لوگو زیمنس
کنترل فاز زیمنس
تایمر اشنایدر
کلید اتوماتیک اشنایدر
اینورتر پنتاکس
موتورها و مدارهای الکتریکی ازجمله مهم‌ترین محرک‌های برق در استفاده‌ها و کارکردهای روزمره‌ی ما با محصولات متفاوت هستند. موتورها و مدارهای الکتریکی بسیار به میزان جریان برقی که از آن‌ها رد می‌شوند، حساس هستند؛ اگر مقدار جریان عبوری از آن‌ها، از حد معینی عبور کند، احتمال ایجاد اختلال در کارکردشان بالا می‌رود. این اختلال می‌تواند موجب سوختن موتورها و مدارهای الکتریکی شود.
امروزه در بازار، محصولات متفاوتی ازجمله بی متال و کنترل بار برای جلوگیری از وقوع چنین اتفاقی وجود دارند. کنترل بار نسبت به بی متال مزایایی دارد؛ و به همین سبب نیز مشتریان بیشتری در بازار برای خود دارد. در این مطلب با ما همراه باشید تا درباره‌ی کنترل بار، نحوه‌ی ویژگی‌های آن و نقش کنترل بار در مدار باهم صحبت کنیم.
کنترل بار چیست؟
داخل تابلو‌های برق خانگی یا صنعتی، تجهیزات مختلفی برای حفاظت وصل می‌شوند. کنترل بار ازجمله تجهیزات حفاظتی است که برای جلوگیری از عبور جریان اضافی از مدارها و موتورهای الکتریکی، از آن‌ها استفاده می‌شود.
درصورتی‌که اضافه‌بار ایجاد شود، دستگاه کنترل بار جریان را در مدار یا موتور الکتریکی قطع می‌کند؛ از همین رو نیز می‌تواند جایگزین مناسبی برای بی متال باشد. یک رله نیز، در خروجی این دستگاه قرار دارد؛ که قطع و وصل بودن این رله، بیانگر و نشان‌دهنده وضعیت برق در شبکه است. از این رو به دستگاه کنترل بار، رله کنترل بار نیز می‌گویند.
ویژگی‌های کنترل بار چیست؟
تجهیز کنترل بار، در مدارها و موتورهای الکترونیکی که دارای برخی مشخصات‌اند، مورداستفاده قرار می‌گیرد. در ادامه برخی از مهم‌ترین ویژگی‌های کنترل بار را باهم بررسی می‌نماییم:
- در چینش قطعات، همانند بی متال، رله کنترل بار بعد از کنتاکتور قرار می‌گیرد.
- دارای یک پیچ تنظیم جریان است؛ و همچنین رنج کنترل بار، مشابه با رنج‌های بی متال و کلیدهای حرارتی می‌باشد.
- برخی از کنترل بارها همانند تایمر صنعتی، دارای تنظیمات تأخیر در قطع و وصل هستند.
- انواع کنترل بار دیجیتال، دارای صفحه‌ی نمایشگر جریان، نشانگر خطا و همچنین نشان‌دهنده‌ی اضافه‌بار هستند.
همان‌طور که پیش‌تر بیان کردیم، یکی از محصولاتی که کارکرد بسیار مشابهی با رله کنترل بار دارد، بی متال است. در موتورها و مدارهای الکترونیکی، رله کنترل بار می‌تواند جایگزین بی متال شود.
برای مشاهده محصولات و خرید انواع کنتاکتور اشنایدر اصل به صفحه محصولات مراجعه کنید.
۶ مزیت استفاده از انواع کنترل بار
- عمر مفید رله‌های کنترل بار بسیار زیاد است.
- رله‌های کنترل بار می‌توانند برای مدتی نسبتاً طولانی، بدون استهلاک الکتریکی به‌خوبی کار خود را انجام دهند.
- انواع کنترل بارها عملکرد دقیقی دارند
- رله‌های کنترل بار برای دقت عملکرد خود، برخلاف بی متال وابسته به دمای محیط نیستند. (عملکرد بی متال می‌تواند تحت تأثیر دمای محیط می‌تواند دچار اختلال شود).
- برخی از انواع کنترل بار دارای دو حالت کارکردی قفل شونده و اتوماتیک هستند که قابلیت به کار افتادن در شرایط مختلف را دارند.
کاربرد و نحوه کارکرد انواع کنترل بار
رله کنترل بار، سه ترانس جریان داخلی کوچک را دارا است. این ترانس‌ها مانند آمپرمترها، جریان هر فاز را اندازه‌گیری کرده؛ سپس اندازه‌ی جریان به‌دست‌آمده را، با جریانی که اپراتور آن را تنظیم کرده است، مقایسه می‌نماید. درصورتی‌که جریان هرکدام از خط‌ها، از مقدار تنظیم‌شده بیشتر شود یا تغییر کند، رله کنترل بار فعال‌شده و مدار را قطع می‌کند.
