Sistemele de automatizari electrice au un rol deosebit de important in societatea moderna actuala, fiind prezente intr-o gama larga de aplicatii. Utilizarea lor permite accesul la o serie de avantaje, cum ar fi economia de energie, automatizarea unor procese industriale, controlul de la distanta a diferitelor mecanisme. Prezenta contactoarelor ca piese esentiale in astfel de sisteme este obligatorie, in special daca este vorba despre controlul unor sisteme ce functioneaza cu ajutorul curentului electric de valori mari, fiind astfel de neinlocuit intr-o varietate de aplicatii industriale.
Articolul de mai jos aduce informatii despre contactoarele electrice cu privire la definirea termenului, la componentele acestora si la principiul de functionare. De asemenea, se va putea descoperi ce tipuri de contactoare electrice sunt disponibile si care este rolul indeplinit de acestea, precum si care sunt avantajele folosirii lor in sistemele de automatizari.
Cuprins:
- Ce este si ce face un contactor electric
- Tipuri de contactoare electrice si rolul indeplinit de acestea
- Avantajele utilizarii unui contactor in sistemele de automatizari
1. Ce este si ce face un contactor electric
Instalatiile electrice au ca parte componenta un dispozitiv ce permite inchiderea sau deschiderea circuitului in vederea actionarii sau opririi functionarii unui echipament. Multa vreme rolul a fost indeplinit de intrerupatoarele mecanice, acestea reusind sa faca fata cerintelor minime. Odata cu evolutia instalatiilor electrice si cu necesitatea automatizarii unor proceduri, intrerupatoarele mecanice nu mai puteau sa faca fata cerintelor, astfel fiind introdus contactorul.
Aceasta piesa este un dispozitiv electromagnetic sau electronic, care are ca principal rol controlarea fluxului de energie electrica intr-un circuit. Prezenta lui este esentiala in cazul instalatiilor comerciale si industriale, unde este nevoie de controlarea unei puteri electrice apreciabile si de aplicarea unui numar insemnat de cicluri de inchidere - deschidere intr-o perioada scurta.
1.1. Definitia contactorului electric
Raspunsul la intrebarea “Ce este contactorul?” este simplu de dat, daca se ia in considerare definirea termenului in limbajul de specialitate. Astfel, se precizeaza ca un contactor este un dispozitiv de actionare sau comutatie magnetica, electromagnetica sau pneumatica, ce are rolul de a intrerupe curentii dintr-un circuit in mod repetitiv si la viteze apreciabile.
Datorita partilor componente, dispozitivul reuseste sa inchida si sa deschida contactele principale prin alimentarea sau intreruperea alimentarii unei bobine electromagnetice. Aceasta capabilitate face din contactorul electric un element sigur si eficient pentru controlarea curentului electric in circuite, fiind de neinlocuit intr-o varietate de domenii, precum industria, transporturile, infrastructura, conditionarea aerului si automatizarea diverselor sisteme.
1.2. Partile componente ale contactorului
Contactoarele electrice sunt folosite de multi ani, fiind preferate datorita fiabilitatii crescute si a rezistentei deosebite in fata actiunilor repetitive de inchidere si de deschidere a circuitelor. Aceste capabilitati provin, pe de-o parte, din tehnologia utilizata si, pe de alta parte, din simplitatea mecanismelor si din numarul redus de componente.
Un contactor tipic este format din urmatoarele parti:
- Carcasa izolanta este o incinta realizata din materiale izolatoare, precum plasticul sau ceramica, ce are rolul de a proteja componentele interne si de a impiedica atingerea accidentala a zonelor aflate sub tensiune. In plus, pe carcasa sunt situate si elementele de prindere, precum si conexiunile care permit incorporarea in circuitele electrice;
- Bobina electromagnetica este elementul activ al contactorului prezentandu-se sub forma unei bobine din sarma, care in momentul in care este traversata de un curent electric genereaza un camp magnetic folosit pentru actionarea mecanismelor de contact;
- Nucleul magnetic este un dispozitiv aflat in apropierea bobinei si care are rolul de amplificare a campului magnetic generat de aceasta pentru a imbunatati forta de atractie sau de respingere a contactelor;
- Contactele principale sunt acele parti mobile ale dispozitivului realizate din materiale conductive si care permit inchiderea si deschiderea efectiva a circuitului. Actionarea lor este realizata de campul magnetic generat de bobina, putandu-se astfel afla in pozitia inchisa sau deschisa;
- Arcurile de contact sunt acele componente care au rolul de a preveni formarea de arcuri electrice prin realizarea unor conexiuni sigure.
