تحلیل مدار قدرت و فرمان

 

تحلیل مدار قدرت و فرمان در نقشه های برق اهمیت بسیاری دارد. برای تحلیل دقیق نقشه های برق به اطلاعاتی در مورد علائم اختصاری نقشه های الکتریکی و شمای فنی و حقیقی مدار، نقشه الکتریکی مدار فرمان و قدرت و … احتیاج داریم. ابتدا ببینیم مدار فرمان و مدار قدرت چیست و چه تفاوتی با هم دارند. 

  • فرق مدار فرمان با مدار قدرت

مدار الکتریکی از دو بخش مدار قدرت و فرمان تشکیل شده است. فرق مدار فرمان با مدار قدرت در این است که مدار فرمان شامل فیوز، کلید مینیاتوری، تایمر، بی متال و … می شود که وظیفه کنترل مدار را به عهده دارد و از برق تک فاز تغذیه می کند. مدار قدرت عموما با برق سه فاز کار می کند و تابع مدار فرمان است. با قطع مدار فرمان مدار قدرت نیز قطع می شود و می توان با استفاده از مدار فرمان، مدار قدرت را کنترل کرد.

 

بیشتر بخوانید:

نقشه های مدار

نقشه الکتریکی مدار فرمان و قدرت 

 

 

در ادامه به تحلیل نمونه های پرکاربرد از مدار قدرت و فرمان می پردازیم. اما قبل از آن با قطعات پرکاربرد در مدار قدرت و فرمان آشنا می شویم:

  • کنتاکتور

 کنتاکتور یک کلید مغناطیسی است که برای قطع و وصل مدار و کنترل و فرمان مدارهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد. این کلید از دو هسته به شکل E یا U که یکی ثابت و دیگری متحرک است تشکیل شده است که با یک فنر از هم جدا شده اند. کنتاکتور نوعی کلیدهای ساده سه فاز است که ۳ کنتاکت اصلی با قدرت برای ارتباط تجهیزات و دستگاه های الکتریکی به شبکه و همچنین تعدادی کنتاکت های کمکی جهت استفاده در طراحی مدارهای فرمان دارد. اگر دوست دارید راجع به کنتاکتور و نحوه عملکرد آن بیش تر بدانید این مقاله حتما به شما کمک می کند.

کنتاکتور اشنایدر LC1D65AM7
  کنتاکتور اشنایدر LC1D65AM7
 

برای بررسی، دریافت لیست قیمت و خرید کنتاکتور اشنایدر کلیک کنید.

برای پشتیبانی فنی با شرکت الیکا الکتریک تماس بگیرید: 

۰۳۱-۳۲۶۶۴۵۵۰

۰۳۱-۳۲۶۶۳۸۳۶

۰۳۱-۳۲۶۶۳۸۳۷


  • کلید مینیاتوری

   حفاظت از شبکه برق و تجهیزات درون شبکه و مصرف کننده ها در برابر خطرات و عوارض ناشی از اتصال کوتاه و اضافه بار مانند آسیب دستگاه یا مدار، آتش سوزی (ناشی از برق و ورود صاعقه) و برق گرفتگی مهم ترین دلیل برای حفاظت است. کلید مینیاتوری به عنوان قطع کننده و وسیله حفاظتی در مدار قدرت و فرمان برای حفاظت از مدار استفاده می شود. اگر دوست دارید راجع به کلید مینیاتوری و پارامترهای مهم در انتخاب کلید مینیاتوری بیش تر بدانید این مقاله حتما به شما کمک می کند.

کلید مینیاتوری اشنایدر 24401
کلید مینیاتوری اشنایدر مدل ۲۴۴۰۱

تماس با شرکت الیکا الکتریکبرای بررسی، دریافت لیست قیمت و خرید کلید مینیاتوری اشنایدر کلیک کنید.

