روش های طراحی و ساخت ترموکوپل صنعتی

افرادی که سررشته ای در صنعت دارند شاید کلمه ترموکوپل را شنیده باشند و یا از آن استفاده کرده باشند، اما افراد معمولی شاید این کلمه حتی به گوششان نخورده باشد و بگویند اصلا کلمه ترموکوپل به چه معناست؟!اگر بخواهیم به طور واضح تری توضیح دهیم باید بگوییم در هر زمینه ای برای اندازه گیری دما از ابزار خاصی استفاده میکنند، در زمینه صنعت هم نیز همین طور است و از ترموکوپل برای اندازه گیری های الکتریکی دما استفاده می کنند که انواع متفاوتی دارد و ما میخواهیم در این مقاله به توضیح ساخت ترموکوپل صنعتی بپردازیم پس با ما همراه باشید.

معرفی ترموکوپل :

از ترموکوپل ها برای تبدیل دما به ولتاژ استفاده می کنند که ساختار آنها از اتصال یک آلیاژ و فلز است و به طور کلی از متداول ترین تجهیزات برای اندازه گیری دما در صنعت محسوب می شوند

که از مزایای آن میتوان به قیمت مناسب، سادگی، دوام بالا و…. اشاره کرد، ترموکوپل ها در شرایط های متفاوت قابل استفاده و اندازه گیری دمای آنها بسیار وسیع است که دارای انواع بسیار متفاوتی هستند به عنوان مثال:

ترموکوپل نوع J :  رنج دمایی آن بین ۱۸۰ تا ۸۰۰ درجه سانتی گراد است  که از آلیاژ های مس -نیکل و فلز آهن ساخته میشود و به دلیل وجود همین آهن بهتر است در مکان های دارای اکسیداسیون استفاده نشود.

یکی از پرکاربردترین نوع ترموکوپل ها نوع k آن می باشد که از سیم فلزی Ni-Cr ساخته میشود و رنج دمایی آن ۲۵۰ و ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد است و میتوان گفت برای دماهای بالا استفاده میشود.

اگر دنبال یک ترموکوپل ارزان برای دماهای پایین هستید ترموکوپل نوع T برای شما مناسب است که از مس و آلیاژ Cu-Ni ساخته می شود و در برابر رطوبت مقاوم است و به دلایلی مثل خطی تر بودن، رنج درجه حرارتی خوب و برخورداری از حساسیت خوب و.. بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.

ترموکوپل نوع N از فلز های Ni-Cr-Si و Ni-Si-Mg ساخته میشود که معمولا برای دماهای بالا استفاده و محدوده دمایی آن ۲۷۰ +۱۳۰۰ درجه سانتی گراد است و مزیت آن تحمل بیشتر در برابر اکسید شدن نسبت به مدل k است.

موارد بالا نمونه هایی از ترموکوپل هستند که در ادامه قصد داریم به توضیحات بیشتری در مورد ساخت ترموکوپل صنعتی بپردازیم.

همچنین بخوانید درباره: کاربرد ترموکوپل

ترموکوپل صنعتی چیست:

این نوع ترموکوپل در فرایند های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد که میتوان گفت یک سنسور دمایی می باشد

و از آن برای مواردی مثل  اندازه گیری دما در ماشین های صنعتی، ساخت و کاربردهای  علمی و نیز برای بررسی این که فلزات و فولاد به روش صحیح برای ماشین کاری گرم می شوند  استفاده می شود.

در واقع ترموکوپل های صنعتی  ابزاری بسیار ساده و مقرون به صرفه هستند که دارای توانایی بالا در اندازه گیری دما و سرعت و دقت عالی می باشند که در هر مکان و شرایط محیطی قابل استفاده هستند و بر اساس قوانین ترموالکتریک کار میکنند،

اندازه گیری دما با استفاده از  ترکوموپل های صنعتی باعث ایجاد جریان الکتریسیته می شود که برای این اندازه گیری این جریان  از یک ولت متر استفاده می شود

که در مرحله اول باید دمای ابتدایی را در نقطه اتصال سرد مشخص و سپس به کمک آن برای محاسبه دقیق دمای ابتدایی در اتصال گرم استفاده کنیم ، اگر شما در این زمینه کار میکنید و قصد ساخت ترموکوپل صنعتی را دارید همراه ما باشید.

انواع ترموکوپل صنعتی:

ترموکوپل صنعتی دارای انواع متفاوتی می باشد که در ادامه به توضیحات در مورد هریک خواهیم پرداخت.

یکی از انواع این ترموکوپل نوع سرامیکی است که برای مواد با دما بالا ساخته می شود و معمولا با سنسور های B و S و R طراحی میشود و نیز به صورت فلنچی، دنده ای و یا بدون اتصال بسته با توجه به سفارش مشتری آماده می شود.

یکی دیگر از انواع آن ترموکوپل متال تیوب می باشد که داری غلاف بیرونی فلزی و ایزولاتور سرامیکی است و برای اتصال نیز میتواند فلنجی، دنده ای و یا بدون اتصال باشد.

ترموکوپل فلکسیبل دارای انعطاف پذیری است که به صورت سوکتی و یا در مغزی های متال تیوب و به صورت اتصال سیم و متری تولید و به بازار عرضه شده اند.

ساخت ترموکوپل های صنعتی روش هایی متفاوتی دارد که باید برای ساختن آنها حتما متخصص این کار باشید.

 نحوه ساخت ترموکوپل صنعتی :

برای ساخت این ترموکوپل صنعتی انتهای دو سیم را لخت می‌ کنند و سپس آنها را بهم می تابانند، بعد بدنه کانکتور را باز و ابتدای سیم های لخت را به آن وصل کنید

و بعد آن ها را به ترمینال پیچ کرده ، در مرحله بعدی ترموکوپل را در آب یخ کالیبره کنید ، نکته قابل توجه در این زمینه این می باشد که دما فقط از قسمتی که سیم ها لمس میکنند اندازه گیری میشوند.

برای ساخت ترموکوپل ها به طور کلی می توان گفت که آنها از دو فلز مختلف ساخته میشوند و از یک سمت به یکدیگر متصل می گردد که اجزای مختلف آنها :طول غلاف ، رزوه، مغزی سنسور و کلگی -ترمینال می باشد.

از ترموکوپل های صنعتی استاندارد می توان به  نوع E :کرومل و کنستانتان، نوع J: آهن و کنستانتان، نوع T مس و کنستانتان، نوع K: کرومل و آلومل،  نوع N : نیکروسیل و نیسیل اشاره کرد.

سخن پایانی:

اگر بخواهیم از بهترین سنسور های اندازه گیری دما در سالیان متمادی ابزاری را نام ببریم باید بگوییم ترموکوپل ها می باشند که محدوده اندازه گیری وسیعی دارند

و یکی از امتیاز های آنها عملکرد خطی می باشد،‌ممکن است شما ترموکوپل صنعتی را با نام دیر جفت گرمایی صنعتی نیز شنیده باشید که از ویژگی های منحصر بفرد آن میتوان به اندازه کوچک و زمان پاسخ سریع اشاره کرد

که همین ویژگی ها باعث میشود از انها بتوان برای تمامی شرایط سخت ،پر چالش و ریسک پذیر استفاده کرد و برای توضیح بیشتر این ترموکوپل می توانیم به توانایی بالا در اندازه گیری دما نیز اشاره کنیم که برای هر شرایط و محیطی قابل استفاده هستند.

سایت دلتا صنعت امیدوار است که مطالب فوق که در مورد ترموکوپل ها و ساخت ترموکوپل صنعتی بود برای شما مفید و کاربردی واقع شده باشد.

ترموکوپل دماسنج معیار

چنانچه این سوال برای شما پیش آمده باشد که ترموکوپل دماسنج معیار است یا خیر، بدانید که نمیتوان این دماسنج را در نوع معیار شناخت. به خاطر اینکه شما دقت پایین تری را اصولا باید برای دماسنج ترموکوپل در نظر بگیرید. که بسیاری از افراد هنوز این دماسنج را معیار می‌دانند. به این دلیل که کاربرد ترموکوپل هم اکنون نیز برای همه بسیار واضح و روشن است و همان‌گونه که می‌دانید زمانی که شما دو نوع فلز غیرهمجنس را در یک نقطه خاص به یکدیگر مرتبط می‌کنید این نقاط می‌توانند اتصال را در دمای مختلفی به وجود آورند.

