از جمله ابزارهای پرکاربرد الکتریکی که در صنعت و اتوماسیون صنعتی نقش مهمی دارند، کنتاکتورها هستند. این کلیدهای الکترومکانیکی از اجزای داخلی متفاوتی تشکیل شده اند. تیغه کنتاکتور یکی از اجزای مهم کنتاکتورها محسوب می شوند که با اصطلاح پلاتین نیز بین متخصصین فنی این حوزه نامبرده می شوند.
وظیفه اصلی تیغه کنتاکتور، قطع و وصل کردن جریان بار است. در ادامه با بیان جزئیات بیشتر به معرفی این بخش از کنتاکتور می پردازیم. جنس تیغه ها، ساختار تیغه ها و نگهداری از آن ها موضوعاتی هستند که مورد بررسی قرار خواهند گرفت.
کنتاکتور چیست؟
این تجهیزات به صورت گسترده در صنایع مختلف و برای کنترل موتورهای الکتریکی، روشنایی ، گرمایشی و سایر بارهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند. نقش این کلیدهای کنترل شونده الکتریکی، سوئیچ کردن مدار الکتریکی است.
کنتاکتور عملکردی مشابه رله دارد با این تفاوت که می تواند جریان و ولتاژهای بالا را تحمل کند. کنتاکتورها دارای دو تیغه هستند که معمولا (اما نه همیشه) normally open هستند و با اتصال ولتاژ تغذیه بسته می شوند.
مزیت اصلی این تجهیزات پرکاربرد، امکان کنترل از راه دور آن ها ست. این قابلیت به کمک یک سیگنال فرمان فراهم می شود. این سیگنال به وسیله plc یا مدار فرمان ارسال می شود.
ساختار داخلی کنتاکتور در برند های مختلف یکسان است. مهم ترین اجزای داخلی کنتاکتور ها عبارتند از:
- بوبین
- کنتاکت ها
- محفظه یا قاب
- مکانیزم کنترل جرقه
بوبین و کنتاکت ها مهم ترین بخش از اجزای داخلی کنتاکتورها هستند. بوبین یک سیم پیچ الکتریکی است و همانطور که گفته شد به وسیله PLC و یا مدار فرمان تغذیه می شود. با قطع و وصل شدن تغذیه آن در وضعیت کنتاکت ها تغییر ایجاد می شود. کنتاکت یا تیغه، جریان خط را از خود عبور میدهد. جریان خط و جریان تغذیه بوبین از یکدیگر مستقل است.
جزئیات بیشتر درمورد کنتاکتور و عملکرد آن را می توانید در مقاله “ کنتاکتور چیست ” ببینید.
به طور کلی ساختار و عملکرد کنتاکتورها در برند هایی که طبق استاندار های بین المللی ساخته می شود یکسان است. کنتاکتور زیمنس، کنتاکتور اشنایدر و یا کنتاکتور هیوندای نمونه های مطرح این محصول در بازار ایران هستند که مطابق با استانداردهای جهانی تولید می شوند. مواردی که در این مقاله به آن پرداخته ایم برای تمام تیغه هایی که در کنتاکتورهای استاندارد به کار رفته است صحت دارد.
موضوع مهم دیگری که باید مد نظر داشت انتخاب صحیح کنتاکتور است. بسیاری از مشکلاتی که در رابطه با کنتاکتور و خرابی تیغه ها با آن مواجه هستیم در مرحله انتخاب کنتاکتور قابل پیشگیری است. توجه به سیستم ولتاژی، تعیین جریان عبوری از تیغه ها، مشخص کردن ولتاژ بوبین، دقت به نوع مصرف کننده همگی مواردی هستند که می توانند به عملکر صحیح تیغه کنتاکتور و راه های افزایش طول عمر آن کمک کند.
جزئیات بیشتر درمورد انتخاب صحیح کنتاکتور را می توانید در مقاله “پارامترهای کلیدی در انتخاب کنتاکتور مناسب” ببینید.
تیغه کنتاکتور
نقش تیغه یا پلاتین در کنتاکتور، حمل جریان بار است. تیغه کنتاکتور به دو گروه تقسیم می شوند. گروه اول کنتاکت های اصلی هستند که وظیفه آن ها سوئیچ کردن جریان بار در مدار است. اما کنتاکت های کمکی یا ثانویه در جهت اهدافی مانند ثبت بازخورد کنتاکتور و … به کار می روند.
برای باز و یا بسته نگهداشتن کنتاکت ها در مدار، نیاز به یک منبع تامین نیرو برای انجام کار داریم. در هنگام باز شدن تیغه ها، فنرهای تماسی نیروی لازم برای این کار را تامین کرده و به نگه داشتن کنتاکت ها در وضعیت باز کمک می کنند.
از آن سو تامین نیروی لازم برای بسته شدن کنتاکت ها، به عهده سیم پیچ الکترو مغناطیسی است. با اعمال سیگنال فرمان، یک میدان مغناطیسی در سیم پیچ تشکیل می شود. قدرت این میدان مغناطیسی به اندازه ای است که می تواند به نیروی نگهدارنده فنرها غلبه کرده و منجر به بسته شدن کنتاکت ها شود.
