مدار قدرت و مدار فرمان کنتاکتوری چیست؟
مدار قدرت و فرمان کنتاکتوری، یکی از اجزای اساسی در سیستم‌های الکتریکی بوده و برای کنترل و مدیریت جریان برق استفاده می‌شود و از طراحی تاسیسات برقی به حساب می‌آید. مدارها از قطعات مختلفی تشکیل شده و هر کدام وظایف خاصی را انجام می‌دهند. فرمان کنتاکتورها به عنوان سوئیچ‌های قدرت برای روشن و خاموش کردن مدارها عمل می‌کنند و از طریق کنترل ولتاژ و جریان برق، عملکرد تجهیزات الکتریکی را تنظیم می‌کنند. اجزای مدار فرمان پیچیده در انواع مختلف و با قابلیت‌های متنوع در بازار موجود هستند و برای انواع مختلف برنامه‌ها و نیازهای الکتریکی استفاده می‌شوند. ما در ادامه مفصل در مورد مدار قدرت و فرمان کنتاکتوری صحبت کرده و چندین عکس نقشه مدار فرمان و قدرت و نقشه مدار فرمان کنتاکتور درج کرده ایم.
مدار قدرت و فرمان کنتاکتوری چیست؟
مدار قدرت و فرمان کنتاکتوری یکی از قسمت‌های مهم در سیستم‌های الکتریکی است که برای کنترل و مدیریت جریان برق مورد استفاده قرار می‌گیرد. مدار قدرت و فرمان کنتاکتوری شامل فرمان کنتاکتورها برای کنترل ولتاژ و جریان برق، مدارهای قدرت برای توزیع و کنترل جریان برق، و مدارهای فرمان برای تنظیم عملکرد فرمان کنتاکتورها هستند. تفاوت‌هایی میان مدارهای فرمان با کنتاکتور و مدارهای ساده وجود دارد که شامل قابلیت‌ها، کاربردها، تعداد قطعات، و هزینه‌ها است. در نهایت، اشنایی با این مدارها از اهمیت زیادی دارد، چون به کاربران در طراحی و مدیریت سیستم‌های الکتریکی کمک می‌کند.
اجزای مدار فرمان و مدار قدرت
اجزای مدار فرمان، تجهیزاتی هستند که برای کنترل عملکرد مدارهای قدرت به کار می‌روند. این تجهیزات می‌توانند مشابه تجهیزات مورد استفاده در مدار قدرت باشند، اما اغلب با ولتاژ و جریان پایین‌تر کار می‌کنند. به عبارت دیگر، مدار فرمان، مداری با جریان و ولتاژ پایین است که وظیفه کنترل مداری با جریان و ولتاژ بالا (مدار قدرت) را بر عهده دارد.
برخی از مهم‌ترین اجزای مدار فرمان عبارتند از:
کنتاکتور: کنتاکتور یک کلید الکترومغناطیسی است که برای قطع و وصل جریان در مدار قدرت استفاده می‌شود. در مدار فرمان، از بوبین کنتاکتور برای کنترل وضعیت کنتاکت‌های اصلی آن استفاده می‌شود. با اعمال ولتاژ به بوبین کنتاکتور (از طریق مدار فرمان)، کنتاکت‌های اصلی آن وصل شده و جریان در مدار قدرت برقرار می‌شود.
کلید مینیاتوری (MCB): کلید مینیاتوری یک وسیله حفاظتی است که در برابر جریان اضافه و اتصال کوتاه از مدار محافظت می‌کند. در مدار فرمان، از کلید مینیاتوری برای حفاظت از سیم‌ها و تجهیزات مدار در برابر جریان‌های غیرمجاز استفاده می‌شود.
تایمر و انواع آن: تایمرها برای ایجاد تاخیر زمانی در عملکرد مدار فرمان استفاده می‌شوند. انواع مختلفی از تایمرها وجود دارد، مانند تایمرهای تاخیر در وصل، تاخیر در قطع، و تایمرهای تکرار کننده.