1.3. Cum functioneaza contactorul
Pentru a raspunde la intrebarea “Cum functioneaza contactorul?” este util sa se ia in considerare principiul de functionare al acestuia. Intr-o forma simplificata, usor de inteles, un contactor functioneaza datorita inchiderii sau deschiderii unui circuit prin intermediul unor contacte controlate de prezenta sau de absenta unui camp magnetic. Un ciclu de inchidere - deschidere al unui contactor consta in trecerea prin patru etape:
- Actiunea bobinei electromagnetice. Bobina electromagnetica este un dispozitiv electric care se bazeaza pe proprietatea de generare a unui camp magnetic al unui conductor prin care trece curentul electric. Pentru a se obtine o valoare utilizabila in practica, firul electric realizat, de obicei, din cupru este infasurat intr-un numar apreciabil de bucle, in jurul unui miez metalic. La trecerea curentului electric prin dispozitiv este generat un camp magnetic, iar in momentul intreruperii circuitului acesta dispare;
- Miscarea contactelor principale. In interiorul dispozitivului este situat un set de doua sau mai multe contacte metalice, ce pot fi atrase sau respinse de campul magnetic generat de bobina. In functie de necesitate, aceste contacte se ating si inchid circuitul sau se desprind si il intrerup;
- Atragerea contactelor. In momentul alimentarii bobinei apare un camp magnetic care atrage contactele si le forteaza sa se inchida (fluxul de curent trece prin contacte);
- Deconectarea contactelor. In momentul in care bobina nu mai este alimentata cu energie electrica, dispare campul magnetic, iar contactele se indeparteaza unele de altele sub actiunea unor arcuri sau resorturi (fluxul de curent este intrerupt).
2. Tipuri de contactoare electrice si rolul indeplinit de acestea
Pentru a raspunde la diversele necesitati, in functie de tipul de instalatie electrica ce este controlat, pe piata sunt disponibile mai multe tipuri de contactoare electrice, ce se diferentiaza intre ele.
2.1. Tipuri de contactoare electrice
Contactoarele electrice indeplinesc acelasi rol, insa acesta se poate diferentia in functie de domeniul de aplicare, existand astfel o varietate de tipuri de dispozitive care fac fata cu brio diferitelor tipuri de imprejurari. Tipologia contactoarelor se poate realiza luandu-se in considerare mai multi factori:
- In functie de tipul de curent ce traverseaza circuitul controlat de un contactor exista varianta echipamentului de curent continuu si cea a variantei de curent alternativ. Conductoarele de curent continuu functioneaza pe baza unui curent magnetic de tip clapeta, ce ofera o rezistenta crescuta la uzura. Variantele de curent alternativ au ca principala sarcina controlarea motoarelor ce necesita conectari repetate si pentru diverse comutatii in instalatiile de forta si iluminat de CA;
- Contactoarele se deosebesc si prin numarul existent de poli. Astfel, sunt variantele unipolare, bipolare, tripolare si cu patru poli (qadripolare);
- Dispozitivele de acest tip se mai pot clasifica si in functie de prezenta unor sisteme suplimentare, cum ar fi cel care asigura stingerea arcului electric. Acest dispozitiv este prezent, in special, in variantele destinate montarii in retelele de inalta tensiune, unde riscul aparitiei arcului electric este major;
- Actuatoarele de comutatie sunt fie de tip electromagnetic, fie electropneumatic;
2.2. Rolul contactorului electric
Contactorii electrici sunt utilizati pe scara larga, atat in aplicatii de tip industrial, cat si in numeroase echipamente folosite in interiorul locuintelor obisnuite. Intelegand rolul acestor dispozitive se poate raspunde usor la intrebarea “Ce face un contactor electric?’’ si de ce sunt intrebuintate asa de frecvent.
