تصور کنید در یک واحد صنعتی، بارهای سلفی مانند موتور وجود دارد. بارهای سلفی ضریب توان cos را در شبکه کاهش می‌دهند و در نتیجه موجب اخطار از سوی اداره برق می‌شود. در این شرایط برای اصلاح ضریب توان باید از بانک خازنی استفاده کرد.
توجه کنید که خازن ها جریانات راه اندازی بالایی دارند.

اما ممکن است در این بین سوالی پیش بیاید که آیا این جریان‌های بسیار بالا در مدارات و خازن‌ها مشکلاتی ایجاد می‌کنند؟ برای رفع این مشکلات باید چه کرد؟

برای اینکه بتوان از بروز مشکلات به خازن‌ها جلوگیری کرد باید از تجهیزی به نام کنتاکتور خازنی استفاده کنید.

در این مقاله با کنتاکتور خازنی، مزایای کنتاکتور خازنی، تفاوت کنتاکتور خازنی با کنتاکتور معمولی و نحوه عملکرد کنتاکتور خازنی آشنا می‌شویم.

کنتاکتور خازنی

کنتاکتور خازنی چیست؟ به کنتاکتورهایی که برای راه‌اندازی خازن‌های قدرت که برای اصلاح ضریب قدرت استفاده می‌شوند، کنتاکتور خازنی (capacitive contactor) می‌گویند. کنتاکتورهای خازنی با نام‌های دیگری همچون capacitive duty contactor ،power contactor و capacitive switching contactor نیز شناخته می‌شوند.

معمولاً خازن‌ها در بانک خازن به کار گرفته می‌شوند و از یک کنتاکتور معمولی، کنتاکت کمکی مخصوص کنتاکتور خازنی و ۶ تکه سیم با مقاومت بالاتر از سیم‌های معمولی تشکیل شده است. ساختار این کنتاکتورها طوری است که کنتاکت کمکی و کنتاکتور اصلی از لحاظ مکانیکی به هم متصل هستند و از لحاظ الکتریکی هم به وسیله سیم به صورت موازی به هم متصل شده‌اند.

اجزای کنتاکتور خازنی

در بخش قبلی در مورد کنتاکتور خازنی چیست صحبت کردیم، در این بخش به معرفی اجزای کنتاکتور خازنی می‌پردازیم:

اجزای کنتاکتور خازنی شامل کنتاکتور معمولی، سوئیچینگ خازنی و سیم‌هایی با مقاومت بالا می‌باشد. واحدهای سوئیچینگ خازنی بر روی کنتاکتورها قرار می‌گیرند و سیم‌های مقاومت‌دار از بالا به پایین به ترمینال‌های کنتاکتور متصل می‌شوند.

اجزای کنتاکتور خازنی

در ادامه اجزای مختلف کنتاکتور خازنی شرح داده شده است:

بوبین‌ها

با اتصال کنتاکتورها به برق در بوبین میدانی مغناطیسی ایجاد می‌شود که این میدان هسته متحرک را به هسته ثابت شده جذب می‌کند وتیغه‌های کنتاکتور بسته می‌شوند و با بسته شدن تیغه‌های کنتاکتور خازن‌ها وارد مدار می‌شوند.

بدنه

بدنه، نگهدارنده‌ای برای بوبین و هسته کنتاکتور است و کنتاکتور از این طریق بر روی ریل نصب می‌شود.

کنتاکت‌های اصلی

کنتاکت‌های اصلی مسیر عبور جریان برق به خازن‌ها هستند.

سیم‌های مقاومت‌دار

سیم‌های مقاومت‌دار محدود کننده‌ای برای پیک اولیه جریان هستند و عملکرد آنها مشابه سلف ها است. این سیم‌ها به صورت دوتایی در بالا و پایین با کنتاکت‌های کمکی سری می‌شوند.

واحد سوئیچینگ خازنی یا کنتاکت کمکی

واحد سوئیچینگ خازنی به صورت موازی با کنتاکت‌های اصلی کنتاکتور قرار می‌گیرد. در واقع سوئیچینگ خازنی مدت کوتاهی زودتر از کنتاکت‌های اصلی برای دمپ جریان هجومی متصل می‌شوند.

