Kontaktörler

KONTAKTÖRLER

    Kontaktör, elektrik güç devresini anahtarlamak için kullanılan, elektrikle kumanda edilen bir elektrik anahtardır. Kontaktör, çoğu zaman anahtarlamalı devreden ziyade daha minimalist güçle, mesela 230 voltluk bir motor anahtarını 24 voltluk bobin elektromıknatısıyla açıp kapatılması gibi, açıp kapatır.

    Genel amaçlı rölelerin aksine kontaktör direkt yüksek akımlı yük cihazlarına bağlanacak biçimde tasarlanır. Röleler daha düşük kapasitelere sahiptir ve çoğu zaman hem "normalde kapalı" hem de "normalde açık" uygulamalar için tasarlanır. 15 amperden fazla anahtarlama meydana getiren ya da birkaç kilovattan daha yüksek dereceli devrelerdeki cihazlara kontaktör denir. İsteğe bağlı destek verici düşük akım kontaklarının yanı sıra, kontaktörler genel olarak yalnızca normalde açık ("A formu") kontaklarla donatılmıştır. Rölelerden değişik olarak kontaktörler, ağır motor akımlarını keserken oluşan arkı test etme ve bastırma özellikleri ile tasarlanır.

    Kontaktörlerin, değişen kapasitesi ve özellikleri olan birçok biçimi vardır. Bir elektrik devresi kesiciyle aynı olmayıp, kontaktörün kısa devre akımını kesmesi amaçlanmamıştır. Kontaktörler, birkaç amperlik kesme akımlılardan binlerce ampere ve 24 V DC'den birçok kilovolta kadar değişir. Kontaktörlerin fiziksel ebatı, tek elle tutulabilecek kadar minik bir cihazdan ortalama bir metreye kadar büyük cihazlara değişir.

    Kontaktörler elektrik motorları, aydınlatma, ısıtma, kapasitör sıraları, termal buharlaştırıcılar ve elektrik yüklerini test etmek için kullanılır. Kontaktörün üstünde iki elektrik devresi vardır. Bunlardan biri uyartım devresi öteki kontak devresidir. Uyartı devresinde daha çok 12, 24 ya da 220 V, Kontak devresinde daha çok 220 V ve üzerindeki gerilimde olur. "Normalde kapalı" tipte uyartım akımı yoksa kontak devresi kapalıdır.  

   Uyartım devresinde akım olduğunda ya da akım kesildiğinde bir selenoid tarafınca hareket ettirilen sürgü kontak pabuçlarını kontak plakalarına bastırır ya da çeker. Bu sayede düşük voltajlı ya da akımlı bir elektrik devresi yüksek voltajlı veyahut akımlı bir devreyi kumanda eder.

KONTAKTÖRÜN YAPISI

Yapısındaki elemanlar demir nüve, bobin, palet ve kontaklar olarak sıralanabilir.

     Demir Nüve : A.C kontaktörlerinde ince saçlardan yapılır, D.C kontaktörlerinde tek parçalı yumuşak demirden yapılır. A.C kontaktörlerinde nüvenin ön yüzüne oyuklar açılır ve bu oyuklara bakır halkalar yerleştirilir. Bu halkalar hem gürültü ve titreşimi önler ve bununla birlikte akımın sıfır olduğu durumda nüvenin bırakılmasını engeller. D.C kontaktörlerinde ise plastik pullar yerleştirilir ve bu sayede bobin enerjiden kesildiği anda paleti bırakır.

     Bobin: Üzerinden akım geçmesiyle nüvede manyetik özellik oluşturur. Çalışma gerilimine göre değişiklik gösteren sarım sayıları vardır.

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

     Bunlar yardımcı ve ana kontaklar olarak da adlandırılırlar. Palet üstüne yerleştirilen kontaktörlerin bir bölümü başlarda açık ya da kapalıdırlar. Bobinin enerjilenmesiyle kontaktörler vaziyet değiştirirler. Ana kontaklar (güç kontakları ya da normalde açık kontaklar) daha çok motor vb. yapıları çalıştırmak için kullanılırlar. Bu yüzden yapıları daha büyüktür.

