به کلید اتوماتیک در تابلو برق که با اعمال ولتاژ کنتاکت‌ها به تیغه‌های آن تغییر وضعیت می‌دهند، کنتاکتور در تابلو برق می‌گویند. این تغییر وضعیت نسب به اینکه در ابتدا کنتاکتور در مدار چگونه قرار گرفته است و منطق سخت افزاری مورد انتظار از کنتاکتور در تابلو برق چیست کاربردهای این وسیله را نشان می‌دهد.
کنتاکتور با استفاده از خاصیت الکترومغناطیس ــ مانند رله‌ها ــ تعدادى کنتاکت را به یکدیگر وصل یا از یکدیگر جدا می‌کند. ازاین خاصیت جهت قطع و وصل و یا تغییر اتصال مدار استفاده می‌شود. کنتاکتورها در واقع ساختمانی بسیار شبیه به رله دارند با این تفاوت که به گونه ای طراحی شده اند که در مدارهای با جریان و ولتاژ بالا، به طور صحیحی کار کنند. یک برقکار با آشنایی کامل اقدام به سیم کشی ساختمان می‌کند.
ساختمان کنتاکتور در تابلو برق
این کلید از دو هسته به شکل E یا U که یکى ثابت و دیگرى متحرک است تشکیل می‌شود. درمیان هسته ثابت یک بوبین یا سیم پیچ قرار دارد. وقتى بوبین به برق متصل می‌شود با استفاده از خاصیت مغناطیسى، نیروى کششى فنر را خنثی می‌کند و هسته فوقانى را به هسته تحتانى اتصال می‌دهد و باعث می‌شود که تعدادى کنتاکت عایق شده از یکدیگر به ترمینال‌هاى ورودى و خروجى کلید متصل شود و یا باعث گردد کنتاکت‌هاى بسته کنتاکتور باز شوند.
در صورتى که مدار تغذیه بوبین کنتاکتور قطع شود، در اثرنیروى فنر ىکهدار داخل کلید قرار دارد هسته ى متحرک دوباره به حالت اوّل باز می‌گردد.
کنتاکتورها در گستره و اندازه‌های مختلفی موجودند. از کنتاکتورهای کوچک با ولتاژ ۲۴V DC که به سادگی در یک دست جا می‌گیرند و توانایی قطع تنها ۱ آمپر را دارند، گرفته تا کنتاکتورهای با پهنا (یا درازای) ۱ متر (یارد) با ولتاژهای چند کیلوولت و آمپراژ چند هزار آمپر.
کنتاکتورها برای کنترل بارهای مختلف الکتریکی اعم از الکتروموتورها، بانک‌های خازنی، مدارات روشنایی، گرمکن‌های الکتریکی و سایر تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شوند.
مزایاى استفاده از کنتاکتورها
کنتاکتورها نسبت به کلیدهاى دستى صنعتى مزایایى به شرح زیر دارند:
- مصرف کننده از راه دورکنترل می‌شود.
- مصرفکننده از چندمحل کنترل می‌شود.
- امکان طراحى مدار فرمان اتوماتیک براى مراحل مختلف کار مصرف کننده وجود دارد.
- سرعت قطع و وصل کلید زیاد و استهلاک آن کم است.
- از نظر حفاظتى مطمئن ترند و حفاظت مناسب تر و کاملتری دارند.
- عمر مؤثرشان بیشتر است.
- هنگام قطع برق،مدار مصرف کننده نیز قطع می‌شود و به استارت مجدد نیاز پیدا می‌کند؛ درنتیجه از خطر اتصال ناگهانى دستگاه جلوگیرى می‌گردد.
انواع کنتاکتور
کنتاکتور براى جریان‌هاى AC و DC ساخته می‌شود. تفاوت این دو نوع کنتاکتور در آن است که در کنتاکتورهاى AC از یک حلقه اتصال کوتاه براى جلوگیرى از لرزش حاصل از فرکانس برق استفاده می‌گردد. نیروى کششى یک مغناطیس الکتریکى جریان متناوب، متناسب با مجذور جریان عبورى از آن و در نتیجه متناسب با مجذور اندکسیون مغناطیسى است.
