کنتاکتور با رله چه تفاوتی دارد؟

هدف این مقاله ارائه یک مقایسه جامع بین کنتاکتورها و رله ها، شفاف کردن تفاوت ها و کاربردهای اصلی آن ها و عواملی است که باید هنگام انتخاب تجهیزات مناسب برای پروژه برق صنعتی یا اتوماسیون صنعتی در نظر بگیریم.

کنتاکتورها و رله‌ها اجزای ضروری در سیستم‌های برق و اتوماسیون صنعتی هستند که به‌عنوان کلیدهایی برای کنترل جریان برق عمل می‌کنند. این دو تجهیز شباهت هایی با یکدیگر در عملکرد اصلی خود دارند، بنابراین معمولاً در مورد تفاوت بین کنتاکتور و رله اشتباهاتی صورت می گیرد!

از رله و کنتاکتور معمولاً برای سوئیچ کردن بارها استفاده می شود، کنتاکتورها و رله ها در یک مدار الکتریکی تحت بار قرار می گیرند. یک تصمیم اشتباه در تصمیم گیری در مورد این کلیدهای الکتریکی می تواند هزینه زیادی را به همراه داشته باشد و به سیستم الکتریکی آسیب برساند.

با درک اصول اساسی و جنبه های فنی کنتاکتور و رله، می توانید در هنگام طراحی یا نگهداری سیستم های الکتریکی تصمیم گیری آگاهانه تری بگیرید.

کنتاکتور چیست؟

کنتاکتور یک کلید الکترومکانیکی است که برای کنترل جریان الکتریکی در کاربردهای با توان بالا طراحی شده است. این تجهیز از سه جزء اصلی تشکیل شده است: یک سیم پیچ، کنتاکت و یک محفظه.

هنگامی که سیم‌پیچ برق دار می‌شود، یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که کنتاکت‌ها را جذب می‌کند و باعث بسته شدن و تکمیل مدار می‌شود.  از این طریق جریان به بار الکتریکی متصل می شود.

کنتاکتورها معمولاً در کاربردهایی استفاده می‌شوند که جریان‌های بالا، معمولاً بالای 16 آمپر، نیاز به روشن و خاموش شدن دارند. این تجهیزات برق صنعتی به دلیل توانایی آن ها برای کنترل جریان های بیش از 5000 آمپر و قدرت بالای بیش از 100 کیلو وات شناخته می شوند.

کنتاکتورها برای کنترل جریان های هجومی بالا هنگام راه اندازی موتورهای بزرگ یا سایر بارهای القایی در برق و اتوماسیون صنعتی طراحی شده اند. کنتاکت ها در یک کنتاکتور معمولاً از موادی با رسانایی الکتریکی بالا مانند نقره یا مس ساخته می شوند تا مقاومت کنتاکت را به حداقل برسانند و جریان کارآمد را تضمین کنند. محفظه که اغلب از پلاستیک یا فلز ساخته شده است سایر قطعات و بخش ها را در برابر عوامل محیطی و خطرات الکتریکی محافظت می کند.

به دلیل توانایی کنتاکتورها در کنترل جریان‌های بالا تیغه های آن در معرض جرقه های زیاد قرار می گیرد و پس از مدتی باعث خال زدن و از بین رفتن تیغه ها می شود. البته در برخی از کنتاکتورها از روش هایی برای سرکوب این جرقه ها استفاده می شود که همین امر کنتاکتورها را قادر می‌سازد تا در محیط‌های صنعتی به‌طور مطمئن و ایمن عمل کنند.

رله چیست؟

رله یک دستگاه الکترومکانیکی یا حالت جامد است که به عنوان کلیدی برای کنترل جریان الکتریکی در کاربردهایی با توان کم تا متوسط عمل می کند. این تجهیز از یک سیم پیچ، کنتاکت ها و محفظه ای شبیه کنتاکتور تشکیل شده است. هنگامی که سیم پیچ برق می گیرد، یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند که کنتاکت ها را جذب می کند و بسته به پیکربندی رله، مدار را بسته یا باز می کند.

