الكونتاكتور:

يُعتبر الكونتاكتور جهازًا كهربائيًا ذو أهمية كبيرة في مجال الهندسة الكهربائية، حيث يستخدم لتشغيل أو إيقاف تشغيل دوائر كهربائية بشكل فعّال. ينتمي الكونتاكتور إلى فئة خاصة من أجهزة الترحيل الكهربائية.

ومع ذلك، يكمن الاختلاف الرئيسي بين المرحل والكونتاكتور في أن الكونتاكتور يُستخدم في تطبيقات تتطلب قدرة استيعابية لتيارات عالية، بينما يتم استخدام المرحل في التطبيقات ذات التيار المنخفض.

يتميز الكونتاكتور بسهولة تركيبه في الموقع وبحجم مدمج، مما يسهم في جعلها خيارًا مناسبًا لتطبيقات متنوعة. وتتمثل ميزة هذه الأجهزة الكهربائية في وجود جهات اتصال متعددة، حيث تكون هذه الجهات عادةً مفتوحة في معظم الحالات، مما يتيح توفير طاقة التشغيل للحمل عند تفعيل ملف الكونتاكتور.

تستخدم الكونتاكتورات على نطاق واسع في التحكم في المحركات الكهربائية، حيث توفر إمكانية التبديل بين دوائر القوة الكهربائية الكبيرة بفعالية. تتنوع أحجام الكونتاكتورات بين الأبعاد المحمولة باليد والمقاسات الكبيرة التي تناسب التطبيقات الصناعية الضخمة، مما يعكس مرونتها في التكامل مع مختلف البيئات والمتطلبات.

بصفة عامة، يُعتبر استخدام الكونتاكتورات أمرًا ضروريًا في التحكم في تيارات القوة الكهربائية الكبيرة، حيث تتميز بقدرتها على التعامل مع تيارات تصل إلى آلاف الأمبيرات والقدرة العالية بمقدار 100 كيلو واط أو أكثر. بالإضافة إلى ذلك، تمثل الكونتاكتورات حلاً فعّالًا للتحكم في توليد الأقواس الكهربائية التي تحدث عند الانقطاع، مما يجعلها حلًا موثوقًا لتطبيقات تيارات الحمل الكبيرة والقوية.

مكونات الكونتاكتور: فهم أعمق

تُعتبر الكونتاكتورات أجهزة معقدة وفعّالة في التحكم الكهربائي، وتتكون من عدة مكونات رئيسية تعمل بتناغم لتحقيق الأداء المطلوب. إليك توضيح أكثر عن هذه المكونات:

1. الملف أو المغناطيس الكهربائي:
   • يُعد الملف أو المغناطيس الكهربائي قلب الكونتاكتور، حيث يوفر القوة الدافعة اللازمة لإغلاق جهات الاتصال.
   • يتم وضع الملف أو المغناطيس الكهربائي داخل حاوية محمية لضمان سلامته وتحقيق العزل الكهربائي.
2. الضميمة:
   • توفر الضميمة حماية وعزلًا للموصلات وجهات الاتصال.
   • تصنع الضمائم من مواد عازلة مثل البولي كربونات، والبوليستر، والنايلون 6، والباكليت، والبلاستيك الحراري.
   • يحمي الغلاف الواقي الكونتاكتور من الظروف البيئية السيئة والمخاطر المحتملة كالانفجارات والغبار والزيوت.
3. جهات الاتصال:
   • تُعتبر جهات الاتصال عنصرًا حيويًا في نقل التيار الكهربائي.
   • تقوم بتحمل الحمل الحالي للكونتاكتور وتضمن توصيل فعّال وموثوق.
   • تأتي في أنواع مختلفة مثل زنبركات الاتصال وجهات الاتصال المساعدة وجهات اتصال الطاقة، حيث تلعب كل نوع دورًا محددًا في الأداء الشامل للكونتاكتور.

بشكل مجتمع، تتكامل هذه المكونات لتحقيق أداء كونتاكتور متميز، حيث يمكنه التعامل مع تيارات عالية وتحمل الظروف البيئية المختلفة بكفاءة. يعكس التصميم الدقيق والجودة في المكونات إلى جانب الفهم العميق للتطبيقات المختلفة قوة وفعالية هذه الأجهزة الكهربائية في مجالات عديدة.

