طریقه و نحوه آموزش برق صنعتی

آموزش برق صنعتی

مدارات کنترل

در آموزش برق صنعتی ک کنترل کننده معمولاً به عنوان یک وسیله یا گروهی از وسایل تعریف می شود که به روشهای از پیش تعیین شده، توان الکتریکی تحویل داده شده به دستگاهی متصل است آن را می تواند تحت نظارت وکنترل قرار دهد . عبارت کنترل که در مدارا کنترلی به کار رفته است یک مفهوم کلی است که از یک کلید ساده گرفته تا یک سیستم پیچیده شامل رله ها، کنتاکتورها، تایمرها، کلیدها وچراغهای نشان می دهد را فرا می گیرد. لازم به ذکر است که مدار الکتریکی برای روشنایی ویا قدرت به کار خواهد رفت دارای اجزای کنترلی است.

به عنوان مثال کلیدی که مانند برای روشن و خاموش کردن یک لامپ به کار می رود، یک مدار کنترل محسوب شده است. البته در صنعت تعداد بسیار بالایی از وسایل وتجهیزات وجود دارد. به عنوان مثال برای روشن وخاموش کردن یک موتور وحفاظت آن وماشین آلات مربوطه وهمچنین پرسنل در حال کار، از کنترلرها استفاده می شود. کنترلرهای یک موتور علاوه بر این، قابلیت معکوس کردن جهت، تغییرات سرعت، راه اندازی نرم (Jogging ،(توالی ها و پایلوت را نیز دارا هستند. مدارات کنترلی که برای عملکرد دقیق واتوماتیک یک ماشین به کار خواه رفت ممکن است خیلی پیچیده باشد.

کنترل دستی کنترل دستی به روشی اطلاق می شود که شخص به روش دستی باعث عملکرد یک مدار خواهد شد. به عنوان مثال شخص ممکن است با وصل کردن کلید یک استارتر مانند بطور دستی موتوری را روشن وخاموش نماید.

 

عملکرد اتوماتیک

در آموزش برق صنعتی با وجود اینکه کنترل دستی ماشین ها هنوز هم یک روش بسیار معمول است ولی بسیاری از ماشین ها نیز به روش اتوماتیک روشن وخاموش است. در عمل معمولاً ترکیبی از کنترل های دستی واتوماتیک به کار می رود. مثلاً در یک پروسه ممکن است موتوری به صورت دستی راه انداز شود ولی به طور اتوماتیک خاموش می شود.

بخوانید درباره: کار ضخامت سنج

 

المانهای کنترل

المانهای مدارکنترلیک ی شامل تمام تجهیزات مربوطه مانند حفاظت کننده ها، هادیها، رله ها،کنتاکتورها و وساییل پا لوت وتجهیزات حفاظت اضافه جر میان ی . باشد انتخاب تجهیزات کنترل برای یک کاربرد خاص نیاز به فهم عمیق مشخصه های کاری کنترل و روش سییم کش دارد که بعد از انتخاب وسایل کنترل مناسب حتما طرح نهایی دقت شود.

 

علائم کنتاکت

علائم کنتاکت را میتوان به این صورت معرفی کرد که  برای نشان دادن باز یا بسته بودن مسیر عبور جریان به کار رفته است. کنتاکتها مشابه هستند و یا صورت (NO (Open Normally و یا (NC (Close Normally نشان داده می شوند. کنتاکتهایی که با این علائم موجود هستند حتما نیاز به وسیله دیگری برای به کار انداختن دارند. نمایش استاندارد یک کنتاکت، نشان گر وضعیت کنتاکت در حالت عادی وبدون کار آن است. رله ای که برای به کار انداختن یک وسیله وجود دارد و به کار رفته است. در این شکل کنتاکتها به صورتNO نشان داده می شود و به مفهوم آنست که در موقعیتی که رله بدون برق است کنتاکتها باز است. در این حالت مسیر جریان کامل نبوده ولامپ خاموش می شود.

در یک دیاگرام ویا شماتیک کنترل، علائم معمولاً در حالت کاری وبرقدار نشان داده خواهند شد. در این جزوه جهت اهداف آموزشی، کنتاکت ویا وسیله ای که در حالت نرمال نیست به صورت پررنگاست و می توان آن را شناسایی کرد. به عنوان مثال مدار در ابتدا در حالت بدون برق می باشد وکنتاکتها در وضعیت NO قرار خواهد گرفت. وقتی رله برقدار می شود، کنتاکتها بسته شده ومسیر جریان را کامل نموده، چراغ روشن خواهد شد. در این شکل، کنتاکتها برای نشان دادن آن که بسته هستند پر رنگ تر نشان داده شده اند. البته این طرز نمایش درست نبوده ودر اینجا فقط برای بیان مفهوم به کار رفته است.

کنتاکتها به صورت NC نشان داده شده است ونشان می دهد کنتاکتها در موقعیکه رله بدون برق است بسته می باشد. در این حالت مسیر جریان کامل بوده وچراغ روشن است. وقتی رله برق دار می شود کنتاکتها باز شده وچراغ خاموش خواهد شد و تشخیص آسان است.

 

علائم کلید

علائم کلید نیز برای نشان دادن باز یا بسته بودن مسیر جریان به کار می رود.بطور کلی برای نشان دادن یک کلید ازعلائم استفاده شده است ولی برای نشان دادن لیمیت سوئیچ ١ ها، کلیدهای پایی ، فشار، سطح، دما، فلو(Flow (و سلکتور سوئیچ ها از علائم مختلفی استفاده می شود. کلیدها نیز مشابه کنتاکتها نیاز به یک وسیله دیگر برای تغییر وضعیت خود خواهد داشت. در یک کلید دستی شخص باید به طور دستی موقعیت کلید را تغییر دهد. یک قطب باطری به یک طرف کلیدNO ویک لامپ به طرف دیگر آن متصل می باشد. موقعی که کلید بسته می شود جریان از لامپ عبور می کند و هنگامیکه کلید باز می شود مسیر جریان قطع شده وچراغ خاموش خواهد شد.

کلیدهای فشاری به طور کلی دو نوع کلید فشاری وجود خواهد داشت یکی لحظه ای ودیگری دائمی. یک کلید فشاری لحظه ای NO مادامیکه شستی فشار داده شود بسته خواهد شد. در حالی که یک کلید فشاری لحظه ای NC مادامیکه شستی فشار داده شود باز می شود. کلید فشاری دائم موقعیکه کلید فشار داده خواهد شد در محل قفل می شود. علائم مخصوص کلیدهای فشاری لحظه ای نشان داده شده است. یک باطری به یک طرف کلید فشاریNO ویک لامپ به طرف دیگر آن متصل می شود. وقتی کلید فشاریNO فشار داده شده است مسیر جریان بسته شده ولامپ روشن خواهد شد. جریان مادام یعنی یک کلید فشار داده نشود که جاری خواهد شد. اگر کلید فشار داده شود جریان قطع شده ولامپ خاموش خواهد شد.

همچنین بخوانید درباره: المنت میله ای

 

علائم کویل

کویلها در استارترهای الکترو، کنتاکتورها و همینطور رله ها مورد استفاده قرارخواهد گرفت.  وظیفه کنتاکتورها باز وبسته کردن کنتاکتهای  می باشد. معمولاً برای نشان دادن کویل از یک حرف مانند استفاده خواهد شد. به عنوان مثال حرف M نشان دهنده استارتر موتور است که تشخیص آن بسیار آسان است و CR نشان دهنده رله فرمان می باشد که کنتاکتهای مربوطه نیز دارای همین حروف مشخص کننده است. کنتاکتور و همینطوررله ها با استفاده از یک اصل الکترومغناطیسی که در قسمت های آینده مورد بحث قرار گرفته است کنتاکتهای خود را باز وبسته می شود این کنتاکتها می تواند NC یا NO می باشد.

 

علایم رله

اضافه بار رله های اضافه بارکه علامت آن نشان داده شده است برای حفاظت موتورها در برابر اضافه دمای آن از اضافه بار، افت ولتاژ وهمینطورقطع فاز در سیستم سه فاز به کار می رود.زمانی که  یک جریان اضافی در زمان معین از موتور بگذرد رله باز شده وموتور از منبع تغذیه توان جدا می شود.

علائم پایلوتها

پایلوت یک چراغ الکتریکی کوچک است که برای آن است که دادن شرایط مدار به کار برود برای مثال برای نشان دادن آنکه موتور در حال کار است از یک چراغ قرمز استفاده می شود. لازم به ذکر است که  مرکز علامت این چراغ پایلوت می باشد رنگ نور را مشخص می کند.

 

علائم دیگر

در یک مدار کنترل به غیر از موارد ی که ذکر شد علائم دیگری نیز به کار می رود. بسیاری از علائم مورد استفاده در مدارت فرمان را نشان می دهد.

