کنتاکتورهای AC در مقابل DC: آشنایی با انواع و عملکرد آنها

مقدمه

تعریف کنتاکتور

کنتاکتور الکتریکی یک وسیله الکترومکانیکی است که برای کنترل جریان الکتریکی در مدارهای پرقدرت استفاده می‌شود. این وسیله به عنوان یک سوئیچ عمل می‌کند که می‌تواند اتصالات را در یک مدار باز یا بسته کند و امکان کنترل از راه دور دستگاه‌های الکتریکی مانند موتورها، سیستم‌های روشنایی و تجهیزات گرمایشی را فراهم کند.

اجزای کلیدی یک کنتاکتور

1. کویل الکترومغناطیسی: این قطعه اصلی است که هنگام برق دار شدن، میدان مغناطیسی تولید می‌کند. این میدان مغناطیسی، یک آرمیچر متحرک را جذب می‌کند که به نوبه خود کنتاکت‌های درون کنتاکتور را باز یا بسته می‌کند.
2. مخاطبین: اینها عناصر رسانا هستند که به صورت فیزیکی اتصال الکتریکی را برقرار یا قطع می‌کنند. کنتاکتورها معمولاً دو نوع کنتاکت دارند:
   • کنتاکت‌های برق اصلی: مسئول حمل جریان سنگین به بار است.
   • مخاطبین کمکی: برای اهداف کنترل و سیگنالینگ استفاده می‌شود و اغلب با سایر دستگاه‌ها ارتباط برقرار می‌کند.
3. محفظهکنتاکتور در محفظه‌ای قرار دارد که اجزای داخلی آن را از عوامل محیطی مانند گرد و غبار و رطوبت محافظت می‌کند و با جلوگیری از تماس تصادفی با قطعات برقدار، ایمنی را تضمین می‌کند.
4. مکانیسم مهار قوسبرای جلوگیری از ایجاد قوس الکتریکی هنگام باز یا بسته شدن کنتاکت‌ها، کنتاکتورها اغلب شامل مکانیسم‌هایی مانند ناودان‌های قوس الکتریکی هستند که برای خاموش کردن سریع قوس‌ها طراحی شده‌اند.

۶ ترمینال برق و ۲ ترمینال سیم‌پیچ (A1 و A2) برای تغذیه AC سه فاز وجود دارد. از ۶ ترمینال، ۳ ترمینال L1، L2 و L3 به عنوان ورودی به منبع تغذیه اصلی که عموماً از MCB می‌آید، و ۳ ترمینال دیگر T1، T2 و T3 به عنوان خروجی به موتور، ORL، تایمر و یک مدار کنترل دیگر متصل می‌شوند.

مطابق با کاربرد دستگاه، همانطور که در نمودار ترمینال کنتاکتور AC نشان داده شده است، تمهیدات اضافی برای بلوک کمکی با "NO" و "NC" ارائه می‌شود.

اعتبار به https://peacosupport.com/blog/what-is-contactor

اصل کار

همانطور که در نمودار نشان داده شده است، جریانی که به صورت AC یا DC به ترمینال A1 سیم‌پیچ اعمال می‌شود، با تولید یک میدان الکترومغناطیسی، سیم‌پیچ را فعال می‌کند تا قسمت متحرک سیم‌پیچ را با قسمت ثابت در تماس قرار دهد. اکنون، جریان از ترمینال ورودی "RYB" کنتاکتور به خروجی کنتاکتور جریان می‌یابد و به عنوان یک سوئیچ عمل می‌کند. در حالی که ترمینال دیگر سیم‌پیچ A2 به نول متصل می‌شود تا مدار کامل شود.

وقتی تغذیه کنتاکتور قطع می‌شود، سیم‌پیچ متحرک کنتاکتور به دلیل نیروی فنر برگشتی به موقعیت اولیه خود برمی‌گردد. در این زمان، هیچ جریانی از ورودی به خروجی کنتاکتور وجود نخواهد داشت و به عنوان یک کلید قطع عمل می‌کند.

نمودار سیم‌کشی کنترل برای DOL در زیر آمده است.

