Контактори за промишлени приложения

• Контакторите са предназначени главно за употреба в приложения, в които е необходимо комутирането на токове с по-голяма величина
  
  
• Те са с по-големи размери и тегло в сравнение с релетата и скоростта им на комутиране е значително по-ниска
  
  
• Контакторите генерират повече топлина, отколкото релетата, и това трябва да бъде отчетено при избора на подходящо устройство за конкретна инсталация

Контакторите са електрически устройства, които се използват за комутиране на електрически вериги. Те формират подкатегория от електромагнитни комутатори, познати като релета. Релетата представляват електрически управлявани комутиращи устройства, използващи електромагнитна бобина за отваряне и затваряне на набор от контакти. Това действие води или до установяване, или до прекъсване на веригата. Контакторите са специфичен тип релета, макар между двете устройства да има някои важни разлики. Контакторите са предназначени главно за употреба в приложения, в които е необходимо комутирането на токове с по-голяма величина.

За какво се използват контакторите

Електрическите контактори се използват в широк диапазон от ситуации, при които има необходимост от многократно комутиране на електроенергията към една верига. Подобно на релетата, те са предназначени и конструирани за изпълнение на тази задача в рамките на няколко хиляди цикъла.
Контакторите се избират предимно за по-високомощни приложения в сравнение с релетата. Това е така заради способността им да позволят ниски напрежения и токове да комутират верига с напрежения/токове с много по-голяма величина.

Обикновено контакторите се използват в ситуации, в които товари трябва да се включват и изключват често или бързо. Те обаче могат да бъдат конфигурирани така, че или да захранват верига, когато се задействат (нормално отворени или NO контакти), или да прекъснат захранването към верига при задействане (нормално затворени или NC контакти).

Двете класически приложения на контакторите са като пускател за електродвигатели, като тези, използващи спомагателни контакти и конектори за употреба в електрически превозни средства, и в системи за управление на високомощно осветление. Когато един контактор се използва като магнитен пускател за електромотор, той обикновено предоставя и редица други функции за безопасност, като прекъсване на подаването на електроенергия, защита при късо съединение, защита при претоварване и защита при понижаване на напрежението.

При използване на контакторите за управление на високомощни осветителни инсталации те често се аранжират в самозадържаща конфигурация, за да се понижи общото потребление на енергия. Тази конфигурация включва две електромагнитни бобини, работещи в тандем. Едната бобина затваря контактите на веригата при краткотрайно възбуждане и ги придържа затворени магнитно. Втората бобина ги отваря отново при захранване. Този подход е особено разпространен за автоматизация на мащабни инсталации за осветление на офиси, търговски обекти и индустриални съоръжения. Принципът му е аналогичен на работния принцип на самозадържащите релета, които обаче се използват в по-малки вериги с намалени натоварвания.

Тъй като контакторите са предназначени специално за подобни високонапреженови приложения, те обикновено са с по-големи размери и са по-издръжливи от стандартните релейни комутиращи устройства. Повечето електрически контактори все пак се проектират така, че да са лесни за пренасяне и монтаж.

Работен принцип

За да се разбере по-добре как работи един контактор, е полезно да се познават трите му основни компонента. Това обикновено са бобината, контактите и корпусът на устройството.

Бобината, или електромагнитът, е ключовият компонент на един контактор. В зависимост от това как е настроено устройството той извършва специфично действие върху комутиращите контакти (отваряйки или затваряйки ги) при захранване.

Контактите са компонентите на устройството, който пренасят електроенергия през комутираната верига. В повечето контактори има различни видове контакти, включително пружини и електрически контакти. Всеки вид изпълнява специфична функция при преноса на ток и напрежение.
Корпусът на контактора е друга важна част от устройството. Това е кутията, в която са разположени бобината и контактите, спомагайки за изолиране на тези ключови компоненти. Корпусът защитава потребителите от случаен допир до всякакви проводящи части на комутатора, като предлага и надеждна защита срещу рискове, като прегряване, взрив и опасности, свързани със заобикалящата среда – навлизане на мръсотия и влага.

Работният принцип на електрическите контактори е прост. Когато през електромагнитната бобина преминава ток, се създава магнитно поле. Това кара котвата в контактора да се придвижи по определен начин спрямо електрическите контакти. В зависимост от това как е проектирано специфичното устройство и ролята, за която е предназначено, това обикновено е насочено или към отваряне, или към затваряне на контактите.

