کنترل فاز زیمنس چیست و کاربرد ان در صنعت

کنترل فاز زیمنس چیست و کاربرد ان در صنعت

تعریف کنترل فاز:

در برق صنعتی برای محافظت از سیستم های الکترونیکی نظیر موتور ها ، ژنراتور ها و ترانس های قدرت  از رله کنترل بار(فاز) استفاده می کنند. عملکرد این دستگاه ها به طوری است که،در هنگام بروز هر گونه مشکلی در مدار مثل  نوسان در ولتاژ،کنترل فاز جریان عبوری از مدار را قطع می کند  تا سیستم های الکترونیکی اسیب جدی نبیند. همان طور که همه ی ما به این موضوع واقف هستیم که نصب و راه اندازی سیستم های الکترونیکی هزینه بسیار زیادی با خود به همراه دارد، و همچنین بسیاری از وسایل هم با هزینه های گزاف و زیاد تهیه می شوند و حساسیت بالایی به انواع مشکلات مرتبط به برق دارند.بنابراین حضور کنترل فاز زیمنس در بسیاری از موارد بالا برای حفاظت از سیستم های الکترونیکی بسیار ضروری می باشد.با یک بار صرف از استفاده کردن هزینه های گزاف دیگر جلو گیری کرد .این رله ها جایگزین بسیار مناسبی برای رله های بی متالی یا همان رله های حرارتی هستند.

 

همه ی ما با اصطلاحاتی مثل؛برق دو فاز شده است و یا سیم نول قطع شده و یا همان تقارن فازها به هم خورده است اشنا شدیم و انها را شناختیم،و از خطرات انها اگاه هستیم در زمان گذشته در مدارات حساس به صورت کنتاکتوری بعضی از عیب ها را مشخص می کرد و چراغ ها و زنگ های الارم فعال می کرد و برق شبکه قطع می شد ولی این مدار نمی توانست همه عیب ها را تشخیص بدهد از طرف دیگر قابل استفاده در کلیه امکان و تابلو های برق نبود.

همزمان با پیشرفت علم الکترونیک این عیب ها هم مورد بررسی قرار گرفتند و در اخر دستگاه هایی به اسم رله کنترل فاز ساخته شدند که متناسب با شرکت سازنده اعم از زیمنس به امکانات کمتر یا بیشتر می باشد.

کنترل فاز زیمنس چیست و کاربرد ان در صنعت

کاربرد کنترل فاز زیمنس:

• محافظت از تخیله  کامل در خودرو های باتری
• سیستم روشنایی
• کسب جریان های انرژی،از جمله بازاریابی انرژی،به عنوان مثال برای ربات ها
• بخاری و گرم کننده های DC
• مدیریت انرژی
• ……

انواع کنترل فاز:

به طور کلی دو نوع کنترل فاز وجود دارد که هر چند ازنظر نحوه  عملکرد کاملا شبیه به هم هستند اما با توجه به نوع مدار و سیم کشی،از انواع متفاوت انها استفاده می شود.

کنترل فاز ها در دو دسته تک فاز وسه فاز تقسیم می شوند.در نوع سه فاز باید فاز نول هم اضافه شود. در ادارات و منازل مسکونی بیشتر از نوع تک فاز ان استفاده میشود و درکنار کنتاکتورنصب می شود و نیاز به محافظه های برق کوچک برای هر وسیله به طور جداگانه را از بیین می برد. زیرا عملکرد ان مانند یک محافظ برق می باشد.

قبل از کنترل فاز:

تا قبل از حضور کنترل ، عیوب  مدارهای مختلف با کنتاکتور کنترل می شد اما این سیستم ضعیف عمل می کرد و قادر به شناسایی بعضی از عیب ها نبود.همچنین قابلیت  ویژه ایی دارد.یکی از برند های معروف در این زمینه که توانسته به خوبی رضایت خریدان را فرام اورد و کیفیت کار را به رخ کشیده است برند معتبر زیمنس است که قابلیت های بسیار ویژه ایی دارد. کنترل فاز زیمنس ازنظر استقبال خریداران یکی از پرطرفدارترین برندها می باشد.