نکته خاص توجه به این نکته است که ترموکوپل هنوز جزء پرکاربردترین ها به شمار می‌آید وگرنه دماسنج‌ها  اصولا در دماسنج های معیار می‌تواند برای دماسنج گازی، مقاومت پلاتینی و یا تف شنج در نظر گرفته شوند اما در حالت کلی توجه داشته باشید که انواع مختلف در مدل با کمیت‌های مختلف در صنعت به راحتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مزیت استفاده از دماسنج ترموکوپل

از جمله دلایلی که بسیاری از افراد تصور می‌کنند ترموکوپل دماسنج معیار است، به این دلیل است که شما می توانید مزیت های ویژه ای را برای استفاده از دماسنج در مقابل انواع دما در نظر بگیرید این دماسنج دماهای متفاوت و مختلف را میتواند به راحتی در درجه های متفاوت اندازه گیری کند. همچنین تعادل حرارتی و گرمایی بالایی را به وجود میاورد که البته بی انصافی است اگر این دماسنج را به عنوان هشدار دهنده نیز در نظر نگیریم به همین دلیل در بسیاری از تجهیزات صنعتی از دماسنج ترموکوپل به طور صددرصدی استفاده میشود و مزایای بسیار خاص این دماسنج باعث شده است که برخی فکر کنند در ترموکوپل یک دماسنج معیار شناخته می شود درصورتی که به واسطه دقت پایین شما نمی‌توانید در گروه دماسنج های معیار آن را قرار دهید و همان گونه که به آن اشاره شده است.

تنها سه مدل دماسنج به عنوان دماسنج معیار در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد که البته ترموکوپل به واسطه خاصیت خاص انبساط و انقباض خود میتواند برای بسیاری از اجسام بسیار کلیدی عملکرد خود را نشان دهد.

ساختمان دماسنج ترموکوپل

دماسنج‌ های ترموکوپل برای اندازه گیری دما کاربرد بسیار ویژه ای دارند و راحت مورد کاربرد قرار می‌گیرند که بتواند اجسام جامد را با انبساط و انقباض ویژه خود به نمایش بگذارد اما در مورد نوع موادی که ترموکوپل از آن ساخته می‌شودباید بدانید که این مواد باعث می‌شود که شما بتوانید فضا و گستردگی بیشتری را برای آن در نظر بگیرید و همچنین به واسطه داشتن یک جرم بسیار کوچک شما در هر سیستم می توانید از آن استفاده کنید. اما دمدقت این دماسنج نسبت به دماسنج پلاتین بسیار پایین است به همین دلیل است که ترموکوپل دماسنج معیار نیست.

در مورد کارکرد و کمیت دماسنج ترموکوپل شما باید بدانید که اصولا برای آزمایش دما در گیاهان نفتی و شیمیایی از دماسنج ترموکوپل استفاده می شود که عموما به صورت بسیار ساده شما برای عملکرد ترموکوپل می توانید تنها دو سیم را در نظر داشته باشید و نکته بسیار مهم توجه به این مسئله است، که ساختار بسیار خاصی در ساختمان ترموکوپل نهفته است که برای اندازه گیری دما شما را با هیچگونه سختی رو به رو نمی‌کند.

دیگر مزیت استفاده از دماسنج ترموکوپل

یه نکته بسیار کلیدی در مورد برتری استفاده از دماسنج ترموکوپل شاید به خاطر اندازه گیری دمای بالا باشد، که به هیچ وجه نمی‌توان این مزیت را از یاد برد و همچنین برای اختلاف دما نیز می‌تواند به صورت کاربردی عمل کند. که کوچک بودن نوع اتصالات در ساختمان ترموکوپل باعث می‌شود که شما دقت اندازه گیری خود را بالا برده و به بهترین شکل ممکن بتوانید از دماسنج ترموکوپل استفاده کنید، و به هر دلیلی خروجی دماسنج جریان الکتریکی خاصی را در بر می‌گیرد که شما برای بسیاری از دستگاه‌هایی که به هشداردهنده نیاز دارند از دماسنج ترموکوپل استفاده می کنید.

اگر دما به صورت کاملا ناگهانی دچار تغییرات شود این هشدارها به در دماسنج ترموکوپل می تواند کارایی اصلی خود را به نمایش بگذارد و به همین دلیل است که مزیت استفاده از دماسنج ترموکوپل برای همه به راحتی مشخص شده است و نکته کلیدی دیگر توجه به این مورد خاص است که شما بدانید در بسیاری از شرایط بهتر است وابسته به شرایط از دماسنج ترموکوپل بنابر کاربرد و برتری آن استفاده کنید. اما نمی‌توانید ترموکوپل دماسنج معیار درنظر بگیرید.

ترموکوپل دماسنج مقاومت الکتریکی

عمدتا در مورد برتری دماسنج ترموکوپل با شما سخن گفتیم و شما نیز متوجه شدید که این دماسنج مزیت‌های خاصی را برای کارکرد اصلی خود در نظر گرفته است که کوچک بودن جرم و همچنین استفاده در دماهای بالا از جمله مهم ترین مواردی هستند که شما برای استفاده از دماسنج ترموکوپل می‌توانید به آن توجه داشته باشید. بسیاری از ما به خوبی می‌دانیم که کاربرد دماسنج ترموکوپل به واسطه نوع ساختمان و قیمت مقرون به صرفه بسیار آن شناخته شده است. نکته کلیدی این است که شما نمی توانید ترموکوپل دماسنج معیار بشناسید و دلیل این امر به خاطر نوع اندازه گیری و دقت پایین این دماسنج است.

در هر صورت دماسنج های مختلفی مانند گازی، الکتریکی و مایع وجود دارد که دماسنج ترموکوپل نیز یکی دیگر دماسنج هایی با مقاومت الکتریکی است، به گونه ای که شما می توانید این دماسنج را به واسطه یک سیم بلند در نظر گرفته و در یک قاب کاملا نازک طراحی آن را مشاهده کنید. البته با توجه به نوع کارکرد شما باید هر کدام از دماسنج های مقاومت الکتریکی را مد نظر داشته باشید اما در صورت کلی در میان مقاومت های الکتریکی دماسنج ترموکوپل از اهمیت بالاتری برخوردار است.

کلام آخر

ما در این مقاله سعی داشتیم تا ترموکوپل دماسنج معیار نیست را با دلایل کافی برای شما شرح دهیم، اصولا هر دماسنجی با کمیت، مزایا و دلایل خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرد که دماسنج ترموکوپل نیز به خاطر مقاومت بالا و همچینن کوچک بودن جرم و البته اندازه گیری دماهای بسیار بالا مورد استفاده قرار گرفته است که کاربرد آن در نجهیزات صنعتی بسیار بالا مشاهده می‌شود و شما به نحو احسن میتوانید در مورد کارایی آن اطلاعات کامل و جامعی را دریافت کنید.

ولتاژ خروجی ترموکوپل ، ساختمان ترموکوپل ، کاربرد دماسنج ترموکوپل ، گسترده دماسنج ترموکوپل به چه چیزی بستگی دارد

منبع: ۱da

اتصال سرد در ترموکوپل

همان‌گونه که شما می‌دانید ترموکوپل از جمله وسایلی است، که کاربرد بسیار ویژه‌ای در آزمایش دما دارد، به گونه‌ای که شما می‌توانید دما را در گیاهان نفتی و شیمیایی به بهترین شکل ممکن به واسطه ترموکوپل مورد آزمایش قرار دهید. همچنین در بسیاری از وسایل گازی برای شعله پیلوت استفاده از ترموکوپل بسیار کاربردی جایگاه خود را نشان می‌دهد.  توجه داشته باشید که صنعت‌های مختلفی همانند صنعت غذا برای کاربرد ویژه خود مانند برودتی و دمای پایین از این قطعه کاربردی استفاده می‌کنند.  باید دقت بالایی داشته باشید که این اتصال سرد در ترموکوپل می‌تواند مزیت و ویژگی خاصی داشته باشد.

