کنتاکتور یک قطعهٔ الکتریکی پرکاربرد است که برای قطع و وصل مدارهای الکتریکی با توان بالا مورداستفاده قرار می‌گیرد. پرتکرارترین استفاده از کنکاتور ها در استارتر است که برای خاموش و روشن کردن برخی اجزای سیستم مانند موتور استفاده می‌شود.
وسیلهٔ دیگری به نام رله وجود دارد که عملکردی مشابه عملکرد کنتاکتور دارد اما از آن برای قطع و وصل جریان در مدارهایی باجریان های پایین‌تر استفاده می‌شود. کنتاکتورها در دو نوع کنتاکتور تک فاز و کنتاکتور سه فاز عرضه می‌شوند.
در ادامه این مقاله از وبسایت پرشین تکنیک با اجزا و انواع کنتاکتور، کنتاکتورهای تک فاز و سه فاز، تفاوت‌های کنتاکتور با کلید و رله و همچنین مزایا و معایب کنتاکتور آشنا می‌شویم.
مهم ترین اجزای کنتاکتور را بشناسید
برای تکنسین‌های برق صنعتی، تابلو‌سازان و مسئولان نگهداری و تعمیرات تجهیزات الکتریکی، شناخت اجزای کنتاکتور نقش مهمی در انتخاب صحیح، نصب اصولی و عیب‌یابی مدارهای فرمان و قدرت دارد. هر یک از بخش‌های این تجهیز، از بوبین و هسته مغناطیسی گرفته تا کنتاکت‌های اصلی و کمکی، وظیفه مشخصی در قطع‌و‌وصل مدار بر عهده دارند. در این مقاله، اجزای اصلی کنتاکتور، عملکرد هر بخش و اهمیت آن‌ها در بهره‌برداری مطمئن از سیستم‌های برق صنعتی را بررسی می‌کنیم.
- تیغه (contact): مهم‌ترین جزء کنتاکتور است که وظیفهٔ انتقال جریان در کنتاکتور را به عهده دارد. خود تیغه دارای سه بخش به نام‌های کنتاکت قدرت، کنتاکت کمکی و فنرهای کنتاکت است.
- بویین: بویین یا سیم‌پیچ روی هستهٔ الکترومغناطیسی استفاده می‌شود و نقش یک آهنربای الکتریکی را ایفا می‌کند.
- قاب عایق (frame): محفظهٔ عایقی به‌وسیلهٔ باکالیت و نایلون ساخته می‌شود که هم با عایق کردن کنتاکتور از خطر برق‌گرفتگی جلوگیری می‌کند وهم باعث می‌شود گردوغبار روی کنتاکتور را نپوشاند.
بیشتر بخوانید» در صورت تمایل به خرید و استعلام قیمت تابلو فرمان، روی لینک داده شده کلیک کنید.
آشنایی با انواع کنتاکتور
انواع کنتاکتور از نظر ساختار، مشخصات فنی و کاربرد با یکدیگر تفاوت دارند و هر مدل برای کنترل و قطع‌و‌وصل مدارهای الکتریکی در شرایط مشخصی طراحی شده است. جریان نامی، ولتاژ بوبین، تعداد پل‌ها و نوع بار از مهم‌ترین معیارهایی هستند که در دسته‌بندی کنتاکتورها و تعیین کاربرد آن‌ها نقش دارند. برای مثال، برخی کنتاکتورها در مدارهای فرمان و قدرت تجهیزات صنعتی به کار می‌روند و برخی دیگر برای کنترل موتورهای الکتریکی، پمپ‌ها و سیستم‌های روشنایی مناسب هستند. آشنایی با این تفاوت‌ها به درک عملکرد هر نوع کنتاکتور و انتخاب مدل متناسب با نیاز مدار کمک می‌کند.
سوئیچ تیغه چاقویی
قدیمی‌ترین نوع کنتاکتور بوده و برای خاموش و روشن کردن موتورهای برقی مورداستفاده قرار می‌گرفتند ولی دارای معایب زیادی مانند قطع و وصل بسیار سخت آن‌هم به روش دستی هستند و احتمال بالایی برای از دست رفتن کنتاکت‌ها وجود دارد.
