کنتاکتورها
کنتاکتورها کلید های الکترو مغناطیسی می باشند که مهمترین جزء مدارهای فرمان الکتریکی را تشکیل میدهد.
موارد استفاده کنتاکتورها امروزه در ماشینهای صنعتی بسیار زیاد بوده و برای راه اندازی و کنترل اکثر ماشینها از کنتاکتور استفاده میشود .
مزایای استفاده کنتاکتورها در ازای کلیدها را میتوان بشرح زیر بیان نمود:
۱.کنترل و فرمان از راه دور توسط کنتاکتور اقتصادی تر وایمنی تر است.
۲.از خطرات ناشی از راه افتادن دوباره ماشینهایی که در اثر قطع ناگهانی برق شبکه از کار افتاده است جلو گیری میکند .
۳.توسط کنتاکتور امکان قطع و وصل مصرف کننده از چندین محل عملی میباشد.
۴.امکان مدار فرمان اتوماتیک مقدور است .
۵.با طراحی مناسب میتوان سرعت قطع ووصل مدار رابالابرد .
۶.حفاظت دستگاه ها مناسب تر و مطمئن تر است .
ساختمان کنتاکتورها:
کنتاکتور تشکیل شده است از یک مغناطیس الکتریکی که یک قسمت آن متحرک بوده و توسط فنری از قسمت ثابت نگه داشته میشود و یک سری کنتاکت عایق شده را از یکدیگر به آن متصل می باشند و با آن حرکت میکنند.
در قسمت ثابت این مغناطیس الکتریکی فیزیک یک سری کنتاکت دیگر نیز محکم شده است . هنگامی که از سیم پیچ مغناطیسی جریان معینی عبور میکند . کنتاکتهای متحرک توسط نیروی مغناطیسی به کنتاکتهای ثابت فشرده می شوند و در همان حال یک یا چند فنر فشرده شده ویا کشیده می شوند . اما زمانی که ولتاژ قطع شده و یا از حد معینی کمتر شود . نیروی فنرها باعث میشود که این کنتاکتها بطور اتوماتیک از هم جدا شوند.
کنتاکتورهای استاندارد شده دارای سه کنتاکت اصلی برای مدار تغذیه مصرف کننده (اصلی) و چند کنتاکت فرعی برای مدار فرمان است .
قسمتهای مختلف کنتاکتور عبارتند از:
۱- حامل کنتاکت های ثابت( باید دارای درجه عایقی مناسبی باشد )
۲- ترمینال
۳- صفحه فلزی انتهایی برای نصب قسمتهای ثابت روی آن
۴- کنتاکتهای ثابت و متحرک ( این کنتاکتها باید در یک خط قرار گرفته و از پوشش اکسید نقره بمنظور بالا بردن ضریب اطمینان در مقابل کار زیاد در روی آنها استفاده شود )
۵- بوبین کنتاکتور (در کنتاکتور این بوبین طوری طراحی شده است که در مقابل عوامل جوی و نیروهای مکانیکی مقاوم باشد )
۶- ترمینالهای ورودی و خروجی
۷- سیستم هسته آهنی ثابت و متحرک
۸- قسمت کنترل جرقه
۹- حامل کنتاکتهای متحرک ( این قسمت باید دارای درجه عایقی مناسبی باشد.)
جریانهای نامی . جریان کار نامی ولتاژ کار نامی و انرژی مصرفی کنتاکتورها
جریانهای نامی:
چون کنتاکتهای متحرک با فشار بر روی کنتاکتهای ثابت اتصال پیدا میکنند و سطح
کنتاکتها نیز کاملا صاف نیست لذا سطح تماس آنها یک نقطه کوچک خواهد بود بنا
بر این در محل تماس دو کنتاکت مقاومت الکتریکی وجود داشته و عبور جریان
با عث گرم شدن کنتاکتها خواهد شد . هرچه زمان عبور جریان از کنتاکتورها بیشتر
باشد کنتاکتهای آن بیشتر گرم میشود . با توجه به زمان لازم برای وصل بودن کنتاکتورها جریانهای زیر نعریف میشود :
الف جریان دائمی ( Ith2 )
جریانی است که میتواند در شرایط کار نرمال و در زمان نامحدود و بدون قطع شدن از کنتاکتهای کنتاکتور عبور کرده و به آن صدمه ای نزند و حرارت ایجاد شده در کنتاکتها از حد مجاز تجاوز ننموده .
ب جریان هفتگی ( Ith1 )
جریانی است که در شرایط کار نرمال و با هفته ای یک بار اتصال میتوان از کنتاکتهای کنتاکتور عبور کرده و در خصوصیات کار کنتاکتور هیچگونه تغییری پیش نیاورد .
ج جریان هشت ساعتی ( Ith )
جریانی است که با اتصال یک بار در هر هشت ساعت در شرایط کار نرمال میتواند از کنتاکتهای کنتاکتور عبور کرده و تغییری در خصوصیات کار کنتاکتور ایجاد نکند .
