دوره زیمنس ماهر به عنوان یکی از معتبرترین دوره‌های آموزشی در حوزه اتوماسیون صنعتی و فناوری‌های پیشرفته شناخته می‌شود. این دوره با هدف ارتقاء دانش و مهارت‌های فنی متخصصان و مهندسان در زمینه استفاده از محصولات و تکنولوژی‌های زیمنس طراحی شده است. شرکت زیمنس، به عنوان یکی از پیشروان صنعت اتوماسیون و الکترونیک، با ارائه این دوره‌ها به تربیت نیروی انسانی متخصص و آشنا به فناوری‌های نوین اهمیت ویژه‌ای می‌دهد.

محتوا دوره زیمنس

محتوای دوره زیمنس ماهر شامل مباحث گسترده‌ای از جمله سیستم‌های کنترل صنعتی، برنامه‌نویسی PLC، شبکه‌های صنعتی، و ابزارهای مانیتورینگ و کنترل فرآیند می‌باشد. شرکت‌کنندگان در این دوره با مفاهیم پایه و پیشرفته اتوماسیون صنعتی زیمنس آشنا می‌شوند و می‌توانند به طور عملی از تجهیزات و نرم‌افزارهای زیمنس استفاده کنند. این دوره‌ها معمولاً به صورت ترکیبی از آموزش‌های عملی و تئوری است تا دانش پذیران بتوانند مهارت‌های خود را به صورت عملی تقویت کنند.

یکی از ویژگی‌های بارز دوره زیمنس ماهر، بهره‌گیری از اساتید مجرب و متخصص در زمینه اتوماسیون صنعتی است. این اساتید با تجربه‌ی گسترده در پروژه‌های صنعتی و آموزشی، به شرکت‌کنندگان کمک می‌کنند تا با چالش‌های واقعی صنعت روبرو شوند و راه‌حل‌های مناسب را برای آن‌ها بیابند. همچنین، استفاده از تجهیزات و نرم‌افزارهای به‌روز زیمنس در فرآیند آموزش، به یادگیری بهتر و کارآمدتر کمک می‌کند.

دوره زیمنس ماهر مناسب چه افرادی است؟

دوره زیمنس ماهر برای گروه‌های مختلفی از افراد طراحی شده است. مهندسان و تکنسین‌های فعال در صنایع مختلف مانند نفت و گاز، خودروسازی، تولید برق، و صنایع غذایی می‌توانند از این دوره بهره‌مند شوند. همچنین، دانشجویان رشته‌های مهندسی برق، مکانیک، و مکاترونیک نیز می‌توانند با شرکت در این دوره، مهارت‌های عملی خود را بهبود بخشند و برای ورود به بازار کار آماده‌تر شوند.

مزایای شرکت در دوره زیمنس ماهر

یکی از مزایای شرکت در دوره زیمنس ماهر، دریافت گواهینامه معتبر از فنی حرفه ای و همچنین لایسنس اختصاصی آکادمی ماهر است. این گواهینامه به عنوان یک تاییدیه معتبر از توانمندی‌های فنی و تخصصی شرکت‌کنندگان در سطح جهانی شناخته می‌شود و می‌تواند فرصت‌های شغلی بهتری را برای آنان فراهم کند. بسیاری از شرکت‌های بزرگ و معتبر در سراسر جهان، داشتن چنین گواهینامه‌هایی را به عنوان یک امتیاز مثبت در فرآیند استخدام در نظر می‌گیرند.

در نهایت، دوره زیمنس ماهر می‌تواند به عنوان یک سرمایه‌گذاری ارزشمند برای آینده حرفه‌ای افراد در نظر گرفته شود. با توجه به پیشرفت روزافزون تکنولوژی و اهمیت اتوماسیون در صنایع مختلف، داشتن مهارت‌های لازم در این زمینه می‌تواند به افزایش بهره‌وری و کارایی در محیط کاری کمک کرده و مسیر شغلی روشن‌تری را برای افراد ترسیم کند.

لامپ‌ها به عنوان جزء جدایی‌ناپذیر زندگی ما انسان‌ها شناخته می‌شوند و تصور زندگی بدون آن‌ها تقریباً غیرممکن است. آن‌ها انرژی الکتریکی را به نور مصنوعی تبدیل کرده و در تولید نور مصنوعی بسیار مؤثر و ضروری هستند.

از زمان اختراع لامپ توسط ادیسون، پیشرفت‌های تکنولوژی باعث شده که انواع مختلفی از لامپ‌ها با ویژگی‌ها و ابعاد گوناگون به بازار عرضه شوند. این تنوع ممکن است انتخاب را پیچیده کند. با ما همراه باشید تا با انواع لامپ‌ها آشنا شوید و انتخاب مناسبی داشته باشید.

برای یادگیری عملی استفاده از تجهیزات برق صنعتی و طراحی و مونتاژ تابلو برق می‌توانید دوره آموزش برق صنعتی ماهر را تهیه کنید.

انواع مختلف لامپ‌ها با توجه به فناوری

با پیشرفت تکنولوژی، انواع مختلفی از لامپ‌ها تولید شده‌اند که هر یک ویژگی‌های خاص خود را دارند. در اینجا به معرفی مختصر انواع لامپ‌ها و ویژگی‌هایشان می‌پردازیم.

لامپ رشته‌ای

لامپ‌های رشته‌ای همان لامپ‌های سنتی هستند که در آن‌ها رشته‌ای از تنگستن وجود دارد و با عبور جریان برق، روشن می‌شوند. این رشته درون خلأ یا گاز نیتروژن قرار دارد. جریان الکتریکی ناگهانی ممکن است باعث گرم شدن و سوختن رشته شود. عمر این لامپ‌ها بین ۷۰۰ تا ۱۰۰۰ ساعت است و انرژی زیادی هدر می‌دهند.

مزایای لامپ رشته‌ای:

- نور ملایم و آرامش‌بخش

- نصب ساده بدون نیاز به مدار اضافی

- قابلیت کار با جریان‌های متناوب و مستقیم

معایب لامپ رشته‌ای:

- بازدهی پایین

- مصرف برق زیاد

- تولید گرمای فراوان

- طول عمر کوتاه

- کاهش روشنایی با گذر زمان

این موارد، ویژگی‌های اصلی لامپ‌های رشته‌ای هستند که باید در نظر گرفته شوند.

لامپ فلورسنت

لامپ فلورسنت، که به نام لامپ مهتابی نیز شناخته می‌شود، نسبت به لامپ‌های رشته‌ای پیچیدگی بیشتری دارد. این لامپ‌ها با مصرف انرژی کمتر نور بیشتری تولید می‌کنند و دوام بیشتری دارند. به طور خاص، ده لامپ فلورسنت به اندازه یک لامپ رشته‌ای انرژی مصرف می‌کنند.

یکی از مزیت‌های لامپ فلورسنت این است که در صورت خرابی، گاهی اوقات قابل تعمیر هستند. از نظر اقتصادی، این لامپ‌ها مقرون‌به‌صرفه‌تر از لامپ‌های رشته‌ای محسوب می‌شوند.

ویژگی‌های مثبت لامپ فلورسنت شامل مصرف کمتر انرژی، قیمت مناسب، نوردهی گسترده و باکیفیت و تولید گرمای کم است. با این حال، معایبی همچون وجود جیوه در ساختار، خطرات زیست‌محیطی در صورت شکسته شدن، عمر کوتاه‌تر نسبت به لامپ‌های کم‌مصرف و LED، تأخیر در روشن شدن، ایجاد نویز الکترومغناطیسی و عدم امکان استفاده از دیمر را نیز دارا می‌باشند. برای خاموش و روشن کردن این لامپ‌ها نیاز به کلید برق است.

لامپ فلورسنت فشرده که به نام لامپ CFL نیز شناخته می‌شود، دارای عمر طولانی و کارکردی بالای ۱۰۰۰ ساعت است. این لامپ‌ها مانند لامپ‌های فلورسنت عمل می‌کنند، اما با روشنایی بیشتر و مصرف انرژی کمتر.

مزایای استفاده از لامپ فلورسنت فشرده شامل موارد زیر است:

- عمر طولانی‌تر، حدود ۸ برابر لامپ‌های رشته‌ای

- مصرف انرژی کمتر، حدود یک‌پنجم لامپ‌های رشته‌ای

- مقرون‌به‌صرفه بودن

از معایب لامپ فلورسنت فشرده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

- انتشار اشعه UV

- داشتن جیوه در ساختار لامپ

- خطر برای انسان و محیط زیست

- تأخیر در روشن شدن

- کاهش نوردهی با گذشت زمان

لامپ هالوژن

لامپ هالوژن نسخه‌ای بهبود یافته از لامپ‌های رشته‌ای است که با گاز هالوژن یا بی‌اثر پر شده و باعث افزایش کارایی، درخشندگی و طول عمر آن می‌شود. این لامپ‌ها دارای مزایایی چون قیمت مناسب، مصرف برق کم، کیفیت نوردهی عالی، طول عمر بیشتر نسبت به لامپ‌های رشته‌ای، توان نوری ثابت و ضریب بهره نوری بالا و اندازه کوچک هستند. لامپ هالوژن گزینه‌ای مناسب برای زیباسازی محیط به شمار می‌رود. با این حال، گرمای تولیدی زیاد و اثرات زیست‌محیطی ناشی از گاز هالوژن از نقاط ضعف آن‌ها محسوب می‌شوند.

لامپ ال ای دی (LED)

لامپ‌های ال ای دی (LED) به دلیل مصرف کم و عمر طولانی شناخته شده‌اند. با این حال، این لامپ‌ها معمولاً نور کمی دارند و جهت‌دار نیستند، بنابراین برای روشنایی اتاق‌ها گزینه مناسبی نیستند. بهترین استفاده از لامپ LED در مکان‌هایی مانند زیر کابینت‌ها است. این لامپ‌ها در رنگ‌های متنوعی عرضه می‌شوند و در نورپردازی خانه‌ها و مشاغل کاربرد وسیعی دارند.

