در این صفحه
الف کنتاکتور یک کلید الکتریکی است که برای کنترل موتورها، هیترها، سیستمهای روشنایی، بانکهای خازنی و سایر بارهای توان بالا استفاده میشود.. در یک کنتاکتور معمولی در حالت عادی باز (NO)، یک سیگنال کنترلی باعث برقدار شدن بوبین و بسته شدن کنتاکتهای اصلی میشود؛ با قطع سیگنال، کنتاکتها دوباره باز میشوند. این امر امکان سوئیچینگ بارهای توان بالا را توسط یک مدار فرمان کمتوان، بهصورت از راه دور و مکرر فراهم میکند.
اکثر کنتاکتورهای صنعتی مورد بحث در این راهنما، کنتاکتورهای مغناطیسی الکترومکانیکی هستند.. بنابراین در کاربردهای روزمره صنعتی، عبارت “کنتاکتور مغناطیسی” اغلب به “کنتاکتور” کوتاه میشود. با این حال، برخلاف کلیدهای اتوماتیک (Circuit Breaker)، کنتاکتور یک تجهیز کنترلی است، نه یک تجهیز حفاظتی در برابر اتصال کوتاه یا اضافه بار.
| است | پاسخ کوتاه |
|---|---|
| کنتاکتور چه کاری انجام میدهد؟ | قطع و وصل کردن مدار قدرت در پاسخ به یک سیگنال کنترلی |
| معمولاً چه چیزی آن را کنترل میکند؟ | دکمههای فشاری، ترموستاتها، تایمرها، سنسورها، رلهها یا کنترلکنندههای منطقی برنامهپذیر (PLCها) |
| چه بارهایی را کنترل میکند؟ | الکتروموتورها، تجهیزات تهویه مطبوع (HVAC)، هیترها، سیستمهای روشنایی، پمپها، کمپرسورها و ماشینآلات صنعتی |
| آیا در برابر اضافه بار یا اتصال کوتاه محافظت میکند؟ | خیر؛ حفاظت باید توسط کلیدهای اتوماتیک هماهنگ، فیوزها و/یا رلههای اضافه بار تأمین شود |
| چه استانداردی معمولاً کنتاکتورهای الکترومکانیکی صنعتی را پوشش میدهد؟ | استاندارد IEC 60947-4-1؛ محصولات آمریکای شمالی ممکن است طبق استاندارد UL 60947-4-1 نیز ارزیابی شوند |
کنتاکتور چگونه کار میکند؟
یک کنتاکتور مغناطیسی انرژی الکتریکی موجود در سیمپیچ خود را به حرکت مکانیکی تبدیل میکند. توالی عملکرد آن ساده است:
- مدار فرمان، سیمپیچ را برقدار میکند. ولتاژ به پایانههای A1 و A2 سیمپیچ اعمال میشود.
- سیمپیچ یک میدان مغناطیسی ایجاد میکند. میدان مغناطیسی، آرمیچر متحرک را به سمت هسته مغناطیسی ثابت جذب میکند.
- کنتاکتهای اصلی تغییر وضعیت میدهند. کنتاکتهای اصلی که در حالت عادی باز هستند، بسته شده و برق بار را تأمین میکنند. کنتاکتهای کمکی نیز همزمان برای اینترلاک، نمایش وضعیت یا منطق کنترلی تغییر وضعیت میدهند.
- بوبین بیبرق میشود. هنگامی که سیگنال فرمان قطع میشود، میدان مغناطیسی از بین میرود.
- فنر بازگشت، کنتاکتور را باز میکند. آرمیچر به موقعیت عادی خود باز میگردد و کنتاکتهای اصلی، بار را قطع میکنند.
در یک مدار موتور سه فاز معمولی، برق ورودی به L1، L2 و L3 متصل میشود, ، در حالی که سمت موتور به T1، T2 و T3 متصل میگردد. علائم دقیق ترمینالها و چیدمان آنها باید همیشه با نقشه دستگاه یا دیتاشیت مطابقت داده و تایید شود.
کنتاکتور فرمان کنترلی کمتوان را از مدار قدرت که تغذیهکننده بار است، جدا میکند.