برای پشتیبانی فنی با شرکت الیکا الکتریک تماس بگیرید: 

۰۳۱-۳۲۶۶۴۵۵۰

۰۳۱-۳۲۶۶۳۸۳۶

۰۳۱-۳۲۶۶۳۸۳۷


  • تایمر 

تایمر یکی از وسایل فرمان دهنده در مدار فرمان و قدرت هستند که وظیفه کنترل مدار را برای مدت زمانی معین برعهده دارند. ﮔﺎﻫﻲ اوﻗﺎت اﻧﺘﻈﺎر ﻣﻲرود ﻛﻪ ﻳﻚ مدار ﻣﺪت زﻣﺎﻧﻲ ﭘﺲ از گرفتن فرمان ﺷﺮوع ﺑﻪ ﻛﺎر ﻧﻤﺎﻳﺪ ﻳﺎ اﻳﻦ ﻛﻪ ﺑﻌﺪ از ﻣﺪت زﻣﺎﻧﻲ از ﻛﺎر ﺑﻴﺎﻓﺘﺪ. مثلا موتوری با یک سافت استارتر راه اندازی می شود و بعد می خواهیم سافت استارتر پس از راه اندازی از مدار خارج شود. در این نوع مدارهای ﺑﺮق ﺻﻨﻌﺘﻲ از ﺗﺎﻳﻤﺮ ﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد. اگر دوست دارید در مورد تایمر و نحوه عملکرد آن بیشتر بدانید این مقاله را بخوانید.


برای بررسی، دریافت لیست قیمت و خرید تایمر اشنایدر کلیک کنید.

برای پشتیبانی فنی با شرکت الیکا الکتریک تماس بگیرید: 

۰۳۱-۳۲۶۶۴۵۵۰

۰۳۱-۳۲۶۶۳۸۳۶

۰۳۱-۳۲۶۶۳۸۳۷


  • بی متال

رله بی متال برای حفاظت از موتور الکتریکی در مقابل اضافه بار استفاده می شود و به کنتاکتور متصل می شود. عملکرد بی متال اشنایدر به این صورت است که اگر جریانی بیش از حد جریان تنظیم شده روی بی متال از آن عبور کند، عمل نموده و مسیر جریان را قطع می کند. اگر دوست دارید در مورد عملکرد و ساختار رله بی متال بیشتر بدانید این مقاله مناسب شماست.

بی متال اشنایدر سری LRD
           بی متال اشنایدر سری LRD

 


برای بررسی، دریافت لیست قیمت و خرید بی متال اشنایدر کلیک کنید.

برای پشتیبانی فنی با شرکت الیکا الکتریک تماس بگیرید: 

۰۳۱-۳۲۶۶۴۵۵۰

۰۳۱-۳۲۶۶۳۸۳۶

۰۳۱-۳۲۶۶۳۸۳۷


  • شستی

پوش باتن یا شستی، وسیله ای است با مکانیزم ساده سوئیچی که برای کنترل کردن پروسه یک سیستم عملیاتی و یا یک دستگاه به کار می رود. جنس بدنه و قسمت های مختلف پوش باتن معمولا از پلاستیک یا فلز یا باکالیت مقاوم و سخت ساخته می شود.  پوش باتن های فلزی و پلاستیکی دارای کنتاکت کمکی هستند. شستی ها در مدارهای قدرت و فرمان کاربرد زیادی دارند که در مثال ها به آن ها بر می خوریم. شستی ها کاربرد و انواع مختلفی دارند که در این مقاله به طور مفصل به آن پرداخته ایم.

 
شستی استارت استوپ دوبل چراغ دار
شستی یا پوش باتن دوبل اشنایدر

برای بررسی، دریافت لیست قیمت و خرید شستی اشنایدر کلیک کنید.

