Kontaktör, bobinine enerji verilmesiyle açık kontakları kapatan, kapalı kontakları açan, uzaktan kontrol edilmeye imkan veren elektromanyetik anahtarlardır. Rölelerin aksine, yüksek akım çeken devrelerde kullanılır. Kontaktör elektrik motorlarında, kompanzasyonda kondansatörlerin devreye alınıp çıkarılmasında, ısıtma sistemlerinin ayarlanmasında sıklıkla kullanılır. 
 

 

Bir kontaktörün yapısında bulunan temel elamanlar; demir nüve, bobin, palet ve kontaklardır.

Demir Nüve: Alternatif akım kontaktörlerinde ince - saçlardan yapılır, doğru akım kontaktörlerinde tek parçalı yumuşak demirden imal edilir. A.C kontaktörlerinde nüvenin ön yüzüne oyuklar açılır ve bu oyuklara bakır halkalar yerleştirilir. Bu halkalar hem gürültü ve titreşimi önler hem de akımın sıfır olduğu durumda nüvenin bırakılmasına engeller. D.C kontaktörlerinde ise bobinin enerjiden kesildiği anda paleti hemen bırakması için plastik pullar yerleştirilir.
 

Bobin: Üzerinden akım geçmesiyle nüveye manyetik özellik katar. Sarım sayısı çalışma gerilimine göre değişir.

Kontaklar: Normalde açık (NO) ve normalde kapalı (NC) olmak üzere iki çeşittirler.

Bunlar ana ve yardımcı kontaklar olarak da adlandırılırlar. Palet üzerine yerleştirilen kontaktörlerin bir kısmı başlangıçta açık veya kapalıdırlar. Bobinin enerjilenmesiyle kontaktörler durum değiştirirler. Ana kontaklar (güç kontakları veya normalde açık kontaklar) genelde motor vb. yapıları çalıştırmak için kullanılırlar. Bu yüzden yapıları daha büyüktür. Kumanda kontaklarsa (yardımcı veya normalde kapalı kontaktarlar) ısı kontrol rölesi, zaman rölesi, termik aşırı akım rölesi gibi devrelerin kontrolünde kullanılır ve yapıları küçüktür. Buradan çıkarabileceğimiz gibi ana kontaklar yük akımını, yardımcı kontaklar kumanda akımını taşırlar.


 

Elektromanyetik devre elemanı olan kontaktörler bobin uçlarına enerji verilmesi ile farklı yük karakteristiğine sahip yüklerin anahtarlamasında kullanılır. Kontaktörler devrede koruyucu olarak kullanılmaz, yani termik veya manyetik herhangi bir koruyucu elemanı bulunmaz.

Elektromıknatıs (Demir nüve + Bobin), Palet, Kontak olmak üzere 3 ana bölümden oluşur. 
 

Kontaktörün çalışma prensibi , a-b uçlarına uygulanan gerilim ile demir nüvede manyetik alan indüklenir.Manyetik alan mıknatıslanma oluşturararak paleti kendisine doğru çeker. Normalde açık kontaklar kapanır iken normalde kapalı kontaklar açık hale gelir.

 

Doğrudan on-line starter motorlarında kullanılan kontaktörler AC3 değerlendirmesine göre seçilir. Kafes tipi asenkron motorun devreye sokulması, maksimum hıza ulaştırılması ve durdurulması AC3 değerlendirmesiyle gerçekleştirilir.

En yaygın kullanım kategorilerinden bir diğeri ise AC4'tür. Bu kategoride tam hıza ulaşılmadan önce kafes tipi asenkron motorun enerjisinin kesilmesini veya tekrar enerjilendirilmesini içerir. Motorun kısa bir sürede tekrar başlatılıp durdurulması anlamına gelir. (ON-OFF).

Yapılan bu işlem Jogging veya Inching olarak adlandırılır. Jogging bir dakika içerisinde 5 seferden fazla uygulanmamalıdır çünkü aşırı ısınmaya sebep olabilir.

AC2 kategorisi ise, stator beslemesinin, marş devresinin her başlatması için otomatik olarak rotor devresine direnç eklediği bir sarılmış rotor motoruna geçişi ifade etmektedir.
 