به کنترل فاز رله کنترل هم می گویند. کنترل فاز دارایی  یک بویین می باشد که در صورت نبود هیچ گونه مشکلی در مدار تیغه خود را از حالت باز خارج می کند و می بنندد.لازم به ذکر است که هر سه فاز برق و سیم نول باید به کنترل فاز وصل باشد.بنابراین در مجموع 5 سیم به کنترل فاز متصل می باشد.

بویین:یک هسته مغناطیسی است که به صورت سیم پیچی شده نیروی لازم جهت اتصال پلاتین های زیمنس را فراهم می اورد.

وظایف کنترل فاز:

همانطور که گفتیم و می دانیم  کنترل فاز به بروز هرگونه خطا در مدار حساس بوده و قادر است ولتاژ را قطع کند.

اما مشکلاتی که کنترل فاز قادر به محافظت سیستم‌های برقی از آنها می‌باشد در واقع چه هستند؟

کنترل در  صورتی که ولتاژ از حد مجاز بالا تر برود،یا این که ولتاژ از حد مجاز پایین تر بیاید قادر است از سیستم های الکترونیکی مورد نظر محافظت کند.علاوه بران کنترل فاز زیمنس به بروز خطا در فاز ها نیز حساس بوده. در صورتی که یکی از فاز ها قطع شود و یا جا به جایی در فاز ها به وجود بیاید. یا این که عدم تقارن در فاز ها وجود داشته باشد،می تواند جریان ولتاژ را قطع و مانع از بروز مشکل در سیستم الکترونیکی شود.

نگاه تخصصی به کنترل فاز زیمنس:

روی هر کنترل  فاز چراغ سیگنال و ترمینال وجود دارد . ممکن است با توجه به برند شرکت سازنده تفاوت های جزئی در نام و شماره ترمینال و محل قرار گیری انها باشد .

• روی کنترل فاز زیمنس ترمینال های L1-L2-L3 یا R-S-T وجود دارد که برای اتصال به برق سه فاز می باشند.
• همانطور که در متن بالا اشاره کردیم به نوع سه کنترل فاز ها،فاز نول باید متصل شود. درانواع  کنترل  فازهایی که به فاز نول نیز متصل می شوند،یک ترمینال جهت اتصال فاز نول نیز وجود دارد.
• پیچ تنظیم Sen هم روی کنترل فازمشاهده می شود که مخفف شده واژه sensitivity به معنی حساسیت می باشد.اگر به خاطرداشته باشید در مطالب فوق به ان اشاره کردیم که یکی از قابلیت ها و ویژگی های کنترل فاز این است که شما می توانید میزان حساسیت دستگاه را به تقارن فاز ها تنظیم کنید.این ییچ در واقع این کار را برای شما انجام می دهد و با کمک ان می توانید میزان حساسیت به عدم تقارن فازها را تنظیم کنید.

ولی در کل یک رله کنترل فاز باید عیوب زیر را تشخیص دهد:

1. قطع شدن فازها (یک فاز دو فاز و یا هر سه فاز) ا سیم نول
2. تغییر توالی فاز ها
3. افزایش یا کاهش بیش از حد مجاز ولتاژ
4. عدم تقارن بیش از حد ولتاژ سه فاز
5. شوک های ناشی از قطع و وصل برق

مشخصه های رله کنترل فاز زیمنس

• تشخیص تغییر توالی فاز
• تشخیص قطع یک فاز
• حساسیت و محافظت در برابر عدم تقارن ولتاژ سه فاز(از 5 درصد تا 15 درصد)قابل تنظیم
• تشخیص کاهش ولتاژ شبکه
• قطع سریع در صورت بروز خطا
• دارای سیگنال های نمایشگر خطاهای مختلف و حالت عادی

رله های کنترل فاز دارای دو بویین می باشند که در صورت صحت کلیه شرایط عمل نموده و تیغه باز خود را می بندد،در نتیجه این تیغه باید در مسیر مدار فرمان قرار گیرد

برای تشخیص رله از ضعیف برق شبکه باید هر سه فاز و سیم نول را وارد رله کنترل فاز گردد،در نهایت به یک رله کنترل فاز حداقل 5 سیم متصل است.

