Kontaktörler Hakkında Genel Bilgiler
Kontaktörler, başta elektrik motorları olmak üzere; kompanzasyon, ısıtma gibi elektrik tesislerinin kablo ile uzaktan kumanda edilmelerine imkân sağlarlar. Termik röleler ile kullanıldığında ise cihazları ve tesisleri aşırı yük akımlarına karşı korurlar.
Kontaktörün Kullanım Sınıfları :
Kullanım sınıfları uygulamaya göre kapama akımını, kesme akımını, güç faktörünü belirler.
AC kullanım sınıfları alternatif akımla, DC kullanım sınıfları DC akımla ilgili sınıflardır.
AC1 sınıfı :
Güç faktörü en az 0,95 olan alternatif akım yüklerini kapsar.Buna en yaygın örnek olarak ısıtma uygulamaları gösterilebilir.
AC2 sınıfı :
Bilezikli asenkron motorların yol alma, ters akımla frenleme ve adımlı çalışmasını kapsamaktadır. Kapama anında (motorun yol alma süresince) anma akımının 2,5 katı civarında bir akım kontaklardan geçer. Kontaktör, açma anında, kalkış akımını en çok şebeke gerilimine eşit bir gerilim altında kesebilmelidir. Bu sınıfa uygun uygulamalara örnek olarak kaldırma ve metalurji uygulamaları gösterilebilir.
AC3 sınıfı :
En yaygın uygulama sınıfıdır. Yol aldıktan sonra, çalışmakta iken devre dışı bırakılan kafesli asenkron motorlarını kapsamaktadır. Kapama anında, kontaktör kontaklarından motorun anma akımının 5...7 katı olan motor kalkış akımı geçer. Açma anında, kontaktör, motorun çektiği anma akımını kesecektir. O anda kontaktör kutupları arasındaki gerilim nominal gerilimin %20’ si kadardır. Bu kolay bir kesme durumudur. Bu sınıfa örnek olarak makinalardaki tüm standart kafesli motorlar ve ek olarak bilezikli asenkron motorların statoru ve stator kumandası, asansörler, yürüyen merdivenler, konveyörler, pompalar, vantilatörler, karıştırıcılar, klima cihazları, soğutucular, vanalar gösterilebilir.
AC4 sınıfı :
Kafesli veya bilezikli motorların kesik çalışma ve ters akımla frenleme uygulamaları ile ilgilidir. Kontaktör, motorun anma akımının 5...7 katı olan yol alma akımında açar ve kapatır. Düşük hızda kesme zor şartlarda gerçekleşir. Örnek uygulamalar, baskı makineleri, tel ve kablo makineleri, kesik çalışmalı takım tezgahları, metalurji, kaldırma, elektrovanalar, kavramalar sıralanabilir. Kullanma sınıfının doğru tespit edilmesi ve bu sınıfa uygun olarak seçim yapılması, kontaktörün sağlıklı çalışabilmesi için en önemli noktadır. Uygulamada karşılaşılan bir çok arızanın sebebi kontaktörlerin kullanma sınıfına göre doğru
seçim yapılmamasıdır.
AC1 : Omik yüklerde,
kapanan akım=kesilen akım=Ie
AC3 : Sincap kafesli asenkron motorlarda,
kapanan akım = 6 Ie (Yolverme)
kesilen akım = Ie (Ie=In)
AC4 : Sincap kafesli veya bilezikli asenkron motorun kesikli çalışması ve akımla frenleme uygulamalarında,
kapanan akım = kesilen akım = 6 Ie.
Ekli dosyayı görüntüle 26812
Kontaktörün başlıca özellikleri :
1- Kontaktör, herhangi bir bozulmaya veya kaynamaya maruz kalmadan yüksek akım değerlerini taşımalıdır. Bu da kontakların (kontak yüzey teknolojisi ile kaynak teknolojisi) kalitesine bağlıdır. Özellikle AC-3 sınıfında ve kondansatör kumandasında kontaktör seçimi çok önemlidir.
2- Kontaktör kapalı iken, kontaklar üzerinden akan akım ısınmaya neden olur. Bu ısınma standardlarda sınırlandırılmıştır. IEC 60947-4-1’ e göre sürekli termik akım (Ith) 8 saat boyunca ana kontaklardan geçirildiğinde kontaktör terminallerindeki maksimum ısı artışı 65 K’ yı aşmamalıdır.
3- Kontaktör akımı keserken, birbirinden ayrılan kontaklar arasında elektrik arkı oluşturur. Ark, termik etki sonucu kontak malzemesinden kopan elektron ve iyon akımıdır. Ark sıcaklığı binlerce dereceye ulaşır ki, bu da kesme hücreleri ve kontakların yapımında kullanılan metal ve yalıtkanların taşıyabileceği sıcaklığın çok üzerindedir. Bunun için ark mümkün olduğunca çabuk sona ermelidir. Bu amaçla kontaktörlerde seperatör (ark söndürme hücresi) kullanılmaktadır.
