دانلود رایگان فایلهای متلب

رمز sim-power.ir

عنوان :

 

گزارش کار کارآموزی (آشنایی با تاسیسات الکتریکی)

 

تهیه و تنظیم:

مجید یگانه

 

بخش اول : آشنایی با تاسيسات الكتريكي

آشنايي با جريان سه فاز

جريان سه فاز در مداري كه سيم بندي القاء شونده آن (آرميچر) از سه دسته سيم پيچ جدا كه هر كدام نسبت به هم 120 درجه الكتريكي اختلاف فاز دارند تهيه مي شود.

انواع اتصال در سيستم سه فاز

در سيستم سه فاز معمولاً‌ از سه نوع اتصال استفاده مي شود :

الف- اتصال ستاره

ب- اتصال مثلث

ج- اتصال مختلط

-محاسبه جريان و ولتاژ در اتصال ستاره

همانطور كه مي دانيم در اتصال ستاره اختلاف سطح هر فاز با سيم نول ولتاژ فازي (UP) و اختلاف سطح هر فاز با فازي ديگر ولتاژ (Ul) را تشكيل مي دهند. مقدار ولتاژ خط از مجموع دو ولتاژ فازي بدست مي آيد. به همين جهت براي بدست آوردن مقدار Ul بايد برآيند دو ولتاژ فازي را رسم و مقدار آن را محاسبه نماييم. بدين ترتيب كه يكي از بردارها را در امتداد و به اندازه خودش رسم كرده و سپس بردار را با بردار پهلويش رسم مي كنيم. رابطه روبرو برقرار است :

اما جرياني كه از هر كلاف عبور مي كند همان جريان خط مي باشد. يعني در اتصال ستاره جريان خط مساوي جريان فاز است .             IL=IP

-محاسبه جريان و ولتاژ در اتصال مثلث

در اين روش كلافهاي مصرف كننده يا مولد به شكل مثلث قرار مي گيرند. همانطور كه مي دانيم ولتاژ خط UL در اتصال مثلث همان ولتاژي است كه در دو سر كلاف قرار دارد يعني در اتصال مثلث ولتاژ خط برابر با ولتاژ فاز است :             UL = UP

اما جرياني كه از هر خط مي گذرد مجموع برداري جريان دو كلاف بعدي است. پس جريان هر خط 73/1 برابر جريان هر فاز است :

-اتصال مختلط تركيبي از اتصالهاي ستاره و مثلث مي باشد.

توان در مدارهاي سه فاز

در يك اتصال سه فاز توان كل از مجموع توانهاي هر فاز بدست مي آيد : P = P₁+P₂+P₃    

اگر بار متعادل باشد داريم :     P₁ = P₂ = P₃ = Pph

پس توان كل مي تواند سه برابر توان هر فاز باشد :     P = 3Pph

P = Up.lp.COS (j)

در اتصال ستاره توان بصورت زير بدست مي آيد :

و           ip=iL

در اتصال مثلث هم رابطه بالا صادق مي باشد.

روشهاي اندازه گيري توان

معمولاً براي اندازه گيري در سيستم سه فاز از دو روش زير استفاده مي كنند :

الف- روش چهار سيم (3 واتمتري)

ب- روش سه سيم (2 واتمتري)

الف- روش چهار سيم :

در اين روش با استفاده از 3 واتمتر كه سر راه هر فاز قرار مي گيرد و سيم نول توان هر فاز جداگانه اندازه گيري شده و مجموع اين سه واتمتر توان كل مي باشد. اگر بار كاملاً متعادل باشد هر سه واتمتر داراي مقادير مساوي مي شوند. پس در يك بار متعادل فقط از يك واتمتر هم مي توان استفاده كرد.

ب- روش سه سيم :

در اين روش بدون سيم نول عمل مي شود. دو واتمتر كه هر كدام بين دو فاز قرار مي گيرد البته فاز وسط براي فازهاي اول و سوم مشترك است توان كل از مجموع دو واتمتر بدست مي آيد.

مزاياي سيستم سه فاز

• در جريان تكفاز مقدار قدرت لحظه اي در قسمتهايي به صفر مي رسد اما در جريان سه فاز هيچگاه توان لحظه اي صفر نمي شود چون اگر يكي از فازها مقدارش به صفر برسد فازهاي ديگر داراي مقادير هستند.
• راه اندازي موتورهاي آسنكرون : مي دانيم كه براي گردش موتورهاي آسنكرون احتياج به ميدان دوار است كه اين ميدان با جريان تكفاز ساخته نمي شود.
• تبديل جريان متناوب به جريان مستقيم : دامنه يكسو در تبديل سيستم سه فاز به جريان مستقيم داراي ضربان كمتري نسبت به جريان يكسو شده توسط جريان متناوب تكفاز بوده و ضريب بهره آن زياد است.

عايق كابلها

براي پوشش عايقي سيم ها از پلاستيك / لاستيك و يا از كاغذ استفاده مي شود. امروز كابل با عايق پلي وينل pvc بيشتر از كابلهاي ديگر بكار مي رود. عايق ديگري بنام پلي اتيلن نيز وجود دارد. عايق اكثر كابلهاي جريان قوي از كاغذ آغشته به روغن تهيه مي شود.

از عايق لاستيكي در جاهايي كه احتياج به چرخش زياد باشد نيز استفاده مي كنند.

