الملامسات مقابل المرحلات: فهم الاختلافات الرئيسية

الفرق الرئيسي بين الكونتاكتورات والريليهات هو قدرتها على تحمل التيار ونطاق تطبيقها: الكونتاكتورات هي مفاتيح كهرومغناطيسية للخدمة الشاقة مصممة للأحمال ذات التيار العالي (عادةً ما يزيد عن 9 أمبير) مثل المحركات وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، بينما الريليهات هي مفاتيح دقيقة لدوائر التحكم ذات التيار المنخفض (عادةً ما تقل عن 10 أمبير) وتبديل الإشارات. يضمن اختيار الجهاز الصحيح السلامة الكهربائية والامتثال للكود ويمنع فشل المعدات.

يعد فهم هذا التمييز أمرًا بالغ الأهمية للمهندسين الصناعيين والمقاولين الكهربائيين ومديري المرافق. يؤدي الاختيار غير الصحيح إلى تلامس ملحوم وفشل مزعج وانتهاكات محتملة للكود بموجب المادة 430 من NEC. يوضح هذا الدليل متى يتم استخدام كل جهاز وكيفية تحديد حجمه بشكل صحيح وكيفية دمجه في الأنظمة الكهربائية المتوافقة.

ما هي الملامسات والمرحلات؟

تعريف الملامس

A مقاول هو مفتاح يتم التحكم فيه كهربائيًا يقوم بتوصيل وفصل دوائر الحمل عالية الطاقة - الأكثر شيوعًا المحركات ثلاثية الطور والمراوح الكبيرة وضواغط التدفئة والتهوية وتكييف الهواء وعناصر التسخين الصناعية. تم تصميم الكونتاكتورات للتبديل المتكرر تحت الحمل مع آليات مدمجة لقمع القوس الكهربائي.

الخصائص الرئيسية:

• بناء للخدمة الشاقة مع ملامسات من سبائك الفضة أو التنغستن
• جهات اتصال رئيسية مفتوحة عادةً (NO) تفشل في الفتح عند فقدان طاقة التحكم
• قنوات قوس مدمجة للإخماد الآمن للدوائر عالية الطاقة
• تصنيفات التيار من 9 أمبير إلى أكثر من 1000 أمبير
• مصمم وفقًا لمعايير IEC 60947-4-1 و UL 508

تعريف التتابع

A مرحل هو جهاز تبديل كهرومغناطيسي يستخدم إشارة تحكم صغيرة لتشغيل جهات الاتصال التي تتحكم في دوائر منفصلة. يتفوق الريليه في منطق التحكم وواجهات الأتمتة وتبديل الإشارات حيث تكون الدقة والحجم الصغير مطلوبين.

الخصائص الرئيسية:

• بناء مضغوط مُحسَّن لتركيب DIN أو PCB
• تكوينات اتصال متعددة: SPDT، DPDT، NO، NC، تغيير
• تصنيفات التيار عادة من 0.1 إلى 10 أمبير
• سرعة تبديل سريعة (1-20 مللي ثانية)
• مصمم وفقًا لمعايير IEC 61810 و UL 508

الاختلافات الرئيسية: الكونتاكتورات مقابل المرحلات

جدول المقارنة الشامل

الميزة	المقاولين	المرحلات
التصنيف الحالي	9-1000+ أمبير	0.1-10 أمبير
التطبيق الأساسي	تبديل دائرة الطاقة	تبديل دائرة التحكم
تكوين جهة الاتصال	جهات اتصال رئيسية NO + مساعدة	خيارات NO، NC، SPDT، DPDT
إخماد القوس الكهربائي	مزالق قوسية مدمجة	الحد الأدنى أو لا شيء
الحجم المادي	كبير (3-12 بوصة)	مضغوط (0.5-3 بوصات)
تصنيف الجهد	120 فولت - 1000 فولت تيار متردد	5 فولت - 480 فولت تيار متردد / تيار مستمر
سرعة التحويل	معتدل (50-100 مللي ثانية)	سريع (1-20 مللي ثانية)
تكلفة مجموعة	$50-500+	$5-100
المعايير النموذجية	IEC 60947-4-1، UL 508	IEC 61810، UL 508
الحياة الميكانيكية	1-10 مليون عملية	10-100 مليون عملية

قدرة التحميل والجهد

يكمن التمييز الأساسي في قدرة معالجة التيار. تتعامل الكونتاكتورات مع تيارات التدفق العالية النموذجية لبدء تشغيل المحرك - غالبًا ما تكون 6-8 مرات تيار التشغيل. لا يمكن للمرحلات تحمل هذه الظروف وسوف تلحم أو تفشل قبل الأوان إذا تم تطبيقها بشكل خاطئ على دوائر الطاقة.