وسایل کنترل ساده جهت کنترل وسایل یکیل الکتر ومصرف کننده ها از وساییل مختلف استفاده ی کنند که ساده تری موجود است. بطور کلی کلی اید وس له ی است که با تغییر حالت که در آن بوجود م آی ید باعث قطع ویا وصل مدار الکتر میکی ی . شود عمل تغیی نیر حالت کل ید از روی مکان یکی ناش می ی شود که این نیروی مکان یکی یا مستقیماً وی دیا توسط انرژ یگری مثل الکتر یسی ته به کل می ید اعمال شود، کلیدها را از این نقطه نظر یم توان به دو دسته زیر تقس می بندی : نمود

کلیدهای ساده : این کلیدها برای تغییر حالت نیاز به انرژی مکان یکی دارندو بصورت پی لک ، دو پل، وسه پل ساخته می شوند.

کلیدهای مرکب: یا نیز کل دها یروی مکان یکی را جهت تغییر حالت از انرژ ای واسطه ی مانند انرژی برق در میافت ی کنند. مانند انواع رله ها وکنتاکتورها.

 

کلید اهرمی ساده کلید

در آموزش برق صنعتی اهرمی ساده یاتیغه ای که نشان داده شده است، از جمله ساده ترین کلیدها بوده وبوسیله اهرمی که به تیغه های کلید نیرو وارد می کند، ارتباط را برقرار می نماید. تیغه های این نوع کلید بصورت همزمان به کنتاکتهای ثابت وصل می شوند. از این کلیدها که در صنعت با نام کلید چاقویی شناخته می شوند، معمولاً برای جدا کردن مدارهای کم جریان استفاده می شود. در کلیدهای با جریان کمتر، با استفاده از دو کنتاکت که معمولاً درزیر تیغه ومحل ورود جریان قرار دارند،با بستن رشته سیم نازکی عمل فیوز را برای هر تیغه انجام می دهند. ولی در کلیدهای قدرت بالاتر از فیوزهای کاردی (NH (که در زیر تیغه قرار می گیرد استفاده می کنند.

کلید- ۲-۲-۳ ساختمان این کلید از یک استوانه عایق که حول محوری بصورت غلطک حرکت می کند، تشکیل شده است. در روی استوانه در قسمتهای لازم قطعات هادی بصورت نوار قرار داده شده است .فرم استوانه وقطعات هادی بصورتی است که با حرکت استوانه در حول محورش می تواند کنتاکتهای ثابتی را بهم وصل ویا از یکدیگر جدا نماید. یک نمونه از این کلیدها را نشان می دهد.عمر مفید این کلیدها به علت تماس هادی با کنتاکتها زیاد نیست.

 

کلیدهای سلکتوری

این را دانستید که کلید غلطکی بخاطر تماس وسائیدگی که بین نوار هادی وکنتاکتهای ثابت بوجود می آید، از عمر کلید کاسته می شود. به همین دلیل از کلید غلطکی کمتر استفاده می شود وبجای آن از کلید های سلکتوری که نشان داده شده است استفاده می شود. در این مدل از کلید ها که کلیدهای سلکتوری نام دارد به جای قرار دادن نوار هادی روی استوانه وتماس آن با تیغه های ثابت، استوانه را طوری طراحی می کنند که دارای برجستگی وفرورفتگیهایی باشد. این استوانه حول محور خود حرکت کرده وزبانه هایی را بالا وپایین می برد. زبانه مزبور کنتاکتهای متحرک (پلاتین )را به کنتاکتهای ثابت، وصل ویا آنها را از هم جدا می کند.

این نوع کلیدها در آموزش برق صنعتی برای باز وبسته کردن دستی کنتاکتها به کار می رود که در انواع ثابت، با برگشت فنری وبا عملکرد کلیدی موجود است. کلیدهای سلکتوری در انواع دو، سه، ویا چهار وضعیتی نیز وجود دارند. تفاوت عمده ای که بین یک شستی فشاری ویک کلید سلکتوری وجود دارد در مکانیزم عملکرد آنست.در سلکتور سوییچ برای باز ویا بسته کردن یک کنتاکت باید عملگری بچرخد. کنتاکتهایی که در شستی های فشاری استفاده می شود، با کنتاکتهایی که درکلیدهای سلکتوری استفاده می شود قابل تعویض است. کلیدهای سلکتوری اغلب برای انتخاب یکی از چند قابلیت مدار مانند عملکرد دستی، عملکرد اتوماتیک، سرعت کم یا زیاد، پایین وبالا، چپ یا راست وتوقف وچرخش به کار می رود.

 

کلید سلکتوری سه وضعیتی

یک کلید سلکتوری سه وضعیتی را می توان برای انتخاب یکی از دو مجموعه کنتاکت ویا قطع هر دو مجموعه کنتاکت به کار برد. یکی از این نوع سویچ ها که در کنترل پمپ استفاده می شود و از نوع اتوماتیک /خاموش/دستی است، در نشان داده شده است. موقعیکه در وضعیت دستی، دکمه استارت فشار داده می شود پمپ راه اندازی می شود. برای خاموش کردن پمپ،کلید را باید در موقعیتOff یاخاموش قرارداد.کلیدسطح مایع(Level Liquid (در وضعیتهای خاموش ویا دستی هیچ گونه تأثیری دراین مدار ندارد. ولی زمانی که کلید سلکتوری در موقعیت اتوماتیک قرار می گیرد پمپ توسط کلید سطح مایع کنترل خواهد شد. در مقدار سطحی که از قبل برای مایع تعیین شده است ، کلید بسته است وپمپ راه اندازی می شود. ولی وقتی سطح مایع از سطح قبلی پایین یا بالاتر رود پمپ متوقف خواهد شد.

شستی های فشاری

به یک وسیله کنترلی که میتوان برای باز و بسته کردن یک سری کنتاکت به صورت دستی از آن استفاده کرد شستی های فشاری می گویند.شستی ها از جمله وسایلی هستند که به کنتاکتورها فرمان می دهند و معمولاً به دو صورت شستی وصل (استارت) وشستی قطع (استپ) درمدار بکاررفته اند. از شستی استارت برای وصل کردن کنتاکتورهم میتوان استفاده کرد. زمانی که به این شستی ها فشار وارد کنید، مدار را وصل نموده وپس از برداشتن فشار مدار را قطع می شود. از شستی استپ برای قطع جریان بوبین کنتاکتور استفاده می شود. این نوع شستی بر عکس شستی استارت در حالت عادی بسته می باشد وفقط زمانی که به آن فشار وارد می شود، قطع شده وبا برداشتن دست از روی آن مجددًا بسته خواهد شد.

وقتی که کنتاکتور ی به وسیله استپ قطع  شود مدار قطع شده وکنتاکتور با اتصال مجدد جریان برق، وصل نمی شود مگر اینکه دوباره مدار، استارت شود. معمولاً شستی ها را طوری می سازند که یک شستی در حالی که استارت است، می تواند برای مدار دیگر استپ باشد. همچنین ممکن است دو یا سه شستی استارت یا استپ روی یک محور قرار بگیرند یعنی با فشار روی یک شستی، دو یا سه فرمان به کنتاکتورهای مختلف داده می شود.

 

شستی ها را در انواع تراز

، گسترده، قارچی شکل، نورانی و غیر نورانی نیز تقسیم بندی می کنند. شستی های فشاری یا دارای کنتاکتهای NO هستند و یا دارای کنتاکتهای NC . بعضی اوقات نیز دارای ترکیبی از این کنتاک ها هستند. شستی های فشاری۲۲mm زیمنس که در نشان داده شده است می تواند تا ماکزیمم۶ مدار را کنترل کند ولی شستی های فشاری ۳۰mm تا ماکزیمم۱۶ مدار را کنترل می کنند.

ساختمان شستیهای فشاری مانند شکل از یک پیستون، یک فنر باز گرداننده و یک مجموعه کنتاکت تشکیل شده است. در این شکل یک شستی فشاری NO نشان داده شده است که در حالت عادی کنتاکت ها باز بوده و هیچ جریانی از آنها عبور نمی کند. وقتی فشار از روی شستی برداشته می شود فنر، پیستون را به موقعیت باز بر می گرداند.

 

شستی های NC

شستی های nc نیز مانند آنچه در نشان داده شده است، برای باز و بسته کردن یک مدار مورد استفاده قرار می گیرد. کنتاکت ها در وضعیت عادی بسته بوده و به جریان اجازه می دهد تا به مدار کنترل وارد شود. با فشار دادن شستی کنتاکت ها باز شده و از عبور جریان به داخل مدار کنترل جلوگیری می کند. این نوع شستی ها از نوع اتصال لحظه ای هستند چون کنتاکت ها مادامی که پیستون فشار داده شود باز هستند.