الكونتاكتور هو جهاز كهربائي يسهل التحكم في تشغيل وإيقاف تشغيل دوائر كهربائية بكفاءة. يستند عمل الكونتاكتور إلى تفاعل بين الملف الكهربائي وجهات الاتصال، وهو يعمل وفق الآلية التالية بتفصيل أكبر:

1. الملف أو المغناطيس الكهربائي:
   • يشغل الملف دورًا حيويًا في عمل الكونتاكتور. عند توصيل التيار الكهربائي بالملف، ينشأ مجال مغناطيسي حوله.
   • يؤدي هذا المجال إلى جذب جزء متحرك في الكونتاكتور، مثل قلب الموصل، مما يؤدي إلى إغلاق الدائرة.
2. جهات الاتصال:
   • يتم تحريك جهات الاتصال بواسطة الجزء المتحرك والمجال المغناطيسي. عند تحريك الجزء المتحرك، يتم فتح أو إغلاق جهات الاتصال.
   • تكون جهة الاتصال الشائعة هي normally open (NO)، وتكون مفتوحة في حالة عدم تمرير التيار. عند تفعيل الملف، تُغلق جهة الاتصال للسماح بمرور التيار.
3. التيار والحمل:
   • بعد تحفيز الملف وإغلاق جهات الاتصال، يتدفق التيار الكهربائي من خلال الكونتاكتور إلى الحمل الكهربائي، مثل محرك كهربائي.
   • عند إزالة التيار أو فصله، يتم إيقاف تشغيل الملف، مما يؤدي إلى فتح جهات الاتصال وانقطاع التيار عن الحمل.

بشكل موجز، يتم تنشيط الكونتاكتور بواسطة الملف الكهربائي باستخدام التيار، مما يؤدي إلى تحريك جهات الاتصال وفتح أو إغلاق الدائرة الكهربائية. هذا التصميم يوفر وسيلة فعّالة للتحكم في تشغيل وإيقاف تشغيل الأحمال الكهربائية بكفاءة.

أنواع الكونتاكتور :

• مفتاح شفرة السكين كانت تقنية استُخدمت في العصور الأولى للتحكم في المحركات الكهربائية. كانت هذه التقنية تعتمد على شريط معدني يسقط على جهة الاتصال، وكان لديها رافعة لسحب المفتاح لأسفل أو دفعه لأعلى.

  في تلك الفترة، كان على الفرد ضبط مفتاح شفرة السكين يدويًا بواسطة الوقوف بجواره. ومع ذلك، كانت هناك مشكلة في هذه الطريقة التي تتمثل في تآكل جهات الاتصال بسرعة. كان من الصعب فتح وإغلاق المفتاح بشكل سريع كافٍ لتجنب التآكل.

  تسببت هذه الطريقة في تلف جهات الاتصال بسرعة، خاصةً بالنسبة للمفاتيح النحاسية الناعمة، مما جعلها عرضة للتأثر بالرطوبة والأوساخ. مع زيادة حجم المحركات مع مرور الوقت، أصبح هناك حاجة متزايدة إلى تيارات أكبر لتشغيلها، مما زاد من خطر التآكل وخلق مخاوف بشأن السلامة.

  رغم محاولات التحسين الميكانيكية، فإن مشاكل التشغيل الخطير وعمر الخدمة القصير لجهات الاتصال أدت إلى عدم تطوير مفتاح شفرة السكين بشكل كامل.

   

• تطورت وسائل التحكم في تشغيل المحركات الكهربائية مع مرور الوقت، وذلك نتيجة لتطوير التكنولوجيا والحاجة المتزايدة لوسائل أكثر أمانًا وفاعلية. واحدة من هذه التطورات هي استحداث وحدة تحكم يدوية، التي جلبت ميزات جديدة وحلولاً للتحديات التي كانت تواجه استخدام مفاتيح شفرة السكين.

  من بين الميزات الرئيسية لوحدة التحكم اليدوية:

  1. آمن للعمل:
     • تم تصميم وحدة التحكم اليدوية بشكل يجعلها آمنة للاستخدام، مما يقلل من خطر الحوادث.
  2. وحدة مغلفة:
     • يتم تغليف وحدة التحكم بشكل صحيح، مما يحميها ويجعلها مستعدة للعمل في ظروف مختلفة دون التعرض للتلف.
  3. حجم أصغر ماديًا:
     • بفضل التحسينات التقنية، أصبحت وحدات التحكم اليدوية أصغر حجمًا، مما يسهل تركيبها في المساحات الضيقة.
  4. جهات اتصال مزدوجة:
     • تم استبدال جهات الاتصال الفردية بملامسات فاصلة مزدوجة، مما يسمح بفتح الدائرة في مكانين في نفس الوقت، مما يزيد من قدرة التحمل لتيارات أكبر.
  5. عملية التشغيل:
     • لا يتم تشغيل وحدة التحكم اليدوية عن بُعد، بل يتم توصيلها مباشرة بالوحدة الفعلية. تعمل عند تفعيلها وتنقل الكهرباء إلى الحمولة، مما يسهل التحكم في تشغيل وإيقاف تشغيل الأحمال.

