نویسنده: alireza dehnavi

در اینورترهای فرکانسی انواع مختلفی از مدهای کنترلی بنا به نوع کاربرد استفاده می‌شود که در اینجا به بررسی آن‌ها می‌پردازیم :

کنترل اسکالر ( V/F ) – ( Voltage per frequency ):

در این مد ولتاژ و فرکانس با یک شیب یکنواخت به حداکثر مورد نیاز می‌رسند.

این مد برای کارهایی ساده که احتیاج به گشتاور بالا ندارد، استفاده می‌گردد.

مانند پمپ‌ها، فن‌ها، نوار نقاله ، اکثر اینورترها در این مد کار می‌کنند.

کنترل برداری بدون فیدبکSVC (sensorless vector control – open loop):

این مد کنترلی بصورت برداری کنترل می‌گردد و گشتاور بالاتری نسبت به حالت V/F به سیستم اعمال می‌کند.

در این مد کنترل شار مغناطیسی (fluxe vector control) انجام می‌گیرد و بدون سنسور می‌باشد.

در جاهایی که به گشتاور راه اندازی بالاتری نیاز است استفاده می‌گردد.

در نتیجه جریان بالاتری از منبع مصرف می‌شود.

vector control and encoder) – (close loop) VC):

این مد به صورت کنترل برداری با فیدبک می‌باشد و معمولا از انکودر در پشت موتور یا در خط استفاده می‌شود.

دقت در این حالت بسیار بیشتر از دو حالت قبلی بوده و ضریب خطا نیز کمتر می‌باشد.

در جاهایی مانند جرثقیل‌ها یا آسانسورها و دستگاه‌هایی که به دقت بالاتری نیازاست، استفاده می‌گردد.

 کنترل گشتاور (Torque Control):

انواع مدهای کنترلی میتوان به این حالت اشاره کرد، برای جاهایی که احتیاج به کنترل گشتاور مانند جمع کننده‌ها و بازکننده‌ها (Winder/unwinder) باشد استفاده می‌گردد.

با کنترل گشتاور می‌تواند مقدار فرکانس را کنترل کند تا سیستم با سرعت خطی یکسان و ثابت حرکت نماید.

کنترل مستقیم گشتاور (DTC)(Direct torque control):

کنترل گشتاور مستقیم یکی از روش‌های مورد استفاده در درایوهای متغیر فرکانس برای کنترل گشتاور و در نتیجه کنترل سرعت موتورهای AC سه فاز است.

این شامل محاسبه و تخمین شارمغناطیسی موتور و گشتاور بر اساس ولتاژ اندازه گیری شده و جریان موتور می‌باشد.

نام این تکنولوژی اشاره به آن دارد که بجای کنترل جریان موتور نظیر درایوهای کنترل برداری و درایوهای DC ، شار مغناطیسی موتور و گشتاور مستقیما کنترل می‌شوند.

نتیجه آن دقت بهتر در انطباق پارامترهای موتور با نیازهای بار سیستم خواهد بود.

همچنین DTC برخلاف مدولاسیون PWM از یک فرکانس سوییچینگ ثابت استفاده نمی‌کند.

بنابراین میزان دستیابی به بهترین و پایدارترین کنترل در سرعت‌های گذرا تا حدود زیادی برآورده شده است.

کنترلر توان تریستور (کنترل کننده‌های قدرت SCR) توان یا ولتاژ تحویلی به یک بار را کنترل می‌کنند. کاربردهای کلی معمولا جایی هستند که نیاز باشد که توان تغییر کند و در نهایت به انرژی حرارتی تبدیل شود. برای مثال، کنترل کننده‌ها در ساخت کوره‌های صنعتی یا در پردازش پلاستیک استفاده می‌شوند.

کارکرد دستگاه کنترلر توان :

کنترلر توان با تغییر ولتاژ وارد شده به هیتر و المنت توان خروجی دستگاه را کنترل می‌کند.

به عبارت دیگر کنترلر توان یا کنترلر بار با تغییر سطح ولتاژ ورودی به مصرف کننده، جریان دستگاه و در نتیجه توان دستگاه را کنترل می‌کند.

روش کنترل ولتاژ می‌تواند به دو روش zero cross control یا Phase Angle Control انجام پذیرد.

روش Zero Cross بیشتر برای بارهای اهمی و مقاومتی که ضریت توان در حد یک دارند مناسب‌تر بوده است.

روش Phase Angle برای بارهای غیر اهمی که ضریب توان کمتر از یک دارند مناسب‌تر است.

کاربردهای صنعتی :

کنترلر توان در

• کوره‌های الکتریکی و تاسیسات
• ساختارهای خشک سازی، به ویژه کوره‌های صنعتی جهت ذوب فولاد و لحیم کاری
• کوره آهنگری
• خشک کردن کوره و کوره هایی با از بین برندگی حمام نمک
• تجهیزات مهندسی مکانیک، تجمیع و اکسترودر جهت پروسه‌های مربوط به صنایع پلاستیک، ماشین‌های سیم پیچی، تمپرینگ فنر (فنر پیچی) و نقطه جوش
•  ساخت شیشه و لعاب، امکانات و تجهیزات برای خشک کردن در مادون قرمز و ماوراء بنفش، فتس برای ذوب کردن شیشه و سینی گرمایش برای تشکیل کوره‌های شیشه‌ای
• صنایع شیمیایی و نفت؛ رادیاتورهایی با آستر لوله کشی، سیم کشی گرم

برخی ویژگی‌های کنترلر توان به شرح زیر است :

• جهت کنترل توان بارهای مقاومتی و مقاومتی-سلفی ( ترانسفورماتور متصل به بار مقاومتی یا مدار یکسوساز (رکتیفایر)
• مود کنترلی :مود on/off ( شبیه به رله‌های حالت جامد) ، مود کنترل فاز ، کنترل پالس
• تقویت سیگنال کنترلی ورودی (SPAN)
• محدود سازی جریان بار
• حفاظت در برابر اضافه بار
• اعلام تجاوز از مقادیر ماکزیمم مجاز دمای رادیاتورها
• کنترل بار سه فاز ( نیاز به دو واحد کنترلر می‌باشد)

کنترلر دما دستگاهی است که در فرآیند‌های صنعتی، آزمایشگاهی و … جهت کنترل حرارت بدون دخالت اپراتور به کار می‌رود. کنترلرهای دما از نظر عملکردی به دو دسته اصلی PID و ON/OFF تقسیم می‌شوند.

ورودی یک سیستم کنترلر دما با توجه به مدل انتخابی می‌تواند شامل انواع

• سنسورهای دما از جمله ترموکوپل
• (RTD (PT100 ،PT1000 و … شود.

کنترلر پس از دریافت دمای محیطی توسط سنسور، آن را با دمای مورد نظر مقایسه کرده سپس یک خروجی تولید می‌کند.

کنترلر دما ON/OFF

این نوع کنترلرها از ساده ترین کنترلرهای دما هستند.

خروجی آن‌ها به صورت خاموش و روشن می‌باشد.

خروجی کنترلر زمانی تغییر می‌کند که دما از میزان تعیین شده بیشتر یا کمتر شود.

کنترلر دما PID

این مدل بالاترین و با ثبات ترین مدل در میان کنترلرهای حرارتی است.

برای سیستم‌هایی بسیار مناسب است که به طور نسبی دارای حجم کمی هستند.

این سیستم‌ها به تغییرات انرژی به صورت سریع واکنش نشان می‌دهند.

این مدل همچنین در سیستم‌هایی پیشنهاد می‌شود که حجم مواد مرتب عوض می‌شود.

همچنین انتظار می‌رود که کنترلر بتواند با تغییرات مداومی که در دمای تعیین شده، میزان انرژی در دسترس، مقدار حجم کنترلی، رخ می‌دهد خود را وفق دهد.
کنترلر دما PID با سه ضریب:

• p (تناسبی)
• I (انتگرالی)
• D (مشتق گیر) انجام می‌شود.

این ضرایب در حالت پیش فرض بر روی مد کارخانه قرار دارند. برای انتخاب این ضرایب باید مشخصه‌های کنترلی را به خوبی بررسی کرد. برخی از کنترلر ها دارای مد auto tuning بوده و خود کنترلر این ضرایب را تنظیم می‌کند. عدم انتخاب صحیح ضرایب باعث عملکرد ضعیف کنترلر (حتی ضعیف تر از حالت ON/OFF) می‌شود.

کاربرد کنترلر دما:

در صنایع مختلف برای مدیریت فرآیندها یا عملیات تولید استفاده می‌شود. برخی از کاربردهای متداول برای کنترل کننده‌های دما در صنعت شامل دستگاه‌های قالب گیری اکستروژن و تزریق پلاستیک، دستگاه‌های ترمو ساز، دستگاه‌های بسته بندی، فرآوری مواد غذایی، ذخیره مواد غذایی و بانک های خون است.

ویژگی‌های صنعتی به شرح زیر می باشد :

• ورودی یونیورسال برای سنسورهای RTD و TC یا سیگنال استاندارد ترانسدیوسرها
• خروجی رله یا باینری 0/5 ولت برای رله نوع SSR
• کنترل نوع ON/OFF یا PID اتوماتیک
• تابع سافت استارت
• آپشن‌های عملکرد دستی

مزایای چوک ورودی

چوک ورودی از اینورتر شما حفاظت می‌کند.

جلوگیری از انتشار هارمونی‌های تولیدی اینورتر‌ها.

در پروژه نصب و مونتاژ یک تابلو اینورتر استاندارد حتما باید با انتخاب چوک مناسب ، از چوک ورودی و خروجی استفاده شود.

دستگاه‌هایی که در آن‌ها از نیمه هادی‌ها استفاده می‌کنند . منبع تولید هارمونیک هستند .

بهترین کار برای حذف هارمونیک‌های تولیدی استفاده از چوک خروجی/ ورودی و یا سینوسی می باشد.

حال این سوال پیش می آید که چه چوکی برای دستگاه های اینورتر خود انتخاب کنیم .
شرکتهای سازنده برمبنای توان درایو خود چوک ورودی / خروجی یا سینوسی را در جداولی در منوال‌های داده شده داده‌اند ولی آیا استفاده طبق آن جداول کفایت می کند .

بیان عملی نحوه انتخاب چوک

یک الکتروموتور با توان 90kw موجود است. با توجه به اینکه محل کار دمای هوای محیط در چند روز از سال بالای 40 درجه سیلسیوس می‌گردد . درایو خود را توان 110kw انتخاب کرده اند.

جریان پلاک الکتروموتور 176A است ولی در بدترین شرایط جریان الکتروموتور از 150A بیشتر نمی‌گردد.

حال انتخاب چوک چگونه صورت بگیرد؟

ساده‌ترین راه مراجعه به کاتالوگ درایو سازنده است و چوک 250A پیشنهاد شده را در ورودی درایو ببند.
ولی در عمل این کار اشتباه محض می باشد .
بهترین چوک، چوک 90kw و حتی کمتر از آن چوک اگر با کیفیت باشد 150A مساوی با توان مصرفی است.

چون توان بالاتر هیچ سودی برای پروژه ندارد و میلی هانری آن‌ها بالاتر از نیاز مصرفی ما می‌باشد.

در عمل خواهیم دید که هارمونی‌های تولیدی فرد روی شبکه به جای خود باقی می‌باشد .

حال اگر همین نکته را برای خروجی اینورتر در نظر بگیریم، نصب چوک بزرگتر نه تنها هیچ سودی ندارد و شکل موج‌های مربعی ما را تغییری نخواهد داد، بلکه به هدر دادن منابع مالی ما خواهد بود.

پس نتیجه می گیریم بهترین انتخاب، توان درایو و یا توان الکتروموتور نیست.

بلکه توان مصرفی ماکزیمم طراحی شده است تا برای پروژه مفید باشد.

پنل میتر ابزاری مقرون به صرفه و با کارایی بالا برای نمایش و کنترل متغیرهای آنالوگ مانند ولتاژ، جریان، فرکانس و سرعت می‌باشد که در دستگاه‌های مختلف کاربرد دارند.

عملکرد این دستگاه‌ها به این صورت است که دارای چندین ترمینال برای وصل کردن برق تغذیه است.

دستگاه، سیم CTها برای اندازه گیری جریان فازها و اتصال هر سه فاز برای اندازه گیری ولتاژ می‌باشد.

در واقع با وصل کردن اتصلات گفته شده در بالا این دستگاه قادر خواهد بود تمام موارد دلخواه را نمایش دهد.

البته نمایشگرها از نظر امکانات متفاوت می‌باشند.

و بعضی از نمایشگرها فقط قابلیت اندازه گیری ولتاژ سه فاز و تک فاز و همچنین نمایش جریان عادی مصرفی سه فاز مدار را دارند.

بعضی از نمایشگرها علاوه بر اندازه گیری جریان متوسط و True Rms سه فاز و ولتاژهای سه فاز و تک فاز قادر به اندازه گیری فرکانس می‌باشد.

بعضی از دستگاه‌ها قابلیت شبکه شدن را نیز دارند. پس باید بسته به نیاز خودمان دستگاه مورد نظر را انتخاب کنیم.

انواع:

پنل میترها به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم می شوند که در زیر به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.

پنل میتر آنالوگ:

پنل میترهای آنالوگ، مقدار اندازه گیری شده را از سیگنال ورودی دریافت کرده و بصورت آنالوگ و عقربه ایی، نمایش می‌دهند.

پنل میترهای آنالوگ، قابلیت نمایش

• سرعت
• فرکانس
• ولتاژ
• جریان
• ضریب توان
• دما
• ضربه در دقیقه
• فوت بر ثانیه و غیره را دارا می‌باشد.

پنل میتر دیجیتال :

پنل میترهای دیجیتال نسبت به پنل میترهای آنالوگ، بالاترین رزولوشن را ارائه می دهند.

رزولوشن اکثرا با دقت اندازه گیری اشتباه گرفته می‌شود.

اما باید به این نکته توجه کرد که پنل میترهای آنالوگ هم می‌توانند به اندازه پنل میترهای دیجیتال دقت داشته باشند.

در واقع دقت مقدار خطای تجهیز می‌باشد در واقع تفاوت مقدار خوانده شده با مقدار واقعی است.

در صورتیکه رزولوشن استپ‌های اندازه گیری می‌باشد.

مقدار خوانده شده در پنل میترهای دیجیتال و انالوگ یکسان است، اما در مواردی که ورودی دائما تغییر می‌کند، بهتر است از پنل میتر آنالوگ استفاده شود.

به عنوان مثال زمانیکه از یک موتور استفاده می‌کنیم، پنل میتر از طریق یک مقاومت و یا CT، مقدار آمپری را که موتور در هر لحظه می‌کشد نشان می‌دهد.

در این حالت با افزایش یا کاهش گشتاور، عقربه نمایشگر مدام در نوسان خواهد بود.

اما اگر پنل میتر دیجیتال باشد، خواندن تغییرات مداوم اعداد برای آن مشکل خواهد بود.

البته این موضوع برای همه کاربری‌ها صدق نمی‌کند.

با استفاده از نمایشگر دیجیتال، خواندن اعداد در یک نگاه بسیار راحت‌تر از نمایشگر آنالوگ می‌باشد.

به‌طور کلی پنل میترها، قابلیت و کارآمدی گسترده تری دارند.

نمایشگر دیجیتال را می‌توان طوری تنظیم کرد که چند پارامترهای مختلف مثل ولت، آمپر، دما و یا واحدهای مهندسی دیگر را نمایش دهد.

نوع ارتباط:

بسیاری از پنل میترهای دیجیتال، دارای یک واسطه ارتباطی برای خروج دیتا و یا تنظیمات پنل میتر هستند.

فرمت‌های سخت افزاری رایج RS-232 , RS-485 , USB و اترنت ETHERNET هستند.

پروتکل‌های رایج شامل:

ASCII و  Modbus RTU و Modbus TCP/IP می‌باشند.

استانداردهای ارتباطی خاص نظیر CANbus و Profibus و DeviceNet و DNP3، کمتر رایج هستند.

نمایشگر آنالوگ اغلب فاقد این قابلیت می‌باشند.

دیتا لاگر یا همان ثبت کننده اطلاعات، یک ابزار الکترونیکی است که سوابق اندازه‌گیری را در یک دوره زمانی گزارش می‌دهد.

وظیفه اصلی آن ذخیره اطلاعات سنسورها و ترانسمیترها در سطح فیلد و یا واحدهای صنعتی کوچک و بزرگ است.

این داده‌ها می‌تواند در حافظه خود دستگاه ذخیره شود.

دارای رابط محلی (مانند صفحه کلید و صفحه نمایش) بوده و می‌توان از آن‌ها به صورت وسیله‌ای مستقل استفاده کرد.

از طریق دستگاه یا کامپیوتر فراخوانی می‌شود و با استفاده از نرم‌افزار آنها را فعال کرده و اطلاعات را تجزیه و تحلیل نمود.

همچنین می‌تواند اطلاعات را به صورت آنلاین به یک رایانه یا ایستگاه مانیتورینگ مخابره کند.

گاهی اوقات اطلاعات خام را ارسال و در رایانه عملیات تبدیل صورت می‌پذیرد.

گاهی اطلاعات رقمی در آن محاسبه و سپس ارسال می‌شود و گاهی نیز اطلاعات در دیتا لاگر ذخیره می‌شود.

به همین طریق در زمان‌های مشخصی برای رایانه ارسال می‌شود.

در برخی از دیتا لاگرها نیز اطلاعات صرفا ذخیره می‌شوند و کاربر با استفاده از رابط‌ها و عملگرهای خود دیتالاگر می‌تواند داده‌ها را بازیابی نماید.

اکثر دیتا لاگرها (اما نه همه آن‌ها) بر پایه یک پردازنده رقمی (یا رایانه) طراحی و ساخته می‌شوند.

آن‌ها عموماً کوچک و قابل حمل می‌باشند.

انواع دیتا لاگر :

اولین دیتا لاگر ثبت اطلاعات را بر روی کاغذ انجام می‌دادند و تمامی اطلاعات را به صورت مداوم بر روی کاغذ رسم می‌کردند.

کم کم با پیشرفت تکنولوژی بر روی حافظه های Ram ذخیره کردند.

امروزه علاوه بر روی حافظه اطلاعات را به صورت شبکه‌های صنعتی در اختیار کامپیوترهای صنعتی قرار می‌دهند.

ثبت اطلاعات بر روی کاغذ توسط دیتا لاگر

ثبت اطلاعات بر روی حافظه‌های جانبی توسط دیتا لاگر

ذخیره اطلاعات با شبکه‌های صنعتی مدباس، پروفی باس و … .

ذخیره اطلاعات به صورت هوشمند

اجزاء دیتا لاگر :

•  سخت‌ افزار سیگنال‌های موردنظر را به داده‌های دیجیتال تبدیل می‌کند. که شامل سنسورها، مدارات بهبود سیگنال (مانند تقویت کننده و کاهنده‌های نویز) و مدارهای مبدل آنالوگ به دیجیتال.
• سخت افزار ذخیره‌سازی بلند مدت داده‌ها که معمولا کارت حافظه یا رایانه می‌باشد.
• نرم افزار Data logger که برای جمع آوری، آنالیز و نمایش داده‌ها استفاده می‌شود
• کابلی که رابط بین دیتا لاگر و کامپیوتر برای انتقال داده‌های ذخیره شده بر روی کامپیوتر

کاربرد دیتا لاگر در صنعت:

کابرد اصلی آن ثبت اطلاعات است. اما در این قسمت مواردی که از آن استفاده می‌شود را نام می‌بریم.

• جهت ثبت اطلاعات رطوبت و دمای محیط
•  جهت ثبت اطلاعات پالس‌های DC
•  جهت ثبت اطلاعات هواشناسی
•  جهت ثبت اطلاعات سرعت موتور
•  جهت ثبت اطلاعات فشار مخازن
• جهت ثبت اطلاعات سطح سیالات
•  جهت ثبت اطلاعات آنالایزرها
• جهت ثبت اطلاعات ترموکوپل‌ها و RTD
• جهت ثبت اطلاعات ولتاژ

کنترلر PH با توجه به مدل آن دارای تعدادی رله‌ کنترلی (قطعه الکترویکی موجود روی برد دستگاه) است.

کنترلر PH به طور معمول جریان برق در مدار را کنترل می‌کند.

در این دستگاه می‌توان مقدار pH مورد نظر را به عنوان یک نقطه تنظیم (مانند مقدار 7.00 pH) تعیین کرد.

هنگامی که مقدار pH زیر این نقطه باشد،کنترلر فرمان رله یا سوئیچ را صادر می‌کند.

که در نتیجه یک پمپ فعال شده یا یک دریچه برقی بسته یا باز می‌گردد.

بر اساس تعریف، pH 7 محلولی است نه اسیدی و نه بازی.

بین 0 تا 7 محلول اسیدی و از 7 تا 14 محلول بازی است.

اقدامات لازم جهت تغییر یا تصحیح مقدار ph به میزان مطلوب توسط پمپ تزریق انجام می‎‌شود.

هنگامی که مقدار PH به مقدار تعیین شده Setpoint  برسد، سوئیچ ON صادر می‌گردد.

هرگونه عملیات تجاری یا صنعتی که در آن فاضلاب ایجاد می‌شود، باید دارای سیستم اندازه‌گیری، کنترل و تصفیه آب پساب باشد.

pH فقط یکی از پارامترهایی است که باید در این صنایع رعایت شود.

می دانیم که سطح نامناسب PH در صنایع غذایی و تصفیه می‌تواند منجر به فاجعه گردد.

در ضمن اندازه گیری و تنظیم سطح PH مایعات به طور مداوم بسیار زمان بر است.

بدین منظور کنترلر PH به طور خودکار سطح pH را برای شما کنترل و تنظیم می‌کند.

یک کنترلر PH جهت استفاده بر روی تابلوهای برق  و PLC مناسب می‌باشد.

با استفاده از الکترود صنعتی 5 متری خود می‌تواند علاوه بر میزان PH، مقدارORP را نیز کنترل کند.

در مرحله بعد، کنترلر PH مقدار دمای محلول را به طور خودکار اندازه‌گیری و نمایش می‌دهد.

کاربردهای کنترلر PH :

کاربرد کنترلر PH در عملیات استخراج

معادن

کارواش‌ها

کارگاه‌های حاوی مواد شیمیایی

روغن‌های روان‌کننده

گریس‌ها

سایت‌های صنعتی که در آن آلاینده‌های خاص محل باید از طریق سیستم‌های کنترل فاضلاب کنترل شوند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ایستگاه‌های خدماتی (سوخت گیری اتومبیل) و….. مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در مدل‌ها و برندهای مختلفی در بازار موجود می‌باشد.

موتور یونیورسال یک نوع موتور الکتریکی است که می‌تواند بر روی هر دو توان AC یا DC کار کند.

این موتور سری ترکیبی است که از یک الکترومغناطیس به عنوان استاتور برای ایجاد میدان مغناطیسی استفاده می‌کند.

در آن کویل‌های میدان استاتور با مجموعه سیم پیچ‌های روتور از طریق یک سوئیچ متصل می‌شوند.

آشنایی با عملکرد موتور یونیورسال :

این موتورها اغلب به عنوان موتور سری AC شناخته می‌شوند.

موتور یونیورسال بسیار شبیه به موتور سری DC در ساختار آن‌ها است.

اما برای عملکرد بهتر موتور با توان AC اصلاح شده است.

این نوع موتور الکتریکی می‌تواند به خوبی در AC عمل کند.

موتور یونیورسال دارای گشتاور بالایی هستند که می‌توانند با سرعت بالا کار کنند و داری وزن کم و فشرده هستند.

آنها معمولا در بسیاری از لوازم خانگی استفاده می شوند.

موتور یونیورسال کنترل نسبتا آسانی دارد که با استفاده از سیم‌پیچ یا الکترونیک کنترل می‌شود.

به طور معمول هم از نظر پژواک و هم الکترومغناطیسی بسیار پر سر و صدا هستند.

اگر یک موتور DC را با برق AC راه‌اندازی کنیم چه اتفاقی می‌افتد؟

• از آنجا که جهت هر دو جریان (یعنی جریان آرمیچر و میدان) در در یک زمان برعکس می‌شود، منبع تغذیه یک گشتاور یک طرفه تولید می‌کند.
• به دلیل وجود جریان متناوب، جریان‌های گردابی در هسته‌های یوغ و میدان القا می‌شوند. که منجر به گرم شدن بیش از حد هسته‌های یوغ و میدان می‌شود.
• با توجه به اندوکتانس زیاد در میدان و مدار آرمیچر، ضریب توان بسیار کم می‌شود.
• جرقه در جاروبک‌های موتور سری DC وجود خواهد داشت.

برای اطمینان از عملکرد مطلوب موتور یونیورسال در منبع تغذیه AC، برخی تغییرات لازم است:

در اولین قدم راکتانس سیم پیچ‌های میدان و آرميچر باید تا حد امکان کاهش یابد.

راکتانس سیم پیچ میدان سری در موتور یونیورسال را می‌توان با استفاده از دورهاي کمتر سیم، تا حدودی کاهش داد.

با این حال، ازبین بردن افت ولتاژ راکتانس به دلیل میدان سری عملی نخواهد بود.

این امر باعث حذف میدان مغناطیسی نیز می‌شود.

افت ولتاژ راکتانس ناشی از سیم‌پیچ آرميچر را می‌توان با استفاده از یک سیم‌پیچ جبران‌کننده عملاً از بین برد.

سیم‌پیچ جبران‌کننده در موتور یونیورسال به طور سری با سیم‌پیچ آرميچر (جبران رسانایی) متصل شده است.

به گونه‌ای تنظیم شده که چرخش‌های جریان سیم‌پیچ جبران کننده با چرخش جریان آرميچر مخالفت و آن را خنثی می‌کند.

برای تحقق بخشیدن به این جبران، سیم پیچ جبران کننده با 90 درجه الکتریکی از سیم پیچ میدان نصب می‌شود.

ازآن‌جا که موتور مورد استفاده دراین آزمایش موتور 4 قطبی مي‌باشد، تغییر مکان مکانیکی 45 درجه است.

این به این دلیل است که میدان موتور يونيورسال با کاهش واکنش‌پذیری سیم پیچ میدان سری ضعیف می‌شود.

اگر سیم‌پیچ جبران‌کننده کوتاه باشد، جریان‌های متناوب در آرميچر با عمل ترانسفورماتور به سیم‌پیچ جبران‌کننده کوتاه شده القا می‌شود.

بنابراین، واكنش جریان‌های آرميچر را لغو می‌کنند.

برای کاهش تلفات ناشی از پسماند و جریان‌های گردابی، ساختار میدان در موتورهای یونیورسال ورقه ورقه می‌شود.

تعداد کمی از موتورهای يونيورسال با همان سرعت DC در مد AC کار می‌کنند.

اینکه آیا روی AC یا DC سریع‌تر کارمی‌کند، مسئله طراحی است.

با توجه به واکنش‌پذیری این سیم پیچ‌ها، جریان اوليه AC همیشه کمتر از جریان اوليه DC خواهد بود.

درنتیجه، گشتاور راه‌اندازي در جریان برق AC کمتر از گشتاور راه‌اندازي در برق DC خواهد بود.

کاربرد موتور یونیورسال :

موتور یونیورسال AC/DC در ابزارهای قابل حمل مانند مته‌های برقی، اره‌ها، سنباده‌ها و غیره یافت می‌شود.

در لوازم خانگی مانند:

• جاروبرقی
• میکسر برقی
• مخلوط کن و غیره

که در آن‌ها سرعت بالا، قدرت و اندازه کوچک یک مزیت است مورد استفاده قرار می‌گیرد.

موتور يونيورسال درواقع یک موتور DC سری است که مخصوص کارکرد AC و همچنین DC طراحی شده است.

معایب موتور یونیورسال

از معایب موتور یونیورسال ، مشکلات تعمیر و نگهداری آن است.

عمر کوتاه ناشی از کموتاتور، همچنین تداخل الکترومغناطیسی (EMI) به علت جرقه‌زدن، از مشکلات دیگر آن است.

جاروبک‌های کموتاتور به تعمیر و نگهداری نسبتاً زیادی نیاز دارد.

موتور یونیورسال مناسب برای دستگاه‌هایی مانند میکسر و ابزار برقی استفاده می‌شود.

موتور جریان مستقیم (DC) ، موتور الکتریکی است که با جریان مستقیم کار می‌کند. الکتروموتور DC ، انرژی الکتریکیِ جریان مستقیم را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند.

اساس کار موتور DC

سیم پیچ استاتور موتور‌ DC توسط یک منبع خارجی تغذیه می‌شود.

در نتیجه در آن جریان جاری شده و میدان یکنواختی را زیر قطب‌ها به وجود می‌آورد.

حال اگر آرمیچر نیز توسط منبع خارجی و یا جریان خود استاتور تغذیه شود یک میدان مغناطیسی در آرمیچر نیز پدید خواهد آمد. از برهم کنش میدان‌های استاتور و آرمیچر، چرخش حاصل می‌شود که نتیجه آن تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی خواهد بود.

ماشین‌های DC از سه قسمت عمده به صورت زیر تشکیل شده اند:

•  استاتور
•  روتور
•  جاروبک و نگهدارنده

۱- استاتور موتور DC

سیم پیچ میدان به دو سیم پیچ سری و شنت تقسیم می‌گردد هسته آهنی و فریم موتور اجزای اصلی استاتور هستند.

در موتورهای بزرگ‌تر قطب کمکی و سیم پیچی جبرانگر نیز به این اجزا افزوده می‌گردد.

۲- روتور موتور DC

روتور موتور DC که به عنوان آرمیچر نیز شناخته می‌شود در شکل مقابل آورده شده است.

اجزای اصلی روتور هسته سیم پیچی و یاتاقان‌ها هستند. روتور قسمت گردان ماشین DC است.

۳- مکانیزم‌های جاروبک و نگهدارنده جاروبک

جاروبک وظیفه انتقال جریان به کلکتور گردان را بر عهده دارد. جاروبک و کلکتور عامل یکسو کردن گشتاور در موتور DC هستند.

این موتور دارای انواع مختلفی می‌باشد که در زیر به بررسی هر یک می‌پردازیم.

الکتروموتور DC سری:

موتور جریان مستقیم سری دارای گشتاور راه‌انداز بالا بوده است.

از این رو در صنایعی که نیاز به گشتاور راه‌اندازی بالایی می‌باشد. مانند:

• پرس‌های ضربه‌ای
• جرثقیل ها
• بالابر هیدرولیک
• آسانسور مورد استفاده قرار می‌گیرد.

همچنین از این نوع الکتروموتور در لوکوموتیوهای شهری (مترو و تراموا) استفاده می‌شود. به آن اصطلاحا موتور کششی یا اصطحکاکی (Traction Motor) نیز گفته می‌شود.

الکتروموتور DC شنت:

موتور DC شنت یا موازی دارای گشتاور حرکتی حداکثر در دور نامی می‌باشد.

به همین خاطر در کاربردهایی چون هواکش‌های صنعتی و دمنده‌ها و… مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این نوع موتورها نباید در زیر بار سنگین راه اندازی شوند چون جریان آرمیچر آنها بیش از حد بالا رفته و به موتور صدمه وارد می‌شود.

الکتروموتور DC کمپوند:

الکتروموتور یا موتور الکتریکی کمپوند خصوصیات هر دو الکتروموتور سری والکتروموتور شنت را دارد.

این نوع الکتروموتور به دو دسته زیر تقسیم می‌شود:

الکتروموتور DC کمپوند اضافی:

این نوع الکتروموتور در مواردی به کار می رود که خصوصیات موتور سری لازم باشد ولی با برداشتن بار، موتور غیر قابل کنترل نشود و دور آن خیلی بالا نرود. مانند دستگاه های تراش که در هر دوره کاری بی بار شده و سپس در بار کامل قرار می‌گیرد.

الکتروموتور DC کمپوند نقصانی:

این نوع  از الکتروموتور در مواردی به کار می‌رود که به سرعت تقریبا ثابت نیاز باشد (در بارهای کمتر از بار نامی) لذا معمولا از این نوع موتور در آزمایشگاه‌ها برای تامین دور ثابت استفاده می‌شود.

در صنایع مختلف معمولا به جای استفاده از الکتروموتور DC از موتور کمپوند اضافی (که خیلی شبیه سری طراحی شده) استفاده می‌شود.
امروزه استفاده از موتور جریان مستقیم با توجه به کنترل الکتروموتورهای آسنکرون توسط اینورترهای فرکانسی به جز موارد نادر به شدت کاهش یافته از محاسن موتور DC گشتاور بالاتر نسبت به الکتروموتورهای آسنکرون و از عیوب موتور DC استهلاک و هزینه تعمیر بالا می‌باشد.