انواع کنتاکت ها می تواند در شستی های فشاری موجود باشند. برای مثال یک شستی فشاری ممکن است یک مجموعه کنتاکت NO و یک مجموعه کنتاکتNC داشته باشد بطوری که وقتی شستی فشار داده می شود یک مجموعه کنتاکت باز و گروهی دیگر بسته می شوند. با اتصال مناسب کنتاکت ها می توان شرایط NO و NC را بوجود آورد.

 

کلیدها و استارترهای دستی موتورها

لازم می دارد که وسایل کنترلی، موتور را در برابر آسیبهای ناشی از ١ استاندارد NEC اضافه بار حفاظت نماید.بر مبنای این استاندارد، استارتر های دستی علاوه بر یک کنتاکتور دستی که مانند یک مکانیزم کلید ساده عمل می کند به یک وسیله برای حفاظت اضافه بار نیز مجهز می شوند. یک استارتر دستی تک پل را نشان می دهد. لازم به ذکر است که هر مجموعه کنتاکت یک پل نامیده می شود بنابر این یک استارتر با دو مجموعه کنتاکت، استارتر دو پل نامیده می شود.

ستارتر دستی دو پل در یک استارتر دو پل که برای یک موتور تکفاز مورد استفاده قرار گرفته است نشان داده شده است. همانطور که مشاهده می شود استارترها معمولاً بین منبع تغذیه وبار متصل می شوند. وقتی کلید در موقعیت خاموش است کنتاکتها باز بوده واز عبور جریان از منبع به موتور جلوگیری می کند. وقتی کلید در موقعیت روشن قرار می گیرد، کنتاکت ها بسته شده وجریان ازمنبع تغذیه به موتور جاری می گردد. این عملکرد با نقشه تک خطی وبا استفاده از علائم در نشان داده شده است. بعضی از استارترهای دستی که برای موتورها بکار می رود، دارای حفاظت افت ولتاژ LVP نیز می باشند.

این نوع استارترها هنگامی که توان ورودی قطع شود ویا افت پیدا کند، به طور اتوماتیک منبع را قطع خواهد کرد. در صورتیکه منبع توان دوباره بر قرار گردد، باید این استارتر را بصورت دستی ریست نمود. این کار باعث می شود که وقتی منبع تغذیه وصل شد، افراد از خطر برق گرفتگی وراه اندازی ناگهانی موتور محافظت شوند.

 

استارتر های دستی SMF برای موتورهای کمتر از یک اسب بخار

این نوع استارترها علاوه بر کنترل خاموش- روشن، حفاظت اضافه بار رانیزبرای موتورهای کوچک فراهم می کنند.انواع یک یا دو پل این استارترها برای موتورهای تا یک اسب بخار و ۲۷۷VAC مناسب می باشند. نوع دو قطب این استارتر که در نشان داده شده است، برای موتورهای ۲۳۰VAC تا ۴ اسب بخار مناسب می باشد. نوع دو سرعته این استارتر ۳ نیز موجود است.

میکرو سوئیچ

میکروسوئیچ نیز مانند شستی های قطع و وصل (استارت- استپ) به کنتاکتور فرمان میدهد. تفاوتی که وجود دارد این  است که با شستی معمولی در طریقه فرمان دادن می باشد. شستیها معمولاً بوسیله انگشتان دست انسان فرمان میگیرند اما میکروسوئیچ بوسیله حرکت مکانیکی خود دستگاه یا ماشین فرمان میگیرد. تنه مثال ساده ای که می تواند زده شود فرق شستی با میکرو سوئیچ روشن است . ما هر روز در موقع ورودبه خانه برای زنگ زدن از انگشتان دست وشستی استارت استفاده می کنیم یعنی مستقیمًا به شستی فشار وارد می آوریم.

لازم به ذکر است که وقتی در یخچال را باز می کنیم لامپ داخل یخچال روشن می شود. در این حالت دست ما مستقیمًا در روشن شدن لامپ داخل یخچال دخالت نداشته بلکه وسیله ای ما بین در یخچال قرار دارد که باز شدن در، باعث روشن شدن لامپ میگردد. این وسیله نیز یک شستی است اما با فرمان مکانیکی یعنی باز وبسته شدن در کار می کند. به این نوع شستی ها در صنعت میکرو سوئیچ گفته می شود.

 

استفاده میکروسوئیچ

البته واژه میکرو سوئیچ برای شستی های کوچک بکار برده می شودو برای شستی وکلیدهای بزرگتر از واژه لیمیت سوئیچ نیز استفاده میکنند. همانطور که مشخص شد میکرو سوئیچ ها ویا لیمیت سوئیچ ها در اصل می توانند یک کلید محدود کننده نیز باشند که در صنعت برای کنترل قطع و وصل یک حرکت خطی یا دورانی ویا تغییر جهت گردش یک متحرک بکار می روند. مثلاً در جرثقیلهای سقفی در کارخانه که باید در چند جهت کار کنند وقتی متحرک به آخر هر قسمت از مسیر خود می رسد یک کلید محدود کننده یا لیمیت سوئیچ مدار رفت را از کار انداخته وبه کنتاکتورهای دیگر برای مدار برگشت فرمان می دهد. چند نمونه کلید محدود کننده را نشان می دهد.تایمرها

تایمرنیز مانند شستی ومیکروسوئیچ میتواند به کنتاکتور فرمان دهد. فرق تایمر با شستی ومیکروسوئیچ در نوع فرمان دادن آنهاست. بدین ترتیب که شستی بوسیله دست انسان و میکروسوئیچ توسط اعمال مکانیکی دستگاه فرمان می گیرد ولی تایمر بطور خودکار فرمان میدهد. بطور کلی میتوان گفت که تایمر یک شستی اتوماتیک است. فرض کنید موتوری باید بوسیله استارت دستی راه اندازی شود وپس از زمان معینی بطور اتوماتیک قطع شود. در چنین مداری استارت یک شستی معمولی است اما بجای شستی استپ از تایمر استفاده میشود. تایمرها انواع مختلفی دارندکه متداولترین آنها عبارتند از  تایمر موتور دار،  تایمر الکترونیکی، تایمر پنیوماتیک ، تایمر حرارتی

 

تایمر موتور دار

این نوع تایمر، یک موتور کوچک جریان متناوب با سرعت ثابت است که با عبور جریان از آن به حرکت در آمده وسرعت آن توسط چرخ دنده کم شده وسپس در زمان معین تیغه بسته ای را باز میکند. در این موقع باید جریان موتور تایمر قطع گردد. در این صورت تیغه هائیکه با تأخیر،کار خود را انجام داده بودند، دوباره بجای خود باز میگردند. در ساختمان ساده یک نوع تایمر موتوردار نشان داده شده است.

تایمر

در این نوع تایمر که مدار آن نشان داده شده است،جریان الکتریسیته توسط مقاومت Rدر خازن C شارژ میشود. پس از عمل شارژ، ولتاژ بیس ترانزیستور افزایش یافته، ترانزیستور روشن وجریانی مابین امیتر وکلکتور آن برقرار میشود. این جریان وارد بوبین یک رله کوچک که معمولاً در مسیر کلکتور ترانزیستور قرار داده شده است قرار گرفته وکنتاکتهای رله عمل استپ واستارت را انجام میدهند. چون برای شارژ خازن و در نتیجه روشن شدن ترانزیستور وبالطبع عملکرد رله نیاز به زمان است، کار کنتاکتهای رله با تأخیر زمانی همراه است این تأخیر با محاسبه مقدارR وC بدست می آید. دیودی که در این مدار بکار رفته برای حفاظت ترانزیستور میباشد. در تایمرهای صنعتی بیشتر ازIC استفاده میشود که معمولاً از نوع IC555 می باشد.

تایمر پنوماتیک

این نوع تایمر دارای یک کپسول هوا و یک بوبین با هسته آهنی میباشد.زمانیکه بوبین تحریک می شود هسته آهنی،کپسول هوا را فشرده میکند وهوای فشرده بعد از زمان تعیین شده کنتاکتها را بازوبسته مینماید. زمان تعیین شده قابل تغییر میباشد.

 

تایمر حرارتی

ین نوع تایمر دارای بی متال است وزمانیکه جریان وارد آن میشود گرم شده وپس از مدتی عمل قطع یا وصل را انجام میدهد. دقت این تایمر زیاد نیست بطوریکه سرما وگرمای محیط روی آن تأثیر می گذارد. به همین جهت از این نوع تایمر در برق صنعتی استفاده نمی شود ولی بصورت رله زمانی (رله راه پله )در سیم کشی ساختمان مورد استفاده قرار میگیرد.

