کنتاکتورها

کنتاکتورها

کنتاکتورها کلیدهای الکترو مغناطیسی می باشند که مهمترین جزء مدارهای فرمان الکتریکی را تشکیل میدهد.
موارد استفاده کنتاکتورها امروزه در ماشینهای صنعتی بسیار زیاد بوده و برای راه اندازی و کنترل اکثر ماشینها از کنتاکتور استفاده میشود .
مزایای استفاده کنتاکتورها در ازای کلیدها را میتوان بشرح زیر بیان نمود:
۱.کنترل و فرمان از راه دور توسط کنتاکتور اقتصادی تر وایمنی تر است.
۲.از خطرات ناشی از راه افتادن دوباره ماشینهایی که در اثر قطع ناگهانی برق شبکه از کار افتاده است جلو گیری میکند .
۳.توسط کنتاکتور امکان قطع و وصل مصرف کننده از چندین محل عملی میباشد.
۴.امکان مدار فرمان اتوماتیک مقدور است .
۵.با طراحی مناسب میتوان سرعت قطع ووصل مدار رابالابرد .
۶.حفاظت دستگاه ها مناسب تر و مطمئن تر است .

ساختمان کنتاکتورها:

کنتاکتور تشکیل شده است از یک مغناطیس الکتریکی که یک قسمت آن متحرک بوده و توسط فنری از قسمت ثابت نگه داشته میشود و یک سری کنتاکت عایق شده را از یکدیگر به آن متصل می باشند و با آن حرکت میکنند.
در قسمت ثابت این مغناطیس الکتریکی فیزیک یک سری کنتاکت دیگر نیز محکم شده است . هنگامی که از سیم پیچ مغناطیسی جریان معینی عبور میکند . کنتاکتهای متحرک توسط نیروی مغناطیسی به کنتاکتهای ثابت فشرده می شوند و در همان حال یک یا چند فنر فشرده شده ویا کشیده می شوند . اما زمانی که ولتاژ قطع شده و یا از حد معینی کمتر شود . نیروی فنرها باعث میشود که این کنتاکتها بطور اتوماتیک از هم جدا شوند.
کنتاکتورهای استاندارد شده دارای سه کنتاکت اصلی برای مدار تغذیه مصرف کننده (اصلی) و چند کنتاکت فرعی برای مدار فرمان است .
در مورد کنتاکتور میتوان گفت که یک کلید مغناطیس است که وقتی ولتاژ مورد نظر به آن اعمال میشود یک سری کنتاکت(یا کلید)باز را بسته و یک سری کنتاکت بسته را باز میکند.که با استفاده از این خاصیت مدارهای مختلفی میتوان مدارهای زیادی رو طراحی کرد.این کلید از دو هسته به شکل E یا U که یکی ثابت و دیگری متحرک است و در میان هسته ثابت یک بوبین یا سیم پیچ قرار دارد،تشکیل شده است. وقتی بوبین به برق وصل میشود با استفاده از خاصیت مغناطیسی ،نیروی کششی فنر را خنثی میکند و هسته فوقانی را به هسته تحتانی متصل کرده باعث میشود که تعدادی کنتاکت عایق شده از یکدیگر به ترمینال های ورودی و خروجی کلید متصل میشود و یا باعث باز شدن کنتاکت های بسته کنتاکتور بسته کنتاکتور گردد.در صورتی که مدار تغذیه بوبین کنتاکتور قطع شود ،در اثر نیروی فنری که داخل کلید قرار دارد هسته متحرک دباره به حالت اول باز میگردد.مزایای استفاده از کنتاکتورکنتاکتورها نسبت به کلیدهای دستی صنعتی مزایایی به شرح زیر دارند:1_مصرف کننده می تواند از راه دور کنترل می شود.2_مصرف کننده میتواند از چند محل کنترل شود.3_امکان طراحی مدار فرمان اتوماتیک برای مراحل مختلف کار مصرف کننده وجود دارد.4_سرعت قطع و وصل کلید زیاد و استهلاک آن کم است.5_از نظر حفاظتی مطمئن ترند و حفاظت مطمئن تر و کامل تری دارند.6_عمر موثرشان بیشتر است.7_هنگام قطع برق،مدار مصرف کننده نیز قطع می شود و به استارت مجدد پیدا میکند؛در نتیجه از خطرات وصل ناگهانی دستگاه جلو گیری می کند.