آکادمی ماهر

اگر در کارخانه‌های تولید محصولات پلاستیکی و پلیمری فعالیت داشته‌اید، احتمالاً با دستگاه اکسترودر آشنا هستید. این دستگاه در صنایع دیگری مثل نساجی و فلزات نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای کسانی که در صنایع مرتبط با اکسترودر فعالیت می‌کنند، درک مکانیزم عملکرد و روش‌های کنترل آن بسیار مهم است.

در این متن، به معرفی انواع اکسترودر، اجزای تشکیل‌دهنده و روش‌های کنترل بخش‌های مختلف آن می‌پردازیم. با آکادمی ماهر همراه باشید.

اکسترودر چیست؟

این دستگاه با اعمال فشار، مواد را از قالب عبور می‌دهد تا محصولاتی با سطح مقطع ثابت تولید کند. اکسترودر مزایایی از جمله امکان تولید مقاطع پیچیده و کار با مواد شکننده را فراهم می‌سازد. نیروی وارد شده توسط اکسترودر شامل فشار و برش است و نیروی ضربه‌ای یا ارتعاشی به مواد وارد نمی‌کند، که منجر به تولید محصولی صاف و فرآیند شکل‌دهی آسان می‌شود.

اکسترودر در صنایع مختلفی کاربرد دارد، از جمله:

- پلیمر

- فلزات

- پلاستیک‌سازی

- تولید قطعات لاستیکی

- سرامیک‌سازی

- صنایع غذایی

- داروسازی

- نساجی

- کابل‌سازی

این دستگاه به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا محصولات با کیفیت و شکل‌دهی مناسب تولید کنند.

دستگاه اکسترودر از یک سیلندر استوانه‌ای بزرگ و یک میله مارپیچ به نام ماردون تشکیل شده است که از وسط سیلندر می‌گذرد و به عنوان عامل حرکت‌دهنده عمل می‌کند. در برخی مدل‌ها، به جای ماردون از میله‌ای استوانه‌ای به نام سمبه (Ram) استفاده می‌شود. در یک طرف اکسترودر، هاپری قرار دارد که مواد اولیه از طریق آن وارد سیلندر می‌شوند و در طرف دیگر، قالبی نصب شده که به مواد خروجی فرم می‌دهد. اکنون که با اجزای اصلی آشنا شدید، ممکن است بپرسید: اکسترودر چیست؟ این دستگاه برای شکل‌دهی و تولید محصولات مختلف از طریق فرآیند اکستروژن استفاده می‌شود.

 

اکسترودر در پلاستیک و پلیمر

اکسترودر یکی از دستگاه‌های اساسی در صنعت پلاستیک و پلیمر محسوب می‌شود. این دستگاه برای تولید محصولاتی مانند لوله‌ها، روکش‌های پلاستیکی، و تسمه‌های بسته‌بندی به کار می‌رود. فرآیند تولید به کمک اکسترودر شامل مراحل زیر است:

1. ذوب کردن پلاستیک یا پلیمر

2. فشرده‌سازی مواد ذوب‌شده به درون قالب برای ایجاد شکل مورد نظر

3. خنک‌سازی محصول خروجی از قالب

4. برش محصول به اندازه‌های مورد نیاز

اکسترودر با ارائه این مراحل، نقش مهمی در تولید محصولات پلاستیکی دارد.

تجهیزات و مواد اولیه

برای تولید محصولات پلاستیکی و پلیمری، ابتدا باید دستگاه اکسترودر آماده شده و مواد اولیه تامین گردد. اجزای اصلی یک اکسترودر شامل سیلندر، ماردون و هاپر است. همچنین، اکسترودر باید دارای قالب و المنت گرم‌کننده باشد و موتور الکتریکی قوی برای حرکت ماردون نیاز است. مواد اولیه شامل رزین یا گرانول پلاستیکی است که به صورت دانه‌های ریز در هاپر ریخته می‌شود. ترکیبات مختلف شیمیایی مانند پلی‌استر ضربه‌پذیر، PVC، پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن و ABS در ساخت این مواد به کار می‌روند. حال پرسش اصلی این است که اکسترودر چیست؟ ابزاری کلیدی در این فرآیند تولیدی محسوب می‌شود.

انواع اکسترودر

اکسترودرها در انواع مختلفی مانند تک‌ماردون، چند‌ماردون و سمبه‌ای (Ram) موجود هستند. نوع تک‌ماردون و چند‌ماردون بیشتر استفاده می‌شوند، در حالی که برای برخی پلاستیک‌هایی که به سختی ذوب می‌شوند، از اکسترودر سمبه‌ای بهره می‌برند. ماردون، که تنها قطعه متحرک اکسترودر است، نقش مهمی در کنترل دما، فشار و نرخ مصرف مواد ایفا می‌کند. بنابراین، طراحی مناسب آن اهمیت زیادی دارد و به عواملی چون سرعت ذوب، اندازه رزین، نوع پلاستیک و فشار مورد نیاز بستگی دارد.

در مواردی که نیاز به ترکیب چند ماده خام است، اکسترودرهای دوقلو برای بهبود کیفیت ترکیب استفاده می‌شوند. اکسترودرهای تک‌ماردون ارزان و ساده هستند، اما برای یکنواختی بیشتر، اکسترودرهای دوماردون عملکرد بهتری دارند.

 

 

فرایند ذوب پلاستیک در اکسترودر

فرایند ذوب مواد در اکسترودر با ورود مواد خام به هاپر آغاز می‌شود. در صورت لزوم، افزودنی‌هایی مانند رنگ اضافه می‌گردد. سپس، مواد خام به سیلندر وارد شده و توسط ماردون به سوی قالب رانده می‌شوند. در این فرآیند، پلاستیک در دمای 200 تا 300 درجه سلسیوس ذوب می‌شود. برخی اکسترودرها دما را به تدریج افزایش می‌دهند تا از افت کیفیت پلاستیک جلوگیری کنند. پلاستیک مذاب به قالب منتقل شده تا در آنجا خنک و سخت شود. برای خنک‌سازی از حوضچه آب، رول خنک‌کننده یا دمش هوا استفاده می‌شود.

تنظیم دما

تنظیم دما و کنترل سرعت ذوب مواد در اکسترودر از مسائل حیاتی در تولید محصولات پلاستیکی است. تنظیم صحیح دما در اکسترودر باعث می‌شود محصول نهایی بدون تاب خوردگی یا له‌شدگی تولید شود. اصطکاک و فشار در سیلندر اکسترودر باعث افزایش دمای مواد می‌شود.

برای کنترل دقیق دما، از هیتر (المنت) استفاده می‌گردد. توان هیترها قابل تنظیم است و با روشن و خاموش کردن آن‌ها دمای اکسترودر تثبیت می‌شود. در برخی مدل‌ها، برای کاهش دما، فن‌های خنک‌کننده روی بدنه سیلندر نصب می‌شوند.

هیترهای اکسترودر به دلیل شکل استوانه‌ای سیلندر، از نوع المنت کمربندی هستند که به دور سیلندر حلقه می‌شوند و می‌توانند تسمه‌ای یا سرامیکی باشند.