 

کلیدهای فشار و ساختمان آن

کلیدهای فشار از آن دسته وسایل کنترلی هستند که به تغییرات فشار یک مایع یا هوا پاسخ می دهند. این کلیدها که نمونه ای از آن در نشان داده شده است کنتاکت های الکتریکی را درپاسخ به تغییرات فشار،بازیابسته می کنندکه این کار باعث روشن ویاخاموش شدن یک موتور، باز و بسته کردن دودکشها و یا فعال کردن بوق و یاچراغ خطر می شود. کلیدهای فشار برای بارهای کمتر از ۵ اسب بخار ممکن است مستقیمًا با جریان کار کنند ولی برای بارهای بزرگتر از طریق رله ها، کنتاکتورها و یا استارتر موتورها برق دار می شود. اجزای اساسی یک کلید فشار در نشان داده شده است. کنتاکت های الکتریکی توسط حرکت یک دیافراگم در برابر نیروی فنر باز و یا بسته می شوند. این کنتاکتها ممکن است از نوع NC یا NO باشند. تنظیم فنر تعیین می کند که چه مقدار فشار سیال برای عملکرد کنتاکت ها لازم است.

عملکرد کلید فشار در یک مثال عملی

در مثال از یک کلید فشار NC استفاده شده است. وقتی مدار وصل می شود پمپ شروع به کار می کند. هنگامی که فشار در مخزن به سطح از قبل تعیین شده خود می رسد کنتاکت های کلید فشار باز شده و برق موتور پمپ را قطع می کند. وقتی محتویات مخزن مصرف گردید فشار تانک کاهش می یابد. در یک سطح از قبل تعیین شده کلید فشار کنتاکتهای خود را بسته و باعث می شود پمپ به کار بیفتد. در نمودار این عملکرد نشان داده است.

رنج فشار در کلیدهای فشار

کلیدهای فشار بگونه ای طراحی می شوند که در داخل یک محدوده فشار مشخص شده که معمولاً برحسب پوند بر اینچ مربع است کار کنند.در مثال یک کلید فشار آب مدل FURNAS کلاس ۶۹ES که در رنج فشاری ۵ تا ۸۰PSI کار می کند مشخص گردیده است.

 

عملکرد  رنج کلید فشار در یک مثال عملی

در مثال از یک کلید فشار NC استفاده شده است. وقتی مدار وصل می شود پمپ شروع به کار می کند. هنگامی که فشار در مخزن به سطح از قبل تعیین شده خود می رسد کنتاکت های کلید فشار باز شده و برق موتور پمپ را قطع می کند. وقتی محتویات مخزن مصرف گردید فشار تانک کاهش می یابد. در یک سطح از قبل تعیین شده کلید فشار کنتاکت های خود را بسته و باعث می شود پمپ به کار بیفتد. در نمودار این عملکرد نشان داده است.

-رنج فشار در کلیدهای فشار کلیدهای فشار به گونه ای  طراحی می شوند که در داخل یک محدوده فشار مشخص شده که معمولاً برحسب پوند بر اینچ مربع است کار کنند. یک کلید فشار آب مدل FURNAS کلاس ۶۹ES که در رنج فشاری ۵تا ۸۰PSI کار می کند مشخص گردیده است.

مینیمم فشار قطع یا IN- CUT در این کلید ۵PSI است. این نقطه ای است که فشار سیال بر روی دیافراگم باعث بسته شدن کنتاکت ها می شود. ماکزیمم فشار باز یا OUT CUT در این کلید۸۰PSI است که نقطه ای است که فشار سیال برروی دیافراگم باعث باز شدن کنتاکت ها می شود. اختلاف فشار، اختلافی است که بین این دو تنظیم وجود دارد. کلید فشار مدل FURNAS کلاس ۶۹ES دارای رنج دیفرانسیلی ۲۵PSI-15 می باشد. در این مثال فشار IN- CUT برای ۳۰PSI و فشار OUT CUT برای ۵۰PSI تنظیم شده است. اختلاف فشار برابر ۲۰PSI است و کلید، فشارهای بین ۳۰ و ۵۰PSI را تنظیم می نماید.

عملکرد معکوس کلیدفشار

کلیدهای فشار با عملکرد معکوس، با بالا رفتن فشار عمل IN- CUT را انجام می دهند. این کلیدها برای به کار انداختن احتراق موتور گازی که پمپ ها و کمپرسورها را می چرخاند در موقعی که به فشار ماکزیمم رسیده باشد طراحی شده اند. در از یک کلید فشار با عملکرد معکوس مدل FURNAS کلاس ۶۹WR5 استفاده شده است. این مدل دارای مینیمم باز یا(OUT CUT ( برابر با ۱۰PSI و ماکزیمم بسته یا IN- CUT برابر ۸۰PSI می باشد. اختلاف یا دیفرانسیل بگونه ای تنظیم می شود که کلید در ۳۰PSI باز و در ۵۰PSI ببندد.

 

ترانسفورماتورهای کنترل

بعضی اوقات برای عملکرد یک مدار فرمان نیاز به ولتاژی کمتر از ولتاژ مدار قدرت می باشد.درچنین مواقعی برای کاهش ولتاژبه ولتاژ قابل استفاده درمدارفرمان از ترانسفورماتور های کنترل استفاده می شود. ترانسفورماتور های کنترلی زیمنس در ولتاژهای اولیه و ثانویه مختلف از ۵۰ تا ۵۰۰۰ ولت آمپر موجود می باشد. نمونه ای از این ترانسفورماتور ها نشان داده شده است.

مدار قدرت دارای ولتاژ ۴۶۰VAC می باشد که برای تهیه ولتاژ ۲۴VAC جهت استفاده در مدار فرمان از یک ترانسفورماتور کاهنده استفاده شده است. ولتاژ کویل الکترومغناطیسی باید ۲۴VAC باشد. فیوزهایی که در اولیه و ثانویه سیم پیچ های این ترانسفورماتور تعبیه شده است حفاظت اضافه جریان را برعهده دارد

دیاگرام خطی

دیاگرام خطی که گاهی به آن دیاگرام نردبانی نیز گفته می شود روشی برای بیان زبان علائم کنترل است. دیاگرام های خطی از دو نوع مدار تشکیل شده است یکی مدار کنترل ودیگری مدار قدرت. سیم ها در دیاگرام خطی بوسیله خطوط نشان داده می شوند. سیمهای مدار کنترل با خط نازک وسیمهای مدار قدرت با خط ضخیم مانند نشان داده می شوند. برای اتصال خطوط به یکدیگر از یک نقطه کوچک یا گره در محل اتصال دو یا چند سیم استفاده می شود. دیاگرام خطی،رابطه تابعی اجزاءوقطعات را نشان می دهد نه رابطه فیزیکی آنها را. ١ برای مثال رابطه فیزیکی بین یک کلید فشاری وچراغ نشان گررا نشان می دهد ولی در رابطه تابعی بین این دو نشان داده شده است.

 

قرائت یک دیاگرام خطی

به روش علائم و توسط دیاگرام خطی نیزمی توان رابطه تابعی را نشان داد. دیاگرام های خطی از چپ به راست خوانده می شود. با فشار دادن کلید فشاری جریان از سمت واز طریق کلید فشاری عبور نموده وچراغ نشان گررا روشن خواهدکرد. وقتی دست از روی کلید فشاری برداشته شود جریان قطع شده وچراغ نشان گر خاموش خواهد شد.

مدار قدرت و مدار فرمان

مدار قدرت که با خطوط ضخیم نشان داده شده است مداری است که توان را از منبع به بار یا موتور منتقل می کند. مدار فرمان نیز که با خطوط نازک مشخص گردیده است مداری است که توزیع توان را کنترل می کند.

 

بارها واجزاءکنترلی

مدارات کنترل از بارهای تحت کنترل و اجزای کنترل تشکیل شده است. بار کنترل یک وسیله الکتریکی است مانند چراغ نشان گر، رله ها وکنتاکتور ها که توان الکتریکی مصرف می کند. اجزای کنترل برای فعال کردن بار کنترل استفاده می شود. مانند کلیدهای فشاری وکلیدها. اتصال صحیح یک چراغ نشان گر (بار )را با یک کلید فشاری (جزءکنترلی )نشان می دهد. خطوط قدرت به صورت عمودی کشیده شده است و با و نشان داده شده است. ولتاژ بین و برابر ۱۲۰VAC است. بنا براین چراغ نشان گر باید برای ۱۲۰VAC طراحی شده باشد.

چون وقتی کلید فشاری وصل می شود تمام ولتاژ ۱۲۰ ولت به چراغ نشان گر اعمال می شود. L2 L1 L2 1 L2 L2 L2 L2 L در هر خط مدار بین و فقط باید یک بار کنترل قرار گیرد. یک طرف بار کنترل به طور مستقیم ویا در بعضی از حالت ها از طریق کنتاکت های رله اضافه بار به متصل می شود. در مثال یک چراغ نشان گر به طور مستقیم واز طریق یک خط مدار به متصل است. در خط دوم مدار یک کویل کنتاکتوربه طور غیر مستقیم و از طریق یک رله اضافه بارOL به متصل است. این یک مدار موازی است. با فشار دادن شستی، ولتاژی برابر ۱۲۰ ولت به چراغ نشان گر وکنتاکتورM اعمال می شود.

