استفاده مشکلات زیادی دارد. تیغه چاقویی به دلیل طول عمر کوتاه و ایمنی نامناسب، منسوخ شده است.
2- دستی
همانطور که گفته شد سری تیغه چاقویی مشکلات زیادی داشت، بنابراین نسل بعدی آن به نام کنتاکتور دستی ساخته شد. این سوئیچ این امکان را به افراد می‌دهد که در فضاهای کوچک نیز از جریان‌های بالا برخوردار باشند. اما اصلی‌ترین مشکل این سوئیچ‌ها این بود که قابلیت کنترل و فرمان‌دهی از راه دور را نداشتند. این نوع ایمنی نسبتاً مناسبی دارد و بازدهی آن هم تا حدودی خوب است، بنابراین هنوز هم از آن استفاده می‌شود.
3- مغناطیسی
کنتاکتور مغناطیسی به عنوان یکی از پیشرفته‌ترین سوئیچ‌ها شناخته می‌شود. در این نوع تمام مشکلات نسخه‌های قبلی رفع شده است و حتی قابلیت کنترل از راه دور را نیز دارد. کنتاکتور مغناطیسی این امکان را دارد که به صورت خودکار روشن یا خاموش شود، بدون اینکه نیازی به دخالت انسان باشد. از آنجایی که این سوئیچ‌ها به صورت الکترومکانیکی فعالیت می‌کنند، نیاز زیادی به منبع تغذیه ندارند و جریان کمی را دریافت می‌کنند.
کنتاکتور چگونه عمل می‌کند؟
کنتاکتور در دستگاه‌هایی استفاده می‌شود که باید به‌طور مکرر با قطع و وصل مدار خاموش و روشن شوند. در این دستگاه‌های الکتریکی، کنتاکتور خطوط تغذیه توان که به بار ختم می‌شوند را کنترل می‌کند. در کنتاکتور یک قسمت از هسته متحرک بوده و توسط فنری از قسمت ثابت جدا نگه‌داشته می‌شود و تعدادی کنتاکت عایق شده از یکدیگر به آن متصل‌اند و با آن حرکت می‌کنند. در قسمت ثابت هسته نیز تعدادی کنتاکت دیگر، محکم شده است. در حالت وصل، تیغه متحرک کنتاکتور تحت نیروی دائم الکترومغناطیسی بوده و با کنتاکت ثابت در تماس است.
جریان به‌طور دائم در سیم پیچ تولیدکننده نیروی مغناطیسی برقرار است و تیغه محرک کنتاکتور را با فشار مناسب در حالت وصل و تماس با کنتاکت ثابت حفظ می‌کند. اگر ولتاژ کاهش پیدا کند و یا جریان در سیم پیج قطع شود، نیروهای فنرها باعث می‌شود که کنتاکت متحرک به‌طور اتوماتیک در موقعیت قطع قرار بگیرد و جریان قطع شود. در صورت قطع جریان ناشی از فقدان ولتاژ، تیغه‌ها تحت تاثیر نیروی فنر از کنتاکت‌های ثابت جدا شده، جریان تغذیه موتور را قطع می‌کند که به این حالت، آزاد شدن کنتاکتور گفته می‌شود. از آنجایی که لازم است از تمام کنتاکت‌های کنتاکتور جریان یکسانی عبور کند، مدل‌های استاندارد شده معمولاً سه کنتاکت اصلی برای مدار فرمان دارند.
به زبان ساده زمانی که جریان الکتریکی از کنتاکتور عبور می‌کند یک میدان مغناطیسی قوی ایجاد می‌شود. این میدان مغناطیسی، آرمیچر را به طرف بوبین می‌کشد. این مورد باعث یک قوس الکتریکی می‌شود و سپس جریان الکتریکی از طریق یک کنتاکت به طرف دستگاهی که کنتاکتور در آن قرار شده است هدایت می‌شود.
کنتاکتور تک فاز
کنتاکتور تک فاز از جمله مهم‌ترین تجهیزات الکتریکی در برق صنعتی است. این نوع کنتاکتور به دلیل ویژگی‌هایی که دارد جایگزین مناسبی برای کنتاکتور سه فاز است. از جمله ویژگی‌های کنتاکتور تک فاز می‌توان به کیفیت مناسب، آمپراژ خوب، پایین بودن میزان صدای تولیدی، عدم نیاز به تعمیر و نگهداری فصلی و دوره‌ای اشاره کرد.
این محصول عملیات قطع و وصل در کنتاکتور را به وسیله یک سیم پیچ مغناطیسی انجام می‌دهد. سیم پیج انرژی الکتریکی را به انرژی مغناطیسی تبدیل کرده و با قطع و وصل شدن برق این میدان الکترومغناطیسی نیز قطع و وصل می‌شود. کنتاکتور تکفاز دارای دو پل 25 آمپری است. در شرایطی که کاربر جریانی بین 25 تا 50 آمپر تک فاز لازم داشته باشد، با دوبل کردن پل و عبور دادن فاز از دو پل می‌توان جریان را تا 50 آمپر ارتقا داد.