ساختمان كابلهاي فشار قوي و حفاظت آنها :

قسمت اصلي ساختمان كابلها هادي و عايق آن است. ضمناً كابل را بايد در مقابل پديده هاي زير حفاظت نمود :

الف- حفاظت در مقابل فشار و ضربه هاي مكانيكي

ب- حفاظت در مقابل زنگ زدگي و اكسيد شدن هادي

پ- حفاظت در مقابل اثرات شيميايي و پوسيدگي

ت- حفاظت در مقابل اثرات ميدان الكتريكي و اتصال كوتاه شدن و ميدان هاي خارجي و جريان زياد

علايم اختصاري كابلها

علايم اختصاري كابلهاي لاستيكي و پلاستيكي به شرح زير است :

1-كابل با هادي مسي مطابق استاندارد VDE	N
2-كابل با هادي آلومينيومي مطابق استاندارد	NA
3-عايق پروتودور PVC اولين Y در توالي حرف	Y
4-عايق پروتونن PET اولين Y2 در توالي حرف	Y2
5-علامت كاغذ متاليزه دور عايق سيم	H
6-باندراژ محافظ فولادي	F
7-باندراژ محافظ فولادي	R
8-باندراژ محافظ فولادي به شكل نوار	B
9-هادي مسي متمركز در كابلهاي فشار ضعيف	C
10-علامت سيم صفر كه بصورت لوله دور عايق سه سيم ديگر پيچيده شده	C
11-سيم زمين	C
12-كابل خرطومي	CW
13-غلاف مسي	S
14-مفتول نگهدارنده براي كابلها در هوا	T
15-غلاف پروتودور	Y
16-روپوش پروتونن	Y2

 

بعد از حروف اختصاري تعداد سيم هاي داخل كابل و مقطع آنها با عدد مشخص و نوع مقطع با حروف زير تعيين مي شود :

r : مقطع گرد       s : مقطع مثلثي       e : هادي يك رشته اي       m : هادي چند رشته اي

معمولاً ولتاژ نامي فازي را با Vo و ولتاژ خطي را با حرف V بعد از علامات اختصاري ذكر مي كنند.

مثال : مشخصات كابل زير را بخوانيد.                           NYY       3*50+ 25 sm

(0/6 / 1kv)

كابل سه فاز با هادي مسي به مقطع 50 ميلي متر مربع و سيم نول به مقطع 25 ميلي متر مربع با مقطع مثلثي چند رشته اي با عايق و غلاف پروتودور (pvc) براي ولتاژ 6/0 كيلو وات فازي و 1 كيلو ولت خطي بدون محافظ. چون اين كابل داراي نوار محافظ نيست در جايي مصرف مي شود كه هيچگونه فشار مكانيكي به آن وارد نشود.

 

فيوز

از فيوز براي محافظت سيم و كابل ودستگاههاي اندازه گيري؛ ترانسفورماتور؛ ماشينهاي الكتريكي و ديگر مصرف كننده ها در مقابل جريانهاي اضافي و اتصال كوتاه استفاده مي شود. البته فيوز در جايي بكار مي رود كه ارزش نصب يك رله و يا يك كليد جريان را نداشته باشد.

فيوزها براساس مقدار ولتاژ و نوع ساختمان قطع كننده شان به انواع زير تقسيم مي شوند :

الف- فيوز حرارتي ذوب شونده

ب- فيوز حرارتي (بي متال)

پ- فيوز مغناطيسي

ت- فيوز توان بالا NH

ث- فيوز فشار قوي HH

الف- فيوزهاي حرارتي ذوب شونده :

در فيوز ذوب شونده يك سيم حرارتي وجود دارد كه سر راه جريان بسته مي شود و در اثر عبور جريان زياد گرم شده و در درجه حرارت معيني ذوب مي شود و مدار را قطع مي كنند جرقه اي كه در زمان قطع ايجاد مي شود باعث سوختن وسياه شدن كنتاكت و عايق هاي اطراف مي شود كه بايستي برطرف گردد.

براي برطرف نمودن اثر جرقه سيستم حرارتي را در داخل يك فشنگ چيني يا سفالي عبور مي دهند و اطراف سيم را با ذرات كوارتز پر مي كنند جرقه ايجاد شده در اثر قطع توسط براده كواتز خنك شده و از بين مي رود.

براي تشخيص فيوز ساخته از پولك نشانه استفاده مي كنند. اين پولك توسط سيم نازكي محكم شده است.

اين سيم نازل در هنگام ذوب شدن سيم داخل فيوز پاره شده و پولك توسط نيروي فنر كوچك كه در زير آن قرار گرفته قدري به خارج پرتاب مي شود و نشان مي دهد كه فيوز سوخته است. ضمناً رنگ پولك فيوز نشان دهنده جريان اسمي فيوز است. (جدول1-1)

جريان نامي	2	4	6	10	16
رنگ پولك	صورتي	قهوه اي	سبز	قرمز	خاكستري

 

جريان نامي	20	25	35	50	63
رنگ پولك	آبي	زرد	سياه	سفيد	مسي

 

جريان نامي	80	100	125	160	200
رنگ پولك	نقره اي	قرمز	زرد	مسي	آبي

 

ب-فيوز حرارتي بي متال

فيوز حرارتي بي متال براي حفاظت در مقابل بار اضافي مدار را قطع مي كند. بي متال در مقابل حرارت ناشي از بار اضافي لحظه اي تغيير شكل داده و باعث قطع مدار مي شود.

پ-فيوز مغناطيسي

فيوزهاي مغناطيسي نيز تابع شدت جريان هستند. در اثر بروز اضافه بار ميدان مغناطيسي سيم پيچي فيوز قوي شده و براساس خاصيت جذب يك هسته آهني مدار را قطع مي كند. در اين فيوزها زمان قطع خط را مي توان بوسيله فنر تنظيم كرد. در بين فيوزهاي مغناطيسي فيوز سريع نيز وجود دارد كه قطع مدار در زمان معيني تنظيم نمي شود بلكه فيوز با عبور جريان بيشتر از نامي خط فوراً قطع مي گردد.

ت- فيوز توان بالا

در شبكه هاي فشار ضعيف با توان زياد از فيوزهاي NH استفاده مي شود. اين فيوزها داراي دسته اي مي باشند كه توسط آن فيوزها در جاي خود مي اندازند و يا خارج مي كنند و به آن فيوزكش گويند.

 

دانلود رایگان فایلهای متلب

 

ث- فيوز فشار قوي

فيوزهاي H.H براي فشار قوي مورد استفاده قرار مي گيرند و خيلي بلندتر از فيوزهاي معمولي تا 500 ولت است. براي حفاظت ترانسفورماتورهاي توزيع و اندازه گيري مورد استفاده قرار مي گيرند.