انواع موتور جریان مستقیم DC را می‌توان به 3 گروه زیر دسته بندی کرد:

• موتور جاروبک‌دار
• موتور بدون جاروبک
• سروو موتور

 موتورهای جاروبک دار (Brushed Motor)

در این موتورها، میدان مغناطیسی در روتور سیم‌پیچی با عبور جریان الکتریکی از کموتاتورها و جاروبک‌های کربنی تولید می‌شود. به این علت این نوع از موتورها را جاروبک دار می‌نامند.

کموتاتور (Commutator) یک حلقه‌ی رسانای استوانه‌ای لغزان و دارای شکاف است.

هر قسمت از حلقه به انتهای هر یک از سیم‌پیچ‌های آرمیچر متصل می‌شود.

حلقه‌ رسانای کموتاتور معمولا از جنس مس ساخته می‌شود.

جاروبک‌ها (Brush) سیم‌پیچ‌های آرمیچر را از طریق کموتاتور به ترمینال خارجی موتور متصل می‌کنند.

فشار جاروبک به کموتاتور باید به اندازه‌ی کافی باشد، زیرا فشار پایین منجر به تماس ضعیف شده و در نهایت جرقه‌ی شدید و سوختن کموتاتور را به دنبال خواهد داشت.

در مقابل، فشار زیاد هم منجر به حرارت بیش از حد کموتاتور می‌شود.

برای تولید میدان مغناطیسی در این موتورها می‌توان از سیم‌پیچ‌های میدان استاتور یا آهن‌رباهای دائمی استفاده کرد.

• موتور بدون جاروبک یا براشلس (Brushless Motor)

این موتورها از یک آهن‌ربای دائمی به عنوان روتور خارجی خود استفاده کرده و یک میدان مغناطیسی را در روتور ایجاد می‌کنند. در یک موتور بدون جاروبک، آهن‌رباهای دائمی روی روتور و آهن‌رباهای الکتریکی روی استاتور قرار می‌گیرند.

سپس از یک سیستم متصل به ترانزیستورهای توان بالا برای شارژ آهن‌رباهای الکتریکی استفاده می‌شود.

دقت و بازدهی این موتورها نسبت به موتورهای جاروبک‌دار بیشتر است.

همچنین به دلیل ساختار این موتورها و عدم حضور جاروبک کربنی، جرقه‌ای زده نشده و نویز الکتریکی کمتری هم ایجاد خواهد شد.

هم‌چنین به دلیل وجود آهن‌رباهای الکتریکی روی استاتور، راحت‌تر خنک می‌شوند.

•  سروو موتور (Servo Motor)

انواع موتور جریان مستقیم DC شامل سروو موتور نیز می‌شود، چون سروو موتورها اینرسی کمی دارند، سرعت آن‌ها در کمترین زمان ممکن می‌تواند تغییر کند.

به همین دلیل، کاربرد سروو موتورها بیشتر از سایر موتورها است.

این نوع موتور به وسیله یک سیستم کنترل فیدبک، موقعیت دستگاه و همچنین قدرت و سرعت آن را تغییر می‌دهد.

سیستم کنترل فیدبک، سیستمی است که یک ورودی مرجع را با ورودی های تحت کنترل مقایسه می‌کند.

با استفاده از اختلاف میان این دو مقدار، یک رابطه از پیش تعیین شده را بین آن‌ها برقرار می‌کند.

این رابطه را برای کاربردهای مختلف سازندگان سیستم تعریف می‌کنند.

سروو موتورهای DC خود به انواع دیگری تقسیم می‌شوند که عبارتند از:

• سروو موتور کنترل موازی
• سروو موتور تحریک ثابت
• موتورهای سری
• موتورهای سری چاک‌دار

بعضی از مزایای سروو موتورهای DC عبارتند از:

• کنترل دقیق سرعت چرخش در هر دو جهت
• نسبت گشتاور به اینرسی بالا
• زمان پاسخ‌گویی سریع
• امکان تغییر جهت سریع چرخش

موتور سنکرون دسته‌ای از موتورهای الکتریکی هستند که رتور در آن‌ها با سرعت ثابتی می‌چرخد.

در واقع این سرعت ثابت همان سرعت میدان مغناطیسی دوار استاتور است.

البته ثابت به این معنی که در صورت تغییر میزان بار مکانیکی روی شفت، سرعت موتور سنکرون تغییر نخواهد کرد.

اگر بخواهیم سرعت موتور را تغییر دهیم می‌بایست فرکانس تغذیه را تغییر دهیم.

روش دیگر برای تعیین سرعت چرخش روتور، تغییر تعداد قطب هاست.

البته تعداد قطب‌ها جزو ویژگی‌های ذاتی موتور بوده و در زمان ساخت با توجه به نوع سیم پیچی استاتور مشخص می‌شود.

معمولاً در روتور موتورهای سنکرون علاوه بر آهن‌ربا حلقه‌های اتصال کوتاه نیز وجود دارد .

مانند موتورهای رتور قفسی این حلقه‌ها باعث می‌شود تا در لحظه راه‌اندازی سرعت روتور به سرعت سنکرون نزدیک شود و سپس به سرعت سنکرون برسد.

این حلقه‌ها علاوه بر راه اندازی باعث مقاومت بیشتر موتور در برابر شوک بار و بار اضافی می‌شود.

موتور سنکرون چگونه کار می‌کند

این بخش را می‌توان به دو شکل مجزا در قالب ژنراتور و موتور توضیح داد.

هدف از این قسمت آشنایی اجمالی با نحوه عملکرد ماشین سنکرون می‌باشد تا بتوانیم در ادامه اطلاعات مفیدتری را در اختیار شما عزیزان قرار دهیم.

نحوه عملکرد ژنراتور سنکرون

در ابتدا جریان مستقیم DC توسط ما به سیم‌پیچ روتور ژنراتور سنکرون تزریق می‌شود تا یک میدان مغناطیسی اطراف روتور ایجاد نماید.

از آنجایی‌که این روتور به‌وسیله یک نیروی خارجی (توربین) به چرخش در می‌آید.

بنابراین یک میدان مغناطیسی چرخان در درون ژنراتور شکل خواهد گرفت.

این میدان چرخان در هر لحظه در حال قطع هادی‌های قرار گرفته در استاتور می‌باشد.

به همین دلیل انتظار القای ولتاژ سه‌فاز متعادل در سیم‌پیچ‌های استاتور امری دور از ذهن نیست.

در این مسیر هرچقدر سرعت چرخش روتور بیشتر باشد، فرکانس و میزان برق تولید شده توسط ژنراتور سنکرون هم بیشتر می‌شود.

نحوه عملکرد موتور سنکرون

مسلماً در حالت موتوری شرایط برعکس حالت ژنراتوری می‌باشد.

یعنی به‌صورت کلی در این بخش ما به روتور و استاتور ولتاژ تزریق می‌کنیم و از سوی دیگر انتظار ایجاد نیروی چرخشی را داریم.

هنگام وصل استاتور به شبکه سه‌فاز (AC)، یک میدان دوار مغناطیسی که سرعت آن متناسب با فرکانس شبکه و تعداد قطب‌های استاتور است در آن به وجود آمده و شروع به جاروب نمودن سطح روتور می‌نماید.

در این حالت (قبل از آنکه به روتور ولتاژ DC اعمال نماییم) قطب‌های روتور از طریق قطب‌های غیر همنام استاتور جذب می‌شود.

همچنین لحظه‌ای بعد مجدداً این قطب‌ها به‌وسیله قطب‌های همنام استاتور دفع خواهند شد.

پس میانگین گشتاور صفر بوده و روتور حرکت نمی‌کند.

از طرف دیگر قطب‌های روتور به دلیل سنگینی و اینرسی موجود در آن نمی‌توانند به‌سرعت همراه میدان دوار استاتور بچرخند.

پس باید به طریقی (راه‌انداز) ابتدا سرعت روتور را به نزدیکی سرعت میدان دوار استاتور رسانده شود.

در آن حین انتظار همگام شدن رتور با استاتور را داشته باشیم.

پس از استفاده از روش‌های راه‌انداز مانند؛

• مبدل فرکانسی
• استارت به شکل موتور القایی
• سیم‌پیچ‌های میراکننده و …

در این حالت اگر همه چیز مناسب باشد روتور موتور ما با سرعت سنکرون (سرعت دوار میدان مغناطیسی استاتور) به چرخش در خواهد آمد.

کاربرد ماشین سنکرون

به‌صورت کلیدی مهم‌ترین ویژگی موتور سنکرون (بخصوص موتور آن) داشتن سرعت ثابت می‌باشد.

در اکثر کاربردهایی که در آن‌ها به‌سرعت ثابت و دقت بالا نیاز داریم. از این نوع ماشین استفاده می‌گردد.

کاربرد دیگر موتور سنکرون در راستای جبران سازی توان راکتیو، برای اصلاح Cos φ است.

در این حالت معمولاً باری بر روی موتور قرار نگرفته و یا درصورتی‌که باید موتور تحت بار عمل نماید آن را در مد «پرتحریک» قرار می‌دهند.

در این شرایط موتور سنکرون علاوه بر انجام تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی جنبشی در نقش یک خازن نیز در شبکه فعالیت خواهد نمود.

یکی دیگر از ویژگی‌های خوب این ماشین، سوئیچ ساده و سریع از حالت موتوری به حالت ژنراتوری می‌باشد.

به همین دلیل از ماشین‌های سنکرون در نیروگاه‌های آبی تلمبه‌ای استفاده می‌شود.

چرا که این ماشین‌ها به‌راحتی می‌توانند نقش ژنراتور را ایفا کنند.

به‌این‌ترتیب در ساعات کم‌مصرف، ماشین الکتریکی به‌صورت موتور عمل کرده و آب را به مخزن با ارتفاع بالا پمپ می‌کند.

سپس در ساعات پر مصرف با پایین آمدن آب به‌صورت ژنراتور عمل کرده و از شبکه پشتیبانی کنند.

آردوینو یک مدار قابل برنامه‌ریزی با منبع باز است که می‌تواند در طیف گسترده‌ای از پروژه‌های ساخت ادغام شود.

این برد حاوی میکروکنترلر است که قادر به برنامه‌ریزی برای دادن حس و کنترل اشیاء در دنیای بیرونی است.

با پاسخگویی به سنسورها و ورودی‌ها، Arduino قادر به تعامل با تعداد زیادی از خروجی‌ها مانند LED، موتور و نمایشگر است.

به دلیل انعطاف پذیری و کم هزینه بودن، Arduino به یک انتخاب بسیار محبوب برای سازندگانی که به‌ دنبال ایجاد پروژه‌های سخت افزاری تعاملی هستند، تبدیل شده است.

ویژگی‌‎های آردوینو :

به طور دقیق‌تر Arduino یک پلتفرم متن باز و یا open source می‌باشد.

احتمالا تا به حال با واژه  “متن باز” در اینترنت مواجه شده‌اید. متن باز را می‌توان به نوعی روش و راهی برای طراحی دانست.

یک سخت افزار و یا یک نرم افزار، این امکان را برای کاربران فراهم می‌کند که بتوانند آن نرم افزار و یا سخت افزار را به روش دلخواه خود تغییر بدهند.

آردوینو از زبان برنامه‌نویسی جاوا به عنوان زبان اصلی و از میکروکنترلر Atmel بابت سخت افزار و یا قطعه‌ اصلی بهره می‌گیرد.

مهم‌ترین کاربردهای آردوینو

• کنترل کردن LEDها
• صفحه‌های نمایش
• انواع موتور و یا هرگونه پروژه‌ الکترونیک دیگری نام برد.

در واقع اساسی‌ترین هدف ساخت آن این است که برای تمامی افراد این قابلیت را فراهم کند که بتوانند از میکروکنترلر استفاده کنند.

طی سال‌های گذشته آردوینو مغز هزاران پروژه بوده است. از پروژه‌های ساده روزمره تا پروژه‌های صنعتی و پیشرفته.

Arduino به واسطه ویژگی‌های فراوان خود توانسته است یک جامعه جهانی از

• سازندگان
• مهندسان
• دانشجویان
• علاقمندان
• برنامه نویسان و … را به خود جذب کند و با جذابیت‌های فراوان خود، محبوبیت فراوانی در دنیا و از جمله ایران کسب کند.

مزایا:

• بردهای Arduino بسیار ارزان هستند.
• بردهای آن می‌تواند توسط تمام سیستم عامل‌ها برنامه‌ریزی شود.
• محیط برنامه نویسی بسیار ساده‌ای دارد. اما سادگی به معنای کمبود امکانات و عدم انعطاف‌پذیری نیست!
• نرم افزار آردوینو متن باز است و میتواند با توجه به نیاز توسعه داده شود.
• همچنین سخت افزار Arduino یعنی بردهای Uno ، Nano ، Mega و … هم قابل توسعه هستند.

معایب:

از معایب آردوینو می‌توان اشغال فضای زیاد را نام برد.

مثلا اگر شما از میکروکنترلر استفاده کنید به فضای به مراتب کمتری احتیاج خواهید داشت.

همچنین در صورتی که به استفاده و برنامه نویسی آردوینو محدود شوید، به دلیل آسان بودن برنامه‌نویسی آن، برنامه‌نویسی در زبان‌های دیگر و پلتفرم‌های دیگر برای شما پیچیده خواهد بود.

یکی دیگر از معایب آن آسیب دیدن در صورت تغذیه آن با ولتاژ بالا است.

شما اگر پین‌های آنالوگ و دیجیتال Arduino را به ولتاژ بیشتر از پنج ولت متصل کنید ممکن است بردتان به صورت دائمی آسیب ببیند.

انواع برد آردوینو :

این برد با شعار make it simple توانست کل دنیا را فتح کند.

یکی از بردهای مطرح و پر طرفدار میکروکنترلر می‌باشد.

از مدل‌های پرطرفدار در بازار ایران می‌توان به برد آردوینو uno و برد آردوینو nano اشاره کرد.

برد آردوینو Uno برپایه تراشه آی‌سی میکرو ATmega32 طراحی شده است.

این برد در بازار ایران با دو مدل R3 و CH340 یافت می‌شود.

هر دو از لحاظ کارایی یکسان هستند ولی بسته به نوع تراشه‌های به کار رفته در ساخت آن‌ها، قیمت‌های متفاوتی دارند.

برد آردوینو نانو هم دو مدل R3 و CH340 در بازار ایران یافت می‌شود.

وضعیت تفاوت قیمت برای این برد هم همچنان وجود دارد.

برد آردوینو نانو از لحاظ ابعاد کوچکتر و از نظر قیمتی تقریباً مشابه با مدل uno می‌باشد.

ولی در هر پروژه‌ای بستگی به نیازمندی آن، می‌توان انواع مختلف آن را استفاده کرد.

مدل‌های دیگر آردوینو شامل:

• Mega2560
• برد آن Due
• برد آن پرو مینی
• پرو میکرو
• آردوینو لیلی پد (مناسب ساخت گجت‌های پوشیدنی) و… می‌باشد.

انواع این بردها در بازار ایران با کیفیت و قیمت‌های مختلفی در دسترس می‌باشند.

آردوینو یا PLC :

در نهایت باید بدانیم، آردوینو بهتر است یا PLC ؟

می‌توان گفت در زمینه‌های I / O و همچنین هزینه آردوینو برنده است.

زمان لازم برای جمع آوری و برنامه ریزی Arduino نیز قابل توجه است.

در حالت کلی میتوان گفت PLC برنده است اما این به معنی ضعیف بودن آردوینو در زمینه صنعت نیست.

برای پروژه های ساده صنعتی آردوینو 100% انتخاب بهتری است.

اما در زمینه پروژه های صنعتی پیچیده، PLC انتخاب بهتری است.

زیرا برنامه نویسی یک پروژه پیچیده در آردوینو بسیار بیشتر از برنامه نویسی همان پروژه در PLC زمان می‌برد.

کسی که در برنامه نویسی زبان C با تجربه است ممکن است Arduino را یک مطالعه سریع بداند.

اما حتی ابتدایی ترین توابع صنعتی نیز باید از ابتدا نوشته شوند.

همچنین در زمینه کاربردهای صنعتی، آموزش های آنلاین و جامعه علمی PLC بسیار بیشتر است.

زیرا آن‌ها به طور خاص در زمینه صنعت فعالیت می‌کنند.

استانداردی در فناوری خودکارسازی برای ارتباطات در گذرگاه در سطح کارخانه پروتکل پروفی باس است.

پروتکل پروفی باس در سال 1989 توسط اداره آموزش و تحقیقات آلمان ابداع شد و توسط شرکت زیمنس به کار گرفته شد. استاندارد پروتکل پروفی باس به صورت آزاد به عنوان جزیی از استاندارد IEC 61158 انتشار یافته است.

در کل پروتکل پروفی باس یک استاندارد ارتباطی در اتوماسیون صنعتی است که برای فرآیندهای اتوماسیون دیجیتال و آنالوگ (Factory Automation) و (Process Automation) مورد استفاده قرار می‌گیرد.

همه چیز درباره یک پروتکل پروفی باس و نحوه استفاده از آن با خدمات IIoT:

شبکه PROFIBUS پیاده‌سازی یک شبکه اینترنت صنعتی برای داشتن یک سیستم یکپارچه و قدرتمند را برای شما ساده می‌کند.

ایده این مقاله ارائه اطلاعات لازم در مورد شبکه پروفی باس است و در  این مقاله موارد زیر مورد بحث قرار می‌گیرد:

• انواع پروتکل پروفی باس
• نحوه عملکرد آن‌ها
• تفاوت بین PROFIBUS و PROFINET
• نحوه استفاده از IIoT  در یک شبکه  PROFIBUS

گفتن این نکته حائز اهمیت است که روزانه جامعه کاربران PROFIBUS رو به رشد است.

بیایید نگاهی دقیق‌تر به این پروتکل بیاندازیم و یاد بگیریم که چگونه می‌توان از آن به همراه سرویس‌های IIoT استفاده کرد تا بهترین عملکرد را از دستگاه ها و شبکه دریافت کرد.

پروتکل پروفی باس چیست؟

PROFIBUS یک شبکه دیجیتالی است که وظیفه برقراری ارتباط بین سنسورهای مربوطه و سیستم کنترل یا کنترلر را برعهده دارد.

اولین گام در حین پیکربندی شبکه، اجرای  پروتکل‌های  PROFIBUS در صنایع:

• اتوماسیون کارخانه
• سپس صنایع فرآوری
• تولید و غیره می‌باشد.

در همان آغاز، علاقه‌مندان به توسعه این شبکه، PROFIBUS FMS (Fieldbus Message Specification ) را توسعه دادند که پروتکل پیچیده‌ای بود.

امروزه دیگر از آن استفاده نمی‌شود و بعدها بر روی پروتکل (PROFIBUS DP (Decentralised Peripherals  کار کردند.

در سال 1998 نیز شبکه PROFIBUS PA (Process Automation) راه‌اندازی شد.

امروزه، هنگامی که ما در مورد پروتکل پروفی‌باس صحبت می‌کنیم، انواع:

• PROFIBUS DP
• PROFIBUS PA
• علاوه بر آن PROFINET که مبتنی بر اترنت پایه گذاری شده است را داریم.

انواع پروتکل پروفی باس :

حال به بررسی این که چگونه پروفی باس DP و PA کار می‌کنند می‌پردازیم.

Profibus DP :

شبکه PROFIBUS DP به عنوان یک راه حل سریع و مبتنی بر یک لایه فیزیکی RS485 و استاندارد اروپایی EN-50170 توسعه داده شده است و لازم نیست که  لایه فیزیکی ما از مس باشد.

می‌توانید از فیبر نوری یا حتی به‌صورت بی سیم نیز استفاده کنید.

PROFIBUS DP مخفف Decentralized Periphery است.

این نام به اتصالات I / O اطلاق می‌شود که از ارتباطات سریال به‌صورت کاملاً غیرمتمرکز و با سرعت بالا برای اتصال به یک کنترلر مرکزی استفاده می‌کنند.

همچنین گفتن این نکته ضروری است كه پروتكل پروفی باس DP براساس مدل (Open System Interconnection) OSI مطابق استاندارد ISO 7498 ساخته شده است و هر لایه پروتكلی وظایف مشخصی دارد.

شبکه PROFIBUS DP یک شبکه Token با چند master است.

وقتی دو یا چند master در سیستم وجود داشته باشد، Token در لحظه تنها به یکی ازmasterها اجازه فرمان می‌دهد و در واقع برای هر master سهمی از زمان ارتباط در نظر می‌گیرد. دو نوع master  وجود دارد که در زیر به توضیح آن‌ها می‌پردازیم.

مستر نوع 1:

برای کنترل فرایند که به کنترل کل سیستم می‌پردازد.

مستر نوع 2 :

که به صورت option است (اطلاعات غیرقانونی را ابلاغ می کند و برای تشخیص، آلارم و پیکربندی دستگاه استفاده می‌شود.)

توجه داشته باشید که تامین پاور تجهیزات ابزار دقیق در شبکه Profibus-DP از طریق یک کابل مجزا صورت می‌گرفت. در حالی که در شبکه پروفی باس PA تامین پاور و مخابره دیتا از طریق یک کابل واحد زوج سیم (twisted pair) به شکل همزمان صورت می‌گیرد. با توجه به اینکه از شبکه Profibus-PA در مناطق انفجاری استفاده می‌شود، باید این نکته رعایت شود که جریان مورد نیاز برای تجهیزات پروفی باس PA از حداکثر میزان مجاز جریان برای کابل شبکه تجاوز نکند. پس شبکه‌های DP از ایمنی بالایی برخوردار بوده و از آن‌ها در اپلیکیشن‌های ایمن SIL3 استفاده می‌شود.

Profibus PA :

در ابتدا، پروتکل PROFIBUS PA برای توسعه ارتباطات HART ایجاد شد.

این برنامه برای برنامه‌های کاربردی اختصاص داده شده است، جایی که ایجاد ارتباط بین دستگاه‌های اندازه‌گیری و سیستم کنترل مورد نیاز است. در PROFIBUS PA از کابل‌های زوج به هم تابیده (کواکسیال) هم برای ارتباطات درون شبکه و هم برای پاور استفاده می‌شود. ساختار شبکه فیزیکی آن مطابق با استاندارد IEC-61158-2 است و سرعت داده در شبکه 31.25 کیلوبیت در ثانیه است.

برخلاف شبکه های PROFIBUS DP که سرعت بالاتری هم دارند، دستگاه‌های PROFIBUS PA مستقیماً به کنترلر وصل نمی‌شوند و ارتباطات آن از طریق فیبر نوری یا با لینک به دست می‌آید. فیبر نوری یا لینک، به عنوان رابط عمل کرده و سایر ارتباطات را درون شبکه برقرار می‌کند.  نکته قابل توجه در مورد شبکه‌های PA، قابلیت طراحی ایمن آن است. به این معنی که تجهیزات متصل به آن می‌توانند در مناطق خطرناک فعالیت کنند.

شبکه Profibus PA به منظور ارتباط مستقیم با Profibus DP توسعه داده شده است.

مهمترین شبکه Profibus PA به منظور ارتباط مستقیم با Profibus DP توسعه داده شده است. در محیط‌های انفجاری (intrinsically safe applications) مثل محیط‌های Zone 0 و Zone 1 استفاده کرد. تامین پاور مورد نیازبرای تجهیزات شبکه  و مخابره اطلاعات بین تجهیزات و سیستم کنترل میزبا    PLC یا DCS در شبکه Profibus-PA به صورت دیجیتال انجام می‌شود.

به طور معمول در مقایسه با یک شبکه معمولی، در یک شبکه ایمن تجهیزات کمتری وجود دارد.

اما عوامل مختلفی تعیین کننده یک شبکه بهینه هستند. مثل تجهیزات مورد استفاده، اندازه شبکه، فاصله بین تجهیزات، نوع کابل مصرفی و غیره.

PROFINET چیست؟

PROFINET را می‌توان تکامل یافته پروتکل پروفی‌ باس دانست.

امروزه در صنعت، مردم دوست دارند از پروتکل‌های مبتنی بر اترنت (IEEE 802.3) و مدل OSI استفاده کنند.

PROFINET کلیه مزایای یک شبکه پیشرفته از پشتیبانی کنترل تا ارتباطات درون شبکه و همینطور ایجاد یک شبکه قدرتمند یکنواخت را دارد.

یکی دیگر از مزایای پروتکل پروفی باس این است که به راحتی قابل اجرا است.

یک الگوی ساختاری شناخته شده (بر مبنای شبکه اترنت موجود در سیستم) که هزینه زیرساخت آن کم است. استفاده می‌کند.

البته نباید تصور شود که PROFINET یک شبکه پروتکل پروفی باس اترنت است.

بلکه PROFINET یک استاندارد باز مبتنی بر اترنت و تکامل یافته پروتکل PROFIBUS است.

یک قابلیت مهم PROFINET پشتیبانی لایه‌های TCP / IP است که مزایای قابل توجهی را به آن می‌افزاید.

همه دستگاه‎‌ها به یک شبکه واحد متصل می‌شوند که کنترل، تشخیص و غیره در آن انجام می‌شود و عموما نیازی به استفاده از گذرگاه نیست.

تفاوت بین PROFIBUS و PROFINET :

وقتی در مورد شبکه پروفی باس صحبت می‌کنیم، در مورد پروتکل ارتباط دیجیتال سنتی و شناخته شده صحبت می کنیم که در صنایع و برنامه‌های مختلف پیاده‌سازی شده است.

پروتکل پروفی باس مبتنی بر ارتباطات سریال است و فواید زیادی را برای صنعت به ارمغان آورده است.

• PROFINET پروتکل مبتنی بر اترنت صنعتی است.
• از ارتباطات سریع‌تر پشتیبانی می‌کند
• همچنین از پهنای باند بیشتری برخوردار است.

این بدان معناست که پیامی که در شبکه PROFINET رد و بدل می شود.

می‌تواند حاوی اطلاعات بیشتری نسبت به یک پیام در شبکه با پروتکل پروفی باس باشد.

چگونه می‌توان از خدمات IIoT در یک شبکه پروفی باس استفاده کرد؟

خیلی عجیب است اما بسیاری از کاربران پروتکل پروفی باس هنوز به روش سنتی رفتار می‌کنند.

هیچکس از داده‌های شبکه برای کنترل بر نحوه اجرا و جلوگیری از حوادث اتفاقی و یا عملکرد نادرست سیستم استفاده نمی‌کند.

باید در نظر گرفت که راه حل نظارت بر شرایط سنتی می‌تواند در برخی از حالات کاملاً پیچیده باشد.

این که با این شبکه ما خدمات IIoT داریم و نظارت بر وضعیت عملکرد دستگاه، یافتن اطلاعات پایگاه داده و مدیریت اسناد آسان نبوده و ما می‌توانیم مانیتورینگ آن را با استفاده از شبکه پروفی باس و تجهیز مربوطه انجام دهیم.

این روزها تقریبا همه چیز را می‌توان به شبکه پروفی باس متصل کرد مانند:

• انواع PLC ها
• HMI/SCADA
• سنسورها
• درایوها
• سرووها
• حتی تجهیزات HART نیز قادر به اتصال به شبکه پروفی باس هستند.

دلیل اصلی استقبال از پروتکل پروفی باس در صنایع مختلف، کاهش قابل توجه حجم وایرینگ برای اتصال انواع تجهیزات فیلد به سیستم کنترل بوده است.

یک PLC و تعدادی سیگنال آنالوگ و دیجیتال از نوع ورودی/خروجی در محیط کارخانه، دو روش برای ارتباط با یکدیگر دارند:

• موازی
• سریال

روش اول:

استفاده از روش وایرینگ Parallel است که مفهومش این است که برای هر کدام از سیگنال‌های ورودی/خروجی به دو رشته سیم احتیاج خواهید داشت.

روش دوم:

روش سریال نام دارد و مفهومش این است که تنها دو رشته سیم برای اتصال تمام سیگنال‌های ورودی/خروجی به PLC کافی است.

برای این هدف، شما تعدادی از I/O ها را روی یک IO-Box پروفی باس جمع‌آوری کرده و سپس IO-Box ها را از طریق کابل پروفی باس (سیم دو رشته) به PLC متصل می‌کنید.

در روش انتقال پروفی باس ، اطلاعات شامل سیگنال‌ها و پاسخ‌ها از طریق یک کابل تکی که پالس‌های پروتکل ارتباطی را با ولتاژ پایین می‌فرستد، مخابره می‌شود.

روش ارتباط سریال سال‌ها قبل از معرفی پروفی باس اختراع شده بود.

اما در حقیقت کاری که پروفی باس یا دیگر پروتکل‌های مشابه انجام می دهند، این است که:

• سرعت ارتباط را بالاتر برده
• توانسته اند از حجم وایرینگ به میزان قابل توجهی بکاهند.

 پروتکل مدباس یک ارتباط سریال می‌باشد که توسط شرکت Modicon در سال 1979 برای به‌ کارگیری در کنترلرهای PLC توسعه یافته است.

پروتکل مدباس در واقع راه ارتباطی در خطوط سریال بین تجهیزات الکترونیکی مختلف می‌باشد.

به دستگاهی که اطلاعات را درخواست می‌کند master و دستگاهی که اطلاعات را تامین می‌نماید slave گفته می‌شود.

در پروتکل مدباس استاندارد، یک master و تا 247 دستگاه slave وجود دارد.

هر slave دارای یک آدرس منحصر به فرد می‌باشد که از 1 تا 247 ادامه دارد، master (با آدرس 0) این توانایی را دارد که بر روی دستگاه‌های slave اطلاعات را نوشته و به آن‌ها فرمان بدهد.

یک پروتکل مدباس بدون repeater، تا 32 اسلیو را تحت کنترل قرار می‌دهد.

دلایل به‌کارگیری پروتکل مدباس:

مدباس یک پروتکل رایگان می‌باشد که شرکت‌های مختلف می‌توانند بدون نگرانی از مسائل حقوقی از آن استفاده کنند. پروتکل مدباس به عنوان یک استاندارد ارتباطی در صنعت شناخته شده و استفاده می‌شود. مدباس به طور معمول برای ارسال سیگنال‌ها از تجهیزات و دستگاه‌های کنترلی به کنترلر اصلی و یا سیستمی که اطلاعات را جمع می‌نماید مورد استفاده قرار می‌گیرد. به طور مثال سیستمی را می توان در نظر گرفت که دما و رطوبت توسط سنسورها اندازه‌گیری می‌شود و سپس نتایج اندازه گیری‌ها به یک کامپیوتر توسط پروتکل مدباس ارسال می‌شود.

پروتکل مدباس این توانایی را دارد که یک کامپیوتر نظارتی را با واحد نهایی از راه دور کنترل نماید و تعدادی سیستم جمع آوری اطلاعات را به یکدیگر متصل نماید. ورژن‌های به‌کار رفته برای حالت سریال modbus rtu ,modbus ASCII می‌باشند و در سیستم‌های اترنت modbus TCP استفاده می‌شود.

انعطاف پذیری ارتباطات:

لایه‌ها در پروتکل مدباس انعطاف‌پذیر هستند. در لایه فیزیکی کاربر می‌توا‌ند بستر فیزیکی دلخواه در حالت سریال مانند RS232 یا RS422 یا RS485 و یا کنترل در بستر اترنت را انتخاب کند. در لایه‌های دیگر کاربر می‌تواند ساختار فریم دیتا، فاصله زمانی بین فریم‌ها، نوع پریتی و… را به سلیقه خود تعیین نماید. این ویژگی در سایر پروتکل‌های شبکه وجود ندارد.

نحوه عملکرد پروتکل مدباس:

ساده‌ترین ساختار برای استفاده از این پروتکل استفاده از یک کابل سریال بین دو دستگاه مختلف که یکی master و دیگری slave می‌باشد.

اطلاعات در قالب کدهای صفر و یک که در اصطلاح به آن‌ها بیت گفته می‌شود ارسال می‌شوند.

هر بیت به صورت ولتاژ ارسال می‌گردد بیت صفر به عنوان ولتاژ منفی و بیت یک به عنوان ولتاژ مثبت به کار می‌رود.

سرعت انتقال این بیت‌ها بسیار سریع می‌باشد Baud rate معمول در تجهیزات 9600 می‌باشد.

نحوه نگهداری اطلاعات در قالب استاندارد پروتکل مدباس :

اطلاعات در دستگاه Slave در چهار جدول ذخیره می‌شود.

دو جدول اطلاعات گسسته شامل خاموش و روشن بودن را ذخیره کرده و دو جدول دیگر مقادیر عددی و پیوسته را ذخیره می‌کند.