هنگام باز شدن کنتاکتها چه اتفاقی میافتد؟
قطع مدار تحت بار میتواند منجر به ایجاد قوس الکتریکی شود. کنتاکتورها از هندسه کنتاکت و ساختارهای کنترل قوس برای مدیریت قوس ناشی از کلیدزنی در محدوده کاری نامی خود استفاده میکنند.
قوسهای جریان متناوب (AC) از عبور طبیعی جریان از صفر بهره میبرند. قوسهای جریان مستقیم (DC) چنین ویژگیای ندارند؛ بنابراین یک کنتاکتور DC ممکن است به آرایش کنتاکتی متفاوت، کنترل مغناطیسی قوس، اتصالات حساس به قطبیت یا سایر ویژگیهای خاموشکننده قوس مختص سازنده نیاز داشته باشد. نباید فرض کرد که یک کنتاکتور AC صرفاً بر اساس جریان نامی برای بار DC مناسب است یا بالعکس. مقایسه دقیق را ببینید. کنتاکتورهای AC و DC.
اجزای اصلی کنتاکتور
طراحی دقیق بسته به خانواده محصول متفاوت است، اما اکثر کنتاکتورهای الکترومکانیکی شامل بخشهای عملکردی زیر هستند.
| قسمت | عملکرد | شناسایی رایج |
|---|---|---|
| سیم پیچ الکترومغناطیسی | میدان مغناطیسیای را تولید میکند که مکانیزم را به کار میاندازد. | A1 و A2 |
| هسته ثابت و آرمیچر متحرک | تبدیل نیروی مغناطیسی به حرکت مکانیکی | داخل بدنه کنتاکتور |
| کنتاکتهای اصلی قدرت | قطع و وصل جریان بار | L1/L2/L3 و T1/T2/T3 در بسیاری از تجهیزات سهپل |
| مخاطبین کمکی | فراهمسازی قابلیت نگهداری، اینترلاک، سیگنالدهی یا بازخورد به PLC | 13–14 برای یک کنتاکت باز (NO) معمولی؛ 21–22 برای یک کنتاکت بسته (NC) معمولی |
| فنر بازگشت | بازگرداندن مکانیزم به حالت عادی هنگام قطع جریان بوبین | داخلی |
| سیستم کنترل جرقه | کمک به خنکسازی، تقسیم، کشش یا خاموش کردن جرقه کلیدزنی | نزدیک به کنتاکتهای اصلی |
| ترمینالها و بدنه (محفظه) | فراهم کردن اتصالات الکتریکی، عایقبندی و پشتیبانی مکانیکی | مختص به محصول |
بوبین و آرمیچر، کنتاکتهای اصلی را به کار میاندازند؛ کنتاکتهای کمکی وضعیت کنتاکتور را گزارش یا کنترل میکنند.
شماره ترمینالها سرنخهای مفیدی هستند، اما جایگزینی برای نمودار سازنده محسوب نمیشوند. آرایش کنتاکتهای کمکی، نوع بوبین، سرکوبکنندههای داخلی و محل قرارگیری ترمینالها متفاوت است. برای توضیح عمیقتر در سطح قطعات، ببینید داخل یک کنتاکتور AC.
کنتاکتور برای چه کاری استفاده میشود؟
کنتاکتورها زمانی استفاده میشوند که بار باید از راه دور، بهصورت خودکار یا مکرر کنترل شود.
کنترل موتور
در یک راهانداز موتور مستقیم (DOL)، کنتاکتور موتور را روشن و خاموش میکند. یک کلید مینیاتوری یا فیوز، حفاظت در برابر اتصال کوتاه را فراهم میکند، در حالی که رله اضافه بار، جریان بیش از حد مداوم موتور را پایش کرده و در صورت نیاز، مدار فرمان کنتاکتور را قطع میکند.
این تفکیک عملکردها اساسی است:
- کلید مینیاتوری (MCB) یا فیوز: حفاظت اتصال کوتاه
- رله اضافه بار (بیمتال): حفاظت در برابر اضافه بار موتور
- کنتاکتور: کلیدزنی عادی برای استارت و استاپ
سیستمهای تهویه مطبوع (HVAC) و پمپها
ترموستاتها، سوئیچهای فشار، فلوترها و کنترلکنندههای ساختمان میتوانند بوبین کنتاکتورها را برای راهاندازی کمپرسورها، فنها، پمپها یا مراحل گرمایش الکتریکی برقدار کنند. کنتاکتور جریان بار را از تجهیزات کنترلی کمتوان دور نگه میدارد.