فيوز H.H فقط در جايي بكار برده مي شود كه قدرت اتصال كوتاه از MVA400 تجاوز نكند. ساختمان فيوز H.H شبيه فيوز فشار ضعيف است. در داخل يك لوله چيني يا فيبري بزرگ سيم فيوز بصورت مارپيچ قرار گرفته و در دو انتها به دو کلاهك فلزي محكم شده است. سيم فيوز بطور آزاد در داخل براده كوارتز قرار گرفته يا مدار در داخل لوله دندانه است و سيم از داخل دندانه ها عبور كرده است. فيوزهاي فشار قوي داراي يك سيم فرعي اند كه با قطع شدن آن دکمه اي به خارج پرتاب مي شود و نشان مي دهد كه فيوز سوخته است. مي توان از حركت اين دكمه براي مدار فرعي استفاده كرد كه از قطع فيوز در داخل اطاق فرمان اطلاع حاصل كرد.

 

انتخاب نوع فيوز

براي خطوط ساده فيوزهاي ذوب شونده جهت حفاظت كافي است. اما در شبكه هاي گسترش يافته با مصرف كنندگان صنعتي تنها فيوزهاي ذوب شونده كافي نيست. زيرا در صورت سوختن يكي از سه فيوز قبل از دو فيوز ديگر موتور تحت ولتاژ دو فاز باقي مانده و خطر سوختن آن در بين است. بايد از فيوز بي متال و مغناطيسي استفاده كرد مقدار فيوز براي كابل يا سيم معلوم با توجه به شدت جريان مجاز عبوري از سيم و جريان نامي فيوز انتخاب مي شود.

جداول زير جريان مجاز سيم و فيوز را مشخص مي كنند.

تعيين افت ولتاژ مجاز و انتخاب سطح مقطع هادي

خطوط هادي الكتريسيته در حقيقت مقاومتهاي الكتريكي هستند كه از آنها جريان عبور مي كند. با اتصال مصرف كننده به چنين خطوطي و عبور جريان از آنها در خط افت ولتاژ پديد مي آيد.

با توجه به قانون اهم :           مقاومت خط × جريان مصرفي = افت ولتاژ

DU = l.R

در انتهاي خط ولتاژ به اندازه DU2 كمتر از ولتاژ ابتداي خط است. آنچه كه براي مصرف كننده مهم است تامين توان نامي آن است.

براي رسيدن به اني امر بايد نكات زير را درگرفت :

الف- سطح مقطع كابل و در نتيجه مقاومت آن را بايد طوري انتخاب كرد كه افت توان از حد معيني تجاوز نكند و در ضمن حرارت ايجاد شده در اثر عبور جريان از حد معيني تجاوز نكند.

ب- هاديها بايد استحكام مكانيكي كهفي داشته باشند. حداكثر افت ولتاژ به درصد در شبكه هاي گوناگون مطابق جدول زير مي باشد :

ولتاژ نامي شبكه	220/330	KV6	KV30	KV60
حداكثر افت ولتاژ	%5/3	%5	%10	%10

 

افت ولتاژ قابل در فشار ضعيف براي مصرف كننده هاي مختلف چنين است :

• افت ولتاژ در مورد مصرف كننده هاي روشنايي 5/1 درصد
• افت ولتاژ در مورد مصرف كننده هاي الكترومغناطيسي مانند موتور و غيره 3 درصد

موازي بستن آلترناتورها :

اتصال يك آلترناتور با آلترناتور ديگر بطور موازي و يا اتصال آلترناتوري به يك شبكه جريان متناوب را عمل سنكرونيزاسيون مي نامند. و براي سنكرونيزاسيون مناسب شرايط زير لازم است :

الف- تساوي ولتاژ موثر آلترناتورها

ب- متناسب بودن سرعت به طوري كه فركانسها باهم برابر باشند.

پ- تساوي فازها

بخش دوم : وسايل كنترل ساده

كليدها

جهت كنترل وسايل الكتريكي و مصرف كننده ها از وسايل مختلفي استفاده مي شود كه ساده ترين اين وسايل كليدها هستند. بطور كلي كليد وسيله اي است كه با تغيير حالتي كه در اين وسيله ايجاد مي شود. باعث قطع يا وصل مدار مي شود. عمل تغيير حالت كليد از نيروي مكانيكي ناشي مي شود و نيز اينكه اين نيروي مكانيكي مستقيماً به كليد اعمال شود و يا توسط انرژي ديگر مثل الكتريسيته.

مي توان كليدها را كلاً به دو دسته تقسيم نمود :

الف- كليدهاي ساده :

براي تغيير حالت احتياج به انرژي مكانيكي دارند كه بصورتهاي يك پل و دو پل و سه پل و … ساخته مي شوند كه از نظر ساختمان خود نيز به چند دسته تقسيم مي گردند.

ب- كليدهاي مركب :

اين كليدهاي نيروي مكانيكي را جهت تغيير حالت از انرژي واسطه اي دريافت مي كنند مثل رله ها و كنتاكتورها.

انواع كليدهاي ساده :

كليدهاي ساده بطور كلي به دو دسته تقسيم بندي مي شوند :

كليدهاي لحظه اي (شستي ها)

كليدهاي دائمي كه معمولاً از نظر ساختمان بصورتهاي اهرمي و غلطكي و زبانه اي ساخته مي شوند كه در مورد هركدام توضيحاتي داده مي شود.

1-كليد اهرمي ساده

كليد اهرمي ساده از جمله ساده ترين كليدها بوده و بوسيله اهرمي كه به تيغه هاي كليد نيرو وارد مي كند ارتباط برقرار مي نمايد. تيغه هاي كليد به صورت يكنواخت به كنتاكتهاي ثابت وصل مي شوند. معمولاً از كليدها بيشتر براي جداكردن مدارهاي كم جريان استفاده مي كنند. در صنعت اغلب به اين «كليد چاقويي» و يا «كليد كاردي» مي گويند. در كليدهاي جريان كمتر با استفاده از دو كنتاكت كه با فاصله قرار دارند با بستن رشته سيم نازكي عمل فيوز را براي هر تيغه انجام مي دهند و در كليدهاي قدرت بالاتر از فيوزهاي كاردي (NH) در زير تيغه استفاده مي كنند.

2-كليدغلطكي

ساختمان اين كليدها از يك استوانه عايق كه حول محوري بصورت غلطك حركت مي كند تشكيل شده در روي استوانه در قسمتهاي لازم قطعات هادي بصورت نوار قرار داده شده فرم استوانه و قطعات هادي بصورتي است كه با حركت استوانه در حول محورش مي تواند كنتاكتهاي ثابتي را به هم وصل و يا از هم جدا نمايد.