اتصال اجزای کنترل

اجزای کنترلی بین و متصل می شوند. این اجزای کنترل را می توان برای حصول به نتیجه مطلوب به صورت سری یا پار الل متصل نمود. کلیدهای فشاری به صورت موازی وصل شده اند بطوریکه با فشار هرکدام از کلیدهای فشاری، جریان از طریق ، کلید فشاری، چراغ نشان گرو برقرار می گردد. L2 L1 L L2 L2 L1 1 دو کلید فشاری به صورت سری قرار  گرفته اند. در این حالت برای آن که جریان از و از طریق بار به برسد باید  هر دوی کلیدهای فشاری بسته شوند.

 

شماره گذاری خطوط

برای فهم بهتر دیاگرام های خطی پیچیده، شماره گذاری هر یک از خطوط کار را آسان تر خواهد کرد. ودر خط شماره (۱(کلید فشاری ۱ به چراغ نشان گر۱ وصل می شود. خط ۲ کلید فشاری ۲ رابه چراغ نشان گر وصل می کند وخط ۳ کلید ۱ را به چراغ نشان گر ۲ وکنتاکتور M روی خط (۴ (وصل می کند.

 

استفاده از شستی فشاری در مدار فرمان

نشان می دهد که چگونه می توان از شستیهای فشاری NO و NC در یک مدار فرمان استفاده نمود. در این مدار با فشار دادن لحظه ای دکمه استارت، مسیر عبور جریان بسته شده و کویل الکترومغناطیسی کنتاکتور M برقدار می شود. این کار باعث می شود کنتاکتهای NO مربوط به M و بسته شوند. هنگامی که دست از روی دکمه استارت برداشته شود، مدار کنتاکتور مانند از طریق کنتاکت های کمکی بسته باقی می ماند. موتور تا زمانی که دکمه استپ که از نوع NC می باشد فشار داده نشود به چرخش خود ادامه خواهد داد. با فشار دکمه استپ مسیرجریان عبوری ازکویل قطع شده وکنتاکت های M a M a M و a M باز می شوند.

کنترل سه سیمه:

به این روش، کنترل سه سیمه گفته می شود چون برای اتصال شستی های استپ و استارت و a M مدار نگهدارنده ( ) سه سیم یا اتصال وجود دارد. یکی از مزایای کنترل سه سیمه حفاظت فشار ضعیف آنست. به این معنا که اگر اضافه باری باعث باز شدن کنتاکت های OL در مدار کنترل شود، کویل M بی برق شده و موتور از مدار خارج می شود. وقتی اضافه بار برطرف شود موتور به خودی خود و بطور ناگهانی راه اندازی مجدد نخواهد شد و اپراتور باید برای راه اندازی موتور دکمه استارت را فشار دهد

یکی دیگر از آرایش های راه اندازی موتور، روش کنترل دو سیمه است. در این روش که نشان داده شده است، در مدار استپ استارت تنها دو نقطه اتصال وجود دارد. در این مدار وقتی که کنتاکت ها بسته می شوند مدارکویل کنتاکتور کامل شده و برقدار می شود. با وصل شدن مدار کویل، بار به کنتاکت های قدرت وصل می شود. وقتی کنتاکت های وسیله کنترل باز می شود موتور بی برق شده ومی ایستد.

 

 کنترل دو سیمه:

وسیله حفاظت فشار ضعیف وجود ندارد. یعنی وقتی برق قطع شود، کنتاکتور نیز بی برق شده وموتور می ایستد. ولی وقتی دوباره برق وصل شود موتور بطور ناگهانی شروع به کار خواهد کرد. این نوع کنترل در تأسیسات دور وغیر قابل دسترس مانند تأسیسات تصفیه آب ویا ایستگاههای پمپ به کار می رود. چون در این کاربرد ها باید به محض آنکه برق وصل شد بلافاصله موتورها شروع به کار کنند.

کنتاکتور های با هدف مشخص کنتاکتور های DP دارای مشخصه های مع ینی هستند که باید مد نظر قرار گیرد. یا ن نوع کنتاکتور ها برای کاربرد های خاص که شرایط کار بطور واضح تعریف شده است طراحی شده اند. یا این شرا یط کار شامل جریان بار کامل، جریان رتور قفل، جر غیان ی یر سلف (مقاومتی )، تعداد قطب ها  سیکل کاری و تعداد کل عملکردهای مورد انتظار می باشد کنتاکتورهای DP با جریان بار کامل موتور (FLA (یو جر ان رتور قفل ( LRA (مشخا یم شوند. FLA مقدار جریانی است که موتور در سرعت نامی، تحت بار مکان یکی کامل ودر ولتاژ نام میکشد. جریانی است که موتور در لحظه اولی که ولتاژ به موتور اعمال می شود از شبکه می کشد. بطور کلی کنتاکتورهای DP برای بارها زی ی یر بس ار مناسب هستند:

گرمایش، تهوی یه و تهویه مطبوع • وسای یل کشاورز و آبیاری • یس ستمهای کنترل محیطی • دستگاه های دفتری و اداری • کنترل های مربوط به استخرها و چشمه ها

استارترها

این استارترها از سایز NEMA0 تا۴ و تا توان ۱۰۰HP موجود هستند. رله های اضافه بار بیمتال جبران شده حرارتی در این استارترها دارای کلاسهای ۱۰ و ۲۰ می باشد.

استارترهایESP100:

این نوع استارترها ازهمان کنتاکتورهایی استفاده می کنندکه در استارترهای PLUS INNOVA به کار می رود. رله اضافه بار در این استاتورها از نوع حالت جامد و کلاسهای ۱۰ و ۲۰و۳۰ می ۴ باشد. رله اضافه بار ESP100 موتورهای سه فاز با FLA برابر با A 1 ، تا ۱۳۵A را محافظت می کنند. رله اضافه بار ازA 4 تا ۱۰A دارای رنج FLA 1:4 می باشد یعنی ۱۰A تا ۱ ۲ ۱ .

لاتراز۱۰Aرنج FLA برابربا ۱:۴است. به عنوان مثال رله اضافه بارESP100  از ۹ تا ۱۸ آمپر قابل تنظیم است. رله ESP100 ، موتور را در برابر قطع فاز نیز محافظت می کند. به عبارت دیگر این رله تا ۳ ثانیه پس از قطع یکی از فازهای تغذیه، تریپ می دهد.

SiRIUS 3R بالاتراز۱۰Aرنج FLA برابربا ۱:۴است. به عنوان مثال رله اضافه بارESP100  از ۹ تا ۱۸ آمپر قابل تنظیم است. رله ESP100 ، موتور را در برابر قطع فاز نیز محافظت می کند. به عبارت دیگر این رله تا ۳ ثانیه پس از قطع یکی از فازهای تغذیه، تریپ می دهد. ( SiRIUS 3R نوع استارترهای (۵۰A(S2 .S3(95A)

نکته:

این نوع استارترشامل یک رنج از کنتاکتورها و رله های اضافه بار است که بارهای تا ۹۵A را در چهار سایز پوشش می دهد.این چهار سایزعبارتنداز :

(۱۲A(S00 و (۲۵A(S0 و (۵۰A(S2 .S3(95A) و یکی از مزایای این نوع استارترها پهنای باریک آنست. برای مثال کنتاکتور S3 که برای ۷۵HP طراحی شده است فقط ۷۰mm پهنا دارد.

از دیگر مشخصات این نوع رله ها و کنتاکتورها آنست که می تواند در درجه حرارت های محیطی تا کار کنند. این مزیت به همراه پهنای کوچک کنتاکتور باعث می شود بتوان چند کنتاکتور از این نوع را بدون افزایش دمای تجهیزات در داخل یک پنل جا داد.

رله های اضافه بار مدل ۳R SiRIUS : حفاظت اضافه جریان کلاس ۱۰ را برای موتورهای DC و AC فراهم می کند. نوارهای بی متال جبران شده محیطی که در این رله تعبیه شده است از تریپ های مجازی ناشی از تفاوت دمای موتور با دمای محیط جلوگیری می کند.این رله اضافه بارکه نشان داده شده است شامل یک تریپ دیفرانسیلی است که باعث می شود در هنگام وقوع قطع فاز سریعتر تریپ دهد.