به اطلاعات 2 جدول اول کویل ها (coils) و به دو جدول بعدی رجیستر (registers) گفته می‌شود.

هر دو نوع یک جدول فقط خواندنی و یک جدول خواندن و نوشتن دارند.

هر جدول 9999 داده را در خود ذخیره می‌کند. هر کویل یک بیت می‌باشد و آدرس آن از 0000 تا 270E می‌باشد.

هر رجیستر یک کلمه و یا 16 بیت و یا 2 بایت می‌باشد و آدرس آن نیز بین 0000 تا 270E می‌باشد.

کویل‌ها یا رجیسترها را می‌توان به صورت آدرس مکان در نظر گرفت.

زیرا این آدرس‌ها هستند که در پیام‌ها آورده می‌شود نه مقادیر ذخیره شده.

برای مثال اولین رجیستر یعنی شماره 40001 آدرسش 0000 می‌باشد و اختلاف این دو عدد آفست نامیده می‌شود.

هر جدول دارای یک آفست می‌باشد 1،10001،30001،40001 .

شناسه هر slave چیست؟

هر slave دارای یک شناسه از 1 تا 247 می‌باشد.

زمانی که master درخواست اطلاعات می‌کند، اولین بایت پیغام به عنوان آدرس  slave فرستاده می‌شود.

بدین صورت slave متوجه می‌شود که پیام ارسال شده برای آن است یا خیر.

کد تابع چیست؟

دومین بایتی که توسط سیستم master ارسال می‌شود، کد تابع می‌باشد.

این کد مشخص می‌کند که دستگاه با کدام جدول کار می‌نماید و بایستی بخواند و یا بنویسد.

CRC چیست؟

CRC دو بایت بوده و برای عیب‌یابی در انتهای پیغام آورده می‌شود. هر بایتی در پیغام برای محاسبه CRC استفاده می‌شود. دستگاه دریافت کننده نیز CRC را چک می‌نماید و با CRC موجود در پیغام master مقایسه می‌کند. در پروتکل پرفی باس اگر حتی یک بیت به درستی دریافت نشده باشد، CRCها متفاوت خواهند بود و باعث خطا می‌شوند.

فرمت دستورات و پاسخ‌های توابع مختلف در پروتکل مدباس :

خواندن وضعیت کویل‌ها (FC01)

دستور زیر وضعیت کویل های 20 تا 56 را از slave با آدرس 17 درخواست می‌کند.

11:آدرس سیستم درخواستی (11hex=17 address)

01:کد تابع

0013:آدرس اولین کویل برای خواندن (0013hex=19, +1 offset=coil #20)

0025:تعداد کویل‌هایی که باید خوانده شود. (25hex=37)

0E84:کد CRC برای چک کردن خطا

پاسخ درخواست:

110105

CD6BB20E1B 45E6

11:آدرس سیستم درخواستی (11hex=17 address)

01:کد تابع

05:تعداد بایت‌هایی که به‌عنوان پاسخ آورده شده است.

CD:کویل‌های 20 تا 27 (1101 1100)

6B:کویل‌های 28 تا 35 (1011 0110)

B2:کویل‌های 36 تا 43 (0010 1011)

0E:کویل‌های 44 تا 51 (1110 0000)

1B:کویل‌های 52 تا 56 و 3 تا بیت بون معنی (1011 0001)

45E6:کد CRC

نکته مهم در این قسمت این است که ترتیب بیت‌ها بر عکس شماره کویل‌ها می‌باشد. به طور مثال:

کویل شماره 36 خاموش (0) و کویل شماره 43 روشن  (1) می‌باشد. همچنین در B1، سه بیت اول صفربوده و معنی خاصی ندارند و فقط جهت کامل شدن یک بایت آورده شده‌اند و 5تای دیگر وضعیت کویل‌ها را نشان می‌دهد.

نوشتن بر روی یک کویل (FC05)

بایستی توجه شود این تابع فقط برای دستور نوشتن بر روی یک کویل می‌باشد.

مثال زیر کویل 173 را بر روی سیستم 17 روشن می‌کند.

11:آدرس سیستم درخواستی (11hex=17 address)

05: کد تابع

آدرس مربوط به کویل 00AC:

(Coil 173-1=172=AC  hex , 00AC hex=172+1  offset=coil 173)

FF00 : وضعیتی که بایستی در کویل نوشته شود

(FF00 = ON , 0000=OFF)

کد CRC برای 4E8B

پاسخ درخواست :

پاسخ در واقع همان درخواست می باشد که دوباره توسط سیستم به Master ارسال می شود.

نوشتن بر روی چند کویل (FC15)

این تابع بر خلاف حالت قبل بر روی بیشتر از یک کویل همزمان دستور را اجرا می‌کند. به طور مثال درخواست زیر وضعیت 10 کویل 20 تا 29 را بر روی slave تغییر می‌دهد.

11 : آدرس سیستم درخواستی (11hex=17 address)

0F : کد تابع (0F hex=15)

0013  : آدرس کویل اول (0013hex=19+1 offset=coil20)

000A : تعداد کویل‌هایی که باید روی آن‌ها نوشته شود (0A hex=10)

02  : تعداد بایت‌هایی که بایستی استفاده شود ( 10coil/8 bit per byte=2 bytes)

CD : کویل 20 تا 27 (1101 1100)

01 :کویل 28 تا 29 و 6 بیت بدون مفهوم (0001 0000)

BF0B : کد CRC

در این حالت نیز بایستی توجه شود که ترتیب بیت‌ها بر خلاف شماره کویل است.

پاسخ :

11: آدرس سیستم درخواستی (11hex=17 address)

0F:کد تابع (0F hex=15)

0013:آدرس کویل اول (0013hex=19+1 offset=coil 20)

000A: تعداد کویل‌هایی که باید روی آن‌ها نوشته شود (0A hex=10)

2699: کد CRC

اینورترها در مواقع خرابی و ایراد دارای حالات مختلفی می‌باشند که در هنگام مواجهه با هر کدام از این حالات باید به نکات خاصی توجه کرد. در اینجا به برخی از این علل خرابی اینورتر اشاره شده است:

• اینورتر به طور کلی روشن نمی‌شود.
• با وصل کردن فیوز ورودی اینورتر،فیوز قطع می‌شود.
• اینورتر روشن می‌شود و همه چیز به ‌نظر سالم است ولی با اعمال فرمان موتور کار نمی‌کند.
• اینورتر روشن می‌شود ولی با فرستادن فرمان RUN یا در حالت معمول و بدون اعمال فرمانی فالت داریم.

1. اینورتر به طور کلی روشن نمی‌شود.

در هنگام مواجه شدن با چنین حالتی باید موارد زیر را در نظر گرفت:

• برق در ورودی اینورتر وجود ندارد پس باید علت را در برق ورودی پیدا کرد.
• ولتاژ برق در ورودی کافی نیست. آن ‌را با ولت‌متر اندازه‌گیری کنید.
• علت را در برق ورودی و تجهیزات متصل به آن مانند کنتاکتورها ردیابی کنید.

(معمولا نمایشگر فالت SPI و… نمایش می‌دهد.)

این خطا برای هر درایو متفاوت است که به معنای قطع فاز ورودی می‌باشد.

• اگر از وصل بودن برق ورودی اطمینان حاصل شد، درایو آسیب دیده است و باید به تعمیرگاه ارسال شود و توسط متخصصین مورد بررسی قرار گیرد.

2. با وصل کردن فیوز ورودی اینورتر، فیوز سریعا قطع می‌شود.

ایراداتی که در این حالت اتفاق می‌افتد می‌تواند به شرح زیر باشد:

• اتصالی در کابل ورودی به اینورتر ایجاد شده باشد.
• فیوز مینیاتوری یا کنتاکتور ورودی خراب یا مستهلک شده باشد.
• در اینورتر اتصالی وجود دارد و اینورتر باید به تعمیرگاه ارسال و مورد بررسی قرار گیرد.

3. اینورتر روشن می‌شود و همه چیز به ‌نظر سالم است ولی با اعمال فرمان موتور کار نمی‌کند.

در این حالت باید به موارد زیر توجه نمود:

• ارتباط خروجی W,V,U سه فاز درایو با موتور را چک کنید.

(معمولا در نمایشگر فالت SPO و …  ظاهر می‌گردد که این خطا برای هر درایو متفاوت است و به معنای قطع فاز خروجی می‌باشد).

• فرمان‌های کنترلی به دستگاه را چک کنید.
•  احتمال دارد شفت موتور قفل شده باشد.
•  در غیر این صورت درایو معیوب است و ممکن است خروجی درایو یا درایورهای مربوط به آن نیز آسیب دیده باشد.
• در اینصورت درایو را به متخصصین مربوطه ارسال بفرمایید تا مورد بررسی قرار گیرد.

4. اینورتر روشن می‌شود ولی با فرمان RUN یا در حالت معمول و بدون اعمال فرمانی، نمایشگر نشان دهنده فالت می‌باشد.

• در این صورت به کاتالوگ مربوطه مراجعه کنید و در قسمت فالت مربوطه به راهنمای کاتالوگ عمل کنید.
• در بعضی مواقع ایرادات با تنظیمات پارامتر و … برطرف می‌گردد و در غیر اینصورت باید به تعمیرگاه ارسال شود.
• در صورتی‌که فالت به هنگام run کردن درایو، خطاهای نظیر اضافه جریان، اضافه ولتاژ و اضافه بار و غیره را داد، اتصال موتور را قطع کرده و دوباره run کنید.
• اگر خطا همچنان پابرجا بود، درایو مشکل پیدا کرده و باید به متخصصین مربوطه ارسال بفرمایید تا مورد بررسی قرار گیرد.

علل خرابی اینورتر در اینجا مورد بررسی قرار گرفت اما با این وجود در صورت دسترسی نداشتن به گارگاه مجهز توصیه به تعمیر خودسرانه نمی‌شود. در مقاله تعمیرات اینورتر به معرفی کارگاه الکتریکالا می‌پردازیم.

تاریخچه صنعت چاپ

صنعت چاپ قبل از اینکه توسعه پیدا کند، کتاب‌‌ها را بصورت دستنویس تکثیر می‌کردند.

در امپراطوری‌های قدیم و باستانی مانند آتن، چین و … کتاب‌ها و آثار ادبی را با دست می‌نوشتند.

این روش در قرون وسطی که کتب را به صورت دستی می‌نوشتند، رواج داشت.

این کار باعث می‌شد قیمت نسخه‌های کتاب خیلی گران باشد و مردم عادی با درآمد پایین‌تر نتوانند کتاب را خریداری کنند.

این قضیه باعث ‌شد تا شرایط خواندن کتاب و استفاده از علوم مختلف برای همه فراهم نباشد.

در اوایل قرن نوزدهم میلادی، مخترعی به نام فردریک کونیگ اولین گام برای صنعت چاپ را برداشت.

او توانست دستگاه چاپ را مکانیزه و اولین دستگاه سیلندری اتوماتیک برای صنعت چاپ را بسازد.

در سال‌های بعد قسمت‌های مختلف این دستگاه از جمله مکانیزم محرکه روش گردش سیلندر و سیستم اپراتوری آن به تدریج اصلاح گردیده و دستگاه بهینه‌سازی شد.

شروع این صنعت به شرح زیر است:

• اولین دستگاه اتوماتیک صنعت چاپ را شخصی به نام گوردون در سال 1850 اختراع کرد.
• به نام خود سازنده، دستگاه چاپ گوردون نام گرفت.
• حدود 7 سال بعد مخترع آلمانی، دستگاه چاپ لیبرتی را در آمریکا تولید کرد.
• سپس دستگاه چاپ گالی توسط شخصی به همین نام در سال 1870 اختراع شد.
• در همه دستگاه‌های صنعت چاپ به تدریج مکانیزم دستگاه چاپ به روش‌های مختلف بهینه سازی شد.

مهم‌ترین اختراع که ابداعی نوین بود در سال 1913 توسط شخصی به نام گیلک که خود ناشر کتاب بود، صورت گرفت.

اختراع گیلک سیستمی جدید در صنعت چاپ بود که تغذیه کاغذ به دستگاه چاپ را به طور خودکار انجام می‌داد.

بدین ترتیب که کاغذ توسط گیره‌هایی که روی بازویی به شکل ملخ هواپیما تعبیه شده بود، همراه با گردش ملخ به محل مناسب برای چاپ انتقال می‌یافت.

• دستگاه چاپ به نام ماشین تیگل هایدلرگ معروف به ملخی که از سال های 1920 به بعد شهرت بسیاری پیدا کرد.

اولین چاپخانه در ایران، به دوران حکومتی صفویان و ارامنه اصفهانی ساکن جلفا برمی‌گردد.

۳۰ سال پس از مهاجرت به جلفای اصفهان چاپخانه‌ای در این شهر دایر کردند و به چاپ کتاب پرداختند.

به عبارت دیگر، در زمان صفویه تعدادی از ایرانیان از کار چاپ آگاهی داشتند.

اما رونق صنعت چاپ در ایران، در دوران حکومتی عباس میرزا به طور رسمی آغاز می‌شود.

او به دلیل نزدیکی حکومتش در تبریز و روابطی که با حکومت عثمانی و دولت‌های دیگر داشت، با صنعت چاپ آشنا شد.

انواع دستگاه چاپ:

• چاپ افست: عمدتاً برای انتشارات، تبلیغات.
• چاپ فلکسو: عمدتاً برای بسته‌بندی.
• چاپ هلیوگراور: عمدتاً برای بسته‌بندی.
• چاپ سیلک اسکرین: عمدتاً برای تبلیغات و چاپ‌های تفکیکی.
• چاپ لترپرس: یکی از روش‌های چاپ برجسته که از قدیمی‌ترین روش‌های چاپی است.
• چاپ دیجیتال: برای همه مصارف، تبلیغاتی و اداری در تیراژ پایین.

دستگاه‌های مورد استفاده در صنعت چاپ:

به طور کلی به دلیل کاربرد مختلفی که هر یک از دستگاه‌های چاپ دیجیتال و افست در چاپخانه‌های امروزی دارند، بسیاری از چاپخانه‌ها با توجه به نیاز مصرف کننده به خدمات متنوع، از انواع دستگاه چاپ دیجیتال و افست استفاده می‌کنند.

در متد چاپ دیجیتال از چاپگرهای لیزری و جوهرافشان برای به چاپ رساندن محصولات مختلف چاپی استفاده می‌شود.

با وجود تغییرات و توسعه صنعت چاپ، همچنان چاپ افست بهترین سطح از کیفیت را تولید می‌کند و محصولات نهایی به چاپ رسیده دارای تصاویر با دقت بالا و رزولوشن عالی می‌باشد.

علاوه بر این غیر از کیفیت بالای چاپ افست ماندگاری طولانی بسیار خوبی نیز دارد و برعکس متدهای دیگر، کیفیت چاپ تغییر نمی‌کند.

متد چاپ افست برای تولیدات تجاری و انبوه و پر تیراژ از بهترین و سریع‌ترین متدهای چاپی به شمار می‌رود به‌ صورتی که ماشین رول افست توانایی این را دارد که بیش از 1 کیلومتر کاغذ رول در یک دقیقه را به چاپ برساند.

چگونگی انجام انواع چاپ:

• چاپ برجسته :

در این روش سطح چاپ شونده دستگاه چاپ بصورت برجسته است.

قسمت برجسته در مقابل غلتک آغشته به مرکب چاپ رنگ را به خود می‌گیرد و به کاغذ منتقل می‌کند.

واضح است که در این شیوه سطح برجسته باید معکوس نقش مورد نظر باشد.

تا پس از چاپ شدن برروی کاغذ به صورت صحیح نمایان گردد.

•  چاپ گود :

در این نوع چاپ نقش‌ها و تصاویر در سیلندر استوانه‌ای که سطح چاپ شونده دستگاه چاپ است، به صورت فرو رفته‌ هستند.

این نوع چاپ از کیفیت بالایی برخوردار است.

به خاطر هزینه بالا برای کارهایی با تیراژ بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مثل: تمبر، اسکناس و … .

سیلندر چاپ گود دو نوع است:

1. تمام سیلندر ریخته‌گری می‌شود و پس از پایان چاپ دوباره ذوب می‌گردد.
2.  رویه سیلندر که نقوش در آن فرورفته‌اند عوض می‌شود و پس از هر بار چاپ فقط این رویه تعویض می‌گردد.
3. در این نوع چاپ سطح تصاویر یا حروف چاپ افست است. در این شیوه چاپ، سطح چاپ شونده نه برجسته و نه فرورفته است.

در این روش با خاصیتی که مواد دارند، حروف و تصاویر مرکب را به خود جذب نمی‌کنند.

این روش تکامل یافته لیتوگرافی یا چاپ سنگی است.

در این شیوه که سطح چاپ صاف است، نقش از لوحه فلزی به استوانه لاستیکی منتقل و از روی آن به کاغذ انتقال می‌یابد.

صفحه فلزی چاپ یا همان زینک به دور یک استوانه لاستیکی بسته می‌شود.

دو غلتک یکی آغشته به مرکب و دیگری آغشته به آب بر مبنای تضاد بین آب و چربی، سبب گرفتن نقش روی زینک مرکب شده و قسمت‌های دیگر مرکب را جذب نکنند.

در این نوع چاپ با ۴ رنگ اصلی و استفاده از ترام، تمام رنگ‌ها ساخته می‌شود.

در این مقاله قصد داریم به اینورتر برای آسانسور بپردازیم.

همانطور که می‌دانید آسانسور یا بالابر وسیله‌ای برای انتقال از طبقه‌ای به طبقه دیگر در ساختمان‌های مختلف می‌باشد.

در واقع اتاقک متحرکی است که می توان توسط آن به طبقات بالا یا پایین رفت.

در تعریفی مشابه، آسانسور به مجموعه تجهیزات حمل و نقل گفته می‌شود.

که انتقال عمودی مردم و یا وسایل بین طبقات ساختمان را فراهم می‌نماید.

یک آسانسور توسط موتور آسانسور نیروی لازم برای حرکت عمودی کابین را فراهم می‌کند.

همچنین فرمان‌های لازم برای توقف‌های خودکار و کنترل آسانسور توسط تابلو فرمان آسانسور که شامل اینورتر برای آسانسور است، انجام می‌شود.

اینورتر مناسب برای آسانسور از لحاظ نحوه وارد شدن نیروی محرکه به کابین آسانسور به چهار دسته کلی تقسیم می‌گردد:

• آسانسور کششی
• آسانسور هیدرولیکی
• آسانسور وینچی
• آسانسور مغناطیسی

آسانسور کششی (Traction Elevator)

بیشتر آسانسورهایی که در ایران نصب می‌گردد از نوع کششی می‌باشد. غالبا از اینورتر برای آسانسور استفاده می‌شود.

همانطور که در ساختمان‌های مختلف مشاهده کرده‌اید نحوه کار این نوع آسانسو‌رها بر اساس نیروی اصطحکاکی است که بین سیم بکسل‌های متصل به کابین و فلکه کششی موتور به‌وجود می‌آید.

آسانسورهای کششی در واقع در بالای خود دارای فلکه (قرقره) می‌باشند که روی موتور آسانسور می‌باشد و سیستم بکسل‌ها دور آن‌ وجود دارد.

سیستم بکسل‌ها از یک سر به کابین آسانسور و از سر دیگر به قاب وزنه آسانسور متصل هستند و طبیعتا با حرکت فلکه موتور در دو جهت مختلف حرکت رو به بالا یا پایین کابین آسانسور انجام می‌شود.

در واقع کابین آسانسور در چاه آسانسور بصورت معلق می‌باشد و به این امر سیستم تعلیق آسانسور می‌گویند.

از لحاظ علمی در داخل قاب وزنه، وزن وزنه‌ها برابر با وزن کابین به اضافه نصف وزن ظرفیت کلی کابین است.

به طور مثال اگر ظرفیت کابین آسانسور ۸ نفره باشد (به ازای هر نفر ۷۵ کیلوگرم در نظر بگیریم).

در کل ظرفیت کلی کابین ۶۰۰ کیلوگرم خواهد بود که طبیعتا نصف این مقدار برابر با ۳۰۰ کیلوگرم خواهد بود.

حال این مقدار را با وزن خود کابین آسانسور جمع می‌کنیم و وزنی که بدست می‌آید وزن کلی است که باید در قاب وزنه وجود داشته باشد.

در شکل زیر می‌توانید ساختار آسانسور کششی را مشاهده نمایید.

آسانسور هیدرولیک (Hydraulic Elevator)

نوع دیگر از آسانسور در جهان آسانسور هیدرولیک می‌باشد که نحوه جابجایی کابین آسانسور در آن بطور کلی با نحوه جابجایی کابین در آسانسور کششی فرق می‌کند.

زیرا در آسانسور هیدرولیک جابجایی کابین آسانسور فقط توسط جک بالابر خاصی انجام می‌شود که از نوع جک و موتور هیدرولیک (روغنی) می‌باشد.

در واقع در این نوع آسانسور دیگر موتوری در بالای چاه آسانسور وجود ندارد به همین دلیل طبیعتا پشت بام خانه زیباتر خواهد بود.

البته باید توجه نمایید که بدلیل ساختار این نوع آسانسور فقط تا ۵ یا ۶ طبقه پاسخگو خواهد بود.

در حالیکه آسانسور کششی طبقات بسیار بالاتری را پشتیبانی می‌نماید.
نحوه کار یک آسانسور هیدرولیک بدین صورت است که در آسانسور هیدرولیک یک موتور هیدرولیکی سه فاز غوطه ور در روغن وجود دارد.

این موتور دارای یک شیر الکتریکی خاص به نام پاور یونیت می‌باشد.

وظیفه پاوریونیت تامین فشار روغن برای جک هیدرولیک آسانسور می‌باشد.

در واقع با تغییر فشار روغن، جک مربوطه کابین آسانسور را به بالا یا پایین حرکت می‌دهد.

البته باید توجه داشت که هزینه موتورهای هیدرولیک بسیار بالاتر از موتور آسانسور کششی می‌باشد.

به همین خاطر در ایران کمتر از آسانسور هیدرولیک استفاده می‌گردد.

همچنین نکته قابل توجه در آسانسورهای هیدرولیک این است که خیلی از افراد تصور می‌کنند.

مصرف برق این آسانسورها نسبت به آسانسورهای کششی بالاتر است.

ولی این امر درست نیست زیرا کار موتور هیدرولیکی آسانسور هیدرولیک و فشار روغن فقط در حرکت به سمت بالا نیاز است.

برای حرکت کابین آسانسور به سمت پایین نیازی به کار موتور و ایجاد فشار روغن نیست.

طبیعتا در حرکت به سمت پایین موتور هیدرولیکی خاموش است و فقط با با بازکردن شیر و تخلیه کنترل شده روغن جک هیدرولیک ، کابین آسانسور به آرامی به سمت پایین می‌آید بنابراین مصرف برق بالایی نخواهد داشت.

فواید کلی آسانسور هیدرولیک به شرح زیر می‌باشد:

• خرابی کمتر و استهلاک کمتر قطعات نسبت به آسانسور کششی
• به دلیل اینکه قاب وزنه و سیم بکسل ندارد می توان آسانسورهای بسیار زیباتر و شیشه ای ساخت
• عیب یابی راحت‌تر و تعمیرات سریع‌تر
• موتور خانه در پشت بام وجود ندارد
• سازه لازم برای این نوع آسانسور سبک‌تر است
• تنظیمات دقیقتر برای ایست در طبقات
• می توان آسانسورهای باربری و بسیار پرقدرت ساخت

آسانسور وینچی

نوعی آسانسور است که با زنجیر یا طناب فولادی آویزان شده و نیروی رانش به طریقی به غیر از اصطکاک به آن وارد می‌شود. در این نوع آسانسورها قاب وزنه وجود ندارد.

آسانسور مغناطیسی

در این آسانسورها ریل‌ها و تجهیزات متصل شده روی دیوار چاه آسانسور با مغناطیس دائم نقش استاتور موتور و کابین آسانسور نقش روتور را ایفا می‌کنند.

با اتصال جریان برق به استاتور، میدان مغناطیسی ایجاد و به روتور القا می‌گردد.

میدان مغناطیسی ایجاد شده در نقاطی قطع و با القای جریان برق به وسیله سیم پیچ‌های استاتور، سیم پیچ‌های تعبیه شده روی روتور باردار شده و کابین به حرکت در می‌آید.
بنابراین در این آسانسورها اجزایی نظیر وزنه تعادل، کابل فولادی، موتوخانه و .. وجود نخواهد داشت.

آسانسورهای مغناطیسی بسیار ایمن‌تر از آسانسورهای معمولی بوده اما از لحاظ قیمتی بسیار گران‌تر می‌باشند.

استفاده از اینورتر برای آسانسور

پیش از اینکه اینورتر برای آسانسور و پله برقی به عنوان کنترل کننده سرعت الکتروموتور AC به تجهیزی متداول تبدیل شد تابلو فرمان دو سرعته به طور گسترده در این صنعت مورد استفاده قرار گرفت.

در این نوع تابلو فرمان الکتروموتور دالاندر (دو سرعته) بوده که با استفاده از مدار رله–کنتاکتوری تنها با دو سرعت کند و تند حرکت می‌کند.

این محدودیت در کنترل سرعت و همچنین قطع و وصل لحظه‌ای تغذیه الکتروموتور مسائلی را در پی دارد که به چند مورد اشاره می‌کنیم:

•  لرزش کابین در زمان شروع حرکت و توقف
•  ایجاد تنش مکانیکی و الکتریکی به الکتروموتور
• عدم دقت توقف در سر طبقات
• مصرف انرژی بالا

به مرور زمان آشنایی بیشتر کارشناسان با قابلیت‌های اینورتر و همینطور مسائل و مشکلات تابلو فرمان دوسرعته که عموما قدیمی و فرسوده هستند موجب شد تا این تجهیز به عنوان کنترل کننده سرعت الکتروموتور جایگزین مدارهای رله–کنتاکتوری گردد.

اینورتر با تغییر فرکانس می‌تواند در یک بازه زمانی مشخص سرعت الکتروموتور را از صفر تا سرعت نامی به صورت پیوسته تغییر دهد.

این کنترل سرعت پیوسته که توسط اینورتر برای آسانسور با شیب ملایمی صورت می‌گیرد، بسیاری از مشکلات تابلوهای دو سرعته را برطرف می‌کند.

در صورت نصب اینورتر روی تابلو دو سرعته حرکت آسانسور به صورت مراحل زیر می‌باشد:

• آسانسور متوقف است. فرمان استارت صادر می‌شود و اینورتر در یک بازه زمانی مشخص سرعت را با شیب ملایم از صفر به حداکثر می‌رساند شوک و لرزش در کابین حس نمی‌شود. (شیب ملایم در لحظه استارت)
• یکی از کاربردهای اینورتر برای آسانسور این است که  کابین با سرعت تند به حرکت خود ادامه می‌دهد تا به نزدیکی طبقه مورد نظر برسد.
• با تحریک سنسورهای دور انداز سرعت الکتروموتور با شیب ملایمی از سرعت تند به کند تغییر می‌کند.
• این تغییر آرام سرعت از ایجاد شوک و لرزش جلوگیری می‌کند. (شیب ملایم در لحظه کاهش سرعت)
• کابین با سرعت کند به حرکت خود ادامه می‌دهد تا به نزدیکی نقطه توقف برسد.
• با تحریک سنسورهای توقف اینورتر سرعت را از کند به آرامی به صفر رسانده و پس از آن فرمان ترمز مکانیکی صادر می‌شود.
• در این مرحله ترمز مکانیکی زمانی عمل می‌کند که سرعت کابین به صفر رسیده است.
• لذا هیچگونه شوک و لرزشی احساس نمی‌شود. (فرمان به ترمز مکانیکی بعد از صفر شدن سرعت توسط اینورتر(ترمز الکتریکی توسط درایو با تزریق DC))
• با توجه به اینکه فرمان ترمز مکانیکی دقیقا بعد از توقف کامل کابین اعمال می‌شود هیچگونه سرخوردگی در کابین اتفاق نمی‌افتد و توقف با دقت بالا صورت می‌گیرد.

مزایای استفاده از اینورتر برای آسانسور

•  استفاده از اینورتر برای آسانسور کاهش تنش‌های الکتریکی و در پی آن کاهش تنش‌های مکانیکی که باعث کاهش هزینه‌ی تعمیر و نگهداری می‌شود.
• افزایش دامنه‌ی تغییرات ممکن برای سرعت موتور نسبت به روش‌های مکانیکی.
•  استفاده از اینورتر برای آسانسور سبب کاهش هزینه‌ برق مصرفی و جریان راه‌اندازی نیز می‌گردد.
• راندمان بالاامکان بازگشت و ذخیره سازی انرژی به شبکه برق.
• صرفه جویی در هزینه کاهش ضربات احتمالی سیستم، افزایش طول عمر چرخ دنده‌ها، فلکه‌ها، ادوات مکانیکی.

همچنین اینورتر برای آسانسور هنگام راه اندازی موتور از افزایش ناگهانی جریان جلوگیری کرده و باعث کاهش تداخل بین دستگاه‌های مصرفی برق می‌شود.
• سیستم حفاظتی جهت افزایش طول عمر موتور
• کاهش سر و صدا و استهلاک قطعات
• با استفاده از اینورتر برای آسانسور ، احساس راحتی شگفت انگیزی را تجربه خواهید کرد.

نکات نصب اینورتر برای آسانسور

هنگام نصب اینورتر برای آسانسور باید به این نکته توجه کرد که حتما رنج توان اینورتر انتخابی یک رنج بالاتر از توان موتور باشد.

به علت ژنراتوری بودن بار حتما مقاومت ترمز نصب گردد.

همچنین برای دقت در حرکت و توقف و حفاظت بیشتر بهتراست سیستم به صورت Close Loop اجرا شود.

موتور DC بدون جاروبک (BLDC) نوعی از موتورهای سنکرون هستند.

این موضوع به این معنی است که در موتور BLDC میدان مغناطیسی در روتور و استاتور با یک فرکانس ایجاد می­‌شوند.

انواع موتور DC بدون جاروبک دارای لغزش به آن مفهومی که در موتورهای القایی وجود دارد نمی‌­باشند.

موتورهای دی‌سی براش‌لس با منبع دی‌سی تغذیه می‌شوند که توسط اینورتر مجتمع برای به حرکت درآوردن موتور به سیگنال الکتریکی AC تبدیل می‌شود.

سنسورها و قطعات الکترونیکی دیگری نیز خروجی اینورتر را کنترل می‌نمایند.

موتورهای براش‌لس همچنین به صورت موتورهای پله‌ای وصف می‌شوند.

هر چند عنوان موتور پله‌ای برای آن دسته از موتورها به کار می‌رود که طراحی آن‌ها به گونه‌ای است که به حالت‌هایی عمل نمایند که روتور آن به سرعت در نقطه زاویه‌ای تعریف‌ شده بایستد.

موتورهای BLDC در انواع تکفاز، دو فاز و سه فاز وجود دارند.

مطابق نوع آن، استاتور دارای همان تعداد سیم‌پیچ می ­باشد.

علاوه بر این موتورهای سه فاز بیشترین رواج و مصرف را در بین انواع دیگر دارند.

اصول عملکرد موتور DC بدون جاروبک:

هما‌ن‌طور که از نام موتورهای DC بدون جاروبک مشخص است، برای عملکرد به جاروبک نیاز ندارند.

در موتورهای جریان مستقیم معمولی، جاروبک‌ها وظیفه رساندن جریان الکتریکی از طریق کموتاتورها به سیم‌پیچ‌های روتور را برعهده دارند.

پس چگونه موتور بدون جاروبک جریان را منتقل می‌کند؟

در واقع، در این نوع موتورها عمل انتقال جریان به سیم‌پیچ‌های روتور انجام نمی‌شود. زیرا سیم‌پیچ‌ها روی روتور قرار ندارند.

روتور از جنس مغناطیس دائم ساخته شده و سیم‌پیچ‌ها روی استاتور ثابت هستند و نمی‌چرخند، به همین دلیل نیاز به جاروبک برای عمل کموتاسیون وجود ندارد.

در موتورهای دارای جاروبک، عمل چرخش از طریق کنترل میدان مغناطیسی تولیدی به وسیله سیم‌پیچ روتور انجام می‌شود.

در حالی که میدان مغناطیسی تولید شده توسط آهنرباهای دائم ساکن، ثابت باقی می‌ماند.

برای تغییر سرعت چرخش، ولتاژ سیم‌پیچ‌ها باید تغییر کنند.

