کنتاکتور چیست ؟ چه مزایایی نسبت به کلید دستی دارد؟

کنتاکتور چیست ؟ کنتاکتور سه فاز یکی از اجزای اساسی در سیستم‌های برق صنعتی است که برای کنترل و مدیریت جریان‌های قوی در مدارهای سه فاز استفاده می‌شود. این دستگاه به عنوان یک سوئیچ الکتریکی عمل می‌کند که می‌تواند با استفاده از یک سیگنال کنترلی، مدار قدرت را به طور خودکار قطع یا وصل کند. در این مطلب با این تجهیز پر کاربرد آشنا می شویم.

کنتاکتور چیست ؟

فرض کنید می‌خواهیم یک الکتروموتور را به شبکه متصل نماییم. بنابراین R و S و T شبکه را به  U،  V و W با یک کابل سه رشته ای اتصال می‌دهیم. پر واضح است که در محل مورد نظر که ممکن است یک کارگاه یا کارخانه صنعتی باشد انواع دستگاه‌های مختلف نیز وجود دارد. از این رو هر کدام از دستگاه های الکتریکی و الکتروموتورها با توان‌های مختلف را نمی توان مستقیم به شبکه وصل نمود و در پایان ساعت کاری اتصال را قطع کرد. در نتیجه نیاز به یک کلید واسطه ضرورت دارد.

کلید سه فاز دستی

کلید سه فاز صنعتی یکی از اجزای حیاتی در سیستم‌های برقی صنعتی است که به عنوان واسط بین شبکه برق و تجهیزاتی مانند الکتروموتورهای سه فاز عمل می‌کند. در واقع با استفاده از کلید دیگر نیاز نیست سه فاز شبکه و تجهیز را هر کدام جدا جدا قطع یا وصل نمود. این کلید برای قطع و وصل جریان برق به تجهیزات سه فاز طراحی شده‌ و به دلیل قابلیت تحمل جریان‌های بالا و شرایط کاری سخت، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. ساختار کلید سه فاز صنعتی معمولاً شامل سه پل است که هر پل مربوط به یکی از فازهای سیستم سه فاز می‌باشد. این پل‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌است که بتواند همزمان قطع یا وصل شوند، تا جریان برق به صورت یکنواخت به تجهیزات منتقل شود یا قطع گردد.

کلید سه فاز صنعتی عمدتاً برای کنترل و حفاظت از تجهیزات صنعتی بزرگ مانند الکتروموتورها، ترانسفورماتورها و سایر دستگاه‌های سه فاز استفاده می‌شود. کلید سه فاز دارای سه تیغه است که با باز کردن کلید سه فاز شبکه سر موتور می رسد. با فعال شدن مکانیزم کنترلی (معمولاً به صورت دستی یا الکتریکی)، تماس‌های داخلی پل‌ها باز یا بسته می‌شود، که باعث قطع یا وصل شدن جریان برق در تمامی فازها به صورت همزمان می‌گردد. این ویژگی باعث می‌شود که تجهیزات به صورت ایمن و مؤثر از شبکه برق جدا شود یا به آن متصل گردد، که از آسیب‌های احتمالی ناشی از نوسانات برق و سایر مشکلات برقی جلوگیری می‌کند.

محدودیت های کلید دستی سه فاز

در یک کارخانه یا هر محیط صنعتی که تعداد زیاد الکتروموتورها با توان های مختلف وجود دارد نمی توان از کلید دستی استفاده نمود. در زیر چند علت مهم عدم کارایی کلید دستی در کاربردهای پیشرفته بیان می شود.

زمانبر بودن راه‌اندازی همه کلیدها

علت آن این است که با وجود تعداد زیاد الکتروموتورها برای هر کدام نیاز به نصب یک کلید دستی می‌باشد. قطع وصل کردن همه کلیدهای دستی در ساعت شروع کاری و در ساعت پایان کاری بسیار زمان بر است.

ایمنی پایین

علت دیگر این است که کلید دستی ایمنی بسیار پایینی دارد. فرض کنید که در یک دستگاه اکسترودر که با کلید دستی راه‌اندازی شده در حین کارکرد برق قطع شود. کلید دستی همچنان در حالت فعال قرار دارد و برق قطع می‌باشد. ماردون دستگاه در موادی که با قطع شدن برق سرد شده در حالت ثابت قرار گرفته است. با وصل دوباره برق شبکه با توجه به اینکه کلید دستی فعال قرار دارد شفت ماردون که در مواد جامد شده می خواهد بچرخد اما نمی تواند و دچار شکست می شود.

عدم توان راه‌اندازی از دور

کلید دستی با توجه به مکانیزم آن قابلیت و راه‌اندازی از فاصله دور را ندارد.

کنتاکتور یک کلید الکترومغناطیسی

کنتاکتور چیست ؟ یک کلید صنعتی است که با فرمان بوبین تیغه های قدرت آن می چسبد سه فاز بالای آن به پایین منتقل می شود. سه فاز پایین یا خروجی کنتاکتور به مصرف کننده که معمولا الکتروموتور می باشد متصل می شود و مصرف کننده راه اندازی می گردد. کنتاکتور شامل یک مدار فرمان و یک مدار قدرت می‌شود. برعکس کلید دستی که برای فعال نمودن آن با دست در حالت یک قرار داده می شود کنتاکتور فرمان را از طریق برق می‌گیرد بنابراین یک مدار فرمان دارد. نقش مدار قدرت در کنتاکتور چیست ؟ رساندن برق به مصرف کننده است. مدار قدرت شامل سه تیغه است که R،  S و T را به U و V وW الکتروموتور متصل می کند.

