کنترل فاز
کنترل فاز، مبحثی مهم در حفاظت از جان انسان ها و مراقبت از تجهیزات برقی است. پر واضح است که اگر انرژی الکتریکی مورد استفاده از سوی مصرف کننده نهایی به درستی مدیریت نشود، مشکلات و تلفاتی برای کاربران و بارها ایجاد خواهد کرد. امروزه در جامعه ای زندگی می کنیم که استفاده از برق در صنایع مختلف و حتی در منازل، حرف اول را می زند. با افزایش استفاده از برق، نیاز به مراقبت از تجهیزات برقی نیز بیشتر احساس می شود.
از جمله مشکلاتی که بسیاری از کارخانه های صنعتی با آن مواجه شده اند، گرم شدن بیش از اندازه و آسیبی است که از خرابی فازها نشات می گیرد. در این مواقع، از سیستم های قطع کننده مدار و دستگاه هایی مانند رله اضافه بار به منظور محافظت استفاده می شود. هر چند بارهای الکتریکی، به چیزی فراتر از این نیاز دارند که هم الکتریکی باشد و هم بسیار سریع. کنترل فاز، نوعی رله نظارت و کنترل است که برای کاربردهای سه فاز و تک فاز از آن استفاده می شود.
کاربرد رله کنترل فاز، حفاظت از الکتروموتور است. بهتر است بگوییم حفاظت از الکتروموتور در مقابل اختلالات ولتاژی. مراقبت از الکتروموتور، به صورت کاملاً الکترونیکی انجام می شود. کنترل فاز، در صورت بروز مشکل، مدار فرمان را قطع خواهد کرد.
مشکلات احتمالی که ممکن است الکتروموتور با آن رو به رو شود، عبارت اند از:
- افزایش یا کاهش بیش از اندازه ولتاژ
- اعلام افزایش ولتاژ با نشانه <U
- اعلام کاهش ولتاژ که با علامت >U
- قطع یک فاز در داخل مدار
- عدم تعادل در ولتاژها
- انتقال فازها
استفاده از رله کنترل فاز چه مزایایی دارد؟
وقتی دور سیم پیچ های موتور افزایش می یابد، گرمای زیادی ایجاد خواهد شد و وقتی درجه حرارت، به حد اضافی می رسد، موتور سیستم آسیب می بیند و خراب می شود. این آسیب ها، جبران ناپذیراند و در آخر، شرایط را برای کوتاه شدن سیم پیچ ها و خرابی موتور مهیا خواهند کرد.
گاهی ممکن است اثرات زمان واحدهای اضافه بار حرارتی کمی کند گردد. در این شرایط رله کنترل، در برابر حرارت بیش از اندازه ای که توسط جریان بالا ایجاد شده، نقش محافظتی خود را به بهترین و موثرترین شکل ممکن انجام خواهد داد.
مزایای استفاده از رله کنترل فاز:
- کمک به افزایش طول عمر موتور
- افزایش ایمنی در مدارهای الکتریکی
- کاهش هزینه های تعویض و تعمیر موتور
- به حداقل رساندن زمان خرابی ناشی از ایرادات موتور
- کاهش خطر آتش سوزی و برق گرفتگی متاثر از کوتاهی سیم پیچ های موتور
آشنایی با نحوه کار رله کنترل فاز
رله کنترل فاز، سیگنال های ورودی را دریافت کرده و آن ها را تعیین می کند. کمی که می گذرد، سیگنال ها به میزان مشخصی می رسند و ثابت می شوند. در این زمان، مخاطب خروجی موقعیت خود را تغییر خواهد داد. این خروجی به کنتاکتورها و کلیدهای باز کننده متصل می گردد و یا یک خروجی اعلان، به PLC فرستاده می شود.
رله کنترل فاز، یک یا چندین خروجی رله دارد که اغلب در پیکربندی ایمن آسیب دیدگی قرار می گیرند. وقتی شرایط تغذیه در دایره تلورانس های مورد قبول باشد، رله ها می توانند مدار را روشن کنند و آن را ببندند. در یکی از خطاهای کنترل فاز، خروجی ها باز خواهند شد و در این لحظه، مدار قطع می شود. سپس ماشین آلات یا سیستم کنترل، در آخر خط خاموش شده و از هر آسیبی که ناشی از شرایط نامتعادل تغذیه است، جلوگیری خواهد شد.
انواع رله کنترل فاز چیست؟
رله کنترل فاز، انواع گوناگونی دارد که هر یک از آن ها، عملکرد خاصی در حفاظت از الکتروموتور نشان می دهند.