3-كليد زبانه اي

در كليد غلطكي به خاطر تماس و سائيدگي كه بين نوار هادي و كنتاكتهاي ثابت بوجود مي آيد از عمر كليد كاسته مي شود. به همين خاطر از كليد غلطكي كمتر استفاده مي شود و بجاي آن از كليد زبانه اي استفاده مي شود.

در اين كليد بجاي قراردادن نوار هادي روي استوانه استوانه را طوري طراحي مي كنند كه داراي برجستگي و فرورفتگي هايي مي باشد كه اين استوانه حول محور خود حركت كرده و زبانه هايي را بالا و پائين مي برد. زبانه مزبور كنتاكتهاي متحرك را به كنتاكتهاي ثابت وصل و يا‌آنها را از هم جدا مي كند. اين كليد بصورتهاي روكار و توكار بكار مي رود.

راه اندازي الكتروموتور با استفاده از كليدهاي ساده :

مصرف كننده هاي سه فاز و الكتروموتورهاي با قدرت كم را مي توان بطور مستقيم به شبكه وصل كرد. در راه اندازي به طور مستقيم از انواع كليدهاي ساده استفاده مي كنند. معمولاً اين گونه كليدها 6 كنتاكت دارند كه سه كنتاكت ورودي با حرفهاي R,S,T و سه كنتاكت خروجي به حرفهاي U,V,W مشخص و داراي دو حالت قطع و وصل مي باشند كه با علامتهاي (O) براي قطع و (I) براي وصل. در نقشه هاي الكتريكي كليدها را در حالت قطع نشان مي دهند.

راه اندازي موتورها با استفاده از كليد ستاره – مثلث :

همانطوريكه گفته شد موتورهاي قدرت پائين را مي توان بطور مستقيم به شبكه وصل كرد.

اما الكتروموتور با قدرتهاي بالاتر را به علت جريان نسبتاً زياد در راه اندازي نبايد مستقيماً به شبكه وصل كرد بلكه بطور تدريجي، كه روشهاي مختلفي براي اين كار وجود دارد كه ساده ترين آنها راه اندازي به روش ستاره مثلت است كه هم با كليدهاي ساده و هم مركب قابل اجرا مي باشد.

كليدهاي ستاره- مثلث ساده نيز معمولاً بصورت غلطكي و زبانه اي ساخته مي شدند.

اين كليد ابتدا سيم پيچهاي موتور را بصورت ستاره به شبكه وصل مي كند. پس از اينكه موتور به سرعت نرمال خود رسيد، با تغيير حالت كليد سيم پيچهاي موتور را به حالت مثلث در شبكه قرار مي دهد.

پس كليد داراي سه حالت قطع – ستاره و مثلث مي باشد.

بخش سوم : كليدهاي مركب

كليدهاي مركب

همانطور كه گفته شد كليدهاي مركب نيروهاي مكانيكي جهت قطع و وصل را از انرژي واسطه اي مانند الكتريسيته دريافت مي كنند مانند رله و كنتاكتور.

تعريف رله :

بطور كلي رله به دستگاهي گفته مي شود كه در اثر تغيير كميت الكتريكي و يا كميت فيزيكي مشخص تحريك شده و موجب بكار افتادن دستگاه يا ماشيني بشود.

تعريف كنتاكتور :

كنتاكتور نيز يك رله است (كليد بوبين دار) كه مانند كليد ساده سه فاز داراي سه كنتاكت براي وصل مدار قدرت و كنتاكتهاي كمكي جهت مدار فرمان مي باشد و اساس كارش بر مبناي بوبين سيم پيچي شده با هسته آهني است.

-سيم پيچ كنتاكتور ممكن است با جريان مستقيم يا متناوب و يا ولتاژ هاي 330، 220، 127، 110 و … و با جريان كم تحريك شود. هسته آهني از دو قسمت كه يكي ثابت و ديگري متحرك است ساخته شده.

قسمتي كه در زير قرار گرفته ، ثابت و قسمت بالائي متحرك است و توسط فنر از قسمت ثابت فاصله مي گيرد. سيم پيچ كنتاكتور روي قرقره پيچيده در وسط هسته جاي مي گيرد. زماني كه اين بوبين تحريك شود بخش ثابت هسته بخش متحرك را به سمت خود مي كشد و هنگامي كه بوبين از منبع انرژي قطع شود.

فنرها قسمت متحرك را مجدداً به جاي خود برمي گردانند.

بر روي قسمت متحرك، كنتاكتهاي كنتاكتور نصب شده است كه با حركت هسته بالا و پائين مي روند.

و با كنتاكتهاي ثابتي كه در اطراف كنتاكتور قرار دارد تماس برقرار مي كنند. بدين ترتيب كه كنتاكتهايي كه از نظر الكتريكي باز بودند، در اثر جذب هسته بالايي بسته و كنتاكتهاي بسته باز مي شوند.

كنتاكتهاي يك كنتاكتور به دو دسته اصلي و فرعي تقسيم مي شوند :

كنتاكتهاي اصلي براي ورود جريان سه فاز از شبكه به مصرف كننده و كنتاكتهاي فرعي به عنوان كنترل در مدار فرمان عمل مي كنند. معمولاً جرياني كه كنتاكتهاي فرعي مي توانند از خود عبور دهند كمتر از جرياني است كه كنتاكتهاي اصلي از خود عبور مي دهند.

ساختمان داخلي كنتاكتور بصورت زير مي باشد :

قاب نگهدارنده كنتاكتهاي بالايي

تيغه اصلي

بوبين

هسته

حلقه اتصال كوتاه

كنتاكت اصلي

كنتاكت فرعي

بست نگهدارنده

فنر

قاب نگهدارنده كنتاكتهاي پايين

كانال جداكننده

پين نگهدارنده

كنتاكت اصلي

كنتاكت فرعي

بست نگهدارنده

مشخصات كنتاكتور :

مشخصات الكتريكي و حرارتي و مكانيكي هر كنتاكتور بصورت زير مي باشد :

الف- ولتاژ نامي :

هر كنتاكتور ممكن است در شبكه هاي مختلفي از ولتاژ و فركانس كار كند لذا بايد قطعات آن از نظر عايق تحمل ولتاژ و فركانس شبكه مزبور را داشته باشد.