روشنایی و گرمایش
کنتاکتورها میتوانند گروههایی از چراغها یا بارهای گرمایشی مقاومتی را از طریق تایمرها، کنترلکنندههای حضور یا سیستمهای مدیریت انرژی قطع و وصل کنند. نوع بار و جریان هجومی همچنان اهمیت دارند: دستگاهی که برای یک بخاری مقاومتی مناسب است، لزوماً برای یک موتور یا بار روشنایی با جریان هجومی بالا در همان جریان نامی مناسب نیست.
اتوماسیون صنعتی
پیالسیها (PLC) و رلههای کنترلی از کنتاکتورها برای سوئیچینگ نوار نقالهها، ماشینابزارها، تجهیزات تهویه و سایر بارها استفاده میکنند. کنتاکتهای کمکی، اینترلاک الکتریکی و بازخورد وضعیت را فراهم میکنند، اگرچه یک کنتاکت کمکی وضعیت فرماندادهشده به مکانیزم را نشان میدهد و همیشه به معنای سلامت الکتریکی تمام پلهای اصلی نیست.
کنتاکتور در مقابل رله در مقابل کلید مینیاتوری (MCB) در مقابل راهانداز موتور
این تجهیزات ممکن است در یک تابلو در کنار هم قرار گیرند، اما وظایف متفاوتی انجام میدهند.
| دستگاه | وظیفه اصلی | نقش معمول در مدار موتور | آیا حفاظت در برابر جریان اضافه را فراهم میکند؟ |
|---|---|---|---|
| کنتاکتور | سوئیچینگ مکرر و از راه دور یک بار الکتریکی | اتصال و قطع برق موتور | خیر |
| رله کنترلی | سوئیچ کردن سیگنالها یا مدارهای کنترلی با توان پایین | وظایف منطقی، ایزولاسیون، اینترلاک یا واسط | خیر |
| قطع کننده مدار | تشخیص و قطع جریان اضافه | حفاظت از فیدر یا مدار انشعابی در برابر خطاها | بله، با توجه به توابع تریپ و درجهبندیهای آن |
| رله اضافه بار موتور | تشخیص اضافه بار مداوم موتور یا ناهنجاریهای مربوط به فاز، بسته به نوع آن | فرمان دادن به کنتاکتور برای باز شدن | حفاظت در برابر اضافه بار، اما معمولاً نه قطع اتصال کوتاه |
| راهانداز موتور | ترکیب عملکردهای کلیدزنی و حفاظت اضافه بار موتور؛ ممکن است بخشی از یک مجموعه هماهنگ باشد | راهاندازی، توقف و حفاظت از موتور مطابق با طراحی مجموعه | وابسته به قطعات موجود در آن |
بنابراین، کنتاکتور و کلید اتوماتیک مکمل یکدیگر هستند، نه جایگزین هم. تمایز مهندسی کاملتر در کنتاکتور در مقابل کلید اتوماتیک (Circuit Breaker), پوشش داده شده است، در حالی که تفاوتهای کلیدزنی در توان پایین در توضیح داده شده است کنتاکتور در مقابل رله.
انواع رایج کنتاکتورها
کنتاکتورهای AC و DC
مدار بار و مدار بوبین باید هر کدام به طور مستقل بررسی شوند. یک کنتاکتور بسته به طراحی خود ممکن است دارای مدار قدرت با درجهبندی AC و بوبین فرمان AC یا DC باشد. قطع بار DC معمولاً نیازمند ساختار کنتاکتهایی است که بهطور خاص برای ولتاژ، جریان، قطبیت و ثابت زمانی DC درجهبندی شده باشند.
کنتاکتورهای IEC و NEMA
استانداردهای IEC و NEMA چارچوبهای متفاوتی برای درجهبندی و انتخاب هستند، نه صرفاً معیارهایی برای تعیین کیفیت.