کنتاکتور برای جریان های AC وDC ساخته میشود.تفاوت این دو کنتاکتور در این است که در کنتاکتور های AC از یک حلقه اتصال کوتاه برای جلوگیری از لرزش حاصل از فرکانس برق استفاده می شود. نیروی کششی یک مغناطیس الکتریکی جریان متناوب،متناسب با مجذور جریان عبوری از آن و در نتیجه متناسب با مجذور اندکسیون مغناطیسی است.چون مقدار جریان لحظه ای با توجه به رابطه i=Imax SIN wt تعقیر میکند،نیروی کششی مغناطیسی نیز برابر با F=Fmax sin wt (سینوس توان 2 دارد که نمیشد تایپ کنی) خواهد شد و تعداد دفعاتی که این نیرو ماکزیمم و صفر می شود، به اندازه دو برابر فرکانس شبکه خواهد گردید.در نتیجه ،در لحظاتی که مقدار نیروی کششی بیشتر از نیروی مقاوم فنر های کنتاکتور باشد ،هسته کنتاکتور جذب می شود و در لحظاتی که مقدار نیروی کششی کمتر از مقدار نیروی فنر ها شود،هسته متحرک هسته نیز آزاد شده و به محل اول خود باز می گردد.بدین ترتیب در هسته متحرک لرزش و صدا ایجاد خواهد شد این نوسانات را می توان به وسیله یک حلقه بسته در سطح قطب ها جا سازی شده و حدود نصف تا 3/2 سطح هر قطب را پوشانده است از بین برد و لرزش آن را برطرف کرد. عمل این حلقه آن است که مانند سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتوری که در حالت اتصال کوتاه قرار گرفته است،از آن جریان القایی عبور میکند و باعث ایجاد فوران مغناطیسی فرعی در مدار هسته می شود. این فوران فرعی با فوران اطلی اختلاف فاز دارد و در زمانی که نیروی کششی حاطل از فوران اطلی صفر باشد ،نیروی کششی حاصل از فوران اطلی ماکزیمم خواهد بود و در حالتی که نیروی حاصل از فوران ماکزییم باشد ،این نیرو صفر خواهد بود و چون جمع این دو نیرو به هسته متحرک اثر میکند،نیروی کششی در هر لحظه از نیروی مقاومت فنر بیشتر خواهد بود.ولتاژ تغذیه بوبین متفاوت است و از 24 تا 380ولت ساخته می شود. در اکثر کشورهای صنعتی برای حفاظت بیشتر ،تغذیه بوبین کنتاکتور را زیر ولتاژ حفاظت شده (65ولت)انتخاب میکنند. و یا برای تغذیه مدار فرمان ،ترانسفورماتور مجزا کننده به کار می برند.
شناخت مشخصات کنتاکتورنوع کنتاکتور
با توجه به نوع مصرف کننده و شرایط کار ،کنتاکتورها دارای قدرت و جریان عبوری مشخصی برای ولتاژهای مختلف هستنند. بنابراین باید به جدول و مشخصات کنتاکتور توجه کافی مبذول کرد و انخاب کنتاکتو.را منطبق بر مشخصات مورد نیاز قرار داد.برای اتصال مصرف کننده به شبکه باید از کلید یا کنتاکتوری با مشخصات مناسب استفاده کرد که کنتاکت های آن تحمل جریان راه اندازی و جریان دائمی را داشته باشد و همچنین در صورت اتصال کوتاه،جریان لحظه ای زیادی که از مدار عبور می کند. و یا جرقه ای که هنگام اتصال مدار ایجاد می شود ،صدمه ای به کلید نزند.بدین منظور و برای این که بتوانیم پس از طراحی مدار ،کنتاکتور مناسب را برای اتصال مصرف کننده به شبکه انتخاب کنیم،باید با مقادیر نامی مربوط به کنتاکتور آشنا شویم.برای انتخاب کنتاکتور در قدرت های مختلف می توان از جدول هایی استفاده کرد.