کنتاکتور دستی (دوتکه)
امکان کار با جریان بیشتر در فضای کوچک‌تر را فراهم می‌کنند ولی باید به‌صورت دستی کنترل شوند.
بیشتر بخوانید» به منظور آشنایی با تفاوت کنتاکتور و کلید برق، روی لینک داده شده کلیک کنید.
کنتاکتور مغناطیسی
پیشرفته‌ترین نوع کنتاکتور ها هستند و می‌توانند به‌صورت خودکار کار کنند. کاربرد بسیار زیادی داشته و برای کار کردن به مدار کنترل کوچکی احتیاج دارند.
کنتاکتور سه فاز
کنتاکتور سه فاز یکی از تجهیزات پرکاربرد در تابلو برق سه فاز است که برای کنترل و قطع‌و‌وصل مدارهای الکتریکی، به‌ویژه مدار تغذیه موتورهای سه فاز، استفاده می‌شود. این قطعه با دریافت فرمان از مدار کنترل، کنتاکت‌های اصلی را تغییر وضعیت می‌دهد و جریان برق را به مصرف‌کننده وصل یا از آن قطع می‌کند. برای بررسی نحوه عملکرد کنتاکتور سه فاز، لازم است با نقش کنتاکت‌های قدرت، بوبین و ارتباط آن با مدار فرمان آشنا شویم.
- مرحلهٔ اول: کلید باعث برقراری جریان سیم فاز به سمت بویین می‌شود.
- مرحلهٔ دوم: بویین تبدیل به آهنربا شده و هسته فلزی متحرک را به سمت خود جذب می‌کشد.
- مرحلهٔ سوم: به علت حرکت متمایل به سمت بوبین توسط هستهٔ متحرک، تعدادی از کنتاکت های تیغه فلزی باهم تماس پیدا می‌کنند که شامل تیغه‌های NO و تیغه‌های قدرت می‌شوند. همچنین با این اتفاق تماس در برخی کنتاکت های فلزی قطع می‌شود که این دسته تیغه‌های NC گفته می‌شود.
- مرحلهٔ چهارم: با تماس تیغه‌های قدرت جریان برق ۳ فاز به موتور رسیده و آن را وادار به چرخش می‌کند. پیداست تا زمانی که کلید وصل بوده و برق به بوبین برسد، موتور نیز به چرخش خود ادامه می‌دهد.
کنتاکتور تک فاز
عملکرد کنتاکتور تک فاز مانند کنتاکتور سه فاز است و تنها تفاوت آن‌ها در این خلاصه می‌شود که کنتاکتور تک فار تنها یک تیغهٔ قدرت دارد. لازم به ذکر است که کنتاکتور تک فاز تفاوت قیمتی چندانی با کنتاکتور سه فاز ندارد و حتی برای یافتن آن در بازار به جست‌وجوی بیشتری نیاز خواهد بود؛ بنابراین استفاده از مدل سه فاز، حتی درصورتی‌که برق استفاده‌شده تک فاز باشد، پیشنهاد می‌شود.
تفاوت کنتاکتور و کلید
- کنتاکتورها عمر مکانیکی بیشتری در مقایسه با کلیدها دارند.
- کنتاکتورها به شکل قابل‌اطمینان‌تری از دستگاه‌ها محافظت می‌کنند.
- با استفاده از کنتاکتورها می‌توان مدار فرمان اتوماتیک ایجاد کرد.
- کنترل از راه دور ماشین‌ها با استفاده از کنتاکتورها مقرون به‌صرفه‌تر است.
- قطع و وصل مصرف‌کننده‌ها توسط کنتاکتور انعطاف بیشتری داشته و می‌توان از چندین محل مختلف برای آن اقدام کرد.
- کنتاکتور می‌تواند سرعت قطع و وصل مدار را افزایش دهد که البته مشروط به طراحی‌های خاصی است.
- ازآنجاکه زمان قطعی برق، مدار مصرف‌کننده هم قطع می‌شود، از خطرات احتمالی شروع به کار ناگهانی دستگاه جلوگیری به عمل می‌آید.
بیشتر بخوانید» به منظور آشنایی با تابلو ستاره مثلث و کاربردهای آن، روی لینک داده شده کلیک کنید.