کنتاکتور تک فاز کاربردهای زیادی در بخشهای مختلف صنعت برق دارد. یکی از گسترده‌ترین کاربردهای این کنتاکتورها در سیستمهای هوشمندسازی، به ویژه خانه‌های هوشمند است. این کنتاکتورها کاربردهای دیگری از جمله کنترل سیستمهای روشنایی، کولرهای گازی، پمپ‌‌های آبیاری تک فاز، پمپ‌‌های کف‌کش کشاورزی و دستگاه‌های ماینر نیز دارند.
کنتاکتور سه فاز
ساختار کنتاکتور سه فاز به این صورت است که از چندین کنتاکت تشکیل شده که اکثر آن‌ها در حالت باز قرار دارند که کنتاکت‌های باز کنتاکتور را با علامت اختصاری NO مشخص می‌کنند. وقتی مدار الکتریکی نیاز به باز و بسته شدن دارد، کنتاکت‌های کنتاکتور به سرعت هرچه تمام باز و بسته می‌شوند. سرعت سوئیچینگ کنتاکتورهای سه فاز بسیار بالاست و مصرف برق بالایی دارند.
کنتاکتورهای سه فاز فقط در برق صنعتی کاربرد ندارند، بلکه در سیم کشی برق ساختمان نیز می‌توان از این نوع کنتاکتورها به منظور قطع و وصل جریان برق در خانه استفاده کرد. کنتاکتورهای سه فاز را می‌توان به دو دسته تقسیم بندی کرد که در ادامه به معرفی هر یک از آن‌ها پرداخته‌ایم:
- قدرت: کنتاکتور سه فاز قدرت در دو مدل AC و DC طراحی و تولید می‌شود که برای قطع و وصل و یا ایجاد تغییر در مدارهای قدرت کاربرد دارد. در کنتاکتور قدرت بین 2 الی 4 عدد پلاتین وجود دارد که می‌توانند در حالت نرمال باز و یا نرمال بسته قرار گیرند. مقدار ولتاژ نامی مدل قدرت بین فشار ضعیف تا 1000 ولت متغیر است که با توجه به برند و نوع محصول که AC باشد یا DC می‌تواند متفاوت باشد. از کنتاکتورهای سه فاز قدرت با جریان نامی بالا به منظور کنترل مدار و سوئیچ بارهای خاص با قدرت بسیار بالا از قبیل الکتروموتورها، سیستمهای مغناطیسی و جرثقیل‌ها استفاده می‌شود.
- فرمان: یک نوع دیگر از کنتاکتورهای سه فاز، فرمان نام دارد که برای مانیتورینگ وضعیت تجهیزات الکتریکی و اعمال فرمان به آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. کنتاکتور فرمان شامل تعدادی پلاتین است که به قطع و وصل جریان الکتریکی در مدار کمک می‌کنند. این مدل مانند دیگر کنتاکتورهای سه فاز قابلیت نصب بر روی ریل را دارد و همچنین می‌توان بسته به نیاز تجهیزات الکترونیکی سیستم، دیگر لوازم جانبی از جمله پلاتین‌های کمکی بیشتر، تایمر و… را به کنتاکتور فرمان افزود.
نحوه نصب کنتاکتور
- نصب تک فاز: در نصب کنتاکتور تک فاز، قبل از دستگاه یک فیوز قرار می‌گیرد. اگر مدار سه فاز باشد باید سه ورودی را توسط یک انشعاب به هم متصل کرد و سیم فاز تک فاز را وارد یکی از ورودی‌ها کرده و نول را نیز به ورودی نول کنتاکتور متصل کرد. نصب کنتاکتور تک فاز به این شکل است که هر کنتاکتوری باید یک کلید فرمان داشته باشد. کلیدهای فرمان مثل کلیدهای تک پل عمل می‌کنند، اما کلیدهای تک پل برای آمپرهای پایین به کار می‌روند. برای نصب کلید باید بین خروجی فیوز و ورودی آن ارتباط ایجاد کنید و خروجی کلید فرمان را به ورودی A1 متصل کنید.
- نصب سه فاز: نصب کنتاکتور سه فاز مشابه تک فاز است، اما سه فاز ورودی را به سه ورودی مجزای کنتاکتور که معمولاً با L1، L2 و L3 یا S و R و T نمایش داده‌ایم متصل کرده و خروجی‌های کنتاکتور را به T1، T2، T3 و یا V، U و W متصل می‌کنیم. کنتاکتور سه فاز نیز مانند تک فاز نیاز به مدار فرمان دارد که به روش مشابهی نصب می‌شود.
