انواع کلیدهای صنعتی

 

انواع کلیدهای صنعتی

 

کلیدهای ساده به دو دسته لحظه ای و دائمی تقسیم می شوند. برای آنکه یک کلید بطور لحظه ای عمل کند، نیروی مکانیکی دائمی لازم نیست، مانند شستی زنگ. اما کلیدهای ساده دائمی، کلیدهایی هستند که برای تغییر حالت آن ها از وصل به قطع و یا بالعكس به یک نیروی دائمی نیاز است.

این کلیدها از نظر ساختمان داخلی به شکل های مختلف اهرمی یا تیغه ای، غلطکی، زبانه ای و غیره ساخته می شوند.

 

  • کلید اهرمی (تیغه ای)

کلید تیغه ای از ساده ترین نوع کلید ها می باشد. ساختمان و نحوه کار آن بدین صورت است که تیغه های کاردی شکل، بر روی محور گردانی سوار شده است. گردش محور توسط اهرم، باعث اتصال تیغه های کاردی شکل به کنتاکت های ثابت می شود.

 

کلید اهرمی یا تیغه ای

 

شکل (۱) نمونه ای از کلید اهرمی یا تیغه ای

 

 

  • کلید غلطکی

این کلید از یک یا چند غلطک عایق که توسط یک اهرم حول محوری می چرخند، تشکیل شده است. بر روی غلطک ها نوارهای هادی در محل های مناسب تعبیه شده است.

با حرکت غلطک اگر قسمت فرورفته غلطک (عایق) در برابر کنتاکت های ثابت قرار گیرد، دو کنتاکت از یکدیگر قطع و اگر قسمت هادی در برابر کنتاکت های ثابت قرار گیرد دو کنتاکت به یکدیگر متصل می شوند.

 

 

  •  کلید زبانه ای

کلید زبانه ای از اهرم، صفحه زبانه دار، کنتاکت های متحرک و ثابت و فنر تشکیل شده است. قطع و وصل کنتاکت ها در این کلید بدون اصطکاک مکانیکی انجام می شود. به همین دلیل طول عمر و مرغوبیت این کلیدها بیشتر است.

 

 

 

شکل (۲) بخش های یک کلید زبانه ای

 

 

 توجه:

از جمله کلیدهای دیگری که برای قطع کردن مدارهای پر قدرت به کار می رود کلید دژنکتور (بریکر) و سکسیونر می باشد. 

کلید دژنکتور به دلیل داشتن مکانیزم خاموش کننده جرقه قادر است مدار را تحت بار یا در زمان عبور جریان از آن قطع کند. اما کلید سکسیونر هیچگاه نباید تحت بار، مدار را قطع کند، زیرا به مکانیزم خاموش کننده جرقه مجهز نمی باشد.

 

کاربرد سکسونیر

 

شکل (۳) نمونه ای از سکسیونر 

 

 

 

دژنکتور چیست

 

شکل (۴) دژنکتور

 

 

  • استفاده عملی از کلیدهای سه فاز

کاربردهای عمده کلیدهای سه فاز را می توان در موارد زیر خلاصه نمود:

۱- اتصال مصرف کننده های سه فاز به شبکه (با صرف نظر از نوع اتصال داخلی مصرف کننده )

۲- راه اندازی موتورهای سه فاز آسنکرون بصورت ستاره مثلث

٣- تغییر جهت گردش موتورهای سه فاز

 ۴- تغییر سرعت یا دور موتورهای سه فاز آسنکرون

 ۵- ترمز موتور های سه فاز

 

 

  • اتصال مصرف کننده های سه فاز به شبکه

برای اتصال مصرف کننده های سه فاز به شبکه با صرف نظر از نوع اتصال مصرف کننده از کلید سه فاز ساده (اون) استفاده می شود. این کلید دارای شش کنتاکت بوده که معمولاً سه کنتاکت ورودی سه فاز آن با حروف R و S و T یا L ، داو داو کنتاکت های خروجی برای وصل به تخته کلم موتور با حروف ، ۷ و ۷ نامگذاری می شوند. این کلید با علامت  اتصال مصرف کننده های سه فاز به شبکه نیز نشان داده می شود.

 

 

  •  راه اندازی موتورهای سه فاز آسنکرون 

یکی از ساده ترین روش های راه اندازی موتورهای آسنکرون رتور قفسي، راه اندازی با استفاده از کلید ستاره مثلث می باشد.

این کلید ابتدا سیم پیچ های موتور را بصورت ستاره اتصال داده و آن ها را به شبکه سه فاز وصل می کند و پس از اینکه دور موتور به حالت نرمال رسید با تغییر حالت کلید از ستاره به مثلث سیم پیچ های موتور را به صورت مثلث تغيير اتصال می دهد.