محصولات پلاستیکی خاص

اکسترودر در تولید محصولات پلاستیکی خاص نیز کاربرد دارد. برای مثال:

- تولید قطعات چند‌لایه (Coextrusion): در این روش، مواد مختلف از طریق اکسترودرهای جداگانه ذوب شده و به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک محصول چند‌لایه ایجاد شود.

- تولید محصولات روکش‌دار (Overjacketing): برای ایجاد روکش‌های محافظتی مانند سیم و کابل استفاده می‌شود.

- تولید محصولات لوله‌ای (Tubing Extrusion): با استفاده از قالب و دمش هوا، محصولات توخالی یا لوله‌ای تولید می‌شوند.

- تولید ورقه‌های بادی (Blown Film Extrusion): این روش برای تولید کیسه‌های پلاستیکی است که با دمیدن هوا، از چروک شدن پیشگیری می‌شود.

اکسترودر در صنایع نساجی

در صنایع نساجی به‌طور گسترده‌ای برای تولید الیاف مصنوعی پلیمری که در ساخت نخ، پارچه، موکت و فرش استفاده می‌شوند، به‌کار می‌رود. فرایند «رشته پیوسته حجیم» یا BCF یکی از روش‌های اصلی تولید نخ از این الیاف است.

در این فرایند، ابتدا رزین مشابه تولید پلاستیک‌ها وارد اکسترودر شده و ذوب می‌شود. افزودنی‌هایی مانند مستربچ برای رنگ‌دهی به محصول به‌صورت دقیق با دستگاه دوزینگ اضافه می‌شوند. اکسترودر مواد را به‌صورت مذاب یکدست درآورده و با استفاده از ماردون به لوله‌های خروجی منتقل می‌کند.

 

این لوله‌ها دوجداره هستند و با عبور گاز داغ از بین جداره‌ها، از سفت شدن مواد در حال انتقال جلوگیری می‌شود. مواد مذاب سپس از طریق «رشته‌ساز» به‌صورت ژله‌ای خارج و با دمش هوا خنک شده و به رشته‌های باریک تبدیل می‌شوند.

در مرحله تبدیل رشته‌ها به الیاف، پس از خروج از دستگاه رشته‌ساز، این رشته‌ها به دستگاهی به نام «وایندر» هدایت می‌شوند. در این مرحله، با عبور از قطعه‌ای به نام «لاملا» و با استفاده از هوای پرفشار، رشته‌ها به الیاف نازک و حجیم تبدیل می‌گردند. در پایان، این الیاف به دور استوانه‌های گردان پیچیده شده و توسط وایندر به صورت کلاف نخ در‌می‌آیند که محصول نهایی فرایند است.

ذوب مواد اولیه و تولید رشته‌های پلیمری

فرایند BCF، یک فرایند پیوسته برای تولید نخ‌های حجیم محسوب می‌شود و در سازه‌های چند‌طبقه نصب می‌گردد. در این مقاله، به بررسی اجزای دستگاه اکسترودر پرداخته و کاربرد آن در صنایع پلاستیک، نساجی و آلومینیوم مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، نحوه کنترل دمای سیلندر و دور موتور اکسترودر توضیح داده شد.

جمع بندی

برای مهندسان و تکنسین‌های فعال در این حوزه، آشنایی با کاربردها و عملکرد دستگاه اکسترودر اهمیت بالایی دارد. آکادمی ماهر دوره آموزشی جامعی برای یادگیری این دستگاه ارائه کرده است که می‌توانید از طریق لینک مربوطه به آن دسترسی داشته باشید. اکسترودر چیست؟ این دستگاه ابزار کلیدی در صنایع مختلف است و آشنایی با آن برای متخصصان ضروری است.

شاید شما هم مقره‌های قهوه‌ای رنگی که به عنوان عایق روی دکل‌های برقی نصب شده‌اند را دیده باشید. این مقره‌ها جزو اجزای حیاتی در تابلوهای برق فشار قوی و خطوط انتقال برق هستند و دارای انواع مختلف با کاربردهای متنوعی می‌باشند. در اینجا به بررسی انواع مقره برق و کاربردهای آن خواهیم پرداخت. با ماهر آکادمی همراه باشید.

مقره چیست؟

سرامیک‌ها به دلیل مقاومت بالایی که در برابر جریان الکتریکی دارند، سال‌هاست به عنوان عایق در صنعت برق مورد استفاده قرار می‌گیرند. مقره برق از سرامیک و خاک رس متخلخل به رنگ‌های قرمز، قهوه‌ای یا سفید ساخته می‌شود و به عنوان پلی بین اجزای الکتریکی عمل می‌کند و از عبور جریان‌های ناخواسته به زمین جلوگیری می‌کند.

استفاده از مقره برق از دهه 1950 شایع شد. در ابتدا مقره‌ها از شیشه تولید می‌شدند، اما به مرور زمان و با توقف تولید عایق‌های شیشه‌ای در دهه 1960، مقره‌های سرامیکی که ارزان‌تر و بادوام‌تر بودند جایگزین شدند.

مقره برق چگونه عمل می‌کند؟

انرژی همواره از جسم گرم‌تر به سمت جسم سردتر حرکت می‌کند. در مقره‌های سرامیکی به دلیل وجود پیوندهای محکم بین ذرات، انرژی ذرات در برخورد با مقره کاهش می‌یابد و این امر مانع افزایش دما و حرکت الکترون‌ها می‌شود.

کاربرد مقره برق چیست؟

مقره برق برای محدود کردن انتقال برق یا گرما استفاده می‌شود. مقره‌های حرارتی با توقف حامل‌های گرما، دما را کاهش می‌دهند، در حالی که مقره‌های برقی مانند مقره‌های سرامیکی از جریان ناخواسته الکتریکی جلوگیری می‌کنند.

مقره‌های برق در طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های الکترونیکی، از ایستگاه‌های توزیع برق تا ایستگاه‌های تلفن همراه و خطوط انتقال و توزیع استفاده می‌شوند.

انواع مقره برق

مقره‌های نگهدارنده سیم (Wire Support Insulator) برای حفظ و تحمل وزن سیم‌ها و هادی‌های الکتریکی در سیستم‌های توزیع ولتاژ پایین به کار می‌روند.

مقره کششی (Tension Insulator) نقش مهمی در نگهداری سیم‌ها و کابل‌های آویزان دارد و قادر است نیروهای کششی را تحمل کند. این مقره‌ها در پایه‌های ابتدایی و انتهایی خطوط انتقال و توزیع و همچنین در نقاطی که مسیر خط زاویه‌دار می‌شود، استفاده می‌شوند.

 

مقره چرخشی (Pole Insulator) به شکل قرقره‌ای است و با یک براکت به دیوارها یا پایه‌ها متصل می‌شود. این مقره‌ها مشابه مقره کششی عمل می‌کنند، اما نیروی کششی کمتری را تحمل می‌کنند و در دو نوع تک‌شیاره و دو‌شیاره موجود هستند.

