کنتاکتور چیست؟ اجزا اصلی آن کدامند؟

کنتاکتور (contactor) چیست؟

کنتاکتور یک نوع کلید الکتریکی است که برای قطع و وصل مدارهای قدرت به‌صورت خودکار به کار می‌رود. این وسیله با استفاده از جریان کوچک کنترل می‌شود و برای مدارهایی با جریان بالا یا ولتاژ زیاد طراحی می شود. کنتاکتورها معمولاً در سیستم‌های صنعتی و تجاری به کار می‌روند و وظیفه اصلی آن‌ها کنترل تجهیزات الکتریکی مانند موتورهای الکتریکی، هیترها، چراغ‌ها و ترانسفورماتورها است.

عملکرد کنتاکتور بر پایه خاصیت الکترومغناطیس است. وقتی جریان الکتریکی به بوبین کنتاکتور اعمال می‌شود، میدان مغناطیسی و هسته مغناطیسی را جذب می‌کند. این جذب باعث بسته شدن کنتاکت‌ها و عبور جریان از مدار قدرت می‌شود. با قطع جریان بوبین، میدان مغناطیسی از بین می رود و کنتاکت‌ها باز می‌شوند.

کنتاکتورها از نظر طراحی و ایمنی پیشرفته هستند و در مقایسه با کلیدهای دستی، مزایای زیادی دارند، از جمله قابلیت کنترل از راه دور، افزایش سرعت و کاهش استهلاک. این ویژگی‌ها contactor را به یکی از اجزای ضروری در سیستم‌های اتوماسیون و کنترل تبدیل کرده است.

اجزا اصلی یک کنتاکتور کدامند؟

کویل (بوبین)

بوبین یا سیم‌پیچ یک بخش کلیدی در کنتاکتور است که به آن “آهن‌ربای الکتریکی” نیز می گویند. این بوبین از سیم‌های مسی پیچیده شده به دور یک هسته آهنی تشکیل شده است. وقتی جریان الکتریکی از بوبین عبور می‌کند، یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود. این میدان مغناطیسی باعث حرکت بخش متحرک کنتاکتور می‌شود و موجب می‌شود که کنتاکت‌ها (یا همان کلیدهای الکتریکی) بسته یا باز شوند. بوبین معمولاً در دو نوع طراحی می‌شود:

• بوبین‌های DC: برای مدارهایی با ولتاژ مستقیم.
• بوبین‌های AC: برای مدارهایی با ولتاژ متناوب.

هسته مغناطیسی (Magnetic Core):

به طور کلی هسته مغناطیسی از دو بخش اصلی تشکیل شده است:

هسته ثابت:

این بخش به بدنه contactor متصل است و از مواد مغناطیسی ساخته می شود که میدان مغناطیسی تولید شده از بوبین را هدایت می‌کند.

هسته متحرک:

این بخش به بوبین متصل است و به دلیل میدان مغناطیسی موجود، حرکت می‌کند. حرکت این هسته متحرک باعث تغییر وضعیت کنتاکت‌ها (باز یا بسته شدن) می‌شود.
هنگامی که جریان وارد بوبین می‌شود، هسته متحرک به سمت هسته ثابت جذب می‌شود و کنتاکت‌ها را به هم می‌چسباند (یا باز می‌کند).

کنتاکت‌ها (Contacts):

کنتاکت‌ها قطعاتی هستند که جریان الکتریکی را به مدار قدرت منتقل می‌کنند. آن‌ها به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند:

• کنتاکت‌های اصلی (Main Contacts):

این کنتاکت‌ها مسئول قطع و وصل مدار قدرت هستند. در هنگام فعال شدن کنتاکتور، کنتاکت‌های اصلی با هم بسته می‌شوند و مدار را وصل می‌کنند. هنگامی که کنتاکتور غیر فعال می‌شود، این کنتاکت‌ها باز می‌شوند و مدار قطع می‌شود.

• کنتاکت‌های کمکی (Auxiliary Contacts):

این کنتاکت‌ها معمولاً برای کنترل مدارهای کمکی یا فرمان‌دهی استفاده می‌شوند. کنتاکت‌های کمکی در کنتاکتور به صورت اضافی موجود هستند و ممکن است برای نشان دادن وضعیت کنتاکتور یا برای مدارهای دیگر استفاده شوند. این کنتاکت‌ها ممکن است به صورت NO (Normally Open) یا NC (Normally Closed) باشند.

محفظه (Enclosure):

محفظه، کنتاکتور را در برابر آسیب‌های محیطی محافظت می‌کند. این محفظه معمولاً از مواد پلاستیکی یا فلزی ساخته می‌شود و به گونه‌ای طراحی می‌شود که کنتاکتور را در برابر گرد و غبار، رطوبت و سایر عوامل محیطی محافظت کند. محفظه همچنین ایمنی را افزایش می‌دهد و احتمال برق‌گرفتگی را کاهش می‌دهد.

فنر بازگشت (Return Spring):

فنر بازگشت نقش مهمی در عملکرد کنتاکتور دارد. پس از قطع جریان و از بین رفتن میدان مغناطیسی، هسته متحرک باید به وضعیت اولیه خود بازگردد. این فنر کمک می‌کند تا هسته متحرک به سرعت و به‌طور صحیح به موقعیت اولیه خود بازگردد و کنتاکت‌ها را از هم جدا کند (در صورت باز بودن مدار). این عمل مانع از گیرکردن اجزا و عملکرد نامناسب کنتاکتور می‌شود.