تم تصميم الكونتاكتورات لأنظمة الطاقة ثلاثية الطور AC حتى 1000 فولت. تخدم المرحلات دوائر تحكم أحادية الطور أو منخفضة الجهد DC / AC. تتطلب تطبيقات المحركات دائمًا الكونتاكتورات لمسار الطاقة الرئيسي، وليس المرحلات.

إدارة طاقة القوس

عند تبديل الأحمال عالية التيار، تتشكل أقواس كهربائية بين جهات الاتصال المفتوحة. تشتمل الكونتاكتورات على قنوات قوس - حواجز معدنية تقسم وتبرد وتطفئ الأقواس بأمان. هذه الميزة غائبة في المرحلات، مما يجعلها غير مناسبة لقطع الطاقة العالية.

تتطلب المرحلات إخمادًا خارجيًا (صمامات ثنائية ذات ارتداد، مخمدات RC) عند تبديل أحمال التحكم الاستقرائية. بدون قمع، ينخفض عمر التلامس بسرعة.

تكوين الاتصال والوظائف المساعدة

تتميز الكونتاكتورات عادةً بجهات اتصال رئيسية NO بالإضافة إلى جهات اتصال مساعدة للإشارة إلى الحالة والتعشيق. يوفر هذا التكوين سلوكًا آمنًا من الفشل - يؤدي فقدان طاقة التحكم إلى فتح الدائرة.

توفر المرحلات أشكال اتصال مرنة (NO، NC، تغيير) ضرورية لمنطق التحكم. يمكن لمرحل واحد في وقت واحد إنشاء وكسر دوائر متعددة، مما يتيح تسلسلات أتمتة معقدة.

التطبيقات وحالات الاستخدام

متى تستخدم المقاولين

التحكم في المحرك ثلاثي الأطوار

بدء تشغيل المحرك هو تطبيق الكونتاكتور الكلاسيكي. تتطلب المادة 430 من NEC حماية مناسبة لدائرة المحرك بما في ذلك أجهزة التحميل الزائد وحماية دائرة الفرع من قصر الدائرة. تعمل الكونتاكتورات كعنصر التبديل المتحكم فيه في مشغلات المحرك.

• المضخات والضواغط: محركات صناعية 5-200 حصان
• أنظمة النقل: دورات عمل متكررة للبدء / الإيقاف
• أدوات الآلة: التحكم المنسق في المحركات المتعددة
• المراوح والمنفاخ: التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والتهوية الصناعية

يتبع تحديد حجم الكونتاكتور NEC 430.83: يجب أن يتعامل الجهاز مع تيار الدوار المقفل وفقًا لـ NEC Table 430.251 (B). بالنسبة لمحرك ثلاثي الأطوار بقدرة 10 حصان و 230 فولت (FLA 28A)، حدد كونتاكتورًا مصنفًا لـ 35 أمبير على الأقل بشكل مستمر مع إمكانية تدفق مناسبة.

دوائر طاقة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء

تستخدم أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء التجارية والصناعية الكونتاكتورات لتبديل الضواغط والمكثفات وعناصر التسخين الكهربائية. تسحب هذه الأحمال تيارات تدفق عالية وتتطلب أجهزة ذات تصنيف واجب AC-3 وفقًا لـ IEC 60947-4-1.

• وحدات السطح: كونتاكتورات الضاغط مصنفة 30-90 أمبير
• أنظمة التبريد: كونتاكتورات متعددة لبدء التشغيل المتسلسل
• سخانات كهربائية: أحمال مقاومة مع تيار ثابت عالي

إضاءة عالية السعة

تستخدم المرافق الصناعية ومواقف السيارات والأماكن الرياضية الكونتاكتورات للتحكم المركزي في الإضاءة. في حين أن الدوائر الفردية قد تكون أقل من 20 أمبير، إلا أن التبديل المتزامن للدوائر المتعددة يتطلب قوة الكونتاكتور.

