Kontaktör nedir? Kontaktör ne işe yarar?

Özellikle motor koruma ve anahtarlama devrelerinin vazgeçilmez ekipmanlarından olan kontaktörün ne olduğunu ve nasıl çalıştığını anlamanız kumanda devrelerini tasarlamanızı daha da kolaylaştıracaktır. Tüm yönleri ile kontaktörleri incelemeye bu ürünün tanımı ile başlayalım.

Kontaktör nedir?

Kontaktör, çalışma şekli olarak röleye benzeyen; ama daha yüksek akımlarda kullanıma uygun, uzaktan kontrol edilebilen, elektrik kontrollü anahtarlama cihazıdır.Genel olarak, kontaktör birden fazla kontağa sahiptir. Bu kontaklar çoğu durumda normalde açıktır ve kontaktör bobinine enerji verildiğinde yüke çalışma gücü sağlar. Kontaktörler en çok elektrik motorlarını kontrol etmek için kullanılır.

Kontaktörler sahada kolayca monte edilebilir ve boyut olarak kompakttır. 

Kontaktörün görevi anahtarlama yani açıp kapanma yoluyla enerjiyi bir noktadan diğer bir noktaya iletmektir. Kontaktörlerin kontakları, hızlı açılma ve kapanma yeteneğine sahiptir. Kontaktörün temel işlevi dahili ana kontakları vasıtasıyla bir elektrik devresini açmak veya kapatmaktır.

Kontaktörün diğer bir anahtarlama elemanları olan devre kesiciden ve sigortadan farkı aşırı akım durumunda koruma yapmamasıdır. Sadece enerjiyi bir noktadan bir noktaya iletirler. O yüzden elektrik tesisatlarında mutlaka termik röle, motor koruma şalteri, otomatik sigorta, sigortalı yük ayırıcı benzeri termik manyetik koruma yapan devre elemanlarıyla beraber kullanılmalıdır.

Kontaktör çalışma prensibi

Kontaktör bobinin enerjilenmesi sonucu ana kontakların kapanması, kontaktör bobininin enerjisinin kesilmesi sonucu ana kontakların açılması prensibiyle çalışır.

Kontaktörün kontrol devresi yaylı bir sistem ile çalışan elektromanyetizmadan oluşur. Manyetizma bobin üzerinden akan akımla harekete geçer ve iki manyetizma birbirine yaklaşır. Bu hareket iki manyetizmayı kapatır. Dolayısıyla kontaklar da kapanır ve sistemdeki yaylar kontak gücü sağlar. Kontrol akımı kesildiğinde kontaklar açılır ana akım kesilmiş olur. Bu temel prensip 100 yılı aşkındır kullanılmaktadır ve henüz yeni bir alternatif geliştirilememiştir. Kontaktör nasıl çalışır sorusunu görsel olarak daha iyi anlayabilmek için en aşağıdaki videoları da izleyebilirsiniz.

Kontaktör nerelerde kullanılır?

Kontaktör genellikle motor yol verme uygulamalarında motoru başlatmak ve durdurmak için kullanılır. En yaygın kullanılan tipi 3 fazlı sistemlerde kullanıma uygun 3 kutuplu kontaktördür. Motor uygulamalarının yanı sıra ısıtıcı, aydınlatma, DC anahtarlama gibi kullanım alanları da mevcuttur. Kompanzasyon uygulamalarında bu uygulamalar için özel üretilmiş kompanzasyon kontaktörleri kullanılır. Bir endüstriyel otomasyon panosunun kapısını açtığınızda içerisinde çok fazla sayıda kontaktör görmeniz olasıdır.

Kontaktör bağlantı şeması

Kontaktör devreye aşağıdaki gibi bağlanır.

Kontaktör çeşitleri

Üreticilerin kataloglarını kurcaladığınızda çok sayıda farklı tip görmeniz mümkündür. Temel çeşitleri şunlardır:

Güç kontaktörleri

Güç kontaktörleri piyasada en çok bulunan çeşittir. 750kW civarına kadar 3 kutuplu ve 4 kutuplu olarak üretilirler. Her türlü uygulamada kullanılırlar.

Mini kontaktörler

Mini kontaktörler güç kontaktörine göre daha küçük boyutludurlar. Yerden kazanç sağlarlar. Genelde 5,5 kW’a kadar üretilirler.