لامپ LED از جمله بهترین لامپ‌های موجود در بازار محسوب می‌شود. از ویژگی‌های مثبت این لامپ می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

- مقاومت در برابر شوک و لرزش

- بازدهی بالا

- طول عمر زیاد

- مصرف برق کم

- عدم تولید گرما

- عدم استفاده از گازهای سمی

- قابلیت تغییر دمای رنگ نور بین ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ کلوین

اما در کنار این مزایا، لامپ LED معایبی نیز دارد، از جمله:

- نیاز به مدار یک‌سوساز که ممکن است باعث خرابی لامپ شود

- قیمت بالای لامپ

- عدم توانایی در نوردهی در تمامی جهات که باعث ایجاد نقاط تاریک می‌شود

- امکان تولید طیف نوری فرابنفش در صورت غیر استاندارد بودن که می‌تواند برای سلامتی خطرناک باشد

- نور کم به دلیل استفاده از صفحه هدایت‌کننده‌ نور دیفیوزر

این متن به بررسی مزایا و معایب لامپ‌های ال ای دی می‌پردازد و نشان می‌دهد که این لامپ‌ها در چه مواردی می‌توانند مفید یا مضر باشند.

انواع لامپ‌های صنعتی

نورپردازی در محیط‌های صنعتی با نورپردازی در منازل فرق دارد و نیاز به نور کافی و کارآمد دارد. برای ایجاد چنین محیطی، استفاده از لامپ‌های خاص ضروری است. این لامپ‌ها باید کم‌مصرف، بادوام و مقاوم باشند. در ادامه به دو نوع از این لامپ‌ها اشاره می‌کنیم.

لامپ‌های LED صنعتی

این لامپ‌ها برای محیط‌های صنعتی بسیار مناسب هستند زیرا عمر طولانی و کارایی بالایی دارند. لامپ‌های LED به ندرت خراب می‌شوند و نوردهی پایداری دارند.

چراغ‌های سوله‌ای

چراغ‌های سوله‌ای گزینه‌ای بسیار کم‌مصرف برای نورپردازی صنعتی هستند. این لامپ‌ها در برابر رطوبت، زنگ‌زدگی و گرد و غبار مقاوم بوده و نور با کیفیتی ارائه می‌دهند.

با انتخاب لامپ‌های مناسب، می‌توان محیط‌های صنعتی را به خوبی روشن کرد و کارایی را افزایش داد.

لامپ صنعتی فن‌دار دارای سیستم خنک‌کننده‌ای است که به خنک نگه‌داشتن لامپ کمک می‌کند. این ویژگی نه تنها از افزایش دمای محیط به‌واسطه روشنایی لامپ جلوگیری می‌کند، بلکه عمر مفید لامپ را نیز افزایش می‌دهد.

جمع بندی

لامپ‌ها نقش مهمی در زندگی روزمره ما دارند. برای روشنایی مصنوعی و تزئین محیط‌های شهری و داخلی، از انواع مختلف لامپ به‌طور گسترده استفاده می‌شود. در انتخاب لامپ باید به عواملی مانند قیمت لامپ، شدت و طیف نور، برد روشنایی، ایمنی و مواد سازنده توجه کرد. در این مقاله، به بررسی انواع رایج لامپ‌ها و ویژگی‌های آن‌ها پرداختیم.

شیر برقی یک دستگاه الکترومکانیکی است که برای کنترل جریان گاز یا مایع به کار می‌رود. این تجهیز با استفاده از جریان الکتریکی، ورودی و خروجی سیال را تنظیم می‌کند و از حرکت خطی برای انجام این کار بهره می‌برد. شیر برقی می‌تواند عملیات باز و بسته کردن، توزیع یا ترکیب مقدار معینی از جریان را انجام دهد.

بررسی اجزای شیر برقی

شیر برقی شامل بخش‌های متنوعی است که هرکدام نقش خاصی دارند. بدنه (Valve body) وظیفه اتصال شیر به لوله‌ها را دارد. پورت ورودی (Inlet port) محلی است که سیال از آن وارد می‌شود و پورت خروجی (Outlet port) جایی است که سیال از آن خارج می‌شود. در برخی کاربردها، شیر برقی چندین خروجی دارد.

بوبین بخشی است که به شکل استوانه توخالی طراحی شده و سیم پیچ درون آن قرار دارد. سیم پیچ (Solenoid coil) با عبور جریان، میدان مغناطیسی تولید می‌کند. کانکتور (Conector) محلی برای اتصال سیم به منبع برق است و برق را به بوبین انتقال می‌دهد. پیستون (Plunger/piston)، قطعه‌ای استوانه‌ای است که با جریان برق حرکت کرده و شیر را باز یا بسته می‌کند. این پیستون از مواد فرومغناطیس ساخته شده و درون سیم پیچ قرار گرفته است.

حفره (Orifice) انعطاف‌پذیری لازم برای ارتباط بین درگاه ورودی و خروجی را فراهم می‌کند و با حرکت پیستون، این مسیر باز و بسته می‌شود. فنر (Spring) برای جلوگیری از سقوط پیستون و کنترل حرکت آن استفاده می‌شود. در حالت بدون برق، فنر پیستون را در وضعیت NC به پایین می‌فشارد و مسیر را می‌بندد، در حالی که در حالت NO فنر پیستون را بالا نگه می‌دارد تا مسیر باز بماند. آب‌بند (Seal) نیز از ورود آب به بوبین جلوگیری می‌کند.

عملکرد سلونوئید ولو

شیر برقی از دو قسمت اصلی تشکیل شده است: بوبین و بدنه شیر. بوبین شامل یک سیم‌پیچ است که اطراف هسته‌ای فرومغناطیسی به نام پیستون پیچیده شده است. هنگامی که بوبین برقدار می‌شود، میدان مغناطیسی در اطراف سیم‌پیچ ایجاد می‌گردد. این میدان باعث جاذبه شده و پیستون را در جهت مخالف فنر حرکت می‌دهد. وظیفه سیم‌پیچ ایجاد میدان مغناطیسی برای جابه‌جایی پیستون است. فنر نیز با توجه به نوع شیر، مسیر سیال را باز یا بسته کنترل می‌کند.

مزایای استفاده از سلونوئید ولو

عملکرد سریع و اعتمادپذیری بالا، عمر طولانی، مصرف جریان پایین و صدای کم از ویژگی‌های این محصول هستند. طراحی ساده آن که ممکن است بسته یا باز باشد، از دیگر مزایای این دستگاه است.

کاربردهای شیر برقی

بدنه شیر برقی به لوله‌ها متصل می‌شود. پورت ورودی، مسیر ورود سیال به شیر است و پورت خروجی، راه خروج آن را فراهم می‌کند. برخی شیرهای برقی چندین خروجی دارند. بوبین، استوانه‌ای تو خالی است که سیم پیچ درون آن قرار دارد. سیم پیچ با عبور جریان، میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. کانکتور محلی برای اتصال سیم به منبع برق است که برق را به بوبین می‌رساند. پیستون، بخشی استوانه‌ای شکل است که با اتصال برق حرکت می‌کند تا شیر را باز یا بسته کند. پیستون از مواد فرومغناطیس ساخته شده و درون سیم پیچ قرار دارد. حفره، ارتباط‌دهنده پورت‌های ورودی و خروجی است و پیستون با حرکت خود این حفره را باز و بسته می‌کند. شیر برقی می‌تواند چندین حفره داشته باشد. فنر، علاوه بر جلوگیری از سقوط پیستون، حرکت آن را کنترل می‌کند. وقتی شیر بدون برق است، در حالت NC، فنر پیستون را پایین می‌برد و مسیر را می‌بندد؛ در حالت NO، فنر پیستون را بالا نگه می‌دارد تا مسیر باز بماند. آب‌بند از ورود آب به بوبین جلوگیری می‌کند.

با شناخت اجزای شیر برقی، می‌توان عملکرد آن را بهتر درک کرد.

جمع بندی

در این مقاله متوجه شدیم که شیر برقی چیست؟

شیر برقی وسیله‌ای است که برای باز و بسته کردن مسیر سیال به کار می‌رود و از دو بخش اصلی بوبین و بدنه تشکیل شده است. این دستگاه بر اساس نوع کاربرد، ساختار و شکل، دسته‌بندی می‌شود و در فرآیندهای هیدرولیکی و پنوماتیکی، در انواع مختلفی از شیرهای کنترل جهت، فشار و سرعت، کاربرد دارد. برای انتخاب شیر برقی باید به عواملی مانند نوع سیال، شرایط محیطی، سایز، فشار، نوع عملکرد و مشخصات الکتریکی توجه کنیم. این شیرها دارای عمر طولانی و سرعت عملکرد بالا هستند و در مصارف خانگی مانند ماشین لباسشویی و در صنایع مانند سیستم‌های خنک‌کننده و روانکاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. در مواردی که حجم دبی زیاد است، از شیرهای پیلوتی استفاده می‌شود و در نقشه‌ها، شیرها در حالت استراحت (عدم تحریک) نشان داده می‌شوند.

اضافه بار چیست؟

هر دستگاهی دارای توان مشخصی است و اگر توان مصرفی یک مصرف‌کننده از این حد فراتر رود، به آن اضافه بار می‌گویند. در این وضعیت، مصرف‌کننده جریانی بیشتر از جریان نامی از شبکه دریافت کرده و دمای تجهیز افزایش می‌یابد. عدم تشخیص به موقع این وضعیت می‌تواند به آسیب‌های جدی منجر شود. برای پیشگیری از این مشکلات، از رله اضافه بار استفاده می‌شود.

رله اضافه بار چیست؟

رله اضافه بار، تجهیزی است که با نظارت بر جریان، از مدار در برابر آسیب‌های ناشی از اضافه بار محافظت می‌کند. اگر جریان مدار بیش از حد مجاز باشد، رله با ارسال فرمان کنترلی، مدار را قطع می‌کند. رله‌های اضافه بار حرارتی اجازه اضافه بارهای موقت را بدون اختلال در مدار می‌دهند و در صورت خطر، مدار را قطع می‌کنند. این رله‌ها پس از حذف اضافه بار، قابل تنظیم مجدد هستند.

انتخاب مناسب رله اضافه بار حرارتی برای الکتروموتورها می‌تواند از آن‌ها در برابر مشکلاتی مانند خطای بیرینگ، خطای میله روتور، خطای سیم پیچ استاتور و خطای کوپلینگ شفت محافظت کند.

 برای اطلاع بیشتر در رابطه با اینکه بیمتال چیست تا انتهای این محتوا همراه باشید.

بیمتال چگونه قطع می‌شود؟

بخش اصلی بیمتال شامل نواری از دو یا چند فلز با ضریب انبساط حرارتی مختلف است که به وسیله پرچ، لحیم یا جوش به هم متصل می‌شوند. ضریب انبساط یکی از ویژگی‌های مهم هر ماده است و دو فلز مختلف در نوار بی‌متال همیشه میزان انبساط حرارتی متفاوتی دارند.