مقره مهار (Stay Insulator) در خطوط توزیع برای مهار نیروهای وارد بر پایه‌های خط به کار می‌رود. این مقره در میانه سیم مهار قرار می‌گیرد تا خطر برق‌گرفتگی کاهش یابد و با وجود شکستگی، سیم مهار همچنان متصل باقی می‌ماند. هر سه نوع مقره برق به هدف افزایش ایمنی و کارایی در خطوط انتقال و توزیع برق طراحی شده‌اند.

مقره برق توزیع ولتاژ پایین به صورت عمودی یا افقی با پیچ یا روی بازوی متقاطع نصب می‌گردد و به دلیل اطمینان بالا، کاربرد گسترده‌ای دارد. طراحی این مقره مشابه مقره چرخشی است و در خطوط هوایی با ولتاژ پایین تا متوسط به کار می‌رود.

مقره واشر بوشی که به عنوان واشر شانه‌ای نیز شناخته می‌شود، جریان الکتریکی را مسدود کرده و از خوردگی گالوانیکی جلوگیری می‌نماید. این مقره‌ها خواص عایق‌های سرامیکی را دارا بوده و دمایی تا 3000 درجه فارنهایت را تحمل می‌کنند. طراحی خاص آن‌ها مقاومت در برابر اثرات گازهای هیدروکلریک و اسید نیتریک را فراهم می‌سازد.

مقره آویزی، هادی‌های خطوط برق را جدا کرده و شامل دیسک‌های سرامیکی متصل به هم توسط پیوند فلزی است. این مقره بر روی کراس‌آرم بین پایه‌ها یا دکل‌ها با فاصله زیاد آویزان می‌گردد.

مقره‌های برق انواع مختلفی دارند که در خطوط توزیع و انتقال برق به کار می‌روند. مقره پین، که به عنوان مقره سرامیکی توزیع شناخته می‌شود، از یک یا دو قطعه سرامیکی ساخته شده و با سیمان متصل می‌شوند. این مقره‌ها به دلیل مقاومت مکانیکی بالا، تا 56 کیلوولت را تحمل کرده و به صورت عمودی و افقی نصب می‌شوند.

مقره بشقابی، مشابه دیسک، دارای پایه‌های فولادی و کلاهک‌های آهنی است و در خطوط فشار قوی استفاده می‌شود. این مقره‌ها می‌توانند 11 تا 14 کیلوولت را پشتیبانی کنند و مزیت آن‌ها در امکان تعویض دیسک‌ها بدون آسیب به دیگر بخش‌ها است.

مقره اتکایی برای عایق‌کاری هادی‌ها در تابلوهای برق فشار قوی به کار می‌رود و می‌تواند توخالی یا توپر باشد. نوع توپر مقاومت مکانیکی بیشتری دارد و از تخلیه الکتریکی خازن‌ها جلوگیری می‌کند. انواع آن شامل مقره‌های اتکایی شش‌گوش، درام، استوانه‌ای و مخروطی هستند.

استفاده از مقره برق سرامیکی به دلیل مزایای متعدد آن‌ها رو به افزایش است.

مزایای مقره سرامیکی

 

1. سختی بالا: برخلاف باور عمومی، مقره‌های سرامیکی چهار برابر سخت‌تر از فولاد ضد زنگ هستند و بنابراین طول عمر بالایی دارند.

2. مقاومت در برابر فرسایش: این نوع مقره‌ها در برابر فرسایش مقاوم‌اند و از انعطاف‌پذیری و دوام زیادی برخوردارند.

3. ویژگی‌های مکانیکی مناسب: در شرایط سخت، مقره‌های سرامیکی خواص مکانیکی و استحکام خود را به خوبی حفظ می‌کنند.

4. دی‌الکتریک بالا: سرامیک به دلیل دی‌الکتریک بالا و تلفات الکتریکی کم، برای ساخت عایق‌های الکتریکی ایده‌آل است.

5. مقاومت در برابر خوردگی: مقره‌های سرامیکی به دلیل غیر فلزی بودن، در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی مقاوم‌اند و برای استفاده در فضای باز مناسب هستند.

6. رسانایی گرمایی: افزایش دما باعث کاهش خاصیت رسانایی آن‌ها می‌شود.

در نهایت، **نگهداری آسان** از دیگر مزایای این مقره‌ها به شمار می‌رود.

معایب مقره سرامیکی

معایب مقره‌های سرامیکی شامل شکنندگی و وزن زیاد است که نیاز به حمل با احتیاط دارند. بعضی از مقره‌ها برای اتصال به سیمان نیاز دارند که ممکن است با گذشت زمان ترک بخورند و در هنگام صاعقه باعث ایجاد سوراخ شوند. این مقره‌ها برای شرایط آب و هوایی مرطوب و آلوده مناسب نیستند.

جمع بندی

در این مقاله با انواع مقره‌های سرامیکی در خطوط توزیع برق و مقره‌های تابلویی آشنا شدیم و مزایا و معایب آن‌ها را بررسی کردیم. همان‌طور که مطالعه کردید، در ولتاژهای بالا خطرات جدی مانند برق گرفتگی و تخلیه الکتریکی بین دو هادی وجود دارد. به همین دلیل، استفاده از مقره برق برای افزایش ایمنی ضروری است. با شرکت در دوره جامع ارتینگ ماهر، می‌توانید نحوه اجرای سیستم زمین را برای حفاظت از جان افراد و تجهیزات الکتریکی به‌صورت علمی و کاربردی یاد بگیرید.

تصور کنید که به عنوان یک مهندس برق در حال تحلیل یک مدار پیچیده هستید و برای این کار به دانستن جریان الکتریکی در قسمتی از مدار نیاز دارید. با پیشرفت فناوری، ابزارهای دقیق و مفید در علوم و صنایع اهمیت زیادی پیدا کرده‌اند. یکی از ابزارهای کلیدی در این زمینه، آمپرمتر است که برای اندازه‌گیری جریان الکتریکی به‌کار می‌رود.

آمپرمتر به شما امکان می‌دهد که جریان را به سرعت و با دقت اندازه‌گیری کرده و مدار را تحلیل کنید. این ابزار به مهندسان و تکنسین‌ها در نگهداری و بهینه‌سازی عملکرد مدارها و دستگاه‌ها کمک می‌کند.

آمپرمتر، ابزار اندازه‌گیری جریان الکتریکی است که در مدارها به کار می‌رود. آمپرمترها به‌صورت سری در مدار قرار می‌گیرند و جریان را بر حسب آمپر، واحد اندازه‌گیری جریان، می‌سنجند. با توجه به اهمیت اندازه‌گیری جریان در مدارهای الکتریکی و الکترونیکی، انواع مختلفی از آمپرمترها تولید شده است.

تاریخچه آمپرمتر

تاریخچه آمپرمتر به قرن 19 و رشد علم الکتریسیته و الکترومغناطیس برمی‌گردد. اولین آمپرمترها در اواخر قرن 19 با استفاده از اصول مغناطیسی ساخته شدند. با پیشرفت فناوری، آمپرمترهای دیجیتال در دهه 1950 و آمپرمترهای اتوماتیک در دهه 1980 با قابلیت‌های پیشرفته‌تر به بازار عرضه شدند.

