مدار فرمان و مدار قدرت چیست؟ - آموزشگاه برق و الکترونیک

مدار های الکتریکی صنعتی از دو بخش مدار قدرت و مدار فرمان تشکیل شده اند. مدار فرمان که به مدار کنترل نیز معروف است وظیفه کنترل و همچنین حفاظت از مدار قدرت را بر عهده دارد. در این بخش می خواهیم با مدار فرمان بیشتر آشنا شویم پس با ما همراه باشید.

مدار فرمان - آموزشگاه برق و الکترونیک
مدار فرمان – آموزشگاه برق و الکترونیک

مدار فرمان چیست؟

کنترل، مدیریت و راه اندازی یک سیستم الکتریکی در مدار های برق صنعتی و برق قدرت به وسیله مدارهای فرمان انجام می شود. Control Circuit یا مدار فرمان از بخش های مختلف و سیستم های پیچیده ای مانند سوئیچ ها، کنتاکتور ها، تایمر ها، رله ها و غیره تشکیل شده است. به همین دلیل این مدار از بخش های بسیار مهمی تشکیل شده است و وظیفه کنترل و فرمان را بر عهده دارد.

از جمله وظایف دیگر این مدار می توان به خاموش و روشن کردن ماشین آلات به روش های مختلف، برقراری هماهنگی و زمان بندی میان الکتروموتور ها و ماشین آلات برخی دیگر از وظایف مهم مدار فرمان می باشد.

اجزای تشکیل دهنده مدار فرمان

مدار فرمان از بخش های مختلفی تشکیل شده است که در ادامه برخی از آن ها را بررسی خواهیم کرد.

  1. تایمر

تایمر یکی از اجزای مهم مدار قدرت و فرمان است که امکان کنترل کردن مدار را در بازه های مختلف فراهم می کند. به طور کلی تایمر ها در انواع مختلفی مانند تایمر بادی و الکترونیکی یا نیوماتیکی ساخته و طراحی می شوند.

  1. کلید مینیاتوری

کلید مینیاتوری یکی از اجزای کاربردی مدار به شمار می رود که وظیفه حفاظت از مدار در برابر تبعات ناشی از اتصال کوتاه و اضافه بار را بر عهده دارد. این کلید در نقش قطع کننده می باشد و در واقع وسیله ی حفاظتی برای مدار به شمار می رود.

مدار فرمان چیست ؟ آموزشگاه برق و الکترونیک
مدار فرمان چیست ؟ آموزشگاه برق و الکترونیک
  1. شستی یا پوش باتن

این قطعه از مدار با توجه به مکانیزم سوئیچی و ساده ای که دارد برای مدیریت کردن و کنترل یک سیستم یا یک دستگاه عملیاتی مورد استفاده قرار می گیرد. بدنه این شستی معمولا از متریال فلز، پلاستیک یا باکالیت مقاوم ساخته می شود. از جمله انواع پوش باتن ها می توان به شستی استاپ، شستی استارت، شستی مخصوص استاپ و استارت دوبل اشاره نمود.

  1. فیوز

فیوز یک قطعه حفاظتی و کوچکی در دستگاه های صنعتی و همچنین وسایل برقی می باشد که در مواقعی که جریان برق بیش از حد باشد، سبب قطع اتصال می شود. در نتیجه از خطراتی مانند سوختن دستگاه و آتش سوزی جلوگیری می کند.

انواع  مدار های فرمان

مدار فرمان دارای دو نوع دستی و اتوماتیک می باشد که در ادامه آن ها را بررسی می کنیم:

  1. مدار فرمان دستی

زمانی که شخصی یک مدار را به طور دستی کنترل می کند، مدار فرمان آن دستی می باشد. برای مثال این امکان وجود دارد که کسی سوئیچ یک موتور را بچرخاند تا موتور را خاموش یا روشن کند.

  1. مدار فرمان اتوماتیک

درست است که کنترل ماشین آلات هنوز هم به صورت دستی رایج می باشد اما برخی از آن ها به صورت خودکار متوقف و یا راه اندازی می شوند. در صنعت عموما ترکیبی از مدار ها دستی و اتوماتیک را به کار می گیرند. این امکان نیز وجود دارد که یک فرایند به طور دستی آغاز شود اما به صورت اتوماتیک متوقف شود.