هنگام گرم شدن، به دلیل تفاوت در ضریب انبساط حرارتی، نوار بیمتال خم می‌شود. این تفاوت در جنس فلزات و ضریب انبساط آن‌ها عامل اصلی قطع در بیمتال است.

وقتی جریان از یک رسانا عبور می‌کند، دما در آن افزایش می‌یابد و رسانای بیمتال گرم می‌شود. نوار فلزی در مجاورت رسانا گرما را جذب و منبسط می‌شود و از طریق یک مکانیزم مکانیکی، مدار باز شده و جریان قطع می‌شود.

اجزای بیمتال شامل چندین قسمت اصلی است:

ترمینال‌: بیمتال دارای سه ترمینال ورودی با نام‌های L1، L2 و L3 است که به خروجی کنتاکتور متصل می‌شوند و سه ترمینال دیگر با نام‌های T1، T2 و T3 برای خروجی طراحی شده‌اند. به عنوان مثال، برای حفاظت از موتور، خروجی بیمتال به ورودی موتور وصل می‌شود.

دکمه تنظیم مجدد: این دکمه برای بازنشانی رله و رفع خطا به کار می‌رود و می‌تواند به صورت دستی یا خودکار تنظیم شود. در حالت خودکار، کنتاکت‌ها پس از هر عملکرد به صورت خودکار به وضعیت اولیه بازمی‌گردند.

نوار فلزی: بیمتال از نوارهای فلزی با دو جنس متفاوت و ضریب انبساط مختلف استفاده می‌کند. این نوارها با جذب گرما منبسط شده و مدار را قطع می‌کنند تا حفاظت ایجاد شود.

رسانای عبور جریان: یک رسانا که معمولاً در کنار نوار فلزی قرار دارد، جریان را جذب کرده و گرما را به نوار فلزی منتقل می‌کند. این رسانا در برخی از رله‌های اضافه بار حرارتی به صورت سیم‌پیچی طراحی شده است.

مکانیزم مکانیکی قطع: با انبساط نوار فلزی، تیغه‌ای تحت تاثیر قرار می‌گیرد که با جابجایی خود، اتصال کنتاکت‌ها را قطع می‌کند.

کاربردهای بیمتال

کاربردهای بیمتال در حفاظت از موتورهای تکفاز و سه فاز مانند پمپ‌ها، کمپرسورها، میکسرها، نوار نقاله و آسانسورها بسیار مهم است. برای انتخاب بیمتال مناسب، پارامترهایی نظیر محدوده جریان، ولتاژ نامی و استانداردهای بین‌المللی باید در نظر گرفته شوند.

در تنظیم جریان، رله اضافه بار حرارتی با استفاده از پتانسیومتر چرخشی تنظیم می‌شود و پس از قطع مدار به دلیل اضافه بار، زمان مشخصی برای خنک شدن بیمتال نیاز است. تنظیم مجدد رله به صورت دستی یا خودکار انجام می‌شود و تا زمان خنک شدن کامل نمی‌توان آن را بازنشانی کرد.

دکمه تست برای بررسی عملکرد صحیح رله و شبیه‌سازی خاموش شدن آن استفاده می‌شود. با فشار دکمه STOP، کنتاکتور قطع شده و جریان بار متوقف می‌شود و با رهاسازی دکمه، بار به مدار بازمی‌گردد.

مزایا و معایب بیمتال

مزایای بیمتال شامل محافظت از موتور در برابر حرارت زیاد، هزینه کم و داشتن دکمه تست داخلی جهت عیب یابی است. برخی رله‌های اضافه بار حرارتی نیز دارای دکمه انتخاب کلاس تریپ هستند. بیمتال با داشتن محدوده جریان گسترده و عملکرد ریست (دستی یا اتوماتیک)، قابل نصب مستقیم بر روی کنتاکتور است. از معایب بیمتال می‌توان به عدم عملکرد قطع مستقیم و نیاز به وسایل کلید زنی مانند کنتاکتور، ناتوانی در محافظت از اتصال کوتاه، عملکرد نسبتا کند، نیاز به خنک شدن نوار فلزی پس از عمل و عملکرد ضعیف در استارت‌های سنگین اشاره کرد.

جمع بندی

در این مقاله با رله اضافه بار حرارتی یا بیمتال آشنا شدیم. این تجهیز با استفاده از تفاوت ضریب انبساط دو فلز، مدار را از اضافه جریان محافظت می‌کند و در مدارهای راه‌انداز موتور بسیار کاربرد دارد.

برای کسب مهارت در صنعت برق، آشنایی با تجهیزات اهمیت دارد. دوره "آموزش برق صنعتی ماهر" می‌تواند به شناسایی تجهیزات و کاربردهای آن کمک کند.

 آیا تاکنون به این فکر کرده‌اید که در یک سیستم سه‌فاز، قطع شدن یکی از فازها چه خطراتی به همراه دارد؟ یا در صورتی که توالی فازها به هم بخورد، چه اتفاقی برای مصرف‌کننده الکتریکی رخ می‌دهد؟

با پیشرفت‌های الکترونیک قدرت، تجهیزاتی مانند رله کنترل فاز در تابلوهای برق صنعتی وظیفه‌ای مهم در حفاظت از مصرف‌کننده‌های الکتریکی در مقابل خطاهای شبکه دارند. در این مقاله با رله کنترل فاز، ساختار و کاربرد آن آشنا می‌شویم.

کنترل فاز چیست؟

در صنایع مختلف، عدم نظارت بر توان مصرفی می‌تواند باعث گرم شدن بیش از حد تجهیزات و افزایش تلفات شود. رله کنترل فاز یا رله حفاظت فاز، تجهیزی الکتریکی است که در سیستم‌های سه‌فاز برای کنترل ولتاژ و فاز استفاده می‌شود. در سیستم‌های AC کنترل فاز برای مدیریت ولتاژ ورودی به بارها به کار می‌رود.

در مواقعی که بار در نقطه‌ای دور از کنترل مدار قرار دارد، این تجهیز تغییر زاویه بین فازها یا بین فاز و نول را نظارت می‌کند. همچنین، در مدارهای تک‌فاز با دو ولتاژ متفاوت، از کنترل فاز بهره می‌بریم. (برای مثال، مدارهای تقویت‌کننده صوتی دارای دو منبع مختلف +V و -V هستند

رله‌های کنترل فاز که به عنوان رله مانیتورینگ خط یا رله نظارت فاز نیز شناخته می‌شوند، برای تنظیم توزیع برق در سیستم‌های الکتریکی تجاری و صنعتی کاربرد دارند. نصب و پیکربندی صحیح این تجهیزات می‌تواند ایمنی بیشتری را فراهم کرده و عملکرد بی‌وقفه سیستم‌های محافظتی را تضمین کند. با کنترل فاز، خطرات برق‌گرفتگی و آتش‌سوزی به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.

خطاهای فاز

خطاهایی که ممکن است در فاز رخ دهد شامل موارد زیر است:

1. قطعی فاز (Phase Loss): این مشکل اغلب در سیستم‌های تک‌فاز مشاهده می‌شود و می‌تواند مانع از عملکرد صحیح موتور شود. در صورت ادامه کار موتور با افت فاز، منبع به شدت ناپایدار شده و دما تا ۶۰۰٪ افزایش می‌یابد که به موتور آسیب می‌رساند. کار موتور در دمایی ۱۰٪ بالاتر از دمای نامی، عمر موتور را ۵۰٪ کاهش می‌دهد.
2. افت ولتاژ (Under Voltage):زمانی که ولتاژ یک یا چند فاز از حداقل تعیین‌شده کمتر باشد، موتور جریان بیشتری می‌کشد که در طولانی‌مدت به آن آسیب می‌زند.
3. اضافه ولتاژ (Over Voltage):بروز ولتاژ بیش از حد در یک یا چند فاز موجب خطای اضافه ولتاژ می‌شود که به موتور آسیب می‌زند.
4. عدم توالی فاز (Phase Sequence):در صورت اتصال نادرست سه فاز، شفت موتور ممکن است در جهت معکوس بچرخد که علاوه بر آسیب به موتور، می‌تواند خطرات جدی ایجاد کند.

5.عدم تقارن فاز (Phase Asymmetry): عدم توزیع متعادل بار بین فازها موجب خطای عدم تقارن فاز می‌شود. خروج بیش از ۵٪ از تعادل، به موتورهای AC و پمپ‌ها آسیب می‌زند و تنها توسط رله کنترل فاز قابل تشخیص است.

6. تلفات خنثی (Neutral Loss): این خطا معمولاً به دلیل خرابی هادی نول رخ می‌دهد، که علاوه بر اتلاف انرژی، تعادل فازها را برهم می‌زند و می‌تواند ولتاژ را تا ۲ برابر افزایش دهد.

کاربردهای کنترل فاز

در صنایعی مثل کارخانه‌های فولاد، سیمان و شیمیایی که مصرف انرژی بالاست، استفاده از کنترل فاز ضروری است.

کنترل فاز قادر به تشخیص خطاهایی چون:

- قطعی فاز

- ولتاژ بیش از حد

- عدم توالی فازها

- عدم تقارن فازها

- تلفات خنثی

برای تشخیص عدم تعادل فاز، این رله به نظارت بر هر فاز می‌پردازد. در صورت کاهش ولتاژ یک فاز نسبت به میانگین سه‌فاز، خطای عدم تعادل فاز شناسایی و مدار قطع می‌شود. همچنین، در صورت شناسایی از دست رفتن کامل یک فاز، موتور بی‌برق می‌شود.