Sessiz kontaktörler

Açıp kapadığı anlarda kontaklardan çıkan mekanik sesi oluşturmazlar. Bina içi tesisatlarda gürültünün istenmediği uygulamalarda kullanılırlar.

Kompanzasyon kontaktörleri

Kondansatörlerin devreye girdiği kompanzasyon uygulamalarına özel üretilmiş ürünlerdir.

Bara tipi kontaktörler

Yüksek güçlü DC ve AC yükleri anahtarlayan ürünlerdir. Tamamen açık bir yapıya sahiptirler. Ağır endüstriyel ortamlarda ve demiryolu gibi özel uygulamalarda tercih edilirler.

Kontaktör iç yapısı

Bir kontaktörün kasasını kırdığımızı düşünelim. Kontaktör parçalarına göz attığımızda çok karmaşık bir yapıyla karşılaşmayız. Kontaktörün temel parçaları şunlardır:

1) Ana kontaklar

2) Hareketli kontaklar

3) Sabit kontaklar

4) Bobin

5) Dış kasa

6) Nüve

7) Bobin terminalleri

8) Ark boşaltma kanalları

Kontaktör seçimi

Ürün seçimi yaparken bağlayacağımız yüke göre seçim yapılmalıdır. Eğer yük kalkış anında demeraj akımı yani kalkış akımına sahip bir motorsa kontaktör üreticilerin kataloglarında yazan AC-3 akımına göre seçilir. Eğer resistif özellikli bir ısıtıcı anahtarlanmak isteniyorsa AC-1 akımına göre seçilir. Yükün kaç kutuplu olduğu, güç değeri, nominal çalışma gerilimi, bobin gerilimi, boyutları, dahili yardımcı kontak sayısı gibi parametreler de ürün seçimini etkileyen unsurlardandır. Ürün seçimi yaparken bobin gerilimine özellikle dikkat edilmelidir. Çünkü ana kontakların beslendiği gerilim ile bobinin beslendiği gerilim birbirinden farklı olabilir. Projenin ihtiyacına göre bobin 24VDC, 48VDC, 230VAC, 380 VDC vb.. farklı gerilimlerle beslenebilir.

Kontaktör kullanım kategorileri

Kontaktör sahada bağlanacağı yükün tipine göre kullanılmalıdır. Yani anahtarladıkları yükün tipine göre akım taşıma kapasiteleri değişebilir. Bu değerler üretici kataloglarından mutlaka kontrol edilmelidir ve AC ve DC’deki farklı uygulamalar için aşağıdaki liste doğrultusunda seçim yapılmalıdır. IEC60947-4-1 standardına göre kullanım kategorileri şunlardır:

AC-1

Az endüktif veya endüktif olmayan yüklerdir. Isıtıcı fırınlar

AC-2

Bilezikli motorların başlatılması ve durdurulması

AC-3

Sincap kafesli asenkron motorların başlatılması ve durdurulması

AC-4

Sincap kafesli asenkron motorların darbeli olarak başlatılması

AC-5a

Deşarj lambalarının anahtarlanması

AC-5b

Akkor lambalarının anahtarlanması

AC-6a

Transformatörlerin anahtarlanması

AC-6b

Kondansatör anahtarlanması

AC-8a

Hermetik soğutma kompresörlerinin motor kontrolünde (termik rölelerin manual resetlemesi ile)

AC-8b

Hermetik soğutma kompresörlerinin motor kontrolünde (termik rölelerin otomatik resetlemesi ile)

DC-1

Az endüktif veya endüktif olmayan yüklerdir. Isıtıcı fırınlar

DC-3

Şönt motorların yol verme, darbeli yolverme, dinamik frenlemesinde

DC-5

Seri motorların yol verme, darbeli yolverme, dinamik frenlemesinde

DC-6

Akkor lamba anahtarlanmasında

Kontaktör nasıl bağlanır?

Montaj yapmadan önce bu iki soru her zaman çok sorulur. Kontaktör nasıl bağlanır ve kontaktördeki A1 A2 nedir?

