สวัสดีค่ะ กลับมาพบกันอีกแล้วนะคะกับสาระน่ารู้สำหรับช่างและวิศวกร จากฉบับก่อน EF Magazine #5 เราได้พูดถึงการเลือกใช้งานโอเวอร์โหลดรีเลย์ ให้เหมาะกับมอเตอร์ที่เราใช้งานไปแล้วนะคะ และอีกอุปกรณ์นึงที่จะขาดไม่ได้ในการควบคุมการทำงานของมอเตอร์ นั่นคือ แมกเนติก คอนแทคเตอร์ Magnetic Contactor หรือหน้าสัมผัสแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งช่างและวิศวกรในประเทศไทยส่วนใหญ่เรียกทับศัพท์ว่า คอนแทคเตอร์ Contactor

สารบัญ:

• ทำไมต้องใช้คอนแทคเตอร์?
• แมกเนติกคอนแทคเตอร์คืออะไร?
• ส่วนประกอบหลักของคอนแทคเตอร์มีอะไรบ้าง?
• คอนแทคเตอร์ทำงานอย่างไร?
• ต้องรู้อะไรบ้าง ในการเลือกใช้คอนแทคเตอร์
• ตัวอย่างการเลือกแมคเนติกคอนแทกเตอร์

หากเป็นมอเตอร์ขนาดเล็กเช่น พัดลม เราคงไม่เห็นความสำคัญของคอนแทคเตอร์ดังกล่าว เพราะเราสามารถใช้สวิทช์ทั่วไปในการควบคุมการเปิด-ปิดได้ แต่หากเป็นมอเตอร์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น หรือเพื่อให้ง่ายต่อการควบคุมเราคงต้องสนใจเจ้าคอนแทคเตอร์ตัวนี้แล้วล่ะค่ะ

• สามารถต่อควบคุมระยะไกลได้แทนการสับสวิทช์ด้วยมือโดยตรง ทำให้ผู้ควบคุมมอเตอร์ปลอดภัยจาก  อันตรายจากการตัดต่อวงจรกำลัง ซึ่งมีกระแสไฟฟ้าค่อนข้างสูง
• สะดวกในการควบคุม และสามารถต่อร่วมกับอุปกรณ์อื่น ๆได้ เช่น ลิมิตสวิทช์, เพรสเชอร์สวิทช์ เป็นต้น
• ประหยัดกว่าเมื่อเทียบกับการควบคุมด้วยมือ เช่น หากควบคุมด้วยมือ ต้องทำการเดินสายไฟของ  วงจรกำลังไปยังจุดควบคุมหลังจากนั้นเดินสายไฟไปยังโหลด แต่หากควบคุมด้วยคอนแทคเตอร์ สายไฟ  ของวงจรกำลังสามารถเดินไปยังโหลดได้โดยตรง ส่วนสายไฟวงจรควบคุมเดินสายจากจุดควบคุมไปยัง  โหลดใช้สายขนาดเล็กกว่า ทำให้ประหยัดค่าติดตั้งในการเดินสาย

แมกเนติกคอนแทคเตอร์ (Magnetic Contactor) คือสวิทช์แม่เหล็กไฟฟ้า ทำงานโดยอาศัยอำนาจแม่เหล็กไฟฟ้าช่วยในการเปิด-ปิดหน้าสัมผัส ในการตัด-ต่อวงจรกำลัง เช่น เปิด-ปิดการทำงานของมอเตอร์

*ซื้อ Contactor ออนไลน์ได้ที่ Factomart.com*

โครงสร้างหลักของคอนแทคเตอร์ที่สาคัญ ไม่ว่าจะเป็นยี่ห้อใดก็ตามมีดังนี้

1. แกนเหล็ก (Core)
2. ขดลวด (Coil)
3. หน้าสัมผัส (Contact)
4. สปริง(Spring)