     KONTAKTÖRLERİN ÇALIŞMASI

      Röle çalışma prensibiyle çalışan kontaktörler röle girişinde yer edinen bobin enerjilendirilerek oluşan manyetik alan, röle çıkışlarındaki normalde kapalı ya da normalde aleni olarak başlangıç pozisyonunda bulunan kontaklar durum değiştirir. Bobin enerjisi kesildiğinde ise kontaklar başlangıçtaki halini alır. Böylece yükün anahtarlanması gerçekleştirilmiş olur.

     Kontaktör bobini, PLC gibi direkt düşük çıkış gerilimine haiz çıkış kontağı ya da elektriksel izolasyonun sağlandığı değişik mikrokontrolcüler kullanılarak kontrolü olası olmaktadır.

     YAPISAL ÖZELLİKLERİ BAKIMINDAN KONTAKTÖRLER

    Mekanik kontaktörler yapısal olarak üç elemandan (kontaklar, demir nüve ve bobin) faydalanılarak oluşturulmuştur. Demir nüve ince sacların bir araya gelmesiyle, bobin ise bakır tellerin sarılmasıyla elde edilmiştir. Bobinin enerjilenmesiyle demir nüve ile arasında manyetik bir mıknatıslanma olur ve bu manyetik mıknatıslanma kontaktörleri açar veyahut kapatır. Böylece devre test edilerek sistemin çalışır hale gelmesi sağlanır. En kolay kontrol metotlarından biridir. Çok yaygın bir kullanım alanı vardır.

   Elektronik kontaktörler ise yapısında mekanik olarak hareketli parça olmayan ve yalnızca elektriksel olarak çalışan devre elemanlarıdır. Tristör kontrollü olarak çalışan bu devre kesiciler yalnızca sinüs eğrisinin t (zaman) eksenini kestiği sıfır noktalarda devreye girer yahut çıkarlar. Böylelikle daha nitelikli bir devre elemanı özelliği gösterirler.

   Vakum kontaktörlerin yapıları ise dayanıklılık ve güvenilirlik esasına bakılarak oluşturulmuştur. Kontakların açma kapaması ile oluşan erozyon ve arızalara karşı bu kontaktörler kesme işlemini hava olmayan bir ortamda gerçekleştirmektedir. Ayrıca vakumlu ortamda kesme işleminin gerçekleşmesi muhtemel bir patlama veya yanmaya karşı da sistemimizi korumaktadır.

   ÇALIŞMA PRENSİPLERİ BAKIMINDAN KONTAKTÖRLER

   Mekanik kontaktörlerde kontakları kontrol ve hareket ettiren bir kontaktör bobini bulunur ve açma kapama durumları bu bobin ile sağlanır. Şebekeden beslenen bu bobinin devreye paralel bir şekilde bağlanır ve bu bobinin üzerinde oluşan enerji ile manyetik bir etki alanı oluşturarak kontaklara etki eder. Bobine uygulanan bu gerilim eylemi ile bobinde bir mıknatıs özelliği doğar ve bu etki kontakların açma kapama faaliyetlerini sağlar. Açık durumda olan kontaklar kapanır, kapalı durumda olan kontaklar ise açılır. Böylece kontaktör açma kapama işlevi ile anahtarlama elemanı olarakta faaliyet gösterebilmektedir. Kontaktörün uzaktan kontrolü de bobine uygulanan bu gerilim kuvveti ile yapılabilmektedir.

    Elektronik kontaktörler, bobinin açma ve kapama faaliyetlerini mekaniksel hareketlerle gerçekleştirmez. Tamamen elektriksel olarak çalışan kontaktörler tristör kontrollü olarak devrelerde anahtarlama görevi yapmaktadır. Tristör, belli bir gerilim değerinin üstünde elektrik akımını ileten ya da bu değerin altına düşüldüğünde devreyi kapatan bir güç elektroniği elemanıdır. Bu sayede tristör üstündeki gerilim ayarlanarak tetikleme yapılabilir ve devre kontrolü sağlanabilir. Mekanik kontaktörlere nazaran çok daha süratli açma kapama yapabilir ve tamamen elektriksel sinyallerle kontrol etme 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.