ب- جريان نامي :

حجم و شكل هر كنتاكتور مانند هر كليد ديگر بايد متناسب باشد با جرياني كه آن را قطع و وصل مي كند و نيز نوع بار مهم است. به عنوان مثال كنتاكتور 63 آمپري براي يك بار القايي مي تواند جريان بيشتري را براي يك بار اهمي مثلاً روشنايي تحمل كند. به همين دليل شرايط كار در 4 حالت زير استاندارد شده است :       RC₁­ , RC₂ , RC₃ , RC₄

ولتاژ نامي	جريان نامي	انرژي مصرفي	درجه حرارت	جريان حرارتي	تعداد تيغه ها
زمان قطع	زمان وصل	عمر مكانيكي	نرم (استاندارد)	———- —	————-

 

RC₁ :

اين نوع شامل كليه دستگاههاي غيرالقايي مي باشد.

نوع RC₂ :

اين حالت براي راه اندازي الكتروموتور با رتور سيم پيچي مي باشد. جريان راه اندازي تقريباً دو برابر جريان نامي موتور است البته مقدار دقيق جريان بستگي به مقاومت مدار رتور دارد.

در حالت بازشدن تيغه ها جريان نامي موتور را قطع مي كنند. ولتاژي كه در دو سرآنها بوجود مي آيد تابعي است از نيروي ضدمحركه موتور و حالت قطع به اساني انجام مي پذيرد.

نوع RC₃ :

اين حالت براي راه اندازي الكتروموتورهاي القايي رتور قفسي است. در حالت بسته شدن كنتاكتور جريان راه اندازي الكتروموتور را تحمل مي كند و در زمان بازشدن جريان نامي كه توسط موتور از شبكه كشيده مي شود را قطع مي كند.

نوع RC₄ :

اين حالت شامل راه اندازي، ترمز، تغيير جهت جريان در الكتروموتورهاي رتور قفسي است. در اين حالت نيز جريان در زمان بسته شدن كنتاكتور جريان راه اندازي 5 تا 7 برابر جريان موتور است. قطع در اين نوع تقريباً مشكل است.

الف- انرژي مصرفي :

ب- انرژي مصرفي :

سيم پيچ بوبين هر كنتاكتور را مي توان براي كار با ولتاژهاي مختلف طراحي نمود از 12 ولت جريان مستقيم تا 500 ولت جريان متناوب. البته اگر جريان مستقيم به سيم پيچ داده شود، بهتر است.

به همين علت در بعضي از كنتاكتورها با استفاده از يكسوكننده ها جريان متناوب شبكه را براي مصرف سيم پيچ كنتاكتور يكسو مي كنند.

به علت عبور جريان از سيم پيچ بوبين، كنتاكتور بصورت يك مصرف كننده، مقداري توان مصرف كرده و گرم مي شود. يك كنتاكتور خوب بايد داراي مصرف داخلي كم باشد. براي كم كردن مصرف كنتاكتور مي توان از يك مقاومت كه بعد از عمل كردن كنتاكتور با سيم پيچ بوبين سري مي شود استفاده كرد.

پ- درجه حرارت كار :

كنتاكتور نيز مانند ديگر وسايل، در درجه حرارت معيني از محيط بايد قابل كاركردن باشد. معمولاً درجه حرارت كار كنتاكتور از 20- تا 60+ سانتي گراد است.

ت- جريان حرارتي :

حداكثر جرياني كه در اثر عبور آن كنتاكتور خراب مي شود را جريان حرارتي كنتاكتور مي نامند.

و اين جريان غير از جريان نامي كنتاكتور است. جريان مزبور نيز روي كنتاكتورها نوشته مي شود.

ث- تعداد تيغه ها :

همانطور كه گفته شد هر كنتاكتور داراي دو قسمت تيغه است. تيغه هاي اصلي كه معمولاً سه تيغه باز براي قطع و وصل مدار قدرت و تعدادي تيغه هاي فرعي باز و بسته كه در اصطلاح به آن تيغه هاي كمكي گويند.

ج- زمان قطع و وصل :

دانلود رایگان فایلهای متلب

عمر مكانيكي :

هر كنتاكتور پس از زمان معيني فرسوده و غيرقابل استفاده مي گردد. اين زمان را عمر مكانيكي كنتاكتور مي نامند.

د- نرم (استاندارد) كنتاكتور :

كنتاكتورها با استاندارهاي مشخصي ساخته مي شوند كه استانداردها بصورت زير با علامتهاي اختصاري آمده است :

1-نرم آلماني	VDE – DIN
2-نرم فرانسوي	UTE – NF
3-نرم انگليسي	B.S
4-نرم كانادايي	CSA
5-نرم انتشارات كميسيون بين المللي الكترونيك	I.E.C

 

آشنايي با قطع كننده هاي ولتاژ (سكسيونرها) و كليدهاي قدرت (ديژنكتورها).

به طور كلي كليدها وسيله ارتباط سيستمهاي مختلف هستند و باعث عبور و يا قطع جريان مي شود. كليد در حالت بسته يعني عبور جريان و يا در حالت باز يعني قطع جريان داراي مشخصاتي به شرح زير مي باشد :

1-در حالت قطع داراي استقامت الكتريكي كافي و مطمئن در كل قطع شدگي است.

