تابلو برق

یکی از تجهیزات برقی جهت حفاظت تابلو برق بیمتال می باشد. بیمتال قطعه ای برقی است که بصورت سری در مدار قرار می گیرد و جهت حفاظت از موتور ها در همه تابلو برق ها به کار می رود. بیمتال از اتصال دو فلز نا همجنس با ضرایب انبساطی متفاوت ساخته می گردد و به نوعی در حرارت به هم پرس می شوند که بصورت یک تکه دیده می شوند. روال کار بیمتال ها هم به این صورت است که در اثر عبور جریان اضافه بار حرارت زیاد شده و قطعه هادی بیمتال به سمت فلز با ضریب انبساط کمتر خم می شود و با سرد شدن مجددا به حالت اول بر می گردد. بر روی بیمتال سه تیغه ی کنتاکت قدرت جهت عبور جریان سه فاز و دو عدد کنتاکت فرمان جهت استفاده در مدار فرمان قرار دارد. یک عدد کنتاکت کمکی فرمان بسته جهت قطع کردن تغذیه کنتاکتور در حالت اضافه بار و یک عدد کنتاکت کمکی باز جهت ارسال آلارم سیگنال یا نویز جهت اطلاع اپراتور قرار دارد. بیمتال عمدتا برای حفاظت موتور در حالت سه فاز بکار برده می شود و به پایین کنتاکتور وصل می شود. در صورتی که نیاز بود برای موتور تکفاز استفاده گردد تنها کافیست دو فاز بیمتال را با هم سری نماییم و سیم فاز را از آن دو فاز عبور دهیم و سیم نول را از محل کنتاکت سوم عبور دهیم، در این حالت در صورت بوجود آمدن اضافه بار و عبور جریان اضافی بیمتال عمل می کند و مدار قطع می گردد.

نوع دیگر تجهیزات حفاظت در تابلو برق، انواع بریکر ها از قبلی کلید مینیاتوری، کلید محافظ جان، کلید اتوماتیک، کلیدهای حرارتی یا راه انداز موتوری و کلید های هوایی می باشد. یکی دیگر از تجهیزات حفاظتی رله کنترل بار است.

از دیگر تجهیزات جانبی جهت حفاظت، انواع اینترلاک ها می باشند. اینترلاک ها یا مکانیکی یا الکتریکی هستند. به عنوان مثال اینترلاک کنتاکتور قطعه ای مکانیکی است که بین دو عدد کنتاکتور قرار می گیرد و اجازه نمی دهد دو کنتاکتور باهم وصل یا قطع شوند و هرگاه یکی از کنتاکتور ها وصل باشد، کنتاکتور دیگر نمی تواند به مدار بیاید.

نوع دیگری از حفاظت ها در تابلو برق ایجاد اینترلاک الکتریکی در مدار فرمان است، اینترلاک های الکتریکی از طریق استفاده از کنتاکت های فرمان بر روی تجهیزات برقی ایجاد می گردد. با در نظر گرفتن یک نقشه مدار فرمان حساب شده و کامل می توان کل مجموعه ی تابلو برق را از انواع اتفاقات ایمن و حفاظت کرد. به عنوان مثال استفاده از کنتاکت بسته کنتاکتور در مسیر تغذیه بوبین کنتاکتور دیگر سبب می شود که کنتاکتور ها با هم اینترلاک شوند و با هم به مدار نیایند و در صورتی که یکی از کنتاکتور ها در مدار باشد کنتاکتور دیگر نمی تواند وارد مدار بشود.