AC1: Endüktif olmayan veya az endüktif yükler
AC2: Kayma halka motorlarının çalıştırılması. Devredeki rotor direnci ile ekleme
AC3: Kafesli motorların çalıştırılması, motorların çalışma esnasında anahtarlanması
AC4: Kafesli motorların çalıştırılması, jogging veya inching uygulanması
 

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.
 

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.

 

Sigma alçak gerilim kontaktörleri TS EN 60947-4-1’e göre 3 ve 4 kutuplu olarak üretilmektedir. TS EN 60947-4-1’de belirtildiği gibi çeşitli kullanma kategorilerinde motorların, aydınlatma sistemlerinin, kompanzasyon sistemlerinin ve çeşitli endüktif yüklerin anahtarlanmasında ve kumandasında güvenle kullanılabilir. Sigma AC güç kontaktörleri termik rölelerle birlikte kullanıldıklarında devreleri aşırı yük akımlarına karşı korurlar.
 

 

Kaçak Akım Algılamalı Şalterlere Açtırma Bobini Takılması




Avantajlar

► 9 A’ den 800 A’e kadar
► TS EN 60947-4-1’e uygun üretim
► CE’ ye tam uygunluk
► Değişik kullanma sınıflarında kullanım imkanı
► Yüksek elektriksel ve mekanik ömür
► 35 mm DIN rayına ve vidalı montaja uygun
► Geniş aksesuar imkânı
► 9 - 95 A 1NO+1NC standart yardımcı kontaklar
► 100 - 800 A 2NO+2NC standart yardımcı kontaklar
► AC ve DC kumanda gerilimi imkânı
► Düşük voltajlarda emniyetli çalışma
► IP20 koruma derecesi

 

Çeşitli uygulamalar için kullanılacak kontaktörleri seçerken kontaktörün kumanda ettiği yükün tanımlandığı kullanım kategorisi esastır. Kullanma kategorileri uygulamaya göre kapama akımını, kesme akımını ve güç faktörünü belirler. Bir uygulama için bir kontaktörün doğru seçimi, o kontaktörün söz konusu akımı yüke güvenilir bir şekilde sağlayabileceği, istenilen servis ömrünün tamamında, aşırı ısınma olmadan veya ana kutupların daha düşük seviyede kullanılmasına neden olmadan çalışabilmesidir.

TS EN 60947-4-1’de kontaktörün kullanma kategorileri ile ilgili sık kullanılan elektriksel büyüklükler şöyledir.

I:     Kapama akımı
Ie:   Nominal işletme akımı
Ic:   Kesme akımı
U:   Kapamadan evvelki gerilim
Ue: Nominal işletme gerilimi
Ur:  Kesmeden sonra oluşan toparlanma gerilimi

 

 

Seçimi AC-1 kategorisi endüktif olmayan omik karakterli yükleri içerir. Isıtıcı devreleri buna örnek verilebilir. AC-1 kategorisinde kapanan akım kesilen akıma eşittir. Tek fazlı ısıtıcı devrelerinin kumandasında 2 kutup seri bağlanırsa anma çalışma akımı kontaktör işletme akımının 1.6 katı, 3 kutup seri bağlanırsa 2.25 katı alınabilir.
 

Bilezikli asenkron motorlara yol verme, ters akımla frenleme ve adımlı çalışma durumunda AC-2 kullanma kategorisine göre kontaktör seçimi yapılmalıdır. Vinç ve metalurji uygulamaları, tel ve kablo çekme makineleri bu sınıfa girerler. AC-2 sınıfında kontaktör anma çalışma akımının 2.5 katını kapayabilmeli ve kesebilmelidir.
 

En sık kullanılan kullanım kategorisidir. Sincap kafesli motorlara yol verme ve durdurma AC-3 sınıfını belirler. Kapama akımı motor yol alma akımına eşittir. Standartta bu akım 6xIe olarak belirtilmiştir. Kontaktör motor tam yük akımını keser. Kompresörler, pompalar, fanlar, valfler, asansörler, konveyörler, klimalar bu sınıfa girer. Asenkron motorlara doğrudan yol vermede AC-3 kullanma kategorisine karşılık gelen motor nominal gücüne göre kontaktör seçimi yapılır. Yüksüz halde yıldız - üçgen yol vermelerde yıldız kontaktöründen, motor nominal akımının yaklaşık 1/3’ü geçeceğinden, yıldız kontaktörü; AC-3 kullanma kategorisine göre nominal motor gücünün 1/3’ü değerinde seçilir. 

