کنتاکتورها به عنوان یکی از تجهیزات پرکاربرد در حوزه اتوماسیون و برق صنعتی شناخته میشوند. در واقع این تجهیزات کلیدهای فرمان قابل کنترل از راه دور هستند. کنتاکتورها برای استفاده در سیستم های برق AC و همچنین DC مناسب سازی شده اند. تفاوت در نوع سیستم های الکتریکی، تفاوت تجهیزات مورد استفاده در آن ها را به دنبال دارد. در این مقاله، تفاوت کنتاکتورهای AC و DC را بررسی خواهیم کرد. قبل از هر چیز، ابتدا به بیان توضیحاتی در مورد ساختار و عملکرد کنتاکتورها می پردازیم.
ساختمان و نحوه کار کنتاکتور
کنتاکتور یک کلید الکتریکی قابل کنترل از راه دور است. مکانیزم کنترلی ویژه کنتاکتور این قابلیت را فراهم می کند. تغییر وضعیت (قطع و وصل) کنتاکتورها با اعمال یک سیگنال فرمان انجام می شود. در واقع ساختار کنتاکتور را می توان به دو بخش قدرت و فرمان تقسیم کرد. بخش قدرت وظیفه عبور جریان بار را بر عهده دارد و بخش فرمان، وضعیت بخش قدرت را کنترل می کند.
جزئیات بیشتر درمورد این کلیدها را در مقاله کنتاکتور چیست و چه کاربردهایی دارد ببینید. به منظور درک بهتر عملکرد کنتاکتورها، آشنایی با بخش های مختلف ساختار داخلی می تواند راهگشا باشد.
تیغه ها
تیغه های کنتاکتور را می توان به دو بخش اصلی و کمکی تقسیم کرد. تیغه اصلی کنتاکتور شامل دو بخش ثابت و متحرک است. بخش متحرک تیغه مستقیما به هسته سیمپیچ الکترومغناطیسی وصل شده است. بخش ثابت تیغه نیز به بدنه کنتاکتور متصل شده و همانطور که از نامش پیداست، جابجا نمی شود.
در مقاله تیغه کنتاکتور و راه های افزایش طول عمر آن، جزئیات بیشتری در مورد این بخش از کنتاکتور بیان کرده ایم.
مکانیزم الکترو مغناطیسی
مکانیزم الکترومغناطیسی در واقع همان بخش فرمان کنتاکتور است. تفاوت در مکانیزم الکترومغناطیسی، یکی از پارامترهای تفاوت کنتاکتورهای AC و DC است. برای وصل شدن کنتاکتور یا به عبارتی روشن شدن مدار، لازم است بوبین تغذیه شود. برقدار شدن بوبین سبب تشکیل یک آهنربای الکتریکی می شود که قادر است تیغه متحرک را جابجا کند. به این ترتیب تیغه ثابت و متحرک به هم متصل شده و جریان بار برقرار می شود.
بدنه کنتاکتور
برای محافظت از بخش های داخلی کنتاکتور در برابر خطرات مختلف از جمله ضربه، اتصال کوتاه، گرد و غبار و رطوبت، یک قاب محافظ برای آن طراحی شده است. کنتاکتورها برای قطع و وصل جریان های الکتریکی بزرگ به کار میروند. به همین دلیل، عایق بندی تیغه های کنتاکتور بسیار ضروری است. عایق بندی تیغه ها نیز توسط قاب محافظ صورت می گیرد.
مقایسه کنتاکتور AC و DC
کنتاکتور AC و DC از دو جهت با هم تفاوت دارند. اولین تفاوت بین کنتاکتورها، تفاوت در ولتاژ تغذیه یا فعالسازی آنهاست. در واقع، تقسیم بندی کنتاکتورها به دو گروه AC و DC بر مبنای نوع ولتاژ تغذیه آن ها صورت می گیرد. علاوه بر نوع ولتاژ تغذیه، سطح ولتاژ تغذیه نیز دیگر تفاوت کنتاکتور AC و DC است.
کنتاکتورهای موجود در بازار هریک برای کاربردهای مختلفی طراحی شدهاندو ولتاژهای تغذیه متنوعی دارند. به عنوان مثال، برخی کنتاکتورها با ولتاژ تغذیه 24 ولت و برخی دیگر با ولتاژ تغذیه 110 ولت عرضه میشوند. همچنین، کنتاکتورهای با ولتاژ بار بسیار بالا برای کاربردهای صنعتی در بازار وجود دارند.