انواع کنتاکتورها

• کنتاکتورهای AC: طراحی شده برای کاربردهای جریان متناوب، که معمولاً در ماشین آلات صنعتی و سیستم های روشنایی یافت می شود.
• کنتاکتورهای DC: به طور خاص برای کاربردهای جریان مستقیم، مانند وسایل نقلیه الکتریکی و سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر ساخته شده است.

تفاوت بین کنتاکتورهای AC و DC

تفاوت‌های بین کنتاکتورهای AC و کنتاکتورهای DC به دلیل طراحی و ویژگی‌های عملیاتی‌شان، قابل توجه هستند. در اینجا مقایسه‌ای دقیق ارائه شده است:

تفاوت‌های کلیدی

ویژگی	کنتاکتور AC	کنتاکتور دی سی
طراحی کویل	سیم‌پیچ نازک و بلند، ساخته شده از مس.	کلاف کوتاه و ضخیم، اغلب از چدن یا مواد جامد ساخته شده است.
مواد هسته	ساخته شده از ورق‌های فولادی سیلیکونی چندلایه برای کاهش جریان‌های گردابی.	ساخته شده از آهن نرم یا فولاد ریخته‌گری شده‌ی یکپارچه، بدون نیاز به لایه‌بندی.
مقاومت الکتریکی	مقاومت کمتر، گرمای بیشتری تولید می‌کند.	مقاومت بالاتر، گرمای کمتری تولید می‌کند.
سرکوب قوس	از دستگاه‌های خاموش‌کننده قوس شبکه‌ای استفاده می‌کند.	از دستگاه‌های خاموش‌کننده قوس الکتریکی با دمش مغناطیسی استفاده می‌کند.
فرکانس کاری	معمولاً تا ۶۰۰ بار در ساعت کار می‌کند.	قابلیت کارکرد تا ۲۰۰۰ بار در ساعت
جریان شروع	جریان شروع بالاتر، برای عملیات مکرر مناسب نیست.	جریان شروع پایین‌تر، طراحی شده برای کارکرد مکرر.
مورد استفاده	عمدتاً برای مدارهای AC (مثلاً موتورها، روشنایی) استفاده می‌شود.	برای مدارهای جریان مستقیم (مثلاً وسایل نقلیه الکتریکی، سیستم‌های فتوولتائیک) استفاده می‌شود.
پیکربندی تماس	عموماً قطب‌های بیشتری دارد (مثلاً سه فاز).	معمولاً قطب‌های کمتری دارد (مثلاً دو قطبی).

توضیح مفصل

1. طراحی و مقاومت کویلکنتاکتورهای AC در مقایسه با کنتاکتورهای DC که به دلیل نیاز به میدان مغناطیسی قوی‌تر برای عملکرد مؤثر در مدارهای DC، دارای سیم‌پیچ‌هایی با تعداد دور کمتر و مقاومت پایین‌تر هستند، دارای سیم‌پیچ‌هایی با دور کمتر و مقاومت پایین‌تر هستند.
2. مواد هستههسته کنتاکتور AC از ورق‌های فولادی سیلیکونی چندلایه ساخته شده است تا تلفات ناشی از جریان‌های گردابی هنگام عبور جریان متناوب از آن به حداقل برسد. در مقابل، کنتاکتورهای DC می‌توانند از مواد جامد استفاده کنند زیرا همان تلفات را تجربه نمی‌کنند.
3. مکانیسم مهار قوسکنتاکتورهای AC معمولاً از دستگاه‌های خاموش‌کننده قوس شبکه‌ای استفاده می‌کنند، در حالی که کنتاکتورهای DC از مکانیسم‌های دمش مغناطیسی برای خاموش کردن قوس‌هایی که هنگام باز یا بسته شدن کنتاکت‌ها رخ می‌دهند، استفاده می‌کنند.
4. فرکانس کاری و مدیریت جریانکنتاکتورهای AC به دلیل محدودیت‌های طراحی خود، به حدود ۶۰۰ عملیات در ساعت محدود می‌شوند، در حالی که کنتاکتورهای DC می‌توانند تا ۲۰۰۰ عملیات در ساعت را انجام دهند، که آنها را برای کاربردهایی که نیاز به سوئیچینگ مکرر دارند، مناسب می‌کند.
5. مناسب بودن برنامهکنتاکتورهای AC برای کنترل بارهای AC مانند موتورها و سیستم‌های روشنایی ایده‌آل هستند، در حالی که کنتاکتورهای DC در کاربردهایی که شامل جریان مستقیم مانند وسایل نقلیه الکتریکی و سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر هستند، ضروری هستند.