آمپرمتر کجا کاربرد دارد؟

آمپرمترها در صنایع مختلف کاربرد دارند. در الکترونیک برای اندازه‌گیری جریان در وسایل الکتریکی، در برق و نیروگاه‌ها برای نظارت بر جریان سیستم‌ها و تجهیزات و در پژوهش‌های علمی برای اندازه‌گیری دقیق جریان الکتریکی به کار می‌روند. این ابزار در تحلیل و بررسی نتایج تحقیقات علمی نقش مهمی ایفا می‌کند.

پارامترهای کلیدی در انتخاب آمپرسنج

در انتخاب آمپرسنج باید به پارامترهای متعددی توجه کرد. در ادامه به مهم‌ترین آن‌ها می‌پردازیم.

حداکثر جریان اندازه‌گیری: هر آمپرسنج دارای یک حداکثر جریان مجاز است که باید با دقت انتخاب شود تا از آسیب جلوگیری شود.

دقت اندازه‌گیری: دقت بالا در آمپرسنج‌ها برای تحلیل دقیق مدارها اهمیت دارد.

نوع نمایشگر: آمپرسنج‌ها ممکن است دارای نمایشگر دیجیتال یا آنالوگ باشند. نمایشگر دیجیتال معمولاً خوانایی و دقت بیشتری دارد.

مصرف انرژی: آمپرسنج‌هایی که انرژی کمتری مصرف می‌کنند، برای کاربردهای مختلف مناسب‌تر هستند.

مقاومت الکتریکی: مقاومت پایین در آمپرسنج باعث کاهش خطا در اندازه‌گیری جریان می‌شود.

محدوده‌های اندازه‌گیری: آمپرسنج‌ها با محدوده‌های مختلفی عرضه می‌شوند، از میلی آمپر تا مگا آمپر. انتخاب مناسب محدوده به دقت اندازه‌گیری کمک می‌کند.

نمونه‌هایی از آمپرسنج‌ها:

- آمپرسنج دیجیتال 0-20 میلی آمپر برای جریان‌های کوچک

- آمپرسنج آزمایشگاهی 0-5 آمپر برای جریان‌های متوسط

- آمپرسنج خودرو 0-100 آمپر برای جریان‌های بالا

- آمپرسنج صنعتی 0-1000 آمپر برای جریان‌های بسیار بالا

در انتخاب آمپرسنج، دقت به این پارامترها می‌تواند به بهبود عملکرد و دقت اندازه‌گیری کمک کند.

محافظت در برابر جریان‌های بیش از حد برای جلوگیری از خرابی آمپرمترها ضروری است. آمپرمترها معمولاً با مکانیزم‌های حفاظت در برابر جریان‌های بالا طراحی می‌شوند. این مکانیزم‌ها شامل موارد زیر هستند:

1. مقاومت داخلی محدود: آمپرمترها معمولاً دارای مقاومت کمی هستند که جریان را کاهش می‌دهد و از دستگاه در برابر جریان‌های بالا محافظت می‌کند.

2. طراحی داخلی: ممکن است شامل قطعات حفاظتی مانند فیوزها یا سوئیچ‌های جریان بالا باشد که در صورت وجود جریان بیش از حد، مدار را قطع می‌کنند.

3. ترمیستورها: در صورت افزایش دما که معمولاً به علت افزایش جریان است، مقاومت ترمیستورها کاهش می‌یابد و به عنوان یک حفاظت دمایی عمل می‌کند.

4. مدارهای نظارتی: این مدارها جریان را به‌طور مداوم مانیتور کرده و در صورت افزایش ناگهانی جریان، دستگاه را خاموش می‌کنند.

ابعاد و وزن سبک آمپرمترها استفاده از آن‌ها در شرایط مختلف را آسان می‌کند. آمپرمترها با ویژگی‌های مناسب اندازه‌گیری دقیق و ایمن را در محیط‌های مختلف فراهم می‌کنند.

در مورد مراحل استفاده از آمپرمتر، نحوه استفاده بسته به نوع آمپرسنج متفاوت است. برای مثال، آمپرمترهای کلمپی برای اندازه‌گیری بدون قطع مدار استفاده می‌شوند. اما به‌طور کلی، برای استفاده از آمپرمتر به‌صورت سری در مدار باید مراحل خاصی را دنبال کرد.

مراحل استفاده از آمپرمتر

برای اندازه‌گیری جریان الکتریکی در یک مدار، ابتدا مدار را خاموش کنید. سپس آمپرمتر مناسب را با توجه به نوع و مقدار جریان انتخاب کرده و یکی از سیم‌های مدار را جدا کرده و پراب‌های آمپرمتر را به محل مورد نظر متصل نمایید. پس از روشن کردن مدار، مقدار جریان را از نمایشگر آمپرمتر بخوانید. اگر از آمپرمتر دیجیتال استفاده می‌کنید، مقدار جریان با دقت نمایش داده می‌شود.

توجه داشته باشید که آمپرمتر در جهت صحیح جریان قرار گیرد. در آمپرمترهای دیجیتال این مورد اهمیت ندارد، اما در آمپرمترهای آنالوگ، جهت جریان بسیار مهم است. برای مشخص کردن جهت صحیح جریان می‌توانید از قوانین الکترومغناطیس بهره ببرید.

 

طبق این قوانین، جریان از قطب مثبت به منفی یک منبع میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که با استفاده از قطب‌نما می‌توان جهت آن را تشخیص داد.

 

پس از اندازه‌گیری، مدار را خاموش کرده و آمپرمتر را جدا کنید تا اتصالات به صورت ایمن باز شوند. در صورت نیاز، تغذیه‌ای که قطع کرده‌اید را مجدداً وصل کنید.

انواع آمپرمتر کدام‌اند؟

آمپرمترها از لحاظ عملکرد به هفت دسته تقسیم می‌شوند: دیجیتالی، آنالوگ، انتگرالی، آهنربای متحرک، آهن متحرک، سیم داغ و سیم پیچ متحرک. همچنین نوع الکترودینامیکی نیز وجود دارد. از نظر شکل ظاهری، آمپرمترها به مدل‌های رومیزی، تابلویی و کلمپی دسته‌بندی می‌شوند. به دلیل کاربرد فراوان آمپرمتر کلمپی، این نوع از آمپرمتر مورد توجه بیشتری قرار می‌گیرد.

آمپرمتر کلمپی ابزاری است که برای اندازه‌گیری جریان الکتریکی بدون نیاز به قطع کردن مدار استفاده می‌شود. این ابزار عمدتاً برای جریان‌های متناوب (AC) به کار می‌رود. یکی از اجزای اصلی آمپرمتر کلمپی، "کلمپ" است که به شکل حلقه طراحی شده و با قرار گرفتن حول سیم یا کابل، قادر به اندازه‌گیری جریان می‌باشد. در داخل کلمپ، سنسور جریانی وجود دارد که به تغییرات میدان مغناطیسی ناشی از جریان الکتریکی حساس است و اطلاعات را به دستگاه ارسال می‌کند. بخش مدار اندازه‌گیری شامل نمایشگر و مدارهای الکترونیکی است که اطلاعات دریافتی از سنسور جریان را به واحد آمپر تبدیل کرده و نمایش می‌دهد. برخی از آمپرمترهای کلمپی دارای دکمه‌ها و تنظیماتی هستند که امکان تغییر محدوده اندازه‌گیری و بازبینی اطلاعات را فراهم می‌کنند.

