تصور کنید در یک واحد صنعتی تعداد زیادی بار الکتریکی نظیر موتور ها وجود دارد. این بارها باعث کاهش ضریب توان در شبکه می شوند و باعث اخطار از سوی اداره برق می شوند. برای بهبود ضریب توان، نیاز به استفاده از بانک خازنی داریم. اما باید دانست که خازن ها دارای جریان راه اندازی بسیار بالا هستند. برای جلوگیری از آسیب به خازن ها ناشی از این جریان های شدید، از تجهیزی به نام کنتاکتور خازنی استفاده می شود. در این مقاله به
عملکرد کنتاکتور خازنی، اجزا و کاربرد آن می پردازیم.
کنتاکتور خازنی چیست؟
خازن ها به منظور بهبود توان فعال در شبکه های برق وارد می شوند تا تأثیر سلفی بارها را با نزدیک کردن ضریب توان به یک (نسبت توان فعال به توان ظاهری) اصلاح کنند. چرا که خازن ها در ابتدا جریان بسیار بالایی از شبکه می کشند، نیاز به محدود کردن این جریان تا حد زیادی وجود دارد. از آنجایی که نمی توان اجازه عبور جریان بالایی از خازن ها از طریق تیغه های کنتاکتور های معمولی داد،
کنتاکتور خازنی (کنتاکتور تخصصی خازنی یا capacitor duty contactor) در سیستم های بانک خازنی به عنوان تجهیزی حیاتی استفاده می شود. این تجهیز به منظور کنترل جریان هجومی (inrush current) و سوئیچ کردن خازن ها به منظور بهبود ضریب توان (Power Factor Correction/PFC) به کار می رود.
اجزای کنتاکتور خازنی
کنتاکتور خازنی از چند بخش اصلی تشکیل شده است، این بخش ها عبارتند از:
بوبین: با اتصال کنتاکتور به منبع تغذیه، بوبین ایجاد میدان مغناطیسی می کند. این میدان مغناطیسی باعث جذب هسته متحرک به هسته ثابت می شود و تیغه های کنتاکتور را بسته می کند. با بسته شدن تیغه ها، خازن ها به مدار متصل می شوند.
بدنه: این بخش نگهدارنده بوبین و هسته کنتاکتور است. کنتاکتور از این طریق روی ریل نصب می شود.
کنتاکت های اصلی: این کنتاکت ها مسیر عبور جریان برق به خازن ها هستند.
سیم های مقاومت دار: این سیم ها محدود کننده پیک اولیه جریان هستند و عملکرد آن ها مشابه سلف است. آن ها به صورت دوتایی در بالا و پایین با
کنتاکت های کمکی سری شده اند.
واحد سوئیچینگ خازنی یا کنتاکت کمکی: این بخش به صورت موازی با کنتاکت های اصلی کنتاکتور قرار می گیرد. آن ها مدت کوتاهی (حدود چند میلی ثانیه) زودتر از کنتاکت های اصلی، برای دمپ جریان هجومی متصل می شوند.
لوازم جانبی کنتاکتور خازنی
لوازم جانبی کنتاکتور خازنی عبارتند از:
خازن: خازن به عنوان یک عضو کنترلی در مدارهای الکتریکی با بارهای با توان بالا عمل می کند. خازن های استفاده شده در کنتاکتور های خازنی معمولا به دو دسته تقسیم می شوند: خازن های ثابت و خازن های قابل تنظیم.
رله: رله ها برای کنترل سوئیچ کردن برق در مدارهای الکتریکی با بارهای با توان بالا استفاده می شوند. این دستگاه ها معمولا با استفاده از یک سیم کنترلی یا سیگنال کنترلی، کنترل می شوند و ارتباط بین مدارهای الکتریکی را فراهم می کنند.
مبدل فرکانس: مبدل فرکانس یک وسیله الکترونیکی است که برای تبدیل فرکانس برق ورودی به فرکانس خروجی مورد نظر استفاده می شود. این لوازم جانبی برای کنترل سرعت موتورهای الکتریکی با استفاده از کنتاکتور های خازنی بسیار مفید هستند.
ترمینال ها: ترمینال ها یا محل های اتصال در کنتاکتور های خازنی برای اتصال سیم های برق و مدارهای الکتریکی به کنتاکتور استفاده می شوند.
ترمینال های بزرگتر در کنتاکتور های خازنی معمولا برای اتصال سیم های برق با قطر بزرگ تر استفاده می شوند.
سیم های برق: سیم های برق برای اتصال کنتاکتور های خازنی به مدارهای الکتریکی و منبع تغذیه استفاده می شوند. سیم های برق معمولا در دو نوع مختلف برای انواع مختلف کاربرد ها مورد استفاده قرار می گیرند.
