خانه / برق صنعتی و قدرت / آموزش برق و صنعتی / پارازیت گیر (RC) (واریستور _ SSR ها )

پارازیت گیر (RC) (واریستور _ SSR ها )

پارازیت گیر _ واریستور

پارازیت گیر (RC)

در مدارهایی که از کنتاکتور استفاده شده، موقع قطع و وصل کنتاکتور به خاطر خاصیت سلفی بوبین، پارازیت (نویز یا خش خش) در سیستم های صوتی و تصویری ایجاد می گردد. که باعث کاهش طول عمر سیستم های صوتی و تصیری و آزار استفاده کننده از آن وسائل می گردد.

برای رفع این مشکل از پارازیت یا فیلتر مخصوص کنتاکتور استفاده می کنند. پارازیت گیر مقاومت سری با خازن (RC) می باشد که به صورت موازی با بوبین کنتاکتور قرار می گیرد و اثر خاصیت سلفی بوبین روی شبکه را خنثی می کند. پارازیت گیر یا فیلتر بر اساس مقدار و نوع ولتاژ و قدرت بوبین کنتاکتور انتخاب می گردد. ولتاژ و توان نامی پارازیت گیر ثابت نبوده و به صورت محدوده ولتاژ تعریف می شود.

پارازیت گیر در ولتاژهای 48-24، 220-110 و 380-240 ولت ساخته می شود و برای توان های مختلف کنتاکتور از تیپ های مخصوص استفاده می گردد.

به عنوان مثال: پارازیت گیر HRC40/220 برای کنتاکتور با ولتاژ تغذیه 220-110 ولت و توان 40-9 وات و 380/300 HRC ولت برای کنتاکتور با ولتاژ تغذیه 380-240 ولت و توان بوبین 300-110 وات مناسب می باشد.

شکل ظاهری و طرز اتصال (دیاگرام) پارازیت گیر HRC90/220

واریستور (Varistor)

واریستور یک المان الکتریکی است که تا یک ولتاژ مشخص مقاومت آن ثابت بوده و هیچ عکس العملی از خود نشان نمی دهد و در یک ولتاژ مشخص مقاومت آن کاهش پیدا کرده و باعث عبور جریان و تثبیت ولتاژ در یک حد می گردد. از این وسیله برای جلوگیری از افزایش ولتاژ لحظه ای روی بوبین کنتاکتورهای قدرت که خاصیت القایی بالائی دارند استفاده می گردد. واریستور به صورت موازی با بوبین کنتاکتور قرار می گیرد. گاهی اوقات واریستور و R-C را در یک مجموعه می سازند.

در زیر شکل ظاهری و طرز اتصال واریستور به بوبین کنتاکتور نشان داده شده است.

شکل ظاهری و طرز اتصال واریستور به بوبین کنتاکتور

منحنی های زیر اثر وصل واریستور و RC را در هنگام قطع جریان بوبین کنتاکتور نشان می دهد. با توجه به این که تعداد دور سیم بوبین زیاد است. در لحظه قطع جریان بوبین di/dt افزایش یافته و باعث ایجاد ولتاژ زیاد در داخل سیم پیچی بوبین می گردد که این ولتاژ می تواند از نظر عایقی به بوبین صدمه بزند. منحنی زیر شکل موج ولتاژ ایجاد شده در دو سر بوبین کنتاکتور در لحظه قطع جریان، وصل واریستور مناسب، اتصال واریستور و پارازیت گیر را نشان می دهد.

واریستور ولتاژ ایجاد شده را در یک حد مشخص محدود کرده و پارازیت گیر تغییرات ولتاژ را کاهش داده است.

مقادیر واریستور و پارازیت گیر

شکل موج ولتاژ تغذیه القاء شده دوسر بوبین کنتاکتور هنگام قطع جریان

کنتاکتورهای DC

ساختمان کنتاکتورهای DC مشابه کنتاکتورهای AC بوده و شامل هسته_ بوبین_ کنتاکت های اصلی و فرعی و بقیه لوازم جانبی می باشد. بوبین کنتاکتور DC می تواند از طریق ولتاژ AC و یا ولتاژ DC تحریک شود. کنتاکت های اصلی می تواند به صورت یک پل و دو پل وصل شده و در صورت نیاز به کنتاکت اضافی می توان برحسب نیاز (تعداد باز و بسته کنتاکت) روی کنتاکتور نصب نمود. جدول زیر مقادیر جریان نامی قابل تحمل کنتاکتورهای DC را در حالت یک پل و دو پل نشان می دهد.

کنتاکتورهایی که بوبین آن ها با ولتاژ DC تحریک می شود نیازی به حلقه اتصال کوتاه ندارند.