این رله  دارای سه رنج تنظیم می باشد که به ترتیب به انها می پردازیم:

 

زمان تاخیر در وصل	که از 1 تا 30ثانیه قابل تنظیم است و بر روی هر زمانی که تنظیم شود، در صورت صحت کلیه موارد بعد از زمان انتظار (زمان تنظیم شده) رله عمل خواهد  روشن می شود.Rکرد و چراغ	1
زمان تاخیر در قطع	زمان عکس العمل رله (قطع رله )در موارد بروز عیب بر اساس زمان تنظیم شده توسط این رنج تنظیم،مشخص می شود. این زمان در این مدل رله از 1 تا 15 ثانیه می شود.	2
حساسیت قطع فاز	با یان درجه تنظیم می توان نامتقارنی و ولتاژ برگشت را جهت قطع خروجی انتخاب نمود.در این مدل رله،حساسیت از3تا30قابل تنظیم می باشد.	3

 

در اکثر موارد حساسیت بین 15 تا 20 درصد مناسب می باشد

در موتور های که ولتاژ برگشت زیاد دارند می توان از حساسیت 5 درصد استفاده کرد،و در صورتی که عدم تقارن ولتاژ موجود در شبکه مزاحم عمل عادی رله باشد می توان از حساسیت های 25 تا 30 درصد استفاده کرد.

چرا باید از رله کنترل فاز استفغاده کرد؟

در موتور های القایی،حالت های مضر و غیر عادی متفاوتی ممکن است پیش بیاید که برای هر یک از نوع مخصوصی از حفاظت استفاده می شود.این حالت های غیر عادی شامل این موارد هستند:اضافه بار در موتور ،افت ولتاژ، اتصال کوتاه در موتور،افزایش ولتاژ،ولتاژ نا متعادل،تک فاز شدن،تغییر در توالی فاز ها و روشن و خاموش کردن متوالی موتور

عموما کنترل فاز های زیمنس با کد  3UG  شروع می شوند

آشنایی با علائم رله کنترل فاز 

• ترمینال های R1,S1,T(L1,L2.L3) :ورودی سه فاز برق را به تر مینال ها وصل میکنیم.کنترل فاز در دو مدل بدون نول و نیاز به نول تولید می شوند.با وصل صحیح سیم ها ،نشانگر تغذیه روشن خواهد شد.
• Sen یا sensivity : پیچ تنظیم جهت مشخص نمودن میزان حساسیت دستگاه در زمان مقایسه تقارن فازهاست.به عبارت دیگر توسط این میزان حساسیت به عدم تقارن فاز ها تعیین می شود.
• On delay : پیچ تنظیم زمان در مواقعی که خطایی رخ می دهد یا مداری برای اولین بار روشن می شود.
• ترمینال 12 : ورودی فرمان:به این ترمینال یک ورودی فرمان وارد می شود که خروجی ان را می توانیم در پایانه های 18و16دریافت کنیم.در واقع این ورودی پایه com رله داخلی دستگاه است.
• ترمینال 11:خروجی nc یا نرمال باز:این خروجی در زمانی که ولتاژسه فاز هیچ مشکلی نداشته باشند وصل می شود که البته در این حالت نشانگر فعال بودن رله نیز روشن است.این ترمینال به کنتاکتور وصل می شود.
• ترمینال 14: خروجی no یا نرمال بسته :این ترمینال همیشه بسته می باشد مگر اینکه چراغ سیگنال

rel  روشن باشد درواقع در دو حالت این ترمینال بسته خواهد بود

1. دستگاه خاموش باشد
2. خطایی رخ داده باشد و رله داخلی قطع کرده باشد از این ترمینال می توان برای مانیتورینگ استفاده کرد و به پی ال سی متصل نمود.