متى تستخدم المرحلات

تبديل دائرة التحكم

تشكل المرحلات العمود الفقري لمنطق التحكم الصناعي. إنها تتصل بين وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة وأجهزة الاستشعار والأجهزة التي يتم التحكم فيها، مما يوفر العزل الكهربائي ووظائف المنطق.

• أقفال السلامة: دوائر إيقاف الطوارئ، مراقبة الحواجز
• التحكم في التسلسل: أتمتة العمليات خطوة بخطوة
• أنظمة الإنذار: إعلان الأعطال وتسجيل الأحداث
• توسيع PLC I/O: وحدات الإدخال/الإخراج المنفصلة

تعمل دوائر التحكم عادةً بجهد 24 فولت تيار مستمر أو 120 فولت تيار متردد. تتطابق ملفات المرحلات مع جهد التحكم بينما تقوم الملامسات بتبديل دائرة الحمل - مما يحقق عزلًا كهربائيًا بين مجالات التحكم والطاقة.

تبديل الإشارات والبيانات

تتعامل المرحلات مع إشارات التيار المنخفض في الأجهزة والاتصالات السلكية واللاسلكية ومعدات الاختبار. إن التبديل السريع وإغلاق الملامسات النظيف يجعلها مثالية لتطبيقات التوقيت والتوجيه الدقيقة.

• توجيه الصوت/الفيديو: مصفوفات تبديل الاستوديو
• معدات الاختبار: أنظمة القياس الآلية
• أتمتة المباني: واجهات الترموستات، وضوابط الإضاءة
• أنظمة السيارات: مضخات الوقود، ومحركات التشغيل، والتحكم في الملحقات

تطبيقات التشغيل التجريبية

غالبًا ما تتحكم المرحلات في ملفات الموصلات، مما يخلق تسلسلًا هرميًا للتحكم. يقوم مرحل صغير بجهد 24 فولت تيار مستمر يتم تشغيله بواسطة PLC بتبديل طاقة 120 فولت تيار متردد إلى ملف موصل، والذي يقوم بعد ذلك بتبديل المحرك ثلاثي الأطوار. يوفر هذا التحكم المتتالي عزلًا ويقلل من تكاليف أسلاك التحكم ويتيح التشغيل عن بُعد.

معايير الاختيار: كيفية الاختيار

الخطوة 1: حساب تيار الحمل

حدد تيار الحالة المستقرة وتيار التدفق للحمل الخاص بك. بالنسبة للمحركات، استخدم لوحة الاسم FLA (أمبير الحمل الكامل) واحسب تيار الدوار المقفل من جدول NEC 430.251(B).

بالنسبة للأحمال المقاومة مثل السخانات، يكون تيار التدفق مساويًا للحالة المستقرة. بالنسبة للأحمال السعوية (إمدادات الطاقة، ومشغلات LED)، قم بقياس أو طلب مواصفات تيار التدفق من الشركة المصنعة.

قاعدة عامة: إذا تجاوز تيار الحالة المستقرة 9-10 أمبير أو كان تيار التدفق كبيرًا، فاستخدم موصلًا.

الخطوة 2: مطابقة الجهد والطور

تحقق من جهد النظام وتكوين الطور. تتطلب دوائر المحركات ثلاثية الأطوار موصلات ثلاثية الأقطاب. قد تستخدم الأحمال أحادية الطور موصلات أو مرحلات للخدمة الشاقة اعتمادًا على التيار.

بالنسبة لدوائر التيار المستمر، لاحظ أن أقواس التيار المستمر يصعب إخمادها أكثر من أقواس التيار المتردد. استخدم الأجهزة المصنفة خصيصًا للتشغيل بالتيار المستمر مع تصنيفات الجهد المناسبة.

الخطوة 3: تقييم دورة التشغيل وتردد التبديل

• AC-3: دورة تشغيل المحرك العادية (البدء والتشغيل والإيقاف)
• AC-4: دورة تشغيل المحرك الثقيلة (التوصيل، والتحريك، والزحف)

تحتوي المرحلات على مواصفات العمر الميكانيكي والكهربائي. قد يحقق المرحل المصنف لـ 10 ملايين عملية عند 5 أمبير 100000 عملية فقط عند أقصى تيار مقنن له.

الخطوة 4: ضع في اعتبارك واجهة التحكم

حدد جهد الملف المطابق لنظام التحكم الخاص بك. الخيارات الشائعة: 24 فولت تيار مستمر (التحكم في PLC)، 120 فولت تيار متردد (التشغيل التجريبي)، 24 فولت تيار متردد (التحكم في التدفئة والتهوية وتكييف الهواء).