جریان کار نامی :
جریان کار نامی یک کنتاکتور جریانی است که شرط استفاده از کنتاکتور را بیان میکند و در رابطه با نوع و مقدار ولتاژ بار میباشد .
جریان اتصال کوتاه ضربه ای:
در مدار فرمان و مدار قدرت کنتاکتور باید از وسایل حفاظتی استفاده نمود تا در صورت اتصال کوتاه بلافاصله مدار قطع شود چون در فاصله زمانی اتصال کوتاه تا قطع مدار توسط وسایل حفاظتی از کنتاکتهای کنتاکتور نیز جریان خیلی زیادی عبور میکند لذا باید کنتاکتها تحمل این جریان را در این زمان کوتاه داشته باشند و به یکدیگر جوش نخورده و یا تغییر فرم ندهند .
مقدار ماکزیمم جریان را در لحظه اتصال کوتاه به Is نشان داده و جریان اتصال کوتاه ضربه ای مینامند .
جریان نامی زمان کم ( جریان ۱ ثانیه )
مقدار موثر جریانی را که کلید برای زمان یک ثانیه در حالت اتصال کوتاه میتواند تحمل کند بدون اینکه صدمه ببیند جریان نامی زمان کم و یا جریان یک ثانیه تامیده میشود
ولتاژ های نامی :
الف ولتاژ کار نامی ( Ue )
مربوط به اتصال دهنده ( کنتاکتها ) بوده و مقدار ولتاژی است که کنتاکتها میتوانند با جریان کار نامی Ie در این ولتاژ مورد استفاده قرار گیرند .
ب ولتاژ عایقی نامی ( Ui )
استحکام عایقی بین عضوهای اتصالی را مشخص میکند .
ج ولتاژ تغذیه نامی ( Uc )
ولتاژی است که باید به بوبین کنتاکتور اتصال یابد و معمولا مقدار آن روی بوبین کنتاکتور نوشته میشود .
انرژی مصرفی کنتاکتورها :
بوبین هر کنتاکتوری را می توان برای کار با ولتاژهای مختلف طراحی نمود از ۱۲ولت جریان مستقیم تا ۱۵ ولت متناوب و ولتاژهای دیگر .
به علت عبور جریان از بوبین کنتاکتور . کنتاکتور به صورت یک مصرف کننده مقداری توان مصرف کرده و گرم میشود . یک کنتاکتور خوب باید دارای مصرف داخلی کم باشد . برای کم کردن مصرف کنتاکتور میتوان از یک مقاومت که بعد از عملکرد کنتاکتور بابوبین سری شود استفاده کرد . به دو سر این مقاومت تیغه ای از خود کنتاکتور وصل میگردد بعد از اینکه جریان وارد سیم پیچ شد تیغه که قبلا بسته بود باز شده و مقاومت سر راه بوبین قرار میگیرد با آن سری می شود
کنتاکتور
تا قبل از ساخته شدن کنتاکتور ، اتصالات توسط کلیدهای دستی انجام میگرفت که از انواع مختلف تیغه ای ، زبانه ای و غلطکی بودند که هر کدام مزایایی نسبت به هم دارند .
کلیدهای تیغه ای (اهرمی):
دارای ساختمان بسیار ساده ای هستند و به صورت کشویی و گردان ساخته میشوند مقدار جریان قطع و وصل توسط این کلیدها بسیار محدود میباشد چرا که در جریانهای بالا قوص بین دو نقطه ایجاد شده و حتی موجب ذوب تیغه ها میشود و در هنگام وصل یا قطع نیز جرقه شدیدی ایجاد میکند .
کلید غلطکی :
ساختمان این کلیدها از یک استوانه عایق تشکیل شده است که توسط کلید حول یک محور به حرکت در می آید . در محلهای مناسب نوارهای هادی بر روی استوانه عایق تعبیه شده است . این کلید نسبت به کلید تیغه ای یک مزیت بزرگ دارد و آن هم اینکه میتوان برای این کلید کار مخصوصی را تعریف کرد و با یک حرکت چندین اتصال را به صورت هم زمان انجام داد .
کلید زبانه ای :
در کلید غلطکی به علت تماس اصطکاکی بین صفحات ، استهلاک کلید بالا است و به همین دلیل از کلید زبانه ای که دارای خصوصیت طراحی است و علاوه بر آن کنتاکتهای آن به صورت عمودی بر روی همدیگر قرار میگیرند استفاده میشود . به دلیل عدم مالش بین دو کنتاکت استهلاک کلید پایین است .
اما با به میدان آمدن کنتاکتور ها تقریباً تمام مصارف کلیدهای ساده از رده خارج شده و کنتاکتور با سرعت و اطمینان بیشتر این میدانها را به دست گرفت . کنتاکتور نسبت به کلیدهای ساده دارای خصوصیات بهتری میباشد که در ادامه آورده شده است :
1-فرمان از چند نقطه
2-فرمان از راه دور
3-تلفات و استهلاک پایین
4-سرعت و امکان گسترش مدار
5-قطع اتوماتیک در صورت قطع برق شبکه
6-اقتصادی بودن
7-امکان طراحی مدار اتوماتیک
8-از نظر حفاظتی کنتاکتورها مطمئن ترند و دارای حفاظت مناسبتر و کاملتر هستند . معمولا بوبین کنتاکتورها در چند ولتاژ مختلف جهت مصارف گوناگون ساخته میشود.
