۰۲۱-۷۷۶۰۵۵۳۸

مدارفرمان

مدار فرمان

بهره برداری مطمئن و بی وقفه از تاسیسات الکتریکی و مراکز تولید نیرو و تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز تجهیزات برقی کارخانجات صنعتی و مراکز اقتصادی تا حدود زیادی به خصوصیات و ویژگی ها و طرز عمل کلیدها و وسایل کنترل مدارها بستگی دارد. در مدارهای الکتریکی وسایل مختلفی به کار میرود که از مهمترین آنها کنتاکتور یا کلید مغناطیسی است. استفاده از این کنتاکتور در مدارهای کنترل، تنوع طراحی های مختلفی را به وجود می آورد که برای طراحی مدارهای کنترل و کار با آنها باید وسایل تشکیل دهنده آن را به طور کامل شناخت و با اصول ساختمان و مورد استفاده این وسایل آشنا شد.

madar farman
 

وسایلی که در مدارهای فرمان به کار میروند به این قرار است:

1. کنتاکتور (کلید مغناطیسی)

2. شستی استاپ استارت

3. رله الکتریکی

4. رله مغناطیسی

5. لامپ های سیگنال

6. فیوزها

7. لیمیت سویچ

8. کلیدهای تابع فشار

9. کلیدهای شناور

10. چشم های الکتریکی (سنسورها)

11. تایمر و انواع آن

12. ترموستات

13. کلیدهای تابع دور


در مورد کنتاکتور؛ میتوان گفت که یک کلید مغناطیس است که وقتی ولتاژ مورد نظر به آن اعمال میشود، یک سری کنتاکت (یا کلید) باز را بسته و یک سری کنتاکت بسته را باز می کند که با استفاده از این خاصیت، مدارهای مختلفی را میتوان طراحی کرد

ساختمان کنتاکتور

این کلید از دو هسته به شکل E یا U که یکی ثابت و دیگری متحرک است و در میان هسته ثابت یک بوبین یا سیم پیچ قرار دارد، تشکیل شده است. وقتی بوبین به برق وصل میشود با استفاده از خاصیت مغناطیسی، نیروی کششی فنر را خنثی میکند و هسته فوقانی را به هسته تحتانی متصل کرده و باعث میشود که تعدادی کنتاکت عایق شده از یکدیگر به ترمینال های ورودی و خروجی کلید متصل شود و یا باعث باز شدن کنتاکت های بسته کنتاکتور گردد. در صورتی که مدار تغذیه بوبین کنتاکتور قطع شود، در اثر نیروی فنری که داخل کلید قرار دارد، هسته متحرک دوباره به حالت اول باز میگردد.


مزایای استفاده از کنتاکتورها نسبت به کلیدهای دستی صنعتی به شرح زیر است:

1. مصرف کننده می تواند از راه دور کنترل شود

2. مصرف کننده میتواند از چند محل کنترل شود

3. امکان طراحی مدار فرمان اتوماتیک برای مراحل مختلف کار مصرف کننده وجود دارد

4. سرعت قطع و وصل کلید زیاد و استهلاک آن کم است

5. حفاظت مطمئن تر و کامل تری دارند

6. عمر موثرشان بیشتر است

7. هنگام قطع برق، مدار مصرف کننده نیز قطع می شود و به استارت مجدد احتیاج پیدا میکند؛ در نتیجه از خطرات وصل ناگهانی دستگاه جلوگیری می کند

