Poză de mostafa mahmoudi pe Unsplash
În domeniul instalațiilor electrice, contactorul joacă un rol esențial în controlul și comanda circuitelor de curent electric. Acesta este un dispozitiv electromagnetic care permite pornirea și oprirea alimentării pentru diverse echipamente electrice cum ar fi motoare sau lămpi.
Prin definiție, un contactor electric poate fi asemănat cu un întrerupător acționat electromagnetic, care este utilizat pentru a realiza și întrerupe circuite de curent alternativ sau continuu. Rolul principal al contactorului este de a comuta sarcini electrice mari folosind un circuit de control de putere mai mică.
Deși pot părea dispozitive simple, contactorii sunt elemente esențiale în sistemele de control de nivel industrial și rezidențial. Aceste componente oferă o modalitate sigură și eficientă de a controla fluxul de curent către echipamente electrice, protejând atât echipamentele, cât și operatorii umani.
În acest articol, vom explora în detaliu contactorul trifazat și principiul său de funcționare. În afară de analiza principiului său de funcționare, vom evidenția componentele sale principale, tipurile de contactoare existente, caracteristicile, precum și modul în care este integrat în schema electrică de cablare și de comandă a contactorilor electrici.
Cuprins:
1. Ce este un contactor electric ca definiție și care este simbolul acestuia în schemele electrice?
2. Schema și componentele unui contactor electric. Tipuri de contactoare electrice
3. Principiul de funcționare sau ce face, de fapt, un contactor electric
1. Ce este un contactor electric ca definiție și care este simbolul acestuia în schemele electrice?
Un contactor electric, ca definiție, reprezintă un dispozitiv sau un aparat cu comutație mecanică, esențial în domeniul instalațiilor electrice, având rolul de a controla fluxul de curent într-un circuit electric. Contactorul este acționat în diverse moduri - altele decât modul manual. Este proiectat să permită sau să întrerupă trecerea curentului electric într-o instalație, la aplicarea unei comenzi, fiind adesea utilizat în aplicații industriale și comerciale.
Poză de Troy Bridges pe Unsplash
Dacă te întrebi ce este și ce rol are un contactor electric din punctul de vedere al funcționării, este bine să reții că această componentă esențială are rolul de a conecta sau deconecta un circuit electric atunci când primește o comandă și de a menține poziția (închisă sau deschisă) până la terminarea comenzii.
-
Domenii principale de utilizare a contactoarelor electrice:
Controlul motoarelor. Contactorii sunt utilizați în sistemele de control ale motoarelor electrice pentru pornirea și oprirea acestora. Ele reprezintă o modalitate eficientă de a gestiona alimentarea cu curent electric a motoarelor în funcție de cerințele de operare.
Automatizări industriale. În diversele domenii ale industriei moderne, contactoarele sunt utilizate în sistemele de automatizare pentru a controla diverse procese, mașini, utilaje sau echipamente. Ele permit operațiuni precum comutarea liniei de producție sau controlul temperaturii și presiunii într-un mod precis și fiabil, de exemplu.
Protecția circuitelor. Un alt aspect important al contactorilor este capacitatea lor de a proteja circuitul împotriva suprasarcinilor și scurtcircuitelor. Aceste componente electrice pot fi integrate în sisteme de protecție pentru a întrerupe rapid alimentarea cu curent electric în situații critice, prevenind astfel deteriorarea echipamentelor și riscul de incendiu.
Distribuția energiei electrice. Contactorii sunt folosiți în tablourile electrice pentru distribuția și controlul energiei electrice către diferite echipamente și dispozitive într-o instalație.
- Tablouri electrice. Contactorii sunt componente esențiale în tablourile electrice de distribuție și control al energiei electrice.
- Instalații de încălzire, ventilație și aer condiționat (HVAC). Aici contactorii permit controlul pornirii și opririi echipamentelor HVAC de mare putere.
- Sisteme de automatizare industrială. Contactorii sunt integrați în linii de producție și mașini-unelte pentru controlul proceselor.
- Echipamente electrocasnice. Găsim contactori în mașini de spălat, uscătoare, cuptor cu microunde și alte aparate electrocasnice.
- Sisteme de energie regenerabilă. Contactorii sunt utilizați în controlul invertoarelor și al generatoarelor eoliene sau fotovoltaice.
Rămânând în sfera definiției contactorului, merită menționate și câteva elemente care stabilesc caracteristicile unui contactor:
- Curenți nominali și de vârf
- Curentul nominal reprezintă valoarea maximă de curent pe care contactorul poate să o comute în mod continuu, fără a se supraîncălzi sau deteriora.
- Curentul de vârf este valoarea maximă de curent electric pe care contactorul o poate suporta pentru o perioadă scurtă de timp, de obicei la pornirea unor echipamente inductive, cum ar fi motoarele electrice.