نکته قابل توجه این است که رله کنترل فاز حفاظت مستقیم را فراهم نمی‌کند؛ بلکه تنها خطاهایی نظیر ولتاژ بیش از حد، ولتاژ پایین، معکوس شدن فازها و قطعی فاز را شناسایی کرده و به کلیدهای مدار فرمان قطع می‌دهد، که این امر به عملکرد بهینه موتور و افزایش راندمان سیستم کمک می‌کند

برای یادگیری آموزش اتوماسیون زیمنس، منابع متعددی در دسترس هستند که هر یک مزایای خاص خود را دارند. کتاب‌های آموزشی تخصصی زیمنس از جمله منابعی هستند که به صورت جامع مباحث تئوری را پوشش می‌دهند. ویدئوهای آموزشی نیز با ارائه تصویری و عملی، درک بهتری از مفاهیم فراهم می‌کنند. دوره‌های آنلاین و حضوری زیمنس، فرصتی مناسب برای تعامل مستقیم با اساتید و دیگر فراگیران فراهم می‌کنند. کارگاه‌های عملی نیز با ارائه تمرین‌های کاربردی، تجربه‌ای عملی و عمیق از کار با تجهیزات زیمنس ارائه می‌دهند. انتخاب منابع مناسب بسته به نیازها و سطح آگاهی فرد متغیر است. در ادامه به بررسی دقیق تر منابع آموزشی زیمنس میپردازیم

آموزش‌های آنلاین و دوره‌های رایگان زیمنس

در عصر دیجیتال امروزی، دسترسی به منابع آموزشی رایگان زیمنس از طریق اینترنت به راحتی ممکن شده است. این دوره‌ها یک فرصت بی‌نظیر برای افرادی است که می‌خواهند اصول و مبانی زیمنس را بدون پرداخت هزینه یاد بگیرند.

دوره‌های آنلاین رایگان عموماً شامل ویدیوهای آموزشی، جزوات و مطالب خواندنی هستند که توسط متخصصین و اساتید معتبر در این زمینه تهیه شده‌اند. از مزایای این دوره‌ها می‌توان به دسترسی ساده و امکان یادگیری در هر زمان و مکانی اشاره کرد.

برخی از این منابع شامل پلتفرم‌های آموزشی آنلاین مانند یوتیوب و یودمی، وبینارها و کارگاه‌های تخصصی آنلاین و حتی دوره‌های اینترنتی رایگان با ارائه گواهینامه می‌باشند. اگر به دنبال یادگیری مهارت‌های پیشرفته‌تر هستید، دوره آموزش زیمنس ماهر می‌تواند گزینه‌ای عالی برای شما باشد.

منابع PDF

کتابچه‌های عملی و نظری که به صورت PDF در دسترس قرار می‌گیرند، منابعی بسیار ارزشمند برای دانشجویان و متخصصان در این حوزه محسوب می‌شوند. این کتابچه‌ها شامل توضیحات مفصل و مرحله به مرحله درباره مفاهیم، روش‌ها و تکنیک‌های متعدد در زیمنس هستند.

این منابع می‌توانند شامل موضوعاتی مانند طراحی مدارهای الکتریکی، تکنیک‌های تشخیص و رفع خطا در سیستم‌های برقی، اصول اتوماسیون صنعتی و بسیاری از مباحث دیگر باشند. فایل های PDF عملی غالباً با تصاویر، نمودارها و مثال‌های کاربردی همراه هستند که یادگیری مباحث را ساده‌تر و جذاب‌تر می‌سازند.

برای کسب مهارت‌های لازم و تخصصی در این زمینه، شرکت در دوره آموزش زیمنس ماهر می‌تواند به عنوان یک گزینه مؤثر در نظر گرفته شود. این دوره‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بتوانند شما را با جدیدترین تکنولوژی‌ها و روش‌های پیشرفته در اتوماسیون زیمنس آشنا کنند.

آموزش‌های فنی حرفه‌ای و مهارتی

این روش یادگیری شامل برگزاری دوره‌های حضوری در آموزشگاه‌های فنی حرفه‌ای، کارگاه‌های عملی و سمینارهای تخصصی است. آموزشگاه‌های فنی و حرفه‌ای در ارائه دوره‌های زیمنس تخصص دارند. این دوره‌ها برای آموزش مهارت‌های لازم در زمینه‌هایی مانند آشنایی با plc  زیمنس، دستورات برنامه نویسی به همراه حل مثال های عملی، آموزش شبکه صنعتی ، HMI و عیب یابی و نگهداری می پردازیم

دوره‌های تخصصی توسط اساتید با تجربه ارائه می‌شوند و به شرکت‌کنندگان اجازه می‌دهند تا دانش فنی خود را در محیط‌های عملی گسترش دهند. این دوره‌ها شامل بخش‌های نظری و عملی هستند تا دانشجویان بتوانند تئوری را در موقعیت‌های واقعی به کار ببرند.

کارگاه‌های عملی و تئوری جزء مهمی از برنامه‌های آموزشی در آموزشگاه‌های فنی و حرفه‌ای هستند. این کارگاه‌ها به دانشجویان فرصت می‌دهند تا مهارت‌های خود را در محیط‌های واقعی مانند کار با تجهیزات تمرین کنند. این تجربه‌ها به دانشجویان کمک می‌کند تا فهم بهتری از چالش‌ها و راه‌حل‌های موجود در زیمنس به دست آورند. با شرکت در دوره آموزش زیمنس ماهر، می‌توانید این مهارت‌ها را به طور کامل فرا بگیرید.

وب سایت‌های تخصصی

وب‌سایت‌های تخصصی آموزش اتوماسیون زیمنس منابعی ارزشمند برای یادگیری مهارت‌های مرتبط با این حوزه هستند. این وب‌سایت‌ها اغلب دوره‌های آنلاین، ویدئوهای آموزشی و مقالات تخصصی ارائه می‌دهند که به کاربران کمک می‌کند تا با مفاهیم پیچیده اتوماسیون صنعتی آشنا شوند. از جمله مباحثی که در این وب‌سایت‌ها پوشش داده می‌شود می‌توان به برنامه‌نویسی PLC، سیستم‌های کنترل و تکنولوژی‌های نوین زیمنس اشاره کرد. کاربران می‌توانند با استفاده از این منابع، دانش و مهارت‌های خود را به‌روز کنند و در پروژه‌های صنعتی کارآمدتر عمل کنند. برخی از این وب‌سایت‌ها نیز گواهینامه‌های معتبر ارائه می‌دهند.

منابع آموزشی تخصصی و حرفه‌ای آنلاین

آموزشگاه‌های آنلاین تخصصی مانند آکادمی ماهر و فرادرس، منابعی مناسب برای یادگیری هستند. آکادمی ماهر در پایان دوره آموزش زیمنس ماهر، مدرک معتبر ارائه می‌دهد و ویدیوهای آموزشی عملی و کاربردی عرضه می‌کند. مطالب این آموزشگاه‌ها به‌روز و مطابق استانداردهای جهانی است.

برای افرادی که می‌خواهند مهارت‌های خود در اتوماسیون صنعتی و به صورت تخصصی اتوماسوین زیمنس ارتقا دهند و گواهینامه معتبر دریافت کنند، دوره‌های آموزشی آنلاین با گواهینامه گزینه‌ای مطلوب است. این دوره‌ها محتوای پیشرفته‌تری نسبت به دوره‌های رایگان دارند و شرکت‌کنندگان با قبولی در امتحانات، گواهینامه معتبر می‌گیرند که در رزومه کاری و پیشرفت شغلی تأثیرگذار است.

این دوره‌ها توسط موسسات آموزشی معتبر و دانشگاه‌های مشهور ارائه می‌شوند و به شرکت‌کنندگان امکان توسعه دانش حرفه‌ای را می‌دهند

اگر در کارخانه‌های تولید محصولات پلاستیکی و پلیمری فعالیت داشته‌اید، احتمالاً با دستگاه اکسترودر آشنا هستید. این دستگاه در صنایع دیگری مثل نساجی و فلزات نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای کسانی که در صنایع مرتبط با اکسترودر فعالیت می‌کنند، درک مکانیزم عملکرد و روش‌های کنترل آن بسیار مهم است.

در این متن، به معرفی انواع اکسترودر، اجزای تشکیل‌دهنده و روش‌های کنترل بخش‌های مختلف آن می‌پردازیم. با آکادمی ماهر همراه باشید.

اکسترودر چیست؟

این دستگاه با اعمال فشار، مواد را از قالب عبور می‌دهد تا محصولاتی با سطح مقطع ثابت تولید کند. اکسترودر مزایایی از جمله امکان تولید مقاطع پیچیده و کار با مواد شکننده را فراهم می‌سازد. نیروی وارد شده توسط اکسترودر شامل فشار و برش است و نیروی ضربه‌ای یا ارتعاشی به مواد وارد نمی‌کند، که منجر به تولید محصولی صاف و فرآیند شکل‌دهی آسان می‌شود.

اکسترودر در صنایع مختلفی کاربرد دارد، از جمله:

- پلیمر

- فلزات

- پلاستیک‌سازی

- تولید قطعات لاستیکی

- سرامیک‌سازی

- صنایع غذایی

- داروسازی

- نساجی

- کابل‌سازی

این دستگاه به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا محصولات با کیفیت و شکل‌دهی مناسب تولید کنند.

دستگاه اکسترودر از یک سیلندر استوانه‌ای بزرگ و یک میله مارپیچ به نام ماردون تشکیل شده است که از وسط سیلندر می‌گذرد و به عنوان عامل حرکت‌دهنده عمل می‌کند. در برخی مدل‌ها، به جای ماردون از میله‌ای استوانه‌ای به نام سمبه (Ram) استفاده می‌شود. در یک طرف اکسترودر، هاپری قرار دارد که مواد اولیه از طریق آن وارد سیلندر می‌شوند و در طرف دیگر، قالبی نصب شده که به مواد خروجی فرم می‌دهد. اکنون که با اجزای اصلی آشنا شدید، ممکن است بپرسید: اکسترودر چیست؟ این دستگاه برای شکل‌دهی و تولید محصولات مختلف از طریق فرآیند اکستروژن استفاده می‌شود.

اکسترودر در پلاستیک و پلیمر

اکسترودر یکی از دستگاه‌های اساسی در صنعت پلاستیک و پلیمر محسوب می‌شود. این دستگاه برای تولید محصولاتی مانند لوله‌ها، روکش‌های پلاستیکی، و تسمه‌های بسته‌بندی به کار می‌رود. فرآیند تولید به کمک اکسترودر شامل مراحل زیر است:

1. ذوب کردن پلاستیک یا پلیمر
2. فشرده‌سازی مواد ذوب‌شده به درون قالب برای ایجاد شکل مورد نظر
3. خنک‌سازی محصول خروجی از قالب
4. برش محصول به اندازه‌های مورد نیاز

اکسترودر با ارائه این مراحل، نقش مهمی در تولید محصولات پلاستیکی دارد.