برای پشتیبانی فنی با شرکت الیکا الکتریک تماس بگیرید: 

۰۳۱-۳۲۶۶۴۵۵۰

۰۳۱-۳۲۶۶۳۸۳۶

۰۳۱-۳۲۶۶۳۸۳۷


حالا که با بعضی تجهیزات پرکاربرد در مدار قدرت و فرمان آشنا شدیم، تحلیل مدار قدرت و فرمان را با چند مثال آغاز می کنیم:

انواع موتورهای الکتریکی در مدار قدرت همواره باید به ترتیب به وسیله فیوز، کنتاکتور و بی متال به شبکه وصل شوند. می توان به جای استفاده از فیوز و بی متال بطور مجزا، از کلید محافظ که هردو را شامل می شود، استفاده کرد.

در مدار فرمان نیز ابتدا باید تجهیزات حفاظتی شامل فیوز، تیغه بسته بی متال و شستی استپ قرار گیرند و برای اتصال دائمی موتور به شبکه باید تیغه خودنگهدار کنتاکتور با شستی وصل موازی وصل شود.

روتور قفس سنجابی

 

مدار شماره یک:

  • تحلیل مدار قدرت و فرمان یک موتور سه فاز آسنكرون رتور قفسی برای اتصال لحظه ای و دائم به شبکه

در این مدار فرمان در ابتدا، تجهیزات حفاظتی شامل فیوز، بی متال و شستی استپ SO قرار می گیرند. در صورتی که شستی استارت S1 فشرده شود، کنتاکتور K وارد مدار می شود و با بسته شدن کنتاکت خودنگهدار آن، این کنتاکتور به صورت دائم به شبکه وصل می شود.

اما در صورتی که شستی دوبل S۲ فشرده شود مسیر کنتاکت خودنگهدار K باز می شود و از طرفی در همان زمان مسیر تغذیه کنتاکتور K به وسیله این شستی بسته می شود تا وصل کنتاکتور K به صورت لحظه ای اتفاق بیفتد.

مدار قدرت اتصال مستقیم یک موتور سه فاز به شبکه
                                       مدار قدرت اتصال مستقیم یک موتور سه فاز به شبکه
مدار فرمان برای اتصال مستقیم یک موتور سه فاز قفس سنجابی به شبکه و با امکان قطع و وصل از دو محل
مدار فرمان برای اتصال مستقیم یک موتور سه فاز قفس سنجابی به شبکه و با امکان قطع و وصل از دو محل
مدار فرمان موتور با کارکرد دائمی و لحظه ای
       مدار فرمان موتور با کارکرد دائمی و لحظه ای

 

 نکته:

مانند آنچه در مدار فرمان موتور با کارکرد دائم و لحظه ای به چشم می خورد، هرگاه بخواهیم به صورت همزمان، در فرمان یکسان یا متفاوت قطع و وصل را به دو مکان صادر کنیم، از شستی های دوبل استفاده می کنیم. 

 

مدار شماره دو:

  • تحلیل مدار قدرت و فرمان یکی پس از دیگری

مدار یکی پس از دیگری در بسیاری از مکان ها مورد استفاده قرار می گیرد. مانند برخی ماشین های صنعتی که در آنها تا پمپ روغن برای خنک کردن راه اندازی نشود، موتور اصلی نباید راه اندازی گردد. در مدار قدرت و مدار فرمان دو موتور M۱ و M۲ که کارکرد یکی از موتورها وابسته به کارکرد موتور دیگری است. در مدار فرمان این موتورها، بازهم ابتدا تجهیزات حفاظتی قرار می گیرند و برای وابسته کردن عملکرد کنتاکتور K2 به عملکرد کنتاکتور K1، باید کنتاکت بازی از کنتاکتور K1 بر سر راه بوبین کنتاکتور K2 قرار گیرد.

در مدار فرمان اتوماتیک نشان داده شده نیز عملکرد کنتاکتور K2 وابسته به عملکرد کنتاکتور K1 است، بطوری که پس از وصل کنتاکتور K1، ابتدا تایمر K3، وارد مدار می شود و پس از سپری شدن مدت زمان تنظیم شده بر روی تایمر، تیغه باز آن K3 کنتاکتور موتور دوم K2 را وارد مدار خواهد کرد و این کنتاکتور نیز بلافاصله پس از وصل شدن، تایمر را از مدار خارج خواهد کرد.