قسمتهای مختلف کنتاکتور عبارتند از:
۱- حامل کنتاکتهای ثابت( باید دارای درجه عایقی مناسبی باشد )
۲- ترمینال
۳- صفحه فلزی انتهایی برای نصب قسمتهای ثابت روی آن
۴- کنتاکتهای ثابت و متحرک ( این کنتاکتها باید در یک خط قرار گرفته و از پوشش اکسید نقره بمنظور بالا بردن ضریب اطمینان در مقابل کار زیاد در روی آنها استفاده شود )
۵- بوبین کنتاکتور (در کنتاکتور این بوبین طوری طراحی شده است که در مقابل عوامل جوی و نیروهای مکانیکی مقاوم باشد )
۶- ترمینالهای ورودی و خروجی
۷- سیستم هسته آهنی ثابت و متحرک
۸- قسمت کنترل جرقه
۹- حامل کنتاکتهای متحرک ( این قسمت باید دارای درجه عایقی مناسبی باشد.)
جریانهای نامی . جریان کار نامی ولتاژ کار نامی و انرژی مصرفی کنتاکتورها
جریانهای نامی:چون کنتاکتهای متحرک با فشار بر روی کنتاکتهای ثابت اتصال پیدا میکنند و سطح
کنتاکتها نیز کاملا صاف نیست لذا سطح تماس آنها یک نقطه کوچک خواهد بود بنا
ـــ بر این در محل تماس دو کنتاکت مقاومت الکتریکی وجود داشته و عبور جریان
با عث گرم شدن کنتاکتها خواهد شد . هرچه زمان عبور جریان از کنتاکتورها بیشتر
باشد کنتاکتهای آن بیشتر گرم میشود .باتوجه به زمان لازم برای وصل بودن کنتاکتورها جریانهای زیر نعریف میشود :
الف ـــ جریان دائمی ( Ith2 )
جریانی است که میتواند در شرایط کار نرمال و در زمان نامحدود و بدون قطع شدن از کنتاکتهای کنتاکتور عبور کرده و به آن صدمه ای نزند و حرارت ایجاد شده در کنتاکتها از حد مجاز تجاوز ننموده .
ب ـــ جریان هفتگی ( Ith1 )
جریانی است که در شرایط کار نرمال و با هفته ای یک بار اتصال میتوان از کنتاکتهای کنتاکتور عبور کرده و در خصوصیات کار کنتاکتور هیچگونه تغییری پیش نیاورد .
ج ـــ جریان هشت ساعتی ( Ith )
جریانی است که با اتصال یک بار در هر هشت ساعت در شرایط کار نرمال میتواند از کنتاکتهای کنتاکتور عبور کرده و تغییری در خصوصیات کار کنتاکتور ایجاد نکند .
جریان کار نامی :جریان کار نامی یک کنتاکتور جریانی است که شرط استفاده از کنتاکتور را بیان میکند و در رابطه با نوع و مقدار ولتاژ بار میباشد .
جریان اتصال کوتاه ضربه ای:
در مدار فرمان و مدار قدرت کنتاکتور باید از وسایل حفاظتی استفاده نمود تا در صورت اتصال کوتاه بلافاصله مدار قطع شود چون در فاصله زمانی اتصال کوتاه تا قطع مدار توسط وسایل حفاظتی از کنتاکتهای کنتاکتور نیز جریان خیلی زیادی عبور میکند لذا باید کنتاکتها تحمل این جریان را در این زمان کوتاه داشته باشند و به یکدیگر جوش نخورده و یا تغییر فرم ندهند .
مقدار ماکزیمم جریان را در لحظه اتصال کوتاه به Is نشان داده و جریان اتصال کوتاه ضربه ای مینامند .
جریان نامی زمان کم ( جریان ۱ ثانیه )
مقدار موثر جریانی را که کلید برای زمان یک ثانیه در حالت اتصال کوتاه میتواند تحمل کند بدون اینکه صدمه ببیند جریان نامی زمان کم و یا جریان یک ثانیه تامیده میشود
ولتاژ های نامی :الف ـــ ولتاژ کار نامی ( Ue )
مربوط به اتصال دهنده ( کنتاکتها ) بوده و مقدار ولتاژی است که کنتاکتها میتوانند با جریان کار نامی Ie در این ولتاژ مورد استفاده قرار گیرند .
ب ـــ ولتاژ عایقی نامی ( Ui )
استحکام عایقی بین عضوهای اتصالی را مشخص میکند .
ج ـــ ولتاژ تغذیه نامی ( Uc )
ولتاژی است که باید به بوبین کنتاکتور اتصال یابد و معمولا مقدار آن روی بوبین کنتاکتور نوشته میشود .
انرژی مصرفی کنتاکتورها :بوبین هر کنتاکتوری را می توان برای کار با ولتاژهای مختلف طراحی نمود از ۱۲ولت جریان مستقیم تا ۱۵ ولت متناوب و ولتاژهای دیگر .
به علت عبور جریان از بوبین کنتاکتور . کنتاکتور به صورت یک مصرف کننده مقداری توان مصرف کرده و گرم میشود . یک کنتاکتور خوب باید دارای مصرف داخلی کم باشد . برای کم کردن مصرف کنتاکتور میتوان از یک مقاومت که بعد از عملکرد کنتاکتور بابوبین سری شود استفاده کرد . به دو سر این مقاومت تیغه ای از خود کنتاکتور وصل میگردد بعد از اینکه جریان وارد سیم پیچ شد تیغه که قبلا بسته بود باز شده و مقاومت سر راه بوبین قرار میگیرد با آن سری می شود .