  بشكل عام، قامت وحدات التحكم اليدوية بتحسين عمليات التحكم في المحركات الكهربائية وزيادة مستوى السلامة والفاعلية في الاستخدام. هذا التطور أسهم في تعزيز أداء الأنظمة الكهربائية وتحسين تجربة التشغيل.

   

• قواطع المغناطيسي تعد تقنيةً متقدمة في مجال التحكم الكهربائي وتستخدم بشكل واسع في تطبيقات التحكم الصناعي. إليك بعض النقاط الرئيسية حول هذه التقنية:

  1. تشغيل بدون تدخل بشري:
     • قواطع المغناطيسي لا تحتاج إلى تدخل بشري للتشغيل؛ بدلاً من ذلك، تعتمد على العمل الكهروميكاني لفتح وإغلاق الدائرة. هذا يزيد من الأمان ويقلل من مخاطر التشغيل اليدوي.
  2. تشغيل عن بُعد:
     • يمكن تشغيل قواطع المغناطيسي عن بُعد، مما يزيد من سهولة التحكم في الدوائر الكهربائية في بيئات صناعية.
  3. استهلاك تيار تحكم صغير:
     • تتطلب قواطع المغناطيسي كميات صغيرة من تيار التحكم لفتح أو إغلاق الدائرة، مما يساهم في كفاءة استخدام الطاقة.
  4. استخدام شائع في التحكم الصناعي:
     • تعد قواطع المغناطيسي من الأنواع الرئيسية للموصلات المستخدمة في تطبيقات التحكم الصناعي، حيث تقدم تحكمًا فعّالًا في الدوائر الكهربائية.
  5. متوسط ​​العمر المتوقع:
     • يعد متوسط ​​العمر المتوقع لقواطع المغناطيسي أحد التحديات، حيث يتعلق بالتآكل الناتج عن عمليات فتح وإغلاق متكررة. يتأثر هذا المتوسط بسرعة إطفاء القوس الكهربائي وكفاءة الصيانة.
  6. التحكم في القوس الكهربائي:
     • تقوم تقنيات التحكم في القوس الكهربائي بتحسين عمر جهات الاتصال وتقليل تأثير التآكل، وبالتالي يمكن زيادة فترة حياتها.

  في المجمل، تُعد قواطع المغناطيسي حلاً تقنيًا فعالًا للتحكم في الدوائر الكهربائية، ويتم تحسين أدائها باستمرار من خلال تقنيات التحكم المتقدمة والابتكارات في تصميم الموصلات الصناعية.

   

الكونتاكتور هو جهاز كهربائي معقد يتألف من عدة أجزاء رئيسية. إليك شرح لبعض الأجزاء الرئيسية ووظائفها:

1. قلب حديدي ثابت وآخر متحرك:
   • يشكل القلب الحديدي الثابت والمتحرك الجزء الرئيسي الذي يتحرك بفعل الملف الكهربائي ويفتح أو يغلق دائرة التيار الكهربائي.
2. ملف نحاسي:
   • يلف حول القلب الحديدي ويكون مسؤولاً عن إنشاء مجال مغناطيسي عند تمرير التيار الكهربائي. هذا المجال يؤثر على القلب المتحرك لفتح أو إغلاق الدائرة.
3. زنبرك الارجاع:
   • يساعد الزنبرك في إعادة القلب المتحرك إلى وضعه الأصلي بمجرد إيقاف تشغيل الملف الكهربائي وانقطاع التيار.
4. تلامسات ثابتة ومتحركة:
   • تكون هذه التلامسات جزءًا من الدائرة الكهربائية، وعندما يتم تحريك القلب المتحرك تغلق التلامسات للسماح بتدفق التيار الكهربائي.
5. حافظة:
   • توفر الحافظة الحماية اللازمة للأجزاء الداخلية من الكونتاكتور وتحمي من الظروف البيئية الخارجية.

تحتوي هذه الأجزاء الرئيسية على تفاعلات معقدة وتعاون لتحقيق فتح أو إغلاق الدائرة الكهربائية بشكل فعال وآمن.