تجهیزات و مواد اولیه

برای تولید محصولات پلاستیکی و پلیمری، ابتدا باید دستگاه اکسترودر آماده شده و مواد اولیه تامین گردد. اجزای اصلی یک اکسترودر شامل سیلندر، ماردون و هاپر است. همچنین، اکسترودر باید دارای قالب و المنت گرم‌کننده باشد و موتور الکتریکی قوی برای حرکت ماردون نیاز است. مواد اولیه شامل رزین یا گرانول پلاستیکی است که به صورت دانه‌های ریز در هاپر ریخته می‌شود. ترکیبات مختلف شیمیایی مانند پلی‌استر ضربه‌پذیر، PVC، پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن و ABS در ساخت این مواد به کار می‌روند. حال پرسش اصلی این است که اکسترودر چیست؟ ابزاری کلیدی در این فرآیند تولیدی محسوب می‌شود.

انواع اکسترودر

اکسترودرها در انواع مختلفی مانند تک‌ماردون، چند‌ماردون و سمبه‌ای (Ram) موجود هستند. نوع تک‌ماردون و چند‌ماردون بیشتر استفاده می‌شوند، در حالی که برای برخی پلاستیک‌هایی که به سختی ذوب می‌شوند، از اکسترودر سمبه‌ای بهره می‌برند. ماردون، که تنها قطعه متحرک اکسترودر است، نقش مهمی در کنترل دما، فشار و نرخ مصرف مواد ایفا می‌کند. بنابراین، طراحی مناسب آن اهمیت زیادی دارد و به عواملی چون سرعت ذوب، اندازه رزین، نوع پلاستیک و فشار مورد نیاز بستگی دارد.

در مواردی که نیاز به ترکیب چند ماده خام است، اکسترودرهای دوقلو برای بهبود کیفیت ترکیب استفاده می‌شوند. اکسترودرهای تک‌ماردون ارزان و ساده هستند، اما برای یکنواختی بیشتر، اکسترودرهای دوماردون عملکرد بهتری دارند.

فرایند ذوب پلاستیک در اکسترودر

فرایند ذوب مواد در اکسترودر با ورود مواد خام به هاپر آغاز می‌شود. در صورت لزوم، افزودنی‌هایی مانند رنگ اضافه می‌گردد. سپس، مواد خام به سیلندر وارد شده و توسط ماردون به سوی قالب رانده می‌شوند. در این فرآیند، پلاستیک در دمای ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سلسیوس ذوب می‌شود. برخی اکسترودرها دما را به تدریج افزایش می‌دهند تا از افت کیفیت پلاستیک جلوگیری کنند. پلاستیک مذاب به قالب منتقل شده تا در آنجا خنک و سخت شود. برای خنک‌سازی از حوضچه آب، رول خنک‌کننده یا دمش هوا استفاده می‌شود.

تنظیم دما

تنظیم دما و کنترل سرعت ذوب مواد در اکسترودر از مسائل حیاتی در تولید محصولات پلاستیکی است. تنظیم صحیح دما در اکسترودر باعث می‌شود محصول نهایی بدون تاب خوردگی یا له‌شدگی تولید شود. اصطکاک و فشار در سیلندر اکسترودر باعث افزایش دمای مواد می‌شود.

برای کنترل دقیق دما، از هیتر (المنت) استفاده می‌گردد. توان هیترها قابل تنظیم است و با روشن و خاموش کردن آن‌ها دمای اکسترودر تثبیت می‌شود. در برخی مدل‌ها، برای کاهش دما، فن‌های خنک‌کننده روی بدنه سیلندر نصب می‌شوند.

هیترهای اکسترودر به دلیل شکل استوانه‌ای سیلندر، از نوع المنت کمربندی هستند که به دور سیلندر حلقه می‌شوند و می‌توانند تسمه‌ای یا سرامیکی باشند.

محصولات پلاستیکی خاص

اکسترودر در تولید محصولات پلاستیکی خاص نیز کاربرد دارد. برای مثال:

- تولید قطعات چند‌لایه (Coextrusion): در این روش، مواد مختلف از طریق اکسترودرهای جداگانه ذوب شده و به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک محصول چند‌لایه ایجاد شود.

- تولید محصولات روکش‌دار (Overjacketing): برای ایجاد روکش‌های محافظتی مانند سیم و کابل استفاده می‌شود.

- تولید محصولات لوله‌ای (Tubing Extrusion): با استفاده از قالب و دمش هوا، محصولات توخالی یا لوله‌ای تولید می‌شوند.

- تولید ورقه‌های بادی (Blown Film Extrusion): این روش برای تولید کیسه‌های پلاستیکی است که با دمیدن هوا، از چروک شدن پیشگیری می‌شود.

اکسترودر در صنایع نساجی

در صنایع نساجی به‌طور گسترده‌ای برای تولید الیاف مصنوعی پلیمری که در ساخت نخ، پارچه، موکت و فرش استفاده می‌شوند، به‌کار می‌رود. فرایند «رشته پیوسته حجیم» یا BCF یکی از روش‌های اصلی تولید نخ از این الیاف است.

در این فرایند، ابتدا رزین مشابه تولید پلاستیک‌ها وارد اکسترودر شده و ذوب می‌شود. افزودنی‌هایی مانند مستربچ برای رنگ‌دهی به محصول به‌صورت دقیق با دستگاه دوزینگ اضافه می‌شوند. اکسترودر مواد را به‌صورت مذاب یکدست درآورده و با استفاده از ماردون به لوله‌های خروجی منتقل می‌کند.

این لوله‌ها دوجداره هستند و با عبور گاز داغ از بین جداره‌ها، از سفت شدن مواد در حال انتقال جلوگیری می‌شود. مواد مذاب سپس از طریق «رشته‌ساز» به‌صورت ژله‌ای خارج و با دمش هوا خنک شده و به رشته‌های باریک تبدیل می‌شوند.

در مرحله تبدیل رشته‌ها به الیاف، پس از خروج از دستگاه رشته‌ساز، این رشته‌ها به دستگاهی به نام «وایندر» هدایت می‌شوند. در این مرحله، با عبور از قطعه‌ای به نام «لاملا» و با استفاده از هوای پرفشار، رشته‌ها به الیاف نازک و حجیم تبدیل می‌گردند. در پایان، این الیاف به دور استوانه‌های گردان پیچیده شده و توسط وایندر به صورت کلاف نخ در‌می‌آیند که محصول نهایی فرایند است.

ذوب مواد اولیه و تولید رشته‌های پلیمری

فرایند BCF، یک فرایند پیوسته برای تولید نخ‌های حجیم محسوب می‌شود و در سازه‌های چند‌طبقه نصب می‌گردد. در این مقاله، به بررسی اجزای دستگاه اکسترودر پرداخته و کاربرد آن در صنایع پلاستیک، نساجی و آلومینیوم مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، نحوه کنترل دمای سیلندر و دور موتور اکسترودر توضیح داده شد.

جمع بندی

برای مهندسان و تکنسین‌های فعال در این حوزه، آشنایی با کاربردها و عملکرد دستگاه اکسترودر اهمیت بالایی دارد. آکادمی ماهر دوره آموزشی جامعی برای یادگیری این دستگاه ارائه کرده است که می‌توانید از طریق لینک مربوطه به آن دسترسی داشته باشید. اکسترودر چیست؟ این دستگاه ابزار کلیدی در صنایع مختلف است و آشنایی با آن برای متخصصان ضروری است.

شاید شما هم مقره‌های قهوه‌ای رنگی که به عنوان عایق روی دکل‌های برقی نصب شده‌اند را دیده باشید. این مقره‌ها جزو اجزای حیاتی در تابلوهای برق فشار قوی و خطوط انتقال برق هستند و دارای انواع مختلف با کاربردهای متنوعی می‌باشند. در اینجا به بررسی انواع مقره برق و کاربردهای آن خواهیم پرداخت. با ماهر آکادمی همراه باشید.

مقره چیست؟

سرامیک‌ها به دلیل مقاومت بالایی که در برابر جریان الکتریکی دارند، سال‌هاست به عنوان عایق در صنعت برق مورد استفاده قرار می‌گیرند. مقره برق از سرامیک و خاک رس متخلخل به رنگ‌های قرمز، قهوه‌ای یا سفید ساخته می‌شود و به عنوان پلی بین اجزای الکتریکی عمل می‌کند و از عبور جریان‌های ناخواسته به زمین جلوگیری می‌کند.

استفاده از مقره برق از دهه ۱۹۵۰ شایع شد. در ابتدا مقره‌ها از شیشه تولید می‌شدند، اما به مرور زمان و با توقف تولید عایق‌های شیشه‌ای در دهه ۱۹۶۰، مقره‌های سرامیکی که ارزان‌تر و بادوام‌تر بودند جایگزین شدند.

مقره برق چگونه عمل می‌کند؟

انرژی همواره از جسم گرم‌تر به سمت جسم سردتر حرکت می‌کند. در مقره‌های سرامیکی به دلیل وجود پیوندهای محکم بین ذرات، انرژی ذرات در برخورد با مقره کاهش می‌یابد و این امر مانع افزایش دما و حرکت الکترون‌ها می‌شود.

کاربرد مقره برق چیست؟

مقره برق برای محدود کردن انتقال برق یا گرما استفاده می‌شود. مقره‌های حرارتی با توقف حامل‌های گرما، دما را کاهش می‌دهند، در حالی که مقره‌های برقی مانند مقره‌های سرامیکی از جریان ناخواسته الکتریکی جلوگیری می‌کنند.

مقره‌های برق در طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های الکترونیکی، از ایستگاه‌های توزیع برق تا ایستگاه‌های تلفن همراه و خطوط انتقال و توزیع استفاده می‌شوند.

انواع مقره برق

مقره‌های نگهدارنده سیم (Wire Support Insulator) برای حفظ و تحمل وزن سیم‌ها و هادی‌های الکتریکی در سیستم‌های توزیع ولتاژ پایین به کار می‌روند.

مقره کششی (Tension Insulator) نقش مهمی در نگهداری سیم‌ها و کابل‌های آویزان دارد و قادر است نیروهای کششی را تحمل کند. این مقره‌ها در پایه‌های ابتدایی و انتهایی خطوط انتقال و توزیع و همچنین در نقاطی که مسیر خط زاویه‌دار می‌شود، استفاده می‌شوند.

مقره چرخشی (Pole Insulator) به شکل قرقره‌ای است و با یک براکت به دیوارها یا پایه‌ها متصل می‌شود. این مقره‌ها مشابه مقره کششی عمل می‌کنند، اما نیروی کششی کمتری را تحمل می‌کنند و در دو نوع تک‌شیاره و دو‌شیاره موجود هستند.