عملکرد کنتاکتور در تابلو برق
در لحظاتى که مقدار نیروى کششى بیشتر از نیروى مقاوم فنرهاى کنتاکتور باشد، هسته کنتاکتور جذب می‌شود و در لحظاتى که مقدار نیروى کششى کمتر از مقدار نیروى فنرها شود، هسته متحرک کنتاکتور تمایل پیدا می‌کند که به محل اوّل خود بازگردد. به این ترتیب در هسته متحرک لرزش و صدا ایجادخواهد شد.
این نوسانات را می‌توان به وسیله یک حلقه بسته، که در سطح قطب‌ها جاسازی شده و حدود نصف تا 2/3 سطح هر قطب را پوشانده است، ازبین برد و لرزش آن را برطرف کرد. عمل این حلقه مانند سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتورى است که در حالت اتصال کوتاه قرارگرفته و از آن جریان القایى عبور می‌کند و باعث می‌شود در مدار هسته فوران مغناطیسى فرعى ایجاد کند.
این فوران فرعى با فوران اصلى اختلاف فاز دارد و در زمانى که نیروى کششى حاصل از فوران اصلى صفر باشد، نیروى کششى حاصل ازفوران فرعى ماکزیمم خواهد بود و در حالتى که نیروى حاصل از فوران ماکزیمم باشد، این نیرو صفر خواهد بود و چون جمع این دو نیرو به هسته ى متحرک اثر می‌کند، نیروى کششى در هر لحظه از نیروى مقاومت فنر بیشتر خواهد بود.
ولتاژ تغذیه بوبین کنتاکتورها متفاوت است و از ۲۴ تا ۳۸۰ ولت ساخته می‌شود. در اکثر کشورهاى صنعتى براى حفاظت بیشتر، تغذیه بوبین کنتاکتورها را زیر ولتاژ حفاظت شده (۶۵ ولت) انتخاب می‌کنند و یا براى تغذیه مدار فرمان، ترانسفورماتور مجزاکننده به کار می‌برند.
شناخت مشخصات فنى کنتاکتور در تابلو
نوع کنتاکتور
با توجه به نوع مصرف کننده و شرایط کار، کنتاکتورها قدرت و جریان عبورى مشخصى براى ولتاژهاى مختلف دارند. بنابراین، باید به جدول و مشخصات کنتاکتور توجه کافى مبذول کرد و انتخاب کنتاکتور را منطبق بر مشخصات موردنیاز قرار داد.
براى اتصال مصرف کننده به شبکه باید ازکلید یا کنتاکتورى با مشخصات مناسب استفاده کرد که کنتاکت‌هاى آن تحمل جریان راه اندازى و جریان دائمی را داشته باشد. همچنین در صورت اتصال کوتاه، جریان لحظه اى زیادى که از مدار عبور می‌کند و یا جرقه اى که هنگام قطع مدار ایجاد می‌شود، صدمه اى به کلید نزند.
به این منظور و براى این که بتوانیم پس از طراحى مدار، کنتاکتور مناسب را براى اتصال مصرف کننده به شبکه انتخاب کنیم، باید با مقادیر نامی‌مربوط به کنتاکتور آشنا شویم. این مقادیر براى کلیدهاى غیرمغناطیسى، مانند کلید اهرمی‌و غلتکى نیز، وجود دارد. در زیر با این مقادیر، که معمولاً مهمترین آنها بر روى بدنه کلید نوشته شده است، آشنا می‌شویم.
براى انتخاب کنتاکتورها در قدرت‌هاى مختلف می‌توان از دو جدول زیر استفاده کرد.