ابعاد یک تابلو برق صنعتی می تواند بسیار کوچک و تنها شامل یک یا چند کلید مینیاتوری یا فیوز باشد و یا بسیار بزرگ و چند سلولی شامل انواع مختلفی از تجهیزات باشد. از تجهیزاتی که جهت برق دار شدن و راه اندازی به تابلو برق نیاز دارد پمپ و یا الکترو موتور می باشد. این تابلو برق شامل تجهیزات حفاظتی مثل کنترل فاز و کنترل بار و کلید مینیاتوری و یا کلید راه انداز موتوری یا حرارتی و غیره می تواند باشد. به عنوان مثال جهت راه اندازی چند تجهیز مانند پمپ و موتور و دیگر مصرف کننده ها در ابتدا توان هر کدام از تجهیزات صنعتی در نظر گرفته می شود و به میزان برآنید توان مصرفی تمام مصرف کننده ها، یک کلید اصلی ورودی در نظر گرفته می شود. جهت تشخیص قطع یا وصل بودن فازها می توان از 3 عدد چراغ سیگنال قبل یا بعد از کلید اصلی قرار داد که در صورت وجود اختلاف ولتاژ بین هریک از فاز ها با نول، سیگنال مربوطه روشن شود. همچنین می توان از یک کنترل فاز جهت حفاظت افت ولتاژ و حفاظت اختلاف فاز و یک مولتی متر یا پاورمتر جهت نمایش المان های جریان و ولتاز و توان و فرکانس استفاده کرد. برای نمایش جریان در امپر متر یا مولتی متر برای هر یک از فاز ها یک ترانس جریان اندازه گیری یا سی تی مورد نیاز است. در ادامه برای هر یک از پمپ ها و یا موتور ها بسته به توان یا جریان نامی آن ها یک کلید حرارتی و یک کنتاکتور و یا کلید مینیاتوری و کنتاکتور به همراه بیمتال استفاده می گردد. برای توان های بالاتر از 4 اسب از مدار ستاره مثلث یا دو ضرب استفاده می شود.

راه اندازی الکترو موتور سه فاز با برق تکفاز

می توان یک الکترو موتور سه فاز را با برق تکفاز با کمک یک خازن راه اندازی کرد اما باید توجه داشت که در حالت ورودی برق تکفاز توان موتور نسبت به حالت ورودی برق سه فاز کاهش می یابد. جهت راه اندازی یک الکترو موتور سه فاز با برق تکفاز از یک خازن استفاده می گردد. نحوه ی انتخاب این خازن به این صورت است که به ازای هر اسب بخار توان موتور 50 میکرو فاراد برای ظرفیت خازن انتخاب می شود. برای مثال برای یک الکترو موتور 4 اسب، یک خازن 200 میکرو فارادی جهت راه اندازی استفاده می گردد.

موتور های سه فاز به دو صورت اتصال ستاره و اتصال مثلث راه اندازی می شوند. در روش ستاره مثلث موتور در ابتدا بصورت ستاره راه اندازی می گردد و در ادامه بصورت مثلث به کار خود ادامه می دهد.

در حالت ستاره در قسمت کلمپ الکترو موتور تیغه ها بصورت سری و به شکل زیر بهم وصل می شوند. جهت راه اندازی الکترو موتور سه فاز با برق تکفاز توسط خازن به شکل زیر عمل می کنیم.

همانگونه که در شکل بالا مشاهده می فرمایید اتصال بصورت ستاره است. سیم نول به یکی از ترمینال های ورودی متصل می گردد و سیم فاز بهمراه یک سر خازن به یکی دیگر از ترمینال ها متصل می شود. در آخر سر دیگر خازن را به آخرین ورودی موتور باقیمانده وصل می کنیم و به این ترتیب با اعمال برق تکفاز توسط خازن به الکترو موتور، موتور شروع به کار می کند. باید توجه داشت که حالت ستاره زمانی استفاده می گردد که موتور نخواهد با تمام دور خود کار کند زیرا با راه اندازی در حالت ستاره دور موتور کاهش می یابد.

در حالت مثلث ترمینال های کلمپ بصورت موازی مطابق شکل زیر سربندی می گردند. جهت راه اندازی الکترو موتور سه فاز با برق تکفاز توسط خازن به شکل زیر عمل می کنیم.

همانگونه که در شکل بالا می بینیم تیغه ها بصورت موازی وصل شده اند ولی یکی از تیغه ها برداشته شده و بجای آن خازن مناسب وصل می شود. ورودی سیم نول و فاز را به دو ورودی دیگر وصل می کنیم و به این ترتیب موتور بصورت دور نامی راه اندازی می شد. معمولا بصورت متداول از اتصال مثلث استفاده می گردد چرا که با انتخاب ستاره دور موتور کاهش می یابد.

در هر دو حالت اتصال ستاره و مثلث موتور به خوبی کار می کند ولی در حالتیکه از اتصال ستاره استفاده می کنیم که تمام توان موتور مورد نیاز نباشد و دور موتور کمتر باشد.

در مورد کنترل پمپ ها و بوستر پمپ ها و نحوه ی عملکرد مجموعه چند پمپ با هم نیز تابلو های برق کاربرد زیادی دارند. بعنوان مثال مجموعه ی چند پمپ که برای یک مجموعه در حال کار هستند می توانند بصورت پمپ های دور متغیر کار کنند. این فرآیند بوسیله اینورتر ها صورت می گیرد. برای هر کدام از پمپ های دور متغیر، یک اینورتر استفاده می گردد.