Ако контакторът е проектиран като нормално отворен (NO), възбуждането на бобината с напрежение ще сближи контактите, установявайки верига, и ще позволи протичането на електроенергия по веригата. При спиране на захранването към бобината контактите ще се отворят и веригата ще бъде прекъсната. По този начин функционират повечето контактори.

Нормално затворените (NC) контактори работят наобратно. Веригата е затворена, когато контакторът не е под напрежение, и се прекъсва, когато към електромагнита се подаде ток. Това е по-рядко срещана конфигурация за контактори, въпреки че е относително разпространена алтернатива за стандартните релейни комутатори.
Контакторите могат бързо да изпълнят тази комутираща задача в рамките на много хиляди (или милиони) цикли по време на пълния им експлоатационен живот.

Разлика между контактори и релета

Въпреки че вече бе споменато, че контакторите се използват за по-високомощни приложения в сравнение с релетата, разбирането на всички технически разлики между двата вида устройства е малко по-сложно.

Контакторите са предназначени и конструирани, за да издържат на много по-високомощни приложения за комутиране, отколкото релетата за управление. Релетата обикновено се използват с товари от около 5 – 15 A, като най-често номиналната им стойност е 10 A или по-малко.
Контакторите почти винаги са настроени в конфигурация нормално отворени (NO). Това означава, че веригата ще бъде установена само докато към електромагнита в контактора се подава ток. Релетата лесно могат да бъдат намерени и с нормално отворени, и с нормално затворени контакти.
Обикновено контакторите предлагат много по-широк диапазон на прекъсвания на електрозахранването и защити за безопасност поради факта, че са предназначени за по-високомощни приложения.

Сред стандартните функции за безопасност на контакторите са: пружинни контакти, за прекъсване на електрическа верига, ако контакторът е изключен; защита от претоварване, задействаща се, ако към веригата се подаде свръхток за определен период; магнитно потискане на електрическа дъга, принуждаващо дъгата да измине по-дълго разстояние, отколкото може да бъде поддържано от енергията, която носи.
Тъй като контакторите са предназначени за тежки, високомощни приложения, физически те са по-големи и по-тежки от релетата и скоростта им на комутиране е значително по-ниска. В повечето случаи те са и по-скъпи от релетата и консумират повече електроенергия заради по-големите си електромагнитни бобини.

Избор на контактори

На пазара се предлагат множество различни видове контактори, включително еднофазни и трифазни. Изборът на най-подходящия електрически контактор за дадено приложение включва внимателна оценка на различни параметри, характеристики и спецификации. Товаровите изисквания и номиналните стойности на тока и напрежението винаги са сред най-важните съображения.

Магнитните контактори функционират изцяло на база електромагнетизъм и следователно не се нуждаят от каквато и да е пряка намеса, за да изпълняват ролята си непрекъснато. Това ги прави едни от най-ефективните и надеждни устройства, тъй като електромагнитното комутиране изисква малко количество електроенергия. То позволява и изцяло дистанционното управление на контактора. Почти всички електрически контактори днес работят на тази основа.

Номиналните стойности на контакторите обикновено се дават като два отделни параметъра – максимално напрежение на комутиране и максимален ток на комутиране. Горните граници на напрежение и ток, на които може да издържи определен бранд или модел комутатор, винаги трябва да се оценяват директно спрямо изискванията на веригата или двигателя, в които той се използва.

Макар да е възможно един продукт да бъде описан като 230 V, 240 V или 1000 V DC, по-подробните спецификации на производителя обикновено дават директна информация за максималното напрежение на бобината, номиналния ток на контакт, номиналното напрежение на контакт и общата мощност на устройството. Те съдържат и списък на спомагателните контакти, типа изводи, конфигурацията в нормално положение и минималната и максималната работна температура.

Контакторите генерират повече топлина, отколкото релетата, и това трябва да бъде отчетено при избора на подходящо устройство за конкретна инсталация.
Добре е да се има предвид, че не е задължително напрежението на бобината на контактора да е същото като напрежението на комутирания товар. Например, напрежението на бобината би могло да бъде 24 V DC, а комутираният двигател да бъде 400 V DC. Обикновено наличните напрежения на бобината са 12, 24, 48, 110, 230 и 400 V.