چرا که انواع ترموکوپل به واسطه ساختار دمایی خود موظف است، به واسطه اتصال سرد یک استاندارد و تکنولوژی خاص را به نمایش بگذارد و این چنین شما می‌توانید متوجه شوید که در اندازه‌گیری دماهای سنتی چگونه باید با یک اتصال مرجع به ساختار ترموکوپل واکنش نشان داد و با وسیله اتصال سرد اصولا شما قادر هستید خطای ولتاژ را در انواع اتصالات به پایین‌ترین حد خود برسانید.

ویژگی اندازه گیری دما با اتصال سرد در ترموکوپل

در بسیاری از کاربردهای ترموکوپل باید توجه داشته باشید، چنانچه دمای مورد توجه بالای صفر درجه باشد شما به راحتی این اختیار را دارید که از ترموکوپل یک خروجی مثبت را انتظار داشته باشید. در مواقعی که دمای اندازه‌گیری زیر صفر باشد، طبیعتا خروجی ترموکوپل نیز در این شرایط منفی می‌شود ولی این نکته کلیدی را به خاطر داشته باشید، که اتصال خاصی مانند اتصال مرجع و همچنین اندازه گیری بخصوصی که برای دمای یکسان وجود دارد باید با یک ولتاژ بسیار خالص برابر با صفر تعیین گردد. با توجه به اتصال سرد در ترموکوپل شما می‌توانید دمای اندازه گیری را با اتصال مرجع توسط یک حسگر خاص به صورت کاملا مستقیم اندازه گیری کنید و در این شرایط، اصولا ولتاژ خاصی به صورت کاملا اضافی می‌تواند در ترموکوپل جایگاه خود را به نمایش بگذارد.

اهمیت ولتاژ اندازه گیری در ساختار ترموکوپل

در بسیاری از شرایط شما باید این‌گونه پیش بینی کنید که اگر بخواهید از قوانین ترموکوپل پیروی کنید، باید برای کاربرد بسیاری از فلزات ولتاژ تخته را با یک اندازه گیری اصولی در نظر بگیرید؛ چرا که با دقت به مدل ترموکوپل و ولتاژ اساسی آن اصولا ساختار اتصال سرد در ترموکوپل می‌تواند ویژگی و مزیت خود را به نمایش بگذارد.  این نکته را به خاطر داشته باشید که ولتاژ اندازه گیری در اکثر اوقات به راحتی قادر است یک ترکیب کاملا جدا را به واسطه اتصالات سرد به نمایش بگذارد.

اما نکته حائز اهمیت در مورد خروجی ترموکوپل توجه به این نکته است، که شما چنانچه یک سیم را در مدار خاص این قطعه کاربردی در نظر بگیرید با توجه به قرار گرفتن انتهای دو سیم شما می‌توانید یک دمای خاص را مد نظر داشته باشید و در بسیاری از شرایط نیز سیم خاصی به نام کونستانتن به راحتی این اختیار را دارد که اتصال خود را قبل از اتصالات خاص دما به کار گیرد.

شما باید دقت نمایید که قانون خاصی که در فلزات وجود دارد، بر روی ساختار ترموکوپل نیز خود را به صورت کلیدی به نمایش می‌گذارد؛ چرا که اگر بخواهید به واسطه الکتریک در مدار خاصی مانند مدار ترموکوپل واکنش خاصی را در نظر بگیرید، باید عملکرد های ویژه‌ای را نیز در مدار مشاهده کنید؛ چراکه باهر مداری و هر سیمی اصولا دمای خاصی به وجود می‌آید، که البته اتصال‌های موجود در ترموکوپل جهت‌های خاص و البته مخالف را دنبال می‌کند تا شما به این ترتیب ولتاژ اندازه گیری را بتوانید به صفر برسانید.

اهمیت اتصال مرجع در اتصال سرد در ترموکوپل

معادله خاصی برای اتصال اتصال سرد در ترموکوپل وجود دارد که شما باید توجه داشته باشید این معادله را با توجه به چه ساختاری مورد استفاده قرار می‌دهید؛ چرا که ولتاژ اندازه‌گیری در تخته به راحتی به دمای اتصال مرجع مربوطه می‌باشد و اصولا برای تولید دمای مرجع شما باید معادل ولتاژ خاصی را پیاده‌سازی کنید. به این علت که هر کدام از توابع موجودی که از دما به دست می‌آید به راحتی به دما منتهی می‌شود و هر معادله خاصی می‌تواند اعتبار خود را مورد ارزیابی قرار دهد.

در بسیاری از شرایط این‌گونه مشاهده می‌شود که اتصال خاصی مانند اتصال مرجع به راحتی قادر است در یک ولتاژ خاص به صفر درجه خود را برساند و اگر بخواهید که شما یک حالت مخالف را برای این اتصال در نظر بگیرید، بدون هیشکی ولتاژ نیز باید در ترموکوبل مورد بررسی قرار گیرد. همیشه شما باید به دو رابطه توجه داشته باشید مانند رابطه ولتاژ به دما، به این سبب که با توجه به این رابطه شما این اختیار را دارید، که یک دمای خاص اختصاصی را برای این قطعه در نظر بگیرید و اصولا قواعد خاصی وجود دارد که با توجه به این قواعد و اصول آن جبران اتصال سرد می‌تواند ساختار خود را به نمایش بگذارد.

سخت افزاری و نرم افزاری

از لحاظ سخت افزاری و نرم افزاری هرکدام جبران‌های خاصی را پیاده سازی می‌کند که این پیاده‌سازی نیازمند قواعد و اصول خاصی می‌باشد و توجه داشته باشید که دما در اتصالی مانند اتصال مرجع با یک حسگر خاص می‌تواند کاربرد خود را نشان دهد و قاعدتا همیشه حسگر این قدرت را دارد که به عنوان یک خروجی در رابطه با دمای اندازه گیری یک نقطه خاص را معرفی کند.

البته حسگرهای متفاوتی که نیمه رسانا هستند قطعا در اندازه‌گیری دما و خصوصا برای اتصالات خاصی همانند اتصال مرجع مورد کاربرد قرار می‌گیرند و سیم‌های ترموکوپل همیشه در این اتصالات نقش ویژه‌ای را به نمایش می‌گذارند.

کلام آخر

شما باید متوجه شوید که ترموکوپل به واسطه کاربرد خاص خود یک ساختار خاص را نیز در نظر دارد؛ چرا که در این بین اتصال سرد در ترموکوپل به راحتی می‌تواند دما را به درجه‌های خاصی مانند بالای صفر برساند، تا شما بتوانید یک خروجی مثبت را از آن انتظار داشته باشید و در برخی از شرایط ممکن است ما درجه زیر صفر را مشاهده کنیم که خروجی شما در یک شرایط منفی ساختار خود را نشان می‌دهد.

اما در حالت عادی شما باید با توجه به قانون ترموکوپل گزینه‌ای را در نظر داشته باشید که خروج ترموکوپل صددرصد به اتصالات آن مربوط می‌شود و همچنین دمای مرجع مهم‌ترین چیزی است که در معادله خاص اتصال سرد نقش خود را به نمایش می‌گذارد.

کاربرد نقطه اتصال سرد در ترموکوپل ، محاسبات ترموکوپل ، ترموکوپل دو سیمه ، سیم ترموکوپل چیست ، ترموکوپل چیست ، تبدیل انرژی در ترموکوپل

منبع: Zaya

مدارات کنترل

در آموزش برق صنعتی که  کنترل کننده معمولاً به عنوان یک وسیله یا گروهی از وسایل تعریف می شود که به روش های 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 مدار 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 و چراغهای 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 و حفاظت آن و ماشین 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 و اتوماتیک 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

المان های کنترل

المان  های مدارکنترلیکی شامل تمام تجهیزات مربوطه مانند حفاظت کننده ها، هادی ها، رله ها،کنتاکتورها و وساییل پا لوت و تجهیزات حفاظت اضافه جریان می 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

از دیگر بخش های آموزش برق صنعتی معرفی علائم کنتاکت ها می باشد که علائم کنتاکت را میتوان به این صورت معرفی کرد که  برای نشان دادن باز یا بسته بودن مسیر عبور جریان به کار رفته است. کنتاکت ها مشابه هستند و یا صورت (NO (Open Normally و یا (NC (Close Normally نشان داده می شوند. کنتاکت هایی 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 کنتاکت ها باز است. در این حالت مسیر جریان کامل نبوده و لامپ خاموش می شود.