استارترهای ۳TF – ۱۱-۶: این نوع استارترها بایک رله اضافه بار و یک کنتاکتور مدل ۳TF تجهیز شده است و مقادیر آنها از ۱۰۰ تا ۵۰۰HPدر ولتاژ ۴۶۰VAC موجود می باشد. کنتاکت های کمکی نیز برای استفاده در مدار فرمان در این استارترها تعبیه شده است. ولتاژهای کویل این نوع استارترها در رنج ۲۴ ولت تا ۶۰۰VAC می باشد.

 

رله اضافه بار

این استارترها از نوع رله کلاس ۱۰ بوده و دارای یک نوار بی متال و یک هیتر برای آشکار سازی اضافه بار می باشد. این رله که نشان داده شده است، دارای تنظیم جریان بار کامل، کلید تست و کلید ریست می باشد. تنظیم جریان بار کامل به رنج جریان بار کامل موتور مربوط می شود. کلید تست برای این منظور استفاده می شود که مطمئن شویم رله اضافه بار درست کار می کند. کلید ریست نیز که به صورت دستی یا اتوماتیک می باشد برای ریست کردن یک تریپ به کار می رود.

عملکرد رله های کنترلی

در مدارات فرمان به وفور از رله های کنترلی استفاده می شود. نمونه ای از این رله ها نشان داده است. از این رله ها برای کلیدزنی چندین مدار فرمان و همچنین کنترل بارهایی مانند کویل های راه اندازی، چراغ های پایلوت و آلارم های صوتی استفاده می شود.

عملکرد یک رله فرمان شبیه کنتاکتوراست. یک رله به همراه یک مجموعه کنتاکت NO نشان داده شده است. وقتی توان به مدار فرمان می رسد کویل برقدار شده و میدان الکترومغناطیسی ناشی ازآن آرمیچر وکنتاکت های مربوطه را به سمت آهن ربا کشیده و کنتاکت ها را می بندد. وقتی رله بی برق شود کشش فنر،آرمیچر و کنتاکت های متحرک را از آهن ربا جدا نموده و کنتاکت ها باز می شود.

 

آرایش کنتاکتها در رله های کنترلی

یک رله می تواند شامل کنتاکت های NO ،NC و یا هر دو نوع آنها باشد. تفاوت اصلی بین یک رله و کنتاکتور، اندازه و تعداد کنتاکت های آنست. کنتاکت هایی که در رله کنترل وجود دارد نسبتًا کوچک هستند چون فقط کنتاکت  های کوچکی که در مدار فرمان به کار می رود را باز و بسته می کنند. در این رله ها کنتاکت قدرت وجود ندارد. دررله ها هرکنتاکت برخلاف کنتاکتور، یک مدارمجزا را کنترل می کند. ولی در کنتاکتور ها همه کنتاکت ها راه اندازی و توقف موتور را برعهده دارند. تعداد کنتاکت ها در بعضی از رله ها نسبت به کنتاکتور های معمولی بیشتر می باشد و استفاده از آنها در رله ها می تواند پیچیده باشد. در رله ها سه مفهوم وجود دارد که باید معنی آن درک شود.

پل قطب به تعدادی از مدارات ایزوله گفته می شود که در یک زمان می تواند برقدار شوند. همان طور که در شکل نشان داده شده است یک مدار تک پل، جریان را از یک مدار عبور می دهد ولی یک مدار دو قطب به طور هم زمان جریان را از دو مدار عبور می دهد. این دو مدار به گونه ای به صورت مکانیکی وصل می شوندکه در یک لحظه باز و یا بسته شوند.

جهت جهت، تعداد موقعیت های کنتاکت بسته را در یک قطب نشان می دهد. به عبارت دیگر به تعداد مدارات مختلفی که هر قطب کنترل می کند جهت یا Throw گفته می شود

 

از علائم اختصاری

زیر اغلب برای نشان دادن ساختار یک اتصال استفاده می شود: SPST : تک پل، تک جهته SPDT : تک پل، دو جهته DPST : دو پل، تک جهته DPDT : دو پل، دو جهته

بریک ٢

بریک به تعداد کنتاکت های جداگانه ای گویند که برای باز و یا بستن مدارات مجزا استفاده می شود. اگرکلیدی مدار را در یک محل قطع کند به آن تک قطعی و اگرمدار را در دو نقطه قطع کند به آن دو قطعی گفته می شود.این دو نوع بریک در نشان داده شده است. همچنین آرایش های مختلف کنتاکت ها نشان داده شده است

استفاده از رله کنترلی در مدار فرمان

یکی از روش هایی که رله کنترل می تواند در مدار استفاده شود نشان داده شده است. بعضی اوقات یک کویل ۲۴VAC ممکن است نتواند یک استارتر بزرگ را به کار اندازد. به عنوان مثال کویل الکترو مغناطیسی کنتاکتور M برای ۴۶۰VAC طراحی شده است ولی کویل الکترو مغناطیسی رله کنترل (CR (برای ۲۴VAC طراحی شده است. وقتی دکمه استارت در خط ۲ بطورلحظه ای وصل شـود،رله کنتـرل (CR( تغذیه شده وکنتاکت های آن در خط ۱ و۲ بسته می شود. کنتاکت های CR در خط ۲ خود نگهدار مـدار است که مسیر جریان به سمت استاتور موتور M در خط ۱ را کامل مـی کنـد. بـا بـرق دارشـدن استارتر موتور، کنتاکت های M در مدار قدرت بسته شده و موتور راه انـداز ی مـی شـود. بـا فـشار دادن کلید استپ، رله CR واستاتور موتور M بی برق می شود.

 

رله کنترلی ساخت زیمنس

SiRIUS 3RH11 مدل کنترلی های رله- ۱-۴-۷  ین نوع رله ها در انواع ترمینال پیچی و کلمپی موجود است. نوع ترمینال پیچی آن نشان داده شده است. در نوع اصلی این مدل چهار کنتاکت وجود دارد ولی در انواع دیگر چهار کنتاکت دیگر نیز در پشت رله تعبیه شده است. بعضی از رله های ۳HR11 بگونه ای طراحی شده اند تا بتوانند با PLC و تجهیزات دیگر مستقیمًا کار کنند. این رله ها برای کلید زنی مدارات DC و AC بکار می رود و ولتاژ کویل آنها از ۱۲VDC تا ۲۳۰VDC و ۲۴VAC تا ۶۰۰VAC موجود است.

رله های همه منظوره یا رله های in Plug

زیمنس انواع مختلفی از رله های همه منظوره با طرز قرار گیری سوکتی و فلنجی مانند را نیز تولید می کند. ولتاژ کویل این رله ها در ۲۴VAC ،۱۲۰VAC یا۲۴VDC موجود است. مزیت عمده این نوع رله ها در آنست که تمام سیمها در داخل محفظه ای قرار دارد واتصال به صورت in Plug است بنابراین تعویض یک رله با رله دیگر به راحتی انجام می گیرد.

رله های زمانی

رله های زمانی مانند رله های زمانی ۳RP SiRIUS در عملکردهای کلیدزنی مدارهای فرمانی که شامل تأخیر زمانی است به کار می رود. رله های زمانی مدل ۳RP1 SiRIUS که در نشان داده شده است دارای رنج زمانی ۰۵٫۰ ثانیه تا ۱۰ ساعت می باشد. ولی مدل ۳RP15 SiRIUS دارای رنج زمانی ۰۵٫۰ ثانیه تا ۱۰۰ ساعت است. یک رله زمانی دو وظیفه اصلی بر عهده دارد: یکی زمان بندی تأخیری روشن و دیگری زمان بندی تأخیری خاموش. معمولاً برای مشخص کردن نوع تایمر از یک فلش استفاده می شود. فلشی که به سمت بالا باشد عملکرد زمانی تأخیری روشن و فلشی که به سمت پایین باشد عملکرد زمانی تأخیری خاموش را نشان می دهد.

تایمرهای تأخیری خاموش و روشن می توانند بارهای متصل شده به خود را روشن و یا خاموش نمایند که این امر به چگونه وصل شدن خروجی تایمر به مدار بستگی دارد. مفهوم تأخیری روشن بدان معناست که وقتی به تایمر فرمان روشن رسید تایمر پس از یک زمان معین که توسط تایمر تنظیم می شود کنتاکت های خود را می بندد. مفهوم تأخیری خاموش نیز بدان معناست که وقتی به تایمر فرمان خاموش رسید پس از یک زمان معین که آن هم توسط تایمر تنظیم می شود کنتاکت های خود را باز می کند.

 

رله تأخیری روشن- بسته شونده با زمان

یک رله تأخیری روشن و بسته شونده با زمان را نشان می دهد که در آن یک مجموعه کنتاکت NO بکار رفته است. به این کنتاکت ها NOTC یا NO بسته شونده با زمان نیز گفته می شود. رله زمانیTR1 برای یک تأخیر۵ ثانیه ای تنظیم شده است. وقتی S بسته شود، شروع به زمان گیری می کند.وقتی زمان ۵ ثانیه گذشت، TR کنتاکت های NO مربوط به را می بندد و چراغ پایلوت را روشن می کند.وقتی باز می شود TR بی برق شده و بلافاصله کنتاکت های TR باز شده و خاموش می گردد.