 

مدار فرمان دستی یکی پس از دیگری
                         مدار فرمان دستی یکی پس از دیگری
مدار قدرت یکی پس از دیگری
                             مدار قدرت یکی پس از دیگری

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نکته:

دو کنتاکتور استفاده شده در مدار چپگرد راستگرد، هیچگاه نباید به صورت همزمان وارد مدار شوند. زیرا در مدار، اتصال کوتاه دو فاز پیش خواهد آمد. جهت رفع این مشکل می توان عدم عملکرد کنتاکتور ها را به یکدیگر وابسته نمود، به عبارت دیگر یکی از کنتاکت های بسته هر کدام از کنتاکتورها را بر سر راه کنتاکتور دیگر قرار داد. به این ترتیب بوبین هر کدام از کنتاکتورها که برقدار شود، مسیر تغذیه بوبین کنتاکتور دیگر را باز خواهد کرد و احتمال اتصال کوتاه از بین خواهد رفت.

تعویض آنی جهت گردش در موتورهای سنگین، معمولاً با تنش های شدید مکانیکی و همچنین کشیدن جریان بسیار زیاد از شبکه همراه است. که این امر باعث بروز آسیب های مکانیکی و الکتریکی در این موتورها خواهد شد به همین دلیل حتماً باید این موتورها ابتدا به وسیله شستی اصلی استپ، به طور کامل متوقف شوند و سپس جهت گردش آن ها تغییر نماید. به همین دلیل مدار فرمان آن ها به صورت زیر درخواهد آمد. (کنتاکت های خود نگهدار، با هر دو تیغه باز و بسته شستی های دوبل موازی می شوند)

 

 توجه:

در مدار فرمان چپگرد راستگرد چنانچه برای هر جهت گردش (برای هر کنتاکتور) یک شستی استارت همراه با تیغه خود نگهدار در نظر بگیریم، این احتمال وجود دارد که با فشردن همزمان دو شستی استارت در همان لحظه راه اندازی، معمولاً از شستی های دوبل استفاده می شود تا در همان زمان که فرمان وصل یک کنتاکتور صادر می شود، فرمان قطع کنتاکتور دیگر صادر گردد.

در موتورهای سبک (با قدرت کم) می توان جهت گردش موتور را بدون قطع مدار عوض کرد. بدین منظور، باید در مدار فرمان موتورهای سنگین تغییر کوچکی ایجاد شود و آن تغییر این است که کنتاکت های خودنگهدار تنها تیغه باز شستی های دوبل را دور بزنند در نتیجه در مدار فرمان موتورهای سبک، شستی های دوبل به گونه ای هستند که با فشار بر هر یک، ابتدا مدار کنتاکتور مقابل قطع  شده سپس جهت چرخش موتور عوض خواهد شد و با فشار همزمان بر دو شستی نیز هر دو کنتاکتور قطع خواهند شد.

 

مدار شماره سه:

  • تحلیل مدار فرمان وصل و قطع موتورها یا خاموش و روشن کردن لامپ ها فقط با استفاده از یک شستی

در این مدار فرمان از دو کنتاکتور کمکی و یک کنتاکتور اصلی استفاده می شود. کنتاکتور کمکی K1 وظیفه وصل کنتاکتور اصلی K3 و کنتاکتور کمکی K۲ وظیفه قطع کنتاکتور K3 را بر عهده دارد. با فشار اول بر روی شستی کنتاکتور کمکی K1 وارد مدار شده، با بسته شدن کنتاکت باز آن در مسیر ۵ کنتاکتور اصلی (K۳) وارد مدار می شود.