رله و انواع آن: رله‌ها کلیدهای الکترومغناطیسی هستند که برای کنترل مدارهای با جریان و ولتاژ بالا توسط مدارهای با جریان و ولتاژ پایین استفاده می‌شوند. در مدار فرمان، از رله‌ها برای انجام عملیات منطقی، تقویت سیگنال و ایزولاسیون بین مدارها استفاده می‌شود.
لامپ‌های سیگنال: لامپ‌های سیگنال برای نمایش وضعیت مدار (مانند روشن یا خاموش بودن، خطا یا عملکرد صحیح) استفاده می‌شوند.
فیوزها: فیوز وسایل حفاظتی هستند که در برابر جریان اضافه از مدار محافظت می‌کنند. در مدار فرمان، از فیوزها برای حفاظت از تجهیزات در برابر جریان‌های غیرمجاز استفاده می‌شود.
انواع سوئیچ‌ها (کلیدها): سوئیچ‌ها برای قطع و وصل دستی جریان در مدار فرمان استفاده می‌شوند. انواع مختلفی از سوئیچ‌ها وجود دارد، مانند شستی‌ها (پوش باتن)، کلیدهای گردان، و کلیدهای اهرمی.
شستی‌ها (پوش باتن): شستی‌ها نوعی سوئیچ هستند که با فشار دادن آنها، مدار وصل شده و با رها کردن آنها، مدار قطع می‌شود. از شستی‌ها معمولاً برای استارت و استوپ موتورها و سایر تجهیزات استفاده می‌شود.
سنسورها: سنسورها برای تشخیص تغییرات فیزیکی مانند دما، فشار، نور و حرکت استفاده می‌شوند و می‌توانند سیگنال‌هایی را به مدار فرمان ارسال کنند.
PLC (کنترل‌کننده منطقی برنامه‌پذیر): PLC یک کامپیوتر صنعتی است که برای کنترل فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شود. در مدارهای فرمان پیچیده، از PLC برای اجرای منطق کنترلی و مدیریت عملکرد تجهیزات استفاده می‌شود.
این تجهیزات با ترکیب‌های مختلف در مدارهای فرمان به کار می‌روند تا عملکرد مورد نظر برای مدارهای قدرت را فراهم کنند. به عنوان مثال، یک مدار فرمان می‌تواند با استفاده از شستی استارت، کنتاکتور و رله، یک موتور الکتریکی را راه‌اندازی و متوقف کند.
عملکرد فرمان کنتاکتور چگونه است؟
برای درک بهتر عملکرد مدار فرمان کنتاکتور، ابتدا باید با اجزا و ترمینال‌های آن آشنا شویم. کنتاکتورها به طور کلی دو نوع کنتاکت دارند:
کنتاکت‌های اصلی (قدرت)
این کنتاکت‌ها جریان اصلی مدار قدرت را قطع و وصل می‌کنند. معمولاً با اعدادی مانند L1، L2، L3 (برای ورودی) و T1، T2، T3 (برای خروجی) یا اعدادی مانند ۱، ۳، ۵ (ورودی) و ۲، ۴، ۶ (خروجی) مشخص می‌شوند. این کنتاکت‌ها جریان بالایی را تحمل می‌کنند و برای اتصال به موتور یا سایر بارهای الکتریکی سنگین استفاده می‌شوند.
کنتاکت‌های کمکی (فرمان):
این کنتاکت‌ها جریان کمتری را تحمل می‌کنند و در مدارهای فرمان برای اهداف مختلفی مانند خودنگهداری، نمایش وضعیت کنتاکتور (وصل یا قطع بودن) و یا ایجاد مدارهای منطقی استفاده می‌شوند. کنتاکت‌های کمکی معمولاً با اعدادی مانند NO (Normally Open – نرمال باز) و NC (Normally Closed – نرمال بسته) مشخص می‌شوند. کنتاکت‌های NO در حالت عادی باز هستند و با وصل شدن کنتاکتور، بسته می‌شوند. کنتاکت‌های NC در حالت عادی بسته هستند و با وصل شدن کنتاکتور، باز می‌شوند.