 

رله تأخیری روشن – باز شونده با زمان

یک رله تأخیری روشن و باز شونده با زمان را نشان می دهد که در آن از یک مجموعه کنتاکت NC استفاده شده است. به این کنتاکتهای NCTO تا NC باز شونده با زمان نیز گفته می شود. مادامی که S1 باز است چراغ ۱ روشن است. ۱ S TR1 PL1 1 S 1 PL1 PL رله زمانی برای یک تأخیر ۵ ثانیه ای تنظیم شده است.وقتی بسته می شود رله زمانی  رقدار می شود. بعد از یک تأخیر زمانی ۵ ثانیه ای کنتاکت  های NC مربوط به TR باز شده و را خاموش می کند. موقعی که باز می شود TR بی برق شده و بلافاصله کنتاکت های TR بسته و روشن می شود.

رله تأخیری خاموش- باز شونده با زمان این نوع رله را نشان می دهد. دراین مثال ازیک مجموعه کنتاکتNO استفاده شده است که به آنNOTO یا کنتاکت NO باز شونده با زمان نیزگفته می شود. رله زمانی TR برای یک زمان قطع ۵ ثانیه ای تنظیم شده است. با بسته شدن ، رله برقدار شده و باعث می شود کنتاکتهای NO مربوط به TR بلافاصله بسته شده و روشن شود  ۱ ۱ S TR1 PL 1 1 S 1 TR1 PL1 1 وقتی باز می شود شروع به زمان گیری می کند. وقتی ۵ ثانیه گذشت TR کنتاکتهای NO مربوطه را باز خواهد نمود و چراغ پایلوت خاموش می شود.

کنتاکت های لحظه ای در رله های زمانی

رله های زمانی می توانند کنتاکت های NO یا NC لحظه ای داشته باشند. وقتی کلید بسته می شود کنتاکت های لحظه ای بلا فاصله بسته شده و روشن می شود. پس از یک تأخیر زمانی از قبل تنظیم شده، کنتاکت های زمانی بسته شده و را روشن می کنند.

 

راه اندازی موتورهای القایی

یک موتور القایی زمانی که مستقیماً به شبکه وصل گردد، جریانی معادل پنج تا شش برابر جریان نامی خود از شبکه می کشد. یاد که به جریان راه اندازی موسوم است به ویژه درموتورهای قدرت متوسط و بالا، مورد قبول نیست. چون علاوه بر صدمه رسیدن به موتور، به شبکه و سایر مصرف کننده هایی که از آن شبکه تغذ می شوند نیز، صدماتی وارد کرده و موجب اختلال در کار آن ها می شود. به همین جهت برای جلوگیری از این آسیب ها، موتور های القایی را به روش های مختلف راه انداز می کنند که به ترتیب عبارتند از:

راه اندازی بطور مستقیم

راه اندازی توسط اتو ترانسفورماتور

راه اندازی به روش اضافه کردن مقاومت در س پی یچیم استاتور

راه اندازی به روش اضافه کردن مقاومت در سیم پی یچیم

راه اندازی و تغییر جهت موتورها با استفاده از کلیدهای

ساده در این قسمت روش استفاده عملی از کلید های ساده سه فاز با رسم شکل مورد بحث قرار می گیرد.

 

راه اندازی موتور با اتصال مستقیم

مصرف کننده های سه فاز وموتورهای با قدرت کم را می توان به طور مستقیم به شبکه وصل نمود. در راه اندازی بطور مستقیم از انواع کلیدهای ساده از قبیل چاقویی، سلکتوری و غلطکی استفاده می شود.معمولاً اینگونه کلیدها ۶کنتاکت دارند که ۳ کنتاکت ورودی با حرف های T,S,R و ۳ کنتاکت خروجی یعنی محل اتصال به مصرف کننده با حروف (W,V,U) مشخص و دارای دو حالت یعنی حالت قطع وحالت وصل می باشند که در نقشه های الکتریکی با علامت های O برای وصل نشان داده می شوند.

روش های اتصال سیم های موتور سه فازی را به شبکه با انواع کلید های ساده نشان می دهد.

راه اندازی موتور با استفاده از کلید ستاره – مثلث

همان طور که گفته شد موتور های قدرت پایین (کمتر از ۴کیلو وات، در شبکه ۳۸۰ولتی )را می توان به طور مستقیم به شبکه وصل کرد. اما موتورهای با قدرت بالاتر را به علت جریان راه اندازی نسبتًا زیاد آنها که در حدود ۴تا ۶برابر جریان نامی موتور است، نباید مستقیمًا به شبکه وصل کرد. روش های مختلفی برای راه اندازی این موتورها وجود دارد که ساده ترین آنها راه اندازی به روش ستاره-مثلث است که هم با کلیدهای ساده (دستی )وهم مرکب (اتوماتیک) قابل اجراء می باشد.

 

کلیدهای ستاره

مثلث ساده معمولاً بصورت غلطکی و سلکتوری ساخته می شوند. این کلیدها ابتدا سیم پیچ های موتور را بصورت ستاره به شبکه وصل می کند و پس از آنکه موتور به سرعت نرمال خود رسید، با تغییر حالت کلید، سیم پیچ های موتور را به حالت مثلث در شبکه قرار می دهد. بنابراین این نوع کلید دارای سه حالت قطع، ستاره ومثلث می باشد.

تعداد کنتاکت ها در کلید ستاره مثلث، ۹ عدد می باشد. کنتاکت های T,S,R محل اتصال به شبکه، کنتاکت های V,W,U محل اتصال به ابتدای کلاف های سیم پیچی و کنتاکت های Z,Y,X محل اتصال انتهای کلافهای سیم پیچ موتور یعنی ترمینال روی موتور است.

ذکراین نکته حائز اهمیت است که هر موتور سه فازی را نمی توان با اتصال مثلث راه اندازی کرد، کلید ستاره مثلث برای موتورهایی بکار می رود که سیم پیچ هر فازش برای ولتاژ خط شبکه حساب شده باشد. در شبکه برق ایران در صورتی یک موتور می تواند مثلث کار کند که روی پلاکش ۳۸۰V ∆ یا ۶۶۰V / 380 Y ∆ /نوشته شده باشد. ضمنًا اگر سیم پیچ موتور، مثلث و قدرت آن از ۲٫۲ کیلو وات تا ۴ کیلو وات باشد، می توان آن را مستقیمًا و بدون استفاده از کلید ستاره مثلث به شبکه وصل نمود. معمولاً موتورهای ۴کیلو وات تا ۱۱کیلو وات را با استفاده از روش ستاره – مثلث راه اندازی می کنند.

البته در شبکه ۳۸۰ ولتی موتور های با قدرت بالاتر را با استفاده از روش اضافه نمودن مقاومت در سیم پیچ استاتور ویا سیم پیچ رتور (در موتورهای القایی با رتور سیم پیچی شده ) راه اندازی می کنند. راه اندازی موتور سه فاز را به روش ستاره مثلث و با استفاده از کلید های ساده نشان می دهد.

 

تغییر جهت الکترو موتور سه فازه

در بسیاری از موارد صنعتی مانند ماشین تراش، نقاله، جرثقیل و ماشین صفحه تراش، لازم است جهت گردش موتور تغییر نماید. در بعضی ازماشین ها مانند ماشین صفحه تراش، برای تغییر جهت از مبدل مکانیکی مانند چرخ دنده استفاده می شود. یعنی موتور فقط در یک جهت می چرخدو عمل تغییر جهت بصورت مکانیکی انجام می شود. ولی در اغلب ماشین های صنعتی بهتر است موتور تغییر جهت بدهد. در موتورهای القایی برای تغییر جهت گردش باید جهت گردش میدان دوار را تغییر داد. این عمل یعنی عمل چپ گرد-راست گرد، به سادگی با عوض کردن جای دو فاز در ورودی موتور انجام می گیرد.

مثلاً اگرفاز R در هر دو حالت ثابت فرض شود (Rهمیشه به Uوصل می شود) باید جای دو فاز S و T عوض نمود. کلید چپ گرد- راست گرد معمولاً بصورت سلکتوری و غلطکی و دارای سه حالت، قطع در وسط وچپ گرد وراست گرد در طرفین ساخته می شود. هر کلید چپ گرد-راست گرد دارای ۶ محل اتصال است که باحروف R,S,T وU,V,W مشخص می شود که محل ورود و خروج جریان را تعیین می کند. عمل چپ گرد و راست گرد با تغییر اهرم کلید در داخل و عوض کردن جای دو فاز انجام می گیرد. تغییر جهت گردش در موتور سه فازرا با کلیدهای ساده نشان می دهد.

