کنتاکتور خازنی چیست و چه تفاوتی با کنتاکتور معمولی دارد؟
اگر شما هم نمی‌دانید که کنتاکتور خازنی چیست و چه تفاوتی با نوع معمولی آن دارد، در این مطلب با ما همراه باشید تا با این نوع تجهیزات آشنا شوید. در ادامه نیز راجع به نحوه علمکرد این نوع کنتاکتور و اهمیت استفاده از آن صحبت خواهیم کرد.
کنتاکتور خازنی چیست؟
کنتاکتور خازنی، یک دستگاه مختص قطع و وصل خازن‌های سه‌فاز در بانک خازنی است که به طور معمول توسط کارخانه‌ها به‌عنوان یک تجهیز اختصاصی تولید می‌شود. این تجهیز گاهی از ترکیب یک کنتاکتور معمولی با یک واحد خازنی به نام تجهیز جانبی تشکیل شده است، که اتصال مکانیکی و الکتریکی مورد نیاز برای کارکرد بهینه کنتاکتور خازنی را فراهم می‌آورد.
استفاده از کنتاکتور معمولی برای قطع و وصل خازن در بانک خازنی توصیه نمی‌شود. در ادامه، به توضیح دلایل این پیشنهاد می‌پردازیم.
چرا نیاز به خازن در کنتاکتور خازنی وجود دارد؟
خازن به عنوان یک عنصر الکتریکی با خصوصیات منحصر به فرد، از جمله ویژگی‌های تعریف‌کننده‌اش حالت گذرا در لحظه سوئیچینگ یا وصل و قطع میباشد که به طور تخصصی با transient state شناخته می‌شود. در واقع، خازن در لحظه قطع و وصل، سیگنال جریان بسیار بالایی را ایجاد می‌کند، سواء اینکه فرمان آن از طریق رگولاتور باشد یا دستی ارائه شود.
تکنولوژی خازن با پیشرفت‌های مداوم خود، به گونه‌ای تطور یافته است که در مواجهه با چنین شرایط جریان بالا در لحظه وصل، خودخواهانه می‌تواند مقاومت کند. اصول تحمل جریان پیک نیز به عنوان یک پارامتر مهم برای ارزیابی کیفیت خازن‌ها مطرح می‌شود. به‌عنوان مثال، استاندارد IEC حداکثر ۱۰۰ برابر جریان نامی در لحظه پیک را به عنوان جریان هجومی مجاز تعریف می‌کند.
تولیدکنندگان معتبر خازن‌های سه‌فاز با فشار ضعیف، مانند خازن فراکو، در برخی از مدل‌های خود تا ۴۰۰ برابر جریان نامی را برای لحظه استارت و پیک در نظر گرفته‌اند. با این حال، چالش اصلی از جایی آغاز می‌شود که ماهیت بانک خازنی و مزایای اتوماتیک بودن آن، به قطع و وصل خازن به صورت تکراری و نه محدود می‌شود.
با توجه به تغییرات توان اکتیو در یک سیستم و نیاز به جبران توان راکتیو، قطع و وصل خازن مطابق با تغییرات این توان ضروری است. بنابراین، حفظ سلامت خازن و جلوگیری از کاهش زندگی مفید آن نیازمند مد نظر گرفتن از جریان هجومی در هر مرحله است.
اهمیت این مسئله در این است که این عمل نه‌تنها می‌تواند به خازن آسیب برساند، بلکه منجر به التهاب کلی در شبکه و خرابی کنتاکتور مسیر خازن و فیوزهای تندکار نیز خواهد شد. بنابراین، استفاده از کنتاکتور خازنی برای یک بانک خازنی که به دفعات قطع و وصل می‌شود الزامی و اجتناب‌ناپذیر است.
کنتاکتور خازنی چگونه کار می‌کند؟
مانند آنچه پیشتر بیان شد، خازن با گذشت زمان به مانند یک مقاومت ثابت تبدیل می‌شود و مشکل جریان هجومی اولیه را حل می‌کند. به عبارت دیگر، اگر یک مقاومت در مسیر خازن در ابتدای فعالیت قرار گیرد و پس از گذشت چند ثانیه از مسیر خارج شود، مشکلات ایجاد شده به راحتی حل خواهند شد. کنتاکتور خازنی دقیقاً این عمل را انجام داده و به مرور مشکلات جریان هجومی را برطرف می‌کند.
تفاوت کنتاکتور خازنی با کنتاکتور معمولی چیست؟
کنتاکتور خازنی با چه ویژگی‌هایی از کنتاکتور معمولی تفاوت دارد؟ چه ویژگی‌هایی این تجهیز را از کنتاکتور معمولی متمایز می‌کند؟ آیا امکان استفاده از کنتاکتور معمولی برای قطع و وصل پله‌های خازنی وجود دارد؟ این ویژگی‌ها و امکانات خازن چگونه باعث پدید آمدن کنتاکتورهای خازنی شده‌اند؟
- خازن در لحظه استارت به عنوان یک اتصال کوتاه عمل کرده و جریان زیادی را از شبکه به خود می‌کشد. در کمترین زمان ممکن و همزمان با شارژ اولیه، خازن به حالت نامی خود بازمی‌گردد و سپس با توجه به راکتانس خازن (مقاومتی که آن را نشان می‌دهد)، توان راکتیو را به شبکه تزریق می‌کند.