ترمینال‌های کنتاکتور:
علاوه بر کنتاکت‌های اصلی و کمکی، کنتاکتور دارای ترمینال‌هایی برای اتصال سیم‌ها است. این ترمینال‌ها شامل موارد زیر می‌شوند:
ترمینال‌های بوبین (A1 و A2): این دو ترمینال برای اتصال ولتاژ تغذیه بوبین کنتاکتور استفاده می‌شوند. با اعمال ولتاژ به این ترمینال‌ها، بوبین کنتاکتور فعال شده و کنتاکت‌ها تغییر وضعیت می‌دهند. ولتاژ بوبین می‌تواند AC یا DC باشد و بسته به نوع کنتاکتور متفاوت است (مثلاً ۲۴ ولت DC، ۲۲۰ ولت AC و غیره).
ترمینال‌های کنتاکت‌های اصلی (L1، L2، L3 و T1، T2، T3 یا ۱، ۳، ۵ و ۲، ۴، ۶): این ترمینال‌ها برای اتصال سیم‌های مدار قدرت به کنتاکت‌های اصلی کنتاکتور استفاده می‌شوند.
ترمینال‌های کنتاکت‌های کمکی (NO و NC): این ترمینال‌ها برای اتصال سیم‌های مدار فرمان به کنتاکت‌های کمکی کنتاکتور استفاده می‌شوند. تعداد و نوع کنتاکت‌های کمکی در کنتاکتورهای مختلف، متفاوت است.
برای درک بهتر نحوه اتصال و عملکرد کنتاکتور، به ترمینال‌های عکس زیر دقت می‌کنیم:
ترمینال‌های A1 و A2: این دو ترمینال مربوط به بوبین (سیم‌پیچ) کنتاکتور هستند. برای فعال کردن کنتاکتور و وصل شدن کنتاکت‌های آن، باید ولتاژ مناسب (که معمولاً روی بدنه کنتاکتور نوشته شده است) به این دو ترمینال اعمال شود. این ولتاژ می‌تواند AC یا DC باشد. به عبارت دیگر، این ترمینال‌ها ورودی مدار فرمان کنتاکتور هستند.
ترمینال‌های L1، L2 و L3: این سه ترمینال، ورودی کنتاکت‌های اصلی (قدرت) کنتاکتور هستند. این ترمینال‌ها باید به منبع تغذیه اصلی (سه فاز) متصل شوند. به عنوان مثال، در مدارهای سه فاز، فازهای R، S و T به این ترمینال‌ها وصل می‌شوند. این ترمینال‌ها جریان بالایی را تحمل می‌کنند و برای عبور جریان اصلی مدار قدرت طراحی شده‌اند.
ترمینال‌های T1، T2 و T3: این سه ترمینال، خروجی کنتاکت‌های اصلی (قدرت) کنتاکتور هستند. این ترمینال‌ها باید به بار (مانند موتور سه فاز) متصل شوند. هنگامی که کنتاکتور فعال می‌شود (یعنی به بوبین آن ولتاژ اعمال می‌شود)، این ترمینال‌ها به ترمینال‌های L1، L2 و L3 متصل شده و جریان از منبع تغذیه به بار منتقل می‌شود.
کنتاکت‌های کمکی: علاوه بر کنتاکت‌های اصلی، کنتاکتورها معمولاً دارای کنتاکت‌های کمکی نیز هستند که در مدارهای فرمان کاربرد دارند. در این مورد، دو کنتاکت کمکی از نوع NC (Normally Closed – نرمال بسته) و دو کنتاکت کمکی از نوع NO (Normally Open – نرمال باز) وجود دارد. هر کدام از این کنتاکت‌ها دارای دو ترمینال هستند.
کنتاکت‌های NC: این کنتاکت‌ها در حالت عادی (زمانی که کنتاکتور غیرفعال است) بسته هستند و جریان را عبور می‌دهند. با فعال شدن کنتاکتور، این کنتاکت‌ها باز شده و جریان را قطع می‌کنند.