• แกนเหล็กอยู่กับที่ (Fixed Core) ทำด้วยแผ่นเหล็กบางอัดซ้อนกันเป็นแกนจะมีลักษณะเป็นรูปตัว E ดังรูปที่ 1 ขาทั้งสองข้างของแกนเหล็ก มีลวดทองแดงเส้นใหญ่ต่อลัดวงจรไว้เป็นรูปวงแหวน เรียกวงแหวนนี้ว่าเช็ดเด็ดริง (Shaded Ring) เป็นวงแหวนฝังอยู่ที่ผิวหน้าของแกนเหล็ก เพื่อช่วยลดการสั่นสะเทือน ของแกนเหล็ก อันเนื่องมาจากไฟฟ้ากระแสสลับ
• แกนเหล็กเคลื่อนที่ (Stationary Core) ทำด้วยแผ่นเหล็กบางอัดซ้อนกันเป็นแกน และมีชุดหน้าสัมผัสเคลื่อนที่ (Moving Contact) ยึดติดอยู่ ดังรูปที่ 2

สวมที่ขากลางของแกนเหล็กอยู่กับที่ ดังรูปที่ 3 ขดลวดชุดนี้ทำหน้าที่สร้างสนามแม่เหล็กขึ้นมาเพื่อให้หน้าคอนแทคทำงาน มีขั้วต่อเพื่อจ่ายไฟเข้า โดยทั่วไปใช้สัญลักษณ์อักษรกำกับ คือ A1- A2 หรือ a-b

หน้าสัมผัสจะยึดติดอยู่กับแกนเหล็กเคลื่อนที่ แบ่งออกเป็นสองส่วนคือ

• หน้าสัมผัสหลัก(Main Contact) ใช้ในวงจรกำลังทำหน้าที่ตัดต่อระบบไฟฟ้าเข้าสู่โหลด
• หน้าสัมผัสช่วย (Auxiliary Contact) ใช้ในวงจรควบคุม หน้าสัมผัสช่วยแบ่งออกเป็น 2 ชนิด
  • หน้าสัมผัสปกติเปิด (Normally Open : NO)
  • หน้าสัมผัสปกติปิด (Normally Close : NC)

หน้าสัมผัสช่วยมีทั้งที่ประกอบมาพร้อมกับหน้าสัมผัสหลัก หรือติดตั้งเพิ่มเติมภายนอก ทำงานโดย  อาศัยอำนาจในการเปิด-ปิดหน้าสัมผัสหลัก ต่างกันตรงที่หน้าสัมผัสช่วยจะทนกระแสได้ต่ำกว่า  หน้าสัมผัสหลัก จำนวนหน้าสัมผัสและชนิดของหน้าสัมผัสขึ้นอยู่กับบริษัทผู้ผลิตและการนำไปใช้งาน

สปริง(Spring) ทำหน้าที่ไม่ให้หน้าคอนแทคสัมผัสกัน ก่อนป้อนแรงดันไฟฟ้าเข้าคอยล์ ดังรูปที่ 3

ในสภาวะปกติหรือในสภาวะที่ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจร แกนเหล็กทั้ง 2 ชุดคือแกนเหล็กอยู่กับที่และแกนเหล็กเคลื่อนที่ จะถูกดันให้ห่างออกจากกันด้วยสปริง หน้าสัมผัสหลักหรือเมนคอนแทคจะเปิดวงจร และเมื่อเราป้อนแรงดันไฟฟ้าเข้าไปยังขดลวดหรือคอยล์ จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นและเอาชนะแรงสปริงดึงให้แกนเหล็กเคลื่อนที่ซึ่งมีชุดหน้าสัมผัสเคลื่อนที่ (Moving Contact) ยึดติดอยู่เลื่อนลงมา เมนคอนแทคจะปิดวงจร กระแสไฟฟ้าจึงจ่ายไปยังโหลดได้

สำหรับหน้าสัมผัสช่วยหรือคอนแทคช่วย ทำงานโดยอาศัยอำนาจในการเปิด-ปิดของหน้าสัมผัสหลัก เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าคอยล์ คอนแทคช่วยปกติเปิด(NO) จะเปลี่ยนหน้าสัมผัสเป็นปิด และคอนแทคช่วยปกติปิด(NC) จะเปลี่ยนหน้าสัมผัสเป็นเปิด เมื่อหยุดจ่ายกระแสไฟฟ้าให้คอยล์ คอนแทคช่วยทั้งสองชุดนี้จะกลับไปสู่สภาวะเดิมอีกครั้ง