مقره مهار (Stay Insulator) در خطوط توزیع برای مهار نیروهای وارد بر پایه‌های خط به کار می‌رود. این مقره در میانه سیم مهار قرار می‌گیرد تا خطر برق‌گرفتگی کاهش یابد و با وجود شکستگی، سیم مهار همچنان متصل باقی می‌ماند. هر سه نوع مقره برق به هدف افزایش ایمنی و کارایی در خطوط انتقال و توزیع برق طراحی شده‌اند.

مقره برق توزیع ولتاژ پایین به صورت عمودی یا افقی با پیچ یا روی بازوی متقاطع نصب می‌گردد و به دلیل اطمینان بالا، کاربرد گسترده‌ای دارد. طراحی این مقره مشابه مقره چرخشی است و در خطوط هوایی با ولتاژ پایین تا متوسط به کار می‌رود.

مقره واشر بوشی که به عنوان واشر شانه‌ای نیز شناخته می‌شود، جریان الکتریکی را مسدود کرده و از خوردگی گالوانیکی جلوگیری می‌نماید. این مقره‌ها خواص عایق‌های سرامیکی را دارا بوده و دمایی تا ۳۰۰۰ درجه فارنهایت را تحمل می‌کنند. طراحی خاص آن‌ها مقاومت در برابر اثرات گازهای هیدروکلریک و اسید نیتریک را فراهم می‌سازد.

مقره آویزی، هادی‌های خطوط برق را جدا کرده و شامل دیسک‌های سرامیکی متصل به هم توسط پیوند فلزی است. این مقره بر روی کراس‌آرم بین پایه‌ها یا دکل‌ها با فاصله زیاد آویزان می‌گردد.

مقره‌های برق انواع مختلفی دارند که در خطوط توزیع و انتقال برق به کار می‌روند. مقره پین، که به عنوان مقره سرامیکی توزیع شناخته می‌شود، از یک یا دو قطعه سرامیکی ساخته شده و با سیمان متصل می‌شوند. این مقره‌ها به دلیل مقاومت مکانیکی بالا، تا ۵۶ کیلوولت را تحمل کرده و به صورت عمودی و افقی نصب می‌شوند.

مقره بشقابی، مشابه دیسک، دارای پایه‌های فولادی و کلاهک‌های آهنی است و در خطوط فشار قوی استفاده می‌شود. این مقره‌ها می‌توانند ۱۱ تا ۱۴ کیلوولت را پشتیبانی کنند و مزیت آن‌ها در امکان تعویض دیسک‌ها بدون آسیب به دیگر بخش‌ها است.

مقره اتکایی برای عایق‌کاری هادی‌ها در تابلوهای برق فشار قوی به کار می‌رود و می‌تواند توخالی یا توپر باشد. نوع توپر مقاومت مکانیکی بیشتری دارد و از تخلیه الکتریکی خازن‌ها جلوگیری می‌کند. انواع آن شامل مقره‌های اتکایی شش‌گوش، درام، استوانه‌ای و مخروطی هستند.

استفاده از مقره برق سرامیکی به دلیل مزایای متعدد آن‌ها رو به افزایش است.

مزایای مقره سرامیکی

1. سختی بالا: برخلاف باور عمومی، مقره‌های سرامیکی چهار برابر سخت‌تر از فولاد ضد زنگ هستند و بنابراین طول عمر بالایی دارند.
2. مقاومت در برابر فرسایش: این نوع مقره‌ها در برابر فرسایش مقاوم‌اند و از انعطاف‌پذیری و دوام زیادی برخوردارند.
3. ویژگی‌های مکانیکی مناسب: در شرایط سخت، مقره‌های سرامیکی خواص مکانیکی و استحکام خود را به خوبی حفظ می‌کنند.
4. دی‌الکتریک بالا: سرامیک به دلیل دی‌الکتریک بالا و تلفات الکتریکی کم، برای ساخت عایق‌های الکتریکی ایده‌آل است.
5. مقاومت در برابر خوردگی: مقره‌های سرامیکی به دلیل غیر فلزی بودن، در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی مقاوم‌اند و برای استفاده در فضای باز مناسب هستند.
6. رسانایی گرمایی: افزایش دما باعث کاهش خاصیت رسانایی آن‌ها می‌شود.

در نهایت، **نگهداری آسان** از دیگر مزایای این مقره‌ها به شمار می‌رود.

معایب مقره سرامیکی

معایب مقره‌های سرامیکی شامل شکنندگی و وزن زیاد است که نیاز به حمل با احتیاط دارند. بعضی از مقره‌ها برای اتصال به سیمان نیاز دارند که ممکن است با گذشت زمان ترک بخورند و در هنگام صاعقه باعث ایجاد سوراخ شوند. این مقره‌ها برای شرایط آب و هوایی مرطوب و آلوده مناسب نیستند.

جمع بندی

در این مقاله با انواع مقره‌های سرامیکی در خطوط توزیع برق و مقره‌های تابلویی آشنا شدیم و مزایا و معایب آن‌ها را بررسی کردیم. همان‌طور که مطالعه کردید، در ولتاژهای بالا خطرات جدی مانند برق گرفتگی و تخلیه الکتریکی بین دو هادی وجود دارد. به همین دلیل، استفاده از مقره برق برای افزایش ایمنی ضروری است. با شرکت در دوره جامع ارتینگ ماهر، می‌توانید نحوه اجرای سیستم زمین را برای حفاظت از جان افراد و تجهیزات الکتریکی به‌صورت علمی و کاربردی یاد بگیرید.

تصور کنید که به عنوان یک مهندس برق در حال تحلیل یک مدار پیچیده هستید و برای این کار به دانستن جریان الکتریکی در قسمتی از مدار نیاز دارید. با پیشرفت فناوری، ابزارهای دقیق و مفید در علوم و صنایع اهمیت زیادی پیدا کرده‌اند. یکی از ابزارهای کلیدی در این زمینه، آمپرمتر است که برای اندازه‌گیری جریان الکتریکی به‌کار می‌رود.

آمپرمتر به شما امکان می‌دهد که جریان را به سرعت و با دقت اندازه‌گیری کرده و مدار را تحلیل کنید. این ابزار به مهندسان و تکنسین‌ها در نگهداری و بهینه‌سازی عملکرد مدارها و دستگاه‌ها کمک می‌کند.

آمپرمتر، ابزار اندازه‌گیری جریان الکتریکی است که در مدارها به کار می‌رود. آمپرمترها به‌صورت سری در مدار قرار می‌گیرند و جریان را بر حسب آمپر، واحد اندازه‌گیری جریان، می‌سنجند. با توجه به اهمیت اندازه‌گیری جریان در مدارهای الکتریکی و الکترونیکی، انواع مختلفی از آمپرمترها تولید شده است.

تاریخچه آمپرمتر

تاریخچه آمپرمتر به قرن ۱۹ و رشد علم الکتریسیته و الکترومغناطیس برمی‌گردد. اولین آمپرمترها در اواخر قرن ۱۹ با استفاده از اصول مغناطیسی ساخته شدند. با پیشرفت فناوری، آمپرمترهای دیجیتال در دهه ۱۹۵۰ و آمپرمترهای اتوماتیک در دهه ۱۹۸۰ با قابلیت‌های پیشرفته‌تر به بازار عرضه شدند.

آمپرمتر کجا کاربرد دارد؟

آمپرمترها در صنایع مختلف کاربرد دارند. در الکترونیک برای اندازه‌گیری جریان در وسایل الکتریکی، در برق و نیروگاه‌ها برای نظارت بر جریان سیستم‌ها و تجهیزات و در پژوهش‌های علمی برای اندازه‌گیری دقیق جریان الکتریکی به کار می‌روند. این ابزار در تحلیل و بررسی نتایج تحقیقات علمی نقش مهمی ایفا می‌کند.

پارامترهای کلیدی در انتخاب آمپرسنج

در انتخاب آمپرسنج باید به پارامترهای متعددی توجه کرد. در ادامه به مهم‌ترین آن‌ها می‌پردازیم.

حداکثر جریان اندازه‌گیری: هر آمپرسنج دارای یک حداکثر جریان مجاز است که باید با دقت انتخاب شود تا از آسیب جلوگیری شود.

دقت اندازه‌گیری: دقت بالا در آمپرسنج‌ها برای تحلیل دقیق مدارها اهمیت دارد.

نوع نمایشگر: آمپرسنج‌ها ممکن است دارای نمایشگر دیجیتال یا آنالوگ باشند. نمایشگر دیجیتال معمولاً خوانایی و دقت بیشتری دارد.

مصرف انرژی: آمپرسنج‌هایی که انرژی کمتری مصرف می‌کنند، برای کاربردهای مختلف مناسب‌تر هستند.

مقاومت الکتریکی: مقاومت پایین در آمپرسنج باعث کاهش خطا در اندازه‌گیری جریان می‌شود.

محدوده‌های اندازه‌گیری: آمپرسنج‌ها با محدوده‌های مختلفی عرضه می‌شوند، از میلی آمپر تا مگا آمپر. انتخاب مناسب محدوده به دقت اندازه‌گیری کمک می‌کند.

نمونه‌هایی از آمپرسنج‌ها:

- آمپرسنج دیجیتال 0-20 میلی آمپر برای جریان‌های کوچک

- آمپرسنج آزمایشگاهی 0-5 آمپر برای جریان‌های متوسط

- آمپرسنج خودرو 0-100 آمپر برای جریان‌های بالا

- آمپرسنج صنعتی 0-1000 آمپر برای جریان‌های بسیار بالا

در انتخاب آمپرسنج، دقت به این پارامترها می‌تواند به بهبود عملکرد و دقت اندازه‌گیری کمک کند.

محافظت در برابر جریان‌های بیش از حد برای جلوگیری از خرابی آمپرمترها ضروری است. آمپرمترها معمولاً با مکانیزم‌های حفاظت در برابر جریان‌های بالا طراحی می‌شوند. این مکانیزم‌ها شامل موارد زیر هستند:

1. مقاومت داخلی محدود: آمپرمترها معمولاً دارای مقاومت کمی هستند که جریان را کاهش می‌دهد و از دستگاه در برابر جریان‌های بالا محافظت می‌کند.
2. طراحی داخلی: ممکن است شامل قطعات حفاظتی مانند فیوزها یا سوئیچ‌های جریان بالا باشد که در صورت وجود جریان بیش از حد، مدار را قطع می‌کنند.
3. ترمیستورها: در صورت افزایش دما که معمولاً به علت افزایش جریان است، مقاومت ترمیستورها کاهش می‌یابد و به عنوان یک حفاظت دمایی عمل می‌کند.
4. مدارهای نظارتی: این مدارها جریان را به‌طور مداوم مانیتور کرده و در صورت افزایش ناگهانی جریان، دستگاه را خاموش می‌کنند.