در موتور DC بدون جاروبک ، مغناطیس دائم موتور است که می‌چرخد و دوران به وسیله تغییر در جهت میدان مغناطیسی تولید شده توسط سیم‌پیچ‌های ثابت اطراف، انجام می‌گیرد.

برای کنترل چرخش باید دامنه و جهت جریان در این سیم‌پیچ‌ها تنظیم شوند.

یک موتور BLDC با سه سیم‌پیچ – که هر کدام دو سر دارند – در کل شش سیم دارد.

در اکثر کاربردهای عملی سه سر از این سیم‌ها به صورت داخلی (اتصال ستاره) به هم دیگر متصل هستند.

سه سیم دیگر از موتور خارج شده‌اند (در موتور جریان مستقیم دو سیم از موتور خارج می‌شود).

کنترل موتور DC بدون جاروبک :

همان‌طور که دیدیم تفاوت عمده موتورهای بدون جاروبک نسبت به موتورهای دارای جاروبک عدم وجود کموتاسیون مکانیکی در این موتورهاست.

اما تفاوت دیگر این است که کنترل این موتورها به مراتب پیچیده‌تر از موتور دارای جاروبک است.

کنترل موتور BLDC نیازمند آگاهی از موقعیت روتور است.

برای کنترل حلقه‌بسته سرعت موتور به دو مورد دیگر نیز نیاز داریم:

• اندازه‌گیری سرعت و اندازه‌گیری جریان موتور
• سیگنال مدولاسیون پهنای باند یا PWM برای کنترل توان و سرعت موتور

کنترل سنسوری موتور DC بدون جاروبک :

در حالت کلی، کنترل موتور BLDC به دو دسته سنسوری و بدون سنسور (Sensorless) تقسیم می‌شوند.

در کنترل سنسوری برای اندازه‌گیری موقعیت روتور از سنسورهای اثر هال تعبیه شده در استاتور استفاده می‌شود. که موقعیت نسبی را اندازه می‌گیرند.

سنسورهای اثر هال در بازه‌های برابری (معمولا 60 یا 120 درجه الکتریکی) چیده شده‌اند.

در کنترل سنسوری، از ترکیب سنسور اثر هال با ترانزیستورهای قدرت استفاده می‌شود که به عنوان کلید الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سنسور اثر هال یک سیگنال منطقی صفر یا یک تولید می‌کند. (زمانی که قطب شمال مغناطیسی در برابر آن قرار گیرد، سطح یک منطقی را نشان می‌دهد)

توالی کموتاسیون توسط ترکیب سیگنال‌های منطقی سنسور اثر هال و کلیدهای ترانزیستوری تولید می‌شود.

در شکل زیر توالی کموتاسیون در یک موتور BLDC سه فاز به تصویر کشیده شده است.

سنسورهای اثر هال در موقعیت b ،a و c نصب شده‌اند.

برای هر گام در توالی کموتاسیون، یکی از سیم‌پیچ ها (U یا V یا W) توسط پل ترانزیستوری ماسفت (MOSFET) یا به منبع ولتاژ (high) یا به زمین (low) متصل می‌شود و یا اتصالی ندارد (float).

برای مثال در شکل سمت چپ در ردیف اول V ،U و W به ترتیب float ،low ،high هستند.

نیروی مغناطیسی حاصل باعث چرخش موتور در جهت پادساعتگرد خواهد شد.

ادامه این توالی سبب چرخش موتور و کامل شدن چرخش آن به اندازه نیم دور مکانیکی خواهد شد.

در تصویر زیر وضعیت سیم‌پیچ‌های هر فاز متناظر با سیگنال‌های سنسور اثر هال نشان داده شده است.

به این نکته توجه کنید که چگونه هر 60 درجه الکتریکی حداقل یک کلید منطقی و سیم‌پیچ تغییر وضعیت می‌دهند.

کنترل بدون سنسور موتور DC بدون جاروبک :

در کنترل بدون سنسور موتور BLDC سنسور اثر هال حذف شده و به جای آن از نیروی ضد محرکه (Back-EMF) برای تخمین موقعیت استفاده می‌شود.

کنترل بدون سنسور برای کاربردهای سرعت متغیر و کم‌هزینه مانند کولر، پمپ‌، یخچال و تهویه هوا ضروری است.

نیروی ضد محرکه منجر به جریانی در هر سیم‌پیچ موتور DC بدون جاروبک (BLDC) و در نتیجه یک میدان مغناطیسی با شار مخالف با میدان اصلی خواهد شد که توسط قانون لنز توصیف می‌شود.

نیروی ضد محرکه تمایل دارد تا در برابر چرخش موتور مقاومت کند و به همین دلیل از نام Back برای آن استفاده می‌شود.

برای یک موتور DC بدون جاروبک با شار مغناطیسی ثابت، نیروی ضد محرکه با سرعت زاویه‌ای موتور متناسب است.

با نظارت بر نیروی ضد محرکه موتور، یک برنامه مناسب میکروکنترلری می‌تواند موقعیت نسبی روتور و استاتور را بدون نیاز به سنسور اثر هال تعیین کند. این موضوع منجر به ساده‌سازی ساختار موتور، کاهش هزینه و حذف اتصالات اضافی مورد نیاز برای اتصال به سنسورهای اثر هال می‌شود که به نوبه خود قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می‌دهد.

عیب عمده این روش این است که موتور در حالت ساکن نیروی ضد محرکه تولید نمی‌کند. در نتیجه میکروکنترلر قادر نخواهد بود موقعیت نسبی روتور را از ابتدا تعیین کند. راه حل این مشکل راه‌اندازی موتور DC بدون جاروبک به صورت حلقه باز است تا نیروی ضد محرکه القایی کافی برای میکروکنترلر تولید شود و در نتیجه موقعیت روتور و استاتور را تخمین بزند و سپس کنترل را آغاز کند.

نقاط گذر از صفر:

نیروی ضد محرکه تولید شده به وسیله هر سیم‌پیچ، موتور DC بدون جاروبک در شکل پایین نشان داده و با خروجی کلید منطقی سنسور اثر هال مقایسه شده است. همان‌طور که در این شکل نیز می‌توان دید نقاط گذر از صفر (Zero-Crossing Points) برای نیروی ضد محرکه در سیم‌پیچ‌ها همزمان با تغییرات حالت کلیدهای منطقی است. همین نقاط گذر از صفر است که به میکروکنترلر کمک می‌کند تا هر مرحله از چرخه کموتاسیون در کنترل بدون سنسور موتور BLDC را انجام دهد.

جایگزینی موتور DC با AC با توجه به کاربرد وسیع الکتروموتورهای AC آسنکرون در صنعت، موضوع بسیار مهمی می‌باشد.

لازم به یادآوری است که موتورهای DC هزینه تعمیر و نگهداری بالایی دارند.

انرژی مصرفی داخلی بالاتری نسبت به موتورهای آسنکرون (قفس سنجابی) دارند.

با توجه به قیمت انرژی و لزوم صرفه‌جویی در انرژی و توجه به مسائل زیست محیطی تعویض این‌گونه موتورها در صنعت در اولویت قرار دارد.

برای جایگزینی موتور DC با AC باید چند نکته فنی را مد نظر قرار داد:

1. توان موتور (KW)
2. دور نامی موتور (RPM)
3. حدود کاری دور موتور (%RPM)
4. گشتاور موتور (Tourqe)
5. مدت زمان کارکرد موتور (%Cont)
6. درجه حفاظتی یا IP
7. نوع کار موتور (سبک یا سنگین)
   و…

لذا علاوه بر مسائل بالا به نکاتی دیگری نیز باید توجه نمود.

در جایگزینی موتور DC با AC، باید توجه کرد که موتورهای DC از گشتاور بالاتری نسبت به موتورهای AC برخوردارند و معمولا در دورهای پایین گشتاور بالایی دارند.

دور موتورهای DC با AC متفاوت می‌باشد.

سرعت موتورهای AC در فرکانس 50 هرتز ایران به قطب‌های آن بستگی دارد.

بیشتر دارای دورهای نامی 3000 – 1500 – 1000 – 750 و قطب‌های 2 – 4 – 6 – 8 هستند.

در حالی که الکتروموتوهای DC این‌گونه نیستند و دورهای مختلفی دارند.

نمونه‌هایی برای جایگزینی موتور DC با AC :

️مثال اول:

برای یک اکسترودر که با یک الکتروموتور DC به توان 27 کیلووات با دور نامی  2500rpm که با دورهای کاری 200 تا 2300 کار می‌کند.

جریان پلاک آن 40 آمپر و جریان مصرفی آن حدود 10 تا 37 آمپر بوده و کاربرد آن دائمی می‌باشد و ضریب تبدیل آن 6 به 29 می‌باشد.

باید با چه الکتروموتور AC جایگزین گردد؟

جواب: توان الکتروموتور حدود 27 کیلووات می‌باشد که دور موتور 1500rpm مناسب‌ترین دور و ضریب تبدیل دور 10 به 29 می‌باشد.

با توجه به نبودن الکتروموتور با این توان در بازار نزدیک‌ترین توان 30kw با دور پلاک 1425rpm می‌باشد.

بهترین گزینه درایو با توان 37kw و با اضافه جریان %150 که باید در پشت الکتروموتور یک فن دائمی نصب گردد.

مثال دوم:

جایگزینی موتور DC با AC یک فن که با توان 63 کیلووات با دور نامی 2000rpm که حداکثر با دور کاری 1000 تا 1400 کار می‌کند و ضریب تبدیل آن 32 به 86 با فولی تسمه می‌باشد، با چه الکتروموتور AC جایگزین گردد؟
جواب : یک الکتروموتور با توان 55kw با دور نامی 1435rpm و با همان ضریب تبدیل برای کارفوق جواب می‌دهد.

درایوی با همان توان 55KW با اضافه جریان %120 بهترین گزینه و برای حذف بار در حال ژنراتوری یک یونیت داینامیک بریک با یک مقاومت 6Ω با توان 12kw نیز همراه درایو نصب گردد.

مثال سوم:

یک الکتروموتور DC به توان 90kw برای یک دستگاه تولید پیچ که می‌تواند پیچ‌هایی با قطر سی میلیمتر و طول پنجاه سانتی متر تولید کند و دور موتور 2000rpm می‌باشد و با دورهای 1000 تا 1750 کار می‌کند، چه موتوری پیشنهاد می‌گردد؟
جواب : یک الکتروموتور به توان 132kw به دور 1425 با همان ضریب تبدیل استفاده می‌گردد.

در صورت نیاز به دور بالا، با اینورتر با همان توان می‌توان تا فرکانس 60hz، دور الکتروموتور را بالا برد.

اگر بار ژنراتوری باشد، نیاز به یک یونیت و مقاومت برای کنترل ولتاژ لینک DC اینورتر دارد.
ضریب تبدیل: نسبت قطر فولی‌ها یا نسبت تبدیل گیربکس می‌باشد.

ایجاد حفره الکتریکی در بلبرینگ الکتروموتورهایی که با اینورتر کار می‌کنند، بیشتر دیده می‌شود.

هر چه ولتاژ و فرکانس کاری بیشتر باشد، این پدیده بیشتر شده و طول عمر بلبرینگ‌ها را کمتر می‌کند. ️

دلیل ایجاد حفره در بلبرینگ ها

در واقع ایجاد حفره الکتریکی در بلبرینگ‌ها به دلیل ورود و خروج جریان برق به مدت طولانی از راه لایه روانکار (روغن یا گریس بلبرینگ) که بین اجزای غلتشی بلبرینگ (بین کنس و ساچمه‌ها) قرار دارد.

و به عنوان یک رسانا عمل کرده و باعث جرقه زدن در آن ناحیه می‌شود.

همین جرقه‌های الکتریکی دلیل ذوب شدن سطح بلبرینگ در آنجا شده و ایجاد حفره الکتریکی در بلبرینگ یا در حالت شدیدتر آن باعث پوسته پوسته شدن سطح بلبرینگ می‌شود. ️

علل فنی:

علت عمده بوجود آمدن آن در اینورترها به علت وجود فرکانس کریر و ایجاد شکل موج مربع است.

به طبع آن ایجاد هارمونیک‌های فرد و ایجاد جریان نشتی که مقدار آن بیش از چند میلی‌آمپر بیشتر نیست در طول زمان بوجود می‌آید. ️

اگر بتوانیم شیار و حفره‌های روی سطوح بلبرینگ را با چشم غیر مسلح ببینیم، آن بلبرینگ دیگر قابلیت استفاده را ندارد.

در این شرایط باید حتما تعویض گردد.

️علت دیگر خرابی بلبرینگ‌ها عبور جریان برق از درون بلبرینگ که به علت اتصالی درسیستم برق کشی دستگاه است.

روش پیشگیری از ایجاد حفره الکتریکی در خرابی بلبرینگ‌ها از بین بردن و حذف جریان برق است.

عایق کاری قطعات نزدیک به بلبرینگ جهت جلوگیری از عبور جریان الکتریکی است.

نصب سیستم ارت به اینورتر و الکتروموتور و نصب حفاظ یا رینگ که جریان نشتی و هارمونیک‌های فرد را به شفت الکتروموتور انتقال می‌دهد.

مانند شکل روی شفت و پوسته نصب می‌گردد، می‌باشد.

یک راه دیگر برای حذف هارمونیک‌ها این است که در سر کلاف‌ها از شیار استاتور در دو طرف موتور قرارمی‌گیرد.

در این مرحله عایق کرده و سپس توسط یک نوار شیلد مانند نوار بپیچیم و شیلد را نیز ارت کنیم.

این روش را در الکتروموتورهای ساخت شرکت ABB استفاده می‌کنند.

️می‌توانیم این روش را در الکتروموتورهایی که سوخته و احتیاج به سیم پیچی‌های مجدد دارد به سادگی بکار ببریم.

این کار از انتشار نویزهای تولیدی توسط الکتروموتور تا حدودی جلوگیری بنماییم. ️

راه حل دیگرحذف نویز استفاده از کاور با روکش آلومینیوم یا مس که روی الکتروموتور قرار می‌گیرد.

این کار هم تا حدودی از انتشار شار پراکنده در اطراف الکتروموتور جلوگیری می‌کند.

موتور دالاندر یکی از موتورهای القایی کاربردی است که در صنعت بسیار استفاده می‌شود.

در مداراتی که نیاز است سرعت موتور را تغییر دهیم، موتور دالاندر یک انتخاب مناسب است.

در این مقاله با موتور دالاندر، نحوه سر بندی و طراحی مدار قدرت و فرمان برای این موتور آشنا خواهیم شد.

سرعت موتورهای القایی :

در موتورهای سه فاز روتور قفس سنجابی سرعت روتور تابع سرعت میدان دوار استاتور است.

سرعت سنکرون در این موتورها از رابطه زیر تبعیت می‌کند.

(قطب)RPM = f(hz)×60s×2/p

با توجه به رابطه بالا میدان دوار استاتور رابطه مستقیم با فرکانس و رابطه عکس با تعداد قطب دارد.

انواع موتور دو سرعته:

• موتور دو سرعته دو سیم پیچ مجزا
• موتور دالاندر

مثلا در موتور دو سرعته‌ای که  دو سیم پیچ مجزا دارد که با تغذیه سیم پیچ اول موتور با دو قطب و با تغذیه سیم پیچ دوم موتور با چهار قطب کار خواهد کرد.

بنابراین با تغذیه سیم پیچ دوم سرعت موتور دو برابر خواهد شد.

این گونه موتورها شامل چند سیم پیچ کاملا مجزا هستند که در یک پوسته قرار گرفته‌اند و مانند چند موتور مجزا عمل می‌کنند. با برق دار کردن یک سیم پیچ، بقیه سیم پیچ‌ها هیچ اتصال برقی ندارند و بالعکس.

معایب:

• به دلیل وجود چند سیم پیچ مصرف سیم بالایی دارند
• به دلیل حجم بالای سیم پیچی، حجم و وزن زیادی دارند

در ادامه به بررسی موتور دالاندر می‌پردازیم که این نوع موتور دارای معایبی که در بالا به آن اشاره شد نمی‌باشد.

موتور دالاندر:

موتورهای سه فاز القایی (آسنکرون) دو سرعته دالاندر فقط یک دسته سیم پیچ (یک دسته شامل سه سیم پیچ برای سه فاز) دارند.

دو دور مختلف را با همین یک سیم پیچ (با تغییر تعداد قطب ها) فراهم می‌کنند.

در موتور دالاندر هر کلاف به دو بخش تقسیم شده و از وسط هر کدام از آن‌ها یک انشعاب به سربندی منتقل شده است.

بنابراین مطابق شکل زیر با اتصال شبکه به u1, v1, w1 اتصال مثلث خواهیم داشت.

با وصل کردن سه راس u1, v1, w1 به هم و تغذیه u2, v2, w2 اتصال ستاره دوبل (دو ستاره موازی) خواهیم داشت.

مدار راه اندازی ستاره – مثلث مربوط به راه اندازی موتورهای القایی سه فازه تک سرعته معمولی است.

توجه داشته باشید که شکل‌های مثلث و ستاره موتور دالاندر هیچ ارتباطی با مفهوم مدار راه اندازی ستاره – مثلث ندارد.

در موتور دالاندر با تغذیه در حالت مثلث دور کند و در حالت ستاره دوبل دور تند را خواهیم داشت.

در موتور دالاندر تعداد قطب‌ها از حالت تند به کند دو برابر می‌شود و بنابراین سرعت موتور با ضریب 2 تغییر خواهد کرد.

امکان حرکت موتور با سرعتی با ضریب کمتر یا بیشتر از 2 در این موتورها وجود ندارد.

همواره سرعت دور تند 2 برابر سرعت دور کند خواهد بود.

مدار قدرت موتور دالاندر:

برای موتور دالاندر نیاز به مداری داریم که سربندی‌ها را طبق حالت‌های گفته شده در بالا به تغذیه متصل کند.

مدار قدرت مناسب این موتور در شکل زیر نشان داده شده است.

با عمل کردن کنتاکتور k1m سه فاز به u1 v1 w1 متصل خواهند شد.

موتور در حالت ستاره (دور کند) راه اندازی خواهد شد.

با قطع k1m و عمل کردن کنتاکتور k2m سه سر قبلی اتصال کوتاه خواهند شد.

k3m سه فاز را به u2 v2 w2 اعمال خواهد کرد.

بنابراین موتور در حالت ستاره دوبل (دور تند) راه اندازی خواهد شد.

باید توجه داشت که در این موتور نیز تغییر توالی فاز موجب تغییر جهت چرخش موتور خواهد شد.

بنابراین در دور کند هر فازی به u1 متصل می‌شود و در دور تند همان فاز باید به u2 متصل شود.

بقیه سرها نیز از این قاعده مستثنی نیستند.

اگر در تغییر از مثلث به ستاره دوبل جای فازها عوض شود با تغییر سرعت موتور جهت چرخش نیز عوض خواهد شد.

این امر بسیار خطرناک و نامطلوب است.

در این مدار از دو بی متال استفاده شده است چرا که جریان مصرفی موتور در دو حالت کند و تند برابر نیستند.

هر کدام از بی‌متال‌ها باید متناسب با جریان موتور درآن دور باشند.

راه اندازی الکتروموتورهای سرعت بالا یا موتورهای دور بالا (speed High) و نحوه راه اندازی آن‌ها توسط اینورترهای فرکانسی در صنعت بسیاراستفاده می‌شوند.

دور خروجی هر الکتروموتور نسبت مستقیم با تعداد قطب و مقدار فرکانس ورودی آن دارد و طبق رابطه زیر می‌باشد:

(قطب)RPM = f(hz)×60s×2/p

یعنی دور در دقیقه هر الکتروموتور مساوی فرکانس، ضرب در شصت ثانیه ،ضرب در دو تقسیم بر تعداد قطب الکتروموتور آسنکرون می‌باشد.

چون حداقل قطب (pole) برای کارکرد یک الکتروموتور آسنکرون یک جفت یعنی دو می‌باشد، در فرکانس‌های شهری ‌(در ایران 50 هرتز) می‌باشد.

حداکثر دور نامی یک الکتروموتور 3000 است و در صورت نیاز به دورهای بالاتر، الزام است که فرکانس را بالا برد.

دستگاه‌های

• تراش فلزات
• سانتزیفوژهای صنعتی
• دستگاه‌های صنعت چوب
• نئوپان
• لبه چسبان
• دستگاه‌های برش و….از جمله آن‌ها می‌باشند.

لازم به ذکر است که این افزایش سرعت برای موتورهای معمولی برای کارکرد در زمان کوتاه می‌باشد.

زیرا الکتروموتورهای معمولی به علل زیر نمی‌توانند به صورت دائم با فرکانس بالا کار کنند.

•  به اشباع رسیدن هسته آهنی الکتروموتور و تلفات ناشی از آن
•  روتور الکتروموتورها برای دور نامی بالانس مکانیکی شده‌اند
•  عدم تحمل بلبرینگ‌های معمولی در دورهای بالا

به دلایل ذکر شده برای کارهای دائمی باید از موتورهای مخصوص که تحمل دورهای بالا را داشته باشند استفاده نمود.

اکثر درایوهای معمولی در بازار قابلیت خروجی تا حدود 400 هرتز را دارند.

چون در هنگام راه اندازی در فرکانس بالا جریان راه اندازی هم زیاد می‌گردد پس به همان نسبت که فرکانس بالا می‌رود.

باید زمان شتاب راه اندازی (ACC) و زمان شتاب توقف (DEC) را هم زیاد نمود.

در غیراین صورت باید درایو با توان بزرگتر انتخاب گردد تا از آسیب دیدن IGBT و قطعات درایو جلوگیری گردد.

در راه اندازی الکتروموتورهای سرعت بالا توصیه می‌گردد در انتخاب و تنظیم پارامترها دقت بیشتری نمایید.

اما برای فرکانس‌های بالاتر از 400 هرتز کمتر درایوی این قابلیت را دارا می‌باشد.

برای نمونه درایو دلتا مدل B با دادن پارامترهای خاصی تا 1000 هرتز می‌تواند فرکانس خروجی بدهد.

درایو کنترل تکنیک مدل SE نیز دارای این قابلیت می‌باشد.

یا درایوهای اروپایی اما برای بالاتر از آن معمولا محدودیت‌های خاصی از لحاظ کشورهای سازنده وضع گردیده است.

زیرا یکی از موارد استفاده موتورهای فرکانس بالا در سانتریفوژهای انرژی هسته‌ای می‌باشد.

ولی در بعضی استفاده‌های صنعتی نیاز به این فرکانس‌های خاص می‌باشد.

درایوهایی نیز با نصب اپلیکیشن (speed High) به این امر می‌توانند دست پیدا کنند.

درایوهای ABB ، Vacon و … این قابلیت‌ها را دارا می‌باشند.

برای راه‌اندازی موتور آسنکرون ، پنج روش اصلی و متداول وجود دارد.

هر پنج روش راه‌اندازی موتورهای القایی مزایا و معایبی دارد که سعی می‌کنیم به صورت مختصر این روش‌ها را توضیح دهیم.

انواع روش‌های راه‌اندازی موتور آسنکرون

1. اتصال مستقیم (تک ضرب)
2. اتصال ستاره مثلث (دو ضرب)
3. اتوترانسفورماتور متغیر (واریابل)
4. سافت استارتر (soft start)
5. اینورترهای فرکانسی (درایو)

اتصال مستقیم (تک ضرب)

در این روش راه‌اندازی موتور آسنکرون معمولاً الکتروموتورهای کوچک تا توان حداکثر 7.5KW و در موارد نادر تا 15kw و بالاتر به صورت مستقیم به شبکه برق توسط یک کنتاکتور یا یک کلید وصل می‌گردد.

در این روش جریان زیادی از شبکه بعضا تا هفت برابر پلاک موتورکشیده می‌شود و چون گشتاور راه‌اندازی زیادی تولید می‌کند، قسمت‌های مکانیکی مثل شفت، کوپلینگ‌ها، چرخ دنده‌ها یا تسمه و قسمت برقی (شامل فیوزها، کابل‌ها، کنتاکتور و اتصالات)، فشار زیادی را تحمل می‌کند که ممکن است آسیب ببینند.

در این روش هزینه برق مصرفی نیز با توجه به تعداد دفعات روشن و خاموش، به شدت افزایش می‌یابد.

در دنیای امروز که تولید انرژی ارزشمند شده و علاوه بر قیمت انرژی عوارض زیست محیطی نیز خیلی مهم است، لذا به کاربردن آن در موارد محدود توصیه می‌گردد.
از معایب این روش راه‌اندازی موتور آسنکرون این است که دور خروجی الکتروموتور ثابت بوده است.

در صورت نیاز باید از دو سیم پیچی جداگانه استفاده نمود یا باید با تغییر سربندی (دالاندر) استفاده نمود. که باز هم هزینه تولید را بالا می‌برد.

در این روش با توجه به نوع پلاک الکتروموتور باید سربندی مناسب انجام گیرد.
اگر پلاک الکتروموتور به صورت ۳۸۰ ستاره/ ۲۲۰ مثلث باشد، ترمینال باید به صورت ستاره بسته و به شبکه برق وصل گردد.

اگر پلاک الکتروموتور به صورت ۶۶۰ ستاره/ ۳۸۰ مثلث باشد، ترمینال باید به صورت مثلث بسته و به شبکه برق وصل گردد.

اتصال ستاره مثلث (دو ضرب)

در این حالت معمولا از الکتروموتورهای با توان بالاتر از 7.5kw این کار انجام می‌گیرد.

در این روش راه‌اندازی موتور آسنکرون با توجه به نوع اتصال الکتروموتور که در ایران به صورت ۶۶۰ ستاره / ۳۸۰ مثلث می‌باشد، توسط ۳ عدد کنتاکتور برق به الکتروموتور وصل می‌شود. ابتدا توسط دو عدد کنتاکتور با اتصال ستاره الکتروموتور به برق وصل می‌گردد.

با توجه به نیاز ولتاژ 660 ولت برای حالت ستاره و وصل شدن ولتاژ ۳۸۰ ولت به الکتروموتور جریان و ولتاژ و گشتاور کمتری اعمال می‌گردد و پس از راه اندازی و رسیدن به دور نامی، اتصال به حالت مثلث در می‌آید. یعنی کنتاکتور ستاره توسط تایمر قطع و کنتاکتور مثلث وصل می‌گردد و الکتروموتور با توان حداکثر بار به کار خود ادامه می‌دهد.

در این صورت جریان و ولتاژ در دو مرحله به الکتروموتور وارد می‌شود و جریان راه‌اندازی پایین می‌آید.

ولی تا سه برابر جریان نامی می‌تواند باشد.

در این روش فشار مکانیکی کمتری به اتصالات وارد می شود.

ولی باز هم این فشار باعث خرابی در مدار الکتریکی و قطعات مکانیکی می‌گردد .

در این روش دور الکتروموتور ثابت و باتوجه به RPM نامی موتور می‌باشد.

از دیگر معایب این روش راه‌اندازی موتور آسنکرون علاوه بر مصرف انرژی بالا این است که:

از تابلو تا الکتروموتور به دو عدد کابل با رشته سیم نیاز است که در فواصل زیاد، هزینه زیاد می‌شود.

راه‌اندازی توسط واریابل (اتوترانسفورماتور متغیر)

معمولاً در این روش راه‌اندازی موتور آسنکرون یک ترانسفورماتور سه فاز با دو سیم پیچی جداگانه وجود دارد.

با تغییر هسته، ولتاژ القایی از مقدار کم تا مقدار حداکثر از یک سیم پیچی به سیم پیچی دیگر القاء می‌گردد.

این عمل به صورت مکانیکی توسط یک دسته و میله که توسط یک پیچ گردان انجام می‌شود.

یک اتوترانسفورماتور که با تغییر تپ‌ها با زیاد شدن ولتاژ دور نامی هم زیاد می‌گردد صورت می‌گیرد.

برای کم کردن سرعت هم برعکس عمل می‌شود.

راه اندازی نرم و جریان کشیدن کم از شبکه و سالم ماندن اتصالات مکانیکی، از مزایای آن نسبت به دو روش قبل می‌باشد.

از معایب آن هزینه بالا مخصوصا در توان‌های بالا می‌باشد.

از دیگر معایب این روش راه‌اندازی موتور آسنکرون می‌توان به اتوماتیک نبودن آن اشاره کرد.

با آمدن نیمه‌‌هادی‌ها به بازار استفاده از این روش بسیار کمتر شده است.

در این روش برای اتصال واریابل تا الکتروموتور از یک کابل سه سیم استفاده می‌گردد.

راه‌اندازی موتور آسنکرون توسط سافت استارت (soft start)

استفاده از نیمه‌هادی‌ها با توجه به قیمت و حجم کمتری که دارند نسبت به اتوترانسفورماتور در صنعت در اولویت قرار دارد.

در بعضی کارها جریان و گشتاور راه اندازی کمی نیاز دارند و با دور ثابتی کار می‌کنند.

استفاده از سافت استارت گزینه خوبی برای راه‌اندازی موتور آسنکرون می‌باشد.

سافت استارت‌ها از وجود ۴ یا ۶ تریستور بهره می‌برند.

زمانی که گیت تریستور با ولتاژی تحریک می‌گردد، تریستور اصطلاحا آتش می‌شود.

با توجه به جریان کشیده شده ولتاژ از مقدار حداقل به حداکثر ورودی می‌رسد.

الکتروموتور با یک رمپ که بعضا (با توجه به دیجیتال و یا آنالوگ بودن سافت استارت) قابل تنظیم است، به دور نامی خود می‌رسد.

در سافت استارت‌هایی که از ۴ تریستور استفاده می‌کنند، یک فاز توسط یک شمش وصل است و فقط دو فاز کنترل می‌گردد.

سافت استارت‌هایی که از شش تریستور استفاده می‌کنند، هر سه فاز کنترل می‌شود.

همچنین انواعی هم با اعمال ولتاژ DC روی ترمز الکتروموتور کنترل دارند.

از محاسن سافت استارت این است که جریان راه‌اندازی کم شده و استهلاک قطعات برقی و مکانیکی کاهش پیدا می‌کند.

از عیوب آن این است که در مواقعی که گشتاور زیادی نیاز دارند قابل استفاده نیست.

الکتروموتور پس از راه‌اندازی فقط با دور ثابت و نامی کار خواهد کرد.

علت آن این است که سافت استارت فقط  ولتاژ را کنترل می‌کند و کنترلی روی فرکانس ندارد.

راه‌اندازی موتور آسنکرون توسط درایو (اینورترهای فرکانسی)

با اختراع و به بازار آمدن نیمه هادی‌ها و قطعه‌ای به نام IGBT و استفاده آن در ساخت اینورترهای فرکانسی، انقلابی در صنعت بوجود آمده است.

در این روش راه‌اندازی موتور آسنکرون علاوه بر کنترل ولتاژ، فرکانس، جریان و گشتاور نیز کنترل می‌شود.

به دست آوردن دورهای مختلف حتی بالاتر از دور نامی الکتروموتور نیز امکان پذیر می‌باشد.

حتی تغییر جهت دور الکتروموتور به سادگی صورت می‌گیرد.

با اینورترهای فرکانسی هرگونه کنترلی روی موتور و با برنامه‌های مختلف و حتی از راه دور امکان پذیر می‌باشد.

در انواع مختلف کنترل فاز ورودی و خروجی و جریان انجام می‌شود و احتیاجی به کنترل فاز و بی‌متال در مدار وجود ندارد.

در انواع دیگر اینورتر، قابلیت کنترل چند الکتروموتور نیز وجود دارد.

با اینورتر علاوه برکنترل زمان راه اندازی و توقف تا زمان دلخواه، جریان راه اندازی به طور محسوسی کاهش پیدا می‌کند.

با اینورتر می‌توان چندین دور مختلف دلخواه به الکتروموتور داد.

همچنین با اینورتر صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی بدست خواهد آمد.

اینورتر راهکاری مناسب برای اکثر کاربردها می‌باشد.

البته اینورتر هم دارای معایبی نظیر داشتن شکل موج مربعی که ایجاد مشکلاتی در مدار می‌کند، می‌باشد.

همچنین یک تولید کننده هارمونیک می‌باشد. البته برای حل تمامی موارد فوق راه کارهایی مناسب وجود دارد.

در توضیح علل استفاده از رینگ زمین کننده شفت موتور این است که موتورهایی که با یک درایو فرکانس متغیر (VFD) کار می‌کنند، بلبرینگ‌هایشان بیشتر مستعد خراب شدن هستند. در موج‌های سینوسی تولید شده استاندارد، ولتاژ متعادل است. یعنی دامنه‌های موج در هر دو نیم سیکل مثبت و منفی یکسان هستند. در pwm (مدولاسیون پهنای پالس)، ولتاژ موج‌های سینوسی که توسط VFD ها تولید می‌شود، متعادل نیست. این عدم تقارن می‌تواند باعث پتانسیل ولتاژ در ساختمان موتور شود که در جای خود عامل گذر ولتاژ از روتور و استاتور به زمین از طریق یاتاقان‌های موتور می‌شود.