کنتاکت‌های NO: این کنتاکت‌ها در حالت عادی (زمانی که کنتاکتور غیرفعال است) باز هستند و جریان را عبور نمی‌دهند. با فعال شدن کنتاکتور، این کنتاکت‌ها بسته شده و جریان را عبور می‌دهند.
تفاوت نقشه مدار فرمان ساده با نقشه مدار فرمان کنتاکتور
نقشه مدار فرمان به روش‌های مختلف قابل طراحی است، بیشترین تقاضا برای نقشه مدار فرمان کنتاکتور و نقشه مدار فرمان ساده دیده می‌شود. برای درک بهتر موضوع، ۱۰ مورد از تفاوت نقشه‌ها را در جدول زیر ارائه داده‌ایم.
| ویژگی‌ها | مدار فرمان با کنتاکتور | مدار فرمان ساده |
|---|---|---|
| کنترل ولتاژ | بزرگتر | کوچکتر |
| قابلیت تغییر وضعیت | دستی و اتوماتیک | دستی |
| کاربردها | صنعتی و پیچیده | ساده و خانگی |
| اتصال به سیستم‌های کنترل و نظارت اتوماتیک | بله | برای کنترل دستی |
| تعداد قطعات و اتصالات | بیشتر | کمتر |
| قابلیت اضافه کردن واحدهای کنترلی اضافی | بله | محدود |
| پیچیدگی در نصب و راه‌اندازی | بیشتر | آسان |
| کنترل موتورها و دستگاه‌های بزرگتر | بله | خیر |
| تعمیر و نگهداری | بیشتر | کمتر |
| هزینه | بالاتر | کمتر |
برای آشنایی بیشتر با مدار فرمان الکتریکی و شناختن کارایی آنها میتوانید به سایت‌های معتبر و شناخته شده انگلیسی مراجعه کرده و مدارات فرمان و قدرت برق صنعتی pdf را از سودا دانلود کنید. مطالعه pdf مربوط به مدارات کمک زیادی به شما می‌کند تا اطلاعات تخصصی و علمی به دست آورده و به خوبی انواع مدار فرمان و قدرت را بشناسید.
به گفته سایت ویکی پدیا: مدار فرمان الکتریکی (به انگلیسی: Control Circuit) بخشی از مدار که وظیفه کنترل و ارسال فرمان را دارد مدار فرمان (Control Circuit) نامیده می‌شود.
تفاوت مدار فرمان و مدار قدرت
مدار فرمان و مدار قدرت دو بخش جدایی‌ناپذیر در سیستم‌های الکتریکی هستند که وظایف متفاوتی را بر عهده دارند. درک تفاوت‌های بین این دو مدار برای طراحی، اجرا و عیب‌یابی سیستم‌های الکتریکی ضروری است. در اینجا به بررسی این تفاوت‌ها می‌پردازیم:
۱. تفاوت مدار فرمان با قدرت از نظر ولتاژ و جریان:
مدار قدرت: تجهیزات مدار قدرت با ولتاژ و جریان بالا کار می‌کنند. این مدار وظیفه انتقال انرژی الکتریکی با توان بالا از منبع تغذیه به بار (مانند موتورها، دستگاه‌های صنعتی و غیره) را بر عهده دارد.
مدار فرمان: تجهیزات مدار فرمان با ولتاژ و جریان پایین‌تر کار می‌کنند. این مدار وظیفه کنترل و مدیریت عملکرد مدار قدرت را بر عهده دارد و سیگنال‌های کنترلی را به تجهیزات مدار قدرت (مانند کنتاکتورها) ارسال می‌کند.
۲. تفاوت مدار فرمان با قدرت کاربرد:
مدار قدرت: وظیفه اصلی مدار قدرت، قطع و وصل جریان اصلی و انتقال توان الکتریکی به بار است.
مدار فرمان: وظیفه اصلی مدار فرمان، کنترل و مدیریت عملکرد مدار قدرت است. این کنترل شامل راه‌اندازی، توقف، حفاظت و سایر عملیات کنترلی می‌شود.