نقشه مدار فرمان

زبان بیان و ارتباط میان مدار فرمان یک دیاگرام خطی می باشد که به آن دیاگرام نردبانی می گویند. دیاگرام های نردبانی از مدار قدرت و مدار فرمان تشکیل شده اند. سیم های برق در این دیاگرام ها به صورت خطوط نشان داده می شوند. گاهی اوقات برای اینکه تفاوت سیم کشی مدار قدرت و مدار فرمان را نشان دهند، سیم کشی مدار های فرمان را نازک تر و سیم کشی مدار های قدرت را پر رنگ تر نشان می دهند.

یک گره یا نقطه کوچک در تقاطع چند سیم نشان دهنده اتصال الکتریکی می باشد. در نظر داشته باشید که دیاگرام های خطی ارتباط عملکردی دستگاه ها و اجزا را در یک مدار نشان می دهند، نه ارتباط فیزیکی آن ها را.

خواندن دیاگرام های خطی

نمودار های خطی از سمت چپ به راست خوانده می شوند. در واقع با فشار دادن شستی می توان جریان الکتریکی را از L1 به L2 عبور داد. این کار از طریق چراغ سیگنال و شستی انجام می شود. آزاد شدن شستی جریان را قطع خواهد کرد و چراغ سیگنال خاموش خواهد شد.

شما علاقه مندان به برق، برای یادگیری اصولی و ورود به بازار کار می‌توانید در دوره های ما شرکت کنید، انواع دوره های برق و الکترونیک ما به شرح ذیل است:

دوره آموزش برق ساختمان که شامل برق درجه 1 و درجه 2 می شود، دوره آموزش طراحی و مونتاژ تابلو برق و دوره آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی و… را در آموزشگاه تدریس می‌کنیم، برای مشاهده سایر دوره های ما به صفحه شهریه دوره‌ها سایت مراجعه نمایید.

نقشه مدار های فرمان و قدرت

همانطور که گفتیم مدار قدرت توسط خط پررنگ نشان داده می شوند. در واقع این خط برق را از منبع اصلی به بار متصل به آن یا همان موتور می رساند. مدار های فرمان که با خط نازک تر نشان داده می شود برای کنترل کردن توزیع برق مورد استفاده قرار می گیرد.

تفاوت مدار فرمان و قدرت - آموزشگاه برق الکترونیک
تفاوت مدار فرمان و قدرت – آموزشگاه برق الکترونیک

اتصال اجزای مدار فرمان

مدار فرمان از دستگاه های کنترل و بار های کنترل تشکیل شده است. بار کنترل در واقع یک قطعه الکتریکی می باشد که از برق استفاده می کند. رله ها، کنتاکتور ها و چراغ های سیگنال جزو بار های کنترل هستند. از قطعات کنترل برای فعال شدن بار کنترل استفاده می کنند. کلید ها و شستی ها نمونه هایی از دستگاه کنترل می باشند.

مدار قدرت چیست؟

همانطور که گفتیم مدار های الکتریکی از دو بخش اصلی مدار قدرت و فرمان تشکیل شده اند. مدار کنترل یا فرمان، کنترل و حفاظت از مدار قدرت را بر عهده دارد. همچنین از دیگر وظایف مدار کنترل می توان به صدور فرمان ها کنترلی به مدار قدرت اشاره نمود. Power Circuit یا همان مدار قدرت زمینه لازم و مناسب را برای عبور کردن جریان اصلی مصرف کننده را از خود فراهم می سازد.

به عبارت دیگر مدار اصلی که سبب حرکت جریان الکتریکی از طرف منبع تغذیه برای رسیدن به بار های الکتریکی می شود، در مفهوم و معنای مدار قدرت تفسیر می شود. بار الکتریکی این نوع مدار ها می تواند موتور های القایی سه فاز یا یک لامپ کم مصرف باشند. امکان عبور جریان الکتریکی و محافظت از مدار در مقابل جریان های بالا از جمله مهمترین وظایف مدار قدرت می باشند.