اگر از رله کنترل بار برای موتورهای الکتریکی استفاده شود، برای بهبود عملکرد و دقت آن‌ها، از یک پیچ تنظیم زمان تاخیری نیز استفاده می‌کنند و آن را به مدار اضافه می‌نمایند. استفاده از این پیچ تنظیم زمان تاخیری سبب می‌شود تا جریان استارت موتور، باعث نشود کنترل بار، جریان مدار را قطع کند. همچنین شما می‌توانید از کلید خلأ نیز به‌عنوان کنترل بار استفاده نمایید.
انواع کنترل بار سه فاز
قابلیت‌های حفاظتی و کارکردهای رله کنترل بار به مدل و برند آن وابسته است. رله‌های کنترل بار را می‌توان به شیوه‌های مختلفی دسته‌بندی کرد؛ که ازجمله ساده‌ترین روش‌های طبقه‌بندی آن‌ها ازنظر قابلیت‌های حفاظتی، تنظیمات و کنترل کمیت‌ها می‌باشد. این طبقه‌بندی عبارت است از:
- کنترل بار آنالوگ ساده یا ارزان‌قیمت
- کنترل بار آنالوگ پیشرفته
- کنترل بار دیجیتال
- رله اضافه جریان پیشرفته
- انواع کنترل بار، قبل از قطع خروجی، حالت خط را نیز نمایش می‌دهند.
انواع کنترل بار؛ آنالوگ ساده
رله کنترل بار آنالوگ ساده از انواع کنترل بارهای موجود است که قابلیت تشخیص انواع خطاهای اضافه‌بار و قطع فاز را دارا است. به کنترل بارهای آنالوگ ساده، رله‌ی ساده و یا ارزان‌قیمت نیز می‌گویند. این دسته از انواع کنترل بارها، فاقد مقدار ورودی ولتاژی هستند. به عبارتی، خطای اضافه‌بار و متعاقب آن قطع فاز را به‌واسطه‌ی افزایش جریان فازهای دیگر تشخیص می‌دهند. در کنترل بار آنالوگ ساده، معمولاً دو ولوم به جهت تنظیم مقدار اضافه جریان و زمان عبور آن وجود دارد.
در این دسته انواع کنترل بار، قابلیت تنظیم دقیق پارامترها و یا واردکردن مقادیر دقیق مانند جریان موتور در حال کار وجود ندارد. این دسته از رله‌های کنترل بار، ساده و ارزان‌قیمت هستند؛ اما نمی‌توانند تمام عملکردهای حفاظتی را پوشش دهند. به‌عنوان‌مثال کاهش جریان، خطای زمین، عدم تعادل و… توسط این دسته از رله‌ها قابل‌شناسایی نیستند. افزایش جریان عبوری در رله‌های ساده، باعث کوتاه‌تر شدن زمان تریپ نخواهد شد؛ زیرا این دسته از کنترل بارها به‌صورت زمان ثابت هستند.
انواع کنترل بار؛ آنالوگ پیشرفته
کنترل بارهای سه فاز آنالوگ و پیشرفته دارای عملکردهای بیشتری هستند. به‌عنوان‌مثال رله کنترل بار سه فاز زیمنس سری ESP200 را در نظر بگیرید؛ این رله که با عنوان رله اضافه‌بار الکترونیک و SSR در وب‌سایت رسمی زیمنس معرفی‌شده است؛ قابلیت تنظیم کلاس حفاظتی به شکل ۵، ۱۰، ۲۰ و ۳۰ را دارا است. شاید این سؤال برایتان پیش بیاید که کلاس حفاظتی چیست؟
کلاس حفاظتی، تعیین‌کننده‌ی رابطه‌ی زمانی بین وقوع اضافه‌بار و صدور فرمان تریپ است. کلاس‌های حفاظتی بالاتر به معنای صدور دیرتر فرمان قطع یا تریپ می‌باشد.
رله‌های الکترونیک پیشرفته با عنوان Over current Relay شناخته می‌شوند؛ که قابلیت اطمینان بیشتری دارند. از عملکردهای حفاظتی این دسته از انواع کنترل بارها می‌توان به شناسایی اضافه‌بار، قطع فاز و… اشاره کرد. کنترل بار آنالوگ پیشرفته، دارای سه ولوم برای تنظیم جریان کامل، عدم‌تشخیص خطا در زمان راه‌اندازی و زمان تأخیر در قطع است.
انواع کنترل بار؛ دیجیتال
انواع کنترل بارهای الکترونیک به شکل دیجیتال هم ساخته می‌شوند. این دسته از انواع کنترل بارها، دارای چند سیگنال نورانی و سون سگمنت هستند. به‌وسیله‌ی کنترل بار دیجیتال، می‌توان پارامترها را به‌دقت تنظیم کرده و جریان دریافتی موتور را نیز مشاهده کرد.