رله ها معمولاً در کاربردهایی با نیاز به جریان کمتر از 16 آمپر استفاده می شوند. این تجهیزات برقی صنعتی و اتوماسیون صنعتی اغلب برای کنترل بارهای کوچکتر یا به عنوان واسطه بین سیستمی با توان کم و بار یا سیستمی با توان بالاتر استفاده می شوند. کنتاکت ها در یک رله بسته به کاربرد خاص می توانند از مواد مختلفی مانند نقره یا طلا ساخته شوند. محفظه رله نیز معمولاً پلاستیکی یا شیشه ای است.

یکی از مزایای اصلی رله ها توانایی آن ها در ایزوله و جداسازی مدار کنترل از مدار بار است. این بدان معنی است که یک سیگنال کنترل با توان کم می تواند یک بار توان بالاتر را بدون خطر تداخل الکتریکی یا آسیب به مدار کنترل سوئیچ کند. علاوه بر این، رله ها را می توان با چندین کنتاکت طراحی کرد که به آنها اجازه می دهد چندین مدار را به طور همزمان کنترل کنند.

رله ها همچنین تنظیمات سوئیچینگ متفاوتی دارند، مانند رله (SPDT) و (DPDT). برای اطلاع بیشتر در این مورد به مقاله زیر مراجعه کنید:

رله چیست، انواع رله و نحوه عملکرد آن به چه صورت است؟

 

تفاوت های کلیدی بین کنتاکتورها و رله ها

1.ظرفیت بار

یکی از تفاوت های اصلی بین کنتاکتورها و رله ها ظرفیت بار آنهاست. کنتاکتورها برای تحمل بارهای با جریان بالا طراحی شده اند، در حالی که رله ها برای بارهای جریان کم تا متوسط مناسب هستند. این تفاوت در ظرفیت بار، ناشی از طراحی و ساخت دستگاه‌ها است. کنتاکتورهایی که دارای کنتاکت‌های کمکی بزرگ‌تر و قوی‌ترهستند برای تحمل با جریان‌های بالاتر به کار می روند. از کنتاکتورهای ویژه ای هم برای سوئیچ برق سه فاز استفاده می شود.

از نظر عملی، کنتاکتورها اغلب در سیستم های برق و اتوماسیون صنعتی که شامل موتورهای بزرگ، ماشین‌آلات سنگین یا سایر تجهیزات با توان بالا و سه فاز هستند مورد استفاده قرار می‌گیرند. سیستم هایی که جریان شان می‌تواند به صدها یا حتی هزاران آمپر برسد. از سوی دیگر، رله‌ها بیشتر در سیستم‌های کنترل و اتوماسیون خانگی، اتوماسیون صنعتی با توان پایین، موتورهای کوچک و دستگاه‌های کم مصرف یافت می‌شوند، جایی که میزان جریان مورد نیاز نسبتاً متوسط است. رله ها معمولاً به کاربردهای تک فاز محدود می شوند.

هنگام راه اندازی موتورها یا بارهای القایی، در نظر گرفتن هر دو جریان پیوسته و جریان اولیه که به عنوان جریان هجومی شناخته می شود، ضروری است. انتخاب تجهیزی با ظرفیت بار مناسب، عملکرد قابل اعتماد را تضمین می کند و خطر خرابی دستگاه ها را به حداقل می رساند.

2.مکانیسم سوئیچینگ

یکی دیگر از تفاوت های کلیدی بین کنتاکتورها و رله ها، نحوه سوئیچ کردن جریان های الکتریکی است. هر دو تجهیز از یک مکانیسم الکترومکانیکی استفاده می کنند. به این صورت که سیم پیچ تحریک شده، یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند که کنتاکت ها را جذب می کند و مدار را باز یا بسته می کند. با این حال، طراحی خاص و ساخت مکانیزم سوئیچینگ می‌تواند بین این دو دستگاه متفاوت باشد که منجر به تفاوت در عملکرد و مناسب بودن برای کاربردهای خاص می‌شود.

در کنتاکتورها، مکانیسم سوئیچینگ برای کنترل جریان های بالا و به حداقل رساندن اثرات جرقه الکتریکی طراحی شده است. این امر از طریق استفاده از تکنیک‌های سرکوب جرقه که به خاموش کردن جرقه الکتریکی که هنگام باز یا بسته شدن کنتاکت ها ایجاد می‌شود، به دست می‌آید.