کنتاکتور برای جریان های AC و DC  ساخته میشود. تفاوت این دو کنتاکتور در این است که در کنتاکتورهایAC از یک حلقه اتصال کوتاه برای جلوگیری از لرزش حاصل از فرکانس برق استفاده می شود. نیروی کششی یک مغناطیس الکتریکی جریان متناوب، متناسب با مجذور جریان عبوری از آن و در نتیجه متناسب با مجذور اندکسیون مغناطیسی است. چون مقدار جریان لحظه ای با توجه به رابطه i=ImaxSIN wt تغییر میکند، نیروی کششی مغناطیسی نیز برابر با  F=fmax  sin2 wt خواهد شد و تعداد دفعاتی که این نیرو ماکزیمم و صفر می شود، به اندازه دو برابر فرکانس شبکه خواهد گردید.در نتیجه، در لحظاتی که مقدار نیروی کششی بیشتر از نیروی مقاوم فنرهای کنتاکتور باشد، هسته کنتاکتور جذب می شود و در لحظاتی که مقدار نیروی کششی کمتر از مقدار نیروی فنرها شود، هسته متحرک نیز آزاد شده و به محل اول خود باز می گردد. بدین ترتیب در هسته متحرک لرزش و صدا ایجاد خواهد شد، این نوسانات را می توان به وسیله یک حلقه بسته که در سطح قطب ها جاسازی شده و حدود نصف تا 2/3 سطح هر قطب را پوشانده است، از بین برد و لرزش آن را برطرف کرد. عمل این حلقه آن است که مانند سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتوری که در حالت اتصال کوتاه قرار گرفته است، از آن جریان القایی عبور میکند و باعث ایجاد فوران مغناطیسی فرعی در مدار هسته می شود. این فوران فرعی با فوران اصلی اختلاف فاز دارد و در زمانی که نیروی کششی حاصل از فوران اصلی صفر باشد، نیروی کششی حاصل از فوران اصلی ماکزیمم خواهد بود و در حالتی که نیروی حاصل از فوران ماکزیمم باشد، این نیرو صفر خواهد بود و چون جمع این دو نیرو به هسته متحرک اثر میکند، نیروی کششی در هر لحظه از نیروی مقاومت فنر بیشتر خواهد بود. ولتاژ تغذیه بوبین متفاوت است و از 24 تا 380 ولت ساخته می شود.

در اکثر کشورهای صنعتی برای حفاظت بیشتر، تغذیه بوبین کنتاکتور را زیر ولتاژ حفاظت شده (65 ولت) انتخاب میکنند و یا برای تغذیه مدار فرمان، ترانسفورماتور مجزا کننده به کار می برند.

شناخت مشخصات کنتاکتور

کنتاکتورها دارای قدرت و جریان عبوری مشخصی برای ولتاژهای مختلف هستنند، بنابراین باید به جدول و مشخصات کنتاکتور توجه کافی مبذول کرد و انتخاب کنتاکتور را منطبق بر مشخصات مورد نیاز قرار داد. برای اتصال مصرف کننده به شبکه باید از کلید یا کنتاکتوری با مشخصات مناسب استفاده کرد که کنتاکت های آن تحمل جریان راه اندازی و جریان دائمی را داشته باشد و همچنین در صورت اتصال کوتاه، جریان لحظه ای زیادی که از مدار عبور می کند و یا جرقه ای که هنگام اتصال مدار ایجاد می شود، صدمه ای به کلید نزند.

 madar farman

 

شستی استاپ استارت و سلکتور سوئیچ های فرمان

شستی ها از جمله وسایل فرمان هستنند که تحریک آنها به وسیله دست انجام میگیرد و در انواع مختلف و برای کاربردهای متفاوت طراحی می شوند.

شستی که پس از تحریک، دو کنتاکت وصل را قطع میکنند استاپ (قطع) و شستی هایی که پس از تحریک دو کنتاکت، قطع را وصل می کنند شستی استارت (وصل) نامیده می شوند. شستی های که هر دو عمل را در یک زمان انجام می دهند، به شستی استارت استاپ یا دوبل معروف هستنند یعنی با فشار کلید دو کنتاکت باز بسته و دو کنتاکت بسته باز می شود.

رله اضافه بار (حرارتی یا بیمتال)

دستگاه های الکتریکی را باید در مقابل خطرات و خطاهای احتمالی حفاظت کرد. یکی از راه های حفاظت موتورهای الکتریکی، استفاده از رله حرارتی و رله مغناطیسی است رله حرارتی موتور را در مقابل اضافه بار حفاظت میکند.