1. พิกัดแรงดันไฟฟ้า คอนแทคเตอร์จะต้องมีค่าพิกัดในการทนแรงดันไฟฟ้าไม่ต่ำกว่าแรงดันของระบบไฟฟ้าที่ต่อใช้งาน เช่น 400 โวลต์  ซึ่งโดยทั่วไปผู้ผลิตมักจะผลิตให้สามารถทนแรงดันเกินได้ เช่น 440 โวลต์
2. พิกัดกำลังไฟฟ้า ค่าพิกัดกำลังไฟฟ้าของมอเตอร์มักระบุเป็นกิโลวัตต์(kW) หรือแรงม้า(Hp) แต่โดยทั่วไปผู้ผลิตมักจะระบุเป็นพิกัดการทนกระแสไฟฟ้า(A) ซึ่งพิกัดคอนแทคเตอร์ต้องไม่น้อยกว่ากระแสโหลดเต็มที่ของมอเตอร์
3. ลักษณะของโหลด ตามมาตรฐาน IEC 60947-4 แบ่งชั้นการใช้งานของคอนแทคเตอร์ เพื่อป้องกันคอนแทคเตอร์ชำรุดเนื่องจากการปลดหรือสับวงจร คอนแทคเตอร์ที่ใช้กับไฟฟ้ากระแสสลับโดยทั่วไปแบ่งเป็น 4 ชนิดตามลักษณะของโหลด ดังนี้
   • AC 1 : เหมาะสำหรับโหลดที่เป็นความต้านทาน หรือในวงจรที่มีโหลดเป็นชนิดอินดัคทีฟไม่มากนัก
   • AC 2 : เหมาะสำหรับใช้ในการสตาร์ทและหยุดโหลดที่เป็นสลิปริงมอเตอร์
   • AC 3 : เหมาะสำหรับใช้ในการสตาร์ทและหยุดโหลดที่เป็น มอเตอร์กรงกระรอก (AC 3 อาจใช้งาน  กับมอเตอร์ที่มีการเดิน-หยุด สลับกันเป็นครั้งคราว แต่การสลับต้องไม่เกิน 5 ครั้งต่อนาที   และไม่เกิน 10 ครั้งใน 10 นาที)
   • AC 4 : เหมาะสำหรับใช้ในการสตาร์ท-หยุดมอเตอร์ แบบ Plugging(การหยุดหรือสลับเฟสอย่าง  รวดเร็ว ในหว่างที่มอเตอร์เดินกำลังเดินอยู่) แบบ Inching หรือ Jogging(การจ่ายไฟให้  มอเตอร์ซ้ำ ๆกัน ในช่วงเวลาสั้น ๆ เพื่อต้องการให้มอเตอร์เคลื่อนตัวเล็กน้อย
   • AC11: คอนแทคช่วยสำหรับวงจรควบคุม
4. Breaking Capacity ค่ากระแสที่คอนแทคเตอร์สามารถปลดวงจรได้ โดยไม่ชำรุด
5. Making Capacity ค่ากระแสที่คอนแทคเตอร์สามารถต่อวงจรได้โดยไม่ชำรุด ขณะเริ่มเดินมอเตอร์

นอกจากนี้วิธีการเริ่มเดินมอเตอร์ก็มีผลในการเลือกใช้คอนแทคเตอร์เช่นเดียวกัน

1. แรงดันไฟฟ้าและความถี่ของแหล่งจ่ายไฟเข้าคอยล์ ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้สำหรับจ่ายคอยล์เพื่อให้คอนแทคเตอร์ทำงาน แบ่งเป็น
   • แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) 50/60 เฮิร์ต เช่น 24, 48, 110, 230, 400 โวลต์
   • แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) 60 เฮิร์ต เช่น 24, 48, 120, 230, 460, 575 โวลต์
   • แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC) เช่น 12, 24, 48, 60, 110, 125, 220 โวลต์
2. จำนวนคอนแทคช่วย จำนวนของคอนแทคช่วยปกติเปิด(NO) และคอนแทคช่วยปกติปิด(NC) ขึ้นอยู่กับการออกแบบวงจรควบคุมมอเตอร์