3 kutuplu bir kontaktör bağladığımızı varsayalım:

Ürünü bağlamadan önce etiket değerlerinin bağlayacağınız sisteme uygun olup olmadığını kontrol edin. Daha sonra A1 ve A2 uçlarını bulun. Bu uçlar bobin giriş uçlarıdır. Bobin enerjilendiğinde kontaktörün ana güç kontakları kapanacaktır. A1’e fazı, A2’ye nötrü bağlayın. (Aşağıdaki resimde V olarak gösterilen bağlantı) Daha sonra da sırasıyla L1, L2, L3 ana güç kontak beslemelerini yapın. Kontaktörlerin yanında NO ve NC şeklinde belirtilen yardımcı kontak girişleri vardır. Bu girişlere asla faz beslemelerinden birini bağlamayın. Yardımcı kontaklar kontaktörün durum bilgisini yani açık kapalı bilgisini uzaktaki cihazlara sinyallemek için kullanılır. Ürünün vidalarını sıkarken mutlaka yan tarafında yazan tork değerlerine göre sıkma yapın. Fazla güç uygularsanız vidalar yalama olabilir ve bu da enerjilendiğinde elektriksel ark oluşturabilir.

Kontaktör arızaları

Kontaktörler eğer doğru seçilirse ve doğru koşullarda kullanılırsa arıza yapmazlar. (Tabi üretim problemi de yoksa) Ancak nominal koşullarının dışında kullanılırlarsa en çok görülen arızaları kontak yapışması ve bobin yanmasıdır. Ana güç kontaklarından taşıyabileceğinden fazla akım geçirilirse kontaklar kapandıktan bir süre sonra fazladan ısınacak ve bu ısınma etkisiyle birbirine yapışacaktır. Kontaktör otomatik sigorta, kompakt şalter, motor koruma şalteri gibi bir koruma elemanı değildir. Bu elemanların üzerinden aşırı akım geçtiğinde bu ürünler açma yaparlar. Fakat kontaktörlerin üzerinden fazla akım geçerse ana kontaklar birbirine yapışır. Yine aynı şekilde bobin uçlarına uygulanan gerilim nominalin dışında olursa bobin buna dayanamayıp yanma yapabilir. O yüzden güç kontakları ve bobini mutlaka katalog değerlerine uygun gerilim ve akımla beslenmelidir. Kontaktörle beraber mutlaka şalter, sigorta gibi koruma elemanları kullanılmalıdır.

En çok karşılaşılan arızaları maddeler halinde özetleyelim:

Kontaktör neden çekmez?

Kontaktörün çekmemesinin sebebi yeterli bobin uçlarının doğru bağlanmaması ve bobinin yeterli gerilimde beslenmemesidir. Ya da bobine hiç enerji gelmiyordur.

Kontaktör neden ses yapar?

Bobini besleyen kontrol gerilimi bobinin görevini yapabilmesi için kabul edilebilir aralıkta olmayabilir. Örneğin, 230V ile çalışan bir kontaktör bobinine 100..150V geliyor olabilir. Bu durumda da kontaktör çekmekle çekmemek arasında kaldığı için kontaklar çok kısa süre içerisinde titreyerek açma kapama yapar ve bu da kontaktörün ses yapmasına neden olur.

Bobinin çekebilmesi için belli bir akım değerinde beslenmesi gerekir. Bu değerler pull-in değer şeklinde ürün kataloglarında yazar. Akım yeteri değilse kontaklar yine titreme yapar ve sonucunda ses oluşur.

Ana kontakların ömrü dolmuş olabilir. Kontak yüzeylerinde toz vs. nedeniyle oksitlenme olmuş olabilir.

Yukarıda anlattığımız kullanım kategorilerine dikkat edilmemiş olabilir. Ürün seçimi yanlış olabilir. (Örneğin bir kompanzasyon uygulamasında kompanzasyon kontaktörü kullanılması gerekirken güç kontaktörü kullanılmış olabilir.)

Kontaktör neden yapışır?

Kontaktör yapışmasının sebebi ana ana kontakların taşıyabileceğinin çok üzerinde bir akıma, uzun süre maruz kalmasıdır.

Bunun sebebi yüksek ihtimal yanlış ürün seçimidir. Örneğin motor uygulamasında kontaktörün AC-1 değerlerine göre ürün seçimi yapıldıysa kontaklar yapışacaktır. Ayrıca her kontaktörün belli çalışma sıcaklığı vardır. Ortam koşulları aşırı sıcaksa bu durum kontakların verimini düşüreceğinden kontakların dayanım kapasitesi de düşer.

Kontaktör bobini neden yanar?

Kontaktör bobininin yanmasının sebebi bobinin üzerinden fazla akım veya gerilim geçmesidir.

Katalog değerleri dışarısında bobin beslenirse bobin yanacaktır.