در یک دیاگرام و یا شماتیک کنترل، علائم معمولاً در حالت کاری و برقدار نشان داده خواهند شد. در این جزوه جهت اهداف آموزشی، کنتاکت و یا 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 و کنتاکت ها در وضعیت NO قرار خواهد گرفت. وقتی رله برقدار می شود، کنتاکت ها بسته شده و مسیر جریان را کامل نموده، چراغ روشن خواهد شد. در این شکل، کنتاکت ها برای نشان دادن آن که بسته هستند پر رنگ تر نشان داده شده اند. البته این طرز نمایش درست نبوده و در اینجا فقط برای بیان مفهوم به کار رفته است.

کنتاکت ها به صورت NC نشان داده شده است ونشان می دهد کنتاکت ها در موقعی که رله بدون برق است بسته می باشد.

علائم کلید

علائم کلید نیز برای نشان دادن باز یا بسته بودن مسیر جریان به کار می رود. به طور کلی برای نشان دادن یک کلید از علائم استفاده شده است ولی برای نشان دادن لیمیت سوئیچ ها، کلیدهای پایی ، فشار، سطح، دما، فلو(Flow) و سلکتور سوئیچ ها از علائم مختلفی استفاده می شود. کلیدها نیز مشابه کنتاکت ها 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 هنگامی که 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 مادامی که 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 فشاری NO فشار داده شده است مسیر جریان بسته شده و لامپ روشن خواهد شد. جریان مادام یعنی یک کلید فشار داده نشود که جاری خواهد شد. اگر کلید فشار داده شود جریان قطع شده و لامپ خاموش خواهد شد.

همچنین بخوانید درباره: المنت میله ای

علائم کویل

کویل ها در استارترهای الکترو، کنتاکتورها و همینطور رله ها مورد استفاده قرارخواهد گرفت.  وظیفه کنتاکتور ها باز وبسته کردن کنتاکت های  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 کنتاکت های مربوطه نیز دارای همین حروف مشخص کننده است. کنتاکتور و همینطور رله ها با استفاده از یک اصل الکترو مغناطیسی که در قسمت های آینده مورد بحث قرار گرفته است کنتاکت های خود را باز وبسته می شود این کنتاکت ها 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 وهمینطور قطع 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 پایلوت ها

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 الکترو مصرف کننده ها از و سایل مختلف استفاده ی کنند که ساده تری موجود است. بطور کلی کلی اید وسیله ای  است که با تغییر حالت که در آن بوجود می آید باعث قطع و یا وصل مدار الکترونیکی . 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 دارند و بصورت پی لک ، دو پل، و سه پل ساخته می شوند.

کلیدهای مرکب:

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 و به وسیله اهرمی که به تیغه های کلید نیرو وارد می کند، ارتباط را برقرار می نماید. تیغه های این نوع کلید بصورت همزمان به کنتاکت های 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 و محل ورود جریان قرار دارند،با بستن رشته سیم نازکی عمل فیوز را برای هر تیغه انجام می دهند. ولی در کلید های 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 قسمت های لازم قطعات هادی به صورت نوار قرار داده شده است .فرم استوانه و قطعات هادی به صورتی است که با حرکت استوانه در حول محورش می تواند کنتاکت های 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 کنتاکت ها زیاد نیست.

کلیدهای سلکتوری

این را دانستید که کلید غلطکی بخاطر تماس و سائیدگی که بین نوار هادی وکنتاکت های 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 و تماس آن با تیغه های ثابت، استوانه را طوری طراحی می کنند که دارای برجستگی و فرورفتگی هایی باشد. این استوانه حول محور خود حرکت کرده و زبانه هایی را بالا و پایین می برد. زبانه مزبور کنتاکت های متحرک (پلاتین ) را به کنتاکت های ثابت، وصل وی ا آنها را از هم جدا می کند.

این نوع کلیدها در آموزش برق صنعتی برای باز وبسته کردن دستی کنتاکت ها به کار می رود که در انواع ثابت، با برگشت فنری و با 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. کنتاکت هایی که در شستی های فشاری استفاده می شود، با کنتاکت هایی که درکلید های 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 و یا 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. موقعی که 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 وضعیت های خاموش و یا 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 بکار رفته اند. از شستی استارت برای وصل کردن کنتاکتور هم میتوان استفاده کرد. زمانی که به این شستی ها فشار وارد کنید، مدار را وصل نموده و پس 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 کنتاکتوری به وسیله استپ قطع  شود مدار قطع شده و کنتاکتور 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.

تقسیم بندی شستی ها

شستی ها را در انواع تراز گسترده، قارچی شکل، نورانی و غیر نورانی نیز تقسیم بندی می کنند. شستی های فشاری یا دارای کنتاکت های NO هستند و یا دارای کنتاکت های 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 شستی های 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 آن چه 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 کنتاکت NC 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 آسیب های 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.

استارتر 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 کنتاکت ها 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 استارتر های دستی که برای موتورها بکار می رود، دارای حفاظت افت ولتاژ LVP نیز می باشند.

این نوع استارترها هنگامی که توان ورودی قطع شود و یا افت پیدا کند، به طور اتوماتیک منبع را قطع خواهد کرد. در صورتی که 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. شستی ها معمولاً به وسیله 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 ورود به 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 و کلیدهای بزرگتر از واژه لیمیت سوئیچ نیز استفاده می کنند. 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 و یا تغییر جهت گردش یک متحرک بکار می روند. مثلاً در جرثقیل های 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 کنتاکتور های دیگر برای مدار برگشت فرمان می دهد. چند نمونه کلید محدود کننده را نشان می دهد.

تایمرها

تایمر نیز مانند شستی و میکروسوئیچ 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 می توان گفت که تایمر یک شستی اتوماتیک است. فرض کنید موتوری باید به وسیله استارت دستی راه اندازی شود وپس از زمان معینی به طور اتوماتیک قطع شود. در چنین مداری استارت یک شستی معمولی است اما بجای شستی استپ از تایمر استفاده میشود. تایمرها انواع مختلفی دارندکه متداول ترین 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 هائی که با تأخیر،کار خود را انجام داده بودند، دوباره به جای خود باز می گردند. در ساختمان ساده یک نوع تایمر موتور دار نشان داده شده است.

تایمر الکترونیکی

در این نوع تایمر که مدار آن نشان داده شده است،جریان الکتریسیته توسط مقاومت R در خازن C شارژ میشود. پس از عمل شارژ، ولتاژ بیس ترانزیستور افزایش یافته، ترانزیستور روشن و جریانی مابین امیتر و کلکتور آن برقرار میشود. این جریان وارد بوبین یک رله کوچک که معمولاً در مسیر کلکتور ترانزیستور قرار داده شده است قرار گرفته و کنتاکتهای رله عمل استپ و استارت را انجام می دهند. چون برای شارژ خازن و در نتیجه روشن شدن ترانزیستور و بالطبع عملکرد رله نیاز به زمان است، کار کنتاکت های رله با تأخیر زمانی همراه است این تأخیر با محاسبه مقدار R وC بدست می آید. دیودی که در این مدار بکار رفته برای حفاظت ترانزیستور میباشد. در تایمر های صنعتی بیشتر از IC استفاده می شود که معمولاً از نوع IC555 می باشد.

تایمر پنوماتیک

این نوع تایمر دارای یک کپسول هوا و یک بوبین با هسته آهنی می باشد. زمانی که بوبین تحریک می شود هسته آهنی، کپسول هوا را فشرده می کند و هوای فشرده بعد از زمان تعیین شده کنتاکت ها را باز و بسته می نماید. زمان تعیین شده قابل تغییر می باشد.

