کنتاکتور AC و کنتاکتور DC چه تفاوتی دارند؟

کنتاکتور AC و کنتاکتور DC چه تفاوتی دارند؟ کنتاکتورها عناصری اساسی در سیستم های الکتریکی هستند که برای کنترل و سوئیچ کردن ادوات الکتریکی و تجهیزات قدرت استفاده می‌شوند. آنها در مدارهای AC (جریان متناوب) و DC (جریان مستقیم) مورد استفاده قرار می‌گیرند و برای کاربردهای صنعتی و تجاری بسیار گسترده ای مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کنتاکتور AC و کنتاکتور DC تفاوت های مهمی در عملکرد و ساختار خود دارند. از آنجا که جریان در مدار AC و DC به طور متفاوت جریان می‌دهد و خواص و خطرات مختلفی دارد، کنتاکتورهای AC و DC برای هر یک از این سیستم ها به طور مشخص طراحی و تولید می‌شوند.

در کنتاکتورهای AC، تغییر جهت جریان به صورت متناوب اتفاق می‌افتد. برای مثال، در سیستم های قدرت AC که جریان متناوب را برای انتقال برق استفاده می‌کنند، کنتاکتور ها برای کنترل دستگاه ها و تجهیزاتی مانند موتورها و لامپ ها استفاده می‌شوند. آنها قابلیت تحمل جریانهای بالا را دارند و با استفاده از سیم پیچ مغناطیسی و کلیدهایی که با اثر مغناطیسی جریان متناوب کنترل می‌شوند، برق را به تجهیزات مورد نظر می‌رسانند.

در طراحی و ساخت کنتاکتورهای AC و DC، عواملی مانند جریان نامی، ولتاژ نامی، قدرت قطع و وصل، نوع کنترل مغناطیسی و ویژگی‌های محافظتی برای امانت جریان و ولتاژ بررسی می‌شوند. همچنین، مواد سازنده، ساختار و نوع کنتاکت های مورد استفاده نیز در تفاوت بین کنتاکتور AC و کنتاکتور DC نقش دارد.

استفاده از کنتاکتورهای AC و DC در صنایع و برنامه های مختلف به دلیل قابلیت کنترل دقیق، ایمنی و قابلیت تحمل جریان و ولتاژ بالا بسیار مهم است. این عناصر الکتریکی جهت کنترل دستگاه ها و تجهیزات الکتریکی، جریان در مدارهای قدرت و بسیاری از کاربردهای صنعتی دیگر استفاده می‌شوند.

در این مقاله، به بررسی و مقایسه مفهوم، عملکرد و ویژگی های کنتاکتورهای AC و DC خواهیم پرداخت. همچنین، اثر تفاوت جریان متناوب و جریان مستقیم بر طراحی و عملکرد این دو نوع کنتاکتور نیز مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در نهایت، مزایا و معایب هر یک از این دو نوع کنتاکتورها به طور جداگانه بررسی خواهند شد با فرنام الکتریک همراه باشید.

کنتاکتورهای AC

نیروی کششی یک جریان الکتریکی متناوب است که طبق قوانین فیزیکی متناسب با مجذور جریان عبوری از کنتاکتور یا هر وسیله دیگری است. با این حساب فرکانس شبکه از تقسیم بر دو کردن تعداد دفعاتی اس تکه نیرو به حداکثر و صفر می‌رسد. توضیحی که در مورد کنتاکتورهای AC وجود دارد بسیار علمی هستند. همین قدر بدانیم که نیروی کششی حاصل شده از نیروی الکترومغناطیس، اساس کار این کنتاکتور است. هسته کنتاکتور بر اثر این نیروها باز و بسته می‌شود و جریان را قطع و وصل می‌کند.

این نیروها به شکل فنر عمل می‌کنند که هسته متحرک را به هسته ثابت می‌چسبانند و جدا می‌کنند. در حالتی که فرکانس در جریان باشد، هسته‌ها به همدیگر متصل هستند و در غیر این صورت، هسته متحرک به جای اول خودش برمی گردد. صداهایی که از این رفت و برگشت‌های ایجاد می‌شود، شبیه به صدای لرزش و وزوز است. البته این لرزش را می‌توان کم کرد و یا از بین برد، اما در هر حال، قدرت فرکانس در حال جریان، بیشتر از این است که صدایی شنیده نشود.