آمپرمتر کلمپی

آمپرمترهای کلمپی به دلیل توانایی اندازه‌گیری جریان بدون نیاز به قطع مدار، در مدارهای غیرقابل قطع مانند مدارهای برق خانگی بسیار مفید هستند.

آمپرسنج دیجیتال با استفاده از مدار الکترونیکی و میکروپروسسورها، جریان را به صورت عددی بر روی نمایشگر دیجیتال نشان می‌دهد. این نوع آمپرمتر بسیار دقیق‌تر از نمونه‌های آنالوگ است و می‌تواند جریان‌های کوچک، AC و DC را اندازه‌گیری کند. در صنایع و تحقیقات علمی کاربرد دارد.

آمپرمتر آنالوگ (analog)

آمپرمتر آنالوگ از سیم‌پیچ یا مکانیزم آهن متحرک برای نمایش جریان استفاده می‌کند و به دلیل سادگی، قیمت مناسب و استحکام بالا، مورد توجه است.

آمپرسنج انتگرالی (Integrating)

آمپرسنج انتگرالی، نوعی آمپرمتر دیجیتال است که برای اندازه‌گیری جریان متناوب AC طراحی شده و از روش تبدیل انتگرالی بهره می‌برد. این دستگاه‌ها دقیق بوده و جریان‌های کوچک و بزرگ با فرکانس‌های مختلف را اندازه‌گیری می‌کنند. صفحه نمایش دیجیتال و امکاناتی مانند ذخیره‌سازی و اتصال به سیستم‌های کنترلی از ویژگی‌های آن‌هاست.

 

به طور کلی، آمپرمترهای مختلف با توجه به نیازهای مختلف، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع و خانه‌ها دارند.

آمپرمتر آهنربای متحرک (Moving magnet) مشابه آمپرمتر سیم‌پیچ متحرک عمل کرده و با استفاده از یک آهنربای دائم، موقعیت عقربه را تغییر می‌دهد و جریان‌های تا چند ده آمپر را اندازه‌گیری می‌کند. در این نوع آمپرمتر، نیازی به عبور جریان از فنر نیست، زیرا نیروی بازگشت عقربه بوسیله یک آهنربای دائم تأمین می‌شود.

آمپرمتر‌ آهنربای متحرک (Moving magnet)

آمپرمتر آهن متحرک (Moving iron) با استفاده از قطعه‌ای فرومغناطیس، میدان مغناطیسی تولید می‌کند که باعث حرکت عقربه می‌شود و جریان را به صورت بصری نمایش می‌دهد.

آمپرمتر سیم داغ (Hot wire) برای اندازه‌گیری جریان‌های AC و DC با استفاده از انبساط حرارتی سیم کاربرد دارد. این نوع آمپرمتر دقت پایین و زمان پاسخ‌دهی کندی دارد و در اندازه‌گیری جریان فرکانس رادیویی و مقدار موثر (RMS) جریان AC مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آمپرسنج آهن متحرک (Moving iron)

آمپرمتر سیم‌پیچ متحرک (Moving coil) رایج‌ترین نوع آمپرمتر آنالوگ است که با جریانی که از سیم‌پیچ می‌گذرد، انحراف مکانیکی اشاره‌گر را روی صفحه مدرج ایجاد می‌کند.

آمپرمتر الکترودینامیکی (Electrodynamic) از آهنربای الکتریکی برای حرکت عقربه استفاده کرده و قابلیت اندازه‌گیری جریان‌های AC و DC را دارد، همچنین مقدار TRMS یا True RMS جریان AC را نمایش می‌دهد.

تفاوت آمپرمتر DC و AC

تفاوت آمپرمتر DC و AC در طراحی و عملکرد آن‌هاست. آمپرسنج‌های DC اغلب از سیم‌پیچ یا مکانیزم آهن متحرک برای تشخیص جریان مستقیم بهره می‌برند، در حالی که آمپرسنج‌های AC معمولاً از ترانسفورماتور جریان (CT) استفاده می‌کنند که جریان بالا را به جریان کمتر تبدیل می‌کند تا قابل اندازه‌گیری باشد. آمپرمترهای DC مخصوص جریان مستقیم کالیبره شده‌اند و آمپرمترهای AC برای جریان متناوب تنظیم می‌شوند. کالیبراسیون به شکل موج جریان بستگی دارد؛ مثلاً یک آمپرمتر AC ممکن است برای اندازه‌گیری مقدار RMS یک موج سینوسی کالیبره شود.

جمع بندی

در این نوشته، با عملکرد و کاربرد آمپرمتر آشنا شدیم. انواع آمپرسنج‌ها را بر اساس مکانیزم عملکرد و نوع جریان عبوری بررسی کرده و تفاوت‌های آمپرمتر با مولتی‌متر و گالوانومتر را به صورت مختصر توضیح دادیم.

همانطور که می‌دانید، موتورهای الکتریکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین مصرف‌کننده‌های الکتریکی هستند و کنترل جریان عبوری از آنها امری حیاتی است. اگر جریانی بیش از مقدار نامی از موتور عبور کند، عملکرد آن به شدت مختل شده و حتی ممکن است منجر به سوختن موتور شود. استفاده از رله کنترل بار می‌تواند از وقوع چنین مشکلاتی جلوگیری کند. در این مقاله، با رله کنترل بار به عنوان یک تجهیز حفاظتی و تفاوت‌های آن با بی‌متال آشنا می‌شوید.

اضافه بار چیست؟

اضافه بار یکی از خطاهایی است که ممکن است در یک مدار رخ دهد. این خطا زمانی پیش می‌آید که از یک عملگر بیش از ظرفیت آن استفاده شود. عدم تشخیص به موقع اضافه بار می‌تواند به خسارت‌های جدی در تجهیزات الکتریکی منجر شود. رله کنترل بار یکی از ابزارهایی است که می‌تواند این خطا را شناسایی کند.

رله کنترل بار چیست؟

رله کنترل بار تجهیزی است که با استفاده از آن می‌توانید از تجهیزات الکتریکی مانند موتور در برابر اضافه بار محافظت کنید. در صورت بروز اضافه بار، جریان مدار افزایش می‌یابد و رله کنترل بار به سرعت جریان را قطع کرده تا از تجهیزات محافظت کند. این رله‌ها می‌توانند به صورت سه‌فاز، دوفاز و تک‌فاز برای حفاظت استفاده شوند.

نام‌های دیگر این تجهیز شامل رله اضافه بار (Overload relay)، رله اضافه جریان (Over-current Relay)، یا رله مانیتورینگ جریان (Current monitoring relay) هستند. رله‌های اضافه بار الکترونیکی (EOL) رقیب رله‌های حرارتی (TOL) محسوب می‌شوند.

رله‌های کنترل بار به صورت غیرمستقیم در مدار قدرت نصب شده و با استفاده از ترانس‌های جریانی (CT) جریان را اندازه‌گیری می‌کنند. به طور معمول، این تجهیزات به همراه CT و به صورت متناوب عمل می‌کنند، بنابراین برای حفاظت از موتورهای DC مناسب نیستند.