در نتیجه قوس ولتاژ بین یاتاقان‌ها و بدنه، ترشحات جوشکاری میکروسکوپی به جا می‌ماند. این ترشحات اجزای غلطان یاتاقان، ساچمه و غلطک و مسیر داخلی گردش ساچمه‌های یاتاقان را درگیر می‌کند که می‌تواند باعث خرابی یاتاقان گردد.

خرابی یاتاقان چه عواقبی برای شما دارد؟

• در تعویض یاتاقان موتور از سیستم یا دستگاه جدا شود و نصب مجدد آن هزینه‌بر است.
• زمان توقف دستگاه
• قفل شدن یاتاقان‌ها و آسیب دیدن سیم پیچی

چه چیزی باعث عبور جریان از یاتاقان‌ها می‌شود؟

خازن پارازیتی بین هسته آهنی استاتور و روتور موتور ایجاد می‌شود که باعث ایجاد ولتاژ می‌شود و به شفت موتور انتقال می‌یابد. این جریان گذرنده از شفت به دنبال راحت‌ترین مسیر به زمین است، که معمولا باعث می‌شود مسیر عبور خود را از طریق یاتاقان‌ها بیابد.

چگونه از یاتاقان‌ها حفاظت کنیم؟

در هر دو قسمت انتهایی شفت، از رینگ زمین کننده شفت موتور استفاده می‌شود.

جاروبک‌های فیبر کربن متعلق به رینگ به شفت متصل شده است.

حالا آسان ترین مسیر جریان‌های گذرنده از شفت این جاروبک‌ها هستند و دیگر جریان‌ها از طریق یاتاقان‌ها عبور نمی‌کنند.

در نتیجه رینگ زمین کننده شفت موتور به نوبه خود از خرابی یاتاقان به دلیل عدم تقارن موج PWM جلوگیری می‌کند.

انواع مختلف رینگ زمین کننده شفت موتور:

طرح‌های مختلفی از رینگ زمین کننده شفت موتور وجود دارند.

در حالی‌که همه آن‌ها حفاظت مشابهی ایجاد می‌کنند، هر کدام از آن‌ها با توجه به نیاز شما امکان نصب منحصر به فردی دارد.

رینگ‌های دو بخشی (Split Rings)

رینگ‌های دو بخشی دو تکه هستند که بر روی شفت موتور نصب می‌شوند.

مزیت این رینگ‌ها این است که برای نصب آن نیاز نیست موتور از بار گردان، پولی یا کوپلینگ جدا شود.

این رینگ‌ها می‌توانند بوسیله پیچ‌ها، گیره یا رزین‌های هادی متصل شوند.

رینگ‌های سخت (Solid Rings)

این رینگ‌ها با استفاده از رزین هادی، گیره‌های نگهدارنده (stand-off brackets) یا پیچ نگهدارنده نصب می‌شوند.

رزین‌ها پس از نصب شدن به ۱۰ دقیقه زمان برای خشک شدن نیاز دارند.

این روش نصب رینگ‌ها اغلب در مواقعی مورد استفاده قرار می‌گیرد که موتور در کارگاه برای تعمیرات آورده شده است.

یا پیش از انجام اتصال موتور به تجهیزات گردان بر روی موتور نصب می‌شوند.

رینگ‌های پرس شده (نصب فقط در مراکز سرویس):

در حالتی که موتورها در کارگاه هستند رینگ‌ها می‌توانند پرس شوند.

درپوش (bracket) انتهای موتور فشرده می‌شود تا در حدود ۰٫۰۰۰۵ تا ۰٫۰۰۱۵ اینج داخل یکدیگر فیت شوند.

در نتیجه می‌توان از رینگ زمین کننده شفت موتور مناسب، بسته به نوع کاربری استفاده کرد.

اطلاعات ضمانت موتور:

هنگامی که یک درایو فرکانس متغیر را با یک موتور به کار می‌گیریم، خیلی با اهمیت است که اطلاعات ضمانت موتور تولیدکنندگان بررسی گردد.

کلیه تولید کنندگان موتور در صورت استفاده از VFD در صورتی که رینگ‌های حفاظتی استفاده نشود از ضمانت خراب شدن یاتاقان‌ها طفره می‌روند و آن را نمی‌پذیرند.

باید مواردی را که تولید کنندگان از خود رفع مسئولیت کرده‌اند را مدنظر داشته باشید.

پیشنهادات:

مهندسین پیشنهاد می‌کنند موتورهایی که با VFD ها کار می‌کنند دامنه و فرکانس ولتاژ شفت آنها اندازه گیری و ثبت شوند.

برای این آزمون موتور باید در شرایط کارکرد خود نصب شده باشد، و بایستی در کل محدوده دور/فرکانس و بار خود‌‌، مورد آزمون قرار گیرد.

این کار کمک خواهد کرد که در صورت وجود جریان زیاد در شفت بهترین اقدام اصلاحی صورت گیرد.

موتورهای بزرگتر (عموما با اندازه فریم ۴۰۰ و بالاتر) با جریان شفت زیاد احتمالا نیاز به حفاظت اضافی مانند

• یاتاقان عایق شده
• نصب رینگ زمین کننده
• شفت موتور در هر یاتاقان را دارند.

یا اینکه از رینگ‌های با ظرفیت بالاتر (ipro) استفاده کنند.

رینگ‌ زمین کننده شفت موتور در مقایسه با هزینه اولیه خرید موتور و VFD ها هزینه کمی دارند.

با در نظر گرفتن زمان وقفه تعمیرات (زمان خواب دستگاه) و هزینه‌های تعویض موتور این نسبت به شدت کوچکتر می‌شود.

این رینگ‌ها را می‌توان به آسانی نصب کرد و دوام و بقای موتور را تضمین کرد.

هر گاه که موتور با یک VFD به کار گرفته می‌شود، بایستی خرید یک رینگ زمین کننده شفت موتور و باقی ملزومات حفاظتی مد نظر قرار گیرد.

دلایل مختلفی برای سوختن سیم پیچی الکتروموتورها وجود دارد.

در مطالب زیر چند نمونه از دلایل سوختن الکتروموتور مورد بررسی قرار گرفته شده است.

سوختن کلی سیم‌پیچ الکتروموتور

در مواقعی که مشکلات ولتاژ مانند زیاد بودن یا کاهش ولتاژ در سیم پیچی موتور ایجاد شود.

همچنین ممکن است موتور دستگاه به طور مناسب خنک کاری نگردد سیم پیچ موتور بسیار داغ شده و می‌سوزد.

علاوه بر این‌ها دلایل ناشناخته دیگری نیز ممکن است منجر به این اتفاق گردند.

برای رفع این مشکل و راه‌اندازی مجدد دستگاه نیاز است تا سیم پیچی توسط متخصص این کار تعویض گردد.

از دست دادن یک فاز از سیم‌پیچی موتور

زمانی که به دلایل مختلف مانند تغییرات ولتاژ یا عوامل دیگر، یک فاز از موتور داغ شده و از بین برود.

به سایر فازها فشار زیادی وارد شده و جریان بیشتری را بکشند که در نهایت منجر به سوختن الکتروموتور می‌گردد.

سوختگی نصف سیم پیچی موتور

کنتاکتورها قطعاتی هستند که مهم ترین جزء مدارهای فرمان الکترونیکی است.

امروزه در ماشین‌های صنعتی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

از آن‌ها جهت کنترل و راه اندازی ماشین‌های صنعتی استفاده می‌شود.

زمانی که از دو کنتاکتور به صورت هم زمان استفاده شده و یکی از کنتاکتورها به هر دلیلی بسوزد، باعث می‌شود تا نیمی از سیم پیچی الکتروموتور نیز سوخته و نیاز به تعویض داشته باشد.

سوختن لکه‌ای سیم پیچی الکتروموتور

گاهی ممکن است بین سیم‌پیچ‌ها یک اتصال کوتاه اتفاق افتاده و موجب آسیب و سوختگی سیم پیچ در نقطه‌ای خاص گردد. وجود اتصال کوتاه بین سیم‌ها و همچنین اتصال به بدنه نیز منجر به این اتفاق می‌گردد.

علت سوختن لکه‌ای سیم پیچی الکتروموتورها را می‌توان به دلایل مختلفی مانند

• کم یا زیاد شدن ولتاژ
• آلودگی و سایر عوامل ناشناخته نسبت داد.

سوختن سیم پیچی راه‌انداز موتور

این نوع سوختن الکتروموتور را تنها در سیم پیچی موتورهای تک فاز مشاهده می‌کنیم.

زمانی که مشکلی در یکی از اجزای راه‌انداز وجود داشته باشد شاهد جریان اضافی در سیم پیچ راه‌انداز خواهیم بود.

اگر سیم کشی به صورت اشتباه انجام شده باشد یا اضافه بار وجود داشته باشد، باعث ایجاد سوختگی در سیم پیچ می‌گردد.

از دست دادن فاز اولیه، اتصال کوتاه فاز به فاز، اتصال پهلو به پهلو، اتصال بدنه، اتصال بدنه در گوشه شیار، اتصال بدنه در شیار و اتصال کوتاه یا خسته شده نیز از جمله موارد سوختن سیم پیچ‌های سه فاز می‌باشند که هر یک به دلایل مختلفی رخ می‌دهند.

در شرایطی که یک الکتروموتور با فرکانس سینوسی و ثابت راه‌اندازی می‌شود، تلفات عادی می‌باشد.

اما وقتی که بخواهیم همان الکتروموتور را با اینورترهای فرکانسی راه‌اندازی کنیم چند تفاوت به وجود می‌آید:

اول در فرکانس‌های پایین و دوم در فرکانس های بالا و سوم شکل موج مربعی خروجی اینورترها.

در فرکانس پایین دور الکتروموتور هم پایین می‌آید و اگر سیستم خنک کننده جداگانه نداشته باشد و پروانه خنک کن روی شفت و پشت الکتروموتور نباشد، الکتروموتور درست خنک نخواهد شد.

این امر باعث بالا رفتن دمای آن خواهد شد.

با بالارفتن دما تلفات هم بالا رفته و جریان هم بالا خواهد رفت که باعث آسیب دیدن سیم پیچی و در نهایت سوختن الکتروموتور خواهد شد.

در این حالت در فرکانس‌های بالا در سیم‌های مسی با بالا رفتن فرکانس، الکترون تمایل دارد که از پوسته و لایه خارجی سیم لاکی عبور کند.

این موضوع خود باعث تلفات بالاتر و شکست عایقی جریان نشتی می‌شود.

درایوها که از قطعات الکترونیکی و سوئیچینگ استفاده می‌کنند و ولتاژ لحظه‌ای بزرگ‌تری به سیم پیچ‌ها اعمال می‌کنند.

در فرکانس‌های بالا شاهد تاثیر منفی سیم پیچ‎‌ها بر هسته آهنی هستیم.

با افزایش فلوی‌ مغناطیسی بدون آنکه در داخل هسته و در سیم پیچی مفید واقع شود به بیرون از هسته نشت ‌می‌کند.

این امر به شدت بر روی سیم پیچی تاثیر منفی می‌گذارد و با بالارفتن جریان باعث کاهش توان الکتروموتور می‌گردد.

مقاومت ترمز (Braking Resistor) برای مصرف انرژی الکتریکی تولید شده توسط موتور در موقع کاهش سرعت شدید (کاهش شتاب) که اصطلاحا موتور در این حالت به حالت ژنراتوری تبدیل می‌شود و انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی تبدیل شده و پس از آن توسط مقاومت ترمز به گرما تبدیل می‌شود و باعث می‌شود که انرژی تولید شده به اینورتر آسیب وارد نکند.به بیانی دیگر مقاومت ترمزها گرما را مصرف می‌کنند.

مقاومت دینامیکی:

به وسیله همین ویژگی، می‌توان از آن‌ها برای متوقف کردن یا کم کردن سرعت یک سیستم مکانیکی استفاده کرد. این نوع از مقاومت ترمز، مقاومت ترمز دینامیکی نامیده می‌شود و فرایند صورت گرفته توسط آن ترمز دینامیکی نام دارد. هنگامی که انرژی جنبشی دوباره به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود، می‌توانید سرعت و یا شتاب یک موتور الکتریکی را کاهش دهید.

مقاومت ترمز پیچکی:

در اصل، این انرژی با استفاده از یک مقاومت قدرتی از بین می‌رود. مقاومت ترمز معمولا دارای رتبه‌ای بالا از لحاظ توان و مقادیر بسیار کم اهمی است.

یک راه حل مناسب برای این امر، مقاومت ترمز پیچکی است.

معمولا این نوع از مقاومت ترمزها دارای یک هسته سرامیکی هستند.

در یک چارچوب قرار گرفته‌اند تا یک فاصله امن بین آن‌ها و دیگر قسمت‌ها ایجاد شود.
مقدار اهم و توان مقاومت ترمز را از دفترچه همان اینورتر میتوان متوجه شد اما نکته‌ای که حائز اهمیت است اینست که تمامی درایوها را نمی‌توان مستقیم به مقاومت وصل کرد و آن هم به این دلیل که مدار چاپر ندارند.

مدار چاپر (DBU – dynamic brake unit):

• کار مدار چاپر یا واحد ترمز این است که تشخیص بدهد ولتاژی از سمت موتور به درایو اعمال می‌شود یا خیر.
• در نهایت آن‌را به مقاومت منتقل کند تا آن انرژی تخلیه شود.
• در غیر اینصورت آن انرژی به درایو آسیب خواهد رساند.
• آن دسته از درایوها که در ترمینال‌های قدرت، ترمینال B1 و B2 و یا ترمینالی مشابه (+P و Pb ) وجود دارد مدار چاپر داخلی داشته است.
• کافیست دو سر مقاومت را به این ترمینال‌ها وصل کنیم
•  برای اطمینان بیشتر از دارا بودن مدار چاپر داخلی به کاتالوگ اینورتر مراجعه شود.
• آن اینورترهایی که در ترمینال قدرت، ترمینال‌های B1 و B2 و ترمینال‌های مشابه که نام این ترمینال‌ها معمولا برای اینورترهای مختلف، متفاوت است وجود نداشته است.
• به جای این دو ترمینال P و N دارند مدار چاپر داخلی نداشته باشد.
• باید آن را جداگانه تهیه کرد که آن را واحد ترمز یا یونیت ترمز هم می‌گویند.

در طراحی مقاومت ترمز باید به این موارد دقت شود:

1- از بهترین نوع سیم برای مقاومت استفاده شود.
2- محاسبه توان و اهم مقاومت با دقت انجام شود.
3- پوشش مقاومت‌ها آنادایز شده بوده ، تا در حرارتهای بالا تغییر رنگ ندهد.
4- طراحی بصورتی می‌باشد که مقاومت به راحتی و در کمترین فاصله با تابلو نصب شوند.
5- مقاومت های رنج‌های بالا مجهز به فن بوده تا سریع‌تر خنک شوند.

• مقاومت‌هایی که در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد می‌توان به دونوع سرامیکی و آلومینیومی اشاره کرد.
• برای اینورترهایی که در بعضی دستگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند نصب مقاومت ضروری می‌باشد.
• نظیر آسانسور ،پله برقی، جرثقیل، دستگاه پرس ورق و دستگاه‌هایی که بار ژنراتوری دارند.
• در زمان توقف و ترمز آن‌ها کم می‌باشد.

موتور دفعی یا ریپالسيوني از نظر ساختمان داخلي شبيه موتورهاي القايي و موتورهاي DC است.

اساس كار موتور دفعی بر مبنای نيروی دافعه مغناطيسي است. اين موتورها داراي انواع مختلف هستند.

در موتور ریپالسیونی، استاتور لايه‌اي با سيم‌پيچ‌هاي پوشيده دارد و خيلي شبيه سيم‌پيچ‌هاي موتور القايي است.

از طرف ديگر روتور موتور ریپالسيوني داراي يك آرميچر سيم پيچي استوانه‌اي است.

جاروبك‌ها و يك كموتاتور نيز مانند آنچه در موتور DC است، مي‌باشد.

در موتورهاي ریپالسيوني جاروبك‌ها به هم اتصال كوتاه شده‌اند.

اگر محور جاروبک در امتداد قطب‌ها باشد گشتاور وارده صفر می‌شود و موتور کار نمی‌کند.

همچنین وقتی محور جاروبک‌ها بر قطب‌ها عمود باشد ولتاژهای القا شده در رتور اثر یکدیگر را خنثی می‌کند.

هیچ ولتاژی در جاروبک‌ها وجود نخواهد داشت و در نتیجه هیچ جریانی در رتور القا نشده و گشتاور راه اندازی صفر می‌‎شود. برای اینکه موتور دفعی بتواند دوران کند باید زاویه بین محور مغناطیسی استاتور و رتور 20 تا 30 درجه انتخاب شود.

برای معکوس نمودن چرخش در موتور دفعی کافیست که وضعیت جاروبک‌ها را به طرف مخالف صفحه خنثی تغییر وضعیت دهیم.

صفحه خنثی صفحه ای است که در آن قطب اصلی وجود ندارد.

مزایا موتور دفعی

• تغییرات وسیع در سرعت
• گشتاور راه اندازی زیاد
• جریان راه اندازی کم

معایب موتور ریپالسیونی

• سر صدای این موتور زیاد است
• ضریب توان کم
• جرقه‌های کلکتور زیاد
• نیاز به تعمیر دوره‌ای کلکتور

تفاوت موتور ریپالسيوني و یونیورسال

فرق بین موتور دفعی و موتور یونیورسال در این است که آرمیچر موتور یونیورسال نیز از منبع خارجی به صورت هدایت تغذیه می‌شود.

در حالی که در موتور ریپالسیونی روتور به صورت القایی جریان دار می‌شود.

جریان روتور، میدانی در امتداد محور جاروبک‌ها ایجاد می‌کند و محل استقرار جاروبک‌ها در این موتور قابل تنظیم است.

در نتیجه امتداد میدان روتور با چرخاندن مجموعه جاروبک‌ها قابل تنظیم است.

موتور رلوکتانسی (Reluctance Motor) اساساً از دو بخش اصلی به نام استاتور (Stator) و روتور (Rotor) تشکیل می‌شود. استاتور دارای شیارها و برجستگی‌هایی است که سیم‌پیچی‌ها روی آن قرار داده می‌شوند. روتور شکل خاصی دارد و به دلیل این شکل خاص، فاصله هوایی بین استاتور و روتور یکنواخت نیست. هیچ منبع DC به روتور متصل نمی‌شود و می‌تواند به صورت آزادانه حرکت کند. همان‌طور که می‌دانیم، رلوکتانس یعنی مقاومت مدار مغناطیسی که به فاصله هوایی وابسته است. هرچه فاصله هوایی بیشتر باشد، رلوکتانس نیز بیشتر است و بالعکس. به دلیل آنکه فاصله هوایی بین استاتور و روتور متغیر است، وقتی روتور می‌چرخد، رلوکتانس بین استاتور و روتور نیز تغییر می‌کند. استاتور و روتور به گونه‌ای طراحی شده‌اند که تغییر رلوکتانس سیم‌پیچی‌ها نسبت به موقعیت روتور سینوسی باشد.

اصول عملکرد موتور سوئیچی:

اصول عملکرد موتور رلوکتانسی بدین صورت است که استاتور از سیم‌پیچی تشکیل می‌شود که سیم‌پیچی اصلی نام دارد. اما یک سیم‌پیچی به تنهایی نمی‌تواند میدان مغناطیسی دوار یا گردان تولید کند. بنابراین، برای تولید میدان مغناطیسی دوار، باید حداقل دو سیم‌پیچی جدا از هم با زاویه فاز مشخص داشته باشیم. در نتیجه، استاتور از یک سیم‌پیچی اضافه دیگر نیز تشکیل می‌شود که سیم‌پیچی کمکی نام دارد و از یک خازن سری با آن نیز تشکیل شده است.

در نتیجه، یک اختلاف فاز بین جریان‌های دو سیم‌پیچ و شارهای متناظر با آن‌ها وجود خواهد داشت. این شارها به تولید میدان مغناطیسی گردان واکنش نشان می‌دهند. سرعت این میدان سرعت سنکرون نام دارد که با تعداد قطب‌هایی که سیم‌پیچی استاتور به دور آن‌ها پیچیده شده است تعیین می‌شود.
روتور از میله‌های مسی یا آلومینیومی اتصال کوتاه شده تشکیل می‌شود و و مانند روتور قفس سنجابی یک موتور القایی عمل می‌کند.

اگر در موتور رلوکتانسی یک تکه آهن در میدان مغناطیسی قرار داده شود، در موقعیت حداقل رلوکتانس قرار خواهد گرفت و به صورت مغناطیسی قفل خواهد شد. به طریق مشابه، در موتور رلوکتانسی، روتور خود را در محور میدان مغناطیسی گردان در موقعیت حداقل رلوکتانس قرار می‌دهد. اما به دلیل لختی روتور، توقف آن امکان پذیر نیست.

بنابراین روتور، مانند موتور القایی قفس سنجابی با سرعتی نزدیک سرعت سنکرون شروع به حرکت می‌کند. وقتی سرعت روتور نزدیک سرعت سنکرون است، میدان مغناطیسی استاتور، روتور را به سنکرون بودن، یعنی موقعیت رلوکتانس کمینه می‌کشد و به صورت مغناطیسی آن را قفل می‌کند. سپس روتور با سرعتی معادل به سرعت سنکرون به چرخش ادامه خواهد داد. گشتاور اعمالی به روتور، گشتاور رلوکتانسی نامیده می‌شود. بنابراین، در نهایت موتور رلوکتانسی مانند یک موتور سنکرون عمل می‌کند. لختی و بار روتور باید کم باشد تا بتواند مانند یک موتور سنکرون کار کند.

مزایای موتور رلوکتانسی:

• عدم نیاز به منبع DC برای روتور
• مشخصه سرعت ثابت
• ساختار مقاوم
• نگهداری و تعمیرات کمتر

معایب موتور رلوکتانسی:

• بهره کم
• ضریب توان پایین
• نیاز به روتور با لختی بسیار پایین
• ظرفیت کم بار

برخی از کاربردهای موتور رلوکتانسی عبارتند از:

• دستگاه‌های سیگنال
• دستگاه‌های کنترل
• رگولاتورهای خودکار
• ابزارهای ضبط
• ساعت‌ها
• تله‌پرینتر یا تله‌تایپ‌ها
• گرامافون‌ها

موتور اسلیپ رینگ از نوع موتورهای القایی آسنكرون و شبیه موتورهای قفس سنجابی می‌باشند.

با این تفاوت که روتور این موتورها سیم‌پیچی شده و به اسلیپ رینگ‌ها (حلقه‌های لغزشی) و جاروبك‌های خروجی متصل هستند.

هدف از اسلیپ رینگ‌ها سری كردن مقاومت با سیم پیچ‌های روتور در زمان راه‌اندازی می‌باشد.

بعد از راه‌اندازی این مقاومت‌ها را اتصال كوتاه كرده و روتور عملا شبیه به عملکرد قفس سنجابی می‌شود.

چرا این مقاومت‌ها را سری با سیم پیچ‌های روتور قرار می دهند؟

موتورهای قفس سنجابی در زمان راه اندازی از ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ درصد جریان نامی موتور در بار كامل را می‌كشند.

اگر چه این مورد مساله حادی را برای موتورهای با توان كم ایجاد نمی‌كند.

ولی در موتورهای بزرگ كه جهت راه اندازی سیستم‌هایی با گشتاور بالا بكار می‌روند مساله ساز می‌باشد.

زیرا جریان زیادی در زمان راه اندازی در خطوط جاری می شود.

قرار دادن مقاومت سری با سیم پیچ های روتور نه فقط جریان راه اندازی را كاهش می‌دهد.

بلكه به مراتب گشتاور راه اندازی بالایی نیز ایجاد می‌كند.

امروزه در صنعت موتورهای القایی قفس سنجابی به كمك درایورهای موجود بعلت كاربری ساده و كم هزینه جای موتورهای اسلیپ رینگ را گرفته‌اند.

تفاوت موتور اسلیپ رینگ و روتور موتور قفس سنجابی

روتور موتور اسلیپ رینگ سیم پیچ بیشتری نسبت به روتور موتورهای قفس سنجابی دارند.

لذا ولتاژ القایی بیشتری تولید شده و جریان برای ایجاد میدان مغناطیسی با یك قدرت معین كمتر خواهد شد.

در زمان راه اندازی رتور دارای سه حلقه سیم پیچ می‌باشد كه از طریق اسلیپ رینگ‌ها به مقاومت‌های متغیر توان بالا وصل می‌شوند.

زمانی‌كه موتور به سرعت نامی رسید سیم پیچ‌های موتور اتصال كوتاه شده و عملا عملكرد موتور شبیه به یك موتور قفس سنجابی می‌شود.

با زیاد شدن مقاومت راه اندازی روتور گشتاور راه اندازی بطور قابل توجه افزایش می‌یابد.

همانطور كه قبلا نیز اشاره شد مقدار لغزش با مقدار مقاومت روتور متناسب است.

مقدار گشتاور خروجی با مقدار لغزش متناسب می‌باشد.

لذا گشتاور زیاد در زمان راه اندازی با توجه به مقاومت زیاد روتور ایجاد می‌شود.

این مقاومت‌ها مقدار گشتاور قابل دسترسی را در سرعت نامی كاهش می‌دهند.

لذا همین‌ كه روتور شروع به چرخش و سرعت گرفتن كرد، این مقاومت‌ها باید اتصال كوتاه شده و از مسیر سیم پیچ روتور خارج شوند.

تا گشتاور نامی در شرایط بار كامل ایجاد گردد. عملا در موتورهای قفس سنجابی ماکزیمم گشتاور خروجی موتور در 80 درصد سرعت سنكرون اتفاق می‌افتد.

تفاوت موتور اسلیپ رینگ و قفس سنجابی

• گشتاور راه اندازی این موتورها در مقایسه با موتورهای قفس سنجابی بالاتر می‌باشد.
• تقریبا گشتاور راه اندازی آن‌ها 200 تا 250 درصد بیشتر از گشتاور بار كامل می‌باشد.
• جریان راه اندازی موتورهای روتور سیم پیچی شده کم‌تر از جریان راه اندازی موتورهای قفس سنجابی می‌باشد.
• هزینه تعمیر و نگهداری موتورهای اسلیپ رینگ بیشتر از قفس سنجابی می‌باشد.

نکته مهم: به هیچ وجه موتورهای اسلیپ رینگ را بدون مقاومت و با اتصال كوتاه كردن اسلیپ رینگ‌ها راه اندازی نكنید.

اگر موتورهای اسلیپ رینگ با اتصال كوتاه كردن سیم پیچ‌های روتور راه اندازی شوند، صدمه جدی می‌بینند.

زیرا جریان راه اندازی آن‌ها تقریبا تا 1400 درصد جریان بار كامل خواهد بود و مقدار گشتاور راه اندازی فقط 60 درصد خواهد شد.

خصوصیات موتور اسلیپ رینگ

• برای مواردی كه اینرسی بالایی دارند مناسب هستند. زیرا گشتاور استارت بالایی دارند.
• جریان استارت پایین در مقایسه با موتورهای القایی قفس سنجابی دارند.
• سرعت آن‌ها را به كمك مقاومت‌های روتور از بیرون می‌توان كنترل كرد. ( بین ۵۰ تا ۱۰۰ درصد سرعت نامی)
• تعمیرات بیشتری در بخش جاروبك‌ها و اسلیپ رینگ‌ها (حلقه‌های لغزشی) نیاز دارند.
• اگر جاروبك‌ها (ذغال‌ها) خورده شوند، اتصال مناسبی بین آن‌ها و رینگ‌ها برقرار نشده و لذا گاها جرقه‌های شدیدی ایجاد می‌شود.
• در حالت ژنراتوری، از نوع تغذیه مضاعف یا دوبل می‌باشند

كنترل سرعت موتور اسلیپ رینگ:

همانطور كه قبلا اشاره شد، با اضافه كردن مقاومت در مدار روتور سرعت این موتورها تحت كنترل در می‌آید.

در عمل مقاومت‌ها جریان روتور را كاهش داده و در نتیجه سرعت موتور كاهش پیدا می‌كند.

بیشترین گشتاور این موتورها با اضافه شدن مقاومت در مدار روتور در سرعت صفر یا در لحظه راه اندازی موتور حاصل می‌شود.

در سرعت بالا اگر مقاومت‌ها در مدار استاتور باقی بماند، مقدار گشتاور به‌شدت كاهش پیدا می‌كند.

توجه: در این موتورها كنترل روی سرعت كاركرد در بازه كمی می‌باشد و برای راه‌اندازی حتما نیاز به مقاومت راه انداز است.

كنترل سرعت موتور اسلیپ رینگ با اینورترهای فركانسی

برای راه‌اندازی موتور اسلیپ رینگ با اینورترهای فركانسی كافی است اسلیپ رینگ‌ها را اتصال كوتاه كرد.

این كار باید طوری باشد كه از دو طرف اسلیپ رینگ انجام شود تا بالانس الكتریكی و مكانیكی برقرار گردد.

توصیه می‌شود حتما از لحیم‌كاری مناسب و محكم یا از جوش برنج استفاده گردد. تا به مرور زمان اتصال برقرار بماند.

به علت سیم پیچی بیشتر روتور موتورهای اسلیپ رینگ نسبت به قفس سنجابی ولتاژ القایی بیشتر وتلفات آن‌ها بیشتراست.

لذا ممكن است در دورهای پایین موتور گرم كند لذا مسئله خنك كردن بوسیله فن‌های دائمی پشت موتور خیلی مهم و قابل توجه می‌باشد.

موتور القایی یا موتور آسنکرون نوعی از انواع الکتروموتور‌های جریان متناوب AC هستند.

قدرت مورد نیاز در یک موتور القایی از طریق روتور و از طریق نیروی حاصل از میدان مغناطیسی بدست می‌آید.

به جرات می‌توان گفت رایج‌ترین و پر مصرف‌ترین نوع الکتروموتور در بازار، موتور القایی یا همان موتور آسنکرون می‌باشد.

موتور القایی در تمامی مصارف صنعتی و خانگی کاربردی رایج دارند.

موتور القایی به دلیل تشابه عملکرد با ترانسفورماتور و به دلیل کارکرد هر دوی آن‌ها با جریان القایی و الکترومغناطیسی به ترانسفورماتورهای چرخان نیز معروفند.

تنها وجه تمایز آن‌ها دارا بودن روتور اتصال کوتاه شده است که باعث چرخش موتور می‌شود.

به منظور راه‌اندازی موتورهای الکتریکی روش‌های متنوعی وجود دارد.

طراحی موتور آسنکرون به گونه‌ای است که تواند از جزء ثابت یا همان استاتور به روتور یا همان جزء متحرک القا شود.

به دلیل ساختار ساده موتور القایی ، کم هزینه بودن و ساده بودن و عدم وجود ذغال در فرآیند چرخش که هزینه تعمیر و نگهداری را پایین می‌آورد، امکان تولید در رنج‌های قدرت بالا باعث شده که این الکتروموتور به طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار گیرد.

تکنولوژی و طرح اولیه موتور القایی توسط نیکلا تسلا در سال ۱۸۸۲ پایه‌گذاری شد.

تقریبا بعد از یک سال موتور آسنکرون با روتوری قفس سنجابی توسط دولیوو تولید شد.

امروزه استفاده از روتور‌های قفس سنجابی بسیار پرکاربرد شده است.

اصول عملکرد و مقایسه موتور آسنکرون با سنکرون

بزرگ‌ترین تفاوت بین یک موتور القایی AC و یک موتور سنکرون AC در آن است که در موتور سنکرون توان روتور به طور مستقیم از یک منبع خارجی تامین می‌شود.

این جریان در روتور خود نیز میدان مغناطیسی تولید خواهد کرد.

به دلیل اثر متقابل میدان‌های استاتور و روتور، روتور در جهت میدان دوار استاتور به حرکت در خواهد آمد.

از طرف دیگر در موتور القایی برای القای جریان در روتور، اختلاف سرعتی بین سرعت میدان دوار و سرعت گردش روتور به وجود می‌آید.

در غیر این صورت میدان دوار نسبت به روتور امکان حرکت نخواهد داشت.

هادی‌های روتور شار میدان تولید شده توسط استاتور را قطع نکرده و در نتیجه ولتاژی در روتور القا نخواهد شد.

