فصل سوم آموزش برق صنعتی(کليدها و ادوات)بخش 1

اهداف آموزشي فصل سوم : 

۱– آشنايي با انواع کليدهاي ساده و اتوماتيک 

۲–  آشنايي با انواع کليدها ي دستي شامل کليدها ي غلطکي،سلکتوري و اهرمي وموارد استفاده آن.

۳– شناخت ساختمان شستيها   ي فشاري و موارد کاربرد آن

۴– آشنايي با مدلهاي مختلف استارترها و کنتاکتورها ي دست ي زيمنس

۵– آشنايي با چراغ پايلوت، ميکروسوئيچها، تايمرها و انواع آنها

۳- ۱-       وسايل کنترل ساده

جهت کنترل وسايل الکتريکي ومصرف کننده ها از وسايل مختلفي استفاده مي کنند که ساده تري ان ين وسايل کليدها  هستند. بطور کل ي کليد وسيله اي است که با تغيير حالتي که در آن بوجود م ي آيد باعث قطع ويا وصل مدار الکتر يکي م ي شود. عمل تغيير حالت  کليد از نيروي مکانيکي ناش ي م ي شود که اين نيرو ي مکانيکي  يا مستقيمﹰا ويا توسط انرژي ديگري مثل الکتريسيته به کليد اعمال مي شود، کليدها را  از اين نقطه نظر مي توان به دو دسته  زير تقسيم بندي نمود : 

• کليدهاي ساده : اين کليدها براي تغيير حالت نياز به انرژ ي مکانيکي دارندو بصورت يک پل، دو پل، وسه پل ساخته م ي شوند.
• کليدهاي مرکب: اين کليدها نيروي مکانيکي را جهت تغيير حالت از انرژي واسطه اي مانند انرژي برق دريافت م ي کنند. مانند انواع رله ها وکنتاکتورها.

۳- ۲-        انواع کليدهاي ساده

بطور کل  ي کليدهاي ساده به دو دسته تقسيم مي شوند : 

• کليدهاي لحظه اي يا شستي ها: که به وفور در مدارهاي فرمان به کار م ي روند. 
• کليدهاي ^دائمي: که .irمعمو ﹰلا از نظر ساختمان بصورت اهرمي، غلطکي وسلکتوري ساخته مي شوند. اين کليدها در ادامه مورد بحث قرار خواهد گرفت .

۳–۲–۱–   کليد اهرمي ساده  

کليد اهرم ي ساده ياتيغه اي که در شکل (۱۷) نشان داده شده است، از جمله ساده ترين کليدها بوده وبوسيله اهرمي که به تيغه ها ي کليد نيرو وارد م ي کند، ارتباط را برقرار م ي نمايد. تيغه هاي اين نوع کليد بصورت همزمان به کنتاکتهاي ثابت وصل م ي شوند.  از اين کليدها که در صنعت با نام کليد چاقويي  شناخته مي شوند، معموﹰلا براي جدا کردن مدارهاي کم جريان استفاده مي شود. در کليدهاي با جريان کمتر، با استفاده از دو کنتاکت که معموﹰلا درزير تيغه ومحل ورود جريان قرار دارند،با بستن رشته سيم نازکي عمل فيوز را براي هر تيغه انجام م ي دهند. ولي در کليدهاي قدرت بالاتر از فيوزها ي کاردي (NH) که در زير تيغه قرار مي گيرد  استفاده مي کنند.  

۳–۲–۲–  کليد غلطکي                                                           

ساختمان اين کليد از يک استوانه عايق که حول محوري بصورت غلطک حرکت م ي کند،  تشکيل شده است. در روي استوانه در قسمتهاي لازم قطعات هادي بصورت نوار قرار داده شده است .فرم استوانه وقطعات هادي بصورتي است که با حرکت استوانه در حول محورش مي تواند کنتاکتهاي ثابتي را بهم وصل ويا از يکديگر جدا نمايد. شکل (۱۸) يک نمونه از اين کليدها را نشان مي دهد.عمر مفيد اين کليدها به علت تماس هادي با کنتاکتها زياد نيست.  