رله اضافه بار به عنوان یک رله ثانویه به همراه کنتاکتور و بریکر از مدار محافظت می‌کند. این تجهیز دارای کنتاکت‌های فرمان است که فرمان قطع را به کنتاکتور و بریکر ارسال می‌کند.

کاربرد رله کنترل بار

رله‌های کنترل بار در حوزه‌های مختلف تجاری و صنعتی کاربرد دارند. این رله‌ها به طور معمول، در کنار سایر تجهیزات حفاظتی الکتریکی، برای جلوگیری از اضافه بار جریان و ولتاژ به کار گرفته می‌شوند. برخی از رایج‌ترین کاربردهای رله کنترل بار عبارتند از:

1) حفاظت از موتورها در برابر اضافه بار

رله کنترل بار به طور ویژه برای محافظت از موتورها در برابر آسیب‌های ناشی از اضافه بار مورد استفاده قرار می‌گیرد. در شرایط اضافه بار، موتور جریان زیادی می‌کشد و دمای آن به شدت افزایش می‌یابد، که می‌تواند به عایق سیم‌پیچ‌ها آسیب برساند. این رله در صورت تشخیص اضافه بار، جریان را قطع کرده و از آسیب دیدن موتور جلوگیری می‌کند.

 

2) حفاظت از ترانسفورماتورها در برابر اضافه بار

رله مانیتورینگ جریان برای محافظت از ترانسفورماتورها نیز کاربرد دارد. در این کاربرد، رله‌ها به گونه‌ای تنظیم می‌شوند که در صورت عبور جریانی بیش از حد مجاز، مدار را قطع کنند، تا از آسیب به ترانسفورماتور جلوگیری شود.

3) حفاظت از خطوط توزیع برق در برابر اضافه بار

استفاده از رله‌های اضافه بار یک راه‌حل اقتصادی برای محافظت از مدارهای توزیع در برابر جریان‌های زیاد است. در بسیاری از موارد، رله اضافه بار تنها وسیله حفاظتی موجود در مدار است. با استفاده از رله کنترل بار، مدارها در برابر خطاهایی مانند خطاهای زمین، خطاهای فاز به فاز و خطاهای فاز به زمین محافظت می‌شوند.

ساختمان رله کنترل بار

ساختمان رله کنترل بار شامل ترمینال‌ها، سلکتور و چراغ‌های LED است. شرکت‌های تولیدکننده، انواع مختلفی از کنترل بار را با طراحی‌های متنوع عرضه می‌کنند. در این بخش، ساختمان یک نمونه از رله کنترل بار را بررسی خواهیم کرد.

a. مسیر عبور کابل‌های جریان‌بر

b. ورودی تغذیه دستگاه

c. نمایشگر LED وضعیت NO دستگاه (پیش از وقوع خطا)

d. نمایشگر LED عبور جریان غیرمجاز (تغییر وضعیت کنتاکت‌های دستگاه)

e. محدوده جریان کاری دستگاه

f. پیچ تنظیم جریان (نقطه تنظیم)

g. پیچ تنظیم زمان (زمان عبور اضافه بار)

h. کنتاکت‌های خروجی (به صورت سری با بوبین کنتاکتور متصل می‌شوند)

عملکرد رله کنترل بار

رله کنترل بار دارای سه ترانس جریان داخلی است. این ترانس‌ها جریان هر فاز را مشابه آمپرمترهای انبری اندازه‌گیری می‌کنند. سپس جریان اندازه‌گیری‌شده با مقداری که کاربر تنظیم کرده، مقایسه می‌شود. اگر جریان هر فاز از مقدار تنظیم‌شده فراتر رود، اثر مغناطیسی افزایش یافته و رله کنترل بار مدار را قطع می‌کند.

اگر از رله کنترل بار برای حفاظت موتور استفاده شود، برای بهبود دقت عملکرد، یک سلکتور تنظیم زمان تأخیری به مدار افزوده می‌شود. این سلکتور از قطع مدار در زمان راه‌اندازی موتور جلوگیری می‌کند.

 

عبور جریان بیش از حد می‌تواند منجر به گرم شدن و ذوب شدن سیم‌ها و آسیب به قطعات حساس الکترونیکی شود. در برخی موارد، اضافه بار می‌تواند حتی موجب آتش‌سوزی الکتریکی شود. رله کنترل بار با قطع مدار در شرایط اضافه بار، از وقوع این آسیب‌ها جلوگیری می‌کند.

دسته‌بندی رله کنترل بار

توانایی‌های کنترل بار بسته به مدل و برند آن متفاوت است. دسته‌بندی رله‌های اضافه بار از نظر عملکرد حفاظتی، تنظیمات و کنترل کمیت‌ها به شرح زیر است:

- کنترل بار آنالوگ ساده

- کنترل بار آنالوگ پیشرفته

- کنترل بار دیجیتال

- رله اضافه بار پیشرفته

در ادامه، با انواع کنترل بار بر اساس این دسته‌بندی آشنا خواهید شد.

1) کنترل بار آنالوگ ساده

رله اضافه بار آنالوگ ساده می‌تواند خطاهای اضافه بار را شناسایی کند. این دستگاه معمولاً دارای دو سلکتور برای تنظیم میزان آستانه جریان و زمان عبور آن است. این رله‌ها قابلیت‌های حفاظتی محدودی دارند و جزو تجهیزات ساده و اقتصادی به شمار می‌روند. رله‌های آنالوگ ساده از نوع زمان مشخص هستند، به این معنا که پس از یک زمان مشخص عمل می‌کنند و افزایش جریان عبوری باعث کوتاه‌تر شدن زمان قطع نمی‌شود.

2) کنترل بار آنالوگ پیشرفته 

رله کنترل بار آنالوگ پیشرفته دارای عملکردهای حفاظتی متعدد است. این رله‌ها امکان تنظیم کلاس‌های حفاظتی در مقادیر بالاتر را فراهم می‌کنند. کلاس حفاظتی تعیین‌کننده مدت زمان بین وقوع اضافه بار و صدور فرمان قطع است. در کلاس‌های حفاظتی بالاتر، فرمان قطع دیرتر صادر می‌شود. کنترل بار آنالوگ پیشرفته معمولاً می‌تواند به صورت زمان معکوس، خطای عدم تعادل جریان، قطع فاز و خطای زمین را تشخیص دهد. 

منظور از عملکرد زمان معکوس این است که با افزایش جریان عبوری، سرعت عملکرد رله نیز افزایش می‌یابد. 

3) کنترل بار الکترونیکی پیشرفته 

این رله‌ها دارای قابلیت اطمینان بیشتری هستند و معمولاً توانایی تشخیص و کنترل خطاهایی مانند اضافه‌بار، قطع فاز، رتور قفل شده و خطاهای مکانیکی را دارند. کنترل بار الکترونیکی پیشرفته معمولاً دارای سه سلکتور برای تنظیم جریان کامل، عدم تشخیص خطا در زمان راه‌اندازی و مدت زمان تأخیر در قطع است. 

