نقشه سیم‌کشی کنتاکتور و بیمتال در مدارات فرمان و قدرت

در دنیای برق صنعتی, راه‌اندازی و محافظت از الکتروموتورهای سه‌فاز یکی از اساسی‌ترین مباحث است. تجهیزاتی مانند کنتاکتور و بیمتال (رله حرارتی) ستون‌های اصلی تابلوهای برق صنعتی را تشکیل می‌دهند. کنتاکتور وظیفه قطع و وصل جریان در توان‌های بالا (مدار قدرت) را بر عهده دارد و بیمتال وظیفه محافظت از موتور در برابر اضافه‌بار (Overload) را ایفا می‌کند.

در این مقاله جامع از تکنوفاز ایرانیان، به بررسی دقیق، گام‌به‌گام و تصویری (تشریحی) نقشه سیم‌کشی کنتاکتور و بیمتال در مدارات فرمان و قدرت می‌پردازیم. اگر به دنبال یادگیری اصولی نحوه بستن این مدار به همراه نکات ایمنی و استانداردهای آن هستید، تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.

بخش اول: آشنایی با تجهیزات (کنتاکتور و بیمتال چیست؟)

پیش از بررسی نقشه سیم‌کشی، ضروری است که نقش هر یک از این قطعات را به خوبی درک کنیم.

۱. کنتاکتور (Contactor) چیست؟

کنتاکتور یک کلید مغناطیسی است که با استفاده از خاصیت الکترومغناطیس، مدار فرمان (ولتاژ پایین یا جریان ضعیف) را به مدار قدرت (ولتاژ و جریان بالا) متصل می‌کند.

• بخش‌های اصلی کنتاکتور:
• بوبین (Coil): پایه‌های A1A_1A1​ و A2A_2A2​ که با برق‌دار شدن آن‌ها، میدان مغناطیسی ایجاد شده و کنتاکت‌ها تغییر وضعیت می‌دهند.
• کنتاکت‌های قدرت: ترمینال‌های ورودی (L1,L2,L3L_1, L_2, L_3L1​,L2​,L3​) و خروجی (T1,T2,T3T_1, T_2, T_3T1​,T2​,T3​) که جریان اصلی موتور را عبور می‌دهند.
• کنتاکت‌های فرمان (Auxiliary Contacts): کنتاکت‌های باز (NO) و بسته (NC) که برای خودنگهدار مدار یا ارسال سیگنال خطا استفاده می‌شوند.

۲. بیمتال (Bimetal) یا رله حرارتی چیست؟

بیمتال یک تجهیز حفاظتی است که از دو فلز با ضریب انبساط طولی متفاوت ساخته شده است. با عبور جریان بیش از حد مجاز، این فلزات گرم شده، خم می‌شوند و مسیر جریان فرمان را قطع می‌کنند تا موتور آسیب نبیند.

• بخش‌های اصلی بیمتال:
• شاخک‌های فلزی (ورودی): مستقیماً به زیر کنتاکتور (T1,T2,T3T_1, T_2, T_3T1​,T2​,T3​) پیچ می‌شوند.
• ترمینال‌های خروجی: جهت اتصال به کابل‌های الکتروموتور ($U,V,W$).
• کنتاکت‌های فرمان بیمتال:
• کنتاکت بسته (پایه‌های 95 و 96 – NC): در مسیر مدار فرمان قرار می‌گیرد تا در صورت خطا، مدار را قطع کند.
• کنتاکت باز (پایه‌های 97 و 98 – NO): معمولاً به چراغ سیگنال خطا (Fault) متصل می‌شود.

بخش دوم: نقشه سیم‌کشی مدار قدرت (Power Circuit)

مدار قدرت بخشی از سیستم است که جریان اصلی برق سه‌فاز را به موتور انتقال می‌دهد. طراحی و سیم‌کشی این بخش بسیار ساده اما نیازمند رعایت ضخامت کابل‌ها بر اساس جریان مصرفی موتور است.