 

کنترل سرعت موتورهای AC و روشهای آن

برای کنترل سرعت موتورهای القایی قفسه سنجابی درد و ،سه و یا چهار سرعت مختلف از کنترل کننده های چند سرعته مغناطیسی AC استفاده می شود. سرعت یک موتور AC تابعی از فرکانس منبع و تعداد قطبهاست که توسط رابطه زیر داده می شود: p f ns 120 = n که درآن همان سرعت سنکرون یا سرعت میدان مغناطیسی گردان در استاتور موتور است. به عنوان مثال یک موتور چهارقطبی درفرکانس۶۰ هرتز، دارای سرعت سنکرون ۱۸۰۰ rpm است. سرعت واقعی رتور همیشه به دلیل لغزش از سرعت سنکرون کمتر است. درصد این لغزش با طراحی موتور و مقدار بار اعمال شده به موتور تعیین می شود. این مقدار لغزش برای همه موتورها یکسان نیست. یک موتور القایی دو قطب با فرکانس ۶۰HZ با دو برابر سرعت فوق خواهد چرخید.

با توجه به رابطه فوق می توان گفت که سرعت گردش یک موتور القایی به عوامل زیر بستگی دارد :

•  فرکانس شبکه
•  تعداد قطبها با تغییر فرکانس شبکه
• ، سرعت یدان دوار نیز تغییر نتکرده و دریچه سرعت موتور نیزتغییر می کند. ولی استفاده از این روش هزینه بس زیادی دارد. تغییر سرعت موتورهای القایی با استفاده از تغییر قطب نیزبه دو صورت امکان پذیر است

موتور دو دوربا استاتور دو س پی هچیم

موتور دو دور با استاتور سی پیک هچیم (موتور دالاندر ) اگر چه کنترل سرعت موتورهای القایی به دو روش س پیچی مجزا و تغییر قطب قابل انجام می باشد ولی طرح های کنترلی ممکن است متفاوت باشد. به طور کلی سه طرح کنترل سرعت برای موتور های چند سرعته وجود دارد: ١ کنترل انتخابی ٢ کنترل اجباری ٣ کنترل پیش رونده در کنترل انتخابی ی، راه انداز موتور با هر سرعتی امکان پذیر است. در این حالت برا انتخاب سرعتها بی یشتر کافیست شستی سرعت مربوطه فشار داده شود. در کنترل اجباری، موتورابتداباکمترین سرعت راه اندازی شده وسپس اپراتور به صورت دستی، پله پله سرعت را تا سرعت مورد نظر افزا می یش . دهد درکنترل پیش رونده، موتور در پایی ین تر ن سرعت راه اندازی شده وسپس بطور اتومات کی تا سرعت انتخاب شده پ می یش . رود

روش سیم پیچی مجزا

در این روش برا ی سرعت سیم پیچی مجزا در استاتور در نظرگرفته می شود سرعت هر سیم پپچ به تعداد قطب های آن بستگی دارد. سیم پیچی که برای سرعت کم طراحی شده است با تعداد قطب ها بیشتری نسبت به سیم پیچی پیچ سرعت می دهد. شود استاتور یا نگونه موتورها از موتورهای یک دور بزرگتر و دارا شیارهایی با حجم بیشتر است.

روش سیم پیچی مجزا گرانتر از روش تغییر قطب است ولی کنترل سرعت در آن راحت تر است. با توجه به نیازهای سرعت، گشتاور و توان، روشهای متعددی برای اتصال موتورهای چند سرعته وجود دارد. یک نوع از این اتصالات را برای یک موتور دو سیم پیچه دو سرعته با اتصال ستاره نشان می دهد. نکته مهم در راه اندازی این موتورها ارتباط ندادن دوسیم پیچ به یکدیگر است. یعنی هیچ گاه نباید دو سیم پیچ با هم به شبکه وصل شوند.

 

 

تخته کلم یا جعبه ترمینال:

این موتورها دارای ۱۲محل اتصال می باشد. و برای حالت باتعدادقطب بیشتریعنی دورکندو و ) برای حالت با تعداد قطب کمتر یعنی دور تند می باشد. (x y z) ( b b b)  (Ub Vb Wb Ua Va Wa )  (  a a a x y z) همچنین ممکن است هر سیم پیچ در داخل موتور بصورت ستاره یا مثلث بسته شده باشد که در این صورت فقط ۶ محل اتصال روی تخته کلم وجود دارد. بیشترین مورد استفاده موتورهای دو دور دو سیم پیچه در موتور های تکفاز، کولرهای آبی و ماشین های لباسشویی و در جریان سه فازه، در موتور آسانسور وبعضی از جرثقیل های الکتریکی و پله برقی می باشد.

برای راه اندازی این گونه موتورها حداقل به دو کنتاکتور نیاز است که هر کدام از آنها در مدار قدرت برای یک دسته سیم پیچ بکار می رود. جریان کنتاکتور ها نیز باید بر اساس قدرت هر یک از سیم پیچ ها در نظر گرفته می شود.مدار قدرت یک موتور دو دور با دو دسته سیم پیچ جداگانه را نشان می دهد. این موتور دارای دو سیم پیچ دور تند ۴ قطبی (سرعت ۱۴۲دور در دقیقه) و سیم پیچ دور کند ۱۲قطبی (سرعت ۴۷۵دور در دقیقه) می باشد.

همانطور که ذکرشد درمدار فرمان باید سعی شودکه هیچگاه هر دوسیم پیچی همزمان به شبکه وصل نشود. یعنی جریان بوبین هر کنتاکتور باید از تیغه بسته کنتاکتور دیگر عبور نماید. مدار فرمان را به دو روش ساده واتوماتیک نشان می دهد.

روش تغییر قطب

موتورهای با قطب متغیر دارای یک سیم پیچ با دو سرعت هستند. در این نوع موتور ها که که به آن موتور های دالاندر نیز گفته می شود، تپهایی از سیم پیچ برای ایجاد قطب های مختلف بیرون کشیده شده است. موتور های سه سرعته دارای یک سیم پیچ ثابت و یک سیم پیچ قابل اتصال مجدد می باشد ولی موتورهای چهار سرعته دو سیم پیچ قابل اتصال مجدد دارند.

 

موتور های سه فازه دالاندر

، موتورهایی هستند که تعداد دور تند آنها دو برابر تعداد دور کند است. مانند۱۵۰۰/۳۰۰۰ و یا ۷۵۰/۱۵۰۰ . برای بدست آوردن سرعت های دیگر باید از موتور دو دور با دو سیم پیچ جداگانه استفاده نمود. از رابطه سرعت ها می توان نتیجه گرفت که در موقع سربندی دو کلاف با یکدیگر، از اتصالاتی استفاده می شود که دو نوع استاتور را تشکیل بدهد. در این جزوه درباره طراحی و سیم بندی موتور دالاندر صحبتی نخواهد شد. ولی در ادامه در مورد چگونگی تشکیل دو نوع قطب در استاتور و راه اندازی موتور دالاندر بطور کامل بحث خواهد شد.

اصطلاح کمر

اتصال کلافه ای یک فازاز سیم پیچ سه فازی بطور ساده نشان داده شده است. در قسمت (الف) دو کلاف با هم سری شده و استاتور ۴ قطب تشکیل می دهد ولی درقسمت (ب) دو کلاف با هم موازی واستاتور دو قطب تشکیل می شود. با توجه به اتصال کلافها می توان گفت که هر موتور دالاندر بجای ۶ محل اتصال می تواند دارای ۹محل باشدکه عبارتند از (Ua Ub) (z Wa Wb y)  برای فاز اول برای فاز و برای فاز سوم. اتصالات Ub Vb Wb را در اصطلاح “کمر” می نامند.

هنگامی که کنتاکت های F بسته می شوند جریان عبوری از موتور باعث چرخش آن در جهت عقربه های ساعت می شود و وقتی کنتاکت های R بسته می شوند جریان در جهت عکس در موتور جاری شده و باعث می شود موتور در جهت عکس عقربه های ساعت بچرخد. اینترلاک های مکانیکی در این سیستم از احتمال اینکه مدارات جهت مستقیم و معکوس با هم تغذیه شوند و به موتور آسیب برسد جلوگیری می کند.

این اینترلاکها باید در مدار فرمان پیش بینی گردد. از آنجاکه مدار فرمان باید طوری طراحی شود که هیچگاه دو کنتاکتورF و R همزمان وبا هم وصل نشوند. لذا باید از کنتاکت بسته هر کنتاکتور در سر راه تغذیه کنتاکتور دیگر استفاده شود. در این صورت تیغه بسته F که سر راه کنتاکتورR قرار دارد،تا زمانیکه کنتاکتورF قطع نشود،اجازه عبور جریان را به کنتاکتورR نمی دهد وبالعکس.