این اختلاف سرعت بین سرعت میدان دوار و سرعت حرکت روتور در موتور القایی ، اصطلاحا لغزش (Slip) نامیده می‌شود.

توجه کنید لغزش یک مؤلفه بدون واحد است.

از آنجا که در موتور القایی اختلاف سرعت شرط و ضرورت عملکرد آن‌هاست، به آن‌ها موتور غیر هم‌زمان یا موتور آسنکرون می‌گویند.

روتورها به طور کلی بر اساس دو تکنولوژی تولید می‌شوند.

رایج‌ترین آنها روتورهای قفس سنجابی هستند. اما نوع دیگر آن‌ها روتورهای سیم‌پیچی شده هستند.

روتور قفس سنجابی

در روتورهای قفس سنجابی میله‌هایی به روش‌های مکانیکی و الکتریکی در انتها به هم متصل شده‌اند.

بیشتر الکتروموتور‌های سه فاز از روتور قفس سنجابی استفاده می‌نمایند.

روتور قفس سنجابی دارای هسته‌ای چند تکه با شکل استوانه با شکاف‌هایی هم تراز در درون خود می‌باشند.

در درون هر شکاف یک میله مسی قرار گرفته است.

این میله‌های مسی در انتهای روتور از طریق اتصال کوتاه به یکدیگر پیوند داده شده‌اند.

به دلیل کارکرد موتور آسنکرون با کمترین صدا و بهبود حرکت، میله‌های گردان با هم موازی نیستند و به صورت اریب قرار داده شده‌اند.

روتور سيم پيچی شده (slip ring)

بر روی اين نوع رتور، سه دسته سیم پيچ با اختلاف مکانی ۱۲۰ درجه مانند استاتور ماشين القايی سه فاز با همان تعداد قطب پيچيده می‌شود.

اين سيم‌پيچ‌ها نسبت به بدنه روتور عايق شده است.

در موتور القایی سه فاز اخلاف ولتاژ ۱۲۰ درجه‌ای بین فازهای ورودی در سیم‌پیچ‌ها باعث چرخش روتور می‌شوند.

با جابجایی بین فازهای ورودی می‌توان جهت چرخش الکتروموتور سه فاز را تغییر داد.

در الکتروموتورهای تکفاز راه‌اندازی الکتروموتور از طریق یک خازن راه‌انداز و یا یک سیم پیچ راه‌انداز انجام می‌شود.

در صورت استفاده از سیم‌پیچ راه‌انداز، اختلاف جریان کم بین سیم‌پیچ اصلی الکتروموتور و سیم‌پیچ راه‌انداز، باعث گردش روتور می‌شود.

برای تغییر جهت چرخش در موتور القایی تک فاز، جهت حرکت جریان در یکی از سیم‌پیچ‌ها را تغییر داده و روتور را برعکس می‌چرخانیم.

از مزایای موتور القایی می‌توان موارد زیر را نام برد:

• قیمت پایین
• هزینه تعمیر و نگهداری و استهلاک کم
• طراحی بسیار ساده و ثبات در عملکرد
• امکان اتصال مستقیم و بدون واسطه به جریان الکتریکی

شیشه یک جامد آمورف شفاف و غیر بلوری است که کاربردهای مهم بسیاری در سراسر جهان، در مصارف مختلف وابسته به صنعت شیشه‌سازی دارد. شاید بیشتر به دلیل کاربرد گسترده در پنجره‌ها و بطری‌ها شناخته شده باشد.

رایج‌ترین انواع شیشه‌ها در درجه اول با خاکستر سودا و سیلیس و همچنین سایر مواد افزودنی ساخته می‌شوند.

از شیشه‌های بازیافتی نیز اغلب در تولید شیشه‌های جدید استفاده می‌شود.

تاریخچه شیشه سازی در ایران:

تاریخچه صنعت شیشه ‌سازی در ایران دارای سابقه و قدمت بسیار طولانی می‌باشد که تقریبا به قبل از 2000 سال قبل از میلاد می‌رسد.

یافتن یک ظرف شیشه‌ای زرد رنگ به همراه خطوط و نقوش ایرانی در یکی ازگورستان‌های باستانی لرستان، یک گردنبند شیشه‌ای که دانه‌های آبی رنگ‌اش مربوط به ۲۲۵۰ سال پیش از میلاد مسیح و در ناحیه شمال غربی ایران و قطعات شیشه‌ای به رنگ سبز کم رنگ که در اکتشافات باستان‌شناسی لرستان، شوش و … بدست آمده است، حاکی از آن است که ایران قدمت تاریخی و طولانی مدت در صنعت تولید شیشه‌ داشته است.

تغییر و تحول در این صنعت:

با توجه به هزاران فرمول جدید که در صنعت شیشه طی 30 سال گذشته بوجود آمده، قابل توجه می‌باشد که همچنان طبق 2000 سال پیش، 90 درصد تمامی شیشه‌های تولید شده در جهان از آهک، سیلیس و کربنات سدیم تشکیل یافته‌اند.

اما نباید آنچنان برداشت کرد که در طی ‌این سال‌ها، هیچ تغییرات مهمی در ساختار و روند تولید شیشه صورت نگرفته است.

بلکه به مرور زمان تحولات جزئی در عناصر اصلی ترکیب و تغییرات مهم در عناصر فرعی ترکیب، پدید آمده است.

حدود سال 1890، استفاده از شیشه افزایش یافت و در نتیجه صنعت شیشه سازی به سرعت رو به رشد رفت.

ماشین‌آلاتی برای تولید دقیق و مداوم مجموعه‌ای از محصولات تولید شدند.

در سال 1902، کولبورن دستگاه تولید ورق شیشه‌ای را طراحی و اختراع کرد که تولید انبوه شیشه پنجره را امکان‌پذیر می‌کند.

در سال 1904، مهندس آمریکایی مایکل اونز دستگاه دمنده بطری اتوماتیک را به ثبت رساند.
شیشه شفاف و در عین حال غیرقابل نفوذ است و به عنوان سدی پایدار در برابر همه چیز از آب و هوا تا باکتری‌ها در نظر گرفته می‌شود.

شیشه همچنین ماده‌ای غیر سمی است و در تماس با غذا و نوشیدنی کاملاً بی‌خطر است.

شیشه ماده‌ای کاملا بی‌اثر است، زیرا با محتوا و محیط اطراف خود واکنش نشان نمی‌دهد.

این ویژگی برای کاربردهای علمی، جراحی و دارویی بسیار مناسب است.

متداول‌ترین کاربردهای صنعت شیشه‌سازی :

• ظروف شیشه‌ای – بطری و شیشه
• شیشه‌های مسطح – از جمله لعاب برای ساختمان‌ها و وسایل نقلیه
• الیاف شیشه‌ای – برای تقویت، عایق‌بندی و فیبر نوری
• شیشه‌های پزشکی – مانند لوله‌های آزمایشگاه
• ظروف شیشه‌ای خانگی – مانند پارچ و لیوان
• دکوراسیون داخلی – شیشه رنگی، لاکوبل، پارتیشن شیشه‌ای، آینه کاری و…

شیشه چگونه تولید می‌شود؟

تولید شیشه شامل دو روش اصلی است.

فرآیند شیشه شناور که ورقه‌های شیشه‌ای را تولید می‌کند و دمش شیشه‌ای که بطری‌ها و ظروف دیگر را تولید می‌کند.

تولید شیشه شناور:

شیشه شناور به ورق‌های شیشه‌ای گفته می‌شود که به وسیله مواد مذاب شناور بر روی یک سطح فلزی از قلع، ساخته می‌شود.

ورق‌های تولید شده در روش شناور، سطحی بسیار صاف و با ضخامت یکنواخت دارد. از این نوع شیشه در ساخت و تولید پنجره‌های شیشه‌ای و بسیاری از کاربردهای دیگر استفاده می‌شود.

تولید ظروف شیشه‌ای (شیشه‌گری):

تولید ظروف شیشه‌ای یا در اصطلاح همان شیشه‌گری از هنرهای قدیمی و سنتی محسوب می‌شود.

شیشه گری همان هنر شکل دادن به شیشه است.

در صنعت شیشه‌سازی ابتدا شیشه را حرارت داده و پس از نرم شدن ماده به وسیله ابزارها و دمیدن، ظروف زیبایی را شکل می‌دهد.

هنگام خارج کردن شیشه‌ها از کوره، آنها حرارت بالایی دارند.

پس از آن شیشه‌گر تکه‌ای از آن را بر روی لوله‌ای تو خالی قرار داده و بوسیله دمیدن سعی می‌کند به آن شکل دهد.

ظروف مختلفی مانند لیوان، بطری، بشقاب و کاسه‌های غذاخوری و بسیاری دیگر از جمله این ظروف هستند.

شیشه‌ها قابل بازیافت هستند و شما می‌توانید با حرارت دادن و ذوب کردن دوباره آنها شکل‌های جدید و ظروف تازه‌ای بسازید.

معروف‌ترین انواع شیشه‌ها:

معروف‌ترین شیشه‌هایی که در مقیاس صنعتی تولید می‌شوند، عبارتند از

• شیشه‌های سودالایم (شیشه جام)
• شیشه‌های بوروسیلیکاتی و شیشه‌های کریستال

شیشه سودا لایم (شیشه جام):

بیشتر از ۹۵ درصد از میزان کل شیشه تولیدی در جهان، شیشه سودالایم است.

شیشه‌های در و پنجره ساختمان، شیشه‌های خودرو، بطری‌ها و بسیاری دیگر از محصولات شیشه‌ای روزمره از جنس شیشه سودالایم هستند.

مهمترین اجزای تشکیل‌دهنده این نوع شیشه عبارتند از اکسید سیلیسیوم، اکسید کلسیم و اکسید سدیم.

شیشه بوروسیلیکاتی:

این نوع شیشه‌ها ضریب انبساط حرارتی کم تا متوسط داشته، رفتار ویسکوزیته – دمای بلند و چگالی کمی دارند.

بسیاری از ظروف شیشه‌ای آزمایشگاهی ، صنعتی و خانگی با استفاده از این نوع شیشه ساخته می‌شوند.

این شیشه‌ها در بازار با نام‌های تجارتی مانند پیرکس، سیماکس، ترکس و … شناخته می‌شوند.

شیشه کریستال:

شیشه کریستال یا شیشه سرب‌دار یکی از انواع شیشه‌های سیلیکاتی است که در ترکیب خود حاوی اکسید سرب است.

این نوع شیشه‌، دارای ظاهری درخشنده و شبیه به کریستال‌های کوارتز است و به نظر می‌رسد علت نامگذاری آن نیز همین شباهت باشد.

این شیشه‌ها همچنین سختی کمی دارند و امکان تراشکاری این شیشه‌ها وجود دارد.

بنابراین ظروف تزیینی موسوم به ظروف کریستال از این جنس ساخته می‌شوند.

سایر انواع شیشه عبارتند از:

• شیشه فتوکرومیک
• شیشه اپال و شیشه سیلیسی
• همچنین انواع مختلفی از شیشه نیز وجود دارد که در مقیاس صنعتی تولید نمی‌شوند.

دستگاه‌های مورد استفاده در صنعت شیشه‌سازی:

دستگاه‌هایی که به طور کلی در صنعت شیشه‌سازی استفاده می‌کنند به شرح زیر می‌باشند:

• دستگاه برش CNC
• دستگاه شستشوی شیشه
• دستگاه پرس شیشه
• دستگاه خم اسپیسر
• دستگاه تزریق گاز آرگون
• دستگاه چسب پلی سولفاید
• میزگردان
• دستگاه فریزر
• میز بارگزاری جام و کمپرسور 1500 لیتری.

استفاده از اینورتر در صنعت شیشه‌سازی:

موارد کاربرد اینورتر در برش و دستگاه‌های CNC بررسی می‌شود.

موتورهایی از قبیل اسپیندل‌ها که در این صنعت استفاده می‌شود، با دورهای بالایی بین  4000 تا 5000 rpm به حرکت در می‌آید.

برای راه‌اندازی و استفاده در دور نامی پلاک خود نیاز به ‌اینورتر مخصوص به خود را دارند.

فرکانس خروجی این نوع اینورترها باید در حدود 0 تا 900 هرتز‌ باشد.

مزایای كنترل دور موتورها با استفاده از اینورتر در صنعت شیشه‌سازی :

• امکان کنترل جهت کنترل سریع و آسان موتور.

• کاهش مصرف انرژی و هزینه برق.

• راه اندازی ایمن که به موتور آسیب نرسد چون معمولا موتورها در حالت عادی جریان راه‌اندازی بالایی احتیاج دارند.

• مدهای کنترلی متنوع برای حفاظت از موتور در برابر اضافه جریان یا تغییرات ولتاژ.

• تنظیم کنترل سرعت با دقت بالا برای موتور با استفاده از پارامترهای مختلف راه‌اندازی.

توسعه صنعت سنگبری به علت وجود منابع و ذخایر معدنی است که همواره به عنوان یکی از ارزش‌های مهم، اقتصادی و سیاسی در جهان مطرح بوده‌اند.

معادن سنگ نیز به جهت کاربردهای فراوان سنگ‌های ساختمانی و تزئینی در صنعت ساختمان و صنایع دیگر در بین سایر معادن از اهمیت خاصی برخوردار است.

خوشبختانه در کشور ما، معادن سنگ از جمله معادنی است که به صورت گسترده و غنی وجود دارند.

صنعت سنگ می‌تواند به عنوان یکی از منابع مهم کسب درآمد ارزی برای کشور ما مطرح باشد.

اهمیت اقتصادی معادن سنگ‌های تزئینی برای کشور ما فوق العاده زیاد است.

کما این‌که کارشناسان این محصولات را رقیبی برای نفت می دانند.

یعنی صادرات سنگ فرآوری شده می‌تواند دومین قطب صادراتی کشورمان بعد از نفت باشد.

در همین راستا، هرچه تکنولوژی و روش‌های استخراج و فرآوری در معادن سنگ و کارخانجات سنگبری پیشرفته‌تر شود، کیفیت سنگ‌های تولیدی نیز بهتر شده و می توان برای صادرات آن‌ها امید بیشتری داشت.

علاوه بر آن، کاهش ضایعات حاصل از استخراج و فرآوری سنگ نیز می‌تواند نقش مهم در افزایش بهره‌وری صنعت سنگ ایفا کند.

تاریخچه صنعت سنگبری :

کاربرد صنعت سنگبری جهت استفاده سنگ‌ها در پیکره و نمای ساختمان‌ها و معابد، از زمان های بسیار دور در ایران متداول بوده است.

از این نمونه می‌توان به سنت هفت هزار ساله سنگ‌کاری در ایران اشاره نمود.

اماکن بزرگی برای تاسیس کاخ‌ها و معابد در دوره ساسانیان در نظر گرفته شده بود که جالب‌ترین آن‌ها کاخ تخت جمشید می‌باشد.

در حدود ۵۴۰ سال پیش از میلاد به فرمان داریوش اول، خشایار شاه اول و خشایار دوم ساخته شده است.

این کاخ بر روی پایه ای از تخته سنگ‌های بزرگ به بلندی نزدیک به ۲۰ متر بنا شد و مساحت پشت بام آن از ۱۳ هکتار کمتر نیست.

کاربرد انواع سنگ‌های ساختمانی و تزئینی در بوجود آوردن ستون‌ها، مجسمه‌ها و نقوش برجسته کاملا چشمگیر است.

صنعت سنگبری، مشکلات و چشم اندازهای نو:

ریشه مشکلات موجود در صنعت سنگ‌بری کشورمان این است که از همان ابتدا در چهارچوب و محدوده داخلی درجا زده و منزوی مانده است.

دراقتصاد امروز، تولید صنعتی به علت اتکائی که بر تکنولوژی پیشرفته دارد، ارزش و اعتبار و تداوم خود را از حضور فعال در بازارهای جهانی کسب می‌کند.

صنعت سنگبری نیز ازاین قاعده کلی مستثنا نیست و اگر این صنعت همچنان خود را از صحنه رقابت دور نگه دارد، نوید هیچ توسعه ای را نخواهد داد.

صنعت سنگبری برخلاف حرفه سنگ‌تراشی در کشور ما سابقه زیادی ندارد.

لیکن توسعه این صنعت در این مدت عمدتا تحت تاثیر مصارف بی رویه داخلی متوقف‌اند و نتوانسته است خود را با تحولات جاری در صنعت جهانی سنگبری همگام نماید.

مراحل خط تولید در صنعت سنگبری:

سنگ‌های گرانیتی برش خورده و تغییر یافته حاصل دو عمل اصلی بر روی سنگ‌های عظیم هستند که از معادن برداشت می‌شوند. این دو عمل اصلی عبارتند از:

• برش سنگ‌های عظیم در سایزهای کوچکتر
• صاف و صیقلی‌کردن و قطعه قطعه کردن سنگ‌های استخراج شده

این سنگ‌ها از لحاظ طرح و سایز، تنوع گوناگونی دارند. معمولا ضخامت برش این محصولات در حدود 2 سانتیمتر می‌باشد، که طول و عرض سنگ‌های بدست آمده با توجه به درخواست هر شخص و صنعت که مورد استفاده دارد کاملاً متفاوت است.

در کارخانه‌های سنگبری از سنگ‌های کوپ و قواره، محصولات مختلفی تهیه می‌شود.

یک کارخانه سنگبری برای برش قواره به ورق‌هایی با ضخامت مختلف، برش ورقه‌ها به اشکال هندسی دلخواه و ابعاد سفارش شده، بهبود کیفیت سنگ، ساب و صیقل و پرداخت نهایی قسمت‌های مختلفی ممکن است داشته باشد. که در زیر به هر یک از این مراحل پرداخته خواهد شد.

 برش بلوک سنگ:

در صنعت سنگبری در مرحله اول سنگ استخراج شده از معادن به صورت قواره یا بلوک، به سنگبری‌ها منتقل می‌شود.

شکل ظاهری سنگ‌هایی که به صورت بلوک از معدن می‌آورند به محل استخراج و چگونگی استخراج سنگ بستگی دارد.

در صورتی سنگ ورودی کارخانه سنگبری سنگ‌های بی‌قواره باشند، اولین ماشین خط تولید دستگاهی برای قواره ساختن سنگ‌ها است.

در این شرایط معمولا از دستگاه‌های برش مانند سیم الماسه و فولادی استفاده می‌کنند.

با این دستگاه‌ها سنگ بدشکل و بی‌قواره را قواره‌دار می‌کنند تا استفاده از اره‌ها در مراحل بعد بر روی آن‌ها راحت‌تر باشد.

برش با استفاده از اره:

برش سنگ با اره، یکی از رایج ترین روش‌هایی است که برای برش سنگ استفاده می‌شود.

در کارخانه‌های سنگبری با ظرفیت بالا معمولا از اره‌های سنگبری استفاده می کنند.

در این روش بلوک‌های سنگی به وسیله ی اره‌های الماسی که دارای تیغه‌های موازی هستند برش می‌خورند.

اره‌های الماسه سنگبری دارای تیغه‌های مختلفی از 40 تا 80 تیغ و قدرت‌های مختلفی هستند.

همچنین به دو دسته سخت‌بر و نرم‌بر تقسیم می‌شوند.

اره‌های سخت‌بر به جای تیغه الماسه، سنگ را با استفاده از براده چدنی یا فولادی می‌برند.

اره‌های سخت‌بر تا چند صد تیغه می‌توانند داشته باشند و بیشترین تعداد تیغه در آن‌ها که در دستگاه‌های مدرن است.

دارای 150 تیغه می‌باشد می‌تواند سنگ‌هایی در ابعاد 3.5 در 2 را برش دهد.

برای برش گرانیت بیشتر از این اره‌های برقی استفاده می‌شود.

اره‌های نرم‌بر بیشتر برای سنگ‌های آهکی مانند تراورتن و مرمریت و… استفاده می‌شوند.

استفاده از این اره‌ها به شما این امکان را می دهد که ضایعات کمتری نسبت به سایر اره‌های صنعت سنگبری داشته باشید.

همچنین دقت این اره‌ها نسبت به سایر نمونه‌ها بیشتر است.

معمولا اره‌های نرم‌بر به سه نوع زیر تقسیم‌بندی می‌شوند:

• در نوع اول بلوک بر روی واگنی ثابت می‌باشد و واحد تیغه‌گیر پایین آورده می‌شود و سنگ برش داده می‌شود.
• در نوع دوم تیغه ثابت است و سنگ به صورت عمودی به سمت بالا و پایین برده می‌شود.
• نوع سوم به این صورت است که بلوک سنگ به صورت افقی به سمت تیغه ثابت حرکت می‌کند.

برش با استفاده از قله‌بر:

از قله‌برها در ابعاد و اندازه های مختلفی استفاده می شود.

در این دستگاه‌ها برش از تیغه‌های دیسکی یا همان دایره شکل استفاده می‌شود.

روی این تیغه‌های دایره شکل سگمنت‌های الماسه قرار دارد.

قطر تیغه‌های قله‌بر از 15 سانتی متر تا 3 متر است.

در این متد برای برش سنگ از چند تیغه موازی در یک یا چند مرحله استفاده می‌شود و سنگ بلوک را به شکل پلاک در می‌آورد.

استفاده از اینورتر در صنعت سنگبری و موارد استفاده آن:

در صنعت سنگبری به دلیل نیاز به راه‌اندازی ایمن و اینکه این صنعت نیاز کنترل دقیق و گشتاور بالا دارد.

همچنین دارای حساسیت بالایی می‌باشد و همچنین نیاز به عملکرد سریع و آسان برای موتور را دارد.

در این حالت نیاز به استفاده از اینورتر کاملا به طور محسوس دیده می‌شود.

استفاده از اینورتر در صنعت سنگبری برای كنترل دور موتورها مزایای زیادی دارد:

• امکان کنترل جهت کنترل سریع و آسان موتور
• کاهش مصرف انرژی و هزینه برق
• راه اندازی ایمن که به موتور آسیب نرسد، چون معمولا موتورها در حالت عادی جریان راه اندازی بالایی احتیاج دارند
• مدهای کنترلی متنوع برای حفاظت از موتور در برابر اضافه جریان یا تغییرات ولتاژ
• تنظیم کنترل سرعت با دقت بالا برای موتور، با استفاده از پارامترهای مختلف راه اندازی
• امکان استفاده از برق 220 ولت برای راه‌اندازی موتور سه فاز

پیش از توسعه صنعت بسته‌بندی و تولید دستگاه بسته‌بندی ، امر بسته‌بندی با استفاده از موادی که در طبیعت وجود داشت.

مانند برگ درختان آغاز شد و به مرور تولیدات در تعداد بالاتر محصولات با مواد بافتنی و یا ظروف انجام شد.

تخمین زده‌ شده که شیشه و چوب هم موادی هستند که حدود تقریبا ۵۰۰۰ سال برای بسته‌بندی مورد استفاده بوده‌اند.

تاریخچه صنعت بسته‌بندی

در سال ۱۸۲۳ پیتر دوراند انگلیسی موفق به تولید قوطی‌های فلزی برای صنعت بسته‌بندی شد که اولین بسته‌بندی ساخته‌شده از ورقه‌های فلزی بود.

در همین زمان بود که کاغذ و فلز به عنوان دو ماده مهم در بسته‌بندی مورد استفاده قرار گرفت.

بعدها با ابداع پلاستیک این ماده رفته رفته جایگزین کاغذ و فلز شد.

بعد از جنگ جهانی دوم استفاده گسترده از پلاستیک در بسته‌بندی آغاز شد.

نیاز به بسته‌بندی بهتر و مقاوم‌تر باعث پیدایش ظروف فلزی گردید.

می‌توان به این موضوع اشاره کرد که قوطی سازی از زمان ناپلئون شروع شد.

برای مدت‌های طولانی قوطی‌های کنسرو با دست تولید می‌شد.

از اوایل قرن بیستم، قوطی‌های فلزی که نسبت به زمان قبل تکنولوژی بهتری از نظر بهداشت داشتند، رواج یافت.

با این کار این امکان به وجود آمد که بتوان از تجهیزات سریع تری برای تولید، پر کردن و بستن درب قوطی‌های فلزی استفاده نمود.

تاریخچه صنعت بسته‌بندی و سیر تکاملی بسته‌بندی با مقوا و کاغذ به تاریخچه تولید کاغذ بر می‌گردد.

اگر چه چوب و محصولات فرعی دیگر آن از سال‌ها قبل در خدمت بشر بوده ولی بسته‌بندی به صورت مقوایی و کاغذی پس از پیدایش کاغذ به وجود آمد و روند تکاملی خود را تاکنون به سرعت طی نموده است.

بسته‌بندی چیست؟

بسته‌بندی پروسه‌ی محافظت از محصولات برای ذخیره و عرضه به بازار و فروش بهتر محصولات بسته‌بندی شده می‌باشد. همچنین به روند طراحی و ارزیابی محصول و تولید پوشش‌های بسته‌بندی نیز گفته می‌شود.

عموما برای داشتن یک بسته‌بندی مناسب، وجود یک دستگاه بسته‌بندی با تمامی استانداردهای لازم حیاتی می‌باشد.

ویژگی‌های دستگاه بسته‌بندی استاندارد:

ایمن بودن ماشین‌آلات از مهمترین ویژگی‌های دستگاه بسته‌بندی است. از این رو دستگاه باید حتما مجهز به سنسور حفاظتی جهت جلوگیری از آسیب‌های احتمالی به انسان باشد.
یکی از دلایل بسته‌بندی محصولات، حفظ محصول از آسیب‌دیدگی، فاسد شدن و جلوگیری از اتلاف مواد می‌باشد.

یک دستگاه بسته‌بندی استاندارد باید محصول را متناسب با سایز آن بسته‌بندی نماید تا محصول کاملا بسته‌بندی و پوشانده شود.
بسته‌بندی دقیق و زیبا جزو موارد مهم دیگری هستند که باید در طراحی و ساخت دستگاه بسته‌بندی رعایت گردد.

بسته‌بندی‌هایی با وزن دقیق، شکل ظاهری زیبا از لحاظ دوخت و برش تمیز نقش بسیاری در جلب توجه مشتری دارد.

استفاده از بهترین و با کیفیت‌ترین تجهیزات در روند تولید دستگاه که از جمله این تجهیزات می‌توان به بدنه استیل دستگاه اشاره کرد که از زنگ‌زدگی و پوسیدگی دستگاه جلوگیری کرده و متناسب با شرایط محیطی کاربر می‌باشد.

همچنین استفاده از قطعات الکترونیکی با کیفیت که منجر به بالا رفتن عمر مفید دستگاه می‌شود، ضروری است.

دستگاه‌های مورد استفاده در صنعت بسته‌بندی

ماشین‌‌آلات پرکن، ماشین‌آلات برش، ماشین‌آلات توزین، ماشین‌آلات کششی، ماشین‌آلات بسته‌بندی کوچک، ماشین‌آلات باندینگ، ماشین‌آلات کارتن زنی، ماشین‌آلات نوار نقاله.

دستگاه‌های بسته‌بندی مختلفی در این صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند که در زیر به آن‌ها اشاره می‌کنیم.

دستگاه بسته‌بندی عمودی

دستگاه بسته‌بندی عمودی که عمدتا برای پر‌کردن از قانون جاذبه استفاده می‌کند.

محصول ابتدا توسط نوار نقاله به وسیله بالابرهای خاصی به سمت بالا هدایت می‌شود و روی سطحی به اسم دستگاه وزن‌کن ریخته می‌شود و با استفاده از قانون جاذبه مواد غذایی به سمت پایین ریخته می‌شود.

دستگاه‌های توزین معمولا با فناوری پیشرفته‌ای که دارند محاسبات را انجام می‌دهند.

دستگاه بسته‌بندی افقی

این دستگاه‌ها عموما برای بسته‌بندی شیرینی کیک و بیسکویت استفاده می‌شود. چون در بسته‌بندی عمودی این نوع محصولات آسیب می‌بیند.

ابتدا محصول روی نوار نقاله می‌رود و روی تمامی جهات آن سلفون می‌کشد.

دستگاه پرکن مایعات

طرز کار این دستگاه استفاده از پمپ برای پرکردن به نسبت غلظت مایعات است و باید دارای عملکرد دقیقی باشد.

اینورتر یا درایو راه انداز موتور

یک قطعه بسیار مهم و کاربردی در تجهیزات صنعتی می‌باشد که در بخش‌های مختلف صنعت کاربرد دارد.

امروزه شرکت‌های متعددی در زمینه اتوماسیون صنعتی در تولید و ساخت اینورتر فعالیت می‌کنند.

شرکت‌های بسیاری در زمینه تولید اینورتر فعال هستند.

برندهای بسیار معتبر اتوماسیون صنعتی نظیر LS ،Schneider electric ،Delta و Yaskawa در زمینه تمامی تجهیزات صنعتی فعال می‌باشند.

خصوصا تولید اینورترهایی با قدرت و باکیفیت بسیار بالا برای کنترل خطوط صنایع مخصوصا صنعت بسته‌بندی، اینورترهای خود را با تنوع بسیار زیاد برای این صنایع به بازار عرضه کردند.

وجود این اینورترها در راه‌اندازی خطوط تولید کاملا ضروری، پرکاربرد و باعث صرفه جویی در انرژی، وقت و هزینه‌های نگهداری از دستگاه بسته‌بندی در این صنعت می‌باشد.

همچنین استفاده از سروو موتورها در این دستگاه‌ها بسیار رایج می‌باشد.

سرعت بالا، دقت زیاد، حجم کم، گشتاور زیاد، کنترل دقیق از خصوصیات سروو موتورها می‌باشند.

استفاده از اینورتر برای كنترل دور موتورها مزایای زیادی دارد كه مهمترین آن‌ها عبارتند از:

• امکان کنترل جهت کنترل سریع و آسان موتور.
• کاهش مصرف انرژی و هزینه برق.
• راه اندازی ایمن که به موتور آسیب نرسد چون معمولا موتورها در حالت عادی جریان راه اندازی بالایی احتیاج دارند.
• مدهای کنترلی متنوع برای حفاظت از موتور در برابر اضافه جریان یا تغییرات ولتاژ.

می‌توان گفت قبل از ایجاد نیروگاه برق تا اواخر سال ۱۶۰۰ میلادی، جریان الکتریسیته یکی از مواردی بود که ذهن بشر را به خود مشغول کرده بود.

تاریخچه نیروگاه برق

دانشمندان بسیاری تحقیقات مهمی در رابطه با الکتریسیته و مغناطیس انجام دادند.

تحقیقات و پیشرفت‌ها همچنان ادامه داشتند تا اینکه در قرن ۱۹ام میلادی، دانشمندان بزرگترین پیشرفت را در زمینه مهندسی برق رقم زدند و نیروی برق و تولید آن در نیروگاه برق باعث تحول عظیم در انقلاب صنعتی شد.

می‌توان به جرات گفت که مهم ترین اختراع در رابطه با برق، اختراع لامپ‌ها باشند.

اختراعی که حتی تا به امروز زندگی ما را تحت تاثیر قرار داده است.

در سال ۱۸۸۰ میلادی ادیسون موفق به کشف پدیده‌ای فیزیکی شد که تا امروز نیز با نام او از آن یاد می‌شود.

انرژی‌های تجدیدپذیر مثل باد، خورشید، امواج دریا و … می توانند بدون تولید هیچ فرآورده خطرناکی، برق مورد نیاز ما را تولید کنند.

هزینه برق تولید شده توسط انرژی‌های تجدید پذیر، بالاتر از روش‌های دیگر است.

بسیاری از انرژی‌های تجدیدپذیر نمی‌توانند به صورت متوالی برق تولید کنند.

به عنوان مثال برق تولید شده توسط توربین‌های بادی به قدرت باد بستگی دارد.

اگر باد خیلی ضعیف یا خیلی قوی باشد هیچ برقی تولید نمی‌شود.

تولید برق توسط صفحات خورشیدی نیز به تابش خورشید و شدت تابش در آن محیط بستگی دارد.

ابری بودن هوا یا زمان تابش خورشید روی تولید موثر است.

بنابراین انرژی‌های تجدید پذیر باید توسط دیگر روش‌های تولیدی پشتیبانی شوند.

در واقع این روش ها احتیاج به دیگر انرژی ها دارند.

حتی گاهی استفاده از سوخت فسیلی با وجود تولید گازهای گلخانه‌ای می تواند کمک خوبی باشد.