۳. تفاوت مدار فرمان با قدرت اجزا و ساختار:
مدار قدرت: معمولاً از سیم‌ها و کابل‌های با سطح مقطع بزرگ برای تحمل جریان بالا، شینه‌ها و سایر تجهیزات قدرت مانند کلیدهای قدرت و فیوزهای با آمپراژ بالا تشکیل شده است.
مدار فرمان: از سیم‌های با سطح مقطع کوچکتر، رله‌ها، کنتاکتورها (بوبین کنتاکتور)، تایمرها، شستی‌ها، سنسورها، لامپ‌های سیگنال و سایر تجهیزات کنترلی تشکیل شده است.
۴. تفاوت مدار فرمان با قدرت نوع تغذیه:
مدار قدرت: اغلب با برق سه فاز تغذیه می‌شود، به خصوص در کاربردهای صنعتی که نیاز به توان بالا است.
مدار فرمان: معمولاً با برق تک فاز AC یا DC با ولتاژهای مختلف (مانند ۲۴ ولت DC، ۱۱۰ ولت AC، ۲۲۰ ولت AC) تغذیه می‌شود.
۵. تفاوت مدار فرمان با قدرت تعداد مسیرها:
مدار قدرت: معمولاً تعداد مسیرهای کمتری نسبت به مدار فرمان دارد، زیرا وظیفه اصلی آن انتقال مستقیم جریان به بار است.
مدار فرمان: ممکن است تعداد مسیرهای بیشتری داشته باشد، زیرا شامل مدارهای کنترلی پیچیده‌تر با منطق‌های کنترلی مختلف است.
۶. تفاوت مدار فرمان با قدرت عیب‌یابی:
مدار قدرت: عیب‌یابی در مدار قدرت معمولاً ساده‌تر است، زیرا تعداد اجزا و مسیرها کمتر است و عیوب معمولاً به قطعی یا اتصالی در سیم‌ها و کابل‌ها یا خرابی تجهیزات قدرت محدود می‌شود.
مدار فرمان: عیب‌یابی در مدار فرمان می‌تواند پیچیده‌تر باشد، زیرا تعداد اجزا و مسیرها بیشتر است و ممکن است عیوب مربوط به عملکرد نادرست رله‌ها، تایمرها، سنسورها و سایر تجهیزات کنترلی باشد.
۷. تفاوت مدار فرمان با قدرت از نظر وابستگی متقابل:
مدار فرمان و مدار قدرت به یکدیگر وابسته هستند. مدار فرمان بدون وجود مدار قدرت کاربردی ندارد، زیرا وظیفه آن کنترل مدار قدرت است. به عبارت دیگر، مدار فرمان دستور می‌دهد و مدار قدرت اجرا می‌کند.
مجموعه کامل نقشه های مدار فرمان و قدرت برق
نقشه های مدار فرمان برق مثلت
نقشه های مدار فرمان برق ستاره مثلت 
نقشه های مدار فرمان برق ستاره مثلت 
نقشه مدار فرمان تابلو برق
نقشه مدار فرمان تابلو برق یک نمایش نمایی از تمام اجزا و اتصالات الکتریکی بوده و برای کنترل و مدیریت یک سیستم الکتریکی استفاده می‌شود. تابلو برق معمولاً در صنایع و ساختمان‌ها برای کنترل تجهیزات مختلف مانند موتورها، دستگاه‌های صنعتی، نورپردازی و سایر اجزا الکتریکی استفاده می‌شوند.
اجزای مهم نقشه مدار فرمان تابلو برق شامل موارد زیر می‌شود:
- کنتاکتورها، کنترل کننده ولتاژ بزرگ و جریان‌های الکتریکی هستند.
- آدرس‌دهی مداری، نشان می‌دهد که هر کنتاکتور یا دستگاه الکتریکی به کدام بخش از مدار متصل شود.
- فیوزها و مدارهای حفاظتی، برای محافظت از تجهیزات الکتریکی در برابر جریان‌های بالا یا نقصان ولتاژ استفاده می‌شوند.
- کلیدها و سوئیچ‌ها، برای کنترل دستی و اتوماتیک تجهیزات الکتریکی به کار می‌رود.
- پرده‌های انتقال و نشانگرها، برای نمایش وضعیت فعلی تجهیزات الکتریکی هستند.