- Tensiuni de operare
- Tensiunea nominală reprezintă tensiunea la care contactorul este proiectat să funcționeze în mod normal.
- Tensiunea de izolație este tensiunea maximă pe care o poate suporta contactorul între componentele sale conductoare și carcasă, fără a avea loc descărcări electrice periculoase.
- Cicluri de funcționare și durata de viață
- Cicluri de funcționare reprezintă numărul maxim de operații de deschidere/închidere pe care contactorul le poate efectua înainte de a necesita înlocuire.
- Durata de viață electrică este exprimată în numărul de operații sau ore de funcționare, indică perioada de timp în care contactorul poate funcționa în parametrii normali, fără a se defecta.
- Durata de viață mecanică reprezintă numărul maxim de operații pe care mecanismul contactorului le poate efectua, indiferent de sarcina electrică.
Alte caracteristici importante ale contactorilor sunt:
- Clasa de izolaţie termică indică temperatura maximă la care izolanții utilizați pot funcționa în siguranță.
- Grad de protecție IP specifică nivelul de protecție împotriva pătrunderii corpurilor solide și a apei în carcasa contactorului.
Cunoașterea acestor caracteristici este esențială pentru alegerea și achiziția corectă a unui contactorilor care să corespundă cerințelor aplicației și să asigure o funcționare fiabilă și sigură pe termen lung.
În ceea ce privește simbolul contactorilor care se folosește în schemele electrice de comandă bazate pe contactori, acesta este reprezentat de litera ”C”. Schematic, contactorul este reprezentat ca simbol în mod asemănător întrerupătoarelor.
Pentru a reprezenta contactorii în scheme electrice, se folosesc simboluri standardizate care oferă informații esențiale despre tipul și funcția acestora. Înțelegerea corectă a "simbolului contactor" este importantă pentru citirea și interpretarea schemelor electrice.
Simbolul de bază pentru un contactor este un dreptunghi alungit, cu două linii verticale paralele în interior, reprezentând contactele principale. Un cerc alăturat simbolizează bobina de comandă.
Numărul de linii paralele interioare indică numărul de contacte principale (de exemplu, trei pentru un contactor trifazat). Simbolurile suplimentare, cum ar fi săgețile sau literele, furnizează informații despre funcționalități adiționale, cum ar fi reversibilitatea, temporizarea sau existența contactelor auxiliare.
În scheme electrice complexe, se folosesc adesea reprezentări simplificate ale contactorului, constând doar dintr-un dreptunghi sau un simbol generic de tip releu/contactor.
2. Schema și componentele unui contactor electric. Tipuri de contactoare electrice
Integrarea contactorului în diverse scheme de cablare permite controlul eficient al circuitelor de putere. Iată câteva exemple frecvente de conexiuni:
Poză de Troy Bridges pe Unsplash
- Schema electrică de tip comandă directă
În această configurație simplă, bobina de comandă a contactorului este alimentată direct de la un întrerupător, buton sau alt dispozitiv de control. Când acesta este acționat, bobina este excitată, închizând contactele principale și permițând alimentarea echipamentului.
- Schema de tip comandă cu relee
Această schemă adaugă un releu de protecție în circuitul de comandă al contactorului. Releul poate fi acționat de diverse dispozitive de protecție (întrerupătoare de circuit, protecții termice etc.), permiţând deschiderea în siguranță a circuitului de comandă în cazul unor condiții anormale.
- Schema de tip pornire stea-triunghi
Utilizată frecvent pentru motoare trifazate de putere mare, această schemă implică doi contactori. Primul contactor conectează motorul în configurație stea pentru pornire, reducând curentul de pornire. După o scurtă întârziere, al doilea contactor comută motorul la configurația triunghi pentru funcționare normală.
Alte scheme frecvente implică:
- Inversarea sensului de rotație al motoarelor trifazate prin doi contactori și o comutare adecvată a fazelor.
- Comandă de la mai multe puncte prin dispunerea paralelă a butoanelor de pornire/oprire.
- Interblocare electrică sau mecanică pentru evitarea pornirii simultane a unor echipamente incompatibile.
Schemele de cablare pot fi adaptate în funcție de cerințele aplicației, incluzând circuite de semnalizare, temporizare, protecții suplimentare și alte funcționalități. Respectarea normelor și standardelor este esențială pentru asigurarea unei instalații sigure și funcționale.
În funcție de cerințele aplicației și caracteristicile sistemului electric, există mai multe tipuri de contactori disponibile pe piață. Iată câteva dintre cele mai comune categorii:
- Contactori monofazați
Cum sugerează și numele, contactorii monofazați sunt proiectați pentru circuite de curent monofazat. Ele au un singur set de contacte principale și sunt utilizate în aplicații rezidențiale și comerciale simple, cum ar fi sisteme de iluminat, aparate de aer condiționat sau pompe de capacitate redusă.