الريليه هو جهاز يشبه في بنيته الداخلية الكونتاكتور، حيث يتألف من العناصر التالية:

1. القلب:
   • يشكل القلب الجزء الرئيسي في تركيب الريليه، ويمكن أن يكون حديدًا أو مادة مماثلة. يتأثر القلب بالمجال المغناطيسي الذي ينشأ عند تفعيل الملف.
2. الملف:
   • يتكون الملف من سلك نحاسي يلف حول القلب. عند تمرير التيار الكهربائي عبر الملف، ينشئ مجال مغناطيسي يؤثر على القلب.
3. الذراع المتحرك:
   • يتصل الذراع المتحرك بالقلب، ويتأثر بالقوى المغناطيسية للقلب. يعمل الذراع على فتح أو إغلاق التلامسات بناءً على حالة الملف.
4. تلامسات ثابتة ومتحركة:
   • تشكل هذه التلامسات جزءًا من دائرة الكهرباء وتتحكم في تدفق التيار. عند تحريك الذراع المتحرك، تغلق أو تفتح التلامسات لتمرير أو قطع التيار.
5. زنبرك الارجاع:
   • يستخدم الزنبرك كوسيلة لإعادة الذراع المتحرك إلى وضعه الأصلي بمجرد إيقاف تشغيل الملف وانقطاع التيار.

هذه الأجزاء تتعاون بشكل متكامل لتحقيق عملية فتح أو إغلاق الدائرة الكهربائية في الريليه بفعالية وبتأثير مباشر من المجال المغناطيسي المنشأ عند تفعيل الملف.

الريليه:

الريليه هو جهاز متقدم ومرن يمكن فصله عن قاعدته، حيث تتيح هذه القابسية توصيل أطراف الريليه بالقاعدة وفقًا للأرقام أو الرموز المكتوبة عليها.

يمكن إجراء تغييرات أو استبدال الريليه بسهولة عند الحاجة، حيث يمكن فكه من القاعدة وتوصيل ريليه آخر من نفس الموديل بسرعة وسهولة.

على الرغم من أن الريليه يستخدم عادة في دوائر التحكم وليس في دوائر القدرة، إلا أنه يلعب دورًا حاسمًا في التحكم بتوصيل أو فصل التيار عن ملف الكونتاكتور، ويقوم بإرسال إشارات تحكم لعناصر أخرى.

يتميز الريليه باستهلاك تيار بسيط ويتم تصميم نقاط التلامس فيه لتحمل تيار يصل إلى 10 أمبير، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من التطبيقات في الأنظمة الكهربائية المعقدة.

المرحلات أو الريليه هي أجهزة تقوم بفتح وإغلاق الدوائر الكهروميكانيكيًا أو إلكترونيًا، وتستخدم للتحكم في تشغيل وإيقاف الدوائر الكهربائية. إليك كيفية عمل المرحلات بشكل عام:

1. تركيب المرحلة:
   • تتكون المرحلات من جهاز ترحيل يحتوي على جهات اتصال (contacts) وملف كهربائي.
   • يكون للملف دور حاسم في تشغيل المرحلة، حيث يتم تنشيطه عند توصيل التيار الكهربائي به.
2. جهات الاتصال:
   • تحتوي المرحلات على جهات اتصال متحركة وثابتة.
   • في وضع عدم تنشيط الملف، تكون جهات الاتصال عادةً مفتوحة (Normally Open) أو مغلقة (Normally Closed)، اعتمادًا على نوع المرحلة.
3. عملية التحكم:
   • عند تنشيط الملف، يتولد مجال مغناطيسي حوله.
   • يؤدي ذلك إلى تحريك جهات الاتصال المتحركة، مما يغلق أو يفتح الدائرة الكهربائية المتصلة بها.
4. أنواع المرحلات:
   • هناك أنواع مختلفة من المرحلات، بما في ذلك المرحلات الكهروميكانيكية والريليهات الصلبة (solid-state relays).
   • المرحلات الكهروميكانيكية تستخدم مكونات ميكانيكية تتحرك فيها جهات الاتصال.
   • الريليهات الصلبة تستخدم الإلكترونيات لتحقيق التحكم في الدوائر بدون جزء ميكانيكي متحرك.
5. التطبيقات:
   • تستخدم المرحلات في دوائر التحكم لتحقيق عمليات التشغيل والإيقاف التلقائي.
   • يمكن استخدام المرحلات الوقائية لحماية الأنظمة من التشوهات الكهربائية مثل التيار الزائد والتيار الخفي والحمل الزائد.