- قطعات تغذیه و تقویت، برای تامین تغذیه الکتریکی و تقویت جریان برق به تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- دستگاه‌های کنترلی و PLC به کنترل اتوماتیک تجهیزات الکتریکی می‌پردازد.
- سیم‌ها و اتصالات، برای اتصال بین اجزا مختلف تابلو برق استفاده می‌شوند.
- برچسب‌ها و توضیحات، وظیفه هر قسمت از تابلو برق را تعیین کرده و توضیح می‌دهد.
- پانل‌ها و قاب‌ها، از تمام اجزا و سیم‌های داخلی تابلو برق حفاظت و نگهداری می‌کند.
کاربرد مدار فرمان پیچیده چیست؟
مدار فرمان پیچیده، معمولاً برای کنترل موتورها، دستگاه‌های صنعتی، نورپردازی و سایر تجهیزات الکتریکی بزرگ استفاده می‌شوند.
کاربردهای اصلی مدار قدرت و فرمان کنتاکتوری عبارتند از:
کنترل موتورها:
برای روشن و خاموش کردن موتورها و کنترل سرعت و جهت آنها است.
کنترل دستگاه‌های صنعتی:
برای ایمنی و کنترل دستگاه‌هایی مانند پمپ‌ها، کمپرسورها، انواع ماشین آلات صنعتی و… است.
سیستم‌های نورپردازی:
برای روشن و خاموش کردن نورپردازی معابر، ساختمان‌ها، فضاهای عمومی و… کاربرد دارد.
سیستم‌های گرمایش و تهویه:
برای کنترل دستگاه‌های گرمایشی، تهویه‌ای و سرمایشی در ساختمان‌ها و سایر امکانات کارایی دارد.
سایر کاربردها:
انواع مدار فرمان در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، خودروسازی و پتروشیمی، برای کنترل و مدیریت تجهیزات مختلف به کار می رود.
مدار قدرت و فرمان کنتاکتوری در چه صنایعی به کار می‌رود:
راه‌اندازی و کنترل موتورهای الکتریکی AC سه فاز در صنایع مختلف مانند:
- صنعت فولاد
- صنعت سیمان
- صنعت نساجی
- صنعت نفت و گاز
- صنعت آب و فاضلاب
- کنترل پمپ‌ها، فن‌ها، نوار نقاله‌ها و ماشین‌های ابزار
- در سیستم‌های تهویه مطبوع
- در آسانسورها و بالابرها
نحوه عملکرد مدار فرمان کنتاکتوری
شروع عملکرد:
هنگامی که شستی استارت فشرده می‌شود، جریان برق به سیم پیچ کنتاکتور مدار فرمان وصل می‌شود.
فعالسازی کنتاکتور:
با فعال شدن کنتاکتور، کنتاکت‌ها بسته شده و جریان برق به سیم پیچ کنتاکتور قدرت وصل می‌شود.
ارسال برق به موتور:
کنتاکتور قدرت هم فعال شده و جریان برق را به موتور می‌رساند که در سبب می‌شود موتور روشن شده و به چرخش در بیاید.
خاموش کردن موتور:
برای خاموش کردن موتور، شستی استوپ فشرده شده و جریان برق از سیم پیچ کنتاکتور فرمان قطع می‌شود.
غیرفعالسازی کنتاکتور:
با غیرفعال شدن کنتاکتور فرمان، کنتاکت‌ها باز شده و جریان برق از سیم پیچ کنتاکتور قدرت قطع می‌شود. همچنین، کنتاکتور قدرت نیز غیرفعال شده و جریان برقی به موتور نمی‌رسد.
توقف موتور:
در آخر، موتور خاموش شده و از چرخش دست می‌کشد.
دوره ای ویژه برای مهندسین برق تولید کرده ایم. این دوره، تحت عنوان آموزش طراحی تابلو برق است.