Printre rolurile cheie indeplinite se numara:
- Principalul rol indeplinit este controlul motoarelor electrice. Acestea sunt prezente intr-o varietate de echipamente casnice si industriale, cum ar fi masinile de spalat, pompele de apa, strungurile, masinile de prelucrat metale etc. Prin actiunea contactorului motorul poate fi pornit si oprit fie de la fata locului, fie de la distanta;
- Controlarea sistemelor de iluminat, in special daca este vorba despre cele comerciale sau industriale, unde controlul manual nu ar fi eficient, poate fi facuta cu usurinta prin intermediul contactoarelor. Acestea asigura pornirea si oprirea sistemului de iluminat, fie de la un comutator central, fie prin intermediul unor senzori (de miscare sau de detectare a luminozitatii) sau chiar de catre un computer care poate fi programat dupa dorinta;
- Controlul incalzirii si climatizarii se realizeaza extrem de facil cu ajutorul contactoarelor, pentru ca se poate obtine un control precis printr-un consum minim de energie;
- Realizarea unor sisteme de comanda automatizata in diverse domenii industriale si rezidentiale este posibila datorita contactoarelor ce au o fiabilitate maxima si rezista la un numar apreciabil de cicluri, fara necesitatea unei intretineri complexe;
- Contactoarele actioneaza ca un releu, insa spre deosebire de acestia pot gestiona sarcini mult mai mari. Astfel, aceste echipamente sunt utile la controlarea unor instalatii de mare putere.
3. Avantajele utilizarii unui contactor in sistemele de automatizari
Contactoarele electrice sunt echipamente utilizate pe scara larga, intr-o varietate de domenii de activitate, datorita numeroaselor avantaje pe care le ofera. Datorita constructiei robuste si a rezistentei in fata unor curenti electrici de valori mari, contactoarele electrice sunt prezente in numeroase dispozitive cu folosire industriala, comerciala sau rezidentiala. Printre avantajele de care se poate beneficia in mod frecvent se numara:
- Posibilitatea controlarii fiabile a inchiderii si deschiderii circuitelor electrice. Nevoia de a deschide si de a inchide rapid si precis circuitele electrice este o caracteristica ce trebuie sa fie indeplinita in majoritatea instalatiilor si dispozitivelor electrice ce functioneaza in prezent. Numeroase aplicatii nu ar functiona la fel de fiabil, in cazul in care contactoarele nu ar fi prezente;
- Durabilitatea extraordinara a dispozitivului. Datorita proiectarii inteligente, a simplitatii mecanismului si a componentelor realizate din materiale rezistente, contactoarele pot functiona un numar apreciabil de ani, inchizand si deschizand circuitul, fara a suferi o uzura accentuata si fara a necesita efectuarea de reparatii;
- Capacitatea de gestionare a circuitelor electrice de puteri diferite. In functie de necesitati se pot monta contactoare de diferite capacitati si dimensiuni, ce functioneaza corespunzator in circuite de cativa amperi sau in unele de sute de amperi;
- Economia majora de curent electric. Datorita controlului eficient al dispozitivelor de putere, contactoarele electrice ofera posibilitatea obtinerii unui consum redus de energie prin oprirea dispozitivelor si pornirea lor doar atunci cand este necesar;
- Contactoarele ca parte a sistemelor de automatizari. Automatizarea este un domeniu foarte actual, nu doar in aplicatiile industriale, ci si in cele rezidentiale. Astfel de sisteme isi fac datoria in mod eficient in cazul in care sunt dotate cu echipamente de acest gen;
- Usurinta instalarii. Contactoarele actuale sunt construite in asa fel incat montajul lor sa fie facil, in tablouri electrice sau cin cutii dedicate;
- Contactoarele electrice sunt parte componenta a acelor sisteme care ofera siguranta lucratorilor ce actioneaza echipamente electrice de mare putere. Aceasta siguranta este obtinuta prin separarea intre circuitele de putere si circuitele de comanda.
In concluzie, contactoarele electrice sunt echipamente omniprezente, ce indeplinesc numeroase roluri, fiind foarte utile in realizarea unor sisteme de automatizari diverse, utilizate in domeniul industrial, comercial si rezidential.
Surse foto: tablourielectrice.ro, unsplash.com, pinterest.com