بهذه الطريقة، تقدم المرحلات وظيفة أساسية في مجال التحكم الكهربائي وتسهم في تشغيل وإيقاف الأحمال الكهربائية بشكل آلي وفعال.

أنواع الريليه:

1. مرحلات الأغراض العامة:

• النوع: كهروميكانيكية.
• التشغيل: بواسطة ملف مغناطيسي.
• تيار وجهد التشغيل: تعمل بتيار متردد أو مستمر بجهد مشترك مثل 12V، 24V، 48V، 120V، 230V.
• القدرة: تستطيع التحكم في تيارات تتراوح بين 2A-30A.
• استخدامات: للتحكم في المبتدئين ومكونات صناعية أخرى.
• ميزات: اقتصادية، سهلة الاستبدال، وتتيح تكوينات محولات واسعة.

2. مرحلات التحكم في الماكينة:

• النوع: كهروميكانيكية.
• التشغيل: بواسطة ملف مغناطيسي.
• تيار وجهد التشغيل: يشترك مع مرحلات الأغراض العامة.
• القدرة: تحكم في المبتدئين ومكونات صناعية بوسائط إضافية للتوسيع.
• ميزات: متينة، قابلة للتوسيع بإضافة ملحقات مثل الأعمدة والملامسات وغيرها.

3. Reed Relays:

• النوع: كهروميكانيكية (Reed Switch).
• التشغيل: بمجال مغناطيسي.
• التصميم: صغير ومضغوط مع جهة اتصال NO.
• ميزات: محكمة الإغلاق في مظروف زجاجي، تعمل بسرعة، متينة وقابلة للتشغيل في بيئات قاسية.
• استخدامات: تبديل المكونات الصناعية مثل الملفات اللولبية والموصلات ومحركات البادئ.

ملاحظات إضافية:

• مرحلات التحكم في الماكينة تُميز بإمكانية توسيع وظائفها باستخدام ملحقات.
• Reed Relays تُستخدم في بيئات قاسية وتتميز بمتانتها وقدرتها على التشغيل بسرعة.
• تقنية Reed توفر ميزات مثل المقاومة للتآكل والعمل المتين في ظروف تلوث محيطية.
• يجذب الفهم الجيد للتصميم والاستخدام المناسب لكل نوع من أنواع الريليه إلى اختيار فعال ومناسب لتطبيقك.

مرحلات الحالة الصلبة:

تتميز مرحلات الحالة الصلبة بتكوين متقدم يشمل ثلاث دوائر رئيسية:

1. دائرة الإدخال:

• الوظيفة: تشبه وظيفة ملف المرحلات الكهروميكانيكية.
• التفاصيل: يتم تنشيطها عندما يُطبق جهد أعلى من جهد الالتقاط المحدد.
• جهد الإدخال: تتراوح عادةً بين 3 VDC و 32 VDC.
• التفاعل: يلغى التنشيط عندما يقل الجهد عن الحد الأدنى المحدد.

2. دائرة التحكم:

• الوظيفة: تحدد متى يتم تنشيط أو إلغاء تنشيط المرحل.
• التفاصيل: تعمل كوصلة بين دائرتي الإدخال والإخراج.
• التفاعل: يتحكم في تنشيط وإلغاء تنشيط مكون الإخراج.

3. دائرة الإخراج:

• الوظيفة: تشغيل الحمل وتحقيق نفس الغرض كجهات الاتصال الميكانيكية في المرحلات الكهروميكانيكية.
• تفاصيل إضافية: عادةً ما تحتوي على جهة اتصال إخراج واحدة فقط.

ملاحظات إضافية:

• نطاق الجهد: يُستخدم نطاق الجهد الذي يتراوح من 3 VDC إلى 32 VDC معظمًا مع مرحلات الحالة الصلبة، مما يجعلها ملائمة لمعظم الدوائر الإلكترونية.
• دور دائرة التحكم: تقوم دائرة التحكم بوظيفة محددة في تنظيم تفاعل المرحل بين دائرتي الإدخال والإخراج.
• دائرة الإخراج: تقوم بتشغيل الحمل وتأدي دورًا مماثلاً لجهات الاتصال في المرحلات الكهروميكانيكية.

تلك المكونات تعزز كفاءة وموثوقية مرحلات الحالة الصلبة في التحكم الإلكتروني.