2-در حال وصل بايد كليد در مقابل كليه جريانهايي كه امكان عبور آن در مدار هست حتي جريان اتصال كوتاه مقاوم و پايدار باشد و اين جريانها و اثرات ناشي از آن نبايد كوچكترين اختلالي در وضع كليد و هدايت صحيح جريان به وجود آورد. بدين ترتيب بايد كليد فاز قوي در مقابل اثرات ديناميكي و حرارتي جريانها مقاومت باشد. البته براي اينكه ساختمان كليد ساده تر و از نظر اقتصادي مقرون به صرفه باشد. اغلب استقامت الكتريكي و ديناميكي و حرارتي كليد را توسط دستگاههاي حفاظتي تا حدودي محدود مي كنند كليدهاي فشار قوي را مي توان برحسب وظايفي كه به عهده دارند به انواع مختلف زير تقسيم نمود :

• كليد بدون بار يا سكسيونر
• كليد قابل قطع زير بار يا سكسيونر قابل قطع زير بار
• كليد قدرت يا ديژنكتور

1-سكسيونر ساده :

سكسيونر وسيله قطع و وصل سيستمهايي است كه تقريباً بدون جريان هستند به عبارتي ديگر سكسيونر قطعات و وسايلي را كه فقط زير ولتاژ هستند از شبكه جدا مي سازد. برحسب اين تعريف در صورتي كه اختلاف پتانسياي بين دو كنتاكت سكسيونر ظاهر نشود قطع آن بلامانع است. همينطور وصل سكسيونر كه بين دو كنتاكت آن تفاوت پتانسيلي موجود نباشد مجاز خواهد بود از آنچه گفته شد چنين نتيجه مي شود كه در واقع سكسيونر يك ارتباط دهنده يا قطع كننده مكانيكي بين سيستمها است. سكسيونر بايد در حالت بسته يك ارتباط مكانيكي محكم و مطمئن در كنتاكت هر قطب برقرار سازد و مانع افت ولتاژ گردد لذا بايد مقاومت عبور جريان در محدوده سكسيونر كوچك باشد تا حرارتي كه در اثر كار مداوم در كليد ايجاد مي شود از حد مجاز تجاوز نكند.

اين حرارت توسط ضخيم كردن تيغه و بزرگ كردن سطح تماس در كنتاكت و فشار تيغه در كنتاكت دهنده كوچك نگه داشته مي شود در ضمن بايد سكسيونر طوري ساخته شود كه در اثر جرم و وزن تيغه يا فشار باد و برف و غيره خود به خود بسته نشود.

 

موارد استعمال سكسيونرها :

به منظور حفاظت اشخاص و متصديان مربوطه در مقابل برق زدگي بكار برده مي شود به اين جهت طوري ساخته مي شوند كه در حالت قطع شدگي يا چسبندگي به طور واضح وآشكار قابل رويت باشند. يعني در هواي آزاد انجام گيرند. از‌ آنجايي كه سكسيونر باعث بستن يا بازكردن مدار الكتريكي نمي شود (براي بازكردن و بستن هر مدار الكتريكي فشار قوي احتياج به يك كليد ديگري خواهيم داشت به نام) كليد قدرت كه قادر است مدار را تحت هر شرايطي باز كند سكسيونر وسيله اي است براي ارتباط كليد قدرت به شين و يا هر قسمت ديگري از شبكه كه داراي پتانسيل است. سكسيونر را مي توان از نظر ساختماني به انواع مختلف زير تقسيم نمود :

1- تيغه اي       2- كشويي       3-دوراني         4-قيچي اي.

براي جلوگيري از قطع و وصل بي موقع و در زير بار سكسيونر معمولاً بين سكسيونر و كليد قدرت چفت و بست مكانيكي يا الكتريكي به نحوي برقرار مي شود كه هنگام وصل بودن كليد قدرت سكسيونر را به هيچ وجه نتوان قطع يا وصل كرد.

مشخصات مهم يك سكسيونر كه گوياي مشخصات فني و استقامت الكتريكي و ديناميكي است.

ولتاژ نامي V_n

جريان نامي I_n

جريان اتصال كوتاه ضربه اي I_s

جريان اتصال كوتاه كوتاه مدت (معمولاً 1 تا 3 ثانيه) I_th

سكسيونرهاي قابل قطع زيربار :

به علت اينكه در بيشتر شبكه ها و پستهاي كوچك كليد قدرت و سكسيونر و وسايل اضافي مربوط به چفت و بست آنها مبالغ زيادي از مخارج و هزينه كل تاسيسات را شامل مي گردد و به علت اينكه در اغلب موارد نصب كليد قدرت با مزاياي قطع و وصل سريع آن حتماً لازم و ضروري نيست كليد سكسيونر قابل قطع زير بار طرح و ساخته شد سكسيونر قابل قطع زير بار در ضمن اينكه بايد وظيفه يك سكسيونر را انجام دهد يعني در ضمن برداشتن ولتاژ يا قطع شدگي قابل رويت و مطمئن در مدار شبكه فشار قوي بوجود آورد بايد قادر باشد مانند يك ديژنكتور نيز قدرتها و جريانهاي كوچك الكتريكي را نيز قطع كند لذا هر سكسيونر قابل قطع زير بار بايد داراي وسيله اي براي قطع فوري جرقه باشد. سكسيونر قابل قطع زيربار اصولاً داراي قدرت وصل بسيار زياد است و مي تواند شدت جريانهايي با شدت 25 تا 75 كيلوآمپر را به خوبي وصل كند.

ولي قدرت قطع آن كم واز 400 تا 1500 آمپر تجاوز نمي كند لذا نتيجه مي شود كه اين كليدها براي قطع جريان اتصال كوتاه ساخته نشده و مناسب هم نمي باشند. در صورتي مي توان از سكسيونر قابل قطع زيربار در شبكه هاي فشار قوي استفاده كرد كه مجهز به فيوزهاي فشارقوي باشند فيوزهاي فشار قوي در ولتاژ 20 كيلو ولت داراي قدرت قطعي در حدود 400 مگاولت آمپر مي باشند كه جريان اتصال را در همان مراحل ابتدايي قطع مي كنند از آنچه گفته شد نتيجه مي شود كه سكسيونر قابل قطع زيربار فقط براي قطع جريان نامي شبكه مناسب است و جريان اتصال كوتاه را فيوز قطع مي كند نه كليد البته بايد متذكر شد كه پس از قطع جريان اتصال كوتاه توسط سوختن فيوز ساچمه فيوز به طور خودكار باعث قطع سكسيونر به صورت سه فازه خواهد شد چون سكسيونر قابل قطع زيربار بايد مدارهاي حاصل جريان را قطع و وصل بكند. بنابراين بايستي مجهز به محفظه احتراق بوده كه در داخل آن محفظه احتراق جرقه و قوس الكتريكي حاصل از قطع و وصل جريان را خاموش كند.