کنتاکتورها معمولاً دارای کنتاکت‌های بزرگ‌تری هستند که از موادی با رسانایی الکتریکی بالا مانند نقره یا مس ساخته شده‌اند. این موضوع جریان کارآمد را با به حداقل رساندن مقاومت کنتاکت تضمین می کند.

برعکس کنتاکتور، رله ها مکانیسم سوئیچینگ فشرده تری دارند که برای کاربردهای جریان کمتر مناسب است. کنتاکت ها در رله ها بسته به نیازهای کاربردی خاص می توانند از مواد مختلفی مانند نقره یا طلا ساخته شوند. رله ها از استحکام کمتری نسبت به کنتاکتورها در جلوگیری از سایش و آسیب ناشی از جرقه الکتریکی در مواجهه با جریان بالا برخوردار هستند. هنگامی که یک رله بار پرقدرتی را سوئیچ می کند، از بانک های خازنی می توان برای کاهش جریان هجومی استفاده کرد.

انتخاب بین کنتاکتور و رله به مقوله سوئیچینگ از جمله سطح جریان، فرکانس سوئیچینگ و سرکوب جرقه بستگی دارد. انتخاب مناسب ترین تجهیز، خطر خرابی دستگاه یا آسیب به تجهیزات متصل را به حداقل می رساند.

3. کنتاکت های باز/بسته

رله ها را به گونه ای طراحی کرده اند که هم در normally open و normally closed (حالت باز و بسته) کار کنند، اما کنتاکتورها برای کار با کنتاکت های normally open طراحی شده اند. این به این معنی است که وقتی برق سیم پیچ قطع می شود، اتصال کنتاکتور نیز قطع می شود.

در شرایط NO، هیچ جریانی در حالت عادی یا اولیه عبور نمی کند. اما با تحریک سیم پیچ، کنتاکت ها بسته می شوند تا جریان عبور پیدا کند. از سوی دیگر در حالت NC جریان  در حالت عادی یا اولیه آن وجود دارد. اما برخلاف آنچه در NO اتفاق می‌افتد، خاموش کردن و روشن کردن آن باعث باز شدن کنتاکت می‌شود و جریان متوقف می شود.

 4. اندازه و ساختار

اندازه و ساختار کنتاکتورها و رله‌ها نیز متفاوت است و هر دستگاه برای سازگاری با کاربردهای مورد نظر و بسته به بار طراحی شده است.

کنتاکتورها به دلیل نیاز به کنترل جریان های بالا (بالای 16 آمپر) عموماً بزرگتر و قوی تر از رله ها هستند. کنتاکت ها در کنتاکتورها معمولاً از موادی با رسانایی الکتریکی بالا ساخته می شوند تا مقاومت تماس را به حداقل برسانند و جریان بالا را تضمین کنند.

برعکس، رله‌ها فشرده‌تر و سبک‌تر هستند و برای جریان کم تا متوسط مناسب (زیر 16 آمپر) هستند. کنتاکت ها در رله ها بسته به نیازهای کاربردی خاص می توانند از مواد مختلفی ساخته شوند و برای باز یا بستن مدارها به صورت الکترونیکی یا الکترومکانیکی به کار می روند.

البته ناگفته نماند که رله هایی با جریانی بالا نیز وجود دارد که حتی می توان آن ها را جایگزین کنتاتور کرد. برای مثال برد رله 40 آمپر یا برد رله قدرت هایی که در سیستم های برق صنعتی، اتوماسیون صنعتی و ماشین سازی پر کاربرد هستند.

هنگام انتخاب بین کنتاکتور و رله، توجه به عواملی مانند جریان مصرف کننده ها، فضای موجود در تابلو برق، شرایط نصب و شرایط محیطی مهم است. با درک تفاوت‌های اندازه و ساختاری بین کنتاکتورها و رله‌ها، می‌توانید مناسب‌ترین تجهیز را برای خود انتخاب کنید و خطر خرابی دستگاه یا آسیب به تجهیزات متصل را به حداقل برسانید.

5. نویز الکتریکی

نویز الکتریکی یا تداخل الکترومغناطیسی (EMI)، یک اختلال سیگنال الکتریکی ناخواسته است که بر عملکرد و قابلیت اطمینان دستگاه های الکترونیکی تأثیر می گذارد. کنتاکتورها و رله ها به عنوان کلیدهای الکترومکانیکی در حین کار نویز الکتریکی تولید می کنند که میزان نویز آن بستگی به طراحی و ساخت دستگاه دارد.