چگونه کنتاکتور مناسب را انتخاب کنیم

انتخاب کنتاکتور مناسب برای کاربرد شما شامل چندین ملاحظه حیاتی برای تضمین عملکرد و ایمنی بهینه است. در اینجا یک رویکرد ساختار یافته برای راهنمایی شما در فرآیند انتخاب ارائه شده است:

ملاحظات کلیدی برای انتخاب کنتاکتور

1. ویژگی‌های بار:
   • رتبه فعلیجریان عملیاتی (le) بار را تعیین کنید. کنتاکتور باید برای تحمل این جریان بدون گرم شدن بیش از حد، دارای رتبه‌بندی باشد.
   • رتبه‌بندی ولتاژاطمینان حاصل کنید که ولتاژ نامی کنتاکتور (Ue) با ولتاژ تغذیه کاربرد شما مطابقت دارد یا از آن بیشتر است.
   • نوع بار: مشخص کنید که بار مقاومتی، القایی یا خازنی است، زیرا این امر بر انتخاب نوع کنتاکتور و مقادیر نامی آن تأثیر می‌گذارد.
2. اندازه کنتاکتور:
   • اندازه کنتاکتور را بر اساس توان موتور و چرخه کاری آن در نظر بگیرید. عملیات روشن/خاموش مکرر ممکن است به دلیل جریان‌های هجومی بالاتر در هنگام راه‌اندازی، به کنتاکتور بزرگتری نیاز داشته باشد.
3. مشخصات کویل:
   • برای اطمینان از سازگاری با مدار کنترل خود، ولتاژ نامی سیم‌پیچ را بررسی کنید. ولتاژ نامی سیم‌پیچ باید با ولتاژ تأمین‌شده برای روشن کردن سیم‌پیچ مطابقت داشته باشد.
   • ولتاژهای اتصال و قطع را که آستانه‌های عملیاتی برای اتصال و قطع کنتاکت‌ها را نشان می‌دهند، درک کنید.
4. پیکربندی تماس:
   • تعداد کنتاکت‌های اصلی مورد نیاز (معمولاً باز یا معمولاً بسته) را بر اساس الزامات مدار خود ارزیابی کنید.
   • کنتاکت‌های کمکی را برای عملکردهای کنترلی و سیگنال‌دهی اضافی در نظر بگیرید، که ممکن است جریانی مشابه کنتاکت‌های اصلی نداشته باشند.
5. شرایط محیطی:
   • دمای محیط، رطوبت و احتمال قرار گرفتن در معرض گرد و غبار یا مواد شیمیایی را ارزیابی کنید. کنتاکتوری با رتبه‌بندی‌های محیطی و محفظه‌های مناسب برای مقاومت در برابر این شرایط انتخاب کنید.
6. نوع برنامه:
   • کاربردهای مختلف ممکن است به انواع خاصی از کنتاکتورها نیاز داشته باشند (مثلاً کنتاکتورهای با کاربرد مشخص برای سیستم‌های تهویه مطبوع). مطمئن شوید که کنتاکتوری را انتخاب می‌کنید که برای نیازهای خاص کاربرد شما مناسب باشد.
7. ویژگی‌های ایمنی:
   • در صورت وجود، به دنبال ویژگی‌های ایمنی داخلی مانند مکانیسم‌های سرکوب قوس، محافظت در برابر اضافه بار و رله‌های حرارتی باشید. این ویژگی‌ها قابلیت اطمینان را افزایش داده و از آسیب در شرایط خطا جلوگیری می‌کنند.
8. اعتبار تولیدکننده:
   • یک تولیدکننده معتبر که به کیفیت و قابلیت اطمینان محصولاتش معروف است را انتخاب کنید. این امر می‌تواند به طور قابل توجهی بر دوام و هزینه‌های نگهداری در طول زمان تأثیر بگذارد.