 

 

  • اتصال مستقیم یک موتور سه فاز به شبکه با استفاده از کلید زبانه ای

برای اتصال این کلید به موتور، ولتاژ سه فاز را به پیچ های L1، L2، L3 متصل می کنیم و ۶ ترمینال تخته کلم را به ترمینال های Z، Y، X، U، V، W متصل می کنیم. این کلید با علامت    اتصال مستقیم یک موتور سه فاز به شبکه با استفاده از کلید زبانه ای  مشخص می شوند.

 

 

 

مدار اتصال مستقیم یک موتور سه فاز به شبکه با استفاده از کلید زبانه ای

 

شکل (۵) اتصال مستقیم یک موتور سه فاز به شبکه با استفاده از کلید زبانه ای

 

 

 توجه:

 کلیدهای ستاره مثلث را برای موتورهایی می توان به کار برد که سیم پیچ هر فاز آن ها قدرت تحمل ولتاژ خط شبکه را داشته باشد، به عبارت دیگر ولتاژ مجاز سیم پیچ هر فاز آن ها برابر با ولتاژ خط شبکه باشد. در صورتی که ولتاژ خط شبکه ۳۸۰ ولت باشد، بر روی پلاک موتور معمولاً عبارت Δ ۳۸۰ یا ۳۸۰/۶۶۰ نوشته می شود (عدد کمتر همواره حداکثر ولتاژ مجاز سیم پیچ هراز را نشان می دهد).

 

 

مدار کلید چپگرد راستگرد غلطکی

شکل (۶) کلید چپگرد – راستگرد غلطکی

 

 

 

مدار کلید چپگرد- راستگرد اهرمی

 

شکل (۷)  کلید چپگرد – راستگرد اهرمی

 

 

 توجه:

 موتورهای سه فاز آسنكرون را با توجه به قدرت و ولتاژشان می توان به شیوه های مختلفی راه اندازی نمود. 

 

 

  • تغییر جهت گردش موتورهای سه فاز

برای تغییر جهت گردش موتورها از کلیدهایی با علامت ⅼ-O-II یا استفاده می شود. تعداد کنتاکت های این کلیدها (تعداد ترمینال ها) معمولاً ۱۰ عدد می باشد. در این کلیدها با عوض شدن جای دو فاز، جهت گردش موتور عوض خواهد شد.

 

 

  • تغییر سرعت موتورهای سه فاز آسنکرون

 از آن جا که سرعت موتورهای الکتریکی جریان متناوب به فرکانس ولتاژ و همچنین تعداد قطب موتور بستگی دارد، پس می توان با تغییر هر کدام از این پارامتر ها، سرعت یا دور موتور را تغییر داد.

در عمل تغییر تعداد قطب ها بویژه در موتورهای رتور قفسه ای، ساده تر و امکان پذیرتر می باشد. برای تغییر تعداد قطب ها در موتور هم می توان از دو یا چند سیم بندی مجزا که هریک بر اساس تعداد قطب خاصی محاسبه شده اند، استفاده نمود و هم می توان تنها از یک سیم بندی با اتصال خاص به نام سیم بندی دالاندر بهره گرفت.

در این سیم بندی برای تغییر تعداد قطب ها کافی است اتصالات سیم بندی سه فاز موتور مانند آنچه در شکل () نشان داده شده است تغییر نماید.

در سیم بندی دالاندر معمولاً برای تولید تعداد قطب بیشتر (دور کند)، اتصال سیم پیچ های سه فاز استاتور به صورت مثلث و برای تولید تعداد قطب کمتر (دور تند) اتصال سیم پیچ های استاتور به صورت ستاره دوبل خواهد بود.

 

 

 

شکل (۸) اتصالات داخلی کلید دالاندر

 

 

 

  •  راه اندازی موتورهای تک فاز با کلیدهای ساده

برای راه اندازی یک موتور تک فاز علاوه بر سیم پیچ اصلی از یک سیم پیچ کمکی یا راه انداز نیز که با سیم پیچ اصلی حدود ۹۰ درجه اختلاف فاز الکتریکی دارد، استفاده می شود.

برای افزایش گشتاور راه اندازی و کارکرد متعادل موتور تک فاز می توان از خازن یا خازن هائی نیز در کنار سیم پیچ کمکی استفاده کرد. حالت های مختلف اتصال خازن به سیم بندی کمکی موتور تک فاز در شکل (۹) نشان داده شده است.