برای تولید انرژی الکتریسیته از نیروگاه‌های تولید برق استفاده می شود. این نیروگاه‌ها دارای انواع مختلفی به شرح زیر می‌باشند:

1.  نیروگاه دیزلی
2. نیروگاه گازی
3. نیروگاه بخاری
4. نیروگاه سیکل ترکیبی
5. نیروگاه برق آبی
6. نیروگاه هسته ای
7. نیروگاه تلمبه ذخیره ای
8. نیروگاه خورشیدی
9. نیروگاه بادی
10. نیروگاه زمین گرمایی
11. نیروگاه آبی جذر و مدی

در اکثر نیروگاه‌های تجدیدناپذیر، از سوخت فسیلی مثل ذغال سنگ، نفت و گاز برای تولید بخار جهت به حرکت درآوردن توربین‌های تولید برق استفاده می کنند.

تولید برق در این نیروگاه‌ها، پروسه زمانبری دارد.

از جمله معایب این روش تولید مقدار زیاد کربن دی اکسید است که موجب تغییرات شرایط آب و هوایی کره زمین می‌شود.

همچنین با تولید اکسیدهای گوگرد موجب بارش باران های اسیدی می شوند.

مواد غذایی موجود در خاک بر اثر باران اسیدی از بین می رود.

خاک در اثر آلودگی به اسید مواد مورد نیاز درختان را از دست می‌دهد، نظم طبیعت به هم خواهد خورد و مرگ درختان و گیاهان فرا خواهد رسید و درنهایت اکو سیستم دچار تغییرات اساسی می‌شود.

علاوه بر این باران‌های اسیدی رویه‌های سنگی ساختمان‌ها، پل‌ها، سدها و… را نیز تخریب می‌کنند و موجب نابودی آن‌ها می‌شود. در مطلب زیر سعی داریم به بررسی انواع نیروگاه ها بپردازیم:

نیروگاه دیزلی:

در این نوع نیروگاه‌ها نیروی محرکه ژنراتور توسط یک موتور درون‌سوز دیزلی تأمین می‌شود. امروزه از نیروگاه‌های دیزلی به عنوان یک نیروگاه پایه کمتر استفاده می شود و بیشتر برای مواقع اضطراری و احتمالاً بار حداکثر شبکه از این نیروگاه ها استفاده می‌گردد.

در حال حاضر در مناطقی از ایران که به شبکه سراسری متصل نیستند، ازنیروگاه های دیزلی استفاده می شود. این نیروگاه ها معمولاً دارای توان تولیدی 630KW تا 12000KW هستند.

مزایای نیروگاه دیزلی عبارتند از:

این نیروگاه ها به آب نیاز ندارند.

به عنوان برق اضطراری در مکان هایی مثل بیمارستان ها ، دانشگاه ها و … مورد استفاده قرار می گیرند.

در مراکز دور افتاده ای که هزینه انتقال برق از هزینه تولید نیروگاه دیزلی بیشتر است مورد استفاده قرار می گیرند.

معایب نیروگاه دیزلی عبارتند از:

رنج تولیدی این نیروگاه‌ها پایین است.

این نوع نیروگاه به دلیل حرکت‌های مکانیکی زیادی که در آن‌ها وجود دارد دارای عمر کمی هستند.

این نوع نیروگاه‌ها دارای راندمان پایینی می‌باشند. به دلیل راندمان پایین این نیروگاه‌ها، هزینه برق تولیدی آنها بالاست.

نیروگاه بخار:

چگونگی تولید برق در نیروگاه بخار که دارای ظرفیت تولید برق بالایی هست، به این صورت است که از سوخت ذغال‌سنگ، مازوت و یا گاز طبیعی و تولید بخار توسط بویلر جهت به حرکت درآوردن پره‌های توربین بخار و روتور ژنراتور استفاده‌شده و در نهایت موجب تولید برق می‌گردد.

ظرفیت این نیروگاه‌ها در گذشته تا ۱۲۰۰ مگاوات نیز طراحی می‌شد.

ولی امروزه نیروگاه بخار عموماً در ظرفیت‌های بین ۳۵۰ تا ۶۰۰ مگاوات طراحی می‌شود.

در این نیروگاه‌ها از سیستم خنک‌کننده خشک و تر جهت خنک کردن آب حاصل از چگالش بخار خروجی از توربین بخار استفاده می‌گردد.

در شبکه سراسری برق ایران حدود ۲۱ درصد از برق تولیدی توسط نیروگاه‌های بخار تأمین می‌شود.

نیروگاه گازی:

در نیروگاه‌های گازی سیالی که سبب چرخش توربین می‌شود هوای محیط است.

در این نیروگاه‌ها از کمپرسور استفاده می‌شود.

کمپرسورها وسایلی هستند که با مکش هوای محیط به درون خود، هوا را فشرده کرده و فشار آن را افزایش می‌دهند.

معمولاً برای افزایش راندمان نیروگاه، هوای ورودی را از مجاورت گازهای خروجی از دودکش توربین عبور می‌دهند تا هوای ورودی به کمپرسور گرم شود.

هوای فشرده شده در کمپرسور وارد اتاق احتراق می‌شود و در آنجا با سوخت فسیلی ترکیب می‌شود و می‌سوزد و گاز داغی با فشار بالا از اتاق احتراق خارج می‌شود که آلاینده نیز هست.

برای اینکه گاز داغ پرفشار ورودی به توربین محور چرخنده آن را به حرکت درآورد، باید این گاز با سرعت زیاد وارد توربین شود. این عمل توسط نازل ابتدای توربین انجام می‌شود.

بنابراین گاز پرفشار و داغ با سرعت زیاد به پره‌های توربین برخورد می‌کند و سبب چرخش روتور توربین می‌‌شود و حرکت دورانی روتور توربین نیز سبب چرخش ژنراتور و در نتیجه تولید برق می‌شود.

مزایای نیروگاه گازی عبارتند از:

• این نیروگاه‌ها به آب نیاز ندارند.
• زود ساخته می‌شوند. (حدوداً ساخت یک نیروگاه گازی 6 ماه زمان می‌برد)
• این نیروگاه‌ها سرعت مانور بالایی دارند. (کم و زیاد کردن تولید نیروگاه را مانور کردن نیروگاه می‌گویند)
• این نیروگاه‌ها را خیلی زود می‌توان روشن کرد.

معایب نیروگاه گازی عبارتند از:

• راندمان این نیروگاه‌ها پایین است.
• عمر این نیروگاه‌ها کوتاه است.
• هزینه برق تولیدی آنها بالاست.
• رنج تولید انرژی این نیروگاه‌ها پایین است.

نیروگاه سیکل ترکیبی

نیروگاه سیکل ترکیبی به نیروگاه‌هایی گفته می‌شود که روند چرخه تبدیل سوخت به انرژی الکتریکی در آن‌ها به دو روش مستقیم و غیرمستقیم و به موازات یکدیگر انجام می‌شود.

در واقع در این نیروگاه‌ها انرژی الکتریکی یک بار به طور مستقیم و یکبار به کمک هدر رفت انرژی گرمایی تولید می‌شود.

ترتیب این عملکرد به گونه‌ای است که در طی آن سوخت و توربین‌ها دست به دست یکدیگر داده تا بتواند 50% برق بیشتری از حالت معمولی تولید نماید.

برای درک علت بالا رفتن راندمان در زمان استفاده از نیروگاه‌های سیکل ترکیبی بهتر است با روند تبدیل انرژی موجود در سوخت به برق در این نیروگاه‌ها آشنا شویم.

• احتراق سوخت در توربین‌های گازی

این بخش از روند تولید انرژی الکتریکی در این دسته از نیروگاه‌ها از دو مرحله زیر تشکیل می‌شود:

در ابتدا هوای فشرده شده با سوخت ترکیب می‌شود و اعمال حرارت بالا بر سوخت، باعث احتراق شده و به جریان افتادن گاز در مسیرهای اطراف توربین‌ها، آن‌ها را به چرخش در‌ می‌آورد.

با چرخش سریع توربین، ژنراتور انرژی مکانیکی ناشی از چرخش ایجاد شده را به برق تبدیل می‌کند.

• بازیابی گرما

پس از آن سیستم بازیابی گرما نیروگاه سیکل ترکیبی، ضایعات ناشی از احتراق را جمع آوری کرده و مراحل زیر به انجام می‌رسند:

ابتدا ژنراتور بخار سیستم بازیابی گرما (HRSG) گرمای جذب شده از توربین گازی را به خود جذب می‌کند.

در نیروگاه‌هایی که از این سیستم بهره نمی‌برند، این گرما از طریق اگزوز خارج شده و اتلاف بیشتری وجود خواهد داشت.

این گرما به تبخیر آب منجر خواهد شد و بخار به جریان افتاده دسته‌ای از توربین‌های بخار متصل به ژنراتورها را به چرخش در آورده و برق تولید می‌کنند.

نیروگاه برق ‌آبی:

آب به عنوان یکی از انرژی‌های تجدیدپذیر برای تولید برق، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اکنون در ایران نیروگاه‌های آبی حدود 15 درصد از کل نیروگاه‌ها را تشکیل داده‌اند.

نیروگاه‌های آبی معمولا در جاهایی احداث می‌شوند که بتوان آب را ذخیره و از آن استفاده کرد.

اغلب نیروگاه‌های آبی را در کنار سدها می‌سازند و آب را پشت سد جمع می‌کنند تا بتوانند از آن استفاده کنند.

در نیروگاه‌های آبی، آب باعث چرخش توربین شده و سپس حرکت مکانیکی به ژنراتور منتقل شده و ژنراتور به برق تبدیل می‌کند.

نیروگاه هسته‌ای:

نیروگاه هسته‌ای به تأسیسات صنعتی و نیروگاهی می‌گویند که بر پایه فناوری هسته‌ای و با کنترل فرآیند شکافت هسته‌ای، از گرمای تولید شده آن اقدام به تولید انرژی الکتریکی می‌کند.

کنترل انرژی هسته‌ای با حفظ تعادل در فرآیند شکافت هسته‌ای همراه است.

با استفاده از گرمای تولیدی برای تولید بخار آب (مانند بیشتر نیروگاه‌های گرمایی) اقدام به چرخاندن توربین‌های بخار و به دنبال آن ژنراتورها می‌کند.

در سال ۲۰۰۴ انرژی هسته‌ای در تولید کل انرژی مصرفی جهان سهمی در حدود ۶.۵٪، در تولید انرژی الکتریکی سهمی در حدود ۱۵.۷٪ داشته ‌است.

نخستین بار به وسیله انریکو فرمی در سال ۱۹۳۴ در یکی از آزمایشگاه‌های دانشگاه شیکاگو تولید شد. این اتفاق زمانی رخ داد که تیم او مشغول بمباران کردن هسته اورانیوم با نوترون بودند.

نحوه عملکرد نیروگاه اتمی:

عمل سوختن اورانیوم در داخل نیروگاه اتمی متفاوت از سوختن ذغال یا هر نوع سوخت فسیلی دیگر است.

در ‏این پدیده با ورود یک نوترون کم انرژی به داخل هسته ایزوتوپ U 235 عمل شکست انجام می‌گیرد و ‏انرژی فراوانی تولید می‌کند.

بعد از ورود نوترون به درون هسته اتم ، ناپایداری در هسته به وجود می‌آید.

بعد از ‏لحظه بسیار کوتاهی هسته اتم شکسته شده و تبدیل به دو تکه شکست و تعدادی نوترون می‌شود.

نیروگاه تلمبه ذخیره‌ای:

نیروگاه تلمبه‎ ذخیره‎‌ای نوعی نیروگاه است که برای استفاده از برق مازاد بر مصرف و بازتولید این برق در زمان‌‎هایی که تقاضای مصرف زیاد است به کار می‎‌رود.

نیروگاه های تلمبه ذخیره‌ای از انواع نیروگاه‌های برقابی هستند.

با عملکرد موتوری (پمپاژ آب به سد بالا دست) طی ساعات کم باری شبکه برق از یکسو و تولید برق در شرایط پیک بار سیستم از سوی دیگر می‌توانند نقش موثری در بهبود عملکرد سیستم تولید داشته باشند.

نیروگاه‌های تلمبه ذخیره‌ای در شب یا زما‌ن‌های کاهش تقاضا برای برق با تلمبه کردن آب از دریاچه مخزن در پائین دست به دریاچه یا مخزنی که در بالا دست و در ارتفاعی بالاتر قرار دارد انرژی را ذخیره می‌سازند.

در زمان‌هایی که مازاد مصرف وجود دارد، این انرژی پتانسیل با عبور آب از واحدهای توربین ژنراتور به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود.

از مزایای این نیروگاه‌ها عملکرد آنها در ساعات مختلف شبانه روز است.

گذشته از موضوع متعادل نمودن تولید و مصرف برق، دارای مزایای دیگری می‌باشند.

از جمله مزایای آن تنظیم انرژی، فراهم سازی خدمات جنبی، زیست محیطی و اقتصادی و…. می‌باشد.

نیروگاه بادی:

همانگونه که از نام این نیروگاه بر می‌آید، بر اساس وزش باد کار می‌کند.

به گونه ای که انرژی جنبشی باد را گرفته و تبدیل به نیروی الکتریکی می‌کند.

در به اصلاح مزرعه بادی یکی از مهمترین مسائل، ساخت نیروگاه می‌باشد.

چرا که در نهایت توان تولید شده از طریق توربین بادی به شدت به میزان باد وزیده شونده بستگی دارد.

به همین دلیل باید در بادگیرترین منطقه و ارتفاع مناسب نصب گردد.

تا بتوانیم ضریب کاری نسبت به بی‌کاری نیروگاه را افزایش دهیم و در کلام ساده‌تر در ساعات بیشتر باد برای چرخاندن توربین بادی مورد نظرمان داشته باشیم.

نیروگاه بادی کشور چین به نام نیروگاه گانسو (Gansu) در حال حاضر از 8000 مگاوات برق تولید می‌کند.

بزرگترین نیروگاه سیکل ترکیبی خاورمیانه به نام دماوند که در کشورمان با 12 واحد دارای توان تولیدی 2500مگاوات می‌باشد.

نیروگاه گانسو در سال 2012 تاسیس گردیده و قرار است تا سال 2021 توان تولیدی خود را به 20000 مگاوات برساند.

نیروگاه خورشیدی:

یکی از آرزوهای بشر کاربرد انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع نامتناهی انرژی برای مصارف بزرگ بوده است.

اشکال بزرگ در کاربرد انرژی خورشیدی متمرکز نبودن، تناوبی بودن و ثابت نبودن مقدار انرژی و نیز پایین بودن شدت تابش می‌باشد.

به دلیل پایین بودن شدت تابش انرژی خورشیدی، سطح لازم برای کسب انرژی قابل توجه، بزرگ خواهد شد.

به خاطر ثابت نبودن مقدار آن، معمولاً برای نیروگاه خورشیدی یک منبع برای ذخیره انرژی کسب شده مورد نیاز است.

همچنین به دلیل متمرکز نبودن انرژی خورشیدی، احتیاج به تجهیزاتی جهت متمرکز ساختن آن می‌باشد .

انرژی خورشیدی را می‌توان در موارد زیر مورد استفاده قرار داد:

گرمایش و سرمایش ساختمان

گرم کردن آب و پختن غذا

استریلیزه کردن وسایل بهداشتی

خشک کردن محصولات کشاورزی

شیرین کردن آب

تولید سوخت‌های شیمیایی

احتراق مواد آلی

تولید گاز هیدروژن

تولید الکتریسیته به روش فتوولتایک

تولید بخار آب برای به چرخش در آوردن یک توربین بخار

و …

نیروگاه زمین گرمایی

به‌طور کلی انرژی زمین‌ گرمایی (geothermal energy) نوعی انرژی گرمایی است که در زمین تولید و ذخیره می‌گردد.

انرژی گرمایی موجود در پوسته‌ی زمین به دلیل ماهیت تشکیل این سیاره و تجزیه‌ی رادیواکتیو مواد معدنی به صورت پیوسته حاصل می‌شود.

از انرژی زمین‌گرمایی که در دسته‌ی «انرژی‌های جایگزین» (alternative energies) دسته‌بندی می‌شود.

برای کاربردهایی مانند گرم کردن ساختمان‌های شهری و صنعتی یا تولید برق استفاده می‌کنند.

عبارت «برق زمین‌گرمایی» (geothermal power) دقیقاً به همین کاربرد تولید الکتریسیته اشاره دارد.

یکی از انواع دسته‌بندی نیروگاه‌های زمین‌گرمایی بدین‌صورت است که بر اساس نوع سیال خروجی از چاه‌های تولیدی و نیز تجهیزات مورداستفاده در سیکل نیروگاه آن‌ها را دسته‌بندی نمود.

بر این اساس نیروگاه‌های زمین‌گرمایی به سه دسته تقسیم می‌شوند که عبارت‌اند از:

1.  نیروگاه‌های که سیال خروجی از چاه بخار باشد.
2. نیروگاه‌های که سیال خروجی از چاه بخار و مایع داغ باشد.
3. نیروگاه‌های که سیال خروجی از چاه مایع داغ باشد.

نیروگاه جزر و مدی

انرژی جزر و مد را می‌توان انرژی ناشی از گرانش ماه و خورشید بر روی آب اقیانوس تعریف نمود.

تفاوت ارتفاع آب به هنگام جزر و مد را می‌توان منشا تولید انرژی در سواحل دانست.

زیرا این اختلاف اینقدر نیرو ایجاد می‌کند که بتوان یک توربین آبی را به‌ حرکت درآورد.

تولید برق در نیروگاه‌ها

نیروگاه متشکل از تأسیسات صنعتی است که اساس کار آن برای تولید انرژی الکتریکی می باشد.

از این تاسیسات برای تولید برق استفاده می‌شود.

نیروگاه‌ها با توجه به نوع تکنولوژی به کار رفته در آن‌ها و منابع انرژی در دسترس متفاوت هستند.

اساس کار یک نیروگاه تبدیل انرژی از دیگر شکل‌های آن مانند

انرژی شیمیایی

انرژی هسته‌ای

انرژی پتانسیل گرانشی و … به انرژی الکتریکی است.

وظیفه اصلی در تقریباً همه نیروگاه‌ها بر عهده ژنراتور است.

ماشین دواری که انرژی جسم سیال را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.

انرژی مورد نیاز برای چرخاندن یک ژنراتور از راه‌های مختلفی تأمین می‌شود.

اکثرا به منظور حداکثرشدن راندمان و حداقل نمودن هزینه‌ها و همچنین میزان دسترسی به منابع مختلف انرژی در آن منطقه و دانش فنی گروه سازنده بستگی دارد.

در مورد تاريخچه صنعت سیم و کابل در جهان تقریبا می‌توان گفت بشر از سال 1876 انديشه توليد كابل با روكش لاستيكي را که در سر می‌پرواند به مرحله اجرا درآورد.

در آن سال چند رشته سيم مسي را به هم می‌تاباندند و با نوعي كائوچوي طبيعي روكش مي‌كردند.

در سال‌هاي اولیه دهه 1880 كابل‌هاي ساخته شد كه با مواد نفوذناپذير در برابر آب عايق و روكش شدند.

بدين ترتيب مي‌توان ادعا كرد كه صنعت كابل‌سازي، نزديك به 125 سال قدمت تاریخی دارد.

با اختراع سیم و کابل برای برق کشی ساختمان‌ها و روشنایی و بسیاری از کارهایی که مخصوص برق و ساختمان بود و صنعتی کاران بیشماری کارهای برق را به وسیله کابل‌ها انجام می دادند.

یکسری از کابل‌های فشار قوی و ضعیف که در مجاورت هم قرار می گرفتند باعث آتش سوزی می شدند.

از این‌رو با اختراع سینی کابل به وسیله ی متخصصین برای حفاظت از سیم‌ها و کابل‌ها و جلوگیری از آتش سوزی و پوسیدگی تولید شد.

این نوع سینی‌ها در ابتدا به صورت سینی فلزی تولید شدند.

در برابر رطوبت و آتش سوزی مقاومت نداشتن اما با تولید سینی کابل استیل برای جلوگیری از رطوبت و زنگ زدن این مشکل نیز حل شد.

روند تولید سیم در این صنعت را به صورت زیر می‌توان معرفی و شرح داد:

مرحله اول باریک کردن:

در این مرحله به وسیله يک دستگاه باریک کننده اولیه که مس را از 8 میلی متر به 1.01 میلی متر و بعد از آن با یک دستگاه باریک کننده با دقت بالاتر مس را تغییر سایز و به مفتول‌هایی با توجه به سفارش مصرف کننده تبدیل می‌کنند.

مرحله دوم آنيل کاری:

كليه مفتول‌های نازک شده در دستگاه باریک کننده نهایی پس از رسیدن به حد نصاب که مقدار مشخصی است آماده قرار گرفتن در کوره و آنيل شدن می‌گردد.

مرحله سوم تاباندن رشته‌های مسی به یکدیگر:

اين پروسه به وسیله دستگاه بانچر انجام می‌شود.

مواد مورد احتیاج اين مرحله مفتول‌های مسی آنيل شده روی قرقره خاص می‌باشد.

با توجه به استاندارد‌های درخواستی مشتریان مصرف کننده انجام می‌گیرد.

مرحله چهارم عايق کاری:

در اين مرحله، رشته‌های پانچ شده به عنوان مواد اوليه سازنده و گرانول به ‌عنوان ديگر ماده اصلی جهت توليد زیر پوشش کابل به کار مي رود.

فرآورده توليد شده توسط دستگاه اکسترودر، با توجه به اینکه محصول نهایی چه می‌خواهد باشد، جهت بسته‌بندی به واحد ماشین‌آلات بسته‌بندی ارسال می‌گردند.

چنانچه زیر پوشش کابلی باشد، روی قرقره‌های مخصوص جمع خواهد شد تا در مرحله تاب زیر پوشش (استرندر) به کار رود.

دستگاه استرندر چیست؟

این دستگاه مورد استفاده در صنعت سیم و کابل، مفتول‌های کشیده شده با سایز معین روی قرقره‌ها جمع شده و آماده قرارگیری روی دستگاه استرندر می‌شود.

دستگاه‌های استرندر وظیفه بافت هادی‌های آلومینیومی را تا 61 رشته به عهده دارند.
طرز کار آن‌ها به این صورت است که یک رشته مفتول به عنوان مغز و هسته در مرکز قرار گرفته است.

به ترتیب 6/12/18/24 رشته مفتول به صورت حرکت راست‌گرد یا چپ‌گرد، با چرخش استرندر و طول تاب مشخصی که قابل تنظیم می باشد به دور مغزی می‌تابد.

رشته تابیده شده از یک قالب رد می‌شود که این فرآیند شکل دادن هادی‌های خروجی و سکتور کردن هادی را به عهده دارد.

عمل کمپکت سبب از بین بردن فضای خالی و حفره‌های بین رشته‌های تابیده شده می‌گردد.

در نتیجه کاهش سطح مقطع هادی را به همراه خواهد داشت.

هادی تولیدی پس از خروج وارد جمع کن شده و به صورت مرتب روی قرقره پیچیده می‌شود.

مرحله پنجم روكش زني:

استفاده از دستگاه‌هاي اكسترودر در صنعت سیم و کابل جهت عمليات روكش زني استفاده مي‌گردد.

مواد سازنده اصلي اين مرحله زیر پوشش‌های استرندر شده گرانول روكش و پودر تالك مي‌باشد.

در زیرنحوه راه اندازي و توليد كابل به شرح ذيل مي‌باشد.

اکسترودر برای جاهایی که تولید محصول به صورت یکنواخت می باشد استفاده می‌گردد.

محصولاتی مانند

• نخ و شلنگ
• سیم
• کابل
• ورق‌های‌پلاستیکی

در این گونه تولیدات با توجه به ‌یکنواختی محصول ‌‌و با توجه به قالب، معمولا جریان برق یکنواختی مورد نیاز است.

همچنین تعداد دفعات روشن وخاموش شدن دستگاه بسیار کم می‌باشد.

مرحله ششم بسته بندي:

اين مرحله از توليد كه آخرين مرحله مي‌باشد.

محصول نهايي در متراژ و شكل و نوعي كه مشتري درخواست كرده است بسته‌بندي مي‌شود.

سيم و كابل توليد شده به دو صورت قرقره‌اي و كلافي قابل تحويل به مشتري هستند.

در بسته‌بندي كلافي نيز برحسب خواست مشتري، نوع نایلکس انجام مي‌شود.

ولي درنوع اتوماتيك كلاف‌هاي سيم و كابل به صورت اتوماتيك توسط دستگاه بسته‌بندي، وکیوم مي‌شود.

فرآيند كلي توليد كابل در ايران

نظر به اينکه در صنعت سیم و کابل فرآيند توليد کابل داراي چرخه بسيار پيچيده و طولاني است.

در اين قسمت چرخه توليد سيم و کابل را به طور خلاصه توضیح می‌دهیم:

در ابتدا مفتول 8mm مس كه در قرقره‌هاي بزرگ پیچانده شده است.

در ابتدا وارد دستگاه كشش مي‌شود. اساس كار این دستگاه پروسه نورد مي‌باشد.

پس از عبور از این پروسه در قرقره‌هایی اصطلاحا “قالب” ناميده مي‌شود نازك شده و در آخر به قطرهاي بزرگ پيچيده مي‌شود.

سيم‌ها بر روي دستگاه‌هاي كشش ثانويه  انتقال يافته و در آنجا به قرقره‌هاي سیم با قطرهای باریک‌تر تبديل مي‌شود.

دليل این تبديل به قطرهاي متفاوت متناسب با حجم تقاضا در بازار  می‌باشد.

بعد از اتمام اين مرحله قرقره‌هاي سيم داخل مخزن كوره انتقال داده می‌شود.

سپس به وسیله جرثقيل برقي به داخل كوره آنيل برده مي شود.

عمليات حرارتي باعث مي‌گردد تا سيم حالت سفتی و خشک بودن خود را از دست بدهد و انعطاف پیدا کند.

در حین تابیده شدن و پیچاندن در دستگاه بانچر شكسته نشود.

دستگاه بانچر وظيفه تاباندن رشته‌هاي نازك سيم را به عهده دارد.

مرحله بعدي پوشاندن سيم توسط عايق پلاستيكي مي باشد كه توسط دستگاه اكسترودر انجام می‌شود.

مواد توسط اكسترودر، به‌صورت مذاب در آمده و روي سيم‌ها قرار داده می‌شود و پس از آن از آب عبور كرده تا سرد شوند.

سيم‌ها پس از مرحله روكش وارد دستگاه چاپ شده و مشخصات سيم و كارخانه توليد كننده روي آن چاپ مي گردد.

جهت توليد سيم‌هاي مختلف بايستي تعداد رشته‌ها و ساير مشخصات آن دقيقا تعيين گردد.

سيم‌ها پس از این مرحله به دستگاه كلاف كن هدايت مي شوند.

اين دستگاه سيم‌ها طبقه‌بندی و دسته‌بندی کرده و در كلاف‌هاي ۱۰۰ متري عرضه می‌کند.

با توجه به دستگاه‌های به کار رفته و مورد استفاده در این صنعت، از قبیل

• اکسترودر
• دستگاه پانچر

استفاده از اینورتر و دستگاه کنترل دور بسیار ضروری است.

در صنعت سیم و کابل به دلیل نیاز به راه اندازی ایمن و اینکه این صنعت نیاز به کنترل دقیق و دارای حساسیت بالایی می‌باشد.

همچنین نیاز به عملکرد سریع و آسان برای موتور را دارد نیاز به استفاده از اینورتر کاملا به طور محسوس دیده می‌شود.

استفاده از اینورتر برای كنترل دور موتورها در صنعت سیم و کابل مزایای زیادی دارد كه مهمترین آن‌ها عبارتند از:

• امکان کنترل جهت کنترل سریع و آسان موتور
• کاهش مصرف انرژی و هزینه برق
• راه اندازی ایمن که به موتور آسیب نرسد چون معمولا موتورها در حالت عادی جریان راه اندازی بالایی احتیاج دارند.
• مدهای کنترلی متنوع برای حفاظت از موتور در برابر اضافه جریان یا تغییرات ولتاژ
• تنظیم کنترل سرعت با دقت بالا برای موتور با استفاده از پارامترهای مختلف راه اندازی

صنعت نورد و فلزات به مفهوم امروزی آن، ولی در شکل‌های بسیار ابتدایی و ساختار کوچک به آغاز قرن هفدهم برمی‌گردد.

به این ترتیب که دو غلتک از جنس چدن در یک فریم قرار داده می‌شد و فلزهایی مانند قلع و سرب را نورد می‌کردند.

با وجود این‌که در صنعت نورد و فلزات قبل‌تر از این از غلتک‌هایی برای صاف کردن و پرس‌ کردن مواد استفاده می‌شد.

ولی ایده‌ استفاده از غلتک‌ها به منظور ایجاد کاهش در سطح مقطع فلز در این قرن به‌وجود آمد.

تاریخچه صنعت نورد و فلزات

بعد‌ها در صنعت نورد و فلزات سعی بر استفاده از غلتک‌های بزرگ‌تر و سنگین‌تر شد و گشتاور لازم برای به چرخش درآوردن آن‌ها بوسیله‌ی استفاده از اسب و با پره‌های آبی تأمین می‌شد.

ایده‌ ایجاد شیار روی غلتک‌ها به منظور شکل دادن به مقاطع میله‌ها و تیر‌ها نیز به همین دوران برمی‌گردد.
قفسه‌های غلتک به سرعت گام‌های تکاملی خود را پیمودند و بزودی افزون بر نورد فلزهای نرم نورد گرم فولاد نیز شدنی شد. تنگنای نیرو و توان، ایده‌ی استفاده از غلتک‌های کوچک‌تر را مطرح کرد. برخی صنعت‌گران متوجه شده بودند که نورد با غلتک‌های کوچکتر به نیرو و توان کمتری احتیاج دارد. از این رو استفاده از غلتک‌های کاری کوچک‌تر که بوسیله غلتک‌های بزرگتر پشتیبانی می‌شدند، متداول شد و در اصطلاح قفسه‌های چهار غلتکه به‌وجود آمدند.

پس از پیدایش ماشین‌های بخار، قفسه‌های نورد دوباره بزرگتر شدند و موتورهای با توان بسیار بالا، در اندازه‌های 15000 اسب برای نوردهای سنگین شمش های فولادی استفاده شده‌اند.

قفسه‌های نورد به تدریج گام‌های تکامل خود را پیمودند.

به طوری که محصولات پروسه‌ی نورد، بویژه فولادها، به مهم‌ترین محصولات فلزی در سطح جهان تبدیل شدند.

برای اغلب فراورده ها، روش‌های نورد، جایگزین دیگر روش های شکل دادن فلزها، همانند آهنگری و ریخته گری شدند.

در این راستا آشنایی با اصول طراحی مراحل نورد بسیار قابل اهمیت است.

دیگر قسمت‌های کارخانجات صنعت نورد و فلزات ، همچون کوره‌های ذوب، ماشین‌های ریخته‌گری برای آماده سازی شمش های اولیه، کوره های پیش گرم برای گرم کردن شمش‌ها، خطوط جابجایی، حمام‌های اسیدشویی، کوره‌های عملیات حرارتی، حمام‌های آبکاری، ماشین‌های بسته بندی و … نیز مراحل تغییر خود را طی کردند.

نورد فلزها:

نورد، یکی از پرکاربرد‌ترین در فرآیند تولید فرآورده‌های فلزی، بویژه فولاد هاست.

به صورتی است که عمده فرآورده‌های فلزی در سطح جهان با این روش تولید می شوند.

با پیشرفت تکنولوژی انواع فرآورده‌های فلزی به ‌ویژه فرآورده‌های فولادی را به روش نورد تولید می کنند.

مهم‌ترین ویژگی فرآیند نورد سرعت تولید آن‌هاست به گونه‌ای که حجم زیادی از فرآورده‌های فلزی از این روش تولید می‌شوند.

در صنعت نورد و فلزات نخستین هدف فرآیندهای نورد کاهش در سطح مقطع و یا ضخامت قطعه کار است.

این کار ممکن است به هر دو صورت نورد گرم و یا سرد انجام پذیرد.

برگزیدن روش به نوع، اندازه, ویژگی‌های ماده و شکل پایانی فرآورده بستگی دارد.

گوناگونی شکل و اندازه ی فرآورده‌های نورد ایجاب می‌کند که فرآیندهای نورد بصورت‌های مختلف به کار گرفته شوند.

برای نمونه نورد طولی، نورد عرضی، نورد پیچشی، نورد مقاطع و غیره.

در نورد صفحه، ورق و تسمه پهنای کار ثابت باقی می‌ماند و عمده تغییر شکل در راستای کاهش ضخامت است.

نورد گرم

نوارهای ورق لازم است که ابتدا شمش‌های ریخته‌گری شود.

در خلال چند مرحله نورد سنگین گرم به تختال‌هایی که ضخامتشان خیلی کمتر از پهنایشان است تبدیل شوند.