تفاوت در نوع ولتاژ تغذیه منجر به تفاوت عملکرد و طراحی سیم پیچ الکترومغناطیسی می شود. با توضیحی مختصردر مورد نحوه کار سیم پیچ و هسته الکترومغناطیسی درک این تفاوت تسهیل خواهد شد.
آشنایی با نحوه کار آهنربای الکترومغناطیسی
با عبور جریان الکتریکی از سیم پیچ، یک میدان الکترومغناطیسی در اطراف آن ایجاد میشود. با ایجاد میدان الکترومغناطیسی، سیم پیچ به آهنربا تبدیل می شود. با تبدیل شدن سیم پیچ به آهنربا، هسته آهنی جذب سیم پیچ میشود. همانطور که گفته شد در کنتاکتور، تیغه متحرک به هسته سیم پیچ متصل است و با جابه حایی آن جابجا میشود. جابه جایی تا چسبیدن تیغه متحرک به تیغه ثابت ادامه پیدا می کند.
اولین تفاوت کنتاکتور AC و DC در طراحی مکانیزم الکترومغناطیسی است. این تفاوت از تفاوت جهت جریان در ولتاژ AC و DC ناشی میشود. در ولتاژ DC یا مستقیم، جهت جریان همواره ثابت است . این جهت به صورت قراردادی از قطب + به قطب – است.
اما در ولتاژ AC، جهت جریان چندین بار در ثانیه تغییر می کند. برای نمونه، در برق شهر با فرکانس 50 هرتز، در هر ثانیه، ولتاژ 50 سیکل را می پیماید و هر سیکل یک تغییر جهت در ولتاژ را به دنبال دارد. در واقع، در هر ثانیه، 100 بار شاهد تغییر جهت جریان خواهیم بود. تفاوت کنتاکتور AC و DC در مکانیزم الکترومغناطیسی ناشی از همین تفاوت جهت جریان، در ولتاژ منبع است.
تفاوت کنتاکتورهای AC و DC
تفاوت نوع ولتاژ اعمال شده و در نتیجه تفاوت مکانیزم الکترومغناطیسی کنتاکتورها، تفاوت های زیر را در ساختار آن ها به وجود آورده است.
حلقه اتصال کوتاه
در هسته آهنی کنتاکتور AC، تلفات ناشی از جریان گردابی و هیسترزیس وجود دارد. اضافه بر آن، به این دلیل که قطب های آهنربا در اثر تغییر جهت ولتاژ متناوب، دائما در حال تغییر هستند، هسته به شدت گرم می شود. برای مقابله با چالش های گرمایی ناشی از تلفات و تغییرات قطب ها، از صفحات فولاد سیلیکونی لمینیت شده برای پوشش هسته آهنی کنتاکتور AC استفاده میشود. به طور معمول، هسته آهنی کنتاکتور AC به شکل E طراحی میشود.
وقتی جریان متناوب از سیم پیچ الکترومغناطیسی عبور میکند، یک نیرو محرکه متناوب بر روی آرمیچر ایجاد میشود. تیغه های متحرک و ثابت کنتاکتور، با تغییر جهت نیرو محرکه آرمیچر به سرعت باز و بسته میشوند. سرعت این عمل به فرکانس ولتاژ تغذیه بوبین بستگی دارد. این تغییرات پیوسته و مکرر سبب ضعیف شدن اتصالات و همچنین خرابی تیغهها خواهد شد. برای رفع این مشکل، در کنتاکتور AC از یک حلقه مسی به عنوان اتصال کوتاه استفاده میشود. این حلقه اتصال کوتاه تنها برای کنتاکتور AC وجود دارد و یکی از تفاوتهای اصلی کنتاکتور AC و DC است.
شکل سیم پیچ، دومین تفاوت کنتاکتورهای AC و DC
سیم پیچ کنتاکتور AC با تعداد دور کم، مقاومت کم و به صورت استوانهای کوتاه با قطر بزرگ ساخته میشود. برای کاهش اتلاف گرما، یک شکاف در سیم پیچ وجود دارد که از طریق آن هوا به داخل سیم پیچ وارد میشود و به خنک شدن آن کمک میکند. سیم پیچ کنتاکتور DC با توجه به این که فاقد اندوکتانس است، دارای تعداد دور بیشتری نسبت به سیم پیچ کنتاکتور AC است. علاوه بر این، به دلیل نداشتن اندوکتانس، معمولا سیم پیچ کنتاکتور DC به شکل استوانه ای با قطر کم ساخته میشود.