جریان و توان عبوری کنتاکتورهای DC

شکل ظاهری کنتاکتور DC و طرز اتصال یک پل و دوپل

در هنگام وصل، بوبین های DC احتیاج به توان زیادی دارند ولی برای کاهش توان مصرفی بوبین در حین کار، جریان بوبین را پس از وصل شدن کنتاکتور، با قرار دادن یک مقاومت اهمی سری با بوبین می توان کاهش داد. به مقاومت سری شده با بوبین کنتاکتور مقاومت پیش گذار هم می گویند. (مطابق شکل زیر)

طرز اتصال صحیح مقاومت محدودکننده جریان در کنتاکتورهای با بوبین DC

کنتاکتور فرمان

این کنتاکتورها از نظر ساختمان مشابه کنتاکتورهای معمولی بوده ولی کنتاکت های اصلی (کنتاکت هایی که در مسیر مدارقدرت، جریان اصلی قرار می گیرد) وجود ندارد و تنها کنتاکت های فرمان، (کنتاکت هایی که در مدار فرکان قرار می گیرند و جریان بوبین کنتاکتور از آن عبور می کند) وجود دارد.

از نظر ولتاژ تغذیه می تواند در ولتاژهای مختلف و از نوع AC یا DC باشد. تعداد کنتاکت های آن معمولا چهار کنتاکت کمکی بوده و چهار کنتاکت اضافی دیگر نیز می توان روی آن سوار نمود.

کنتاکت های کمکی کنتاکتور فرمان با مشخصات 2a2b، 3a1b و 4a و کنتاکت های اضافی با مشخصات 4a ،3a1b ،2a2b ،1a3b و 4b در ولتاژهای AC و DC ساخته می شود، در مشخصات بالا اعداد تعداد کنتاکت ها و حروف a تعداد کنتاکت باز و حرف b تعداد کنتاکت های بسته را نشان می دهد.

شکل ظاهری کنتاکت های اضافی و کنتاکتورهای کمکی

کنتاکتورهای خازنی

یک خازن دقیقا در لحظه کلیدزنی (سوئیچینگ)، رفتاری همانند اتصال کوتاه از خود نشان می دهد. این امر باعث کشیده شدن جریان هجومی شدیدی در لحظه سوئیچینگ توسط خازن از شبکه می گردد که این امر باعث ایجاد نوسانات در شبکه و تولید هارمونیک های مزاحم خواهد شد. جریان هجومی ارتباط مستقیمی با ولتاژ در لحظه کلیدزنی، امپدانس فیدر، کابل ها و ترانسفورماتور تغذیه دارد. در حالت استفاده از یک خازن منفرد، جریان شارژ در زمان کلیدزنی به 30 برابر جریان نامی خازن می رسد. در صورت استفاده از بانک های خازن چندپله ای، جریان هجومی به بیش از 180 برابر جریان نامی خواهد رسید.

این جریان زیاد که از منبع تغذیه و خازن هایی که قبلا شارژ شده، کشیده می شود، از کنتاکت های کنتاکتور عبورخواهد کرد. جریان هجومی با دامنه بالا، ناخواسته بوده و باعث ایجاد قوس الکتریکی و جوش خوردن کنتاکت های کنتاکتور معمولی خواهد شد.

ماکزیمم جریان شارژ خازن ها با اتصال پله ای به مدار

با نصب مقاومت تغذیه سریع دمپینگ (مقاومت سری با خازن در لحظه وصل) و انتخاب کنتاکتور خازنی مناسب، می توان موج لحظه ای را محدود نمود.

اصول کار

 کنتاکتورهای خازنی برای سوئیچ کردن خازن طراحی شده اند. این کنتاکتورها به یک بلوک با سه کنتاکت کمکی که زودتر از کنتاکت های اصلی بسته می شود، مجهز هستند. این کنتاکت ها با 6 عدد مقاومت سیمی صاف و یا سیمی مارپیچی شکل، هر فاز 2 عدد، سری شده اند. که پیک جریان را در لحظه وصل شده خازن محدود کنند. از آنجا که این کنتاکت های کمکی قبل از کنتاکت اصلی بسته می شوند، جریان شارژ اولیه خازن از درون مقاومت ها می گذرد و جریان پیک به مقدار جریان نامی کنتاکتور محدود می شود. بعد از بسته شدن کنتاکت های اصلی و اتصال کوتاه شدن مقاومت ها، کنتاکت کمکی مجددا باز می شوند.