مراحل سیم‌کشی مدار قدرت:

1. اتصال به شبکه برق: سه‌فاز ورودی ($R,S,T$ یا L1,L2,L3L_1, L_2, L_3L1​,L2​,L3​) ابتدا به یک کلید حفاظتی مانند کلید مینیاتوری سه‌فاز (MCB) یا کلید اتوماتیک (MCCB) وارد می‌شود.
2. ورود به کنتاکتور: خروجی کلید حفاظتی به ترمینال‌های ورودی کنتاکتور (پیچ‌های $1,3,5$ یا L1,L2,L3L_1, L_2, L_3L1​,L2​,L3​) متصل می‌شود.
3. اتصال کنتاکتور به بیمتال: خروجی‌های کنتاکتور (پیچ‌های $2,4,6$ یا T1,T2,T3T_1, T_2, T_3T1​,T2​,T3​) مستقیماً به شاخک‌های ورودی بیمتال وصل می‌شوند (معمولاً بیمتال به زیر کنتاکتور کوپل یا پیچ می‌شود).
4. اتصال به موتور: ترمینال‌های خروجی بیمتال (با نام‌های T1,T2,T3T_1, T_2, T_3T1​,T2​,T3​ یا $U,V,W$) به وسیله کابل مناسب به تخته کلمپ الکتروموتور سه‌فاز متصل می‌گردند.
5. اتصال ارت: سیم ارت (زمین) حتماً باید به بدنه موتور متصل شود.

بخش سوم: نقشه سیم‌کشی مدار فرمان (Control Circuit)

مدار فرمان، مغز متفکر سیستم است که کنترل قطع و وصل شدن کنتاکتور را بر عهده دارد. در این بخش، ما از یک شستی استارت (Start)، یک شستی استپ (Stop) و کنتاکت‌های فرمان بیمتال استفاده می‌کنیم.

تجهیزات مورد نیاز در مدار فرمان تک‌فاز (220 ولت):

• فیوز مینیاتوری تک‌فاز (به عنوان حفاظ مدار فرمان)
• شستی استپ (NC – قرمز رنگ)
• شستی استارت (NO – سبز رنگ)
• کنتاکت کمکی باز کنتاکتور (NO – شماره‌های 13 و 14)
• کنتاکت بسته بیمتال (NC – شماره‌های 95 و 96)

مراحل سیم‌کشی مدار فرمان (مرحله به مرحله):

1. برق‌رسانی اولیه: یک سیم فاز از خروجی فیوز مینیاتوری فرمان گرفته و به پایه شماره 95 (ورودی کنتاکت بسته بیمتال) وصل کنید.
2. خروج از بیمتال: از پایه شماره 96 (خروجی کنتاکت بسته بیمتال) یک سیم به ورودی شستی استپ (کلید قرمز رنگ) متصل کنید.
3. اتصال استپ به استارت: از خروجی شستی استپ، سیم را به ورودی شستی استارت (کلید سبز رنگ) ببرید.
4. اتصال به بوبین: از خروجی شستی استارت، یک سیم به پایه A1A_1A1​ بوبین کنتاکتور متصل کنید.
5. اتصال نول: پایه A2A_2A2​ بوبین کنتاکتور را مستقیماً به شمش نول شبکه متصل کنید.

مدار خودنگهدار (Latch Circuit) چیست و چرا ضروری است؟

اگر مدار فرمان را تا مرحله فوق سیم‌کشی کنید، با فشردن شستی استارت، موتور روشن می‌شود؛ اما به محض اینکه دست خود را از روی شستی بردارید، موتور خاموش خواهد شد. برای حل این مشکل، باید از کنتاکت خودنگهدار (پلاک) استفاده کنیم.

