Doğru Kontaktör Seçimi Nasıl Yapılır?

Elektrik devrelerinin en temel yapı taşlarından biri olan kontaktörler farklı anahtarlama teknikleriyle devreleri kesme imkânı sağlarlar. Piyasada genellikle mekanik kontaktörler bilinir ve kullanılır. Ancak teknolojinin gelişmesine paralel olarak kontaktörlerde de yenilikler ortaya çıkmıştır. Elektronik kontaktörler ve vakum kontaktörler bunlara örnek olarak verilebilir. Bu yazımızda bu üç kontaktör çeşidini sizler için değerlendirip çalışma şekillerinden ve avantajlarından bahsedeceğiz.

A- A+

03.05.2015 tarihli yazı 24912 kez okunmuştur.

Endüstride birçok alanda kullanılabilen kontaktörlerin genel amacı uzaktan kontrolle devreyi kesmektir. Zaman içinde, geliştirilen bu elemanlar farklı kontrol yöntemleri ve farklı yapısal özellikleri ile daha özel alanlar için üretilmeye başlandı. Endüstride kullanım durumlarına bakarsak mekanik kontaktörlerin yerine elektronik kontaktörler ve vakum kontaktörler tercih edilmeye başlandığını görebiliriz. Bu nedenle kontaktörleri daha iyi tanımak ve doğru seçim yapabilmek için bu üç kontaktörü karşılaştırarak farklı özelliklerini görebiliriz.

Şekil 1: Vakum Kontaktörler, yüksek akım kapasitesinde çalışma ve tozlu-nemli ortamlardan etkilenmeden verimli çalışabilme özellikleriyle kullanıcılara avantaj sağlamaktadır.

Yapısal Özellikleri Bakımından Kontaktörler

Mekanik kontaktörler yapısal olarak kontaklar, demir nüve ve bobin kullanılarak oluşturulmuştur. Demir nüve ince sacların birleştirilmesiyle, bobin ise bakır sargılarla elde edilmiştir. Bobinin enerjilenmesiyle demir nüve ile arasında manyetik bir etki oluşur ve bu etki kontaktörleri açar ya da kapatır. Böylece devre kontrol edilerek sistemde istenilen çalışma sağlanır. En basit kontrol yöntemlerinden biridir. Çok yaygın bir kullanım alanı vardır.

Elektronik kontaktörler ise yapısında mekanik olarak hareketli parça bulundurmayan ve tamamen elektriksel olarak çalışan devre elemanlarıdır. Tristör kontrollü olarak çalışan bu devre kesiciler sadece sinüs eğrisinin zaman eksenini kestiği sıfır noktalarda devreye girer ya da çıkarlar. Böylelikle daha kaliteli bir devre elemanı özelliği gösterirler.

Vakum kontaktörlerin yapıları ise dayanıklılık ve güvenilirlik esasına göre oluşturulmuştur. Kontakların açma kapaması ile oluşan aşınma ve arızalara karşı bu kontaktörler kesme işlemini havasız bir ortamda gerçekleştirmektedir. Ayrıca vakumlu ortamda kesme işleminin gerçekleşmesi olası bir patlama ya da yanmaya karşı da sistemimizi korumaktadır.

Şekil 2: Elektronik Kontaktörler, hızlı açma kapama yapabilen, pano içerisinde az yer kaplayarak alan tasarrufu sağlayan ve bakım gerektirmeyen özellikleriyle ön plana çıkmaktadır.

Çalışma Prensipleri Açısından Kontaktörler

Mekanik kontaktörlerde kontakları kontrol eden bir kontaktör bobini bulunur ve açma kapama işlemleri bu bobin ile sağlanır. Şebekeden beslenen bu bobinin devreye paralel bağlanır ve üzerinde oluşan enerji ile manyetik bir etki oluşturarak kontaklara etki eder. Bobine uygulanan gerilim ile bobinde bir mıknatıs özelliği oluşur ve bu etki kontakların hareketini sağlar. Açık olan kontaklar kapanır, kapalı kontaklar ise açılır. Böylece kontaktör açma kapama işlevi ile anahtarlama elemanı olarak çalışabilmektedir. Kontaktörün uzaktan kontrolü de bobine uygulanan bu gerilim ile yapılabilmektedir.