เพื่อให้สามารถเลือกใช้ได้เหมาะสม เรามาดูตัวอย่างในการเลือกคอนแทคเตอร์ไปใช้งานดีกว่าค่ะ

หากเรามีมอเตอร์ไฟฟ้าชนิดกรงกระรอกขนาด 30 กิโลวัตต์ 3 เฟส 380 โวลต์ กระแส 60 แอมป์ ใช้งานทั่วไปมอเตอร์เริ่มเดินแบบรับแรงดันไฟฟ้าเต็มที่ (Direct On Line : DOL) วงจรควบคุมใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลต์ (แรงดันจ่ายคอยล์)

เราลองมาดูตัวอย่างการเลือก Contactor โดยใช้ตัวช่วยกรองกลุ่มสินค้าบนเว็บไซต์ Factomart.com ในหน้า Magentic Contactor

คอนแทคเตอร์ที่เราควรเลือกใช้มีรายละเอียดดังนี้

• คอนแทคเตอร์ต้องรับแรงดันได้ไม่น้อยกว่า 416 โวลต์ (เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเมื่อไม่มีโหลด แรงดันไฟฟ้าอาจเท่ากับที่หม้อแปลง 416 โวลต์ สำหรับการไฟฟ้านครหลวงและ 400 โวลต์ สำหรับการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค) ผู้ผลิตส่วนใหญ่เผื่อให้เรียบร้อยแล้วค่ะ มักจะระบุที่ 440 โวลต์ (ทุกแบรนด์มีแบบนี้เหมือนกันหมด เลือกได้เลย)
• คอนแทคเตอร์ต้องรับกระแสได้ไม่น้อยกว่า 60 แอมป์ (ตามกระแสโหลดเต็มที่ของมอเตอร์) เลือกขนาดใหญ่ขึ้นได้ค่ะ แต่ไม่ควรเลือกขนาดเล็กกว่า เพราะหน้าคอนแทคอาจละลายได้
• คอนแทคเตอร์ต้องรับแรงดันจ่ายคอยล์เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลต์ (220/230 คือไฟฟ้ากระแสในระดับเดียวกัน)

• เมื่อเลือกตามขั้นตอนจนครบแล้ว เราจะได้สินค้าที่ตรงกับความต้องการ คลิ๊กเข้าไปเพื่อดูรายละเอียดเพิ่มเติม

• โมเดลสินค้า 11BF6500230 แบรนด์ Lovato ราคาอยู่ที่ 5,180 บาท
• นอกจากนั้นเราสามารถเพิ่มคอนแทคช่วยตามความต้องการของวงจรควบคุมได้ ซึ่งจะแตกต่างกันในแต่ละผู้ผลิต สามารถเลือกตามที่ต้องการได้เลย

ในบทความนี้เราเซตตัวอย่างเกี่ยวกับการใช้ตัวเลือกในการเลือก Magnetic Contactor ที่มีสเป็คสินค้าตามที่ต้องการในส่วนของบทความ “จะเลือก Magnetic Contactor ได้อย่างไร” เราหวังว่าคุณจะได้รับความรู้เกี่ยวกับการเลือก Magnetic Contactor สำหรับการใช้งานของคุณ ถ้ามีคำถามเพิ่มเติมสามารถสอบถามได้จากกล่องข้อความด้านล่างนี้ ทางผู้เชี่ยวชาญยินดีมาตอบคำถามให้ทุกท่านค่ะ ถ้าคุณต้องการซื้อ Contactor หรืออุปกรณ์เพิ่มเติมเกี่ยวกับ Contactor สามารถเข้าไปเลือกชมสินค้าได้ที่factomart.com