تفاوت کنتاکتور و رله
کنتاکتور و رله سوئیچ‌های الکتریکی هستند. ولی از تفاوت‌های آن‌ها می‌توان به این موارد اشاره:
- رله‌ها در ولتاژ پایین وکنتاکتورها در ولتاژ بالا استفاده می‌شوند.
- رله سایز کوچکی داشته ولی سایز کنتاکتور بزرگ است.
- کنتاکتور نسبت به‌اضافه بار مقاوم بوده و در مقایسه با رله توان تحمل جریان بیشتری را دارد.
- کنتاکتوربر خلاف رله می‌تواند قوس ایجادشده در هنگام قطعی جریان‌های سنگین برق را کنترل کند.
- رله قابلیت تعمیر نداشته و در صورت خراب شدن باید تعویض قطعه صورت گیرد ولی کنتاکتور قابل تعمیر است.
- میزان سرعت قطع و وصل در کنتاکتور پایین‌تر از رله است.
مزایای کنتاکتور
- عملکرد سریعی دارد.
- هم برای جریان متناوب (AC) وهم برای جریان مستقیم (DC) قابل‌استفاده است.
- ساختار ساده‌ای دارد.
معایب کنتاکتور
- اگر میدان مغناطیسی قطع شود، ممکن است مشکل سوختگی سیم‌پیچ پیش بیاید.
- به دلیل افزایش یافتن عمر مفید تجهیزات به دلیل استفاده از کنتاکتور، ممکن است برخی قطعات فلزی دچار خوردگی بشوند.
کنتاکتور چگونه کار می‌کند؟
کنتاکتور یک کلید الکترومغناطیسی است که برای قطع و وصل مدارهای الکتریکی، به‌ویژه مدارهای قدرت، استفاده می‌شود. با اعمال ولتاژ مناسب به بوبین کنتاکتور، میدان مغناطیسی ایجاد شده و هسته متحرک را به سمت هسته ثابت جذب می‌کند. در نتیجه، کنتاکت‌های اصلی تغییر وضعیت می‌دهند و جریان در مدار برقرار می‌شود. با قطع ولتاژ بوبین، نیروی فنر مکانیزم را به حالت اولیه بازمی‌گرداند و کنتاکت‌ها باز می‌شوند. این عملکرد امکان کنترل تجهیزات پرمصرف با استفاده از مدار فرمان را فراهم می‌کند.
تفاوت کنتاکتور AC و DC
تفاوت کنتاکتور AC و DC به نوع جریان مدار، ساختار کنتاکت‌ها و روش کنترل قوس الکتریکی مربوط می‌شود. در کنتاکتورهای AC، جریان متناوب در هر سیکل از صفر عبور می‌کند و این ویژگی به خاموش‌شدن قوس هنگام قطع مدار کمک می‌کند. اما در مدار DC، عبور جریان از صفر به‌صورت دوره‌ای وجود ندارد؛ بنابراین قطع قوس دشوارتر است و ممکن است به تمهیدات ویژه‌ای مانند محفظه قوس‌گیر قوی‌تر یا آهنربای دمنده نیاز باشد. انتخاب کنتاکتور باید بر اساس نوع جریان، ولتاژ و جریان کاری انجام شود.
مهم‌ترین کاربردهای کنتاکتور
کنتاکتور یکی از اجزای مهم تابلو برق صنعتی است که برای کنترل و قطع‌و‌وصل مدارهای قدرت، به‌ویژه در راه‌اندازی موتورهای الکتریکی، پمپ‌ها، کمپرسورها و فن‌های صنعتی استفاده می‌شود. در این تابلوها، کنتاکتور معمولاً در کنار تجهیزاتی مانند رله حرارتی، کلیدهای حفاظتی و تجهیزات مدار فرمان قرار می‌گیرد تا کنترل مصرف‌کننده‌های الکتریکی به‌صورت ایمن و منظم انجام شود. انتخاب کنتاکتور متناسب با جریان بار، ولتاژ کاری و شرایط بهره‌برداری، در عملکرد صحیح مدار و کاهش احتمال آسیب به تجهیزات نقش مهمی دارد.