انواع کنتاکتورها و کاربرد آنها
| نوع جریان | استاندارد و طبقه‌بندی کنتاکتور | موارد استفاده |
| AC | AC1 | بار اهمی‌ــ بار غیر اندکتیو یا با اندکتیویته ضعیف ــ گرمکن برقى با ضریب توان حدود cosϕ=۰/۹۵ |
| AC | AC2 | براى راه اندازى موتورهاى آسنکرون روتور سیم پیچى، بدون ترمز جریان مخالف، جریان راه اندازى بستگى به مقاومت مدار روتور دارد. |
| AC | AC2′ | براى راه اندازى موتور آسنکرون روتور سیم پیچى با ترمز جریان مخالف |
| AC | AC3 | براى راه اندازى موتورآسنکرون روتور قفسه اى ــ هنگام قطع جریان نامی‌از تیغه‌هاى کنتاکتور عبور می‌کند ــ تحمل جریان راه اندازى ۵ تا ۷ برابر جریان نامى |
| AC | AC4 | براى راه اندازى موتور آسنکرون روتور قفسه اى ــ به کار بردن ترمز جریان مخالف تغییر جهت گردش الکتروموتور روتور قفسه اى ــ تعداد دفعات قطع و وصل زیاد در فواصل زمانى اندک |
| AC | AC11 | کنتاکتور کمکى ــ کنتاکتور فرمان بدون داشتن کنتاکت قدرت (کوپل مغناطیسى) ــ استفاده فقط در مدار فرمان |
| DC | DC1 | بار اهمی‌ــ بارغیر اندکتیو یا با اندکتیویته ضعیف ــ گرمکن برقى |
| DC | DC2 | راه اندازى موتور شنت ــ قطع کردن موتور هنگام کار |
| DC | DC3 | براى راه اندازى موتور شنت با تعداد دفعات قطع و وصل زیاد در فواصل زمانى اندک ــ مدار ترمز |
| DC | DC4 | راه اندازى موتور سرى ــ قطع موتور هنگام کار |
| DC | DC5 | راه اندازى موتور سرى با تعداد دفعات قطع و وصل زیاد، در فواصل زمانى اندک ــ تغییر جهت گردش موتور ــ مدار ترمز |
| DC | DC11 | کنتاکتور کمکى ــ کنتاکتور فرمان ــ کوپل مغناطیسى |
جدول انتخاب کنتاکتور در تابلو برق، بى‌متال و فیوز
براى موتورهایى که به صورت مستقیم (یک ضرب) به شبکه متصل مى‌شوند
| جریان فیوز | جریان بی متال | جریان کنتاکتور | ولتاژ V380 | ولتاژ 240 – 220 V | ||
| A | A | A | HP | KW | HP | KW |
| 2 | 1-1.6 | 9 | 0.5 | 0.37 | – | – |
| 2-4 | 1.6-2.5 | 9 | 0.75 | 0.55 | 0.5 | 0.37 |
| 2-4 | 1.6-2.5 | 9 | 1 | 0.75 | – | – |
| 4-6 | 2.5-4 | 9 | 1.5 | 1.1 | 0.75 | 0.55 |
| 4-6 | 2.5-4 | 9 | 2 | 1.5 | 1 | 0.75 |
| 6-8 | 4-6 | 9 | 3 | 2.2 | 1.5 | 1.1 |
| 8-12 | 4-6 | 9 | 4 | 3 | 2 | 1.5 |
| 8-12 | 5.5-8 | 9 | – | – | – | – |
| 10-12 | 7-10 | 16 | 5.5 | 4 | 3 | 2.2 |
| 12-16 | 10-13 | 16 | 7.5 | 5.5 | 4 | 3 |
| 16-20 | 13-15 | 16 | 10 | 7.5 | 5.5 | 4 |
| 16-20 | 13-18 | 16 | – | – | – | – |
| 20-25 | 18-25 | 25 | 13.5 | 10 | 7.5 | 5.5 |
| 25 | 18-25 | 25 | 15 | 11 | – | – |
| 32-40 | 23-32 | 40 | 20 | 15 | 10 | 7.5 |
| 40 | 30-40 | 40 | 25 | 18.5 | 13.5 | 10 |
| 40 | 30-40 | 40 | – | – | 15 | 11 |
| 50-63 | 38-50 | 63 | 30 | 22 | – | – |
| 63 | 48-57 | 63 | – | – | 20 | 15 |
| 63 | 48-57 | 63 | 40 | 30 | 25 | 18.5 |
| 63 | 57-66 | 63 | – | – | – | – |
| 80 | 66-80 | 80 | 50 | 37 | 30 | 22 |
| 100 | 75-105 | 125 | 60 | 45 | – | – |
| 125 | 95-125 | 125 | 75 | 55 | 40 | 30 |
شرح جدول بالا
ایـن جدول از ۷ ستون تشکیل شده است. ستون‌هاى اوّل ودوم قدرت موتورها را برحسب کیلووات و اسب بخار براى ولتاژ ۲۲۰ تا ۲۴۰ ولت نشان می‌دهد. ستون سوم و چهارم قدرت موتورها را براى ولتاژ خطى ۳۸۰ ولت مشخص می‌کند. ستون پنجم جریان کنتاکتور را براى قدرت‌هاى موردنظر و ستون ششم جریان بى متال لازم را براى موتور موردنظر معلوم می‌کند و بالاخره ستون هفتم فیوز مورد نیاز را مشخص می‌نماید.