مدار فرمان یک کنتاکتور

خود کنتاکتور یک مدار فرمان دارد. کنتاکتور سه فاز به گونه‌ای طراحی شده است که کنترل دقیق و ایمنی را برای تجهیزات برقی سه فاز فراهم کند. این مدار شامل چندین عنصر کلیدی است: بوبین (سیم‌پیچ) کنتاکتور، کلیدهای فشاری (استارت و استپ)، رله‌های حفاظتی و کنتاکت‌های اصلی و کمکی. بوبین کنتاکتور نقش اصلی را در این مدار ایفا می‌کند. هنگامی که جریان الکتریکی به بوبین اعمال می‌شود، یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود که باعث جذب هسته متحرک و بسته شدن کنتاکت‌های اصلی می‌شود. کنتاکت‌های اصلی برای اتصال یا قطع جریان برق به مدار قدرت (مثلاً به یک موتور سه فاز) استفاده می‌شوند. کنتاکت‌های کمکی نیز برای ارسال سیگنال‌های وضعیت به مدار فرمان استفاده می‌شوند، مانند اعلام وضعیت روشن یا خاموش بودن کنتاکتور.

کارایی مدار فرمان داخل کنتاکتور سه فاز بسیار بالا است و به منظور کنترل ایمن و مؤثر تجهیزات برقی سه فاز طراحی شده است. نحوه عملکرد این مدار به این صورت است که با فشردن کلید استارت، جریان الکتریکی به بوبین اعمال می‌شود و کنتاکتور فعال می‌شود. کنتاکت‌های اصلی بسته شده و برق تجهیزات تامین می‌گردد. برای توقف تجهیزات، کلید استپ فشرده می‌شود و جریان به بوبین قطع می‌شود و کنتاکتور به حالت عادی (خاموش) بازمی‌گردد و کنتاکت‌های اصلی باز می‌شوند. در نتیجه جریان برق به تجهیزات قطع می‌شود.

مدار فرمان کنتاکتور وضعیت فعلی آن را نشان می‌دهد. از مدار فرمان و از تیغه‌های فرمان کنتاکتور جریان بالایی نمی‌توان گذراند اما تیغه‌های قدرت بسته به نوع کنتاکتور ظرفیت عبور جریان های بالا را دارد.

مزایای کنتاکتور چیست ؟

همانطور که در بالا اشاره شد با توجه به محدودیت‌ها و خطرات کلیدهای دستی در کاربردهای صنعتی پیشرفته بایستی از کنتاکتور به عنوان یک کلید الکترومغناطیسی یا کلید الکترومکانیکی استفاده نمود. کنتاکتور مزیت‌های بسیار قابل توجهی دارد که در زیر به آن اشاره می‌شود

کنترل از راه دور

می‌توان به کنتاکتور یک کلید استپ و استارت متصل نمود. امکان قرارگیری این کلید را در فاصله نسبتاً دوری از کنتاکتور وجود دارد تا کاربر بتواند کنتاکتور را از فاصله دورتر فعال یا غیر فعال نماید.

فرماندهی از چندین نقطه مختلف

با توجه به ساختار کنتاکتور و وجود بوبین در آن می‌توان از چندین نقطه مختلف به کنتاکتور فرمان داد.

این تجهیز معمولاً در یک تابلو برق قرار می‌گیرد. امکان فعال یا غیر فعال کردن این تجهیز از تابلو برق وجود دارد اما ممکن است کاربر بخواهد علاوه بر اینکه از خود تابلو برق کنتاکتور را کنترل کند در اتاق کنترل هم بتواند مدار فرمان را فعال یا غیر فعال کند امکان فعال سازی یا غیر فعال سازی مدار فرمان کنتاکتور یا همان بوبین نه تنها از دو نقطه بلکه از نقاط بیشتر نیز وجود دارد.

طراحی مدار فرمان اتوماتیک

برخی مواقع کاربر نیاز دارد تا الکتروموتورها به ترتیب روشن گردد به عنوان نمونه مثلاً در ابتدای پروسه کاری موتوری که برای روغن کاری سیستم در نظر گرفته شده فعال گردد و با قطع آن موتور اصلی روشن شود. از این رو بایستی یک مدار فرمان اتوماتیک طراحی شود. کنتاکتور جزء ضروری این سیستم است.

سرعت قطع و وصل زیاد و استهلاک کم

در کاربردهای پیشرفته صنعتی نیاز است که قطع و وصل برق بسیار سریع اتفاق بیفتد و همچنین کلید در مدت زمان کاربری کوتاه از کار نیفتد و معیوب نگردد کنتاکتور هر دو این موارد را می‌تواند به کاربر ارائه دهد

عدم راه‌اندازی با قطع و وصل شدن برق

هنگامی که برق قطع می‌شود و بوبین کنتاکتور از مدار خارج می‌شود ابتدا بوبین باید وصل شود تا مدار قدرت کنتاکتور نیز وصل شود بنابراین بر خلاف کلید دستی کنتاکتور از ایمنی بالاتری برخوردار است. با فعال شدن سیگنال کنترلی، بوبین انرژی می‌گیرد و کنتاکت‌های اصلی بسته می‌شوند، که منجر به اتصال مدار قدرت و راه‌اندازی تجهیزات می‌شود. برعکس، با قطع سیگنال کنترلی، بوبین انرژی خود را از دست می‌دهد و کنتاکت‌های اصلی باز می‌شوند، که جریان برق به تجهیزات قطع می‌شود و آنها را متوقف می‌کند. این فرآیند نه تنها به ساده‌سازی عملیات کنترلی کمک می‌کند، بلکه از ایمنی سیستم و تجهیزات محافظت می‌نماید و از بروز مشکلاتی مانند اضافه‌بار و اتصال کوتاه جلوگیری می‌کند.