ابعاد و وزن سبک آمپرمترها استفاده از آن‌ها در شرایط مختلف را آسان می‌کند. آمپرمترها با ویژگی‌های مناسب اندازه‌گیری دقیق و ایمن را در محیط‌های مختلف فراهم می‌کنند.

در مورد مراحل استفاده از آمپرمتر، نحوه استفاده بسته به نوع آمپرسنج متفاوت است. برای مثال، آمپرمترهای کلمپی برای اندازه‌گیری بدون قطع مدار استفاده می‌شوند. اما به‌طور کلی، برای استفاده از آمپرمتر به‌صورت سری در مدار باید مراحل خاصی را دنبال کرد.

مراحل استفاده از آمپرمتر

برای اندازه‌گیری جریان الکتریکی در یک مدار، ابتدا مدار را خاموش کنید. سپس آمپرمتر مناسب را با توجه به نوع و مقدار جریان انتخاب کرده و یکی از سیم‌های مدار را جدا کرده و پراب‌های آمپرمتر را به محل مورد نظر متصل نمایید. پس از روشن کردن مدار، مقدار جریان را از نمایشگر آمپرمتر بخوانید. اگر از آمپرمتر دیجیتال استفاده می‌کنید، مقدار جریان با دقت نمایش داده می‌شود.

توجه داشته باشید که آمپرمتر در جهت صحیح جریان قرار گیرد. در آمپرمترهای دیجیتال این مورد اهمیت ندارد، اما در آمپرمترهای آنالوگ، جهت جریان بسیار مهم است. برای مشخص کردن جهت صحیح جریان می‌توانید از قوانین الکترومغناطیس بهره ببرید.

طبق این قوانین، جریان از قطب مثبت به منفی یک منبع میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که با استفاده از قطب‌نما می‌توان جهت آن را تشخیص داد.

پس از اندازه‌گیری، مدار را خاموش کرده و آمپرمتر را جدا کنید تا اتصالات به صورت ایمن باز شوند. در صورت نیاز، تغذیه‌ای که قطع کرده‌اید را مجدداً وصل کنید.

انواع آمپرمتر کدام‌اند؟

آمپرمترها از لحاظ عملکرد به هفت دسته تقسیم می‌شوند: دیجیتالی، آنالوگ، انتگرالی، آهنربای متحرک، آهن متحرک، سیم داغ و سیم پیچ متحرک. همچنین نوع الکترودینامیکی نیز وجود دارد. از نظر شکل ظاهری، آمپرمترها به مدل‌های رومیزی، تابلویی و کلمپی دسته‌بندی می‌شوند. به دلیل کاربرد فراوان آمپرمتر کلمپی، این نوع از آمپرمتر مورد توجه بیشتری قرار می‌گیرد.

آمپرمتر کلمپی ابزاری است که برای اندازه‌گیری جریان الکتریکی بدون نیاز به قطع کردن مدار استفاده می‌شود. این ابزار عمدتاً برای جریان‌های متناوب (AC) به کار می‌رود. یکی از اجزای اصلی آمپرمتر کلمپی، "کلمپ" است که به شکل حلقه طراحی شده و با قرار گرفتن حول سیم یا کابل، قادر به اندازه‌گیری جریان می‌باشد. در داخل کلمپ، سنسور جریانی وجود دارد که به تغییرات میدان مغناطیسی ناشی از جریان الکتریکی حساس است و اطلاعات را به دستگاه ارسال می‌کند. بخش مدار اندازه‌گیری شامل نمایشگر و مدارهای الکترونیکی است که اطلاعات دریافتی از سنسور جریان را به واحد آمپر تبدیل کرده و نمایش می‌دهد. برخی از آمپرمترهای کلمپی دارای دکمه‌ها و تنظیماتی هستند که امکان تغییر محدوده اندازه‌گیری و بازبینی اطلاعات را فراهم می‌کنند.

آمپرمتر کلمپی

آمپرمترهای کلمپی به دلیل توانایی اندازه‌گیری جریان بدون نیاز به قطع مدار، در مدارهای غیرقابل قطع مانند مدارهای برق خانگی بسیار مفید هستند.

آمپرسنج دیجیتال با استفاده از مدار الکترونیکی و میکروپروسسورها، جریان را به صورت عددی بر روی نمایشگر دیجیتال نشان می‌دهد. این نوع آمپرمتر بسیار دقیق‌تر از نمونه‌های آنالوگ است و می‌تواند جریان‌های کوچک، AC و DC را اندازه‌گیری کند. در صنایع و تحقیقات علمی کاربرد دارد.

آمپرمتر آنالوگ (analog)

آمپرمتر آنالوگ از سیم‌پیچ یا مکانیزم آهن متحرک برای نمایش جریان استفاده می‌کند و به دلیل سادگی، قیمت مناسب و استحکام بالا، مورد توجه است.

آمپرسنج انتگرالی (Integrating)

آمپرسنج انتگرالی، نوعی آمپرمتر دیجیتال است که برای اندازه‌گیری جریان متناوب AC طراحی شده و از روش تبدیل انتگرالی بهره می‌برد. این دستگاه‌ها دقیق بوده و جریان‌های کوچک و بزرگ با فرکانس‌های مختلف را اندازه‌گیری می‌کنند. صفحه نمایش دیجیتال و امکاناتی مانند ذخیره‌سازی و اتصال به سیستم‌های کنترلی از ویژگی‌های آن‌هاست.

به طور کلی، آمپرمترهای مختلف با توجه به نیازهای مختلف، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع و خانه‌ها دارند.

آمپرمتر آهنربای متحرک (Moving magnet) مشابه آمپرمتر سیم‌پیچ متحرک عمل کرده و با استفاده از یک آهنربای دائم، موقعیت عقربه را تغییر می‌دهد و جریان‌های تا چند ده آمپر را اندازه‌گیری می‌کند. در این نوع آمپرمتر، نیازی به عبور جریان از فنر نیست، زیرا نیروی بازگشت عقربه بوسیله یک آهنربای دائم تأمین می‌شود.

آمپرمتر‌ آهنربای متحرک (Moving magnet)

آمپرمتر آهن متحرک (Moving iron) با استفاده از قطعه‌ای فرومغناطیس، میدان مغناطیسی تولید می‌کند که باعث حرکت عقربه می‌شود و جریان را به صورت بصری نمایش می‌دهد.

آمپرمتر سیم داغ (Hot wire) برای اندازه‌گیری جریان‌های AC و DC با استفاده از انبساط حرارتی سیم کاربرد دارد. این نوع آمپرمتر دقت پایین و زمان پاسخ‌دهی کندی دارد و در اندازه‌گیری جریان فرکانس رادیویی و مقدار موثر (RMS) جریان AC مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آمپرسنج آهن متحرک (Moving iron)

آمپرمتر سیم‌پیچ متحرک (Moving coil) رایج‌ترین نوع آمپرمتر آنالوگ است که با جریانی که از سیم‌پیچ می‌گذرد، انحراف مکانیکی اشاره‌گر را روی صفحه مدرج ایجاد می‌کند.

آمپرمتر الکترودینامیکی (Electrodynamic) از آهنربای الکتریکی برای حرکت عقربه استفاده کرده و قابلیت اندازه‌گیری جریان‌های AC و DC را دارد، همچنین مقدار TRMS یا True RMS جریان AC را نمایش می‌دهد.

تفاوت آمپرمتر DC و AC

تفاوت آمپرمتر DC و AC در طراحی و عملکرد آن‌هاست. آمپرسنج‌های DC اغلب از سیم‌پیچ یا مکانیزم آهن متحرک برای تشخیص جریان مستقیم بهره می‌برند، در حالی که آمپرسنج‌های AC معمولاً از ترانسفورماتور جریان (CT) استفاده می‌کنند که جریان بالا را به جریان کمتر تبدیل می‌کند تا قابل اندازه‌گیری باشد. آمپرمترهای DC مخصوص جریان مستقیم کالیبره شده‌اند و آمپرمترهای AC برای جریان متناوب تنظیم می‌شوند. کالیبراسیون به شکل موج جریان بستگی دارد؛ مثلاً یک آمپرمتر AC ممکن است برای اندازه‌گیری مقدار RMS یک موج سینوسی کالیبره شود.

جمع بندی

در این نوشته، با عملکرد و کاربرد آمپرمتر آشنا شدیم. انواع آمپرسنج‌ها را بر اساس مکانیزم عملکرد و نوع جریان عبوری بررسی کرده و تفاوت‌های آمپرمتر با مولتی‌متر و گالوانومتر را به صورت مختصر توضیح دادیم.

همانطور که می‌دانید، موتورهای الکتریکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین مصرف‌کننده‌های الکتریکی هستند و کنترل جریان عبوری از آنها امری حیاتی است. اگر جریانی بیش از مقدار نامی از موتور عبور کند، عملکرد آن به شدت مختل شده و حتی ممکن است منجر به سوختن موتور شود. استفاده از رله کنترل بار می‌تواند از وقوع چنین مشکلاتی جلوگیری کند. در این مقاله، با رله کنترل بار به عنوان یک تجهیز حفاظتی و تفاوت‌های آن با بی‌متال آشنا می‌شوید.

اضافه بار چیست؟

اضافه بار یکی از خطاهایی است که ممکن است در یک مدار رخ دهد. این خطا زمانی پیش می‌آید که از یک عملگر بیش از ظرفیت آن استفاده شود. عدم تشخیص به موقع اضافه بار می‌تواند به خسارت‌های جدی در تجهیزات الکتریکی منجر شود. رله کنترل بار یکی از ابزارهایی است که می‌تواند این خطا را شناسایی کند.

رله کنترل بار چیست؟

رله کنترل بار تجهیزی است که با استفاده از آن می‌توانید از تجهیزات الکتریکی مانند موتور در برابر اضافه بار محافظت کنید. در صورت بروز اضافه بار، جریان مدار افزایش می‌یابد و رله کنترل بار به سرعت جریان را قطع کرده تا از تجهیزات محافظت کند. این رله‌ها می‌توانند به صورت سه‌فاز، دوفاز و تک‌فاز برای حفاظت استفاده شوند.