مدار قدرت
مدار قدرت بخشی از مدار الکتریکی است که انرژی موردنیاز مصرف‌کننده را تأمین می‌کند. در یک مدار راه‌اندازی موتور، این بخش معمولاً شامل منبع تغذیه، کلید حفاظتی، کنتاکت‌های اصلی کنتاکتور، تجهیزات حفاظتی و خود موتور است. هنگام فعال‌شدن کنتاکتور، کنتاکت‌های اصلی مسیر عبور جریان را برقرار می‌کنند و انرژی به مصرف‌کننده می‌رسد. انتخاب تجهیزات مدار قدرت باید بر اساس ولتاژ، جریان مصرف‌کننده، توان بار و شرایط راه‌اندازی انجام شود. سطح مقطع سیم‌ها و ظرفیت تجهیزات حفاظتی نیز باید با مشخصات مدار هماهنگ باشد.
مدار فرمان
مدار فرمان وظیفه کنترل عملکرد تجهیزات مدار قدرت را بر عهده دارد و معمولاً با استفاده از شستی‌ها، سنسورها، رله‌ها، تایمرها و کنتاکت کمکی کنتاکتور طراحی می‌شود. در یک مدار راه‌اندازی ساده، فشردن شستی استارت باعث برق‌دارشدن بوبین کنتاکتور می‌شود و کنتاکت‌های اصلی را تغییر وضعیت می‌دهد. کنتاکت کمکی نیز می‌تواند برای ایجاد مدار خودنگهدار استفاده شود تا پس از رهاکردن شستی استارت، کنتاکتور فعال بماند. مدار فرمان امکان توقف، کنترل خودکار و اجرای توالی‌های عملیاتی را فراهم می‌کند و باید با ولتاژ بوبین و الزامات ایمنی سازگار باشد.
مهم‌ترین نکات نصب کنتاکتور
برای نصب صحیح کنتاکتور، ابتدا باید جریان و ولتاژ کاری، نوع بار، رده بهره‌برداری و ولتاژ نامی بوبین با مشخصات مدار تطبیق داده شوند. کنتاکتور باید در تابلو برق با فضای کافی برای تهویه و مطابق دستورالعمل سازنده نصب شود. سیم‌کشی ترمینال‌های قدرت و فرمان باید طبق نقشه انجام گیرد و اتصالات با گشتاور توصیه‌شده محکم شوند. همچنین استفاده از تجهیزات حفاظتی متناسب، بررسی توالی فاز در کاربردهای مرتبط و اطمینان از عملکرد صحیح کنتاکت‌ها اهمیت دارد. پیش از نصب یا سرویس، برق مدار باید قطع و نبود ولتاژ تأیید شود.
شماره‌گذاری و نمایش تعداد تیغه‌های کنتاکتور
در نقشه‌های برق، شماره ترمینال‌های کنتاکتور برای تشخیص نوع و عملکرد کنتاکت‌ها استفاده می‌شود. ترمینال‌های اصلی معمولاً با زوج شماره‌های ۱-۲، ۳-۴ و ۵-۶ مشخص می‌شوند؛ این ترمینال‌ها مسیر عبور جریان مدار قدرت را تشکیل می‌دهند. کنتاکت‌های کمکی نیز معمولاً با شماره‌هایی مانند ۱۳-۱۴ برای کنتاکت باز (NO) و ۲۱-۲۲ برای کنتاکت بسته (NC) نمایش داده می‌شوند. در بسیاری از مدل‌ها، ترمینال‌های بوبین با A1 و A2 مشخص هستند. تعداد تیغه‌های اصلی و کمکی باید از روی نقشه، علائم درج‌شده روی بدنه یا مشخصات فنی همان مدل بررسی شود.
جمع بندی
با کسب اطلاعات کامل دربارهٔ کنتاکتور می‌توان به این نتیجه رسید که استفاده از این وسیله به‌ویژه در نوع کنتاکتور سه فاز بسیار مفید است. داشتن عملکرد سریع و خودکار باعث جلوگیری از بسیاری از ضررهای سیستم‌هایی می‌شود به کنتاکتور مجهز هستند.