این جدول براى موتورهایى مورد استفاده قرار می‌گیرد که به صورت مستقیم به شبکه برق متصل می‌شوند. براى مثال، موتور ۲۲KW یا ۳۰HP موردنظر است. براى انتخاب وسایل مورد نیاز در ستونی که بالاى آن ولتاژ ۳۸۰ ولت مشخص شده،عدد ۲۲KW و ۳۰HP را پیدا می‌کنیم. سپس روبه روى آن، عدد ۶۳ را براى جریان کنتاکتور و عدد ۵۰ ــ ۳۸ را براى جریان بى متال و ۶۳ ــ ۵۰ را براى جریان فیوز معلوم می‌نماییم.
جدول انتخاب کنتاکتور در تابلو برق، بى متال و فیوز
براى موتورهایى که به صورت ستاره مثلث راه اندازى می‌شوند
| جریان فیوز | جریان بی متال | جریان کنتاکتور | ولتاژ 380 ولت | ولتاژ 240 – 220 ولت | ||
| A | A | A | HP | KW | HP | KW |
| 16 | 7-10 | 12 | 10 | 7.5 | 5.5 | 4 |
| 20 | 7-10 | 12 | – | – | – | – |
| 20 | 10-13 | 12 | 13.5 | 10 | 7.5 | 5.5 |
| 25 | 13-18 | 16 | 15 | 11 | – | – |
| 32 | 13-18 | 16 | 20 | 15 | 10 | 7.5 |
| 40 | 18-25 | 25 | 25 | 18.5 | 13.5 | 10 |
| 40 | 18-25 | 25 | – | – | 15 | 11 |
| 50 | 18-25 | 25 | – | – | – | – |
| 50-63 | 23-32 | 40 | 30 | 22 | – | – |
| 63 | 23-32 | 40 | – | – | 20 | 15 |
| 63 | 30-40 | 40 | 40 | 30 | 25 | 18.5 |
| 80 | 30-40 | 40 | – | – | – | – |
| 80 | 30-40 | 40 | – | – | – | – |
| 80 | 38-50 | 63 | 50 | 37 | 30 | 22 |
| 100 | 38-50 | 63 | – | – | – | – |
| 100 | 48-57 | 63 | 60 | 45 | – | – |
| 125 | 57-66 | 63 | 75 | 55 | 40 | 30 |
| 125 | 60-80 | 80 | – | – | 50 | 37 |
| 160 | 75-105 | 125 | 100 | 75 | 60 | 45 |
| 200 | 75-105 | 125 | – | – | – | – |
| 200 | 95-105 | 125 | 125 | 90 | 75 | 55 |
شرح جدول بالا
این جدول براى موتورهاى آسنکرون روتور قفسه اى مورد استفاده قرار می‌گیرد که راه اندازى آن به صورت ستاره مثلث باشد.
مثال قبل،یعنى موتور۲۲KW یا ۳۰HP را در نظر می‌گیریم. طبق روش قبلى، کنتاکتور مورد نیاز ۴۰ آمپر و بى متال آن ٣٢ــ٢٣ آمپر و فیوز مورد نیاز ٦٣ ــ٥٠ آمپر خواهد بود. علت کاهش آمپر کنتاکتور و بى متال نسبت به حالت راه اندازی مستقیم این است که در اتصال مثلث، که اتصال دائم کار موتور است، جریان مصرفى موتور از دو کنتاکتور به صورت موازى عبور می‌کند.
بنابراین، هر کنتاکتور باید حدود 0.58 جریان اصلى را تحمل کند. به همین ترتیب چون بى متال،روى یکى از کنتاکتورها قرار می‌گیرد، جریان تنظیمی‌آن کاهش می‌یابد.