۳–۲–۳– کليدهاي سلکتوري  

گفتيم که در کليد غلطکي بخاطر تماس وسائيدگي که بين نوار هادي وکنتاکتهاي ثابت بوجود م ي آيد، از عمر کليد کاسته م ي شود. بهمين خاطر از کليد غلطکي کمتر استفاده مي شود وبجاي آن از کلي د ها ي سلکتوري که در شکل (۱۹) نشان داده شده است استفاده م ي شود. 

 در کلي د ها ي سلکتوري بجاي قرار دادن نوار هاد ي روي استوانه وتماس آن با تيغه هاي ثابت،  استوانه را طور ي طراح ي مي کنند که دارا ي برجستگي وفرورفتگيها يي باشد.  اين استوانه حول محور خود حرکت کرده وزبانه هايي را بالا وپايين م ي برد. زبانه مزبور کنتاکتهاي متحرک (پلاتين )را به کنتاکتهاي ثابت، وصل ويا آنها را از هم جدا م ي کند.  

اين نوع کليدها براي باز وبسته کردن دستي کنتاکتها به کار مي رود که در انواع ثابت، با برگشت فنري وبا عملکرد کليدي موجود است. کليدهاي سلکتوري  در انواع دو، سه، ويا چهار وضعيتي نيز وجود دارند. تفاوت عمده اي که بي ن يک شست ي فشاري ويک کليد سلکتوري وجود دارد در مکانيزم عملکرد آنست.در سلکتور سوييچ براي باز ويا بسته کردن يک کنتاکت بايد عملگري بچرخد.  

کنتاکتهايي که در شستي هاي فشاري استفاده مي شود، با کنتاکتهايي که درکليدهاي سلکتوري استفاده مي شود قابل تعويض است. کليدهاي سلکتوري اغلب براي انتخاب يکي از چند قابليت مدار مانند عملکرد دستي، عملکرد اتوماتيک، سرعت کم يا زياد، پايين وبالا ،  چپ يا راست وتوقف وچرخش به کار م ي رود.

سلکتور سوييچ هاي مدل22mm  زيمنس که در شکل (۲۰)نشان داده شده است تا ماکزيمم ۶مدار و مدل30mm   تا ۱۶مدار را مي تواند کنترل م ي کند.  

کليدهاي سلکتوري از نقطه نظر تعداد وضعيت، به کليد دو وضعيتي و سه وضعيتي تقسيم بندي مي شوند. 

کليد سلکتوري دو وضعيتي 

در مثال شکل (۲۱) موقعيکه کليد در وضعيت ۱ است ₁PL به منبع  وصل مي شود و موقعيکه کليد در وضعيت ۲ قرار مي گيرد ₂PL به منبع وصل مي شود. در اين مدار در تمام زمانها يا ₁PL روشن است ويا ₂PL.  کليد سلکتور ي مي تواند در صورت ي که تنها يک سيم وجود داشته باشد به عنوان کليدON/OFF نيز مورد استفاده قرار گيرد.  

در مدار وجود  دارد. در روش نخست از خطوط توپر وخط چين مانند شکل قبل براي نشان دادن به طور کلي دو روش پذيرفته شده براي نشان دادن وضعيت اتصال يک  کليد سلکتوري وضعيت اتصال استفاده مي شود و در روش دوم از جداول صحت يا جداول هدف (Target)استفاده مي شود که در آن هر اتصال با يک حرف نشان داده م ي شود. حرف Xدر جدول نشان مي دهد که کنتاکتها براي يک موقعيت مفروض کليد، بسته هستند. در مثال شکل (۲۲)وقتي کليددر موقعيت۲ است کنتاکت Bبسته شده و ₂PL به منبع وصل م ي شود.  

 کليد سلکتوري سه وضعيتي  

يک کليد سلکتوري سه وضعيتي را مي توان براي انتخاب يکي از دو مجموعه کنتاکت ويا قطع هر دو مجموعه کنتاکت به کار برد. يکي از اين نوع سويچ ها که در کنترل پمپ استفاده مي  شود و از نوع اتوماتيک /خاموش/دست ي است، در شکل (۲۳) نشان داده شده است. موقعيکه در وضعيت دستي، دکمه استارت فشار داده مي شود پمپ راه انداز ي م ي شود. براي خاموش کردن پمپ،کليد را بايد در موقعيتOff ياخاموش قرارداد.کليدسطح مايع(^{Liquid Level} ) در وضعيتهاي خاموش ويا دستي هيچ گونه تأثيري دراين مدار ندارد. ولي هنگاميکه کليد سلکتوري در موقعيت اتوماتيک قرار م ي گيرد پمپ توسط کليد سطح مايع کنترل خواهد شد. در مقدار سطحي که  از قبل براي ماي ع تعيين شده است ، کليد بسته است وپمپ راه انداز ي م ي شود. ولي وقتي سطح مايع از سطح قبل ي پايي ن يا بالاتر رود پمپ متوقف م ي شود. (شکل۲۳ ) 