رله اضافه باری جهت کنترل جریان موتورهای الکتریکی بکار میرود و یک نوع رله حفاظتی است.
این رله از دو فلز مختلف الجنس که ضرایب انبساط طولی مختلفی دارند تشکیل شده است. به اطراف این دو فلز به هم چسبیده، یک رشته سیم حامل جریان الکتریکی پیچیده شده را طوری تنظیم کرد که در اثر افزایش کم جریان، دستگاه مربوطه بدون دلیل و به سرعت قطع نشود. شرایط کار این رله ها از (20-) درجه تا (60+) درجه سانتی گراد متغیر است .

رله مغناطیسی

رله مغناطیسی نیز برای کنترل جریان به کار می رود، اصول کار این رله بر اساس پدیده مغناطیس پایه گذاری شده است .از این رله برای قطع جریان های اتصال کوتاه استفاده می شود. می دانیم که یک اتصال کوتاه باید سریع قطع شود بنابراین در چنین موقعیتی نمی توان از رله اضافه باری (حرارتی) استفاده نمود، چون گرم شدن بیمتال رله به یک زمان نسبتا طولانی نیاز دارد. این رله از یک هسته مغناطیسی که اطراف آن چند دور سیم پیچیده شده تشکیل گردیده است، عبور جریان اتصال کوتاه باعث مغناطیس شدن و جذب اهرم قطع می شود. این رله را به طور مجرا به ندرت مورد استفاده قرار می دهند و در کلیدهای اتوماتیک از آنها بهمراه رله های حرارتی بهره می گیرند.

لامپ های سیگنال

لامپ های علامت دهنده یا لامپ های سیگنال در کلیه دستگاه های صنعتی و تابلوهای توزیع و تابلو فرمان به کار میروند. نوع استفاده از این لامپ متفاوت است، این لامپ به عنوان لامپ خبر استفاده می شود و میتوان روشن بودن، خاموش بودن و یا عیب دستگاه و... را نشان دهد. چراغ های مورد استفاده در مدار فرمان، یک چراغ کم قدرت (2/1 تا 5 وات) است که با ولتاژهای مختلف از 24 تا 220 ولت کار میکند. این چراغ ها معمولا در سه رنگ استاندارد قرمز، سبز و نارنجی ساخته می شوند.

فیوزها
در کلیه تاسیسات الکتریکی برای جلوگیری از صدمه دیدن و معیوب شدن وسایل و نیز برای قطع کردن دستگاه های معیوب از شبکه که بر اثر عوامل مختلف از قبیل نقصان عایق بندی، ضعف استقامت الکتریکی یا مکانیکی و ازدیاد بیش از حد جریان مجاز (اتصال کوتاه) وسایل حفاظتی مختلف به کار می رود. این وسایل باید طوری انتخاب شوند که در اثر اضافه بار یا اتصال کوتاه در کوتاهترین زمان ممکن و قبل از اینکه صدمه ای به سیم ها و شبکه الکتریکی شبکه برسد، مدار قسمت معیوب را قطع کنند. یکی از این وسایل حفاظتی فیوز است، فیوزها از نظر زمان قطع بر حسب منحنی ذوب سیم حرارتی داخل آنها به دو نوع کندکار و تندکار تقسیم میشوند.

فیوز های تندکار زمان قطع کمتری نسبت به فیوزهای کندکار دارند و به همین دلیل در مصارف روشنایی استفاده می شوند، فیوز های کندکار دارای زمان قطع طولانی تری هستنند و در نتیجه برای راه اندازی موتورهای الکتریکی به کار میروند. تحمل جریان راه اندازی موتور در حدود 3 تا 7 برابر جریان نامی است که بر روی کلیه فیوزها، جریان نامی آنها نوشته میشود. این جریان کمتر از جریان ماکزیمیم تحمل فیوز است، فیوز در انواع فشنگی، اتوماتیک (آلفا)، مینیاتوری، بکٌس، کاردی (تیغه ای)، شیشه ای یا کارتریج و فیوز های فشار قوی ساخته می شوند.

معمولا فیوزهای که در مدار قدرت به کار میروند، مدار کنتاکتور را در مقابل اتصال کوتاه محافظت میکند؛ یعنی در واقع حفاظت سیم های رابط مدار را نیز بر عهده دارد، بنابراین در مدارهایی که مثلا فیوز 25 آمپری به کار می رود، ممکن است در مدار فرمان آنها از سیم یک یا یک و نیم استفاده شود، پس لازم است مدار فرمان با فیوز جداگانه ای حفاظت شود.