مزایا و معایب مدار قدرت و فرمان کنتاکتوری
مزایای مدار قدرت و فرمان کنتاکتوری:
- کنترل آسان موتور
- حفاظت از موتور با استفاده از رله‌های حرارتی و فیوزها
- اطمینان بالا به دلیل استفاده از اجزای باکیفیت
- کاربردهای متنوع در صنایع مختلف
معایب مدار قدرت و فرمان کنتاکتوری:
- پیچیدگی بیشتر نسبت به روش‌های ساده‌تر کنترل موتور
- هزینه بالاتر به دلیل قیمت اجزای مدار
- اشغال فضای بیشتر نسبت به روش‌های ساده‌تر کنترل موتور
مدار فرمان با اتصال مثلث و اتصال ستاره چیست؟
در مدارهای فرمان، منظور از اتصال ستاره و مثلث، روشی برای راه‌اندازی موتورهای سه فاز است که به منظور کاهش جریان راه‌اندازی موتور مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش به طور مستقیم در مدار قدرت اجرا می‌شود، اما مدار فرمان وظیفه کنترل و تغییر اتصال بین حالت ستاره و مثلث را بر عهده دارد.
چرا از راه‌اندازی ستاره-مثلث استفاده می‌کنیم؟
هنگامی که یک موتور سه فاز به طور مستقیم به منبع تغذیه وصل می‌شود (راه‌اندازی مستقیم یا DOL)، جریان بسیار بالایی (معمولاً ۵ تا ۷ برابر جریان نامی موتور) از موتور عبور می‌کند. این جریان بالا می‌تواند باعث ایجاد مشکلات زیر شود:
- افت ولتاژ در شبکه برق
- ایجاد ضربه مکانیکی به موتور و تجهیزات متصل به آن
- گرم شدن بیش از حد سیم‌پیچ‌های موتور
- برای جلوگیری از این مشکلات، از روش راه‌اندازی ستاره-مثلث استفاده می‌شود.
نحوه عملکرد راه‌اندازی ستاره-مثلث:
در این روش، ابتدا سیم‌پیچ‌های موتور به صورت ستاره به هم متصل می‌شوند. در اتصال ستاره، ولتاژ هر سیم‌پیچ (ولتاژ فاز) برابر با ولتاژ خط تقسیم بر √۳ است. به عبارت دیگر، ولتاژ کمتری به هر سیم‌پیچ اعمال می‌شود و در نتیجه جریان راه‌اندازی کاهش می‌یابد.
پس از گذشت مدت زمان کوتاهی (که توسط یک تایمر در مدار فرمان تنظیم می‌شود)، اتصال سیم‌پیچ‌ها از حالت ستاره به حالت مثلث تغییر می‌کند. در اتصال مثلث، ولتاژ هر سیم‌پیچ برابر با ولتاژ خط است و موتور با توان کامل خود به کار ادامه می‌دهد.
نقش مدار فرمان در راه‌اندازی ستاره-مثلث:
مدار فرمان وظایف زیر را در راه‌اندازی ستاره-مثلث بر عهده دارد:
- کنترل کنتاکتورها: مدار فرمان با استفاده از کنتاکتورها، اتصال سیم‌پیچ‌های موتور را بین حالت ستاره و مثلث تغییر می‌دهد. معمولاً به سه کنتاکتور نیاز است:
- کنتاکتور اصلی (برای اتصال موتور به منبع تغذیه)
- کنتاکتور ستاره (برای اتصال سیم‌پیچ‌ها به صورت ستاره)
- کنتاکتور مثلث (برای اتصال سیم‌پیچ‌ها به صورت مثلث)
- کنترل تایمر: مدار فرمان با استفاده از یک تایمر، زمان تغییر اتصال از ستاره به مثلث را تعیین می‌کند. این زمان معمولاً بر اساس مشخصات موتور و بار آن تنظیم می‌شود.
- ایجاد توالی صحیح: مدار فرمان اطمینان حاصل می‌کند که کنتاکتور ستاره قبل از کنتاکتور مثلث قطع شود تا از اتصال کوتاه جلوگیری شود.