۳–۲–۴– شستي هاي فشاري 

شستي فشاري يک وسيله کنترلي است که برا ي باز و بسته کردن يک سري کنتاکت بهصورت دستي استفاده مي شود.شستي ها از جمله وسايلي هستندکه به کنتاکتورها فرمان مي دهند و معموﹰلا به دو صورت شستي وصل (استارت) وشستي قطع (استپ) درمدار بکار م ي روند. 

از شستي استارت براي وصل کردن کنتاکتور استفاده ميشود. زمانيکه  به اين شستيها فشار وارد م ي شود، مدار را  وصل نموده وپس از برداشتن فشار مدار را  قطع مي کنند. 

از شستي استپ براي قطع جريان بوبين کنتاکتور استفاده م ي شود. اين شستي بر عکس شستي استارت در حالت عادي بسته است وفقط زمانيکه به آن فشار وارد مي شود، قطع شده وبا برداشتن دست از روي آن مجدداﹰ بسته م ي شود. وقتي که کنتاکتوري بوسيله استپ قطع مي شود مدار قطع شده وکنتاکتور با اتصال مجدد جريان برق،  وصل نمي شود مگر اينکه دوباره مدار، استارت شود. 

معموﹰلا شستي ها را طوري مي سازندکه يک شستي در حاليکه استارت است، مي تواند براي مدار ديگر استپ باشد. همچنين ممکن است دو يا سه شستي استارت يا استپ روي يک محور قرار بگي رند يعني با فشار روي يک شستي، دو يا سه فرمان به کنتاکتورهاي مختلف داده مي شود.                                              

 شستيها را در انواع تراز، گسترده، قارچي شکل، نوراني و غير نوراني نيز تقسيم بند ي مي کنند. شستي ها ي فشاري يا دارا ي کنتاکتهاي NO هستند و يا دارا ي کنتاکتهاي NC.  بعضي اوقات نيز دارا ي ترکيبي از اين کنتاکتها هستند. شست ي هاي  فشاري22mm زيمنس که در شکل (۲۴) نشان داده شده است مي تواند تا ماکزيمم۶ مدار را کنترل کند ولي شست ي هاي  فشاري 30mm تا ماکزيمم۱۶ مدار را کنترل م ي کنند. 

 ساختمان شستيها ي فشاري مانند شکل (۲۵)  از يک پيستون، يک فنر باز گرداننده و يکمجموعه کنتاکت تشکيل شده است. در اين ش کل يک شست ي فشاري NO نشان داده شده استکه در حالت عادي کنتاکتها باز بوده و هيچ جرياني از آنها عبور نمي کند. وقتي فشار از رويشستي برداشته مي شود فنر،  پيستون را به موقعيت باز بر م ي گرداند. 

شستي هاي NC نيز مانند آنچه در شکل (۲۶) نشان داده شده است،  براي باز و بسته  کردن يک مدار مورد استفاده قرار م ي گيرد. کنتاکتها در وضعيت عادي بسته بوده و به جريان اجازه مي دهد تا به مدار کنترل وارد شود. با فشار دادن شستي کنتاکتها باز شده و از عبور جريان به داخل مدار کنترل جلوگير ي م ي کند. اين نوع شستي ها از نوع اتصال لحظه اي هستند چون کنتاکتها ماداميکه پيستون فشار داده شود باز هستند. 

انواع کنتاکتها مي تواند در شستي هاي فشاري موجود باشند. براي مثال يک شستيفشاري ممکن است يک مجموعه کنتاکت NO و يک مجموعه کنتاکتNC داشته باشد بطوريکهوقتي شستي فشار داده مي شود يک مجموعه کنتاکت باز و گروهي ديگر بسته مي شوند. بااتصال مناسب کنتاکتها مي توان شرايط NO و NC را بوجود آورد.