اجزای مدار قدرت - آموزشگاه برق الکترونیک
اجزای مدار قدرت – آموزشگاه برق الکترونیک

مهم ترین اجزای مدار قدرت

 این نوع مدار ها از اجزای مختلفی تشکیل شده اند که در ادامه آن ها را بررسی خواهیم کرد:

  1. فیوز الکتریکی

فیوز الکتریکی یکی از اجزای مدار های فرمان و قدرت می باشد که در مواقع عبور جریان ها بالا و اضافه بار، اتصال را قطع خواهد کرد. فیوز ها بعد از رسیدن جریان از میزان تعیین شده ذوب خواهند شد. با این کار سبب قطع کامل اتصال میشوند. در نتیجه از آسیب های احتمالی وارد شده به مدار اصلی جلوگیری می کنند.

  1. کلیدهای حرارتی

کلید های حرارتی برای محافظت مردن از الکتروموتور ها در مقابل با جریان های بالا و اضافه بار، در مدار قدرت مورد استفاده قرار می گیرند.

  1. کنتاکتور

کنتاکتور ها در مدار قدرت مانند یک کلید کنترل کننده الکتریکی عمل می کنند. به همین ترتیب برای کلید زنی در مدار های قدرت از کنتاکتور ها استفاده می کنند. از جمله مزایای این قطعه می توان به مقرون به صرفه بودن، دارای ویژگی حفاظتی زیاد و افزایش ضریب ایمنی اشاره نمود.

  1. کنترل بار

کنترل بار برای حفاظت از الکتروموتور ها در مقابله با جریان اضافه به خوبی عمل می کند و نقش به سزایی دارد. کنترل بار در هنگام ایجاد اضافه بار در مدار، سریعا اتصال مدار را قطع خواهد کرد. از جمله ویژگی های کنترل بار یا رله کنترل می توان به برخورداری از تایمر تاخیر در زمان اتصال، تنظیم و مدیریت جریان، قابلیت تنظیم تاخیر در زمان قطع شدن جریان و غیره اشاره کرد.

  1. کلید حفاظت از موتور الکتریکی

کلید MPCB یا همان حفاظت موتور الکتریکی وظیفه دارد تا از موتور های الکتریکی حفاظت کند. این کلید اختلافات میان ولتاژ های فاز و تشخیص شرایط مختلف خطر از آسیب دیدن موتور الکتریکی جلوگیری می کند.

نکته:  همانطور که گفتیم در نقشه های مختلف الکتریکی مدار قدرت را با خط های پر رنگ  و یا با رنگی دیگر نشان می دهند.

اجزای مدار قدرت - آموزشگاه برق و الکترونیک
اجزای مدار قدرت – آموزشگاه برق و الکترونیک

تفاوت مدار کنترل و قدرت

یکی از تفاوت های مدار فرمان و قدرت، نوع جریان الکتریکی این مدار های می باشد. به این ترتیب که مدار های فرمان معمولا با جریان برق تک فازی راه اندازی می شوند. در صورتی که مدار های قدرت معمولا با جریان برق سه فازی راه اندازی می شوند و شروع به کار می کنند. علاوه بر این عوامل مدار قدرت همیشه از مدارات فرمان تبعیت خواهد کرد. به این صورت که اگر مدار های فرمان قطع شوند، مدار های قدرت نیز به صورت خودکار قطع خواهند شد. همچنین مدیریت و کنترل مدار های قدرت توسط مدار های فرمان انجام می شود.

لازم به ذکر است که نقشه های مدار قدرت، مسیر جریان به مصرف کننده را نشان می دهد. در حالی که نقشه مدار کنترل یا فرمان نوع عملکرد و چگونگی مدار قدرت را نشان می دهد. همچنین نمایش کنتاکت ها در مدار های فرمان به صورت اعداد دو رقمی می باشد، در حالی که در مدار های قدرت این اعداد به صورت تک رقمی نمایش  داده می شوند.