ترمینال‌ها (Terminals):

ترمینال‌ها در کنتاکتور وظیفه اتصال سیم‌ها و کابل‌ها به مدار را بر عهده دارند. این ترمینال‌ها معمولاً به دو دسته تقسیم می‌شوند:

• ترمینال‌های ورودی (Input Terminals): برای اتصال جریان ورودی به بوبین کنتاکتور.
• ترمینال‌های خروجی (Output Terminals): برای انتقال جریان به مدار قدرت و سایر قسمت‌های سیستم.

دستگاه‌های ایمنی و محافظت (Protective Devices):

بعضی از کنتاکتورها دارای اجزای اضافی مانند فیوزها، رله‌ها و سایر دستگاه‌های محافظتی هستند که از کنتاکتور و مدار در برابر اضافه‌بار یا جریان‌های ناخواسته محافظت می‌کنند. این بخش‌ها در مواقع اضطراری کنتاکتور را از آسیب‌های ناشی از جریان‌های بیش از حد یا مشکلات دیگر ایمن می‌کنند.

شاسی (Frame):

شاسی یا بدنه معمولاً از مواد مقاوم و عایق تشکیل می‌شود و به عنوان پشتیبانی ساختاری برای سایر اجزا عمل می‌کند. این قسمت معمولاً به نصب کنتاکتور بر روی تابلو برق یا سینی‌های صنعتی کمک می‌کند.

در مجموع، این اجزا به‌طور هماهنگ کار می‌کنند تا کنتاکتور بتواند به‌طور مؤثر وظیفه قطع و وصل مدارهای الکتریکی را در سیستم‌های صنعتی و تجاری انجام دهد.

تفاوت کنتاکتور و کلید چیست؟

کنتاکتور و کلید هر دو برای قطع و وصل مدارهای الکتریکی استفاده می‌شوند، اما تفاوت‌های اساسی دارند. کنتاکتور برای کنترل خودکار و از راه دور مدارها به‌کار می‌رود و معمولاً در سیستم‌های صنعتی و اتوماسیون استفاده می‌شود. این دستگاه به‌وسیله یک سیم‌پیچ (کویل) و میدان مغناطیسی عمل می‌کند. در حالی که کلید، دستگاهی ساده برای قطع و وصل دستی مدارها است و به‌طور عمده در سیستم‌های خانگی یا به‌صورت دستی برای مدارهای با جریان پایین استفاده می‌شود. کنتاکتور قابلیت عملکرد خودکار و سریع در مدارهای پرتوان را دارد. تفاوت کنتاکتور و رله
کنتاکتور و رله هر دو از اجزای الکتریکی برای قطع و وصل مدارها هستند، اما تفاوت‌هایی دارند. کنتاکتور معمولاً برای کنترل مدارهای قدرت و با جریان بالا طراحی می‌شود و بیشتر در سیستم‌های صنعتی و اتوماسیون به کار می‌رود. رله، در عوض، برای کنترل مدارهای فرمان با جریان پایین و در مواقعی که نیاز به حفاظت یا سیگنال‌دهی است، استفاده می‌شود. کنتاکت‌های کنتاکتور معمولاً قوی‌تر از رله هستند و برای مدت‌زمان طولانی‌تر می‌توانند جریان‌های بزرگ را قطع و وصل کنند. رله‌ها معمولاً دقیق‌تر و حساس‌تر هستند.

تفاوت کنتاکتور AC و DC

کنتاکتورهای AC و DC هر دو برای کنترل مدارهای الکتریکی استفاده می‌شوند، اما تفاوت‌هایی اساسی دارند. کنتاکتورهای AC به طور خاص برای مدارهای جریان متناوب طراحی شده‌اند و از ویژگی‌های جریان متناوب برای قطع و وصل خودکار مدار استفاده می‌کنند. این کنتاکتورها معمولاً در سیستم‌های صنعتی و بزرگ به کار می‌روند و دارای طراحی خاصی هستند که از اثرات نوسانات و تغییرات ولتاژ در جریان متناوب بهره می‌برد.

در مقابل، کنتاکتورهای DC برای مدارهای جریان مستقیم طراحی می‌شوند. این کنتاکتورها به دلیل پایداری جریان در سیستم‌های DC نیاز به طراحی‌های خاص‌تری دارند، چرا که در جریان مستقیم به‌ویژه در ولتاژهای بالا، قطع و وصل جریان به راحتی صورت نمی‌گیرد و نیاز به استفاده از تکنیک‌های ویژه مانند دیودها یا مکانیزم‌های خاص برای جلوگیری از جرقه‌های الکتریکی دارند. به طور کلی، کنتاکتورهای AC به دلیل ویژگی‌های جریان متناوب راحت‌تر در قطع و وصل جریان عمل می‌کنند، در حالی که کنتاکتورهای DC نیازمند دقت و محافظت بیشتری در طراحی هستند.

کنتاکتور در موارد زیر کاربرد دارد:

• کنترل موتورهای الکتریکی
• استفاده در تابلو برق
• سیستم‌های روشنایی
• سیستم‌های تهویه مطبوع
• سیستم‌های گرمایشی (هیترها)
• کنترل ترانسفورماتورها
• حفاظت از مدارها در برابر اضافه‌بار و اتصال کوتاه
• اتوماسیون صنعتی و فرآیندهای خودکار
• سیستم‌های پمپاژ و پمپ‌های آب
• دستگاه‌های جوشکاری
• کنترل تجهیزات سرمایشی و برودتی