حدد ما إذا كانت هناك حاجة إلى ملامسات مساعدة لتعليقات الحالة أو التعشيق أو التحكم في اتجاه المصب. تتضمن الموصلات عادةً أو تدعم كتل الملامسات المساعدة الإضافية.

دليل الاختيار السريع

تيار الحمل	نوع التطبيق	اختيار الجهاز	المعيار الرئيسي
< 5A	دوائر التحكم	مرحل للأغراض العامة	IEC 61810
5-9أ	تبديل الطاقة الخفيفة	مرحل الطاقة أو الملامس الصغير	UL 508
9-30أ	محركات أحادية/ثلاثية الأطوار	موصل (مصنف AC-3)	NEC 430, IEC 60947-4-1
30-100 أمبير	المحركات الصناعية، التدفئة والتهوية وتكييف الهواء	موصل قياسي	NEC 430.83
> 100A	الصناعات الثقيلة	مقاول شديد التحمل	IEC 60947-4-1

متطلبات التثبيت والسلامة

حماية دائرة المحرك (المادة 430 من NEC)

الحماية من التحميل الزائد

• 125% من أمبير الحمل الكامل للمحرك للمحركات ذات عامل الخدمة ≥ 1.15 أو ارتفاع درجة الحرارة 40 درجة مئوية
• 115% من أمبير الحمل الكامل للمحرك لجميع المحركات الأخرى

غالبًا ما يتم دمج مرحلات الحمل الزائد مع الموصلات في تجميعات بداية المحرك. بالنسبة لمحرك 28A FLA مع عامل خدمة 1.15، اضبط رحلة الحمل الزائد على 35A كحد أقصى (28A × 1.25).

حماية دائرة الفرع

• قاطع وقت عكسي: 28A × 2.5 = 70A كحد أقصى
• قاطع رحلة فوري: 28A × 8 = 224A كحد أقصى
• فتيل تأخير الوقت: 28A × 1.75 = 49A كحد أقصى

تحديد حجم الموصل

يتطلب NEC 430.22 أن يكون حجم الموصلات بحد أدنى 125% من أمبير الحمل الكامل للمحرك. بالنسبة للمحرك 28A: 28A × 1.25 = 35A كحد أدنى للسعة. حدد الموصلات من جداول NEC 310.16 أو 310.17 بناءً على ظروف التركيب.

تركيب دائرة التحكم

• تحديد حجم السلك المناسب: مطابقة تيار دائرة التحكم والتقييم الحراري
• تثبيط الحمل الاستقرائي: صمامات ثنائية حماية من الجهد العكسي لملفات التيار المستمر، ومخمدات RC لأحمال التيار المتردد
• توثيق واضح: ضع ملصقات على أشكال التلامس (NO/NC) وأرقام الأطراف الطرفية وفقًا للمخططات
• حماية ضد التيار الزائد: استخدم مصهرًا أو قاطعًا للدائرة وفقًا للمادة 725 من قانون الكهرباء الوطني (NEC) لدوائر التحكم من الفئة 1

دليل سريع لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها

• تحقق من جهد الملف باستخدام مقياس متعدد الفولطية تحت الحمل
• تحقق من استمرارية دائرة التحكم وأجهزة الحماية
• افحص وجود عوائق ميكانيكية أو وصلات تالفة
• اختبر مقاومة الملف (عادةً ما تتراوح بين 10-1000 أوم اعتمادًا على التقييم)
• قم بقياس تيار الحمل؛ وتحقق من أنه ضمن تقييم الكونتاكتور
• تحقق من وجود تيار تدفق مرتفع أو ظروف ماس كهربائي
• افحص حالة حاجز القوس الكهربائي ومحاذاة التلامس
• قم بالترقية إلى جهاز ذي تقييم أعلى مع فئة AC-3/AC-4 المناسبة
• قم بتقييم تيار الحمل مقابل تقييم التلامس
• أضف تثبيطًا للأحمال الاستقرائية (صمامات ثنائية، مخمدات)
• استبدل بترحيل مُحكم الإغلاق للبيئات الملوثة
• تحقق من أن تردد التبديل لا يتجاوز العمر الكهربائي المقدر

الأسئلة المتداولة

ما الذي يجعل الكونتاكتورات أكثر أمانًا لتطبيقات الطاقة العالية؟

تتضمن الكونتاكتورات قواطع قوس كهربائي تعمل على تقسيم وتبريد وإطفاء الأقواس الكهربائية المتكونة عند مقاطعة الدوائر الكهربائية ذات التيار العالي. هذا القمع المدمج للقوس الكهربائي، جنبًا إلى جنب مع مواد التلامس القوية والبناء الميكانيكي، يتيح التبديل الآمن والمتكرر للمحركات والأحمال الأخرى عالية الطاقة التي قد تدمر المرحلات القياسية.