مدار قدرت چیست - آموزشگاه برق و الکتزونیک
مدار قدرت چیست – آموزشگاه برق و الکتزونیک

تحلیل  مدار های قدرت و فرمان به زبان ساده

تحلیل مدار کنترل و قدرت در نقشه های برق از اهمیت بالایی برخوردار است. برای تحلیل کردن دقیق این نقشه ها، به اطلاعاتی در مورد علائم اختصاری نقشه های الکتریکی مدار قدرت و فرمان و غیره احتیاج داریم.

۱- تحلیل  مدار فرمان و قدرت راه اندازی و کارکرد یک موتور از یک نقطه به طور لحظه ای

از جمله مدار های مهم برق صنعتی، مدار راه اندازی و کارکرد یک موتور از یک نقطه به طور لحظه ای می باشد. برای طراحی این مدار ابتدا تجهیزات لازم برای مدار قدرت را در نظر می گیریم. در ادامه با توجه به نوع کنترل و قرار گرفتن آنها اقدام به طراحی مدار می کنیم.

در طراحی کردن مدار قدرت نیاز به فیوز برای حفاظت در برابر اتصالات کوتاه خواهیم داشت. همچنین برای محافظت کردن از الکتروموتور در مقابل خطاهایی از قبیل دو فاز شدن یا اضافه بار، باید کلید حرارتی مناسبی را در مسیر جریان عبوری از سه فاز قرار دهیم.

در نتیجه با طراحی کردن مدار قدرت باید برای کنترل مدار به طراحی مدار کنترل یا فرمان بپردازیم. در طراحی کردن مدار کنترل یک فیوز جدا نیاز می باشد که به طور سری در مسیر عبور جریان کنترل قرار گیرد. همچنین باید بعد از فیوز از کنتاکت بسته کلید های حرارتی که کوپل با تیغه قدرت بی متال می باشد، استفاده کرد.

در صورت وجود کلید حرارتی بعد از قطع نمودن، مدار قدرت نیز مسیر جریان را قطع میکند و به طور سری با دیگر تجهیزات قرار خواهد گرفت. حال ما به کلید های استاپ نیاز داریم تا در مواقع ضروری اقدام به قطع کردن جریان عبوری کنیم. در مدار طراحی شده نیز برای راه اندازی مدار از شستی ها استفاده می کنند.

به این صورت که تا زمانی که دست بر روی شستی استارت قرار دارد باید جریان الکتریکی به بوبین کنتاکتور برسد و در صورت برداشتن دست نباید جریانی به بوبین کنتاکتور برسد.

۲- تحلیل مدار کنترل و قدرت راه اندازی یک موتور از یک نقطه به طور دائم

مدار قدرت در راه اندازی موتور از یک نقطه به طور دائمی، مانند مدار قدرت راه اندازی یک موتور از یک نقطه به صورت لحظه ای می باشد و هیچ گونه تغییری در مدار قدرت صورت نخواهد گرفت، بلکه نحوه کنترل کردن آن تغییرات کوچکی خواهد داشت. زیرا در نحوه کنترل خواسته شده، الکتروموتوری که می خواهد با کلیه شرایط ایمنی، به طور دائم با زدن دکمه استارت شروع به کار کند.

به همین دلیل مدار کنترل و فرمان نیز مانند مدار قبلی می باشد با این تفاوت که با زدن دکمه استارت شروع به کار کند و با برداشتن دست خود از روی شاستی استارت، موتور به انجام فعالیت خود ادامه دهد.

در نتیجه نیازمند یک نگهدارنده هستم. یعنی بعد از عبور کردن جریان از کلید استارت در مرحله اول بوبین کنتاکتور تحریک می شود و تیغه های فرمان و قدرت عمل می کنند و تیغه بازی که با استارت موازی شده است، بسته شده و با برداشتن دست خود از روی آن در این هنگام جریان کنتاکتور توسط تیغه باز کنتاکتور که حالا بسته شده است عبور می کند. تا زمانی که کلید استاپ و دیگر تجهیزات ایمنی تحریک نشوند، الکتروموتور در جهت مشخص شده به کار خود ادامه خواهد داد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.