با ورود کنتاکتور K3 به مدار، کنتاکت باز آن در مسير ۳ بسته می شود تا شرایط را برای ورود کنتاکتور کمکی K۲ در مرحله بعد فراهم نماید و همزمان کنتاکت بسته آن بر سر راه کنتاکتور کمکی K1 باز می شود تا در مرحله دوم، دیگر کنتاکتور K۱ وارد مدار نشود.

با فشار مجدد بر شستی ۱، این بار کنتاکتور کمکی K۲ وارد مدار می شود و با باز شدن کنتاکت بسته آن در مسیر ۵، کنتاکتور اصلی K۳ قطع می گردد. برای جلوگیری از ورود همزمان K۱ و K۲، کنتاکت بسته ای از هر کدام بر سر راه دیگری قرار خواهد گرفت (در مسیرهای ۱ و ۳).

 

مدار فرمان برای وصل و قطع با استفاده ازیک شستی
                       مدار فرمان وصل و قطع با استفاده از یک شستی

 

مدار شماره چهار:

  • تحلیل مدار قدرت و فرمان ترمز با جریان مستقیم یک موتور القایی سه فاز

برای انجام ترمز با جریان مستقیم، سیم پیچ استاتور از شبکه قطع و به یک منبع جریان مستقیم وصل میشود با توجه به اینکه میدان دوار استاتور تبدیل به یک میدان ثابت می شود، قانون لنز ایجاب می کند که برای تضعیف القای ولتاژ و جریان در میله ها یا سیم بندی رتور، رتور باید همانند میدان استاتور بدون حرکت شود.

سیم پیچ های استاتور را می توان به یکی از چهار صورت شکل زیر به ولتاژ DC اتصال داد. در شکل زیر برای هر یک از حالت های اتصال سیم بندی استاتور، اندازه ولتاژ و جریان منبع مورد نیاز نیز بر حسب جریان نامی ( IN ) و مقاومت اهمی سیم پیچی هر فاز R۱ داده شده است.

مدار قدرت ترمز با جریان مستقیم در شکل نشان داده شده است. در این مدار کنتاکتورهای KIM و KYM هیچگاه نباید همزمان با هم وارد مدار شوند.

در مدار فرمان ترمز با جریان مستقیم برای جلوگیری از ورود همزمان، باید کنتاکت بستهای از هر کنتاکتور، بر سر راه کنتاکتور دیگر قرار گیرد. همچنین در این مدار فرمان برای آنکه در لحظه شروع به کار نیز دو کنتاکتور KIM و KYM همزمان وارد مدار نشوند باید از دو شستی دوبل بر سر راه کنتاکتورها استفاده شود. تایمر وظیفه بی برق نمودن کنتاکتور منبع DC و همچنین بی برق نمودن خود را در انتهای کار و پس از توقف موتور بر عهده دارد.

مدار فرمان و قدرت ترمز با جریان مستقیم یک موتور القایی سه فاز
                            مدار فرمان و قدرت ترمز با جریان مستقیم یک موتور القایی سه فاز

 

مدار شماره پنج :

  • تحلیل مدار قدرت و فرمان ترمز با جریان مخالف ( با تعویض جای دو فاز)

در یک موتور سه فاز چنانچه جای دو فاز تغذیه کننده سیم بندی استاتور عوض شود، جهت چرخش میدان دوار و در نتیجه جهت چرخش محور موتور عوض خواهد شد.

مدار فرمان و قدرت ترمز با جریان مخالف
                                                           مدار فرمان و قدرت ترمز با جریان مخالف

 

مدار شماره شش:

  • تحلیل مدار فرمان موتور با دو شستی وصل همزمان یا با تاخیر

در برخی مدارات فرمان مانند مدار فرمان پرس های هیدرولیک برای حفاظت افراد و بویژه دستهای آنها، از دو شستی که با یکدیگر سری شده اند بهره می گیرند که برای وصل شدن کنتاکتور و راه اندازی موتور باید حتما دو شستی وصل همزمان یا با تاخیر بسیار کم نسبت به یکدیگر استفاده شوند.