فیوزهای اتوماتیک یا آلفا، نوعی فیوز خودکار است که عبور جریان بیش از حد مجاز از آن باعث قطع مدار می شود؛ اما دوباره می توان شستی آن را به داخل فشار داد تا ارتباط برقرار شود. بعضی از فیوزهای خودکار دو عمل جریان زیاد و بار زیاد در مدار کنترل می کنند؛ اما پس از قطع شدن، باید پس از مدت کمی دوباره شستی مربوطه را فشار داد تا مدار وصل شود. در فیوز های اتوماتیک دو عنصر مغناطیسی و حرارتی وجود دارد که قسمت مغناطیسی آن اتصال کوتاه یا جریان زیاد و قسمت حرارتی آن (بیمتال) بار زیاد (افزایش جریان تدریجی) را قطع می کند.

کلید مینیاتوری نوعی فیوز اتوماتیک است که از نظر ساختمان داخلی با فیوز آلفا شباهت دارد و از سه قسمت رله مغناطیسی (رله جریان زیاد زمان سریع)، رله حرارتی یا رله بیمتال (رله جریان زیاد تاخیری) و کلید تشکیل شده است؛ این مجموعه را نیز کلید موتور می نامند.

این کلیدها در دو نوع L و G ساخته شده است، نوع  Lدر مصارف روشنایی به کار می رود و تندکار است(LIGHT)  و نوع G در راه اندازی وسایل موتوری مورد استفاده قرار می گیرد و کندکار است، این کلید ها در انواع تک فاز دو فاز و سه فاز ساخته می شوند.

کلیدهای محدود کننده

کلید محدود کننده(LIMIT SWITCH)  که گاهی میکرو سویچ نیز نامیده می شود، کلیدی است که برای قطع و وصل یک حرکت خطی یا دورانی و یا تعویض جهت دوران یک متحرک به کار می رود. این کلید اهرمی دارد که وقتی دسته متحرک به آن برخورد می کند، کنتاکتی را قطع می نماید. کنتاکت مذبور خود عامل فرمانی است برای ماشینی که هدف کنترل آنست. چنانچه از اسم این کلید بر می آید، کلید یاد شده برای محدود کردن حرکت متحرک ها به کار می رود. مطلب مهمی که در کاربرد این کلیدها باید در نظر گرفت، وضعیت کنتاکت ها در موقع وارد آمدن نیرو به اهرم آنها است. کارخانه های سازنده این وضعیت را بر حسب تغییر طولی یا زاویه ای اهرم مشخص می نمایند.

انواع لیمیت سویچ ساده

1. کلید محدود کننده فشار انتهایی

2. کلید محدود کننده قرقره ای

3. کلید محدود کننده قرقره ای یک طرفه از چپ

4. کلید محدود کننده قرقره ای یک طرفه از راست

5. کلید محدود کننده قرقر ه ای دو طرفه

6. کلید محدود کننده آنتنی دو طرفه

کلید تابع فشار (کلیدهای گازی)

این کلیدها برای کنترل سطح گاز داخل مخازن و کمپرسورها، تنظیم فشار آب داخل لوله ها و روشن و خاموش کردن اتوماتیک این دستگاه ها مورد استفاده قرار می گیرد. عامل فرمان این کلید، فشار گاز یا مایع داخل مخزن است.

عامل قطع و وصل این کلید، گاز می باشد و اصول کار آن بدین صورت است که فشار گاز موثر بر هر صفحه نیرویی معادل F=P.A ایجاد می نماید. ( Pفشار و A سطح مقطع صفحه است). در رله ها F باعث جابه جایی صفحه می شود، این جابه جایی از طریق یک اهرم منتقل شده و کنتاکتی را قطع و وصل می نماید. نیروی برگردان را فنر زیر صفحه ایجاد می کند، پس با انتخاب فنرهای مختلف می توان فشارهای کم یا زیاد را بر روی صفحه اثر داده و قطع و وصل کنتاکت را بطور دلخواه تنظیم نمود.