انواع جریان در کنتاکتور
- جریان دائمی: جریانی که در شرایط عادی و در زمانی نامحدود و بدون قطع شدن از کنتاکت‌ها عبور کرده و حرارت غیرمجاز تولید نمی‌کند؛ بنابراین لزومی به تعمیر و سرویس کنتاکتورها وجود ندارد.
- جریان هفتگی: این جریان در شرایط عادی با هفته‌ای یک بار اتصال از کنتاکت‌ها عبور کرده و تغییری در خصوصیات دستگاه به وجود نمی‌آورد.
- جریان شیفتی (هشت ساعتی): جریانی است که در شرایط کار نرمال و عادی با یک بار اتصال در هر هشت ساعت از کنتاکت‌ها عبور می‌کند و مانند جریان هفتگی تغییری در خصوصیات کنتاکتور به وجود نمی‌آورد.
- جریان اتصال کوتاه: مقدار ماکزیمم جریانی که در لحظه اتصال کوتاه ممکن است باعث آسیب در کنتاکتور شود، به جریان اتصال کوتاه ضربه‌ای معروف است.
کنتاکتور کمکی چیست؟
کنتاکتور کمکی دستگاهی است که به صورت جداگانه به کنتاکتور وصل می‌شود و برای استفاده در مدار فرمان کاربرد دارد. کنتاکتور معمولاً تا 600 آمپر را تحمل می‌کند و از آن در مدار قدرت استفاده می‌شود. مدل کمکی برای جریان‌های حداکثر 6 آمپر طراحی و تولید شده است. با قطع و وصل شدن محصول، تیغه‌های کمکی هم حرکت کرده و تغییر وضعیت می‌دهند. عملکرد کنتاکتور کمکی به این صورت است که با تحریک توسط ترمینال‌های A1 و A2، تیغه‌هایی که در حالت عادی بسته هستند، باز می‌شوند و تیغه‌هایی که باز هستند، بسته می‌شوند.
چرا کنتاکتور عمل نمی‌کند؟
در این قسمت از مقاله سعی کرده‌ایم به شکل کلی به بررسی علل خرابی کنتاکتورها و شیوه تعمیر یا حل این مشکلات بپردازیم.
1- اتصال کوتاه شدن کنتاکتور
زمانی که کنتاکتور در یک محیط مرطوب، همراه با گرد و غبار و پر از بخار یا گازهای خورنده کار می‌کند، احتمال اتصال کوتاه شدن آن وجود دارد. همچنین زمانی که جرقه گیر دچار آسیب یا افتادگی شده و اتصال کوتاه در طرف بار، باعث ایجاد اتصال کوتاه در کنتاکتور می‌شود.
عملکرد نادرست کنتاکتور در جهت مثبت و معکوس و نیز قفل شدن نامطمئن اتصالات به همدیگر باعث می‌شود که در هنگام عملکرد معکوس، دو کنتاکتور به طور هم‌زمان کنار بروند. در صورت بروز چنین مشکلی بهتر است از راهکارهای زیر کمک بگیرید:
- محیط کار را تمیز نگه دارید.
- اتصال کوتاه بار را برطرف کنید.
- مدار قفل شونده کنتاکتور را چک کنید و روند عملیات را تغییر دهید.
2- جوش خوردگی کنتاکتور به علت شوک الکتریکی
زمانی که کنتاکتور در طرف بار اتصال کوتاه می‌شود یا اضافه بار به اتصال‌های کنتاکتور اعمال می‌شود، احتمال جوش خوردگی به علت شوک الکتریکی افزایش می‌یابد. اگر یک جسم خارجی یا یک تکه فلز روی سطح کنتاکت قرار گرفته است و یا فشار وارد شده توسط فنر کنتاکت، بیش از حد ضعیف است، نیز احتمال بروز این حادثه وجود دارد.
اتصال ضعیف سیم‌های کنتاکتور باعث می‌شود کنتاکتور به طور مکرر قطع شده و به طور لحظه‌ای آزاد شود نیز از دیگر دلایل بروز این مشکل است. روش تعمیر کنتاکتور و حل این مشکل به صورت زیر است:
- ابتدا برق را قطع کنید، سپس کنتاکت‌های جوش خورده را با پیچ گوشتی از هم جدا سازید، سطح کنتاکت را درست کرده و عیب اتصال کوتاه را برطرف کنید.
- کنتاکتور قدیمی را با یک کنتاکتور دیگر با ظرفیت و کیفیت بالاتر تعویض کنید.
- سطح کنتاکتور را با سوهان فولادی صیقل داده و اجسام خارجی را جدا کنید.
- کنتاکت‌های معیوب حلقه کنترل سیم پیچ را چک کنید و حلقه را دوباره وصل کرده یا اجزای الکتریکی را تعویض کنید.
نظرات کاربران