نحوه آزمایش کنتاکتور

آزمایش کنتاکتور AC برای اطمینان از عملکرد صحیح و قابلیت اطمینان آن در سیستم‌های الکتریکی ضروری است. در اینجا یک راهنمای گام به گام در مورد نحوه آزمایش مؤثر یک کنتاکتور AC آورده شده است:

ابزارهای مورد نیاز

• مولتی‌متر: برای اندازه‌گیری ولتاژ، مقاومت و پیوستگی.
• پیچ‌گوشتی: برای دسترسی به کنتاکتور.
• دستکش و عینک ایمنی: برای حفاظت شخصی در طول آزمایش.

روش آزمایش

مرحله ۱: خاموش کردن دستگاه

قبل از شروع هرگونه آزمایش، مطمئن شوید که منبع تغذیه واحد AC خاموش است. برای جلوگیری از هرگونه خطر الکتریکی، کلید قطع مدار یا کلید قطع را پیدا کرده و آن را خاموش کنید.

مرحله 2: بازرسی بصری

کنتاکتور را از نظر هرگونه علائم قابل مشاهده آسیب، مانند موارد زیر، بررسی کنید:

• تماس‌های سوخته یا ذوب شده
• تغییر رنگ یا ایجاد حفره روی سطوح تماس
• اتصالات شل یا کثیفی بیش از حد

در صورت مشاهده هرگونه آسیب، ممکن است نیاز به تعویض کنتاکتور باشد.

مرحله 3: تست مقاومت کویل

1. مولتی‌متر خود را روی تنظیم مقاومت (Ω) تنظیم کنید.
2. مقاومت دو سر ترمینال‌های کویل کنتاکتور را اندازه‌گیری کنید.
   • خوانشی از 0 اهم اتصال کوتاه را نشان می‌دهد.
   • خوانشی از بی‌نهایت (OL) نشان دهنده مدار باز است.
   • یک مقدار نرمال باید در محدوده مشخص شده توسط سازنده باشد.

مرحله ۴: تست ولتاژ

1. با وصل شدن مجدد برق، مولتی‌متر خود را برای اندازه‌گیری ولتاژ AC تنظیم کنید.
2. پراب‌ها را روی ترمینال‌های ورودی کنتاکتور قرار دهید.
3. بررسی کنید که ولتاژ با مشخصات ذکر شده روی کنتاکتور مطابقت داشته باشد. اگر به طور قابل توجهی کمتر یا بیشتر باشد، ممکن است مشکلی در منبع تغذیه وجود داشته باشد.

مرحله ۵: بررسی پیوستگی

1. مولتی‌متر خود را روی حالت پیوستگی (در صورت وجود) تنظیم کنید.
2. با خاموش بودن برق، پروب‌ها را به ترمینال‌های خروجی کنتاکتور وصل کنید.
3. هنگام روشن شدن، کنتاکتور را فعال کنید (به صورت دستی یا از طریق مدار کنترل آن).
4. مولتی‌متر باید هنگام بسته بودن کنتاکت‌ها، اتصال کوتاه (مقاومت پایین) را نشان دهد.

مرحله ۶: بررسی مخاطبین

هنگام فعال بودن، اتصالات را از نظر بصری بررسی کنید:

• علائم قوس یا حفره
• عملکرد روان و بدون مکث

اگر متوجه بی‌نظمی شدید، ممکن است نشان دهنده این باشد که کنتاکت‌ها فرسوده شده‌اند و نیاز به تعویض دارند.

مرحله ۷: انجام تست بارگذاری (اختیاری)

1. سیم‌ها را از سمت بار کنتاکتور جدا کنید.
2. مقاومت بین سمت خط و سمت بار را در هر دو حالت باز و بسته اندازه‌گیری کنید.
3. مقادیر باید تفاوت‌های قابل توجهی نشان دهند؛ در غیر این صورت، این نشان دهنده‌ی معیوب بودن کنتاکتور است.