انواع رله کنترل:
- رله توالی فاز: در زمان شروع به کار، یک توالی فاز نامناسب و یا یک تغییر دنباله فاز در موقع کار، کافیست تا موتور سه فاز سیستم، دچار چرخش معکوس گردد. کار در جهت معکوس، به برخی موتورها و یا بارهایی مثل کمپرسورهای پیچی، پمپ ها و فن ها آسیب می زند. عملکرد در حالت توالی فاز نادرست، برخی قطعات دستگاه را شل می کند و آن ها را در موقعیت های خطرناکی قرار می دهد. راه حل این مسئله، نظارت دائمی توالی فاز است. شما می توانید با استفاده از یک کنتاکتور و دستگاه پایش، وارد عمل شوید و با بهره مندی از رله توالی فاز، مسئله را به ساده ترین شکل ممکن رفع نمایید.
- رله پایش ولتاژ: کلیه تجهیزات برقی، وقتی به صورت مداوم در سطوح ولتاژ نادرست کار می کنند، آسیب می بینند. قله های ولتاژ، قطعات الکترونیکی را از میان خواهد برد و حتی به عایق دستگاه الکترونیکی صدمات زیادی می زند. در این شرایط، سطح ولتاژ و دما و زمان حاصل از آن، عوامل تعیین کننده هستند. روشن نشدن موتور و عملکرد نادرست کنتاکتور، احتمالاً ناشی از ولتاژ پایین است. کمبود ولتاژ، حرارت ایجاد می کند و این موضوع، آسیب های حرارتی را سبب شده و وضعیت تجهیزات را نامشخص خواهد کرد.
- رله عدم تعادل فاز: در صورتی که منبع تغذیه با استفاده از سیستم سه فاز، به علت عدم توزیع متقارن بار از تعادل خارج شود، موتور، بخشی از انرژی را تبدیل به توان فعال خواهد کرد که البته این نیرو بدون بهره برداری، باقی نمی ماند و سریعاً از بین می رود. در نتیجه، موتور با تنش حرارتی بیشتری مواجه خواهد شد. تخریب موتورهای AC، از پیامدهای ناشی از عدم تعادل فاز است. معمولاً کارشناسان توصیه می کنند که برای عدم تعادل بالاتر از 5 درصد، حتماً موتور خاموش شود. در این مواقع، تنها رله های مانیتورینگ با نظارت و کنترل عدم تعادل فاز قادر به متوقف کردن موتور پیش از آسیب رسیدن به آن هستند. کنترل مطمئن در برابر عدم تعادل فاز، موجب افزایش طول عمر موتور شده و آسیب های هزینه بر را به حداقل می رساند.
- رله خرابی فاز: خراب شدن فاز و از دست رفتن آن، گاه به دلیل آسیب دیدگی مکانیکی تجهیزات، ایرادات سیم پیچ ترانسفورماتور، سوختن فیوزها و… رخ دهد. وقتی یک فاز از بین می رود، یک موتور سه فاز قادر به شروع کار نیست و حتی ممکن است تحت بار کار نکند. البته در مواردی هم ممکن است موتور به صورت نامتقارن چرخش خود را ادامه دهد. در صورت توقف موتور، مقاومت الکتریکی از یک موتور دوار بسیار کمتر خواهد بود. به همین دلیل جریان نامی تا حدود 600 درصد جریان نامی موتور افزایش می یابد و سیم پیچ موتور را در چند ثانیه نابود می کند. توصیه می شود که موتور هرگز در هنگام خرابی فاز روشن نشود و نیز برق موتوری که با مشکل خرابی فاز رو به رو می شود، قطع گردد.
درباره نقشه کنترل فاز
کسانی که قصد استفاده از رله کنترل را دارند، باید با چگونگی بستن کنترل فاز با کنتاکتور به خوبی آشنا باشند و اصول آن را بدانند. تنظیم کنترل فاز نیز موضوع مهمی است و بسیار جای بحث دارد. در این قسمت با دو مورد از بهترین نقشه های کنترل فاز آشنا خواهید شد که اولین آن، نقشه کنترل فاز شیوا امواج می باشد.
در ابتدا بگذارید نقشه کنترل فاز شیوا امواج را برایتان توضیح دهیم. شما، به 3 فاز ورودی نیاز دارید. در بخش خروجی، پایه های 15 و 18، باید مثل کلید استارت به کنتاکتور وصل شود. (در رله خروجیNO) بعد از سیم کشی نوبت به تنظیم رله کنترل می رسد. به این منظور دو پارامتر میزان حساسیت به عدم تقارن فاز و زمان وصل رله، تنظیم خواهد شد.