• روش سیم‌کشی خودنگهدار:

یک سیم از خروجی شستی استپ (یا ورودی شستی استارت) به ترمینال شماره 13 (NO) کنتاکتور متصل کنید. سپس از ترمینال شماره 14 (NO) کنتاکتور یک سیم به ترمینال A1A_1A1​ بوبین (یا خروجی شستی استارت) وصل کنید. با این کار، کنتاکت کمکی کنتاکتور با شستی استارت به صورت موازی قرار می‌گیرد.

راهنمای عملکرد مدار در شرایط کاری

• حالت استارت: با فشردن شستی استارت، بوبین کنتاکتور برق‌دار شده، هسته مغناطیسی را جذب می‌کند و تیغه‌های قدرت و فرمان بسته می‌شوند. عبور جریان از تیغه کمکی (13-14) باعث می‌شود حتی با رها کردن شستی استارت، جریان بوبین حفظ شده و موتور روشن بماند.
• حالت استپ: با فشردن شستی استپ، مسیر جریان فاز قطع شده، بوبین کنتاکتور دشارژ می‌گردد، کنتاکتور رها شده و موتور خاموش می‌شود.
• حالت خطا (اضافه بار/بیمتال): اگر جریان موتور از حد تنظیم‌شده روی بیمتال بیشتر شود، تیغه 95-96 باز شده و مسیر برق بوبین قطع می‌شود. در این حالت، چراغ سیگنالی که به پایه 97-98 وصل شده است روشن می‌شود تا اپراتور را از وقوع خطا مطلع سازد.

جدول مقایسه اتصالات مدار فرمان و قدرت

نکات کلیدی و ایمنی در سیم‌کشی کنتاکتور و بیمتال

طراحی و اجرای مدارات برق صنعتی مستلزم رعایت استانداردهایی است که طول عمر تجهیزات و ایمنی اپراتور را تضمین می‌کند. کارشناسان تکنوفاز ایرانیان رعایت نکات زیر را توصیه می‌کنند:

1. تنظیم جریان بیمتال: جریان بیمتال را باید دقیقاً متناسب با جریان نامی موتور (InI_nIn​) مندرج روی پلاک مشخصات موتور تنظیم کنید. معمولاً این مقدار روی ۱.۰۵ تا ۱.۱ برابر جریان نامی تنظیم می‌شود.
2. استفاده از سرسیم (وایرشو): برای بستن تمامی سیم‌ها در ترمینال‌ها حتماً از وایرشو مناسب استفاده کنید تا از شل شدن اتصالات و جرقه زدن جلوگیری شود.
3. انتخاب درست کابل فرمان و قدرت: سیم‌های مدار فرمان معمولاً با سطح مقطع 0.75 یا 1.5 میلی‌متر مربع انتخاب می‌شوند؛ در حالی که ضخامت کابل‌های مدار قدرت باید بر اساس توان موتور و مسافت کابل‌کشی محاسبه گردد.
4. تست کلید تست بیمتال: پس از اتمام سیم‌کشی و قبل از راه‌اندازی زیر بار، با فشردن دکمه قرمز رنگ (Test یا Stop) روی بیمتال، عملکرد قطع مدار فرمان را تست کنید.

جمع‌بندی

سیم‌کشی کنتاکتور و بیمتال پایه و اساس یادگیری برق صنعتی است. با درک صحیح نحوه عملکرد مدار قدرت (عبور جریان اصلی) و مدار فرمان (کنترل و حفاظت)، می‌توانید انواع مدارهای پیچیده‌تر مانند مدار چپگرد-راستگرد یا ستاره-مثلث را طراحی و اجرا کنید.

تکنوفاز ایرانیان به عنوان مرجع تخصصی در زمینه تامین تجهیزات برق صنعتی و اتوماسیون، همواره در کنار شماست. در صورت داشتن هرگونه سوال یا نیاز به مشاوره خرید قطعات صنعتی نظیر کنتاکتور، بیمتال، کلید حرارتی و مینیاتوری، می‌توانید با کارشناسان ما در ارتباط باشید.