نشانگر خطا:معمولا یک یا دو عدد نشانگر خطا روی کنترل فاز وجود دارد که در صورت جابه جا شدن دو فاز از سه فاز یا در صورتی که ولتاژ شبکه خارج از محدوده مجازی عملکردی باشد ، ضمن قطع رله داخلی،نشانگر خطا روشن خواهد شد

 نحوه عملکرد رله و تست رله :

در صورت اتصال صحیح فازها و سیم نول ابتدا چراغ سبز U روشن می شود و در صورت  متقارن بودن ولتاژها ،صحیح بودن توالی فازها و تنظیم بودن حساسیت متناسب با موتور الکتریکی بعد از طی زمان تنظیمی ON DELAY چراغ سبزR روشن می شود که معرف عملکرد رله می باشد در همین زمان کنتاکت 15رله از 16 قطع و به کنتاکت 18 وصل شده و اجازه عمل به کنتاکتور اصلی را می دهد.

در نتیجه بعد از عملکرد رله ترمینال های 15 و  18 کنتاکتهای بسته در مدار فرمان و ترمینال های 15 و  16 کنتاکتهای باز در مدار فرمان خواهند بود .

کنترل فاز شامل ترمینال هایی هستند که در ادامه شرح داده خواهند شد:

SEN 

تعیین میزان حساسیت کنترل فاز در زمان مقایسه تقارن

ON DEHAY

تعیین زمان فعال شدن مدار و زمان های انتظار در مواقع رخداد خطا

ترمینال ورودی فرمان

با دریافت ورودی فرمان، خروجی از ترمینال های 16 و 18 را در اختیار خواهید گرفت

ترمینال خروجی NO

این خروجی که به عنوان نرمال باز عمل می کند در زمانی فعال می شود که ولتاژ سه فاز در عملکرد قرار گرفته باشد و چراغ سیگنال REL وضعیت صحت روشن باشد.

خروجی NC یا نرمال بسته 

این ترمینال همیشه بسته می باشد مگر اینکه چراغ سیگنال REL روشن

چراغ سیگنال F

این چراغ زمانی فعال می شود که ولتاژ به حداکثری خود برسد و مدار پس از 3 ثانیه مدار قطع شود

چراغ سیگنالP

درصورت جابه جا شدن دو فاز از سه فاز فرمان قطع صادر شده این چراغ روشن می شود.

نکات بیشتر:

• پیچ تنظیمی On delay با این پیچ تنظیمی زمان انتظار لازم بعد از اولین روشن و خاموش شدن کنترل فاز زیمنس را می توانید با ان زمان انتظار بعد از رخ دادن خطا را مشخص کنید.
• به ترمینال 15 یک ورودی فرمان وارد میشد که خروجی ان در ترمینال های 18 و16می باشد
• ترمینال 16 که خروجی NC یا نرمال باز می باشد. در صورتی که ولتاژ سه فاز هیچ مشکلی نداشته باشد این خروجی وصل می شود.در این حالت نشانگر فعال بودن رله نیز روشن می باشد .این ترمینال به کنتاکتور وصل می شود.
• ترمینال 18که خروجی همیشه بسته است،مگر اینکه چراغ مربوط به سیگنال REL روشن باشد.اگر بخواهیم واضح تر و دقیق تر حرف بزنیم باید بگوییم که در زمانی که دستگاه خاموش می باشد و یا در زمانی که خطایی رخ داده شود و رله داخلی قطع شود این ترمینال بسته است.این ترمینال برای ترمینال مانیتورینگ استفاده می شود و به PLC متصل می شود.
• نشانگر خطا نیز جزو ثابت کنترل فاز می باشد.معمولا یا یا دو عدد نشانگر خطا روی کنترل فاز وجود دارد که در هنگام بروز هر گونه خطا مثل جا به جا شدن دو فاز از سه فاز یا در صورتی که ولتاژ شبکه از محدوده مجاز عملکردی خارج شده باشد،نشانگر خطا روشن خواهد شد. و رله داخلی قطع می شود