- Contactori trifazați
Varietățile de contactori trifazați sunt echipați cu trei seturi de contacte principale, câte unul pentru fiecare fază a sistemului trifazat. Sunt utilizați în principal în medii industriale și comerciale pentru controlul motoarelor trifazate, încălzitoare, compresoare și alte sarcini de putere mare.
- Alte tipuri de contactori (în funcție de tensiune, curent, mediu etc.)
- Contactorii pentru curenți mici sunt proiectați pentru circuite de control și semnalizare de joasă tensiune.
- Contactorii pentru curenți mari sunt capabili să comute sarcini de curent foarte mare, de ordinul miilor de amperi.
- Contactorii rezistenți la medii dure sunt construiți pentru a rezista la condiții extreme de temperatură, umiditate, vibrații etc.
- Contactorii cu temporizare includ funcții de temporizare pentru întârzieri la pornire/oprire sau cicluri repetitive.
- Contactorii reversibili permit schimbarea direcției de rotație a motoarelor trifazate.
Fiecare tip de contactor are caracteristici specifice de tensiune nominală, curent nominal, număr de contacte auxiliare și alte particularități care le fac potrivite pentru anumite aplicații. Alegerea corectă a tipului de contactor este esențială pentru siguranța și eficiența sistemului electric. De asemenea, o atenție specială trebuie acordată calității acestor echipamente care trebuie să fie conformă cu scenariul de utilizare, precum și montajului, care este imperios necesara fi realizat de electricieni autorizați și cu experiență în astfel de aparataj.
Acum că am aflat împreună ce este un contactor și câte tipuri principale de contactoare electrice există, este timpul să aflăm și care sunt componentele esențiale ale unui astfel de dispozitiv.
- Contactele principale - sunt elementele fixe și mobile care asigură trecerea continuă a curentului principal. În cazul contactorilor trifazați de curent alternativ, acestea sunt în număr de trei sau de multiplu de trei. Contactele principale la aceste tipuri de contactori sunt cele care comută cele trei faze de curent alternativ.
Contactele pot fi de tip normal deschis (NO) sau normal închis (NC), în funcție de poziția lor în repaus. De asemenea, contactele pot fi de tip simplu sau dublu, în funcție de numărul de puncte de contact. Contactele se pot uza sau se pot lipi din cauza arcului electric de comutație, de aceea trebuie verificate și curățate periodic.
Tocmai de aceea, este indicat ca în cazul contactorilor, ca de altfel în cazul oricărui echipament electric, să alegi doar produse de calitate și conforme cu normele tehnice în materie.
- Sistemul de acționare este elementul care asigură acționarea contactelor mobile. Acest sistem este diferit în funcție de tipul contactorului. Astfel, de exemplu, la contactoarele electromagnetice, sistemul de acționare este, de fapt, un electromagnet prin care trece curent continuu sau alternativ.
- Carcasa contactorului asigură izolarea pieselor aflate sub tensiune și are și rolul da asigura poziționarea componentei în poziție normală cu ajutorul unui sistem de prindere. Carcasa este realizată din materiale electroizolante, rezistente la șocuri mecanice și termice. Elementele de fixare sunt șuruburi, piulițe, șaibe, etc., care asigură legătura între carcasa și componentele contactorului. Carcasa și elementele de fixare trebuie să fie curate și să nu prezinte fisuri sau deformări.
- Camerele de stingere au rolul esențial de a contribui la stingere arcului electric care se formează între contactele principale ale contactorului. Aceste camere de stingere sunt diferite, în funcție de tipul de curent cu care se lucrează. În cazul curentului continuu, camerele de stingere ale contactorului sunt bazate pe principiul deionizării și al suflajului magnetic. În cazul contactorilor de curent alternativ, principiile de funcționare ale camerelor de stingere sunt: efectul de electrod și efectul de nișă.
Dispozitive de protecție ale contactorilor pot fi siguranțe fuzibile, relee termice, relee magnetice, etc., care deconectează bobina sau circuitul de forță în caz de suprasarcină sau scurtcircuit. Dispozitivele de suprimare a arcului electric pot fi camere de stingere, plăcuțe de carbon, condensatori, etc., care reduc tensiunea sau curentul arcului electric, sau îl îndepărtează de contacte.
- Releele de protecție care pot fi termice sau electromagnetice.