مزایای کنتاکتور خازنی

یکی از مهمترین مزایای کنتاکتور خازنی طول عمر بالای این نوع کنتاکتور می‌باشد. علاوه بر طول عمر بالا، کنتاکتورهای خازنی مزایای دیگری نیز دارند که در ادامه بیان شده است:

دمپِ جریان هجومی
افزایش طول عمر خازن‌ها
سوئیچینگ نرم
قابلیت اطمینان بالا
پایین آمدن تلفات اهمی
جلوگیری از توقف ناگهانی سیستم ها
کاهش هزینه‌های تابلو برق‌ها
بهینه سازی تابلو برق‌ها

کاربرد کنتاکتور خازنی

همانطور که در ابتدای مقاله گفته شد کنتاکتورهای خازنی قطعات الکتریکی هستند که برای کنترل و سوئیچینگ خازن‌ها در سیستم‌های برقی استفاده می‌شوند. این کنتاکتورها دارای کنتاکت‌های خازنی هستندکه می‌توانند جریان‌های بالا و ولتاژ‌های بزرگ خازن‌ها را تحمل کنند. در واقع هر جایی که نیاز به ضریب توان و استفاده از بانک خازنی داریم، باید از کنتاکتور خازنی استفاده کنیم. به طور خاص، کنتاکتور خازنی برای تغییر و سوئیچینگ خازن‌های تک پله و چند پله در بانک خازنی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این رو کنتاکتورهای خازنی کاربردهای زیادی دارند که کاربردهای اصلی کنتاکتور خازنی به شرح زیر می‌باشند:

کنترل فاکتور قدرت

کنتاکتور خازنی برای افزایش بهبود فاکتور قدرت در سیستم‌های برقی استفاده می‌شود. با اضافه کردن خازن‌ها به سیستم‌ها توان راکتیو کاهش پیدا می‌کند و فاکتور قدرت بهبود می‌یابد. این کنتاکتورها قادر به سوئیچینگ خازن‌های بزرگ هستند تا بار راکتیو ها را کاهش دهند و به بهبود فاکتور قدرت کمک کنند.

کاهش هزینه‌های انرژی

با به کار بردن کنتاکتورهای خازنی می‌توان هزینه‌های انرژی را کاهش داد. زمانی که فاکتور قدرت سیستم بهبود پیدا می‌کند، انرژی اضافی که به عنوان توان راکتیو مصرف می‌شود، کاهش می‌یابد. این موضوع به کاهش هزینه‌های انرژی در برقراری و عملکرد سیستم‌های برقی کمک بسیاری می‌کند.

کنترل ولتاژ

از کنتاکتورهای خازنی می‌توان برای کنترل و تنظیم ولتاژ در سیستم‌های برقی استفاده کرد. با اتصال خازن به سیستم، ولتاژ در نقطه مورد نظر کنترل می‌شود و مشکلاتی مانند افت ولتاژ در خط رخ نمی‌دهد.

کاهش تنش های برقی

کنتاکتورهای خازنی در کاهش تنش برقی در سیستم‌های برقی تاثیر بسیاری می‌گذارند. خازن‌ها می‌توانند به طور موثری انرژی الکتریکی را ذخیره کرده و در زمان‌های مورد نیاز آنها را تخلیه کنند. این کنتاکتورها با استفاده از خازن‌های بزرگ، تنش‌های برقی را تنظیم کرده و از ضربه‌های الکتریکی در سیستم جلوگیری می‌کنند.

کنترل هارمونیک‌ها

کنترل هارمونیک‌ها از تناوب نامنظم و نامتعادل جریان و ولتاژ در سیستم‌های برقی هستند که با استفاده از کنتاکتورهای خازنی می‌توان این هارمونیک‌ها را کاهش داد و تاثیر آنها را بر عملکرد سیستم کم کرد.

بهبود عملکرد موتورها

با به کارگیری کنتاکتورهای خازنی می‌توان به بهبود عملکرد موتورها کمک بسیاری کرد. زیرا خازن‌ها به عنوان منابع توان راکتیو در نزدیکی موتور ها قرار می‌گیرند و با افزایش قدرت، کارایی موتور بهبود پیدا می‌کند. در نتیجه افت ولتاژ در نقاط کاری موتورها را کاهش می‌دهد.

