کنترل بار چیست و چگونه عملکردی دارد؟

کنترل بار (کنترل توان) و یا به عبارتی پاور رگولاتور”Power regulator” وسیله ای برای کنترل توانِ بار (مخصوصاً المنت و هیتر) می باشد. از نظر لغوی فعل “regulate” به معنای تنظیم کردن می باشد. و پاور رگولاتور به معنای تنظیم کننده توان (بار) است.

این مقاله به منظور آشنایی بیشتر با کنترل بار می باشد. برای مشاهده و خرید انواع محصولات کنترل بار با مراجعه به فروشگاه برق و صنعت بین‌الملل (الکتروملل) می توانید با استفاده از فیلتر ها پاور رگولاتور مد نظر خود را انتخاب کنید و یا در صورت نیاز از مشاوران تخصصی راهنمایی دریافت کنید.

در این مقاله به بررسی کنترل توان (کنترل بار یا پاوررگولاتور) خواهیم پرداخت .

نحوه عملکرد کنترل بار چگونه است؟

به طور کلی هیتر در صنعت کاربرد فراوانی دارد. از جمله موارد کاربرد آن می توان به انواع صنایع غذایی، صنایع دارویی، صنایع شیمیایی و تمامی صنایعی که در آنها حرارت بخش مهمی از فرآیند محسوب می شود، اشاره کرد. کنترل بار تجهیزی است که به جای خاموش و روشن کردن متوالی المنت، برای ثابت نگه داشتن دمای هیتر به صورت آنالوگ و پیوسته عمل می کند. داشتن دمای ثابت در فرآیندهای صنعتی موضوعی بسیار مهمی است و کنترل بار می تواند با تغییر ولتاژ و جریان مصرف کننده (علی الخصوص هیتر و المنت) توان خروجی دستگاه را با دقت بسیار بالایی کنترل کند. برای راه اندازی المنت می توان به صورت مستقیم آن را توسط کنتاکتور به برق متصل کرد که در این روش به دلیل بالا رفتن ناگهانی دما در المنت موجوب ایجاد تنش حرارتی و در نتیجه کاهش عمر مفید المنت می گردد. در راه اندازی با پاور رگولاتور به عنوان مثال می توان در یک بازه پنج دقیقه ای (یا هر زمان دلخواهی) توان هیتر را به حداکثر خود رساند بدون اینکه هیچ گونه تنشی به المنت وارد گردد. پس از داغ شدن المنت کنترل بار می تواند با استفاده از دریافت سیگنال های آنالوگ ورودی (۴-۲۰) میلی آمپر، (۰-۱۰) ولت و یا پتانسیومتر از ترموستات یا هر وسیله کنترلی دیگری، توان را به صورت کاملا پیوسته و آنالوگ کنترل کند. درنتیجه نه تنها طول عمر المنت افزایش پیدا می کند، بلکه دقت انجام فرایند صنعتی نیز افزایش می یابد. استفاده از کنترل بار (پاوررگولاتور) در هیتر، موجب صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی و میزان برق مصرفی خواهد بود و همین امر علاوه بر صرفه اقتصادی از خرابی دستگاه تولید و توقف عملیات تولید جلوگیری می کند.

ویژگی های کنترل توان

کنترل توان قابلیت راه‌اندازی به صورت Soft Start را دارد. با استفاده از این قابلیت می‌توان شیب رسیدن دمای هیتر از حالت سرد به دمای مطلوب را تنظیم کرد. بدین ترتیب هیتر کمتر دچار تنش حرارتی شده و عمر طولانی‌تری خواهد داشت.

روش کنترل ولتاژ در کنترل بار می‌تواند به دو صورت Zero Cross Control یا Phase Angle Control انجام پذیرد. روش Zero Cross بیشتر برای بارهای اهمی و مقاومتی که ضریب توان در حد یک دارند مناسب است و روش Phase Angle برای بارهای غیر اهمی که ضریب توان کمتر از یک دارند مناسب می باشد.