نام‌های دیگر این تجهیز شامل رله اضافه بار (Overload relay)، رله اضافه جریان (Over-current Relay)، یا رله مانیتورینگ جریان (Current monitoring relay) هستند. رله‌های اضافه بار الکترونیکی (EOL) رقیب رله‌های حرارتی (TOL) محسوب می‌شوند.

رله‌های کنترل بار به صورت غیرمستقیم در مدار قدرت نصب شده و با استفاده از ترانس‌های جریانی (CT) جریان را اندازه‌گیری می‌کنند. به طور معمول، این تجهیزات به همراه CT و به صورت متناوب عمل می‌کنند، بنابراین برای حفاظت از موتورهای DC مناسب نیستند.

رله اضافه بار به عنوان یک رله ثانویه به همراه کنتاکتور و بریکر از مدار محافظت می‌کند. این تجهیز دارای کنتاکت‌های فرمان است که فرمان قطع را به کنتاکتور و بریکر ارسال می‌کند.

کاربرد رله کنترل بار

رله‌های کنترل بار در حوزه‌های مختلف تجاری و صنعتی کاربرد دارند. این رله‌ها به طور معمول، در کنار سایر تجهیزات حفاظتی الکتریکی، برای جلوگیری از اضافه بار جریان و ولتاژ به کار گرفته می‌شوند. برخی از رایج‌ترین کاربردهای رله کنترل بار عبارتند از:

۱) حفاظت از موتورها در برابر اضافه بار

رله کنترل بار به طور ویژه برای محافظت از موتورها در برابر آسیب‌های ناشی از اضافه بار مورد استفاده قرار می‌گیرد. در شرایط اضافه بار، موتور جریان زیادی می‌کشد و دمای آن به شدت افزایش می‌یابد، که می‌تواند به عایق سیم‌پیچ‌ها آسیب برساند. این رله در صورت تشخیص اضافه بار، جریان را قطع کرده و از آسیب دیدن موتور جلوگیری می‌کند.

۲) حفاظت از ترانسفورماتورها در برابر اضافه بار

رله مانیتورینگ جریان برای محافظت از ترانسفورماتورها نیز کاربرد دارد. در این کاربرد، رله‌ها به گونه‌ای تنظیم می‌شوند که در صورت عبور جریانی بیش از حد مجاز، مدار را قطع کنند، تا از آسیب به ترانسفورماتور جلوگیری شود.

۳) حفاظت از خطوط توزیع برق در برابر اضافه بار

استفاده از رله‌های اضافه بار یک راه‌حل اقتصادی برای محافظت از مدارهای توزیع در برابر جریان‌های زیاد است. در بسیاری از موارد، رله اضافه بار تنها وسیله حفاظتی موجود در مدار است. با استفاده از رله کنترل بار، مدارها در برابر خطاهایی مانند خطاهای زمین، خطاهای فاز به فاز و خطاهای فاز به زمین محافظت می‌شوند.

ساختمان رله کنترل بار

ساختمان رله کنترل بار شامل ترمینال‌ها، سلکتور و چراغ‌های LED است. شرکت‌های تولیدکننده، انواع مختلفی از کنترل بار را با طراحی‌های متنوع عرضه می‌کنند. در این بخش، ساختمان یک نمونه از رله کنترل بار را بررسی خواهیم کرد.

1. a. مسیر عبور کابل‌های جریان‌بر
2. b. ورودی تغذیه دستگاه
3. c. نمایشگر LED وضعیت NO دستگاه (پیش از وقوع خطا)
4. d. نمایشگر LED عبور جریان غیرمجاز (تغییر وضعیت کنتاکت‌های دستگاه)
5. e. محدوده جریان کاری دستگاه
6. f. پیچ تنظیم جریان (نقطه تنظیم)
7. g. پیچ تنظیم زمان (زمان عبور اضافه بار)
8. h. کنتاکت‌های خروجی (به صورت سری با بوبین کنتاکتور متصل می‌شوند)

عملکرد رله کنترل بار

رله کنترل بار دارای سه ترانس جریان داخلی است. این ترانس‌ها جریان هر فاز را مشابه آمپرمترهای انبری اندازه‌گیری می‌کنند. سپس جریان اندازه‌گیری‌شده با مقداری که کاربر تنظیم کرده، مقایسه می‌شود. اگر جریان هر فاز از مقدار تنظیم‌شده فراتر رود، اثر مغناطیسی افزایش یافته و رله کنترل بار مدار را قطع می‌کند.

اگر از رله کنترل بار برای حفاظت موتور استفاده شود، برای بهبود دقت عملکرد، یک سلکتور تنظیم زمان تأخیری به مدار افزوده می‌شود. این سلکتور از قطع مدار در زمان راه‌اندازی موتور جلوگیری می‌کند.

عبور جریان بیش از حد می‌تواند منجر به گرم شدن و ذوب شدن سیم‌ها و آسیب به قطعات حساس الکترونیکی شود. در برخی موارد، اضافه بار می‌تواند حتی موجب آتش‌سوزی الکتریکی شود. رله کنترل بار با قطع مدار در شرایط اضافه بار، از وقوع این آسیب‌ها جلوگیری می‌کند.

دسته‌بندی رله کنترل بار

توانایی‌های کنترل بار بسته به مدل و برند آن متفاوت است. دسته‌بندی رله‌های اضافه بار از نظر عملکرد حفاظتی، تنظیمات و کنترل کمیت‌ها به شرح زیر است:

- کنترل بار آنالوگ ساده

- کنترل بار آنالوگ پیشرفته

- کنترل بار دیجیتال

- رله اضافه بار پیشرفته

در ادامه، با انواع کنترل بار بر اساس این دسته‌بندی آشنا خواهید شد.

۱) کنترل بار آنالوگ ساده

رله اضافه بار آنالوگ ساده می‌تواند خطاهای اضافه بار را شناسایی کند. این دستگاه معمولاً دارای دو سلکتور برای تنظیم میزان آستانه جریان و زمان عبور آن است. این رله‌ها قابلیت‌های حفاظتی محدودی دارند و جزو تجهیزات ساده و اقتصادی به شمار می‌روند. رله‌های آنالوگ ساده از نوع زمان مشخص هستند، به این معنا که پس از یک زمان مشخص عمل می‌کنند و افزایش جریان عبوری باعث کوتاه‌تر شدن زمان قطع نمی‌شود.

۲) کنترل بار آنالوگ پیشرفته 

رله کنترل بار آنالوگ پیشرفته دارای عملکردهای حفاظتی متعدد است. این رله‌ها امکان تنظیم کلاس‌های حفاظتی در مقادیر بالاتر را فراهم می‌کنند. کلاس حفاظتی تعیین‌کننده مدت زمان بین وقوع اضافه بار و صدور فرمان قطع است. در کلاس‌های حفاظتی بالاتر، فرمان قطع دیرتر صادر می‌شود. کنترل بار آنالوگ پیشرفته معمولاً می‌تواند به صورت زمان معکوس، خطای عدم تعادل جریان، قطع فاز و خطای زمین را تشخیص دهد. 

منظور از عملکرد زمان معکوس این است که با افزایش جریان عبوری، سرعت عملکرد رله نیز افزایش می‌یابد. 

۳) کنترل بار الکترونیکی پیشرفته 

این رله‌ها دارای قابلیت اطمینان بیشتری هستند و معمولاً توانایی تشخیص و کنترل خطاهایی مانند اضافه‌بار، قطع فاز، رتور قفل شده و خطاهای مکانیکی را دارند. کنترل بار الکترونیکی پیشرفته معمولاً دارای سه سلکتور برای تنظیم جریان کامل، عدم تشخیص خطا در زمان راه‌اندازی و مدت زمان تأخیر در قطع است. 

۴) کنترل بار دیجیتال 

رله‌های کنترل بار الکترونیکی به صورت دیجیتال نیز تولید می‌شوند. کنترل بار دیجیتال دارای چند سون‌سگمنت برای نمایش مقادیر است. این تجهیز امکان تنظیم مقادیر با دقت بالاتر را فراهم کرده و جریان برگشتی از موتور را نیز نمایش می‌دهد. 

۵) رله اضافه بار پیشرفته 

این رله دارای رابط گرافیکی قوی است. برخی از رله‌های اضافه بار پیشرفته دارای صفحه نمایش مجزا برای تنظیم پارامترها هستند که می‌توان آن را روی تابلو برق نصب کرد. این تجهیز معمولاً دارای رابطی قدرتمند است و امکان اتصال به شبکه‌های صنعتی مانند پروفی‌باس را دارد. 

مقایسه کنترل بار و بی‌متال 

بی‌متال و کنترل بار هر دو برای کنترل جریان و حفاظت در برابر اضافه بار استفاده می‌شوند. در مقایسه کنترل بار و بی‌متال می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: 

- کنترل بار به همراه ترانس‌های جریان (CT) در هر خط قرار می‌گیرد و به صورت الکترونیکی عمل می‌کند، در حالی که عملکرد بی‌متال به حرارت وابسته و مکانیکی است. 

- عملکرد بی‌متال تحت تأثیر دمای محیط قرار دارد، در حالی که عملکرد کنترل بار به دمای محیط وابسته نیست. 

- در مدار قدرت، بی‌متال‌ها به طور مستقیم به سه‌فاز متصل می‌شوند، اما کنترل بار به صورت غیرمستقیم و با اتصالات سیمی به مدار وصل می‌شود. 

- بی‌متال به دلیل داشتن عنصر حرارتی تلفات بیشتری ایجاد می‌کند، در حالی که کنترل بار بدون تلفات است و به صورت غیرمستقیم عمل می‌کند. 

- برخلاف بی‌متال، رله اضافه بار قابلیت تشخیص خطای عدم توالی فاز را نیز دارد. 

جمع‌بندی 

با مطالعه این مقاله: 

۱. با تجهیزی به نام کنترل بار و انواع حفاظت‌هایی که ارائه می‌دهد، آشنا شدید. 

۲. با اجزا، مکانیزم و نحوه عملکرد این تجهیز آشنا شدید. 

۳. به کاربردهای کنترل بار و نحوه تنظیمات آن در مدار به صورت کامل تسلط پیدا کردید. 

۴. با مزایا و معایب کنترل بار و تفاوت‌های آن با بی‌متال آشنا شدید.