تایمر حرارتی

این نوع تایمر دارای بی متال است و زمانی که جریان وارد آن می شود گرم شده و پس 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

از دیگر مواردی که در آموزش برق صنعتی آموزش داده می شود ساختمان کلیدهای فشار است. 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 در پاسخ به تغییرات فشار، باز یا بسته می کنند که این کار باعث روشن و یا خاموش شدن یک موتور، باز و بسته کردن دودکش ها 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، کنتاکتور ها 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 کنتاکت ها 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 کنتاکت های خود را بسته و باعث می شود پمپ به کار بیوفتد. 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. 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

از دیگر مواردی که در آموزش برق صعتی آموزش داده می شود عملکرد 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 ۵ تا 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.

ترانسفورماتور های 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 در مدارفرمان 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

از دیگر نکاتی که در آموزش برق صنعتی بررسی دیاگرام های خطی می باشد. 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 و اجزاء کنترلی

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 و کلیدها. 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 کنتاکتور به طور غیر مستقیم و از طریق یک رله اضافه بار OL به متصل است. این یک مدار موازی است. با فشار دادن شستی، ولتاژی برابر ۱۲۰ ولت به چراغ نشان گر و کنتاکتور M 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 ۱کلید 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 شستی های 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 الکترو مغناطیسی کنتاکتور M برقدار می شود. این کار باعث می شود کنتاکت های 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 معینی 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 شرایط 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 ) 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 کلاس های ۱۰ و ۲۰ می باشد.

استارترهایESP100:

این نوع استارترها ازهمان کنتاکتور هایی استفاده می کنند که در استارترهای PLUS INNOVA به کار می رود. رله اضافه بار در این استاتورها از نوع حالت جامد و کلاس های 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 استارتر شامل یک رنج از کنتاکتورها و رله های اضافه بار است که بارهای تا ۹۵A را در چهار سایز پوشش می دهد.این چهار سایز عبارتنداز :

(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 کنتاکتور است. یک رله به همراه یک مجموعه کنتاکت NO نشان داده شده است. وقتی توان به مدار فرمان می رسد کویل برقدار شده و میدان الکترو مغناطیسی ناشی ازآن آرمیچر و کنتاکت 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 کنتاکت ها 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 آن است. 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. در رله ها هرکنتاکت برخلاف کنتاکتور، یک مدار مجزا 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

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

از دیگر نکاتی که در آموزش برق صنعتی آموزش داده می شود استفاده از رله های کنترلسی می باشد 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

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 روش های 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 نکرده و دریچه سرعت موتور نیز تغییر می کند. ولی استفاده از این روش هزینه بس زیادی دارد. تغییر سرعت موتورهای القایی با استفاده از تغییر قطب نیز به دو صورت امکان پذیر است

 

موتور دو دور با 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 سرعت ها بیشتر کافیست شستی سرعت مربوطه فشار داده شود. در کنترل اجباری، موتور ابتدا با کمترین سرعت راه اندازی شده وسپس اپراتور به صورت دستی، پله پله سرعت را تا سرعت مورد نظر افزایش می دهد. درکنترل پیش رونده، موتور در پایین ترین سرعت راه اندازی شده وسپس بطور اتوماتیک تا سرعت انتخاب شده پیش می 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 باتعداد قطب بیشتر یعنی دور کند 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

آموزش برق صنعتی به  بررسی نکات مختلفی چون اصطلاح کمر نیز میپردازد. 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 کلاف ها 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 اینترلاک ها 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.

کنترل کننده های کاهش ولتاژ از نوع حالت جامد

یکی از روش هایی که برای کاهش ولتاژ اعمالی به موتور به کار می رود کنترل کننده حالت جامد یا راه اندازه ای نرم می باشد. این نوع کنترل کننده ها بسیار پیشرفته هستند و کنترل های بیشتری نسبت به استارتر های الکترو مکانیکی در رابطه با راه اندازی، چرخش و توقف یک موتور AC ارائه می نمایند. استارترهای الکترو مکانیکی با اعمال پله ای ولتاژ، موتور را راه اندازی می کنند ولی استارتر های حالت جامد ولتاژ را از یک ولتاژ نا چیز تا ولتاژ نهایی به صورت تدریجی زیاد می نمایند. نمودار راه اندازهای حالت جامد را با راه اندازی مستقیم مقایسه نموده است.

همانطور که مشاهده می شود با اعمال تدریجی ولتاژ به موتور،جریان هجومی کاهش یافته و سرعت به تدریج افزایش می یابد. علاوه براین، گشتاور کافی نیز برای راه اندازی و شتاب گرفتن موتور به آن اعمال می شود. این امر برای بارهایی که در تکان های شدید اولیه و شتاب گیری سریع در راه اندازی مستقیم با مشکل روبرو می شوند بسیار سودمند است

راه اندازی موتور مدل SIKO START

نکته دیگری که در آموزش برق صنعتی آموزش داده می شود راه اندازی موتور می باشد. این نوع کنترل کننده که مانند کنترل کننده ۳R SiRIUS ولتاژ تدریجی برای راه اندازی و توقف موتور فراهم می کند، در توان های بالاتر از ۱۰۰۰ اسب بخار به کار می رود. این نوع استارتر که نشان داده شده است، به راحتی در مسیر فازهای موتور قرار می گیرد. بنابراین در این حالت جریان بار کامل موتور را می بیند. در موتور هایی که تمام سر های سیم پیچی در دسترس است کنترلر START SIKO  در مسیر سیم پیچی مثلث موتور قرار می گیرد. به دلیل آنکه جریان در داخل سیم پیچ مثلث یک موتور AC تقریبًا %۵۷ جریان نامی موتور است، این روش نصب از لحاظ هزینه بسیار مناسب است چون کنترلر کوچکتری در این حالت نیاز است.

در این قسمت با توجه به ساختمان و سیم پیچی موتور های تک فاز به روش های راه اندازی این موتور ها اشاره می شود. با استفاده از یک کنتاکتور و رله حرارتی می توان یک موتور تک فاز را به صورت مستقیم راه اندازی نمود. البته خارج شدن سیم پیچ راه انداز خود مسئله ای است که به ساختمان و طراحی موتور مربوط می شود. اگر بخواهیم سیم پیچ راه انداز با استفاده از کنتاکتور از مدار خارج شود، می توان از شمای استفاده نمود. مدار فرمان در با استفاده از کنتاکتور کمکی و با استفاده از شستی استارت دوبل طراحی گردیده است.در این مدار کنتاکتور جریان را به سیم پیچ اصلی وکنتاکتور جریان را به سیم پیچ راه انداز می رساند. پس از براه افتادن موتور، تایمر کنتاکتور را قطع کرده ودر نتیجه سیم پیچ راه انداز از مدار خارج می گردد.

ترمز مکانیکی با استفاده از نیروی الکترومغناطیس

در این روش لنت های ویژه ای مانند چرخ های اتومبیل بر روی محور این موتور کار گذاشته شده است. زمانی که موتور خاموش است، لنت های مزبور توسط نیروی فنر با محور موتور در گیر است. در موقع راه اندازی همزمان با ورود جریان به سیم پیچ های استاتور جریان وارد سیم پیچ ترمز شده و هسته آهنی داخل آن را مغناطیس می کند.

در نتیجه فنر آزاد و لنت ها از محور موتور جدا شده و موتور به راحتی حرکت می کند. هر زمان جریان قطع شود، بلافاصله جریان سیم پیچ مغناطیس شونده ترمز هم قطع شده، نیروی فنر لنت ها را با محور موتور در گیر و موتور را از حرکت باز می دارد. این نوع ترمز به جهت مکانیزم مهم و پیچیده، نگهداری و هزینه زیادی را به همراه دارد. مدار راه اندازی موتور سه فاز اتصال مثلث را با کلید محافظ به همراه ترمز الکترو مغناطیسی نشان می دهد.

ترمز با استفاده از نیروی فشار مخالف

در این روش با استفاده از تغییر جهت گردش موتور و پس از قطع جریان بلافاصله موتور را از حرکت باز می دارند. یعنی برای زمان خیلی کوتاه (۱ تا ۵/۱ ثانیه) بعد از قطع جریان، موتور را با عوض کردن جای دو فاز در جهت مخالف راه اندازی می کنند. این روش را ترمز با فشار الکتریکی یا ولتاژ مخالف می نامند. شمای ساده ای از این مدار را با یک کلید اهرمی دو طرفه چپ گرد- راست گردکه یک جهت کلید دارای وضعیت ثابت راست گرد و جهت دیگر دارای وضعیت نا پایدار چپ گرد یا ترمز می باشد را نشان می دهد. زمان تغییر جهت گردش باید طوری تنظیم شود که موتور پس از ساکن شدن در جهت مخالف حرکت نکند.