Elektronik kontaktörler, açma kapama işlemlerini mekaniksel hareketlerle gerçekleştirmez. Tamamen elektrik bazlı çalışan kontaktörler tristör kontrollü olarak devrelerde anahtarlama yapmaktadır. Tristör, belli bir gerilim değerinin üzerinde elektrik akımını ileten veya bu değerin altına düşüldüğünde devreyi kesen bir güç elektroniği elemanıdır. Bu sayede tristör üzerindeki gerilim ayarlanarak tetikleme yapılabilir ve devre kontrolü sağlanabilir. Mekanik kontaktöre göre çok daha hızlı açma kapama yapabilir ve tamamen elektriksel sinyallerle kontrol kolaylığı kazanılabilir.

Vakum kontaktörler, kondansatör anahtarlama (kapasitör anahtarlama) tekniği kullanılarak devrelerde açma kapama yapar. Kapasitör anahtarlama tekniğinde kondansatörün dielektrik özelliği kullanılır. Kapasitör anahtarlama ile kontakların açılıp kapanması işlemi vakumlu havasız bir ortamda gerçekleştirilmektedir.

Şekil 3: Kontaktörlerin farklı özellikleri karşılaştırılarak oluşturulmuş değerlendirme tablosu

Sağladıkları Avantaj Bakımından Kontaktörler

Elektronik ve Vakum kontaktörleri mekanik kontaktörler ile karşılaştırırsak şu sonuçları elde edebiliriz:

Elektronik Kontaktörler

► Mekanik kontaktörlerdeki kontak aşınmaları sorunu yoktur.
► Harketsiz elemanlardan oluştuğu için titreşim ve ses olmaz.
► Yüksek hız tekrarlanan anahtarlama işlemleri için en ideal kontaktördür.
► Giriş ve çıkış arasında opto-izolasyon sağlanır.
► Herhangi bir kıvılcım oluşturma riski yoktur.
► Sinüs eğrisinin 0 noktasında açma kapama yaparak motorun ısınmasını ve kayıplarını asgariye indirir.

Vakum Kontaktörler

► Ark enerjisi ve ark süresi çok düşüktür.
► Çok uzun mekaniksel ve elektriksel ömürlere sahiptirler.
► Bakım maliyetleri çok düşüktür.
► Atmosferik kirlenmeye karşı mühür özelliği vardır.
► Açma kapama işlemleri çok kolay bir şekilde gerçekleştirilir.
► Yanıcı ve patlayıcı ortamlarda etkilenmez.
► Minimum kesinti ile çalışır.

Kontaktörlerin Kullanım Alanları

Elektronik Kontaktörler

► Endüstriyel motorların kumandalarında
► Vinç uygulamalarında
► Devir sayısının çok sık değiştiği motor uygulamalarında
► Sık sık çalıştırılıp durdurulan motor ve fan uygulamalarında
► Plastik ekstrüzyon ve kalıp makinelerinde
► Elektrikle ısıtılan fırınlarda ve paketleme makinelerinde

Vakum Kontaktörler

► Petrokimya tesisleri ve rafinerileri
► Yeraltı madencilik ekipmanları
► İndüksiyon ısıtmalı fırınlar
► Tehlikeli alanlarda basınca dayanıklı ekipmanlarda
► Tekstil fabrikaları
► Çelik Fabrikaları
► Atık su arıtma tesisleri
► Aydınlatma
► Maden işletmeleri
► Çimento tesisleri
► Asansör ve taşıma sistemleri
► Reaktif güç kompanzasyonu yapılan tesisler