این کنتاکتورها به صورت سه فاز با ولتاژ 220، 230، 400، 440، 500 و 690 ولت ویا ولتاژ تغذیه AC بوبین با مقادیر 24، 48، 110، 220، 280، 220، 230، 240، 277، 380، 400، 415، 480، 575 و 600 ولت در فرکانس های 50 و 60 هرتز ساخته می شوند. مشخصات کنتاکتورهای خازنی بر اساس حداکثر توان خازنی که می تواند قطع و وصل نماید داده می شود و از 9KVAR تا 60KVAR موجود است.

شکل ظاهری دونوع کنتاکتور خازنی

مشخصات کنتاکتورهای خازنی در جدول زیر که مربوط به یکی از شرکت های سازنده کنتاکتور بوده و مطابق با استاندارد IEC-947 و IS/3947 تولید می شود داده شده است. در ستون آخر اعداد و بعد از حرف D نشان دهنده حداکثر توان خازنی قابل قطع و وصل را نشان می دهد.

مشخصات کنتاکتورهای خازنی

در صورت عدم دسترسی به جداول استاندارد می توان جریان کنتاکتور را 1/5 برابر جریان نامی خازن انتخاب کرد. جریان موثر خازن ها در حالت کار مداوم در ولتاژ سینوسی و فرکانس نامی نباید از 1/3 برابر جریان نامی تجاوز نماید.

مزایای کنتاکتورهای خازنی نسبت به کنتاکتورهای معمولی

1_ کاهش هزینه تعمیر و نگهداری

2_ طول عمر زیاد

3_ کاهش تلفات در حالت وصل

4_ عدم وجود ولتاژهای خطرناک

5_ قابلیت سوئیچ کردن چند یا تک خازنی به طور موازی

6_ محدود کردن جریان لحظه ای در هنگام وصل خازن

مدار داخلی و طرز عملکرد کنتاکتورهای خازنی

با تحریک شدن بوبین کنتاکتور (A1 وA2 ) تیغه های فرعی باز شماره5، 6 و 7 کنتاکتورقبل از تیغه های اصلی وصل شده و خازن از طریق مقاومت های اتصال یافته در دو طرف کنتاکتور به شبکه برق وصل شده و باعث شارژ خازن با ثابت زمانی T=RC و با جریان کم می گرددبا فاصله زمانی خیلی کم کنتاکت های اصلی وصل شده و خازن مستقیما به شبکه از طریق کنتاکت های اصلی اتصال می یابد و کنتاکت های فرعی بعد از وصل کنتاکت ها قطع می گردند. در بعضی از کنتاکتورها کنتاکت های زود وصل شونده قطع نشده و با کنتاکت های اصلی موازی می گردد.

اگر مقاومت تخلیه خازن روی خازن ها به صورت ثابت نصب شده باشد. مطابق شکل زیر می توان کنتاکتور را وصل نمود. در صورتی که مقاومت های تخلیه (دشارژ) روی خازن وصل نشده باشد باید توسط دو عدد کنتاکت کمکی اضافی مقاومت های در حد مگا اهم ( مقادیر مقاومت تخلیه با توجه به قدرت خازن، ولتاژ و زمان سوئیچ تعیین می گردد). بعد از قطع کنتاکتور با خازن موازی شود تا خازن را دشارژ نموده و برای وصل مجدد آماده گردد. در صورت تخلیه نشدن خازن امکان دارد در لحظه وصل مجدد جریان، جریان معکوس وارد شبکه شده و همچنین باعث قوس الکتریکی شدید در کنتاکت های کنتاکتور گردد. و همچنین در صورت تخلیه نشدن امکان برق گرفتگی در هنگام تعمیرات وجود دارد.

مدار و طرز اتصال کنتاکتور خازنی

مقاومت های تخلیه بهتراست از نظر DC با مقدار کم و از نظر AC با مقدار زیاد انتخاب گردد تا در حالت وصل خازن به شبکه که ولتاژ AC روی مقاومت می افتد جریان کمی از مقاومت عبور نماید و در حالت قطع خازن از شبکه، که ولتاژ روی خازن DC می باشد، ریع تر خازن را دشارژ نماید.

کنتاکتور الکترونیکی (SSR) (SOLID STATE RELAY)

SSR، یا رله حالت جامد، یک المان الکترونیکی نیمه هادی است که در آن اجزائی مثل کنتاکت استفاده نشده است. به طور کلی، SSR ها دارای یک ورودی به عنوان فرمان و یک ورودی و خروجی به عنوان کلید (قدرت) هستند.