کنتاکتورها عمر مفید زیادی داشته و قابل تعمیر هستند که این خود مزیت بزرگی به‌حساب می‌آید چراکه بار هزینه‌های تعویض قطعه را از روی دوش برمی‌دارد و ازآنجاکه پاسخ گوی نیاز استفاده در هر دو جریان برق مستقیم و متناوب است، استفاده آر آن کاملاً منطقی و به‌صرفه به نظر می‌رسد.
درخواست مشاوره
سوالات متداول درباره کنتاکتور
۱. برای انتخاب کنتاکتور مناسب موتور الکتریکی، چه مشخصاتی باید بررسی شود؟
برای انتخاب کنتاکتور موتور باید توان و جریان نامی موتور، ولتاژ شبکه، نوع راه‌اندازی و رده بهره‌برداری بررسی شود. برای موتورهای قفس سنجابی، رده AC-3 معمولاً برای راه‌اندازی و قطع موتور در شرایط کاری متعارف استفاده می‌شود. همچنین ولتاژ بوبین کنتاکتور باید با مدار فرمان سازگار باشد و تعداد دفعات قطع‌و‌وصل و شرایط محیطی نیز در انتخاب نهایی تأثیر دارند.
۲. چرا کنتاکتور هنگام راه‌اندازی موتور قطع می‌کند یا عمل نمی‌کند؟
این مشکل می‌تواند به افت ولتاژ بوبین، اتصال نامناسب سیم‌های فرمان، خرابی بوبین، عملکرد رله حرارتی یا قطع‌شدن یکی از تجهیزات حفاظتی مربوط باشد. اگر کنتاکتور جذب می‌شود اما بلافاصله رها می‌کند، باید ولتاژ بوبین در لحظه راه‌اندازی و وضعیت کنتاکت‌های مدار فرمان بررسی شود. در صورت وجود صدای وزوز یا جذب ناقص، وضعیت هسته مغناطیسی و مشخصات ولتاژ تغذیه نیز باید توسط فرد متخصص بررسی شود.
۳. آیا می‌توان از کنتاکتور AC در مدار جریان مستقیم استفاده کرد؟
استفاده از کنتاکتور AC در مدار DC فقط زمانی مجاز است که سازنده، ظرفیت قطع و شرایط استفاده از آن را برای جریان مستقیم تأیید کرده باشد. در مدار DC، قوس الکتریکی هنگام بازشدن کنتاکت‌ها دشوارتر خاموش می‌شود؛ به همین دلیل ممکن است کنتاکتور AC در ولتاژ یا جریان DC مشخصی نتواند مدار را ایمن قطع کند. برای انتخاب صحیح باید مشخصات ولتاژ، جریان و ظرفیت قطع DC در دیتاشیت بررسی شود.
۴. تفاوت رده‌های بهره‌برداری AC-1 و AC-3 در انتخاب کنتاکتور چیست؟
رده AC-1 برای بارهای غیرالقایی یا با خاصیت القایی کم، مانند برخی بارهای مقاومتی، در نظر گرفته می‌شود. در مقابل، رده AC-3 عمدتاً برای راه‌اندازی موتورهای قفس سنجابی و قطع جریان موتور در شرایط کار عادی کاربرد دارد. چون جریان راه‌اندازی موتور معمولاً چند برابر جریان نامی است، انتخاب کنتاکتور صرفاً بر اساس آمپر درج‌شده روی بدنه کافی نیست؛ باید جریان یا توان مجاز آن در رده بهره‌برداری موردنظر بررسی شود.
۵. علت داغ‌شدن بیش از حد کنتاکتور چیست و چگونه می‌توان آن را بررسی کرد؟
داغ‌شدن غیرعادی کنتاکتور ممکن است ناشی از شل‌بودن اتصالات، انتخاب ظرفیت نامناسب، فرسودگی یا سوختگی کنتاکت‌ها، تهویه ناکافی یا تغذیه نامناسب بوبین باشد. برای بررسی، باید جریان بار، وضعیت ترمینال‌ها، ولتاژ بوبین و شرایط نصب مطابق دستورالعمل سازنده ارزیابی شوند. اگر داغ‌شدن با بوی سوختگی، تغییر رنگ یا صدای غیرعادی همراه است، مدار باید با رعایت اصول ایمنی از سرویس خارج شود تا علت خرابی مشخص شود.