4) کنترل بار دیجیتال 

رله‌های کنترل بار الکترونیکی به صورت دیجیتال نیز تولید می‌شوند. کنترل بار دیجیتال دارای چند سون‌سگمنت برای نمایش مقادیر است. این تجهیز امکان تنظیم مقادیر با دقت بالاتر را فراهم کرده و جریان برگشتی از موتور را نیز نمایش می‌دهد. 

5) رله اضافه بار پیشرفته 

این رله دارای رابط گرافیکی قوی است. برخی از رله‌های اضافه بار پیشرفته دارای صفحه نمایش مجزا برای تنظیم پارامترها هستند که می‌توان آن را روی تابلو برق نصب کرد. این تجهیز معمولاً دارای رابطی قدرتمند است و امکان اتصال به شبکه‌های صنعتی مانند پروفی‌باس را دارد. 

مقایسه کنترل بار و بی‌متال 

بی‌متال و کنترل بار هر دو برای کنترل جریان و حفاظت در برابر اضافه بار استفاده می‌شوند. در مقایسه کنترل بار و بی‌متال می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: 

- کنترل بار به همراه ترانس‌های جریان (CT) در هر خط قرار می‌گیرد و به صورت الکترونیکی عمل می‌کند، در حالی که عملکرد بی‌متال به حرارت وابسته و مکانیکی است. 

- عملکرد بی‌متال تحت تأثیر دمای محیط قرار دارد، در حالی که عملکرد کنترل بار به دمای محیط وابسته نیست. 

- در مدار قدرت، بی‌متال‌ها به طور مستقیم به سه‌فاز متصل می‌شوند، اما کنترل بار به صورت غیرمستقیم و با اتصالات سیمی به مدار وصل می‌شود. 

- بی‌متال به دلیل داشتن عنصر حرارتی تلفات بیشتری ایجاد می‌کند، در حالی که کنترل بار بدون تلفات است و به صورت غیرمستقیم عمل می‌کند. 

- برخلاف بی‌متال، رله اضافه بار قابلیت تشخیص خطای عدم توالی فاز را نیز دارد. 

جمع‌بندی 

با مطالعه این مقاله: 

1. با تجهیزی به نام کنترل بار و انواع حفاظت‌هایی که ارائه می‌دهد، آشنا شدید. 

2. با اجزا، مکانیزم و نحوه عملکرد این تجهیز آشنا شدید. 

3. به کاربردهای کنترل بار و نحوه تنظیمات آن در مدار به صورت کامل تسلط پیدا کردید. 

4. با مزایا و معایب کنترل بار و تفاوت‌های آن با بی‌متال آشنا شدید. 

پاییز گذشته، برای یک چاه کشاورزی در اصفهان، پمپ آبی نصب کردیم. در تابستان‌های گرم اصفهان، چاه‌ها به سختی شارژ می‌شوند و عدم تشخیص کمبود آب به موتور پمپ‌ها آسیب می‌زند. سوال اصلی این است که چطور می‌توان از این آسیب‌ها جلوگیری کرد؟ احتمالا شما هم موافقید که استفاده از اینورتر بهترین راه‌حل است

اینورتر چیست که می‌تواند از موتور محافظت کرده و مشکلات آن را حل کند؟ در این مقاله به این سوال پاسخ می‌دهیم و بخشی از محتوای دورهدرایومن ماهر را معرفی می‌کنیم.

دنیای قبل از اینورتر

در یک کارخانه فولاد، برای خروج دود ناشی از ذوب مواد، از فن استفاده می‌شود. این فن دود را به سمت دودکش هدایت می‌کند. زمانی که دود زیاد است، فن با حداکثر سرعت کار می‌کند و وقتی دود کمتر می‌شود، سرعت فن کاهش می‌یابد. قبل از ورود اینورتر به صنعت، برای کنترل هوادهی فن از تجهیزات مکانیکی مانند Outlet Damper و Inlet Guide Vane استفاده می‌شد.

در این روش‌ها، موتور تحت فشار زیادی قرار می‌گرفت زیرا کنترل با تغییر زاویه دریچه‌ها انجام می‌شد و موتور همچنان با سرعت نامی کار می‌کرد. این سیستم‌ها باعث افزایش استهلاک و خرابی موتورها می‌شدند. برای حل این مشکل، تجهیزی به نام اینورتر معرفی شد. اینورتر با تغییر فرکانس، دور موتور را تغییر می‌دهد و نیازی به دمپرهای خروجی و Inlet Guide Vaneها را از بین می‌برد.

 

اینورتر یا درایو چیست؟

درایو یا اینورتر تجهیزی است که برای راه‌اندازی موتورهای الکتریکی استفاده می‌شود و بسیاری از مشکلات آن‌ها را حل می‌کند. درایو می‌تواند:

- سرعت موتور را کنترل کند؛

- از موتور در برابر خطاهای مختلف محافظت کند؛

- استارت و استپ نرم موتور را فراهم کند؛

- کنترل از راه دور فرآیند را امکان‌پذیر سازد؛

- مصرف انرژی را در بارهای متغیر کاهش دهد؛

- و ...

نام‌های درایو

- درایو (Drive)

- AC درایو (AC Drive)

- VFD (Variable Frequency Drive)

- VSD (Variable Speed Drive)

- اینورتر (Inverter)

- VVVF (Variable Voltage Variable Frequency)

- FC (Frequency Control)

کاربردهای درایو

کاربردهای درایو در صنایع و زندگی روزمره متعدد است؛ از آسانسور آپارتمان تا جرثقیل‌ها، چاه‌های کشاورزی، میکسرها، نانوایی، اکسترودر، پمپ، فن و نوار نقاله. حذف درایو از صنعت و زندگی روزمره تأثیرات زیادی خواهد داشت. در اینجا دو کاربرد مهم درایو بررسی می‌شود:

کاربرد درایو در آسانسور

وقتی وارد آسانسور می‌شوید و دکمه طبقه مورد نظر را می‌زنید، آسانسور با حرکت نرم شما را به طبقه مقصد می‌رساند. این حرکت نرم به وجود درایو وابسته است که با استپ و استارت نرم موتور، حرکت ایمن آسانسور را تضمین می‌کند. در غیر این صورت، موتور با ماکزیمم توان خود وارد مدار می‌شود و ممکن است ضربه ناگهانی به کابین وارد شود و باعث آسیب شما گردد.

 

اما با استفاده از درایو در چاه کشاورزی:

- نیاز به تعمیر و نگهداری پمپ کاهش می‌یابد و هزینه‌های اضافی برای تجهیزات حذف می‌شود؛

- نیازی به بانک خازنی و جریمه‌های برق ندارید؛

- استارت و استپ نرم، از ضربه چکشی آب جلوگیری می‌کند، بنابراین دیواره چاه دچار ریزش نمی‌شود، آب گل‌آلود نمی‌شود و شفت و غلاف آسیب نمی‌بینند.

دسته‌بندی درایوهای الکتریکی

درایوهای الکتریکی را می‌توان از چند منظر دسته‌بندی کرد که مهم‌ترین آن‌ها برق ورودی، تعداد فاز و کاربرد هستند.