برای راهنمای تصویری، می‌توانید به این ویدیو مراجعه کنید

برندها و مدل‌های رایج کنتاکتور

ویوکس برقی

مزیت برند: یک برند چینی که به خاطر قیمت رقابتی، قابلیت اطمینان و طیف گسترده محصولاتش شناخته شده است.

مدل‌های پیشنهادی:

• کنتاکتور AC مدل VIOX CJX2-2510
• کنتاکتور AC مدل VIOX CJX2-3211

ایتون

شرکت ایتون (Eaton Corporation plc) یک شرکت جهانی مدیریت انرژی است که دفتر مرکزی آن در دوبلین، ایرلند واقع شده و متخصص در ارائه راهکارهای انرژی الکتریکی، هیدرولیکی و مکانیکی با بهره‌وری انرژی بالا برای صنایع مختلف در سراسر جهان می‌باشد.

مدل‌های پیشنهادی:

• XTCE015B01B: کنتاکتور مغناطیسی EATON IEC: بدون معکوس شدن، ۳ قطب، ۱۵ آمپر، سیم پیچ ۲۴۰ ولت AC، ۱NC، اندازه فریم B
• CE15DNS3AB: کنتاکتور IEC سری Eaton Freedom
• W+201K5CF: کنتاکتور Eaton W+201K5CF، کنتاکتور ۳ پل با جریان نامی ۲۷۰ آمپر و ولتاژ نامی ۶۰۰ ولت
• XTCF200G00T: کنتاکتور مغناطیسی EATON IEC: بدون معکوس شدن، ۴ قطب، ۱۱۵ آمپر، سیم‌پیچ ۲۴ ولت AC، اندازه فریم G

زیمنس آ.گ

زیمنس، به عنوان یک رهبر جهانی در مهندسی برق و اتوماسیون، طیف گسترده‌ای از کنتاکتورهای با کیفیت بالا، شامل انواع AC و DC، را ارائه می‌دهد که برای کاربردهای مختلف صنعتی طراحی شده‌اند و بر بهره‌وری انرژی، قابلیت اطمینان و راه‌حل‌های نوآورانه در سیستم‌های توزیع و کنترل برق تأکید دارند.

مدل‌های پیشنهادی:

• 3RT20181BB41: کنتاکتور مغناطیسی SIEMENS IEC: بدون معکوس شدن، ۳ قطب، ۱۶ آمپر، سیم پیچ ۲۴ ولت DC، ۱NO، اندازه فریم S00
• LEN00C003120B: کنتاکتور زیمنس کلاس LE، ۳ قطب، ۳ فاز، ۶۰۰ ولت، ۳۰ آمپر، ۱۲۰ ولت بوبین
• 3RT2027-1AK60: کنتاکتور FURNAS SIEMENS، 120 ولت، 3 قطب: مناسب برای برند Furnas Siemens، 3RT2027-1AK60

نتیجه‌گیری

کنتاکتورها نقش حیاتی در سیستم‌های الکتریکی مدرن ایفا می‌کنند و به عنوان ستون فقرات کنترل و توزیع برق عمل می‌کنند. این دستگاه‌ها چه AC باشند و چه DC، مزایای منحصر به فردی را ارائه می‌دهند که برای کاربردهای مختلف مناسب است. درک تفاوت‌های بین کنتاکتورهای AC و DC، دانستن نحوه انتخاب کنتاکتور مناسب برای نیازهای شما و توانایی آزمایش و نگهداری صحیح آنها، مهارت‌های ضروری برای متخصصان برق است.

با پیشرفت فناوری، برندهایی مانند VIOX Electric، EATON و Siemens به نوآوری ادامه می‌دهند و راه‌حل‌های کنتاکتوری کارآمدتر، قابل اعتمادتر و همه‌کاره‌تری ارائه می‌دهند. مهندسان و تکنسین‌ها با آگاهی از آخرین پیشرفت‌ها و بهترین شیوه‌ها در فناوری کنتاکتور، می‌توانند سیستم‌های الکتریکی ایمن‌تر و کارآمدتری را در صنایع مختلف تضمین کنند.