- ماهیت بانک خازنی و مزایای اتوماتیک بودن آن به قطع و وصل خازن که به دفعات متعدد و نه محدود در روز انجام می‌شود وابسته است.
- اگر یک مقاومت در مسیر خازن در ابتدای فعالیت قرار گیرد و پس از گذشت چند ثانیه از مسیر خارج شود، مشکلات ذکر شده به راحتی حل خواهند شد. کنتاکتور خازنی دقیقاً این کار را انجام داده و مشکلات جریان هجومی را برطرف می‌کند.
- کنتاکتور معمولی نمی‌تواند جریان هجومی اولیه خازن را کنترل کند و در صورت استفاده، منجر به استهلاک شدید خازن می‌شود.
خازن ویژگی‌های منحصر به فردی دارد که از آن جمله، حالت گذرا در سوئیچینگ یا transient state میباشد. این ویژگی باعث جریان زیادی از شبکه می‌شود، به ویژه در لحظه استارت که خازن حکم اتصال کوتاه را دارد. در این لحظه، خازن جریان زیادی را از شبکه به خود می‌کشد و به شدت جریان به حالت نامی خود بازمی‌گردد. این مقدار جریان با راکتانس خازن، که مقاومتی نیز دارد، تطابق پیدا کرده و توان راکتیو را به شبکه تزریق می‌کند.
با پیشرفت تکنولوژی خازن، برخی از شرایط مانند جریان هجومی در لحظه استارت برای خازن قابل تحمل می‌شود. استاندر IEC حتی تا ۱۰۰ برابر جریان نامی برای یک یونیت خازنی در لحظه پیک را جایز می‌داند. اما این وابستگی به قطع و وصل خازن به دفعات متعدد در روز باعث می‌شود که ماهیت بانک خازنی و مزایای اتوماتیک بودن آن گیرایی خود را از دست بدهد. برای حفظ سلامت خازن و جلوگیری از کاهش طول عمر آن، نیاز است که جریان هجومی در هر مرحله به دقت مورد نظر قرار گیرد.
چرا از کنتاکتور خازنی استفاده کنیم؟
استفاده از کنتاکتور خازنی در پله‌های خازنی، که به دفعات قطع و وصل می‌شوند، الزامی و حیاتی است. اینکه جریان هجومی نه تنها به خازن آسیب می‌زند بلکه سبب التهاب کلی در شبکه، سوختگی کنتاکتور مسیر خازن، و خرابی فیوزهای تندکار می‌شود. بنابراین، کنتاکتور خازنی به عنوان یک راه‌حل الزامی در این شرایط بروز می‌کند.
برای بهتر درک ساختار این کنتاکتور، نگاهی به عملکرد آن در مقابل جریان اولیه خازنی می‌اندازیم. همانطور که ذکر شد، خازن در چند ثانیه ابتدایی به یک مقاومت تبدیل می‌شود و مشکل جریان هجومی اولیه را رفع می‌کند. اگر مقاومت در مسیر خازن در چند ثانیه اولیه باشد و سپس از مسیر خارج شود، مشکلات مرتبط با جریان هجومی به سرعت حل می‌شوند.
چگونه کنتاکتور مورد نیاز را انتخاب کنیم؟
برای انتخاب کنتاکتورها، در کاتالوگهای تهیه شده توسط سازندگان، سه جریان اصلی ذکر شده است. هرکدام از این جریان‌ها با آمپر متناسب نشان داده شده است. آمپر مربوط به جریان AC1 باید به میزانی کمتر از AC3 باشد. زیرا بارهای AC3 دارای حالت القایی و جریان هجومی اولیه هستند. اگر AC6b مشخص نشده باشد، باید این کنتاکتور را برای استفاده در بانک خازنی انتخاب کنیم. مقدار جریان AC6b از طریق فرمول زیر محاسبه می‌شود:
جریان پله خازنی =جریان نامی‌کنتاکتور خازنی AC6b = نسبت توان پله خازنی به رادیکال سه ضربدر ولتاژ خط
بنابراین، برای انتخاب کنتاکتور خازنی، حتماً باید کنتاکتور از نوع AC6b باشد و توانایی قطع و وصل بار با خاصیت خازنی را داشته باشد. جریان مورد نیاز هم با استفاده از فرمول فوق برای کنتاکتور محاسبه می‌شود.
برای انتخاب کنتاکتور مناسب برای خازن سه‌فاز، می‌توانید از [لینک زیر](لینک) بر اساس توان خازن سه فاز، کنتاکتور خازنی مناسب را انتخاب کنید.
برای انتخاب بهترین کنتاکتور خازنی، مهم است که از نوع AC6b استفاده شود، زیرا این نوع کنتاکتور دارای توانایی قطع و وصل بار با ویژگی‌های خازنی میباشد. جریان مورد نیاز نیز با استفاده از فرمول فوق برای هر کنتاکتور به دقت محاسبه می‌شود.