(Seperatörün İşlevi: Kontaktördeki elektromanyetik üfleme ile, açma esnasında meydana gelen ark, ark seperatörleri içine
doğru itilir ve seperatör içindeki ark bölücüleri, arkı bölerek arkın sönmesini temin ederler.)
Kabul edilebilir sürekli termik akım: Ith
Kabul edilebilir termik akım, IEC 60947-4-1’e göre yapılan sıcaklık artış testinde kullanılacak test akımının en büyük değeridir.
Kapama kapasitesi :
Kapama kapasitesi, kontaktörün kontaklarının hasar görmeden kapayabileceği akım değeridir. Güç faktörü ve kapamanın sıklığı kapama kapasitesine etkide bulunan faktörlerdir. IEC 60947-4-1’ de AC3 kullanım sınıfı için;
le max. motor çalışma akımı ise;
kapama kapasitesi=10 x le olmalıdır.
Kesme kapasitesi :
Kesme kapasitesi; kontaktör kontaklarının ve ark söndürme hücrelerinin zarar görmeden başarıyla kesilebileceği akım değeridir. Gerilim değeri yükseldikçe kesme kapasitesi düşme gösterir. IEC 60947-4-1’de AC3 kullanım sınıfı için;
le max. motor çalışma akım ise;
Kesme kapasitesi = 8 x le olmalıdır.
Elektriksel dayanım (Ömür) :
Elektriki dayanım; kontaktörün kutuplarından yük akımı geçerken , herhangi bir bakım işlemi gerektirmeksizin yapılabilecek maksimum kapama+açma sayısıdır.
Motorlar İçin Kontaktör Seçimi :
a. Kafesli asenkron motorlar :
Motor anma gücü (kW), işletme gerilimi ve motor çalışma tipi (Sürekli, kesintili, kısa süreli vs.) dikkate alınır. Özellikle yüksek çevre sıcaklıkları veya arttırılmış güvenlik, tehlikeli bölge gibi sebeplerden düşük güçte çalıştırılan motorlar için kontaktör seçimi yaparken, motor çalışma akımı dikkate alınmalıdır.
b. Bilezikli asenkron motorlar :
Stator ve rotor devresi için ayrı ayrı seçim yapılır. Stator kontaktörünün seçimi Ith termik akımına göre yapılır. Rotor devresindeki seçim için önemli kriterler ise; işletim durumu (kalkış, ayarlama), yalıtım (topraklama var veya yok), uygulama türü (ara kontaktör veya son kontaktör) dür.
c. AC Motorlara yol vermede kontaktör seçimi :
Doğrudan yol vermede; AC3 kullanma kategorisinde ve motor nominal gücüne göre seçim yapılır.
Yüksüz halde yıldız - üçgen yol vermelerde yıldız kontaktöründen, motor nominal akımın yaklaşık 1/3’ü geçeceğinden, yıldız kontaktörü; AC3 kullanma kategorisine göre nominal motor gücün 1/3’ü değerinde seçilir. Enerji ve üçgen kontaktörü, motor sargıları ile seri bağlı olduğundan işletme esnasında bu kontaktörlerden motor sargı akımı geçer. Onun için bu kontaktörler AC3 kategorisine göre motor nominal gücün kök 3'te biri yani 0,58 katı değerinde seçilir.
Yük altında yol alan motorlara yıldız - üçgen yol vermede bütün kontaktörler AC3 kullanma kategorisine göre ve motor nominal gücün ’ü yani 0,58 katı değerinde seçilir.
d. Omik yükler :
Devreye alıp-çıkarmak için omik yükler en sorunsuz yüklerdir, çünkü kontaktör üzerinden yalnızca anma akımı geçer. Kapama akımı kesme akımına eşittir. Anahtarlama sıklığı arttıkça ortaya çıkacak ısının daha fazla olacağı göz önünde bulundurulmalı ve AC1’ e göre seçilen kontaktörlerin anma akımı daha düşük kabul edilerek hesaplama yapılmalıdır.
e. Kompanzasyon uygulamaları :
Kondansatörler bağlandıkları devrelerde devreye sokulma anında yüksek frekans (1...5kHz) ve yüksek şiddetli geçici akımlara neden olur. Tek bir kondansatörün veya bir kondansatör grubu içindeki
bir kapasitörün anahtarlanması birbirinden farklı özellikler gösterir.