در ادامه با جزئیات بیشتر تیغه کنتاکتور را بررسی می کنیم.
جنس پلاتین ها
موادی که برای ساخت تیغه ها مورد استفاده قرار می گیرند؛ باید همزمان چندین پارامتر کلیدی را در خود داشته باشند. از جمله مهم ترین پارامترها می توان به رسانایی الکتریکی مناسب، استحکام مکانیکی و پایداری بالا در برابر قوس الکتریکی و اکسیداسیون اشاره کرد.
بیشتر تولید کنندگان از مواد آلیاژی برای ساخت تیغه کنتاکتور استفاده می کنند. اما با توجه به تنوع زیاد کنتاکتور ها و کاربردهای مختلفی که دارند، برای هر کنتاکتور از آلیاژ خاصی استفاده می کنند. در جدول زیر به صورت خلاصه مهم ترین مواد به کار گرفته شده در پلاتین کنتاکتور معرفی شده است.
جنس کنتاکت | مشخصات | کاربردها |
AgPd | – مقاومت کنتاکت کم و پایداری خوب – مقاوم در برابر خوردگی و حرارت زیاد در دمای اتاق – قیمت بالا | – مناسب برای بارهای کوچک 10mW تا 1.5 وات و بارهای متوسط 2.4W تا 60W |
AgNi+Au | – در مقایسه با سایر مواد، مقاومت تیغه کمتر است و در بارهای کوچک پایداری بهتری دارد. – ضد خوردگی در هوا (به دلیل پوشش طلا) – رسانایی الکتریکی و گرمایی بسیار خوب | – برای بارهای متوسط 2.4W تا 60W |
AgSnO2 | – مقاومت بالا در برابر قفل شدن – سهولت تولید به شکل سولفید – نسبت به سایر مواد گفته شده جریان مستقیم کمتری را می تواند عبور دهد. | – جریان لحظه ای بسیار بالا بیش از 120 آمپر – لامپ ها، بارهای خازنی و بارهای القایی |
AgNi | – ماده استاندارد مورد استفاده در کنتاکت اغلب رله ها – سهولت تولید به شکل سولفید – مقاوم در برابر جوش خوردن تیغه و فرسایش – رسانایی الکتریکی و گرمایی خوب | – معمولا جریان نامی کمتر از 12 آمپر – بارهای مقاومتی و بارهای القایی کوچک – معمولا حداکثر جریان لحظه ای قابل تحمل کمتر از25آمپر |
AgSnO2 به همراه سایر اکسیدها | – نسب به سایر مواد نامبرده شده، جریان مستقیم کمی را می تواند عبور دهد. – مقاومت بالا در برابر قفل شدن – سهولت تولید به شکل سولفید | – لامپ ها، بارهای خازنی و بارهای القایی – جریان لحظه ای بسیار بالا (بیش از 120 آمپر) |
AgCdo | – رسانایی الکتریکی و گرمایی خوب – مقاومت خوب در برابر قفل شدن و فرسایش – سهولت تولید به شکل سولفید | – معمولا جریان نامی کمتر از 30 آمپر – معمولا حداگثر جریان لحظه ای قابل تحمل کمتر از 50 آمپر – بارهای مقاومتی، موتور و بار القایی |
پارامترهای کلیدی تیغه های کنتاکتور
اطلاعات فنی مختلفی در دیتاشیت کنتاکتورها ثبت می شود. در بخشی از این اطلاعات، توضیحاتی درمورد نحوه ساز و کار کنتاکت ها بیان شده است. مهم ترین مشخصات فنی تیغه های کنتاکتور عبارتند از:
درجه بندی تیغه ها
طبقه بندی کنتاکت ها براساس این پارامتر با در نظر گرفتن بالاترین سطح ولتاژ و جریانی که تیغه ها می توانند کنترل کنند انجام می شود؛ درصورتی که هیچگونه آسیبی به تیغه ها وارد نشود. این پارامتر در میزان کارکرد و عمر پلاتین ها موثر است. به عنوان مثال برای کنتاکتورهای 3 پل کلاس Ac-3 جریان عملیاتی نامی از 5 تا 96 آمپر متغیر است.
مقاومت تیغه کنتاکتور
مقاومت کنتاکت ها از جمله عوامل موثر در اتلاف انرژی و گرم شدن تیغه ها، در زمان عبور جریان از آن ها است. عواملی که در بزرگی این مقاومت دخالت دارند شامل؛ سطح و فشار تماس و جنس تیغه ها می شود. به طور مثال برای کنتاکتورهای 3 پل کلاس Ac-3 مقاومت مدار جریان اصلی 3/2 میلی اهم است.