بر اساس عملکرد قسمت فرمان و ارتباط بین نوع و مقدار ولتاژ ورودی و قسمت تحریک کلید، SSR ها به سه نوع مختلف تقسیم می شوند

1_ photo_ coupled SSR

2_ TransFormer _ coupled SSR

3_ Hybrid SSR

همچنین قسمت قدرت بر اساس نوع و عملکرد مورد نیاز از دو عنصر نیمه هادی های قدرت ترایاک Triac و تریستور Thyristor ساخته می شود که در حالت تریستور برای ولتاژهای AC از دو عدد تریستور معکوس موازی استفاده می گردد.

شکل زیر ساختمان یک نوع photo_ coupled SSR را نشان می دهد. شکل فوق جهت عملکرد در جریان های AC ساخته شده است بنابران در بازهای AC مورد استفاده دارد.

ساختمان یک نوع SSR

عملکرد SSR های تریستور مطابق شکل زیر با تحریک گیت در α=0 درجه در نیم سیکل مثبت تریستور T1 و با تحریک گیت در α=90 درجه در نیم سیکل منفی تریستور T2 روشن شده و باعث وصل A1 به A2 و عبور دادن جریان مصرف کننده می گردد. (اتصال مصرف کننده)

ساختمان وشکل موج SSR تک فاز

SSR ها اکثرا در جریان AC مورد استفاده قرار می گیرد و اگر بخواهیم در جریان DC استفاده کنیم برا خاموش نمودن آن باید از تکنیک های کموتاسیون استفاده نمود و با توجه به نوع بار مدار کموتاسیون ( خاموش نمودن تریستور) مربوطه را طراحی نمود.

SSR ها به صورت تک فاز و سه فاز ساخته می شود که در حالت سه فاز قدرت سه برابر تک فاز با حروف A1-A2 ، B1-B2 ، C1-C2 مشخص می گردد و قسمت فرمان هر سه قسمت با یک ورودی فعال می شود.

کنتاکتور الکترونیکی

مشخصات دو نوع کنتاکتور الکترونیکی AC و DC

مطابق شکل بالا در انتخاب کنتاکتور الکترونیکی (SSR) باید به سه پارامتر اصلی توجه کرد

1_ محدوده و نوع ولتاژ جهت کنترل قطع و وصل که در حالت AC و DC می باشد.

2_ ولتاژی که به دو سر خروجی وصل می شود. (نوع و مقدار ولتاژ مصرف کننده) که این ولتاژ هم می تواند AC یا DC باشد.

3_ حداکثر جریان قابل تحمل پارامترهای مورد نظر را می توان از روی شماره و کدهای نوشته شده روی SSR تعیین نمود. (مطابق جدول زیر)

مفهوم مشخصات نوشته شده روی SSR ها

مزایای کنتاکتورهای الکترونیکی (SSR) نسبت به کنتاکتورهای معمولی

1_ سرعت قطع و وصل بالا

2_ توان مصرفی کمتر به خاطر قطعات الکترونیکی

3_ مستقیما می توان به PLC های رله ای و ترانزیستوری وصل کرد در حالتی که کنتاکتورهای مغناطیسی را نمی توان به PLCهای با خروجی ترانزیستوری وصل نمود.

4_ هنگام قطع و وصل قوس الکتریکی ایجاد نمی شود چون اتصالات از طریق نیمه هادی قدرت انجام می گیرد.

5_ به خاطر عدم ایجاد قوس الکتریکی می توان در جاهایی که احتمال آتش سوزی وجود دارد استفاده نمود.

6_ هنگام قطع و وصل هیچگونه صدایی تولید نمی کند در نتیجه می توان در جاهایی که سیستم ها حساس به سر و صدا می باشد و یا در مدارات آسانسور که صدای کنتاکتورهای معمولی زیاد است، استفاده نمود.

7_ طول عمر بیشتر به خاطر نداشتن قطعات مکانیکی

8_ حجم کمتر در مقیاس مساوی

9_ نصب آسان، عدم نیاز به سرویس و IP بالا

معایب کنتاکتورهای الکترونیکی نسبت به کنتاکتورهای معمولی

1_ هزینه اولیه در مقیاس مساوی بالاست.

2_ قابل تعمیر نمی باشد.

3_ عدم وجود کنتاکت های کمکی روی SSRها.

4_ نویزپذیر بودن. سیگنالهای بیرونی می تواند روی آن اثر بگذارد.

 موسسه خیریه حمایت از کودکان مبتلا به سرطان

 نویسنده : آرزو رضوانی

 تاریخ انتشار :

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *




مطلب پیشنهادی

2-001

کلید ( طراحی ان ها )

کلید کلیدها وسیله ای هستند که برای کنترل، تغییر اتصال وسایل و مصرف کننده های …