دسته‌بندی بر اساس برق ورودی

درایوهای الکتریکی، مانند موتورهای الکتریکی، به دو دسته اصلی AC و DC تقسیم می‌شوند. در صنعت، تعداد بیشتری از موتورهای AC نسبت به DC استفاده می‌شود و این الگو در درایوهای الکتریکی نیز صادق است. در این مقاله، به بررسی درایوهای AC که محبوبیت بیشتری دارند، می‌پردازیم.

مقایسه درایوهای AC و DC

درایوهای AC و DC از جنبه‌های مختلفی قابل مقایسه هستند. در ادامه، چهار معیار اصلی مقایسه را مرور می‌کنیم:

1. تعمیر و نگهداری

درایوهای AC نیاز کمتری به تعمیر و نگهداری نسبت به درایوهای DC دارند. این ویژگی باعث کاهش هزینه‌ها و زمان توقف خط تولید می‌شود.

2. مکان استفاده

در شرایط سخت و محیط‌هایی با رطوبت بالا، درایوهای AC محبوب‌تر و امن‌تر هستند. استفاده از درایوهای DC در محیط‌های مرطوب خطرناک است زیرا احتمال جرقه وجود دارد.

3. قیمت

با وجود ساختار پیچیده‌تر، درایوهای AC ارزان‌تر از درایوهای DC هستند. تولید بیشتر این درایوها باعث کاهش هزینه‌ها و تأمین بهتر نیاز مشتریان می‌شود.

4. سرعت

محدوده سرعت درایوهای AC نسبت به درایوهای DC وسیع‌تر است، زیرا در درایوهای DC به دلیل کُموتاسیون، محدودیت سرعت وجود دارد.

5. مقایسه نویزپذیری درایوها

درایوهای AC به شدت تحت تاثیر نویز قرار می‌گیرند، در حالی که درایوهای DC به دلیل ساختار ساده‌تر خود، کمتر دچار نویز می‌شوند.

 

دسته‌بندی درایوها بر اساس تعداد فاز ورودی و خروجی

درایوها را می‌توان بر اساس تعداد فاز ورودی و خروجی به دو دسته تقسیم کرد: درایوهای سه‌فاز و تک‌فاز. درایوهای سه‌فاز از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه‌تر بوده و عمر طولانی‌تری دارند.

دسته‌بندی درایوها بر اساس کاربرد

درایوها از نظر کاربرد نیز دسته‌بندی می‌شوند. اینورترهای صنعتی، آزمایشگاهی و اینورترهای مخصوص پنل‌های خورشیدی از جمله دسته‌بندی‌های مهم هستند.

نحوه انتخاب درایو

برای انتخاب درایو مناسب، باید به شش عامل توجه کرد: مشخصات شبکه، پارامترهای موتور، نوع بار، شرایط پروژه، شرایط محیطی و شرایط بازار. این عوامل در مقاله «چگونه بهترین اینورتر را انتخاب کنیم؟ 6 عامل مهم در انتخاب درایو» مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

بخش کنترل درایو چیست؟

بخش کنترل درایو دارای دو قسمت اصلی است: کی‌پَد (Keypad) که برای تنظیم پارامترها و تست دستی به کار می‌رود و ترمینال بُرد (I/O board) که برای اتصال ورودی‌ها و خروجی‌های آنالوگ و دیجیتال استفاده می‌شود.

بخش منبع تغذیه

بخش منبع تغذیه شامل یک بُرد پاوِر (Power board) است که وظایف زیر را بر عهده دارد:

1. دریافت و تبدیل سیگنال‌های ورودی

2. جداسازی نواحی ولتاژ بالا و پایین

3. ارسال سیگنال مناسب به خروجی

4. تشخیص کیفیت سیگنال‌های ورودی و خروجی

یک برد پاور زمانی عملکرد مطلوبی دارد که نویز تولید نکند و خروجی ثابت و بدون نوسان داشته باشد.

مدار اصلی درایوهای AC

مدار اصلی درایوهای AC شامل سه قسمت کلیدی است:

1. رکتیفایر (Rectifier): این بخش برق AC را دریافت و به موج یکسوشده تبدیل می‌کند.

2. فیلتر (Filter): یک خازن که با حذف ریپل، موج یکسوشده را صاف می‌کند.

3. اینورتر (Inverter): متشکل از 6 پل IGBT که با سوئیچ‌زنی PWM، موج صاف شده را به موج شبه‌سینوسی تبدیل می‌کنند.

نکات نصب درایو

در نصب درایو، رعایت نکات زیر ضروری است:

1. محیط نصب: شرایط محیطی مانند رطوبت و دما باید با مشخصات درایو هماهنگ باشد.

2. خنک‌کاری: فاصله مناسب (10 تا 15 سانتی‌متر افقی و 10 تا 20 سانتی‌متر عمودی) بین درایو و تجهیزات دیگر برای خنک‌کاری لازم است.

3. تمیزی تابلو: پس از دریل‌کاری، براده‌ها را از داخل تابلو پاک کنید.

4. سیستم خنک‌کاری: برای درایوهای با توان بالا از فن‌های سوپر استفاده کنید.

نکات ایمنی در نصب درایو

1. از دستکش برای سیم‌کشی اینورتر استفاده کنید.

2. قبل از سیم‌کشی، از قطع بودن فاز ورودی درایو مطمئن شوید.

3. در صورت نیاز به تغییرات در سیم‌کشی، درایو را از مدار خارج کرده و 10 دقیقه صبر کنید تا خازن‌ها تخلیه شوند.

4. از تست میگر برای درایو استفاده نکنید و ابتدا درایو را از مدار جدا کنید.

این نکات اساسی به شما کمک می‌کنند تا درایوها را به درستی نصب و از عملکرد صحیح آن‌ها اطمینان حاصل کنید.

انواع برندهای درایو

برندهای مشهوری همچون آلن بردلی (Allen Bradley)، زیمنس (Siemens)، اشنایدر (Schneider)، ال‌اس (LS)، اُمرون (Omron)، تکو (Teco)، دلتا (Delta)، لنز (Lenz) و ا.ب.ب (ABB) در زمینه درایو فعالیت می‌کنند و انواع مختلفی از درایوها را ارائه می‌دهند.

تنظیم پارامترهای درایو

برای بهره‌برداری بهینه از درایو و کنترل موتور، باید پارامترهای درایو به درستی تنظیم شوند. بسته به نوع و برند درایو، پارامترها ممکن است متفاوت باشند. به عنوان مثال، در درایو LS مدل ig5A باید چهار دسته پارامتر اصلی را تنظیم کنید:

1. Drive group: تنظیمات پایه برای راه‌اندازی و توقف موتور.

2. H group: تنظیمات پیشرفته مانند PID.

3. F group: تنظیم ولتاژ و فرکانس.

4. I/O group: تنظیم ورودی‌ها و خروجی‌ها و فرمان‌دهی به آن‌ها.

خلاصه

در این مقاله به سوال "درایو چیست؟" پاسخ داده و دسته‌بندی و کاربردهای اصلی آن را مرور کردیم. همچنین، مدار داخلی، نکات نصب و ایمنی، برندهای مختلف و روش تنظیم پارامترهای درایو را شرح دادیم. در دوره حرفه‌ای درایومن، می‌توانید تنظیمات درایوهای LS، دلتا و زیمنس را در بیش از 70 ساعت آموزش فرا بگیرید.