کنتاکتور هایAC و DC در کنترل جرقه متفاوتند
زمانی که اتصال بین تیغههای ثابت و متحرک کنتاکتور قطع می شود، جرقه های الکتریکی بزرگی بوجود می آید. سولفاته شدن کنتاکتها و ایجاد حفرههای کوچک روی آنها در طول فرآیند استفاده، ناشی از این همین جرقههاست. از یک مکانیزم کنترل جرقه، برای کم کردن اثر این جرقه ها بر روی تیغه های کنتاکتورها استفاده می شود. در کنتاکتورهای AC، برای کنترل جرقه از شبکه خاموش کننده جرقه استفاده میشود. اما در کنتاکتورهای DC برای کنترل جرقه، از خاموش کننده جرقه مغناطیسی استفاده میشود.
فرکانس کاری متفاوت
ماکزیمم فرکانس کاری کنتاکتور AC در حدود ۶۰۰ بار در ساعت و جریان راه اندازی آن بسیار بزرگ است. در حالی که، کنتاکتور DC میتواند با حداکثر فرکانس کاری تا ۱۲۰۰ بار در ساعت، نیز کار کند.
استفاده از کنتاکتورها به صورت جایگزین
در صورت ضرورت و در شرایط خاص می توان کنتاکتورDC را با کنتاکتور AC جایگزین کرد. اما باید توجه داشت که زمان این جایگزین کردن نباید بیش از 2 ساعت باشد. با این حال، در صورتیکه نیاز دارید زمان بیشتری با این شرایط کار را ادامه دهید، بهتر است یک مقاومت را به صورت سری به کویل AC متصل کنید. باید توجه داشت که کنتاکتور DC نمی تواند جایگزین کنتاکتور AC شود.
استفاده متفاوت از دیود در کنتاکتور AC و DC
کنتاکتور DC با استفاده از یک دیود هرزگرد، نیروی الکترومغناطیسی انباشته شده در سیم پیچ را بعد از قطع برق، کنترل می کند. اما در کنتاکتور AC، دیود هرزگرد به کار نرفته و به جای آن از هسته های آهنی چند لایه استفاده می شود که از تلفات گرمایی جلوگیری می کنند.
تفاوت کنتاکتور AC و DC در شرایط نصب
به دلیل بهره مندی کنتاکتورهای AC از مکانیزم های کاهش حرارت، در هنگام نصب، تنها نیازمند فضای کافی برای نصب کنتاکتور هستیم. اما در مقابل کنتاکتور DC برای عملکرد صحیح و تبادل حرارت به هوا نیازمند است. به همین دلیل، مکان نصب کنتاکتور DC باید از تهویه مناسبی برخوردار باشد.
کنتاکتور ac و dc در طول زمان جرقه متفاوتند:
از دیگر تفاوت کنتاکتورهای AC و DC می توان به طول زمان جرقه اشاره کرد. همانطور که قبلا اشاره کردیم جرقه ها در لحظه باز شدن اتصال کنتاکت ها به وجود می آیند. در مدار AC، به طور خودکار در لحظه هایی که دامنه ولتاژ به صفر میرسد (عبور از صفر) جرقه خاموش میشود. دامنه ولتاژ در هر چرخه از جریان AC به صفر میرسد و همین موجب خاموش شدن جرقه میشود.
اما در مدار DC، زمان قوس الکتریکی طولانی تر است. به عبارت دیگر در مدار DC، جرقه بین دو کنتاکت بدون در نظر گرفتن ولتاژ و تا زمانی که جریان در مدار وجود داشته باشد به طول میانجامد.
جمع بندی
کنتاکتورها با توجه به نوع ولتاژ تحریک بوبین، به دو نوع AC و DC تقسیم می شوند. تفاوت در نوع ولتاژ، موجب تفاوت کنتاکتور AC و DC در ساختار مکانیزم الکترومغناطیسی می شود. علاوه بر این باید توجه داشت که کنتاکتور AC را می توان برای یک بازه زمانی کوتاه 2 ساعته جایگزین کنتاکتور DC کرد، اما عکس این حالت صادق نیست. برای مشاهده اطلاعات بیشتر و ثبت سفارش به فروشگاه پناپ کالا مراجعه کنید.
شما میتوانید انواع کنتاکتور زیمنس ، انواع کنتاکتور اشنایدر ، انواع کنتاکتور ABB و انواع کنتاکتور هیوندا را با گارانتی و خدمات پس از فروش از فروشگاه پناپ کالا تهیه نمایید.