فشار فنر
این نیرو به واسطه فنرهای تماسی به تیغه ها وارد می شود. این اتفاق در زمان بسته شدن مدار رخ می دهد. اصطکاک بین تیغه ها و تماس الکتریکی بین آن ها به میزان فشار فنر بستگی دارد. طراحی و تنظیمات فنر نیز در میزان فشار تماس تاثیرگذار است.
فاصله تیغه ها
فاصله بین کنتاکت ها در حالت باز، به واسطه این پارامتر مشخص می شود. به بیان دیگر؛ این پارامتر نشان می دهد فاصله بین تیغه ها در زمان قطع کامل اتصال بین آن ها، چه مقدار باید باشد. اندازه این فاصله نیز به ابعاد و رتبه بندی کنتاکتور وابسته است. در جریان های بالاتر این فاصله بیشتر می شود.
این مقدار فاصله در مدت زمان و شدت قوس الکتریکی که در نتیجه قطع اتصال به وجود می آید، موثر است.
افزایش طول عمر پلاتین کنتاکتور
علت اکثر خرابی های کنتاکتور، از آسیب دیدن کنتاکت های آن ناشی می شود. در نتیجه؛ نگهداری تیغه ها در شرایط مناسب و مراقبت اصولی از آن ها طول عمر کنتاکتور را افزایش می دهد. در ادامه مطالب به معرفی یک فرآیند استاندارد در مراقبت از تیغه های کنتاکتور می پردازیم.
به کارگیری این اصول ساده به افزایش طول عمر پلاتین کنتاکتور کمک می کند.
بازدید ظاهری
در این بازدید، کنتاکت ها را از نظر ظاهر مورد برسی قرار دهید. آسیب، سایش، خوردگی و یا آلودگی سطح تیغه، ازجمله نشانه هایی است که باید به آن ها توجه کرد. همچنین سطح تماس ، شکاف تماس و فنرهای تماس را با دقت بررسی کنید.
اندازه گیری مقاومت
برای اندازه گیری این پارامتر، باید ابتدا کنتاکتور را در حالت بسته قرار دهید. سپس به وسیله یک اهم متر یا میکرو اهم متر مقاومت تیغه های کنتاکتور را اندازه گیری کنید. نتیجه بدست آمده را با مشخصات ارائه شده توسط سازنده مقایسه کنید. مقدار بالای مقاومت می تواند ناشی از سایش بیش از اندازه کنتاکت ها به یکدیگر و یا تماس ضعیف بین آن ها باشد.
تمیز کردن تیغه ها
به کمک یک پارچه نرم و خشک و یا یک اسپری پاک کننده می توانید پلاتین کنتاکتور را تمیز کنید. برای این کار از مواد ساینده یا حلال هایی که باعث آسیب رسیدن به تیغه ها شده و یا ممکن است آثاری از خود باقی بگذارند، استفاده نکنید.
سیقلی کردن تیغه ها
کنتاکت های ناهموار، ناصاف و یا آن هایی که حفره رویشان ایجاد شده، نیاز به سیقلی شدن دارند. به وسیله یک کاغذ سمباده نرم یا یک سوهان می توانید این کار را انجام دهید. دقت داشته باشید از کمترین مواد لازم به منظور از بین بردن ناهمواری ها استفاده کنید.
تعویض تیغه های کنتاکتور
اگر در تیغه ها صدمات جدی مانند فرسودگی زیاد، سوختگی، ترک خوردگی و یا جوش خوردگی مشاهده می کنید، بهتر است آن ها را تعویض کنید. باید همیشه تعویض کنتاکت ثابت و متحرک به صورت همزمان انجام شود؛ تا از بالانس بودن آن ها و فشار تماس مناسب اطمینان حاصل شود.
نکته مهم: برای اطمینان از عملکرد درست کنتاکتور، پس از انجام کارهای تعمیر و مراقبت از تیغه ها، آن را تست کنید. و قبل از اینکه دوباره کنتاکتور را در مدار وارد کنید؛ از این موضوع که کنتاکتور در شرایط بار روان و مطمئن کار می کند، اطمینان حاصل کنید.
زمان باز و بسته شدن کنتاکت ها، کنتاکت های کمکی، ولتاژ سیم پیچ و مکانیزم کنترل جرقه نیز باید مورد برسی قرار بگیرند.
جمع بندی
کنتاکتورها در صنایع مختلف کاربرد گسترده ای دارند. در کنتاکتورها وظیفه قطع و اتصال جریان بار به عهده تیغه کنتاکتور است و یا به عبارتی، از طریق تیغه ها جریان بار تامین می شود. از آلیاژهای خاصی برای ساخت این تیغه ها استفاده می کنند. داشتن رسانایی خوب و مقاومت بالا در برابر افزایش دما، از مهم ترین ویژگی آن ها می باشد.
مراقبت و نگهداری از کنتاکت ها، به کارکرد درست و قابل اطمینان آن ها کمک می کند. به کارگیری فرایند نگهداری از کنتاکت ها براساس استاندارد بیان شده در این مقاله، در افزایش طول عمر کنتاکتور و عملکرد مطمئن آن نقش مهمی دارد.