- کنتاکتورهای IEC بر اساس دادههای کاربردی مانند جریان عملیاتی، دستهبندی بهرهبرداری، ولتاژ کاری و چرخه کلیدزنی مورد انتظار، با دقت انتخاب میشوند.
- کنتاکتورهای NEMA از اندازههای کنترلکننده استاندارد و جداول کاربردی مبتنی بر اسب بخار برای وظایف رایج موتور در آمریکای شمالی استفاده میکنند. این تجهیزات اغلب از نظر فیزیکی بزرگتر از محصولات IEC هستند که برای کاربردهای مشابه انتخاب میشوند.
برای کنتاکتورهای IEC معمولاً توالی اندازه جهانی A/B/C تعریف نمیشود. همیشه به جای تلاش برای تبدیل ابعاد محفظه یا حروف فریم به ظرفیت کلیدزنی، از جداول رتبهبندی سازنده استفاده کنید.
کنتاکتورهای مدولار
کنتاکتورهای ماژولار، تجهیزات قابل نصب روی ریل DIN هستند که معمولاً در تأسیسات ساختمانی برای روشنایی، گرمایش، تهویه و بارهای مشابه استفاده میشوند. این کنتاکتورها به طور خودکار با کنتاکتورهای موتور صنعتی قابل جایگزینی نیستند. استاندارد کاربردی، دستهبندی بهرهبرداری، فرکانس کلیدزنی، وظیفه بوبین و مشخصات بار آنها را مقایسه کنید. مشاهده کنید کنتاکتور ماژولار در مقابل کنتاکتور AC سنتی.
کنتاکتورهای خاصمنظوره (مخصوص کاربرد)
برخی از کاربردها نیازمند کنتاکتورهایی هستند که برای چالشهای کلیدزنی خاص طراحی و رتبهبندی شدهاند، از جمله بانکهای خازنی، مدارهای موتور معکوسگرد، بارهای روشنایی، سیستمهای کنترلی مرتبط با ایمنی و کلیدزنی خلأ ولتاژ متوسط. رتبهبندی جریان عمومی به تنهایی برای تأیید یک دستگاه جهت این وظایف کافی نیست.
نحوه انتخاب کنتاکتور
با کاربرد شروع کنید، نه با بزرگترین مقدار آمپر چاپ شده روی برچسب جلویی.
| ورودی انتخاب | چه چیزی را بررسی کنیم |
|---|---|
| نوع بار | موتور، گرمایش مقاومتی، روشنایی، بانک خازنی، ترانسفورماتور یا سایر بارها |
| دسته بندی استفاده | دستهای که نشاندهنده وظیفه واقعی قطع و وصل است |
| ولتاژ و جریان عملیاتی | رتبهبندی سازنده در ولتاژ و دسته بهرهبرداری مورد نیاز |
| دادههای موتور | توان/جریان نامی، روش راهاندازی، فرکانس راهاندازی، و وظیفه جابجایی (Jogging) یا معکوسگرد |
| تغذیه بوبین | جریان متناوب (AC) یا مستقیم (DC)، ولتاژ نامی، فرکانس در صورت لزوم، و محدوده عملکرد مجاز |
| تعداد پل ها | هادیهایی که باید قطع و وصل شوند؛ مطابق با الزامات سیستم و تجهیزات |
| مخاطبین کمکی | تعداد و آرایش کنتاکتهای باز (NO) یا بسته (NC) مورد نیاز برای نگهداشت، اینترلاک یا فیدبک |
| چرخه کاری (Operating duty) | فرکانس کلیدزنی و استقامت الکتریکی مورد نیاز برای بار واقعی |
| هماهنگی | تجهیز حفاظتی اتصال کوتاه بالادست و حفاظت اضافه بار مشخصشده برای مجموعه |
| شرایط نصب | دمای محیط، ارتفاع از سطح دریا، محفظه، تهویه، آلودگی و الزامات نصب ارائهشده توسط سازنده |
راهنمای انتخاب سازنده به همین ترتیب، قطبهای اصلی، کنتاکتهای کمکی، تغذیه بوبین، دستهبندی بهرهبرداری، وظیفه عملیاتی و شرایط نصب باید برای کاربرد خاص ارزیابی شوند.