انواع کنترل بار؛ رله اضافه جریان پیشرفته
این دسته از انواع کنترل بارها، دارای رابط گرافیکی قدرتمندی هستند؛ که به‌وسیله‌ی این رابط کاربری می‌توان پارامترها را به‌دقت تنظیم و کنترل کرد. برخی از انواع این کنترل بارها دارای صفحه‌نمایش جداگانه نیز هستند که می‌توان آن‌ها را بر روی درب تابلو برق نصب کرد. رله‌های اضافه جریان پیشرفته دارای پورت‌ها مختلف و قابلیت اتصال به شبکه‌های صنعتی هستند.
در کنترل بارهای پیشرفته دیجیتال، قابلیت‌های تنظیم پارامترها بسیار زیاد بوده و به همین سبب نیز خطاهای قابل‌تشخیص، گسترده‌تر هستند. سیستم‌های دیجیتال پیشرفته با عنوان‌های مختلفی مانند رله محافظ موتور یا رله اضافه جریان الکترونیک یا Electronic Overcurrent Relay نیز شناخته می‌شوند.
اگر بخواهید قابلیت‌های یک رله‌ی دیجیتال پیشرفته را بدانید، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- قابلیت تنظیم کلاس حفاظتی
- تشخیص اضافه‌بار
- تشخیص کاهش بار
- قابلیت انتخاب عملکرد با منحنی معکوس یا زمان ثابت
- تشخیص عدم تعادل جریان
- تشخیص قطع فاز به‌موقع
- تشخیص اتصال کوتاه
- تشخیص نشتی جریان یا خطای زمین به‌صورت داخلی
- قابلیت اتصال ترانس کور بالانس جهت تشخیص خطای زمین
- تشخیص رتور قفل‌شده در حال استارت و کار
- وجود خروجی‌های دیجیتال و الوی
- دارای پورت‌های صنعتی برای اتصال به شبکه
نقش کنترل بار در مدار چیست؟
نقش کنترل بار در مدار، نقش پراهمیتی است. همان‌طور که پیش‌تر به آن اشاره نمودیم، انواع کنترل بار، جریان هر فاز را اندازه‌گیری کرده؛ سپس اندازه‌ی جریان به‌دست‌آمده را با جریانی که اپراتور آن را تنظیم کرده است، مقایسه می‌نماید. به عبارتی نقش کنترل بار در مدار این است که، در صورت افزایش یا تغییر جریان هرکدام از خط‌ها در مقایسه با مقدار از پیش تنظیم‌شده، مدار را قطع نماید.
رله‌های کنترل بار برخلاف بی متال‌ها که مستقیما به مدار قدرت وصل می‌شوند؛ با مدار قدرت رابطه مستقیمی ندارند. در انواع کنترل بار، هر سه فاز بالای قطعه به صورت سیم‌های نازک وصل می‌شوند و به عبارتی مدار فرمان را قطع می‌کنند.
۳ تفاوت مهم کنترل بار و بی متال
- انواع کنترل بار برخلاف بی متال‌ها که مستقیما توسط حرارت خط و به‌صورت مکانیکی عمل می‌کنند، توسط ترانس جریان‌های کوچکی که بر روی هر خط قرار دارد، عمل می‌کنند. رله‌ی کنترل بار، جریان مدار را می‌خواند و در صورت وجود اضافه‌بار، مدار فرمان را قطع می‌نماید. این موضوع بدان معناست که اساس کار انواع کنترل بارها الکترونیکی است.
- تفاوت دومی که وجود دارد را در مطالب بالاتر به آن اشاره ریزی کرده‌ایم. دمای محیط تا حدودی بر روی عملکرد بی متال تأثیر می‌گذارد ولی کارکرد انواع کنترل بار، هیچ وابستگی‌ای به دمای محیط ندارد و از آن تأثیر نمی‌پذرید.
- بی متال‌ها مستقیما در مدار قدرت به سه فاز متصل می‌شوند اما در کنترل بار این‌گونه نیست! در انواع کنترل بار، هر سه فاز بالای قطعه به‌صورت سیم‌های نازک وصل می‌شود و با مدار قدرت نیز هیچ‌گونه ارتباط مستقیمی وجود ندارد؛ به عبارتی رله‌ی کنترل بار، مدار فرمان را قطع می‌کند.
سخن پایانی
در این مطلب به چیستی کنترل بار و انواع آن، پرداختیم. انواع کنترل بار، ازجمله پرکاربردترین تجهیزات برقی در برق صنعتی به شمار می‌آیند. به‌طورکلی می‌توان گفت، استفاده از انواع تجهیزات محافظت‌کننده و کنترل‌کننده در مدار سبب افزایش ایمنی و طول عمر تجهیزات می‌شود.