مدار فرمان و قدرت این مدار را با استفاده از کنتاکتور نشان می دهد. مقاومت های در مدار قدرت ،جهت جلوگیری از جرقه زدن به هنگام تغییر فاز و کنترل جریان در حالت تغییر جهت گردش موتور یا ترمز به کارگرفته شده است.

برای جلوگیری از اینکه بعد از ایستادن ، موتور در جهت مخالف دور بر ندارد، از یک کلید گریز از مرکز استفاده شده است. با استفاده از تایمر جریان کنتاکتور چپ گرد قطع می گردد.

ترمز الکترو دینامیکی یا استفاده از جریان پیوسته

می دانیم که اگر در سیم پیچ استاتور یک موتور جریان متناوب، جریان مستقیم برقرار شود، میدان مغناطیسی یک نواختی در آن بوجود می آید. این میدان برخلاف میدان حاصل از جریان متناوب گردان نیست. حال اگر همزمان با قطع جریان متناوب در موتور، جریان مستقیم وارد سیم پیچ شود، موتور بلافاصله از حرکت باز می ماند شمای ساده این مدار را با استفاده از یک کلید گردان نشان می دهد. کلید مزبور دارای دو حالت پایدار برای کار موتور و ناپایدار برای توقف یا ترمز می باشد. در طراحی چنین مداری نکات زیر باید مد نظر قرار گیرد:-

نکته اول:

هیچ گاه نباید در یک زمان دو جریان AC و DC با هم وارد سیم پیچ های موتور شود. زیرا علاوه بر سیم بندی باعث اختلال در منبع جریان نیز می شود.

نکته دوم:

مقدارجریان، ولتاژ و مدت زمان عبور جریان مستقیم از سیم پیچ ها از دیگر موضوعاتی است که در آموزش برق صنعتی بررسی می شوند. البته محاسبات خیلی دقیق مستلزم اطلاعات کافی می باشد. بدین خاطر از محاسبات تجربی استفاده می شود. می دانیم معمولاً جریان راه اندازی چهار برابر جریان موتور است. حال اگر در هنگام ترمز، جریان مستقیمی در حدود چهار برابر جریان نامی به موتور وارد شود نیروی ترمزی تقریبًا برابر با نیروی پس ماند در موتور بوجود می آید.

این ترمز برای موتورهائیکه روی محور شان چرخ طیار بسته نشده کافی است اما بهتر است برای موتورهای با چرخ طیار مانند ماشین اره، گیوتین و پرس، نیروی ترمز حدود۵/۱ برابر نیروی حرکتی باشدتا ترمزسریعتر انجام شود. بدین ترتیب باید حداقل مقدار جریان مستقیم حدود ۶ برابر جریان نامی انتخاب شود. مدت زمان عبور جریان مستقیم نیز باید کمی بیشتر از زمان راه اندازی یعنی حدود ۵/۱ تا ۲ برابر انتخاب گردد. مقدار ولتاژ را می توان بطور تقریبی با استفاده از مقاومت اهمی سیم پیچ ها بدست آورد. در کارخانجات اغلب از باطریهای ۲۴تا ۴۸ ولت اتوموبیل استفاده می شود.

بطور کلی ترمز دینامیکی در موتورهای القایی با رتور سیم پیچی شده مؤثر تر است. شمای قدرت ومدار فرمان ترمز دینامیکی را برای حالت های ساده (دستی) و اتوماتیک نشان می دهد.

LOGO منطقی ماژول

LOGO یک ماژول منطقی است که برای انجام اعمال کنترلی به کار می رود. این ماژول یک وسیله کم حجم بوده و کار کردن با آن بسیار ساده است. از طرف دیگر از لحاظ قیمتی بسیار مناسب است. این ماژول که نشان داده شده است امروزه اعمال کنترلی که تا به حال در قسمت های پیشین مورد بحث قرار گرفت را می تواند به راحتی انجام دهد.

ماشین مته

از این ماشین برای سوراخ کردن قطعات استفاده می شود که بنابر بزرگی و کوچکی قطعه کار و نوع سوراخ کاری، ماشین های مته مختلفی وجود دارد.

ماشین مته دستی

این نوع ماشین ساده ترین و قدیمی ترین ماشین مته می باشد که با استفاده از نیروی دست کارمی کند. چند نمونه از ماشین های مته دستی را نشان می دهد. از این نوع ماشین ها هنوز در اغلب کارگاه های کوچک فرز کاری و درود گری استفاده می شود.

امروزه ماشین های مته دستی با استفاده از هوای فشرده (پنوماتیک) و یا نیروی برق کارمی کنند. موارد کاربرد ماشین های مته الکتریکی به جهت سهولت استفاده از نیروی الکتریسته بیشتر از ماشین های هوای فشرده است. در ماشین مته الکتریکی از یک موتور برای ایجاد حرکت استفاده شده است. این موتور از نوع یونیور سال (موتور سری جریان متناوب کلکتور دار ) می باشد.

در انتهای آرمیچر این موتور، چرخ دنده ای تعبیه شده است که با چرخ دنده بزرگتری درگیر می شود. چرخ دنده بزرگتر نیز روی محور به سه نظام مربوط می شود. چون سرعت موتور زیاد است، برای کم کردن آن و همچنین افزایش گشتاور، چرخ دنده آرمیچر از چرخ دنده سه نظام کوچکتر انتخاب می شود. در بعضی از انواع ماشین های مته دستی، نسبت دور و قدرت به جهت وجود یک جعبه دنده کوچک قابل تغییر است. ولی در انواع دیگر ماشین های مته الکتریکی، با استفاده از مدارهای الکتریکی و با تغییر مقدار انرژی ورودی به موتور، سرعت آن را تغییر می دهند. با استفاده از یک پایه می توان ماشین مته دستی الکتریکی را به ماشین مته پایه دار تبدیل نمود. ساختمان ماشین مته دستی برقی را نشان می دهد.

ماشین مته رومیزی

این ماشین دارای یک محور یا ستون اصلی است که موتور و سه نظام در طرفین آن قرار دارد. برای حرکت عمودی سه نظام، از یک اهرم دستی استفاده می شود. حرکت از موتور بوسیله تسمه به سه نظام منتقل می شود که با تغییر قطر پولی ها می توان سرعت های مختلفی را بدست آورد. موتور بر حسب نیاز می تواند به صورت تک فاز یا سه فاز استفاده شود.

ماشین مته پایه دار

میزکار این نوع ماشین بر روی بدنه دستگاه حرکت عمودی انجام می دهد. البته دارای تکیه گاهی مسقل می باشد. انتقال حرکت از موتور به سه نظام در این ماشین توسط چرخ های ویژه انجام می گیرد که همیشه از داخل روغن کاری می شود. این انتقال به صورتی است که سرعت های مختلف را به سه نظام می دهد.

ماشین مته ستونی

از ماشین مته ستونی برای کارهای بزرگ و همچنین سوراخ های بزرگتر استفاده می شود. در این نوع ماشین ها نسبت به بزرگی ماشین می توان سوراخ کاری تا قطر ۱۰۰ میلی متر را نیز انجام داد. با استفاده از چرخ دنده شانه ای می توان میز کار این ماشین را روی ستون جا به جا نمود، همچنین این ماشین می تواند علاوه بر بالا و پایین به چپ و راست هم حرکت کند. موتور این نوع ماشین که اغلب دو سرعته و از نوع دالاندر می باشد ، حرکت را توسط تسمه به محور اصلی سه نظام منتقل می کند.