 

 

حالت های مختلف اتصال خازن به سیم بندی کمکی موتور تک فاز

 

شکل (۹) حالت های مختلف اتصال خازن به سیم بندی کمکی موتور تک فاز

 

 

 توجه:

اگر برای هر اسب بخار قدرت موتور، از خازنی به قدرت یک کیلووار استفاده شود، گشتاور اولیه به ۷۰ درصد گشتاور نامی موتور می رسد، و با افزایش ظرفیت خازن راه انداز، می توان گشتاور اولیه را تا ۱۰۰ درصد نیز افزایش داد.

 

 

  • راه اندازی موتورهای سه فاز با ولتاژ تک فاز 

با تغییر اتصالات فازهای یک موتور سه فاز و اضافه نمودن یک خازن می توان یک موتور سه فاز را با برق تک فاز راه اندازی نمود.

جهت چرخش موتور، بستگی به شاخه هایی دارد که خازن به آن متصل است. حالت های مختلف تغيير اتصالات موتور سه فاز برای کار با برق تک فاز در شکل (۱۰) نشان داده شده است.

 

 

راه اندازی یک موتور سه فاز به صورت تک فاز و با استفاده از دو خازن

 

شکل (۱۰) راه اندازی یک موتور سه فاز به صورت تک فاز و با استفاده از دو خازن

 

 

 

  نکته:

برای هر کیلووات توان موتور در ولتاژ شبکه ۱۰۰ ولت، ۲۵۰ میکروفاراد و در ولتاژ شبکه ۲۲۰ ولت، ۷۰ میکروفاراد و در ولتاژ ۳۸۰ ولت شبکه، ۲۲ میکروفاراد ظرفیت برای خازن انتخاب می شود.

در این حالت توان موتور با برق تک فاز ٪ ۸۰ توان آن با برق سه فاز است و بسته به تعداد قطب ها، گشتاور راه اندازی بین % ۲۵ تا %۶۰ گشتاور نامی موتور خواهد بود.

 

 

  •  ترمز موتورهای سه فاز با کلیدهای ساده 

در صورتی که همزمان با قطع موتورهای سه فاز از شبکه، یک ولتاژ DC به سیم پیچ های موتور اعمال شود، محور موتور بلافاصله متوقف خواهد شد یا اصطلاحاً ترمز خواهد شد. چنین روش ترمزی، ترمز جریان مستقیم یا ترمز DC نامیده می شود.

همچنین در صورتی که برای لحظاتی کوتاه محل اتصال سیم پیچی دوفاز از سه فاز موتور را به شبکه با یکدیگر تعویض کنیم یا به اختصار جای دو فاز موتور سه فاز را عوض کنیم، به دلیل به وجود آمدن یک نیروی مخالف بر اثر معکوس شدن جهت چرخش میدان دوار موتور، باز هم موتور ترمز می شود.این شیوه توقف موتور، ترمز با جریان مخالف نامیده می شود.

این دو شیوه ترمز را می توان به کمک کلیدهای غلطکی و زبانه ای اجرا نمود که با اضافه کردن یک خازن دیگر که ظرفیت آن در حدود دو برابر ظرفیت خازن روی موتور است، می توان گشتاور راه اندازی موتور را به طور محسوسی افزایش داد. باید توجه داشت که این خازن باید پس از چند لحظه که سرعت موتور، افزایش می یابد از مدار خارج شود تا موتور داغ نکند.

 

 

  • کلیدهای مرکب

کلیدهای مرکب کلیدهایی هستند که نیروی مکانیکی جهت قطع وصل را از انرژی واسطه ای مانند الکتریسیته دریافت می کنند. نمونه ای از این کلیدها کنتاکتور یا کلید مغناطیسی است که با استفاده از آن می توان برای برنامه ریزی و کنترل نحوه کار کرد دستگاه ها و تجهیزات الکتریکی، مدارهای فرمان متنوعی را به صورت اتوماتیک و دستی طراحی نمود.

مدارهای فرمان، مدارهایی هستند که به کمک آن ها می توان نحوه کار بسیاری از دستگاه ها و تجهیزات الکتریکی را برنامه ریزی و کنترل نمود. برای طراحی مدارهای فرمان، از وسایل مختلفی استفاده می شود که مهمترین آنها کنتاکتور است.

از دیگر وسایلی که در مدارهای فرمان به کار می رود می توان به موارد زیر اشاره کرد:

شستی استپ و استارت، رله حرارتی، رله مغناطیسی، لامپ های سیگنال، فيوزها، لیمیت سوئیچ ها، کلیدهای تابع فشار، کلیدهای شناور، تایمرها، کلیدهای تابع حرارت، چشم های الکتریکی و کلیدهای تابع دور (کلید گریز از مرکز).

 


بیشتر بخوانید:

انواع کلیدهای الکتریکی صنعتی


 

 

مقالات مرتبط