- Contactele auxiliare sunt cuplate cu cele principale și constituie circuitele auxiliare ale contactorului. Aceste elemente au rolul de a menține sub tensiune bobina electromagnetului (sistem de acționare al contactorului) sau pot avea rol de semnalizare. Contactele auxiliare sunt cele care comută semnalele de comandă, de protecție sau de interblocare
3. Principiil de funcționare sau ce face, de fapt, un contactor electric
Luând ca exemplu modul în care funcționează un contactor trifazat și analizându-i principiul de funcționare, acesta este, ca definiție, așa cum deja știi, un dispozitiv electric care poate comuta un circuit de forță trifazat, în funcție de o comandă aplicată la o bobină a unui electromagnet. Principiul de funcționare al contactorului trifazat se bazează pe acțiunea electromagnetului, care atrage sau respinge un ansamblu mobil de contacte, în funcție de starea bobinei.
Poză de Bru-no pe Pixabay.com
Când bobina este alimentată cu curent alternativ sau continuu, electromagnetul se activează și închide contactele principale, stabilind astfel circuitul de curent trifazat. În același timp, contactele auxiliare se închid sau se deschid, în funcție de tipul lor (normal deschis sau normal închis), realizând astfel funcții auxiliare, cum ar fi semnalizarea, interblocarea sau protecția.
Când bobina nu mai este alimentată cu curent electric, electromagnetul se dezactivează și deschide contactele principale, întrerupând astfel circuitul de curent trifazat. În același timp, contactele auxiliare se deschid sau se închid, revenind la starea lor inițială.
Pentru a asigura comanda contactorului trifazat, se folosește un circuit de comandă separat, care poate fi alimentat cu o tensiune diferită de cea a circuitului de forță. Circuitul de comandă poate fi realizat cu butoane, întrerupătoare, relee, temporizatoare, etc., care pot activa sau dezactiva bobina contactorului.
Pentru a asigura automenținerea contactorului trifazat, se folosește o buclă de reținere, care constă în conectarea unui contact auxiliar de tip normal deschis în paralel cu butonul de pornire. Astfel, când se apasă butonul de pornire, bobina se alimentează și contactul auxiliar se închide, menținând astfel bobina alimentată chiar dacă se eliberează butonul. Pentru a opri contactorul, se apasă butonul de oprire, care întrerupe circuitul de comandă și bobina nu mai este alimentată cu curent electric.
Pentru a asigura inversarea contactorului trifazat, se folosesc doi contactori trifazați, care au contactele principale conectate în cruce, astfel încât să inverseze fazele la ieșire. Pentru a evita scurtcircuitul între cei doi contactori, se folosesc contacte auxiliare de tip normal închis, care se interblochează reciproc, astfel încât să nu poată fi alimentate simultan.
-
Sfaturi și recomandări pentru utilizatori
Indiferent dacă ești un electrician profesionist sau un pasionat al proiectelor electrice, urmarea unor sfaturi și recomandări adecvate te poate ajuta să utilizezi contactorii în mod eficient și sigur.
- Selectarea contactorului potrivit
Evaluează cu atenție sarcina electrică (putere, curent, factor de putere) pentru a alege un contactor cu specificații corespunzătoare. Nu face rabat de la calitate, alegând doar cele mai ieftine componente electrice. Alege mereu contactori de calitate, de la mărci de încredere.
Ia în considerare condițiile de mediu în care va fi executat montajul (temperatură, umiditate, vibrații) și alege un contactor cu gradul de protecție IP adecvat.
Consultă standardele și reglementările aplicabile pentru a te asigura că modelul de contactor ales este compatibil cu cerințele locale.
-
Instalare și cablare corecte
- Asigură-te că dimensiunea cablurilor și a dispozitivelor de protecție este compatibilă cu curentul nominal al contactorului.
- Ia toate măsurile de precauție pentru a preveni șocurile electrice și arcurile electrice în timpul instalării.
- Verifică cu atenție toate conexiunile electrice înainte de a alimenta circuitul.
- Măsuri de siguranță
- Utilizează echipamentul de protecție personal adecvat (mănuși izolante, ochelari de protecție) când lucrezi cu contactori.
- Implementează măsuri de blocare/etichetare pentru a preveni pornirea accidentală în timpul lucrărilor de întreținere.
- Respectă toate reglementările și procedurile de siguranță aplicabile.
-
Întreținere periodică
- Curăță periodic contactorul pentru a îndepărta praful și murdăria acumulate.
- Înlocuiește componente uzate, cum ar fi contactele sau arcurile, conform recomandărilor producătorului.
Prin respectarea acestor sfaturi și recomandări, vei putea exploata la maximum potențialul contactorilor electrici și veți contribui la menținerea unei rețele electrice sigur și eficient.
Așadar, contactorii electrici sunt elemente cheie în arhitectura sau schemele de montaj ale rețelelor cu multiple aplicații în diverse domenii. Înțelegerea modului de funcționare al acestor componente electrice esențiale este un pas mai departe către asigurarea bunei funcționări a echipamentelor și a rețelelor electrice în a căror componență sunt folosite.