عملکرد کنتاکتور خازنی
در ادامه،
عملکرد کنتاکتور خازنی را در حالت تحریک و عدم تحریک بررسی می کنیم:
کنتاکتور در حالت تغذیه برق (تحریک بوبین)
هنگامی که بوبین
کنتاکتور تحریک می شود، کنتاکت های واحد سوئیچینگ خازنی، چند میلی ثانیه زودتر از کنتاکت های اصلی بسته می شوند و خازن ها وارد مدار می شوند. در لحظه ابتدایی، جریان زیادی تمایل به عبور از خازن ها دارد. این جریان از سیم های مقاومت دار که با کنتاکت های کمکی سری شده اند، عبور می کند. این سیم ها به دلیل عملکرد مشابه سلف، تغییرات ناگهانی در جریان را مانع می شوند، در نتیجه جریان ابتدایی محدود می شود و بعد از آن کنتاکت های اصلی بسته می شوند و جریانِ دمپ شده از آن ها عبور می کند. سپس کنتاکت های کمکی به طور خودکار باز می شوند و از مدار خارج می شوند.
کنتاکتور در حالت عدم تغذیه برق (عدم تحریک بوبین)
در حالت بی برق، کنتاکت ها هیچ جریان خازنی را عبور نمی دهند و کنتاکتور آماده برای یک چرخه جدید است. کنتاکت ها در حالت نرمال (عدم تحریک) باز هستند (NO) که با تست بازر می توان آن ها را بررسی کرد. وقتی بوبین تحریک می شود، کنتاکت ها بسته می شوند (NC) و بعد از قطع جریان برق، دوباره به حالت اولیه باز می گردند.
کاربرد کنتاکتور خازنی
کنترل فاکتور قدرت: کنتاکتور های خازنی برای بهبود فاکتور قدرت در سیستم های برقی به کار می روند. با افزودن خازن به سیستم، توان راکتیو (توان بدون استفاده) کاهش می یابد و فاکتور قدرت بهبود می یابد. این کنتاکتور ها قادر به سوئیچ کردن خازن های بزرگ هستند تا فاکتور قدرت را بهبود دهند و بار راکتیو را کاهش دهند.
کاهش هزینه های انرژی: با استفاده از کنتاکتور های خازنی، می توان هزینه های انرژی را کاهش داد. زمانی که فاکتور قدرت سیستم بهبود می یابد، مصرف توان راکتیو کاهش می یابد. این موضوع می تواند باعث کاهش هزینه های قابل توجهی در عملکرد سیستم های برقی شود.
کنترل ولتاژ: کنتاکتور های خازنی می توانند برای کنترل و تنظیم ولتاژ در سیستم های برقی به کار روند. با اتصال خازن به سیستم، ولتاژ در نقاط مورد نظر کنترل می شود و مشکلاتی مانند سقوط ولتاژ در خطوط تغذیه جلوگیری می شود.
کاهش تنش برقی: کنتاکتور های خازنی می توانند در کاهش تنش برقی در سیستم های برقی موثر باشند. خازن ها قادرند به طور موثر انرژی الکتریکی را ذخیره کنند و در زمان های نیاز به آن انرژی را تخلیه کنند. این کنتاکتور ها با استفاده از خازن های بزرگ، تنش های برقی را تنظیم کرده و از تغییرات ناخواسته و ضربه های الکتریکی در سیستم جلوگیری می کنند.
کنترل هارمونیک ها: هارمونیک ها ناشی از تناوب نامنظم و نامتعادل جریان و ولتاژ در سیستم های برقی هستند. با استفاده از کنتاکتور های خازنی، می توان هارمونیک ها را کاهش داد و تأثیر آنها را بر عملکرد سیستم ها کاهش داد.
بهبود عملکرد موتور ها: با استفاده از کنتاکتور های خازنی می توان عملکرد موتور ها را بهبود بخشید. خازن ها به عنوان منابع توان راکتیو در نزدیکی موتور قرار می گیرند و با افزایش فاکتور قدرت، کارایی موتور بهبود می یابد و افت ولتاژ در نقاط کاری موتور را کاهش می دهد.
کنتاکتور های خازنی به طور گسترده در صنایع مختلف از جمله صنعت برق، صنایع ماشین آلات، سیستم های نورپردازی، سیستم های انتقال و توزیع برق و سیستم های راه آهن استفاده می شوند. این اجزا باعث بهبود عملکرد، بهینه سازی مصرف انرژی و کنترل دقیق تر سیستم های برقی می شوند.
فروشگاه اینترنتی آرانرژی ارائه دهنده انواع تجهیزات فشار ضعیف اشنایدر الکتریک 