کلیدهای شناور

کلیدهای شناور برای کنترل سطح آب یا مایعات داخل منبع ها، استخرها و مخازن مورد استفاده قرار می گیرد. ساختمان این کلید از وزنه تعادل، یک قسمت شناور و یک میکرو سویچ تشکیل شده است. هنگامی که قسمت شناور را تنظیم می کنند با تغییر سطح مایع داخل مخزن شناور، تغییر مکان داده و به میکرو سویچ داخل کلید فرمان می دهد و باعث قطع و وصل مدار می شود.

چشم های الکتریکی (سنسورها)

این کلید نوعی کلید فرمان دهنده است که بدون برخورد فیزیکی با دست یا هر وسیله دیگری توسط سیستم چشم الکتریکی از فاصله حداقل یک میلی متر و حداکثر 8 متر واکنش نشان می دهد و فرمان صادر می کند، همچنین به وسیله رله ای که در داخل آن به کار رفته، کنتاکت ها را باز می کند یا می بندد و در نتیجه به دستگاه های مورد نظر فرمان میدهد. از این کلید در دستگاه های صنعتی و خطوط تولید، استفاده فراوان می شود

رله زمانی (تایمر) و انواع آن

یکی از وسایل فرمان دهنده مدارهای کنترل اتوماتیک، تایمرها یا رله های زمانی هستند که وظیفه کنترل مدار را برای مدت زمان معینی بر عهده دارند.

اصول کار رله ها همانند کنتاکتورها است با این تفاوت که در رله ها:

1. تمام کنتاکت ها از لحاظ فرم ظاهری شبیه هم هستنند و در مدارهای فرمان شرکت می کنند

2. کنتاکت ها بنا به مقتضیات کار ممکن است به طور لحظه ای یا با تاخیر زمانی قطع و وصل شوند. در این صورت نام رله، رله لحظه ای یا رله با تاخیر زمانی خواهد بود.

3. رله ها همچنین ممکن است دارای کنتاکت های لحظه ای یا با تاخیر زمانی باشند. البته منظور از تاخیر زمانی فاصله زمانی است که بین عمل کنتاکت (اعم از باز شدن یا بسته شدن) از لحظه اتصال سیم پیچ رله به ولتاژ به وجود می آید.

تا کنون در صنعت برق رله های زیادی ساخته شده اند که مشخصات مختلفی داشته و هر یک برای کار بخصوصی مورد استفاده قرار می گیرند.

نمونه هایی از مشهورترین و پرکاربردترین رله های موجود

1. رله زمانی موتوری یا الکترو مکانیکی

2. رله زمانی الکترونیکی

3. رله زمانی بی متال یا حرارتی (تایمر حرارتی)

4. رله زمانی هیدرولیکی


ترموستات 
ترموستات نوعی رله حرارتی است که در مقابل حرارت محیط حساس بوده و عمل میکند. این وسیله در دستگاه های مختلف صنعتی کاربرد فراوان دارد و وظیفه تعادل حرارتی دستگاه را بر عهده دارد. در صورتی که درجه حرارت از حد تنظیمی فراتر رود، کلید عمل کرده و یک کنتاکت باز را می بندد و یا کنتاکت بسته ای را باز می کند. از ترموستات بیشتر در وسایل حرارتی و برودتی مانند شوفاژ، یخچال، و چیلر استفاده می شود.


کلیدهای تابع دور (گریز از مرکز)
کلیدهای تابع دور در بعضی الکتروموتورهای یک فاز، جهت خارج کردن سیم پیچ کمکی از مدار و در موارد دیگر مانند ترمز جریان مخالف به کار می رود. ساختمان آنها از یک محور و دو وزنه تشکیل شده که به وسیله یک طوق و یک فنر، حول محور حرکت می کند و با زیاد و کم شدن سرعت موتور یا وسیله چرخنده، وزنه های دو طرف به محور نزدیک یا دور می شود؛ به این ترتیب طوق روی محور حرکت می کند و باعث قطع و وصل کلید می شود.


madar farman 

+