پهنای تختال‌ها در مراحل بعدی صنعت نورد و فلزات ، یعنی نورد گرم پایانی تغییر نخواهد کرد.

هدف نورد گرم پایانی کاهش در ضخامت و طبیعتاً افزایش طول ورق و تسمه خواهد بود.

تختال‌های بدست آمده از نورد سنگین یا پیش نورد گرم برای تولید ورق و ورقه به قفسه های نورد گرم فرستاده می‌شوند.

نورد گرم پایانی خود از چند قفسه نورد پیاپی و یا پشت سرهم تشکیل شده است.

شماره قفسه ها به طراحی خط بستگی دارد.

معمولاً این خط از 6 تا 7 قفسه ی نورد همراه با سیستم خنک کننده نهایی و دستگاه کلاف پیچ تشکیل شده است.

فرآورده های پایانی به صورت ورق، ورقه و یا نوار ورق کلاف شده می‌باشند.

همه‌ی قفسه‌های نورد گرم پایانی چهار غلتکه می‌باشند.

این کار سبب می‌شود که ضخامت و تغییرات آن در عرض ورق در هر مرحله از نورد دقیق‌تر کنترل شود.

از آن‌جا که هم‌زمان ورق در همه‌ی قفسه‌ها در حال نورد شدن است، لازم است که هماهنگی دقیقی بین سرعت غلتک‌های قفسه نسبت به یکدیگر وجود داشته باشد هر قفسه نورد به وسیله ی یک موتور برق DC با سرعت متغیر به صورت مستقل کار می‌کند و یک سیستم دقیق الکترونیکی کارکرد همه موتورهای قفسه ها را نسبت به هم هماهنگ می‌کند.

نورد سرد

ورق‌های بدست آمده از نورد گرم پس از اسیدشوئی و عملیات تکمیلی برای کاهش بیشتر ضخامت آن‌ها و دستیابی به ویژگی‌های مکانیکی بهینه به صورت سرد نورد می‌شوند.

ورق و تسمه‌های بدست آمده از نورد سرد در ضخامت‌های گوناگون از 6 تا کمتر از 1/0 میلیمتر بصورت کلاف و یا ورقه بوسیله ی قفسه نوردهای دوسویه و یا پشت سر هم تولید می‌شوند از آنجا که در شرایط کار سرد اندازه‌ی تغییر شکل در فلزها محدود می‌باشد. بنابراین برای تغییر شکل‌های بیشتر لازم است که فلز در شرایط مناسب قاب‌کاری شده تا به دلیل رخداد پدیده‌های بازیابی و تبلور مجدد و ویژگی‌های اولیه ی فلز بازسازی شوند.

مراحل خط تولید نورد

خطوط تولید نورد بسته به فضای در دسترس و همچنین به مقدار تولید و درخواست مورد نظر طراحی خاص خود را دارا می‌باشد.

ذوب انواع فولاد سه روش اصلی دارد که به شرح زیر می باشد:

•  احیاء مستقیم که کنسانتره و گندله مواد اولیه مورد نیاز آن می‌باشد. مانند فولاد مبارکه
• کوره بلند که دانه درشت مواد اولیه آن می‌باشد مانند ذوب آهن اصفهان

نکته‌ای که می‌توان به آن اشاره کرد این است که معمولا مواد اولیه از معادن و کارخانجاتی مانند گل گهر بافق خواف و غیره تامین می‌گردد.

• ذوب آهن‌هایی که مواد اولیه آن‌ها انواع مختلف آهن اوراق شده می‌باشد و در ایران تعداد زیادی کارخانه کوچک و متوسط مبادرت به این کار می‌کنند .

در کارخانه‌های صنعت نورد و فلزات معمولا شمش به ابعاد مختلف را گرفته و محصولات مختلف را تولید می کنند.

در ابتدای روند شمش‌ها را وارد کوره می‌کنند که دمای کوره ها تا 1100 درجه سانتی گراد می‌باشد.

برای این کار شمش‌ها را توسط یک جك هيدروليكی به داخل كوره‌ها هدايت می‌شود.

وقتي شمش‌ها در داخل كوره قرار گرفتند به وسيله‌ي جريان‌های گردآبي دردماي 1100 سانتی گراد جهت نورد آماده می‌شوند.

در این مرحله پس از رسيدن شمش‌ها به دمای مورد نظر جهت نورد به خط تولید ارسال می‌شود.

سپس شمش‌های پخته شده روي رول‌ها قرار می‌گیرد و به طرف مرحله رافينگ هدايت مي‌شوند.

مرحله رافينگ در سه مرحله از قطر شمش‌ها كاسته و به طول آن می‌افزاید.

مرحله آخر در صنعت نورد و فلزات قسمت آج زنی میلگردها می‌یاشد.

بعد از استند آج زنی قیچی متراژ جهت برش میلگردهای تولید شده در طول‌های مشخص بکار برده می‌شود.

میلگردهای تولیدی در زیرگیوتین‌های بسته بندی به طول 12 متری طبق استاندارد با دستگاه‌های برش داده شده است.

در مرحله آخر به صورت بندیل های 2 تنی با دستگاه بسته بندی می شوند.

دستگاه‌های مورد استفاده در صنعت نورد و فلزات

• کوره پیشگرم: پخت شمش‌ها.
• رول های کوره: انتقال شمش جهت نورد به طرف رافینگ.
• دستگاه رافینگ: جهت نورد و کاهش ابعاد شمش و افزایش طول آن.
• دستگاه رول‌های رافینگ: انتقال مواد به طرف استند.
• قیچی سرزن
• استند: که شامل قسمت‌های موتور گیربکس، گاردان، غلطک‌های مونتاژ شده، گایدهای ورودی و خروجی.
• قیچی مترا: برش میلگرد در طول‌های معین.
• خنک کاری و آماده سازی برای بسته بندی.

استفاده از اینورتر درصنعت نورد و مورد استفاده آن:

در صنعت نورد و فلزات به دلیل نیاز به راه‌اندازی ایمن و اینکه این صنعت نیاز کنترل دقیق و با دقت گشتاور بالا دارد.

همچنین دارای حساسیت بالایی می‌باشد.

همچنین نیاز به عملکرد سریع و آسان برای موتور را دارد نیاز به استفاده از اینورتر کاملا به طور محسوس دیده می‌شود.

استفاده از اینورتر برای كنترل دور موتورها در صنعت نورد و فلزات مزایای زیادی دارد كه مهمترین آن‌ها عبارتند از:

• امکان کنترل جهت سریع و آسان موتور
• کاهش مصرف انرژی و هزینه برق
• راه‌اندازی ایمن که به موتور آسیب نرسد چون معمولا موتورها در حالت عادی جریان راه اندازی بالایی احتیاج دارند.
• مدهای کنترلی متنوع برای حفاظت از موتور در برابر اضافه جریان یا تغییرات ولتاژ
• تنظیم کنترل سرعت با دقت بالا برای موتور با استفاده از پارامترهای مختلف راه اندازی

صنعت چوب و چوب یکی از قدیمی‌ترین و ابتدایی‌ترین مصالح ساختمانی موجود در طبیعت است.

بشر در طول تاریخ از آن بهره برده‌ است.

تنها مصالح ساختمانی است که از منابع قابل تجدید به‌دست می‌آید و از مواد خوبی برای مناطق زلزله خیز می‌‌باشد.

استفاده از چوب در امور ساختمانی و معماری در دوره هخامنشیان به طور فوق‌العاده‌ای ترقی کرد.

در دوره ساسانیان از چوب برای قاب‌سازی طاق و گنبدها استفاده می‌کردند.

چوب یکی از مصالحی است که در صورت وجود مدیریت صحیح هیچوقت تمام نمی‌شود.

از جمله موادي است كه هميشه با ارزش تلقي شده و از آن در طول قرون براي مصارف و مقاصد گوناگون استفاده مي‌شود. انسان اوليه طرز شكل دادن به چوب را براي تهيه وسايل مفيد و به كمك ابزارهاي سنگي فرا گرفت.

بعد ها توانست از ابزارهاي فلزي بهره گرفته و به كمك آنها محصولات چوبي بهتري را توليد نمايد.

امروزه براي توليد مصنوعات چوبي در حجم زياد از ماشين‌هاي مختلفي استفاده مي‌شود.

براي كار با اين ماشين‌ها، همانند هر ماشين ديگري به صنعت‌گران ماهر نیاز است.

در دهه هاي اخير بعضي از كاربردهاي سنتي چوب منسوخ شده و از مواد مصالح جديدي به جاي آن استفاده شده است.

کاربردهای مهم چوب:

• استفاده از چوب در ساخت مصنوعات چوبی
• استفاده از چوب برای اعضای باربر
• برای نماسازی و تزئین
• برای کارهای کمکی در ساخت و ساز، مانند قالب سازی، چوب بست و…
• استفاده از چوب کشتی سازی، هواپیماسازی، کاغذ سازی، ابریشم و چرم مصنوعی، ساخت ابزار موسیقی و غیره

دستگاه های مورد استفاده در صنعت چوب که عمدتا برای تولید صنایع چوبی و محصول نهایی استفاده می‌شود به شرح زیر می باشد.

دراین مطلب سعی شده توضیح اجمالی از نحوه کار اینگونه دستگاه‌ها داده شود.

همچنین استفاده از اینورترها و اتوماسیون صنعتی در بهبود عملکرد و لزوم استفاده از اینورترها برای کنترل دستگاه‌های صنعت چوب ارائه داده شود.

مراحل خط تولید ( مبلمان به عنوان نمونه‌ای از سازه‌های چوبی در صنعت ) و دستگاه‌های مورد استفاده:

اول چوب‌هایی که برای تولید مبل یا دیگر صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد را از جنگل جمع آوری شد.

و در مرحله اول به وسیله دستگاه برش CNC به صورت تخته در می‌آورند.

و با توجه به اولویت برش قطعات چوب برش خورده به سوله خشک‌کن کارخانه انتقال داده شده و به مدت حداقل 2 سال نگهداری می‌کنند.

در این مرحله به کمک دستگاه رطوبت سنج در چند دوره رطوبت تخته های برش خورده را چک می‌کنند.

همچنین چندین مرحله قطعات را جابه جا می‌کنند تا در معرض هوای خشک قرار گیرد و بعد از آن وارد پروسه و چرخه تولید می‌شود.

حال اگر این چوب را بخواهند محصول نهایی خود را به صورت مبلمان وارد بازار کنند.

مراحل زیر را با دستگاه‌های صنعتی طی خواهد کرد:

• محصول اولیه (تخته های چوب) ابتدا در سالن برش به وسیله دستگاه‌های برش بر اساس نوع تولید برش می‌شود.
• با توجه به الگوهایی که برای قطعات چوب طراحی می‌شود.
• توسط دستگاه های CNC به الگوهایی که بر روی قطعات طراحی می‌شود.
• به قطعات اول محصول تبدیل می شود و بعد از آن در سالن‌های پرداخت و ابزار زنی با توجه به نوع محصول فرم گیری شده و درنهایت به شکل نهایی می‌رسند.
• در سالن بخار به وسیله دستگاه بخار کلیه قطعات و اتصالات به هم وصل می‌شوند.
• در مرحله بعد به وسیله دستگاه های مونتاژ قطعات چوب متصل شده و بعد از آن قطعات مونتاژ می‌شود.

به سالن رنگ کاری انتقال داده شده و رنگ کاری می شود.

قبل از رنگ کاری با استفاده از لیسه کاری و سنباده‌های مختلف به صورت صیقلی و نرم و صاف درآمده و آماده رنگ اولیه می‌شود. درآخر قطعات رنگ شده به قسمت دستگاه‌های جلاکاری می‌روند.

استفاده از اینورتر در صنعت چوب:

استفاده اینورتر در این گونه‌ صنایع برای دستگاه‌ها از سالیان گذشته متداول بوده است.

در گذشته از اینورترهایی با توان دو برابر موتور استفاده می‌گردید.

ولی اکنون با استفاده از چاپر و مقاومت که سبب تخلیه ولتاژ برگشتی می‌گردد، درایوی نزدیک به توان موتور استفاده می‌شود.

همچنین استفاده از اینورتر و تجهیزات جانبی اتوماسیون به عنوان ماشین مصرفی در این صنعت به بهبود عملکرد کمک می‌کند.  این تجهیزات سبب شکل‌دهی و پیکربندی یکسان مواد مورد استفاده در سازه‌‌ها و محصولات چوبی می‌شود.

استفاده از اینورتر برای كنترل دور موتورها مزایای زیادی دارد كه مهمترین آن‌ها عبارتند از:

• امکان کنترل جهت سریع و آسان موتور
• کاهش مصرف انرژی و هزینه برق
• راه اندازی ایمن که به موتور آسیب نرسد چون معمولا موتورها در حالت عادی جریان راه اندازی بالایی احتیاج دارند.
• مدهای کنترلی متنوع برای حفاظت از موتور در برابر اضافه جریان یا تغییرات ولتاژ
• تنظیم کنترل سرعت با دقت بالا برای موتور با استفاده از پارامترهای مختلف راه اندازی

صنعت آب و فاضلاب: آب مایه‌ی اصلی حیات و از ضروریات زندگی بشر است که کمبود آن انسان را با مشکلاتی جدی روبرو می کند.

مدیریت بحران دانشی است که برنامه ریزی و رعایت اصول و استانداردها در قبل، حین و بعد بحران، سهم انسان را درکنترل حوادث افزایش داده و خسارات ناشی ازرخداد یا اثرات حوادث را کاهش می‌دهد. مدیریت منابع آب به ویژه آب‌های زیرزمینی، درمناطق خشک و نیمه خشک اهمیت خاصی دارد. عوامل مختلف طبیعی و انسانی درچند دهه اخیر موجب به وجود آمدن شرایط بحرانی و افت سطح آب زیرزمینی بیشترمناطق کشور شده است.

فاضلاب چیست؟

فاضلاب یا گنداب عبارت است از آب استفاده شده‌ای که برای مصرف خاص خود قابل استفاده مجدد نیست یا به عبارتی کیفیت آن پایین‌تر از قبل می‌باشد.

این آب دارای مقادیری فضولات جامد و مایع است که از خانه‌ها، خیابان‌ها، شستشوی زمین‌ها ودر مجموع ناشی ازفعالیت‌های انسانی نظیر سرویس‌های بهداشتی، کارخانه‌ها، صنایع و کشاورزی است. چون این آب اغلب ناپاک و دارای بویی ناخوشایند است، اصطلاحا “گنداب” نامیده می‌شود.

فاضلاب از نظر منشاء آن ممکن است خانگی، صنعتی، کشاورزی یا به صورت ترکیبی باشد. از نظر خصوصیات فیزیکی شیمیایی و بیولوژیکی وقدرت آلایندگی دارای چهار حالت ضعیف، متوسط، قوی و خیلی قوی می‌باشد. اهمیت بهداشتی فاضلاب به عواملی نظیر وجود عوامل شیمیایی و عوامل بیماری‌زای زنده و مواد آلی متعفن که علاوه بر ایجاد بیماری‌های مختلف موجب تعفن و خرابی منظره محیط نیز می‌گردد، بستگی دارد.
عوامل باکتریایی نظیر ویبریو کلرا، سالمونلا تیفی، سالمونلا پاراتیفی، شیگلا، باسیل سیاه زخم، لپتوسپیرا وعوامل ویروسی نظیر انواعی ازهپاتیت‌ها، عوامل تک یاخته ای نظیرآمیب ژیاردیا و تخم انگل‌های پریاخته‌ای نظیر کرم شلاقی، آسکاریس از طریق فاضلاب و لجن فاضلاب مصرف شده باعث ایجاد بیماری می‌شود.

از نظر اقتصادی

علاوه براینکه آب تبدیل شده به فاضلاب به خودی خود غیرقابل استفاده شده است، خود نیز باعث آلودگی منبع آب سطحی و زیرزمینی می‌شود و بنابراین آب به عنوان منبع حیاتی محدود با کمبود شدیدی که درجهان دارد درمعرض تهدید قرار گرفته است. با توجه به مخاطرات بهداشتی و ملاحظات اقتصادی توجه به تولید، جمع آوری و بهسازی فاضلاب امری ضروری و اجتناب ناپذیر است. پرداختن به امر کم خطر نمودن فاضلاب و یا انجام اقداماتی در جهت صدور جواز تخلیه آن‌ها در محیط یا استفاده مجدد از فاضلاب، تصفیه فاضلاب نامیده می‌شود. سوالی است که همه کارگزاران مرتبط با امر سلامت با آن مواجه هستند و بایستی به نحو منطقی و مقتضی با این سوال و پاسخ مناسب آن آشنا باشند.

توضیحاتی در مورد علل لزوم تصفیه فاضلاب:

بیماری‌های واگیر ناشی از آلودگیهای فاضلاب مهار و بهداشت عمومی تامین گردد.
حفظ منابع آب، از طریق عدم آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی و در صورت امکان استفاده مجدد از بخش عظیمی از آب مصرف شده برای مصارف خاص نظیر فعالیت‌های کشاورزی و پرورش آبزیان.
حفظ محیط زیست ؛ فاضلاب را به روش‌های متعددی تصفیه می‌کنند. دربین این روش‌ها، تصفیه زیست شناختی، رایج تراست.

اهداف ویژه تصفیه فاضلاب:

• تثبیت مواد آلی
• تولید پساب قابل تخلیه در محیط و محافظت از محیط زیست
• استفاده مجدد از آب و مواد جامد ناشی از تصفیه فاضلاب

تجزیه و تثبیت مواد آلی موجود در فاضلاب اغلب از طریق فرایندهای زیست شناختی، به دو روش هوازی و بی‌هوازی صورت می‌گیرد.

 منشا فاضلاب می‌تواند موارد زیر باشد:

• تخلیه کارخانه‌های تصفیه فاضلاب
• آب مورد استفاده در شستشو (شستشوی شخصی، لباس، کف زمین، ظرف‌ها و غیره) که به عنوان پساب شناخته می‌شود.
• بارش باران جمع‌آوری شده در پشت بام، حیاط، جدول‌ها و غیره.(به طور کلی بدون وجود روغن یا سوخت)
• مازاد مایعات تولید شده از منابع خانگی (نوشیدنی‌ها، روغن پخت‌وپز، آفت‌کش‌ها، روغن موتور، رنگ، مایعات تمیزکننده و غیره)
• آب جاری‌شده از راه‌ها، سقف‌ها، پیاده‌روها، سنگ‌فرش‌ها (ترکیب‌شده با روغن‌ها، مدفوع حیوانات، آشغال‌ها، گازوئیل/ بنزین، سوخت دیزل یا لاستیک‌های باقی‌مانده، پس‌ماندهٔ صابون، مواد فلزیِ خارج‌شده از اگزوز وسایل نقلیه)
• نفوذ آب دریا (با حجم بالایی از نمک و میکروب)
• نفوذ مستقیم آب رودخانه (با حجم بالایی از موجودات ریز زنده)
• ورود مستقیم مایعات ساخت انسان (دفع غیرقانونی از آفت کش‌ها، روغن‌های استفاده شده و غیره)
• زه‌کشی‌های بزرگراه (روغن، مواد ضد یخ، باقی‌مانده لاستیک‌ها)
• موارد حمل شده با طوفان (تقریباً همه چیز ازجمله اتومبیل‌ها،چرخ‌های دستی خرید،درختان و غیره)
• آب سیاه (آب‌های سطحی آلوده به فاضلاب)
• زباله‌های صنعتی زهکشی‌های سایت‌های صنعتی (گل و لای، شن و ماسه، مواد قلیایی، روغن، باقی‌مانده‌های شیمیایی)
• آب‌های خنک‌کننده صنعتی (زیست‌کش،گرما،لجن‌ها،گل‌لای)
• آب‌های فرایندهای صنعتی
• زباله‌های زیست‌فروسایی یا آلی، شامل فاضلاب‌های کشتارگاه‌ها، کارخانه‌های لبنیات و بستنی.
• زباله‌های آلی یا زیست تخریب ناپذیر / سخت تخریب پذیر (داروهای شیمیایی یا آفت‌کش‌ها)
• زباله‌های با PH بالا (تولیدات اسیدی / قلیایی، آبکاری فلزات)
• زباله‌های سمی (آبکاری فلزات، تولید سیانید، تولیدات آفت کش‌ها و غیره)
• مواد جامد و نامیزه‌ها (تولیدات کاغذ، مواد غذایی، روان‌کننده‌ها و تولید روغن هیدرولیک و غیره)
• زهکشی‌های کشاورزی، مستقیم و پراکنده
• شکستگی‌های هیدرولیکی
• آب تولید شده از نفت و گاز طبیعی

کاربرد اینورتر در صنعت آب وفاضلاب و همچنین تولید آب آشامیدنی:

قطعا و به جرات می‌توان گفت اینورترهای فرکانسی دستگاهی پرکاربرد و با اهمیت در این صنعت می‌باشند.

گاها از آب‌های روی سطح زمین و یا زیرزمینی برای تولید آب آشامیدنی وغیر آشامیدنی مورداستفاده می‌گیرد.

اینورترهای فرکانسی می‌توانند به بهینه‌سازی این روند و کاهش تمامی هزینه‌ها از جمله تعمیرات و نگهداری کمک کنند.

یکی از کاربردهای متداول اینورتر کنترل پمپ‌های چاه عمیق است.

با توجه ارزیابی لحظه‌ای و داشتن سرعت مناسب، باعث بهتر کارکردن‌ پمپ‌ها می‌شود.

همچنین برای محافظت از پمپ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اینورتر نیز به‌طوری فراگیر در این صنعت مخصوصا درنمک‌زدایی برای کنترل پمپ‌های فشار بالا و همچنین بوستر پمپ‌های در رابطه با نگهداری از انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ایمنی در کار با برق از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است و قبل از انجام هر کاری باید به اصول ایمنی مربوط به آن توجه کرد. در مورد ایمنی کار با برق در فیلم‌ها و عکس‌ها و مقاله‌های فراوان تلاش بر این بوده که آگاهی لازم به افراد جهت رعایت اصول ایمنی کار با برق داده شود ولی باز هم شاهد وقوع حوادث ناشی از عدم رعایت اصول ایمنی هستیم.

برق گرفتگی جان افراد بسیاری را می‌گیرد و یا باعث خسارات بدنی جبران‌ناپذیر می‌گردد. در اینجا به این نکته اشاره می‌کنیم که طبق یک آمار در آمریکا برق گرفتگی در افرادی که سابقه بسیار بیشتری از کار با برق دارند به مراتب بالاتر است. این به این معنی است که افراد باسابقه دچار یک نوع غرور کاذب می‌شوند که آن‌ها را برق نمی گیرد و همین اشتباه باعث می‌شود که جان و یا سلامتی خود را به خطر بیندازند.

نکات مهم در ایمنی کار با برق:

• آستانه برق‌گرفتگی در انسان حدود 70 ولت می‌باشد که این مقدار می‌تواند بنابر دلایلی نظیر میزان رطوبت محیط و شرایط فیزیکی افراد متفاوت باشد.
• در کار با برق عبور جریان سبب برق‌گرفتگی می‌گردد. لذا توصیه می‌شود علی‌الخصوص در محیط‌های کارگاهی، قراردادن عایق در زیر پا تا حدودی می‌توان موثر باشد. سیم‌های پوسیده و بدنه تابلوها هم می‌تواند باعث برق‌گرفتگی شود.
• هنگام کار با وسایل برقی از قطعی برق مطمئن شوید. از قطع‌ بودن کلید اصلی به واسطه بازدید با ابزار متفاوت مانند فازمتر، ولت‌متر و حتی تستر اطمینان حاصل نمایید. زیرا گاها پس از قطع برق به علت گیر کردن کنتاکت در یک کلید و یا وجود خازن‌هایی که دشارژ نشده‌اند و یا فاز برگشتی از جای دیگر، برق‌گرفتگی اتفاق افتاده است.

نکات مهم در ایمنی کار:

• نصب فیوز مناسب و وجود سیستم ارت حداقل‌های یک سیستم برقی می‌باشد.
• سیستم ارت باید مرتب تست و بازرسی گردد. وصل یک سیم به یک وسیله دلیلی بر اینکه آن سیستم دارای ارت خوب است، نیست .
• ابزاری که با آن کار می‌کنیم از عایق سالمی برخوردار باشد. بعضا دیده شده یک ابزار معمولی مانند انبردست در اثر افتادن و اصابت با زمین باعث خرابی و شکستگی عایق دسته شده است.
• بی‌توجهی به این نکته کوچک باعث برق‌گرفتگی شده است.
•  برق‌کار نباید  انگشتر و ساعت فلزی و گردنبند داشته باشد. این اشیا باعث افزایش شدت برق‌گرفتگی حتی در تماس‌های لحظه‌ای می‌گردد.
• پس از اطمینان از قطع برق یک وسیله، با پشت دست به آن ضربه بزنید که در صورت داشتن برق احتمالی، رفلکس بدن به سمت خارج وسیله و دور شدن باشد. در غیر این‌صورت رفلکس به سمت اشیا حامل برق باعث افزایش شدت برق‌گرفتگی می‌‌گردد.
•  در جاهایی که سیم ولتاژ بالا به زمین وصل شده از قدم زدن درآن محوطه خودداری نمایید. (اصطلاحا به آن ولتاژ گام می‌گویند) و حرکت در آنجا باید به صورت پریدن جفت‌پا باشد.
• ولتاژهای DC مانند اینورترها و خازن‌ها شدت برق‌گرفتگی بیشتری دارند.

• افراد باتجربه باید دقت خود را بیشتر کنند. باید توجه شود که اولین اشتباه انسان آخرین اشتباه او خواهد بود.
• همیشه باید به این امر واقف بود، این خطر با گذشت زمان از بین نخواهد رفت.
• خطر برق‌گرفتگی در بدن مرطوب یک میلیون ‌بار بیشتر از بدن خشک است.
• اگر با برق سر و کار دارید، دمپایی یا کفش‌هایی با عایق خشک بپوشید.
• سعی کنید هیچ قسمتی از بدنتان به ‌طور مستقیم با زمین در تماس نباشد.
• با دست مرطوب و خیس به کلید، پریز و وسایل برقی دست نزنید.
• هنگام نظافت مراقب باشید تا آب به تجهیزات برقی و کنتور پاشیده نشود.

اقدامات لازم در صورت برق‌گرفتگی:

•  مصدوم را با یک وسیله عایق از جریان برق جدا کنید.
• بعضا دیده شده در اثر عجله و عدم استفاده از وسیله‌ عایق، تعداد مصدومین افزایش یافته است.
• باید مایعات قندی و نمکی و به آهستگی به مصدوم داده شود.
• از دادن مایعات فراوان به مصدوم خودداری فرمایید.
• تعداد ضربان قلب مصدوم را شمارش کنید و اگر نفس نداشت به او تنفس مصنوعی دهید.
• بلافاصله با ۱۱۵ تماس بگیرید.
• امکان دارد مصدوم با علائمی چون رنگ‌پریدگی، سرگیجه، رخوت، کاهش تعداد تنفس و ضربان قلب، دچار شوک شود.
• بنابراین فوری او را به پشت بخوابانید.
• پاهای او را ۲۰ سانتی‌متر (یک وجب) بالاتر از سطح بدنش قرار دهید.
• او را با یک پتو بپوشانید تا اتلاف گرمای بدن به حداقل برسد.
• گاهی برق‌گرفتگی با سوختگی همراه است. اگر سوختگی سطحی بود، موضع را با آب خنک شستشو داده و پانسمان کنید.
• اما اگر سوختگی عمیق بود، مصدوم را بلافاصله به مراکز درمانی برسانید.

مدل‌های متفاوتی از تابلو‌های برق در صنعت‌های مختلف وجود دارد. تابلو ‌‌‌برق‌ها شامل تجهیزات الکتریکی مختلفی نظیر تجهیزات حفاظتی، کنترلی، مدارات فرمان و قدرت و… می‌باشند. که این تجهیزات شامل سیستم‌های‌ کنترلی (plc، بردهای الکترونیکی و…)،کنتاکتورها، رله، بی‌متال، انواع کلیدها و… هستند. برای تابلو برق‌ها دسته‌بندی‌های مختلفی وجود دارد که در زیر برخی از آن‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد.

انواع تابلو برق از نظر نحوه عملکرد:

• تابلوهای کنترل و حفاظت:

در این تابلو‌ها از سیستم‌های کنترلی همانند plc و بردهای الکترونیکی، مدارهای اندازه‌گیری جریان موتور، مدارهای فرمان و قدرت، اینورترها و… تشکیل شده که برای کنترل موتورهای AC و DC مورد استفاده قرار می‌گیرند. این تابلوها به ‌عنوان قلب تپنده در ماشین‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند که قابلیت مانیتورینگ و حتی‌امکان تغییر برنامه را نیز ایجاد می‌کنند.

• تابلوهای بانک خازنی:

هدف از این تابلوها اصلاح ضریب قدرت شبکه می‌باشد. این تابلوها با عملکرد خود باعث کاهش توان راکتیو در سیستم شده و تلفات را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهند.

• تابلوهای توزیع:

به تمامی تابلوهایی که با هدف توزیع برق از پست برق تا مصرف‌کننده مورد استفاده قرار می‌گیرند، اطلاق می‌گردد. این تابلو ها معمولا در خطوط انتقال ضعیف، کارخانه‌ها، بیمارستان‌ها، ساختمان‌ها و… مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انواع تابلو برق از نظر سطح ولتاژ:

• تابلو فشار قوی

در این تابلوها سطح ولتاژ از 36 تا 400 کیلوولت بوده و به علت ولتاژ بالا قوس تولید شده حین کلید زنی نیز خیلی بالا می‌باشد. بنابراین ملاحظات مخصوصی هنگام طراحی تابلوبرق ولتاژ بالا نیاز است.

• تابلو فشار متوسط

این تابلوها با ولتاژ 1 تا 36 کیلوولت با تجهیزات داخلی شامل انواع کلیدهای قدرت یا دژنکتور، ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری جریان و ولتاژ، کنتاکتورهای فشار متوسط، رله، باس‌بار و سایر لوازم و تجهیزات کنترلی و غیره می‌باشند.

• تابلو فشار ضعیف

این تابلوها عموما در ابعاد بزرگتری از تابلو برق‌های خانگی ساخته می‌شوند و سطح ولتاژ آن‌ها تا 1000 ولت می‌باشد.

نکاتی در مورد تابلوبرق‌ها:

1. در تابلو برق چیدمان تجهیزات به نحوی باشد که تعمیر و تعویض قطعات به سهولت انجام گیرد.
2. کلیه کابل‌ها و سیم‌های افشان دارای کابلشو یا سرسیم مرغوب باشد.
3. در تابلوهای فشار ضعیف حداقل سطح مقطع سیم‌های کنترل 1.5 میلیمتر باشد.
4. تحت هیچ شرایطی از سیم‌های متفرقه استفاده نشود.
5. مقطع باس‌بارها یا شینه‌های نول و ارت حداقل نصف مقطع شینه‌های اصلی یا فاز باشد.
6. جریان نامی باس‌بارهای لاین اصلی، 1.5 برابر جریان نامی کلید اصلی باشد.
7. باس‌بارها یا شینه‌ها از مس الکترولیتی سخت با هدایت عالی باشد.
8. کلیه باس‌بارها یا شینه‌های اصلی در خصوص هدایت بالا و ایمنی، ایزوله یا عایق شده طبق استاندارد با ضخامت حداقل 100 میکرون رنگ شود.
9. استفاده از شیرینگ حرارتی استاندارد به جای رنگ بلامانع می‌باشد.
10. کلیه هواکش‌های تهویه تابلو مجهز به فیلتر بوده است.
11. هواکش‌های ورودی هوا در ناحیه پایین و خروجی‌های هوا در بالای تابلو تعبیه گردد.
12. متناسب با شرایط محیط نصب تابلو، در صورت وجود رطوبت، هیتر دائم‌کار با ترموستات و در صورت گرمای بالای 50-40 درجه سانتیگراد، کولر گازی در تابلو تعبیه گردد.
13. قطعات اسکلت تابلو‌ها بایستی چربگیری و فسفات‌کاری و شستشو و سپس رنگ کوره‌ای اعمال شود.
14. ضخامت و نوع رنگ تابلو‌ها طبق استاندارد بوده است
15.  از نظر شکنندگی و سختی، مقاومت کافی داشته باشد.
16. کلیه تجهیزات الکتریکال، قدرت، کنترل، اندازه‌گیری،‌‌ ترمینال‌های ورودی و خروجی مجهز به کد شناسایی حکاکی منطبق بر نقشه‌های الکتریکال باشد.