فرمول‌های مربوط به راه‌اندازی موتورهای سه فاز (مدار قدرت):
اتصال ستاره:
ولتاژ خط (V<sub>L</sub>) = √۳ * ولتاژ فاز (V<sub>ph</sub>)
جریان خط (I<sub>L</sub>) = جریان فاز (I<sub>ph</sub>)
اتصال مثلث:
ولتاژ خط (V<sub>L</sub>) = ولتاژ فاز (V<sub>ph</sub>)
جریان خط (I<sub>L</sub>) = √۳ * جریان فاز (I<sub>ph</sub>)
این فرمول‌ها برای محاسبه ولتاژ و جریان در حالت‌های مختلف اتصال موتور (ستاره و مثلث) استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، در راه‌اندازی ستاره-مثلث، ابتدا موتور به صورت ستاره راه‌اندازی شده و سپس به حالت مثلث تغییر اتصال می‌دهد. این کار به منظور کاهش جریان راه‌اندازی موتور انجام می‌شود.
محاسبه جریان موتور: برای انتخاب کنتاکتور مناسب، باید جریان نامی موتور را بدانیم. این جریان معمولاً روی پلاک موتور درج می‌شود. در صورت عدم دسترسی به پلاک، می‌توان از فرمول زیر برای تخمین جریان استفاده کرد:
I = P / (√۳ * V * cosφ)
که در آن:
* I: جریان موتور (آمپر)
* P: توان موتور (وات)
* V: ولتاژ خط (ولت)
* cosφ: ضریب توان موتور
۲. فرمول‌های مربوط به انتخاب کنتاکتور:
جریان نامی کنتاکتور: جریان نامی کنتاکتور باید بیشتر از جریان نامی موتور باشد. معمولاً جریانی بین ۱.۲۵ تا ۱.۵ برابر جریان موتور برای کنتاکتور انتخاب می‌شود تا از آسیب به کنتاکتور جلوگیری شود.
ولتاژ بوبین کنتاکتور: ولتاژ بوبین کنتاکتور باید با ولتاژ مدار فرمان سازگار باشد. ولتاژهای رایج بوبین شامل ۲۴ ولت AC/DC، ۱۱۰ ولت AC و ۲۲۰ ولت AC هستند.
تعداد کنتاکت‌ها: کنتاکتور باید تعداد کافی کنتاکت باز و بسته برای مدار قدرت و مدار فرمان داشته باشد.
۳. نکات مربوط به مدار فرمان:
در مدار فرمان، از شستی‌ها، رله‌ها، تایمرها و سایر المان‌های کنترلی برای کنترل عملکرد کنتاکتورها استفاده می‌شود. برای طراحی مدار فرمان، باید منطق عملکرد مدار را به دقت مشخص کرده و سپس نقشه مدار را طراحی کرد. استفاده از نقشه‌های استاندارد و علائم اختصاری در نقشه‌های مدار فرمان، به خوانایی و درک بهتر مدار کمک می‌کند.
مثال:
فرض کنید یک موتور سه فاز با مشخصات زیر داریم:
توان: ۱۰ کیلووات
ولتاژ: ۳۸۰ ولت
ضریب توان: ۰.۸۵
با استفاده از فرمول محاسبه جریان موتور، می‌توان جریان نامی موتور را به دست آورد:
I = 10000 / (√۳ * ۳۸۰ * ۰.۸۵) ≈ ۱۷.۹ آمپر
بنابراین، برای این موتور، باید کنتاکتوری با جریان نامی حداقل ۲۲.۴ آمپر (۱.۲۵ * ۱۷.۹) انتخاب کرد.
کلام آخر درمورد مدار قدرت و فرمان کنتاکتوری
امروزه در دنیای صنعتی، شناختن مدار قدرت و فرمان کنتاکتوری کمک زیادی به کاربر می‌کند تا به طراحی نقشه مدار فرمان و قدرت بپردازد. کاربر می‌تواند جزوات و مدار فرمان pdf را از سایت معتبر دانلود و بارها آنها را مطالعه کرده و اطلاعات تخصصی خود را ارتقاء ببخشد. اکنون اگر سوالی در مورد مدار قدرت و فرمان کنتاکتوری دارید از ما بپرسید.