مشخصات پلاک کنتاکتور:
Ith2:جریان دائمی - جریانی است که می تواند در شرایط عادی از کنتاکتهای قدرت کنتاکتور و در زمان نامحدود بدون قطع عبور نماید.
Ith1:جریان هفتگی (قطع و وصل) - جریانی است که با اتصال یک بار در هر هفته از کنتاکتهای کنتاکتور بدون تاثیر در کارکرد کنتاکتور عبور نماید.
Ith:جریان شیفتی (هشت ساعته) - جریانی است که با اتصال یک بار در هر هشت ساعت از کنتاکتهای کنتاکتور بدون تاثیر در کارکرد کنتاکتور عبور نماید.
Ie :جریان نامی - جریان قابل تحمل برای کنتاکتهای اصلی
I1s :جریان اتصال کوتاه - مقدار جریانی است که کنتاکتها می توانند در زمان اتصال کوتاه تحمل نمایند.
Ve :ولتاژ نامی تحمل تیغه ها - مقدار ماکزیمم ولتاژی است که کنتاکتهای کنتاکتور در شرایط کار عادی می توانند تحمل نمایند.
Vi :ولتاژ عایقی بدنه کنتاکتور
Vc:ولتاژ تغذیه - مقدار ماکزیمم ولتاژی است که به بوبین کنتاکتور میتوان اعمال کرد.
طول عمر :
این مشخصه تعداد قطع و وصل های ضمانت شده را با ضرایبی که به اعدادی نسبت داده شده است بیان می کند .
استاندارد کنتاکتورها:
استاندارد آلمان VDE_DIN
استاندارد فرانسه UTE_NF
استاندارد انگلیس B.S
استاندارد کانادا G.S.B
بیمتال:
برای حفاظت الکترو موتورها در مقابل اضافه بار بکار می رود. این قطعه از ویژگی میزان انبساط اجسام بهره میبرد . به اینصورت که انبساط در فلز مس بیشتر از روی میباشد و به همین علت وقتی این دو فلز با هم نورد شوند و کاملا با هم تماس داشته باشند باعث خم شدن قطعه تشکیل یافته از این دو فلز میشود و چون مقدار انبساط روی کمتر است خمش به سمت فلز روی خواهد بود .کنتاکتهای اصلی آن در مسیر عبور سه فاز اصلی و بعد از کنتاکتور قرار می گیرند. کنتاکت 95و96 در مسیر فرمان به بوبین کنتاکتور و بطور سری قرار میگیرد تا در موقع اضافه جریان کنتاکتور را قطع نماید.کنتاکت97و98 برای نمایش عملکرد بی متال (خبر) استفاده میشود .
مزایای بی متال نسبت به فیوز فشنگی :
1-در صورت بروز اشکال در یک فاز ، دو فاز دیگر به اضافه مدار فرمان از کار باز می ایستند .
2-هر چه شدت جریان بیشتر شود مقدار حساسیت بی متال نیز بیشتر خواهد شد .
3-در صورتیکه به صورت مداوم 10٪ اضافه بار وجود داشته باشد بی متال بعد از 2 ساعت مدار را قطع میکند .
4-اگر جریان به 10 برابر جریان نامی برسد در کمتر از 2 ثانیه مدار را قطع میکند .
فیوز :
مدار را در برابر اتصال کوتاه حفاظت میکند و در دو نوع تند کار (L) که در روشنایی استفاده می شود و شستی ها:
برای فرمان قطع و یا وصل مدار بکار می روند و به رنگ سبز و یا مشکی برای فرمان وصل ، با کنتاکت باز و برای قطع مدار و با رنگ قرمز ، با کنتاکت بسته ساخته می شوند. البته برخی از شستی ها از کنتاکت باز و بسته جهت مصارف خاص ساخته می شوند.
میکرو سوئیچ :
یک نوع شستی است مانند استپ استارت با این تفاوت که آنها با دست فرمان میگیرند اما میکرو سوئیچ توسط قسمتهای متحرک مدار دستور میگیرد .
لامپ سیگنال:
برای نمایش حالت وصل و یا قطع مدار و یا نمایش وصل سه فاز ورودی تابلو استفاده می گردد.
تایمر :
کلیدی است که پس از گذشت زمان تعیین شده عمل نموده ، فرمان وصل و یا قطع را صادر می نماید . تایمرها در انواع موتوری ، الکترونیکی ، پنوماتیکی ، هیدرولیکی و بی متال ساخته میشود.
معمولا بوبین کنتاکتور ها د رچند ولتاژمختلف جهت مصارف گوناگون ساخته میشود.