روی محور ماشین و شافت موتور از چند پولی استفاده می شود که با دو سرعته بودن موتور امکان سرعت های مختلف را برای ماشین فراهم می نماید. موتور دالاندر در اکثر این ماشین ها با استفاده از یک کلید سلکتوری یا کلید غلطکی که بر روی ماشین نصب شده است راه اندازی می گردد. البته در ماشین های جدید تر به جای کلید سلکتوری از کنتاکتور استفاده می شود. مدار راه اندازی موتور دو سرعته دالاندر ماشین مته ستونی را با کلید غلطکی و با کنتاکتور نشان می دهد. همچنین در نقشه کامل یک دریل ساخت کشور آلمان به همراه پمپ آب صابون نشان داده شده است.

 

ماشین تراش

ماشین تراش از جمله ماشین هایی است که در صنعت ماشین افزار کاربرد فراوان دارد و انواع و اقسام فراوان از ماشین های تراش ساده و معمولی گرفته تا ماشینهای کاملاً اتوماتیک دارند.  اندازه هر ماشین تراش از فاصله سه نظام تا مرغک مشخص می گردد.

راه اندازی ماشین های تراش

هر دستگاه ماشین تراش حداقل به یک موتور با قابلیت چپ گرد – راست گرد احتیاج دارد. معمولاً موتور در ماشین تراش های بزرگ به صورت ستاره مثلث راه اندازی می گردد. موتور ابتدا به روش ستاره راه اندازی شده سپس به وسیله تایمر به حالت مثلث آماده به کار می گردد.

ماشین های صفحه تراش

در این نوع ماشین که نشان داده شده است با حرکت رفت و برگشت تیغه، از سطح کار که به میز بسته شده است براده برداری می شود. حرکت دورانی موتور توسط وسایل مکانیکی به حرکت رفت و برگشتی تبدیل شده و تیغه را روی سطح کار به حرکت  در می آورد. پس از هر حرکت رفت و برگشتی، تیغه توسط حرکت دیگری جابجا می شود و برای گردش بعدی آماده می گردد.

راه اندازی ماشین صفحه تراش

در این مدار، تحریک شستی b3 بوسیله اهرم مکانیکی U1 انجام می شود. اهرم مورد نظر با درگیر نمودن چرخ دنده ها باعث بالا، پایین، جلو وعقب رفتن میزکار می گردد. البته موتور این میز یعنی M2 فقط در یک جهت گردش می کند.

ماشین فرز

ماشین فرز از جمله ماشین های افزاریست که به وسیله آن می توان شیارهایی به صورت های مختلف در روی قطعه کار به وجود آورد. برحسب نوع قرار گرفتن محور(تیغه) از دو ماشین فرز عمودی و افقی استفاده می کنند. البته در هردو ماشین نیروی وارد شده از تیغه به قطعه کار به صورت عمودی انجام می گیرد. به جهت اینکه ماشین فرز، کارهای مختلف مکانیکی را انجام میدهد و این حرکات مکانیکی توسط انرژی الکتریکی تأمین می شود، در مورد ساختمان و همچنین حرکت های این ماشین توضیحات بیشتری داده می شود.

شاسی

بر روی شاسی کلیه قسمت های ماشین از جمله میز اصلی با کشوهای عرضی، جعبه دنده اصلی، محور اصلی فرز، یاطاقان، بازوی سر فرز نصب شده است. جعبه دنده اصلی که دورهای مختلف زیادی دارد (درحدود ۱۸دور، حداقل۲۰ و حداکثر ۱۴۰۰ دور در دقیقه) به صورت جعبه دنده کشویی ساخته شده است

میز گونیایی

این میز که به بدنه ماشین اتصال دارد،به روش عمودی حرکت نموده وکشوی عرضی ماشین را حمل می کند. در داخل این میز وسائل حرکت پیشرونده همراه با موتورکار گذاشته شده است. جعبه دنده برای این حرکت ها از ۱۰تا ۱۰۰دور در دقیقه ودر حدود ۲۴سرعت مختلف می باشد.

میز ماشین

این میز دارای شیارهای سراسری برای بستن قطعه کار بوده و حرکت های پیشروی طولی دارد.

بازوی سر ماشین

این بازو در بالای ماشین قرار دارد و تکیه گاه محور اصلی فرز بر روی آن نصب شده است. در ماشین فرز، حرکت های فرعی هم وجود دارد که توسط قطعه کار انجام می شود. ،زیم حرکت طولی، کشوی عرضی حرکت عرضی و میزگونه ای حرکت طولی را انجام می دهد.

ماشین پرس

ماشین پرس در صنعت امروزی به ویژه در امر تولید دارای اهمیت بسزایی می باشد. به طوری که می توان ادعا کرد که در حدود ۷۵در صد تولیدات صنایع ماشین های ابزار، ریخته گری، فولاد سازی، ماشین سازی و قطعه سازی بi صورتهای مختلف با صنعت پرسکاری مربوط می شوند. مدار فرمان و قدرت یک ماشین پرس نشان داده شده است.

ماشین قیچی

(گیوتین) ماش قیچی وسیله ایست که به وسیله آن می توان ورقه های فلزی را بریده. ساده ترین این ماشین ها به صورت ماشین های کوچ مک رو میزی ی باشد که امروزه با پیشرفت تکنولوژی به صورت کامل طراحی و ساخته می شود. ماشین قیچی امروزی دستگاه دقیقی است که برای انجام کارهای دقیق ساخته شوند. این گونه ماشین ها در صورتی که به خوبی مراقبت و نگهداری شوند، می توانند دقت هایی در حدود ۰/۰۵ اینچ را داشته باشند. مکانیزم ماشین قیچی تا حد زیادی مشابه ماشین پرس می باشد.

 

جهت تهیه انواع محصولات صنعتی و مهندسی، با فروشگاه دلتا صنعت در ارتباط باشید.

 

 

ترموول یا غلاف فلزی

یکی از رایج ترین ترموول های ترموکوپل تیوپ یا غلاف فلزی می باشد که بسته به نوع کاربرد،محدوده دما،محل قرارگیری تفاوت هایی با هم دارند که در این جا ما خصوصیات هریک از آلیاژ های پرکابرد را اشاره میکنیم تا بتوانید در انتخاب آنها دقت کافی برخوردار باشید:

۳۱۶ Stainless Steel

یکی از پرکاربردترین غلاف های فلزی استنلس استیل ۳۱۶ می باشد

Maximum temperature: 1650. Best corrosion resistance of the austenitic stainless steel grades. Widely used in the food and chemical

industry. Subject to damaging carbide precipitation in 900F to 1600F (482C to 870C

۳۱۶L Stainless Steel

Maximum temperature: 1650°F (900°C). Same as 316 SST (04) except Iow carbon version allows for better welding and fabrication

۳۰۴ Stainless Steel 

Maximum temperature: 1650°F (900°C). Most widely used low temperature sheath material. Extensively used in food, beverage, chemical and other industries where corrosion resistance is required

Industry: Subject to damaging carbide precipitation in 900 to 1600°F (480 to 870°C) range. Lowest cost corrosion resistant sheath material available

۳۰۴L Stainless Steel 

Maximum temperature: 1650°F (900°C). Low carbon version of 304 SST (02). Low carbon content allows this material to be welded and heated in the 900 to 1600°F (480 to 870°C) range without damage to corrosion resistance

۳۱۰ Stainless Steel

Maximum temperature: 2100°F (1150°C). Mechanical and corrosion resistance, similar to but better than 304 SS. Very good heat resistance

This alloy contains 25% chromium, 20% nickel. Not as ductile as 304 SS

۳۲۱ Stainless Steel

Maximum temperature: 1600°F (870°C). Similar to 304 SS except titanium stabilized for intergranular corrosion

This alloy is designed to overcome susceptibility to carbon precipitation in the 900 to 1600°F (480 to 870°C) range. Used in aerospace and chemical applications

۴۴۶ Stainless Steel

Maximum temperature: 2100°F (1150°C). Ferritic stainless steel which has good resistance to sulfurous atmospheres at high temperatures

Good corrosion resistance to nitric acid, sulfuric acid and most alkalies. 27% chromium content gives this alloy the highest heat 
resistance of any ferritic stainless steel

Inconel 600 

Maximum temperature: 2150°F (1175°C). Most widely used thermocouple sheath material. Good high temperature strength, corrosion resistance, resistance to chloride-ion stress corrosion cracking and oxidation resistance to high temperatures