این کنتاکتورها اندازه و شکل‌های متنوعی دارند. همان طور که در بالا گفتیم، کنتاکتور DC با ولتاژ پایین تری نسبت به نوع دیگر خود کار می‌کند. در نتیجه اندازه‌های کوچک تری هم دارند. یک کنتاکتور 24 ولتاژی DC را می‌توان به راحتی توی دست گرفت. این قطعه فقط می‌تواند یک آمپر را قطع کند. در مقابل کنتاکتورهایی وجود دارند که تا یک متر طول کشیده می‌شوند و با ولتاژهای چند کیلوولت کار می‌کنند.

کنتاکتور DC

کنتاکتورهای DC این حلقه هیسترزیس را ندارند و در نتیجه صدای وزوز و لرزشی از آنها شنیده نمی‌شود. این صداها به دلیل لق یا له شدن همان حلقه به وجود می‌آمدند. از طرف دیگر، قدرت میدان مغناطیسی که با ولتاژ 220 ولت AC در بوبین کنتاکتور به وجود می‌آید، بسیار بیشتر از میدان مغناطیسی ولتاژ DC است. بنابراین صدای بیشتری هم تولید می‌کند. در حقیقت این بی صدا بودن مزیت نیست. کنتاکتورهای AC قدرت بیشتری دارند و در نتیجه صدای بیشتری هم موقع قطع و وصل شدن ایجاد می‌کنند.

کنتاکتورهای DC با توجه به مزیتی که دارند، برای ولتاژ‌های پایین مناسب تر هستند. ولتاژ حفاظت شده کمتر از 65 ولت است و برای استفاده از این کنتاکتور تناسب دارند. صدای کمتری که تولید می‌کنند، باعث می‌شود که برای مصرف داخلی و خانگی از آنها بتوان استفاده کرد.

تفاوت کنتاکتور AC و کنتاکتور DC

در زیر تفاوت های کلیدی بر اساس مشخصات مختلف بین پیمانکاران DC و AC آورده شده است.

تفاوت کنتاکتور AC و کنتاکتور DC در ساختار

وقتی سیم‌پیچ قطع می‌شود، کنتاکتور DC از یک دیود با جریان آزاد استفاده می‌کند تا نیروی الکترومغناطیسی انباشته شده در اندوکتانس را آزاد کند.

ساختار دیود چرخ آزاد توسط کنتاکتور AC استفاده نمی شود. در عوض، از سیم پیچ های سایه برای حفظ نیرو در تجهیزات به طور موثر و هسته های آهنی چند لایه برای جلوگیری از اتلاف گرما استفاده می کند.

تفاوت کنتاکتور AC و کنتاکتور DC در اصول

کنتاکتور AC بر اساس اصول جریان متناوب کار می کند و دارای یک هسته آهنی است که باعث از بین رفتن جریان گردابی و هیسترزیس می شود. برای جلوگیری از این امر، هسته آهنی با صفحات فولادی سیلیکونی لمینت شده است.

کنتاکتورهای DC برای جبران تلفات به چنین لایه لایه ای نیاز ندارند زیرا جریان گردابی تولید یا کاهش نمی یابد. در نتیجه، کنتاکتورهای DC می توانند به طور کامل از فولاد چدنی یا آهن ساخته شوند.

تفاوت کنتاکتور AC و کنتاکتور DC در مواد آبکاری

برای جلوگیری از گرمای بیش از حد، کنتاکتورهای AC باید دارای روکش فولادی سیلیکونی نیز باشند. جریان مستقیم گرما تولید نمی کند، بنابراین هسته آهنی در کنتاکتورهای DC نیازی به این لایه بندی ندارد.

شکل هسته آهنی

وقتی جریان منبع تغذیه صفر باشد، جریان القایی حلقه اتصال کوتاه نمی تواند صفر باشد. جریان مغناطیسی آن جفت آرمیچر را جذب می‌کند و بر تمایل آزاد شدن آرمیچر غلبه می‌کند و اطمینان می‌دهد که آرمیچر همیشه در هنگام باز شدن به حرکت در می‌آید.

از آنجایی که حلقه اتصال کوتاه به میزان زیادی صدا و ارتعاش را کاهش می دهد، به حلقه جذب کننده ارتعاش نیز معروف است. از آنجایی که هسته آهنی در سیم پیچ کنتاکتور DC جریان گردابی تولید نمی کند و مشکل گرمایشی ندارد، هسته آهنی می تواند کاملاً فولادی یا چدنی باشد که معمولاً U شکل است.

فرکانس

حداکثر فرکانس کاری کنتاکتور AC تقریباً 600 بار در ساعت است و جریان راه اندازی بسیار زیاد است. کنتاکتور DC می تواند با حداکثر فرکانس 1200 بار در ساعت کار کند.

