تعریف کنتاکتور و عملکرد آن

کنتاکتور چیست؟
«کنتاکتور» (Contactor) یک وسیله کنترلی الکترومکانیکی است که برای ایجاد یا قطع ارتباط بین بار و منبع تغذیه استفاده می شود.

استفاده از کنتاکتور شبیه به رله است. اما دستگاه مورد استفاده برای کاربردهایی با جریان بالاتر به عنوان کنتاکتور و دستگاه مورد استفاده در موارد جریان پایین تر به عنوان رله شناخته می شود.

کنتاکتور بر اساس کاربرد و بار متصل به تعداد کنتاکت های مختلفی دارد. به طور کلی، این کنتاکت ها در دو حالت «معمولاً باز» (Normally Open) یا NO و «معمولاً بسته» (Normally Closed) یا NC قرار می گیرند.

متداول ترین کاربرد کنتاکتور در استارتر است که برای روشن و خاموش کردن تجهیزاتی مانند موتور، ترانسفورماتور و غیره به کار می رود.

کنتاکتور، مشابه رله، یک سوئیچ کنترل شده الکتریکی است که برای قطع و وصل مدار قدرت استفاده می شود، با این تفاوت که محدوده اندازه جریان در کنتاکتور بالاتر است. کنتاکتور توسط یک مدار (فرمان) کنترل می شود که سطح انرژی بسیار کمتری نسبت به مدار سوئیچینگ (قدرت) دارد.

کنتاکتور مغناطیسی یک سوئیچ است که به صورت مغناطیسی عمل می کند و در صورت لزوم مدار الکتریکی را بسته یا باز می کند. جزئیات بیشتر این نوع کنتاکتور را در ادامه بیان خواهیم کرد.

ساختار کنتاکتور:
یک کنتاکتور دارای سه بخش اصلی است:

• بوبین یا الکترومگنت.
• محفظه یا قاب.
• کنتاکت ها.

سیم پیچ یا الکترومگنت:
سیم پیچ روی هسته الکترومغناطیسی پیچیده شده و به عنوان یک الکترومگنت یا آهنربای الکتریکی رفتار می کند. سیم پیچ عموماً دارای دو بخش است: یکی بخش ثابت و دیگر بخش متحرک. یک فنر بین هر دو قسمت وصل شده است.

از این رو، ساختار آن به گونه ای است که قابلیت بازگشت فنر وجود دارد. میله ای به قسمت متحرک وصل می شود. این میله به عنوان آرمیچر یا بوبین نیز شناخته می شود.

هنگامی که نیروی بوبین بیشتر از نیروی فنر باشد، هر دو کنتاکت به هم متصل می شوند و هنگامی که نیروی فنر بیشتر از نیروی بوبین است، کنتاکت ها یکدیگر جدا می شوند.

مقدار بسیار کمی از جریان از طریق منبع تغذیه یا مدار کنترل خارجی در پیچه جریان می یابد تا هسته الکترومغناطیس را تحریک کند.

برای کاربردهای AC، هسته الکترومغناطیسی از آهن نرم چند لایه تشکیل شده است تا جریان گردابی را کاهش دهد.

در کاربردهای DC، جریان گردابی وجود ندارد و هسته از فولاد سخت تشکیل شده است.

محفظه یا بدنه:
محفظه برای محافظت از قسمت های داخلی کنتاکتور استفاده می شود. محفظه از پلاستیک، نایلون 6، سرامیک یا باکالیت ساخته شده است. آهنربا و کنتاکت ها در محفظه قرار می گیرند و از آن ها محافظت می شود.

در واقع، محفظه برای عایق کردن کنتاکت ها و محافظت از آن ها در برابر گرد و غبار، روغن، شرایط بد جوّی و خطرات ناشی از انفجار استفاده می شود و از تماس مستقیم کنتاکت برق دار جلوگیری می کند.

کنتاکت ها:
کنتاکت تنها بخشی است که کل جریان بار از آن عبور می کند و از این رو، یک بخش بسیار مهم در کنتاکتورها است. کنتاکت ها را می توان به کنتاکت قدرت، کنتاکت کمکی و فنر کنتاکت تجزیه کرد.

دو نوع کنتاکت قدرت وجود دارد: کنتاکت ثابت و کنتاکت متحرک.

ماده مورد استفاده برای ساخت کنتاکت هااز مقاومت قوس پایدار و مقاومت در برابر جوش بالایی برخوردار است.

این مواد باید در برابر فشار مکانیکی، ساییدگی و قوس مقاومت کنند. مقاومت این ماده تا حد ممکن کم است، زیرا جریان کامل بار از کنتاکت ها عبور می کند.

برای کاربردها جریان پایین، این کنتاکت ها از اکسید کادمیوم نقره و نیکل نقره ساخته شده و برای کاربردهای جریان بالا و جریان DC، از اکسید قلع نقره ساخته شده اند.

آرمیچر یا بوبین آهنربای الکتریکی به کنتاکت متحرک متصل می شود. از این رو، کنتاکت متحرک با عمل آهنربا حرکت کرده و با کنتاکت ثابت قطع و وصل می شود.

عملکرد کنتاکتور:
یک میدان الکترومغناطیسی هنگام انرژی دار شدن سیم پیچ الکترومغناطیسی تولید می شود. همان طور که در ساختار کنتاکتور مشاهده کردیم، کنتاکت متحرک کنتاکتور به بوبین (میله فلزی) آهنربا متصل می شود.

هنگامی که میدان الکترومغناطیسی تولید می شود، به بوبین نیرو وارد شده و به سمت کنتاکت ثابت جابه جا می شود.

نیروی تولید شده توسط سیم پیچ بیشتر از نیروی فنر است. تا زمانی که انرژی سیم پیچ تخلیه نشود، هر دو کنتاکت در این موقعیت باقی می مانند.

پس از تخلیه انرژی سیم پیچ، نیروی الکترومغناطیسی صفر است و بوبین به دلیل نیروی فنر به عقب و حالت نرمال (موقعیت OFF) بر می گردد. کنتاکتورها برای عملکرد قطع و وصل سریع طراحی شده اند.

ورودی سیم پیچ کنتاکتور می تواند AC یا DC باشد یا در برخی موارد از سیم پیچ یونیورسال (هم AC و هم DC) به عنوان سیم پیچ الکترومغناطیسی استفاده می شود. برق کمی در کنتاکت ها تلف می شود و از یک مدار اکونایزر برای کاهش این اتلاف استفاده می شود.

در حین اتصال و قطع کنتاکت ها، یک قوس بین آن ها ایجاد می شود. این قوس ممکن است باعث کاهش عمر کنتاکتور شود، زیرا دمای کنتاکت ها در این حالت افزایش می یابد.

در اثر قوس، گازهای مضر مانند مونوکسید تولید می شود. از این رو، روشهای مختلفی برای کنترل و انقراض قوس ها استفاده می شود.

کنتاکتورها بر اساس جریان و ولتاژ بار، محدوده کنترل ولتاژ و کاربردی که در موارد مختلف دارند، انتخاب می شوند.

اگر می خواهید باز یا بسته بودن کنتاکت ها را بررسی کنید، می توانید با کمک اهم متر این کار را انجام دهید.

اهم متر را بین کنتاکت های ورودی و خروجی متصل کنید، اگر مقدار نشان داده شده بینهایت است، کنتاکت ها بازند و اگر صفر باشد، کنتاکت ها بسته اند.