Do not use in sulfur bearing environments. Good in nitriding environments

Inconel 601 

Maximum temperature: 2150°F (1175°C) continuous, 2300°F (1260°C) intermittent. Similar to Alloy 600 with the addition of aluminum for outstanding oxidation resistance. Designed for high temperature corrosion resistance

This material is good in carburizing environments, and has good creep rupture strength. Do not use in vacuum furnaces! Susceptible to intergranular attack by prolonged heating in 1000 to 1400°F (540 to 760°C) temperature range

Incoloy 800 

Maximum temperature: 2000°F (1095°C). Widely used as heater sheath material. Minimal use in thermocouples. Superior to Alloy 600 in sulfur, cyanide salts and fused neutral salts

Susceptible to intergranular attack in some applications by exposure to the temperature range of 1000 to 1400°F (540 to 760°C)

[heading tag=”h2″ align=”center” color=”#000″ style=”lines” color2=”#000″]مشخصات محدوده دما[/heading]

• 

ترموکوپل(Thermocouple)، که به آن زوج حرارتی نیز گفته می‌شود، به پدیده ای در فیزیک گفته می‌شود که در آن با اتصال دو فلز الکتریکی ناهمگون با همدیگر بعد از گرم شدن محل اتصال تولید الکتریسیته می‌شود. برای تولید برق باید محل اتصال دو فلز را حرارت داد. در این صورت در دو سر دیگر که آزاد هستند (اصطلاحا سر سرد) برق تولید می‌شود. البته برقی که به این صورت تهیه می‌شود بسیار کم است. به این صورت که وقتی به محل اتصال این دو فلز حرارت داده شود، اختلاف پتانسیلی در دو سر این فلزها بوجود می‌آید. این اختلاف پتانسیل متناسب با میزان حرارت اعمال شده‌است و بنابراین با بررسی میزان ولتاژ خروجی می‌توان درجه حرارت اعمال شده به ترموکوپل را تشخیص داد.

برتری عمده ترموکوپلها محدوده وسیع اندازه‌گیری آنهاست که به طور معمول از ۱۸۰- تا ۱۸۰۰+ درجه سانتیگراد را در برمی گیرد.

دیگر امتیاز ترموکوپلها، عملکرد خطی آن‌ها در محدوده اندازه‌گیری است.

ترموکوپل‌ها دارای تیپ‌های متنوع برای اندازه‌گیری دما می‌باشند بطور مثال تیپ‌های R,S,B با قابلیت اندازه‌گیری دما در محدوه ۲۰۰- درجه الی ۱۸۰۰درجه و تیپهای L,J,K با قابلیت اندازه‌گیری دما در محدوده ۱۸۰- درجه الی ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد بکار می‌روند. ولتاژ بوجود آمده در دوسر انتهایی ترموکوپل در هر صورت mv ورفتار الکتریکی هر ترموکوپل بسته به نوع آلیاژ سیم‌های آن تابع جداول استانداردی است که معمولاً در استانداردهای کشورهای مختلف تعریف و تقریباً در هر تیپ منبطق بر یکدیگر است. یکی از انواع معمول آن ترکیب آلیاژکروم و نیکل می‌باشد. معمولاً جهت جلوگیری از آسیب دیدن ترموکوپل آن را درون غلاف فلزی یا سرامیکی(تیوپ محافظ) قرار می‌دهند. روش جوشکاری دوسر ترموکوپل تابع ضوابط خاصی است بطوری که نباید در حین عملیات جوشکاری فلز یا احیاناً نیمه‌هادی دیگری در فرایند جوش دخالت نماید در غیر اینصورت رفتار ترموکوپل هرگز رفتار استاندارد تعریف شده تابع جداول مربوطه نخواهد بود

در ادامه انواع ترموکوپل به همراه آلیاژ به کاربرده شده همچنین محدوده اندازه گیری و دقت ترموکوپل ها ارایه میگردد:

Type K Thermocouple (Nickel-Chromium / Nickel-Alumel): The type K is the most common type of thermocouple. It’s inexpensive, accurate, reliable, and has a wide temperature range

:Temperature Range

(Thermocouple grade wire,-454 to 2,300F (-270to 1260C

(Extension wire, 32 to 392F (0 to 200C

:(Accuracy (whichever is greater

Standard: +/- 2.2C or +/- .75%

Special Limits of Error: +/- 1.1C or 0.4%

Type J Thermocouple (Iron/Constantan): The type J is also very common. It has a smaller temperature range and a shorter lifespan at higher temperatures than the Type K. It is equivalent to the Type K in terms of expense and reliability

:Temperature Range

(Thermocouple grade wire, -346 to 1,400F (-210 to 760C

(Extension wire, 32 to 392F (0 to 200C

:(Accuracy (whichever is greater

Standard: +/- 2.2C or +/- .75%

Special Limits of Error: +/- 1.1C or 0.4%

Type T Thermocouple (Copper/Constantan): The Type T is a very stable thermocouple and is often used in extremely low temperature applications such as cryogenics or ultra low freezers

:Temperature Range

(Thermocouple grade wire, -454 to 700F (-270 to 370C

(Extension wire, 32 to 392F (0 to 200C

:(Accuracy (whichever is greater

Standard: +/- 1.0C or +/- .75%

Special Limits of Error: +/- 0.5C or 0.4%

Type E Thermocouple (Nickel-Chromium/Constantan): The Type E has a stronger signal & higher accuracy than the Type K or Type J at moderate temperature ranges of 1,000F and lower. See temperature chart (linked) for details

:Temperature Range

(Thermocouple grade wire, -454 to 1600F (-270 to 870C

(Extension wire, 32 to 392F (0 to 200C

:(Accuracy (whichever is greater

Standard: +/- 1.7C or +/- 0.5%

Special Limits of Error: +/- 1.0C or 0.4%

Type N Thermocouple (Nicrosil / Nisil): The Type N shares the same accuracy and temperature limits as the Type K. The type N is slightly more expensive

:Temperature Range

( Thermocouple grade wire, -454 to 2300F (-270 to 392C

Extension wire, 32 to 392F (0 to 200C

:(Accuracy (whichever is greater

Standard: +/- 2.2C or +/- .75%

Special Limits of Error: +/- 1.1C or 0.4%

:(NOBLE METAL THERMOCOUPLES (Type S,R, & B

Noble Metal Thermocouples are selected for their ability to withstand extremely high temperatures while maintaining their accuracy and lifespan. They are considerably more expensive than Base Metal Thermocouples

Type S Thermocouple (Platinum Rhodium – 10% / Platinum): The Type S is used in very high temperature applications. It is commonly found in the BioTech and Pharmaceutical industries. It is sometimes used in lower temperature applications because of its high accuracy and stability

:Temperature Range

(Thermocouple grade wire, -58 to 2700F (-50 to 1480C

(Extension wire, 32 to 392F (0 to 200C

:(Accuracy (whichever is greater

Standard: +/- 1.5C or +/- .25%

Special Limits of Error: +/- 0.6C or 0.1%

Type R Thermocouple (Platinum Rhodium -13% / Platinum): The Type R is used in very high temperature applications. It has a higher percentage of Rhodium than the Type S, which makes it more expensive. The Type R is very similar to the Type S in terms of performance. It is sometimes used in lower temperature applications because of its high accuracy and stability

:Temperature Range

(Thermocouple grade wire, -58 to 2700F (-50 to 1480C

(Extension wire, 32 to 392F (0 to 200C

:(Accuracy (whichever is greater

Standard: +/- 1.5C or +/- .25%

Special Limits of Error: +/- 0.6C or 0.1%

Type B Thermocouple (Platinum Rhodium – ۳۰% / Platinum Rhodium – ۶%): The Type B thermocouple is used in extremely high temperature applications. It has the highest temperature limit of all of the thermocouples listed above. It maintains a high level of accuracy and stability at very high temperatures

Temperature Range

Thermocouple grade wire, 32 to 3100F (0 to 1700C

Extension wire, 32 to 212F (0 to 100C

Accuracy (whichever is greater

Standard: +/- 0.5%

Special Limits of Error: +/- 0.25%