مقاومت الکتریکی

سیم پیچ کنتاکتور AC دارای چرخش کم و مقاومت کم است، اما گرما را نیز تولید می کند، بنابراین معمولاً به شکل استوانه ای ضخیم تر و کوتاه تر ساخته می شود. برای جلوگیری از سوختن سیم پیچ، شکافی وجود دارد که اجازه می دهد گرما خارج شود. از آنجا که مدار DCسیم پیچ فاقد اندوکتانس است، تعداد چرخش ها و همچنین مقاومت و از دست دادن مس زیاد است. برای حفظ اتلاف گرما خوب، سیم پیچ را معمولا به شکل استوانه ای نازک در می آورند.

تعداد سیم پیچ ها

هر دو کنتاکتور AC و DC را می توان بر اساس تعداد سیم پیچ ها تشخیص داد. کنتاکتور DC دارای سیم پیچ های بیشتری نسبت به کنتاکتور AC است که سیم پیچ های کمتری دارد. اگر جریان حلقه اولیه خیلی زیاد باشد (یعنی بیشتر از 250 آمپر) باید از سیم پیچ های سیم پیچ دو فاز به صورت سری توسط کنتاکتور استفاده شود. با وجود راکتانس سیم پیچ بسیار زیاد رله DC، مصرف برق کم یا حتی ناچیز آن.

ترخیص کامل

یک سیم پیچ سایه بر روی کنتاکتور AC این دستگاه را از سایر کنتاکتورهای AC متمایز می کند و به دستگاه اجازه می دهد تقریباً در هر مکانی قرار گیرد تا زمانی که فضای کار وجود دارد. در طول فرآیند مونتاژ، باید فاصله کافی در اطراف کنتاکتور DC وجود داشته باشد تا از عملکرد صحیح اطمینان حاصل شود.

خاموش کننده های داخلی

کنتاکتورهای AC دارای خاموش کننده های شبکه ای هستند. کنتاکتورهای DC دارای خاموش کننده های مغناطیسی در داخل خود هستند.

تعویض اضطراری

در مواقع اضطراری می توان از کنتاکتورهای AC به جای کنتاکتورهای AC استفاده کرد. اما مدت زمان عمل به دو ساعت محدود می شود (زیرا عملکرد اتلاف حرارت سیم پیچ AC بدتر از سیم پیچ DC است که به ساختار سیم پیچ AC بستگی دارد). در صورت نیاز به استفاده طولانی مدت، بهتر است مقاومت را به صورت سری به سیم پیچ AC متصل کنید. از طرف دیگر کنتاکتور AC نمی تواند جای کنتاکتور DC را بگیرد.

از دست دادن جریان و هیسترزیس

هسته آهنی کنتاکتور AC چیزی است که باعث از دست رفتن هیسترزیس و از دست دادن جریان می شود. برای کاهش اتلاف جریان و هیسترزیس و جلوگیری از گرم شدن بیش از حد هسته آهنی، هسته آهنی با ورق فولادی سیلیکونی ترکیب می شود و میدان مغناطیسی آن اصلاح می شود. در نتیجه، هسته آهنی کنتاکتور AC از نوع e-type است.

سیم پیچ الکترومغناطیسی یک نیروی محرکه جریان متناوب روی آرمیچر زمانی که جریان متناوب از آن عبور می کند ایجاد می کند. هر دو جریان مغناطیسی در سیم پیچ و نیروی تحریک روی آرمیچر صفر هستند وقتی جریان متناوب صفر باشد.

طبق قانون القای الکترومغناطیسی فارادی، زمانی که در میدان مغناطیسی می چرخد، یک emf در هسته آرمیچر کنتاکتورهای DC القا می شود. با وجود emf کوچک تولید شده، بدنه جریان قابل توجهی را در نتیجه مقاومت کم هسته تجربه می کند. جریان گردابی نام این جریان است. تلفات جریان گردابی نام تلفات برق ناشی از این جریان است.

نتیجه

دانستن تمایزات کلیدی بین کنتاکتور AC و کنتاکتور DC به شما کمک می کند راحت تر انتخاب کنید که کدام یک را نیاز دارید.

کنتاکتورها وسایل ضروری برای کنترل مدار هستند و دارای ویژگی های ایمنی اضافی هستند. مانند هر وسیله الکتریکی، یافتن دستگاهی که نیازها و عملکردهای شما را به درستی برآورده کند بسیار مهم است. همچنین می‌خواهید گزینه‌های طراحی و کاربردی بیشتری و همچنین پشتیبانی حرفه‌ای داشته باشید. این عوامل به شما کمک می کند تا ابزار مناسبی را که ایمنی را ارتقا می دهد و ارزش مناسبی برای پول ارائه می دهد، شناسایی کنید.