کنتاکتورها به دلیل اندازه بزرگتر و کنترل جریان بالاتر، نویز الکتریکی بیشتری نسبت به رله ها ایجاد می کنند. باز و بسته شدن کنتاکت ها در یک کنتاکتور جرقه الکتریکی ایجاد می کند که امکان تداخل با دستگاه های الکترونیکی مجاور به وجود می آید.

برعکس، رله‌ها به دلیل اندازه کوچکتر و کنترل جریان کمتر، نویز الکتریکی کمتری تولید می‌کنند. با این حال، آن ها هنوز هم ممیزان نویز تولیدی به صفر نمی رسد به ویژه هنگام سوئیچ بارهای القایی. رله های حالت جامد از اجزای نیمه هادی استفاده می کنند که سطوح کمتری از نویز الکتریکی را تولید می کنند و همین موضوع رله های حالت جامد را برای شرایطی که وجود نویز یک چالش جدی است مناسب می کند.

6. طول عمر و دوام

طول عمر و دوام کنتاکتورها و رله ها از عوامل مهم در انتخاب تجهیز مناسب برای یک کاربرد خاص است. هر دو تجهیز به دلیل ماهیت الکترومکانیکی خود در معرض ساییدگی و خوردگی کنتاکت ها و خرابی هستند. با این حال، میزان سایش و طول عمر مورد انتظار بسته به طراحی، ساخت و شرایط عملیاتی متفاوت می باشد.

کنتاکتورها که برای کنترل جریان های بالا طراحی شده اند، کنتاکت ها در کنتاکتورها از موادی با رسانایی الکتریکی بالا ساخته شده اند و معمولاً طول عمر و دوام بیشتری نسبت به رله ها دارند.

کنتاکت‌های رله‌ها سریع‌تر فرسوده می‌شوند، به‌ویژه هنگام سوئیچ بارهای القایی یا کار در فرکانس‌های بالا. رله‌های حالت جامد در مقایسه با رله‌های الکترومکانیکی، دوام بهتر و طول عمر بیشتری دارند. البته آنها ممکن است برای همه کاربردها مناسب نباشند.

عواملی که می توانند بر طول عمر و دوام کنتاکتورها و رله ها تأثیر بگذارند عبارتند از: فرکانس سوئیچینگ، نوع بار مصرفی و بازه جریان و ولتاژ.  همچنین شرایط محیطی مانند دما و رطوبت، وجود گرد و غبار یا مواد خورنده نیز بی تاثیر نیست.

خلاصه تفاوت های بین کنتاکتور و رله

مشخصات	کنتاکتور	رله
تعریف	یک کلید الکترومغناطیسی که می تواند جریانی تا 12000 آمپر را تحمل کند	یک کلید الکترومغناطیسی که عموما می تواند جریانی تا 16 آمپر را تحمل کند*
اندازه	بزرگتر	کوچکتر (حداکثر هم اندازه کنتاکتور)
هزینه	بیشتر	کمتر
کنتاکت های کمکی	کنتاکتور از مجموعه ای از کنتاکت های برق سه فاز تشکیل می شود و می توانند کنتاکت های کمکی داخلی نیز داشته باشند.	دارای حداقل دو کنتاکت NC و NO
بار	بالاتر از 10 آمپر	کمتر از 16 آمپر*
ولتاژ	حداکثر 1000 ولت	حداکثر 250 ولت
فاز	1 یا 3 فاز	1 فاز
طول عمر	کوتاه تر	طولانی تر
متوسط سرعت سوئیچینگ دستگاه	بین 20 تا 250 میلی ثانیه	بین 3 تا 100 میلی ثانیه
مصرف برق سیم پیچ	بیشتر	کمتر
تولید سر و صدا	بالاتر	کمتر
نیاز به نگهداری و تعمیر	بیشتر	کمتر
کاربردها	شبکه های الکتریکی سه فاز مانند ترانسفورماتور یا موتور القایی	کاربردهای تک فاز

*رله هایی با توان تحمل جریان بالاتر نیز وجود دارد برای مثال رله 30 آمپر و 40 آمپر که به رله قدرت هم معروفند.