به محض فرمان قطع كليد تيغه اصلي از كنتاكت تيغه اصلي از كنتاكت ثابت كليد جدا مي شود و قوس الكتريكي كه ايجاد مي گردد در اثر دو عامل زير خاموش مي گردد :

• در اثر حرارت قوس الكتريكي مقداري گاز از سطح داخلي عايق متصاعد شده كه باعث خنك شدن جرقه شده و عمل خاموش شدن جرقه را سهل تر مي سازد.
• فاصله بين دو كنتاكت داراي جرقه در اثر بازشدن فنر در داخل محفظه احتراق به سرعت زياد شده اين اضافه فاصله باعث قطع جرقه مي گردد.

 

كليد قدرت يا ديژنكتور :

ديژنكتور كليدي است كه مي تواند در موقع لزوم جريان عادي شبكه و در موقع بروز خطا جريان اتصال كوتاه و يا جريان اتصال زمين و يا هر نوع جرياني با هر اختلاف فازي را سريعاً قطع كند در اتصال سه فاز كه يك حالت خاصي از بار متعادل است با اينكه فرمان قطع به هر سه قطب كليد يكجا و در يك زمان داده مي شود ولي قطع هر سه فاز تقريباً در فاصله يك چهارم پريود كه معمولاً از نظر زماني بسيار كوتاه است انجام مي گيرد. در انتخاب ديژنكتور بايد به نكات زير توجه شود :

• ولتاژ نامي كليد كه معمولاً برابر ولتاژ شبكه اي است كه كليد در آن نصب مي شود و مي تواند حدود 15% هم از ولتاژ شبكه كوچكتر باشد.
• جريان نامي كليد كه مساوي با بزرگترين جريان كار معمولي شبكه است.
• قدرت نامي قطع ديژنكتور كه بايد با قدرت اتصال كوتاه در محل كليد مطابقت كند در ضمن با همين قدرت قطع قدرت وصل نامي ديژنكتور نيز عملاً مشخص مي شود زيرا برحسب تعريف VDE بايد قدرت وصل كليد در حدود 5/2 برابر قدرت قطع آن باشد.

انواع ديژنكتورها :

1- روغني           2-كم روغن           3-هوايي ‍(هواي فشرده)           4-گازي(گاز SF6)

كليدهاي با قطع و وصل خودكار :

در وسايل خانگي، صنعتي و تجاري كليدهاي بسياري يافت مي شوند كه فرمان قطع خود را از سيستم يا وسيله ديگري دريافت مي كنند و در نتيجه وسايل متصل به مداري را بطور اتوماتيك كنترل مي كنند برخي از انواع مهم اين كليدها را در ذيل تشريح مي كنيم :

1-كليدهاي ساعتي : اين كليدها براي قطع و وصل اتوماتيك مدارها در ساعت معين بكار گرفته مي شوند. برخي از اين مدارها نظير چراغهاي ويترينها و چراغ خيابانها مي باشند. در انتخاب اين نوع كليدها لازم است به جريان مدار وظرفيت كليدها كه برحسب آمپر داده مي شود توجه شود.

اين كليدها ساختمانهاي مختلف دارند. در يك نوع آن از موتور كوچكي كه از نوع سنكرون انتخاب مي شود استفاده مي شود كه البته در صورت قطع برق از كار مي ايستد. در نوع ديگر ساعت مجهز به فنر است كه توسط موتور برقي كوك مي شود و در صورت قطع برق بكار خود ادامه مي دهد و دچار اختلال نمي گردد. در وصل كليدهاي ساعتي حتماً بايد فيوزي براي حفاظت موتور و فيوز ديگري براي حفاظت مدار بكار برد.

2-كليد فشاري : اين كليدها از تغييرات فشار فرمان مي گيرند و براي كنترل موتورهايي كه تلمبه و يا كمپرسورها را مي گردانند يا براي قطع توربين هاي بزرگ در صورت كم شدن فشار روغن ياتاقانها مورد استفاده قرار مي گيرند.

3-كليد حدي (محدود كننده ماميكر و سوئيچ) : اين كليدها از حركت و برخورد ماشين با وسايل متحرك به نقطه ثابتي فرمان مي گيرد و حركت آنها را كنترل مي كند. اين كليدها در جرثقيل ها و آسانسورها در مكاني كه حداكثر تغيير مكان مجاز دستگاه را معين مي كند نصب مي شود و دستگاه در برخورد به دسته آن مدار را قطع مي كند و سبب توقف مي گردد. از اين كليد در مدارهاي فرمان براي كنترل و محدود كردن حركت قسمتهاي مكانيكي، تغيير جهت حركت و در تايمرها و شناورها و … بعنوان كليد قطع يا وصل استفاده مي شود. ساختمان اين كليد مانند شستي بوده و توسط سيستم متحرك به آن نيروي فشار وارد شده و يا كشيده مي شود. به همين دليل سر اهرم متحرك آن بفرمهاي مختلف ساده، قرقره اي، گلوله اي و … مي باشد. در ميكروسوئيچ نيز مانند شستي، يا برطرف شدن نيروي مكانيكي وارده به اهرم آن مجدداً انرژي ذخيره در فنر ميكروسوئيچ آن را به حالت اول برمي گرداند.

4-كليدهاي حرارتي : اين كليدها از تغييرات درجه حرارت فرمان قطع و وصل مي گيرند و در وسايل مثل سيستم حرارتي مركزي و يا يخچال و اتوبرقي مورد استفاده قرار مي گيرند.

بي متال ‍(رله حرارتي) :

جهت حفاظت موتور در برابر اضافه بار از قطع كننده حرارتي (بي متال) استفاده مي شود اساس كار رله حرارتي مانند فيوز حرارتي بي متال مي باشد. رله حرارتي داراي سه كنتاكت ورودي و سه كنتاكت خروجي مي باشد كه در مدارات قدرت و بين كنتاكتور و موتور قرار مي گيرد دور هر بي متال چند دور سيم مقاومت دار پيچيده شده كه از آن جريان عبور مي كند. در اثر عبور جريان از سيم بي متالها گرم شده و خم مي شوند. مقدار خم شدن بي متال بستگي به درجه حرارت و همچنين مقدار جريان عبوري از موتور دارد. گرماي حاصل بيش از حد مجاز بي متال را خم كرده و روي كنتاكت كناري كه در مدار فرمان قرار مي گيرد اثر گذاشته و تيغه وصل را قطع نموده و مي تواند تيغه به كنتاكت ديگري وصل شده و لامپ خبر را روشن و آژيري را به صدا درآورد. روي هر بي متال پيچ تنظيم جريان نيز وجود دارد كه توسط آن مي توان جريان را به اندازه لازم تنظيم نمود ‍(با توجه به جريان نامي موتور). پس از عمل كردن بي متال كنتاكتور قطع شده و بي متال مجدداً سرد و به حالت اول خود بازمي گردد، در اغلب بي متالها كنتاكت باز شده و پس از سردشدن بي متال به حالت اول خود باز نمي گردد و بسته نمي شود و بايستي با فشار دادن دكمه اي كه روي بي متال قرار دارد مجدداً به حالت وصل درآورد.