Kondansatör gruplarındaki kademeli devreye alma işlemi kontaktör için çok daha zordur. Çünkü kondansatör gruplarındaki kondansatörler kademeli olarak devreye alınırken bataryanın çekim akımından başka paralel kondansatör arasında bir dolaşım akımı oluşur ve kontaktörü zorlar. Bu yüzden kompanzasyon uygulamaları için özel kontaktörler ve kombinasyonlar geliştirilmiştir.
Gereken durumlarda akımı sınırlamak için şok bobini kullanılır. Üç fazlı kondansatörlerin kumandası için geliştirilen kontaktörler kalkışta akımın değerini sınırlayan, sınırlama dirençli geçiş kontak blokları ile tasarlanmıştır.
f. Aydınlatma tesisi uygulamaları :
Aydınlatma uygulamalarında zaman zaman oluşabilen darbe gerilim ve akımlar kontaktörü zorlayabilir. Seçim için tip davranış ve kapama-kesme çalışması açısından sınıflandırılmıştır. Aydınlatma devrelerinde kontaktör seçimi yaparken ampül tipi, bağlantı, kompanzasyon olup olmadığı, devreye alma ve çalıştırma akımı ve güç faktörü önemli noktalardır.
Flamanlı lambalarda kontaktör, kapama sırasında lamba anma akımının 15 katına kadar yüklenirken kesme akımı anma akımına eşittir. Deşarj ve fluoresan lambalarda ise kompanzasyon yapılıp yapılmadığı çok önemlidir.
Yüksek basınçlı civa buharlı lambalarda ön ısıtma süresince (yaklaşık 5 dakika) işletme akımının iki katı bir akım söz konusudur. Halojen lambalarda ve sodyum buharlı lambalarda ise rejim süresi yaklaşık 10 dakikadır.
Atıfta bulunulan IEC standartlarından Bazıları:
IEC 60947-1 : Alçak gerilim anahtarlama düzeni ve kontrol düzeni. Bölüm 1 Genel Kurallar.
IEC 60947-2 : Alçak gerilim anahtarlama düzeni ve kontrol düzeni. Bölüm 2 Devre Kesiciler.
IEC 60947-3: Alçak gerilim anahtarlama düzeni ve kontrol düzeni. Bölüm 3 : Anahtarlar, Ayırıcılar, Ayırıcı anahtarlar ve eriyen telli sigorta birleşimi üniteler.
IEC 60947-4-1: Alçak gerilim anahtarlama düzeni ve kontrol düzeni. Bölüm 4: Kontaktörler ve motor yol vericiler. Kısım 1: Elektro mekanik kontaktörler ve motor yol vericiler.
--------------------------
Aşağıdaki Etiket Siemens 3TF45 kontaktöre ait:
Ekli dosyayı görüntüle 26813
AC-3 sınıfnda 400V şebeke geriliminde 18,5kW (25 Beygir gücü) motora direkt yolvermede kullanılabilir.
le max. çalışma akımı ise, AC-1 sınıfında en fazla 55A'lik bir yüke dayanabilir.
Aşağıdaki Etiket Schneider Electric bir kontaktöre ait:
Ekli dosyayı görüntüle 26814
AC-3 sınıfnda 400V şebeke geriliminde 4kW motora direkt yolvermede kullanılabilir.
Kabul edilebilir sürekli termik akımı (Ith): 20A'dir.
Continuous Current (Devamlı- Sürekli Akım): 20A ( AC-1 sınıfında) (
Schneider Electric Fiyat Listesi 17.01.2007 kataloğundan)
Aşağıdaki Etiket Hualin Marka (Çin Malı) bir kontaktöre ait:
Ekli dosyayı görüntüle 26815
AC-3 sınıfnda 400V şebeke geriliminde 4kW motora direkt yolvermede kullanılabilir.
le max. çalışma akımı ise,
AC-3 sınıfında en fazla 9A'lik bir yüke dayanabilir.
Kabul edilebilir sürekli termik akımı (Ith): 20A'dir.
Aşağıdaki Etiket Telemecanique bir kontaktöre ait:
Ekli dosyayı görüntüle 26816
Bu bir kompanzasyon kontaktörüdür.
3fazlı 400-480 volt şebeke geriliminde 12,5kVAr'lık kondansatör bağlanabilir.
Enfazla çalışma akımı Ie=18A dir. (12,5kVAR x 1,44= 18A)
Yorumlarımda eksikler veya yanlışlıklar olabilir! Hatalarım varsa uyarı cevapları iyi olur.
Bilmemek değil öğrenmemek ayıp. Öğrenmiş olurum...
Şu
continuous current meselesine bir açıklık getirelim. Bu konuda kesin bilgisi olanlar lütfen cevap yazsın...