جهت انتخاب بهینه کنتاکتور خازنی برای سیستم خازن سه‌فاز، می‌توانید از لینک زیر با توجه به توان خازن در کیلووات، کنتاکتور خازنی مناسب را انتخاب نمایید.
جدول انتخاب کنتاکتور خازنی: راهنمایی برای انتخاب بهترین گزینه
برای انتخاب کنتاکتور خازنی، نیاز به درک دقیقی از انواع بارها و خصوصیات آنها داریم. کنتاکتورها تجهیزات الکتریکی انعطاف‌پذیری هستند که با استفاده از مکانیزم‌های مغناطیسی و ولتاژ، عملیات اتصال و قطع بارها را انجام می‌دهند. اما مهم‌ترین سوال این است: چگونه باید کنتاکتور خازنی مناسب را انتخاب کرد؟
برای پاسخ به این سوالات، لازم است ابتدا با مفهوم بارهای اهمی و القایی آشنا شویم. در این راستا، استاندارد بین‌المللی IEC انواع بارها را تعریف کرده و برای هر کدام توضیحاتی را ارائه داده است.
- بارهای AC1:
بارهایی هستند که صرفاً اهمی هستند و حاوی جریان‌های القایی سلف و خازن نیستند. این نوع بارها معمولاً برای روشن کردن هیتر و تجهیزات مشابه استفاده می‌شوند.
- بارهای AC3:
بارهایی هستند که با جریان موتوری مرتبط هستند. موتورها اغلب ماهیتی القایی و سلفی دارند.
- بارهای AC6b:
این بارها صرفاً بار خازنی هستند. خازن‌ها دارای جریان هجومی با شدت زیادی در طول زمان مشخصی هستند و برای قطع و وصل این بارها، نیاز به کنتاکتورهای خاصی است.
حالا که با تعریف انواع بارها آشنا شدیم، می‌توانیم با دقت به جدول انتخاب کنتاکتورهای خازنی نگاه کنیم. این جدول توسط سازندگان ارائه شده است و در کاتالوگهای مرتبط قابل دسترسی است. اینجا نکته‌ای است که آمپر مقابل هر جریان به صورت متناسب با نوع بار نمایش داده شده و می‌تواند به عنوان معیاری جهت انتخاب کنتاکتور مناسب باشد.
با این دانش، انتخاب بهترین کنتاکتور خازنی برای سیستم خازن سه‌فاز به سادگی انجام می‌پذیرد.
**فرمول محاسبه جریان کنتاکتور خازنی: راهنمای انتخاب بهینه**
در فرآیند انتخاب کنتاکتور خازنی، محاسبه جریان این تجهیز بسیار حائز اهمیت است. اگرچه نوع AC6b انتخابی صحیح است، اما جریان کنتاکتور باید حداقل مقداری باشد که توسط فرمول زیر محاسبه می‌شود:
جریان پله خازنی = جریان نامی کنتاکتور خازنی AC6b =نسبت ( توان پله خازنی بر حسب کیلووار ) به ( رادیکال سه برابر ولتاژ خط برحسب کیلو ولت )
در حالت کلی، توصیه نمی‌شود از کنتاکتور معمولی برای قطع و وصل پله خازنی استفاده شود، مگر اینکه سازنده کنتاکتور اعلام کند که با اضافه کردن واحد خازنی، می‌توان این عمل را انجام داد. اگر چنین امکانی وجود داشته باشد، انتخاب کنتاکتور و واحد خازنی باید بر اساس توصیه سازنده صورت گیرد.
در صورتی که از کنتاکتور معمولی استفاده می‌شود و واحد خازنی مورد نیاز نباشد، توصیه می‌شود که کنتاکتور با جریان حداقلی از دسته AC3 انتخاب گردد. به عنوان مثال، اگر توان پله خازنی شما ۱۲٫۵ کیلووات باشد، حدوداً نیاز به ۱۸ آمپر جریان خازنی دارید. در این صورت، کنتاکتور معمولی با ۲۵ آمپر به همراه واحد خازنی متناسب پیشنهاد می‌شود.
در این مقاله به بررسی اهمیت ویژگی‌های کنتاکتورهای خازنی پرداختیم و نکات کلیدی برای انتخاب و استفاده بهینه از آنها را مورد بحث قرار دادیم. ابتدا با توضیح عملکرد خازن و نحوه حل مشکل جریان هجومی آغاز کرده و سپس به تفاوت‌ها و اهمیت انتخاب کنتاکتور خازنی نسبت به کنتاکتورهای معمولی پرداختیم.
همچنین در مورد فرمول محاسبه جریان برای انتخاب کنتاکتور خازنی صحبت کرده و راهنمایی‌های مهمی برای این انتخاب ارائه دادیم. این مقاله یک نگاه جامع به اجزاء فنی و علمی مرتبط با کنتاکتورهای خازنی فراهم کرده و خواننده را با اطلاعات لازم برای انتخاب و استفاده بهینه از این تجهیزات الکتریکی مهم آشنا ساختیم.