Hat ve üçgen kontaktörü, motor sargıları ile seri bağlı olduğundan işletme esnasında bu kontaktörlerden motor sargı akımı geçer. Onun için bu kontaktörler AC-3 kategorisine göre motor nominal gücünün 0.58 katı değerinde seçilir. Yük altında yol alan motorlara yıldız - üçgen yol vermede bütün kontaktörler AC-3 kullanma kategorisine göre ve motor nominal gücünün 0.58 katı değerinde seçilir.

 

AC-4 sınıfı sincap kafesli veya bilezikli asenkron motorlara yol verme, ters akımla frenleme ve adımlı çalıştırma uygulamalarını içerir. Kontaktör motoru yol verme esnasında kesebilmelidir. Baskı ve matbaa makineleri, tel ve kablo makineleri, kesik çalışmalı takım tezgahları bu sınıfa girerler.

Motorun hızla frenlenmesi (plugging) iki yolla gerçekleşir.

► Ters akımla motoru beslemek
► Motorun iki faz uçlarının değiştirilmesi

Adımlı çalışmada (inching) motor kısa aralıklarla birçok defa çalıştırılıp durdurulur.

 

 

DC yüklerin anahtarlanması esnasında arkın söndürülmesi AC anahtarlamaya göre daha güç olduğundan kumanda edilecek devrenin özellikleri kadar L/R zaman sabiti de önem kazanmaktadır. Ayrıca DC devreleri kumanda edecek kontaktörlerin kutupları aşağıda gösterildiği gibi seri bağlanmalıdır.

 

Aydınlatma devrelerinin anahtarlanmasında kullanılacak kontaktörlerin seçiminde lambanın tipi, kompanzasyon yapılıp yapılmadığı, toplam bağlı lamba sayısı önemlidir. Akkor flamanlı lambaların devreye alınması esnasında oluşan anlık pik akımları nominal akımın 10-15 katına kadar çıkabilmektedir. Civa buharlı lambalarda ise 10 dakikaya varan ve anma akımının 2.2 katına ulaşabilen ön ısınma süresi mevcuttur.


Kaçak Akım Algılamalı Şalterlere Yardımcı Kontak Takılması





 

Enversör kontaktörleri devir yönünün değiştirilmesinin istendiği motorların kumandası için kullanılır. Enversör kontaktörler arasında aynı anda devreye girmeyi engelleyen mekanik kilitleme bloğu mevcuttur.
 

Kompanzasyon kontaktörleri 3 fazlı kondansatörleri kumanda etmek amacıyla özel olarak tasarlanmış kontaktörlerdir.
 

 

Üzerlerinde bulunan akım sınırlama dirençlerinin bağlı bulunduğu özel bloklar sayesinde kondansatörlerin ilk devreye girme anında çektikleri 3 -15 kHz. frekanslı anma akımının 200 katına varabilen 1-2 ms süreli yüksek pik akımlarını maksimum anma akımını 70 katına sınırlayarak kontaktörün ana kontaklarının yapışmasını engellerler ve kontaktör ömrünü uzatırlar.
 

Çalışma Prensibi

Kontaktör ilk enerjilendiği anda önce kontaktör üzerindeki blokta bulunan yardımcı kontaklar kapanır ve kondansatörün anlık olarak çektiği pik akımı, akım sınırlama dirençleri üzerinden bu kontaklardan geçer.

Kontaktör bobini enerjilendikten 3 - 3.5 ms sonra ise kontaktörün ana kontakları kapanır.

Ana kontaklardan kondansatörün nominal akımı geçer. Ana kontaklar kapandıktan sonra yardımcı kontaklar devreden çıkar.




Montaj

Kontaktör normal şartlarda dikey pozisyonda çalışacak şekilde çalışmalıdır. Ancak aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi 30° lik açıyla da problemsiz çalışabilirler.
 

Sigma Elektrik Alçak Gerilim Kontaktörleri Kataloğu İçin Tıklayınız



                   

Kaynak