طبق استاندارد IEC، دستهبندیهای بهرهبرداری، وظیفه کلیدزنی مورد نظر را توصیف میکنند. نمونههای رایج عبارتند از:
| دسته بندی | شرایط کاری معمول |
|---|---|
| ایسی-۱ | بارهای AC غیر القایی یا کمی القایی، مانند گرمایش مقاومتی |
| ایسی-۳ | راهاندازی موتورهای قفس سنجابی و قطع مدار در حین کارکرد موتور |
| ای سی-۴ | راهاندازی، ترمز معکوس (Plugging)، حرکت لحظهای (Inching) یا تغییر جهت چرخش موتورهای قفس سنجابی |
دستهبندی AC-4 شدیدتر از AC-3 است، زیرا کنتاکتور ممکن است جریان بالای موتور را وصل و قطع کند. بنابراین، یک کنتاکتور واحد میتواند تحت دستهبندیهای مختلف، جریانهای نامی عملیاتی متفاوتی داشته باشد. راهنمای کامل را مطالعه کنید دسته های کاربردی AC-1، AC-3 و AC-4 پیش از آنکه صرفاً بر اساس جریان اقدام به انتخاب نمایید.
استانداردها و محدودههای حفاظتی
IEC 60947-4-1 شامل کنتاکتورهای الکترومکانیکی و راهاندازهای موتوری است که برای توزیع ولتاژ پایین، موتورها و سایر مدارهای بار کاربرد دارند. در آمریکای شمالی، محصولات کنترل صنعتی مرتبط ممکن است تحت استانداردهایی مانند موارد زیر ارزیابی شوند: UL 60947-4-1, ، که بسته به نوع محصول و کاربرد مونتاژ آن متفاوت است.
این استانداردها به این معنی نیستند که هر کنتاکتوری میتواند جریان اتصال کوتاه احتمالی را بهطور ایمن قطع کند. یک کنتاکتور باید همراه با تجهیزات حفاظتی اتصال کوتاه، تجهیزات اضافه بار، هادیها و محفظه (تابلو) مورد نیاز که توسط سازنده، استاندارد مربوطه و مقررات محلی برق تعیین شده است، به کار گرفته شود. گواهی محصول باید برای مدل دقیق بررسی شود و نباید صرفاً از روی دستهبندی محصول استنباط گردد.
مفهوم پایه سیمکشی کنتاکتور
مدار کنتاکتور معمولاً دارای دو مسیر مجزا است:
- مدار قدرت: منبع تغذیه → تجهیز حفاظتی اتصال کوتاه → کنتاکتهای اصلی کنتاکتور → رله اضافه بار در صورت نیاز → بار
- مدار فرمان: منبع تغذیه مدار فرمان → کنتاکتهای توقف/ایمنی/اضافه بار → فرمان استارت یا کنترلکننده → بوبین کنتاکتور
پایانههای بوبین A1 و A2 باید ولتاژ مشخصشده روی بوبین یا برگه اطلاعات فنی را دریافت کنند. این پایانهها بهطور خودکار با ولتاژ مدار قدرت مطابقت ندارند. ولتاژ نادرست بوبین میتواند مانع از جذب کنتاکتور شود، باعث ایجاد لرزش (چتر)، داغ شدن بیش از حد بوبین یا آسیب به دستگاه گردد.
نصب، تست و نگهداری باید توسط افراد متخصص و طبق دستورالعملهای ایمنی الکتریکی مربوطه انجام شود.
سوالات متداول
آیا کنتاکتور مغناطیسی همان کنتاکتور است؟
کنتاکتور مغناطیسی یک کنتاکتور الکترومکانیکی است که توسط یک بوبین الکترومغناطیسی عمل میکند. از آنجا که این رایجترین طراحی است، اصطلاحات “کنتاکتور مغناطیسی” و “کنتاکتور” اغلب به جای یکدیگر استفاده میشوند. فناوریهای سوئیچینگ دیگر و تجهیزات با عملکرد دستی نیز وجود دارند، بنابراین همچنان باید مشخصات محصول بررسی شود.