به طور کلی کنتاکتورهای خازنی در صنعت‌هایی مانند صنعت برق، صنایع ماشین آلات، سیستم‌های نورپرداز، سیستم‌های انتقال و توزیع برق و سیستم‌های راه آهن استفاده می‌شوند.

نحوه عملکرد کنتاکتور خازنی

نحوه عملکرد کنتاکتور خازنی را در دو حالت تحریک (برق‌دار) و عدم تحریک (بی‌برق) بررسی می‌کنیم:

کنتاکتورها در حالت برق‌دار

زمانی که بوبین‌ها برق دار شدند کنتاکت‌های واحد سوئیچینگ خازنی زودتر از کنتاکت‌های اصلی بسته می‌شوند و خازن‌ها را وارد مدار می‌کنند. در وهله اول جریان بسیار زیادی تمایل به عبور از خازن‌ها را دارد که این جریانات از سیم‌های مقاومت‌دار که با کنتاکت‌های کمکی متصل شده‌اند عبور می‌کند؛ این سیم‌ها به دلیل عملکرد مشابه با سلف از تغییرات ناگهانی جریانات جلوگیری می‌کنند و در نتیجه جریانات ابتدایی محدود شده و بعد از آن کنتاکت‌های اصلی بسته می‌شوند و جریان دم شده از آنها عبور می‌کند وکنتاکت‌های کمکی به طور خودکار باز شده و از مدار خارج می‌شوند.

کنتاکتور در حالت بی برق

• خازن پی کی سی
• رگولاتور لیفاسا
• رگولاتور فراکو
• رگولاتور پارس کاپا سی تو
• رگولاتور پی کی سی

کنتاکت‌ها در حالت بی برق (عدم تحریک بوبین) هیچ جریان خازنی را عبور نمی‌دهند و کنتاکتور آماده برای یک چرخه جدید می‌باشد. کنتاکت‌ها در حالت نرمال باز هستند که با استفاده از تست بازر آنها را می‌توان بررسی کرد؛ زمانی که بوبین تحریک می‌شود کنتاکت‌ها بسته شده و بعد از قطع جریان برق دوباره به حالت اولیه برمی‌گردند.

ویژگی های کنتاکتور خازنی عبارتند از :

محدوده ولتاژ ورودی کنتاکتور خازنی برابر است با 400 تا 690 ولت
محدوده خروجی کنتاکتور خازنی برابر است با 12.5 تا 100 kvar (کیلو وار)
میرایی عالی جریان هجومی
بهبود کیفیت برق
عمر مفید بیشتر کنتاکتهای اصلی کنتاکتور
سوئیچینگ نرم خازن و در نتیجه آن عمر مفید بیشتر
عمر مفید بانک خازنی به عنوان مصرف کننده
کاهش تلفات اهمی
بکارگیری کنتاکت ها با عملکرد برف پاک کن
مقاومت های ضد ضربه و محافظت شده
دسترسی آسان برای اتصال کابل

تفاوت کنتاکتور خازنی با کنتاکتور معمولی در چیست؟

ما در مقاله‌ای تحت عنوان کنتاکتور چیست؟ کنتاکتورهای معمولی را بررسی کرده‌ایم. در این اینجا برررسی می‌کنیم که تفاوت کنتاکتور خازنی با کنتاکتور معمولی در چیست؟ کنتاکتورهای معمولی، معمولاً توان تحمل مقدار خاصی از جریانات را دارند و در صورت عبور جریان بیش از حد تیغه‌های آن ذوب می‌شوند و به هم می‌چسبند. اما در کنتاکتورهای خازنی جریانات زیاد ناشی از ورود خازن‌ها به مدار در لحظه ابتدایی، توسط المان‌های مقاومتی محدود شده و از آسیب‌های احتمالی جلوگیری می‌شود.

در ادامه به جزئیات بیشتری در مورد تفاوت این دو کنتاکتور پرداخته شده است:

کاربرد:

کنتاکتور معمولی برای کنترل بارهای الکتریکی معمولی مانند موتورها، لامپ‌ها و دستگاه‌های الکترونیکی استفاده می‌شود. از طرفی، کنتاکتور خازنی برای کنترل بارهای خازنی مانند بانک‌های خازنی و لامپ‌های خازنی استفاده می‌شود.