هل يمكن أن يحل المرحل محل الكونتاكتور في التحكم في المحركات؟

لا. استخدام مرحل (relay) لتبديل الدائرة الرئيسية للمحرك أمر خطير وينتهك المادة 430 من الكود الوطني للكهرباء (NEC). تيارات بدء تشغيل المحرك (6-8 أضعاف تيار التشغيل) ستلحم نقاط تلامس المرحل، مما يخلق خطر نشوب حريق. تفتقر المرحلات إلى إخماد القوس الكهربائي، وكتلة التلامس، والقدرة الحالية المطلوبة لدوائر المحرك. استخدم الكونتاكتورات (contactors) المصنفة وفقًا للمادة 430.83 من الكود الوطني للكهرباء (NEC) لتطبيقات المحركات.

كيف يمكنني تحديد حجم الكونتاكتور المناسب لمحرك ثلاثي الأطوار؟

استخدم لوحة بيانات المحرك الخاصة بـ FLA وجداول NEC. اختر موصلًا مصنفًا لـ 125٪ على الأقل من FLA للمحرك مع تصنيف واجب AC-3 مناسب وفقًا للمعيار IEC 60947-4-1. تحقق من أن الموصل يمكنه التعامل مع تيار الدوار المقفل وفقًا لجدول NEC 430.251 (B). بالنسبة لمحرك 50 حصان، 460 فولت (65 أمبير FLA)، اختر موصلًا مصنفًا بحد أدنى 81 أمبير مستمر (65 أمبير × 1.25).

متى يجب علي استخدام نقاط التلامس المساعدة؟

• مراقبة حالة PLC (إشارة إغلاق/فتح الكونتاكتور)
• التعشيق الآمن (منع إغلاق عدة كونتاكتورات في وقت واحد)
• التحكم التسلسلي (يجب إغلاق الكونتاكتور A قبل تنشيط الكونتاكتور B)
• دوائر الإنذار (إخطار المشغلين بحالات الكونتاكتور غير المتوقعة)

الختام

اختر الكونتاكتورات لتبديل الطاقة عالية التيار أعلى من 9 أمبير، خاصة المحركات ثلاثية الطور، وضواغط التكييف والتدفئة والتهوية (HVAC)، والأحمال الصناعية التي تتطلب تبديلًا متكررًا مع تثبيط القوس الكهربائي. اختر المرحلات لدوائر التحكم أقل من 10 أمبير حيث تكون الدقة والسرعة وأشكال التلامس المرنة والحجم الصغير هي الأولويات.

يضمن الاختيار المناسب السلامة الكهربائية، والامتثال للكود وفقًا للمادة 430 من قانون الكهرباء الوطني (NEC)، وتشغيل النظام بشكل موثوق. قم دائمًا بتنسيق تقييمات الجهاز مع خصائص الحمل، ودورة التشغيل، وأجهزة الحماية. عند الشك، استشر جداول قانون الكهرباء الوطني (NEC)، وأوراق بيانات المعدات، وفكر في مراجعة هندسية احترافية للتطبيقات الهامة.

تقوم شركة VIOX Electric بتصنيع الكونتاكتورات والمرحلات الصناعية لتطبيقات B2B. يقدم فريقنا الهندسي دعمًا للتطبيقات للتحكم في المحركات، والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، وأنظمة الأتمتة. اتصل بنا للحصول على مساعدة في اختيار الجهاز والمواصفات الفنية المصممة خصيصًا لمتطلبات مشروعك.

موارد ذات صلة

ما هو المقاول؟

المرحلات أحادية الطور مقابل المرحلات ثلاثية الطور

الكونتاكتور مقابل قاطع الدائرة: دليل كامل

فهم مفاتيح الكامة

قائمة التحقق من شراء قواطع التيار المصغرة (MCB): 10 عوامل أساسية