تفاوت بین کنتاکتور و رله چیست؟
هر دو میتوانند از بوبین الکترومغناطیسی استفاده کنند، اما کنتاکتور برای سوئیچینگ بارهای قدرت طراحی شده و شامل ویژگیهایی است که برای تحمل جریان و قوس الکتریکی ناشی از آن مناسب است. رله فرمان معمولاً برای سیگنالدهی، ایزولاسیون و مدارهای منطقی استفاده میشود. انتخاب باید بر اساس ظرفیتهای بار اعلامشده توسط سازنده باشد، نه صرفاً بر اساس نام دستگاه.
آیا کنتاکتور از موتور محافظت میکند؟
به تنهایی خیر. کنتاکتور وظیفه قطع و وصل جریان موتور را بر عهده دارد. فیوز یا کلید مینیاتوری هماهنگشده، حفاظت در برابر اتصال کوتاه را فراهم میکند و رله اضافه بار یا سایر تجهیزات حفاظتی موتور، عملکردهای لازم برای حفاظت در برابر اضافه بار را انجام میدهند.
چرا کنتاکتور دارای ترمینالهای A1 و A2 است؟
در بسیاری از کنتاکتورها، A1 و A2 نشاندهنده دو اتصال بوبین هستند. اعمال ولتاژ مشخصشده بوبین به این دو ترمینال، باعث عملکرد کنتاکتور میشود. ولتاژ بوبین، نوع جریان (AC/DC)، الزامات پلاریته و مدارات سرکوبکننده داخلی باید از روی مستندات فنی دقیق محصول بررسی شوند.
اعداد 13-14 و 21-22 روی کنتاکتور به چه معنا هستند؟
طبق استاندارد شناسایی ترمینالهای IEC، اعداد 13-14 نشاندهنده یک کنتاکت کمکی در حالت عادی باز (NO) و 21-22 نشاندهنده یک کنتاکت کمکی در حالت عادی بسته (NC) هستند. همه تجهیزات شامل هر دو نوع کنتاکت نیستند و نقشه سیمکشی مرجع اصلی محسوب میشود.
آیا میتوانم از کنتاکتور AC برای جریان مستقیم (DC) استفاده کنم؟
تنها زمانی که سازنده به صراحت نرخ بار DC مناسب برای ولتاژ، جریان، پلاریته و شرایط مدار مورد نظر را ارائه کرده باشد. قطع قوس الکتریکی در جریان مستقیم (DC) دشوارتر است، زیرا نقطه صفر جریان به صورت طبیعی وجود ندارد؛ بنابراین، نرخ بار AC را نمیتوان مستقیماً به کاربرد DC تعمیم داد.
چگونه میتوانم تشخیص دهم که یک کنتاکتور معیوب است؟
علائم میتواند شامل عدم جذب، لرزش، صدای غیرعادی، داغ شدن بیش از حد، پایانههای آسیبدیده یا کنتاکتهایی باشد که به درستی باز یا بسته نمیشوند. مدار را ایزوله کرده و از یک روش عیبیابی مناسب پیروی کنید. به راهنمای تست کنتاکتور و راهنمای عیب یابی کنتاکتور برای دستورالعملهای گامبهگام جداگانه مراجعه کنید.
نتيجه گيری
کنتاکتور عنصر کلیدزنی قدرت است که اجازه میدهد یک سیگنال کنترلی با توان نسبتاً پایین، یک بار با توان بالاتر را راهبری کند. بوبین آن کنتاکتهای اصلی و کمکی را حرکت میدهد؛ دستهبندی بهرهبرداری انتخابشده، نوع وظیفه کلیدزنی که میتواند انجام دهد را تعیین میکند.
قاعده طراحی مرکزی به همان اندازه مهم است: کنتاکتور بار را کنترل میکند، در حالی که بریکرها، فیوزها و تجهیزات اضافهبار هماهنگشده، حفاظت را فراهم میکنند.. کنتاکتور را بر اساس بار واقعی، دستهبندی بهرهبرداری، تغذیه بوبین، وظیفه کاری و دادههای هماهنگی سازنده انتخاب کنید، نه صرفاً بر اساس جریان نامی.
برای ارزیابی محصول، رتبهبندیهای خاص کاربرد و مستندات موجود در را مقایسه کنید. سری کنتاکتورهای AC مدل VIOX.