کنترل توان ها در انواع تکفاز، دو فاز و سه فاز موجود هستند. برای انتخاب کنترل بار باید جریان نامی مدار و نوع سیستم تکفاز یا سه فاز را در نظر داشت.

تجهیزات جانبی قابل استفاده برای پاوررگولاتور

پاوررگولاتور حین کار باعث ایجاد گرما می شود. برای اینکه گرمای ایجاد شده توسط آن را به محیط خارج از کار انتقال دهیم می توان از هیت سینک “Heat Sink” استفاده کرد. هیت سینک قطعه ایست که باعث می‌شود پاوررگولاتور به خوبی کار خود را انجام داده و از ایجاد حرارت بالا حین کار که باعث اختلال در عملکرد آن می شود، جلوگیری گردد. هیت سینک‌ها معمولا از جنس فلز آلومینیوم هستند و در شکل‌ها و رنگبندی های متنوعی طراحی و ساخته شده اند.

مزایای استفاده از کنترل بار در مدار

• افزایش طول عمر هیتر
• کاهش برق مصرفی می گردد.
• روشن و خاموش شدن آهسته و پیوسته (راه اندازی نرم المنت)
• قابلیت محدود کردن توان هیتر. (برای جاهایی که توان هیتر بیشتر از توان مورد نظر است.)
• دارای ۳ مد کاری: ۱- کنترل فاز ۲- کنترل سیکل سینوسی ۳- خاموش و روشن می باشد.
• با استفاده از power controller و افزایش طول عمر هیتر، تعمیرات دوره‌ای کمتر شده و عمر مفید هیتر و المنت افزایش می‌یابد. همین امر باعث کاهش هزینه تعمیر و نگهداری و استمرار روند تولید می گردد.

نکات مهم در استفاده از پاور کنترلر

• حتما باید نوع ورودی و روش ارتباط با پاور رگولاتور تایید شود، در غیر این صورت باعث خرابی دستگاه می‌گردد.
• در صورتی که دستگاه به منبع تغذیه متصل است، هیچ یک از ترمینال‌های آن را لمس نکنید، زیرا ممکن است باعث برق گرفتگی شود.
• دستگاه را در محل تهویه مناسب نصب کنید.
• به ترمینال‌هایی که استفاده نمی‌شوند سیم ندهید.
• اگر جریان ولتاژ از سطح مجاز بالاتر رود باعث سوختن فیوز و یا دستگاه کنترل بار می‌گردد.
• زمانیکه از چندpower controller در کنار هم استفاده می‌کنید حتما فاصله افقی ۳۰ میلی متر و فاصله عمودی ۱۰۰ میلی متر را رعایت کنید. این فاصله تبادل گرمایی بین دستگاه‌ها را بر قرار می‌کند.
• کنترل توانها مانند سایز تجهیزات اتوماسیون صنعتی عموماً دارای فیوزهای حفاظتی از نوع Fast می باشند که در صورت بروز مشکل در مدار قدرت (المنت) و کشیده شدن بار بیش از حد، موجب حفاظت پاور رگولاتور می شوند. بدین ترتیب می توان بعد از رفع مشکل به وجود آمده نسبت به تعویض فیوزها اقدام کرد.

نکته بسیار مهمی که در آخر این مقاله باید به آن اشاره کرد این است که وسیله دیگری نیز در صنعت برق با نام کنترل بار داریم که وظیفه آن حفاظت جریان مدار می باشد. این وسیله در صورتی که جریان مدار از حد تعیین شده بیشتر گردد مدار را قطع می کند. اما تجهیزی که در اینجا به عنوان کنترل بار توضیح دادیم وظیفه کنترلی دارد و کار آن کنترل توان می باشد و از نظر فنی کاملا با کنترل بار حفاظتی متفاوت است.

امیدواریم این مقاله برای شما مفید باشد، درصورتیکه تمایل به تبادل اطلاعات و یا تبادل تجربیات خود با دیگران در این زمینه دارید، با گذاشتن دیدگاه خود ما را بهره مند سازید.