عملکرد الکتریکی:

کنتاکتور معمولی برای کنترل بارهای مقاومتی و اندازه‌های تقریبا ثابت به کار می‌رود. در حالی که کنتاکتور خازنی برای کنترل بارهای خازنی با تغییرات سریع و پیک توان مانند بارهای خازنی با قدرت بالا استفاده می‌شود. کنتاکتور خازنی برای جلوگیری از تشکیل گسیختگی الکتریکی و تعادل جریان خازنی طراحی شده است.

ساختار:

کنتاکتور معمولی دارای تماس‌های الکتریکی است که با یک سیم دستیار و یک کنتاکت برقرار می‌شود. در مقابل، کنتاکتور خازنی دارای یک تریگر خازنی برای کنترل جریان خازنی است. این تریگر خازنی به طور خودکار باز و بسته می‌شود تا تخلیه و شارژ خازن را کنترل کند.

نرخ قطع و وصل:

کنتاکتور خازنی قابلیت قطع و وصل سریعتری را نسبت به کنتاکتور معمولی دارد. این ویژگی برای کنترل بارهای خازنی با الکترونیک پیچیده و نیاز به تغییرات سریع جریان مفید است.

اهمیت کنتاکتور خازنی

زمانی که کنتاکتورها قطع یا وصل می‌شوند جریان بسیار بالایی وارد آنها می‌شود. خازن‌ها یک المان الکتریکی با ویژگی‌هایی مانند حالت گذرا در سوئیچینگ هستند که می‌توانند جریانات وارد شده را تحمل کنند. یکی از پارامترهای مهم در سنجش کیفیت خازن، قابلیت تحمل جریانات وارده می‌باشد، اما با توجه به نیاز صنعت، خازن ها نمی‌توانند متحمل این حجم از فشار وارده گردند. زیرا صنعت نیازمند قطع و وصل‌های متعدد کنتاکتور در طول روز است.

در نهایت برای عملکرد بهتر و کاهش هزینه‌های خرابی و تعمیرات اهمیت استفاده از کنتاکتور خازنی به عنوان یک جایگزین برای کنتاکتور معمولی مشخص می‌شود. به این نکته توجه کنید که در صورت عدم استفاده از کنتاکتورهای خازنی، جریان‌های هجومی باعث آسیب رساندن به خازن می‌شوند و همچنین باعث می‌شوند تا التهابات در کل سیستم به وجود بیاید.

برندهای سازنده کنتاکتورهای خازنی

برند SIEMENS
برند PKC
برند LS
برند LIFASA
برند HYUNDAI
برند SCHNEIDER

شرکت شید الکترونیک ارائه دهنده انواع تجهیزات اتوماسیون صنعتی از جمله کنتاکتور اشنایدر می‌باشد. تمامی محصولات این شرکت دارای گارانتی 24 ماهه است.

برند پارس فانالبرند LOVATO

انتخاب کنتاکتور خازنی بر چه اساسی انجام می‌شود؟

کنتاکتورهای خازنی بر اساس موارد زیر انتخاب می‌شوند:

توان نامی

توان‌های نامی میزان جریانی هستند که به راحتی از تجهیزات عبور می‌کنند.

ولتاژ عایقی

به طور کلی به ولتاژی که باعث شکست عایقی می‌شود (یعنی قسمتی از عایق رسانا شده و جریانات الکتریکی می‌تواند از آن عبور کند) ولتاژ عایقی می‌گویند.

ولتاژ نامی

به ولتاژ‌هایی که تجهیزات در آن عملکرد بهینه‌ای دارند، ولتاژ نامی می‌گویند.

ولتاژ بوبین

ولتاژ‌های بوبین، ولتاژ‌های تغذیه هستند.

دمای عملیاتی

تجهیزات هنگام فعالیت در این دما بهترین عملکرد را بروز می‌دهند.

کنتاکت کمکی

کنتاکت‌های کمکی به صورت مجزا بر روی کنتاکتور ها قرار می‌گیرند. توجه کنید که حتما باید متناسب با سایز و برند کنتاکتور انتخاب شوند.

حداکثر فرکانس‌های سوئیچینگ

به بیشترین سرعت عملکرد گفته می‌شود.

سخن پایانی

کنتاکتورهای خازنی به دلیل قابلیت کنترل و مدیریت بارهای خازنی، بهبود فاکتور توان، جبران انرژی خازنی و حفاظت و ایمنی در صنایع مختلف استفاده می‌شوند.