مدار فرمان با دو شستی استارت برای حفاظت افراد
        مدار فرمان با دو شستی استارت برای حفاظت افراد

چنانچه در لحظه ای که موتور متوقف می شود، سیم بندی استاتور از شبکه جدا گردد، موتور متوقف خواهد ماند. مدار قدرت ترمز با جریان مخالف همان مدار قدرت چپگرد، راستگرد است با این تفاوت که در اینجا از یک کلید تابع دور (گریز از مرکز) نیز استفاده می شود.

در زمانی که جای دو فاز عوض می شود و موتور برای تعویض جهت چرخش خود، لحظه ای متوقف می گردد، سیم بندی استاتور با استفاده از کلید گریز از مرکز از شبکه جدا خواهد شد. کنتاکت باز کلید گریز از مرکز بر سر راه کنتاکتور تغییر دهنده جهت چرخش (KYM) قرار می گیرد. با سرعت گرفتن موتور، این کنتاکت، بسته می شود و در زمان توقف موتور این کنتاکت مجدداً باز خواهد شد تا موتور کاملاً بی برق شود.

در مدار فرمان فوق. ، در صورتی که تنها یکی از شستيها فشرده شود یا فشار شستیها بطور همزمان صورت نگیرد، تایمری وارد مدار خواهد شد (KiT). این تایمر پس از تأخير زمانی بسیار کوتاهی مثلاً ۰٫۵ ثانیه عمل کرده و با باز کردن تیغه باز خود بر سر راه کنتاکتور اصلی (KIM)، دیگر امکان وصل شدن این کنتاکتور را نخواهد داد.

 

 

مدار شماره هفت:

  • تحلیل مدار قدرت و فرمان ماشین تراش

مدار قدرت و فرمان ماشین هائی که در آنها بوسیله یک موتور، حرکت رفت و برگشت به سمت چپ و راست یا بالا و پائین بدون توقف وجود دارد (مانند قلم گیر ماشین تراش، بالا برها و …) در ادامه بررسی می شوند. تنها تفاوتی که مدار فرمان این ماشین ها با مدار فرمان چپگرد – راستگرد دارند، استفاده از لیمیت سویچ هایی بر سر راه کنتاکتورهای چپگرد و راستگرد می باشد. هنگامی که بخش متحرک به انتهای مسیر خود می رسد با لیمیت سوئیچ او که به صورت دوبل می باشد، برخورد می کند، در نتیجه ابتدا تیغه بسته لیمیت سوئیچ S1، کنتاکتور KIM را قطع می کند و در همان لحظه تیغه باز ای مانند یک شستی استارت کنتاکتور KM را برقدار می کند تا جهت چرخش موتور عوض شود و بخش متحرک مجددا به سر جای خود بازگردد.

با رسیدن بخش متحرک به سرجای خود، لیمیت سوئیچ دیگری (۱۲) فشرده می شود و با فشار بر این لیمیت سوئیچ، تیغه بسته آن باز شده، کنتاکتور KTM بی برق می شود.

مدار فرمان ماشین هایی که در آنها بوسیله یک موتور حرکت رفت و برگشت وجود دارد
                  تحلیل مدار قدرت و فرمان ماشین تراش

نکته:

برای محدود کردن حرکت بخش متحرک در ماشین هایی که حرکت رفت و برگشتی به طرف بالا و پائین یا چپ و راست دارند، از لیمیت سوئیچ استفاده می شود. همچنین مدار فرمان و مدار قدرت در این موتورها تا حد بسیار زیادی شبیه به مدار قدرت و مدار فرمان چپگرد – راستگرد می باشند.

 

در صورتی که سوالی در خصوص مطالب بیان شده دارید می توانید در قسمت نظرات از ما بپرسید یا با ارائه پیشنهادات خود، ما را در بالا بردن کیفیت مقالات یاری کنید. 

مقالات مرتبط

نظرات