در بعضي رله هاي حرارتي حالت MAN و AUTO وجود دارد كه با قراردادن اهرم روي AUTO پس از عمل كردن رله، مجدداً بعد از مدتي به حالت اوليه درمي آيد.

 

تايمر(كليد زماني) :

تايمر كليدي است مركب كه مانند شستي يا ميكروسوئيچ به مدار كنتاكتور فرمان مي دهد. فرق تايمر با شستي يا ميكروسوئيچ در نوع فرمان دادن آن مي باشد شستي بوسيله دست فرمان مي گيرد، اما تايمر پس از گذشت مدت زماني كه روي آن تنظيم مي شود بطور خودكار فرمان مي دهد. بنابراين مي توان گفت كه تايمر يك شستي اتوماتيك است. تايمر جزء كليدهاي مركب است، چون از انرژي واسطه اي براي قطع و وصل استفاده مي كند. تايمر موارد استعمال زيادي در صنعت دارد، يكي از مهمترين مورد استعمال تايمر در راه اندازي موتورهاي سه فازه بصورت ستاره و مثلث مي باشد.

تايمرها در انواع مختلف ساخته مي شوند كه به شرح چند نوع آن مي پردازيم :

1-تايمر موتوري (رله زماني موتوري) : اين تايمر داراي يك موتور كوچك جريان متناوب يك فاز مي باشد كه با عبور جريان به حركت درآمده و سرعت آن توسط چرخ دنده هايي كم شده و صفحه ديسك مانندي كه روي آن يك زايده قرار دارد را به حركت در مي آورد. (اين صفحه در روي محور موتور قرار دارد) با رسيدن اين زايده به ميكروسوئيچ داخل تايمر باعث فشار به اهرمي شده و كنتاكتهاي ديگر را قطع مي نمايد. زمان عمل تايمر بستگي به محل صفحه و در حقيقت بستگي به فاصله زايده روي صفحه تا اهرم ميكروسوئيچ دارد. لذا براي تنظيم زمان تايمر مي توان پيچي كه روي تايمر مي باشد و مدرج است را براي زمان دلخواه تنظيم نمود.

2-تايمر الكترونيكي : از اين تايمر براي تنظيم زمانهاي كمتر از ثانيه تا چند ثانيه استفاده مي شود. ساختمان اين تايمر از مدارات و اجزاء الكترونيكي استفاده شده و با شارژ يا شارژ شدن يك خازن، بوبين رله تحريك مي شود. در ساده ترين نوع تايمر الكترونيكي يعني در تايمر نوع خازني رله هنگامي وصل مي شود كه خازن شارژ شده و ولتاژ دو سر آن برابر ولتاژ وصل رله شود (پس از وصل رله بار ذخيره شده در خازن روي مقاومتي كه توسط كنتاكت باز رله به دو سر خازن وصل مي شود) تخليه مي گردد. در اين مدار با تغيير ظرفيت خازن مي توان تايمر را تنظيم نمود.

3-تايمر پنيوماتيك : اين تايمر داراي يك كپسول هوا و يك بوبين (سيم پيچ) با هسته آهني مي باشد. وقتي كه بوبين تحريك شود، هسته متحرك را جذب مي نمايد، در اثر جذب هسته متحرك اهرم بالاي آن قطعه اي را كه بشكل دم آهنگري است فشار خواهد داد و هواي داخل دم از طريق سوپاپ خارج مي شود. وقتي كه بوبين از تحريك خارج شود. فنر دم را منبسط مي كند. دم از طريق سوپاپ تنظيم از هوا پر مي شود. انبساط دم در رابطه با پيچ تنظيم فرق مي كند. كار اين تايمر شبيه تايمر موتوري مي باشد با اين تفاوت كه تايمر موتوري پس از وصل موتور آن به ولتاژ شروع بكار كرده و بعد از زمان تعيين شده براي آن عمل مي كند ولي تايمر پنيوماتيك پس از قطع بوبين آن از ولتاژ شروع به كار كرده و بعد از زمان تعيين شده براي آن عمل مي كند.

4-تايمر حرارتي (رله زماني حرارتي) : اين تايمر داراي بي متال مي باشد و زمانيكه جريان وارد آن مي شود گرم شده و پس از مدتي عمل قطع يا وصل را انجام مي دهد. دقت اين تايمر زياد نيست (سرما و گرماي محيط روي آن اثر مي گذارد) به همين جهت از آن در برق صنعتي استفاده نمي كنند، ولي بصورت رله زماني و راه پله در سيم كشي ساختمان مور داستفاده قرار مي گيرد.

تايمرها بطور كلي به دو نوع تقسيم بندي مي شوند :

الف- تايمر با تاخير در وصل (ON – DELAY) به اين نوع تايمر بايد انرژي داده شود و سپس رله عمل كرده و كنتاكتي را باز يا بسته نمايد. مانند رله زماني موتوري.

ب- تايمر با تاخير در قطع (OFF – DELAY) اين تايمر بعد از قطع انرژي عمل كرده و كنتاكتي را باز يا بسته مي نمايد. مانند رله زماني پنيوماتيكي.

زمان تعيين شده در تايمرها خيلي دقيق بوده و حدود دهم ثانيه مي باشد.

تايمرها را همواره بايستي همراه كنتاكتور بكار برد و هيچ وقت نبايد از آن بجاي كليد استفاده نمود.

دانلود رایگان فایلهای متلب

رمز sim-power.ir