معرفی انواع تجهیزات برق صنعتی

تجهیزات برق صنعتی یکی از مهم ترین بخش ها در حیطه برق صنعتی می باشد که ما در این مقاله قصد داریم به شرح کامل آن بپردازیم و بگوییم که هر یک از تجهیزات صنعتی چه کاربردی دارند. پس در ادامه با وبلاگ کارشه همراه ما باشید.

برق صنعتی چیست؟

برق صنعتی، شاخه‌ای حیاتی از مهندسی برق، به کاربرد انرژی الکتریکی در صنعت می‌پردازد. این حوزه شامل طراحی، نصب، راه‌اندازی و نگهداری سیستم‌های الکتریکی در کارخانه‌ها، کارگاه‌ها و تاسیسات تولیدی است. تابلو برق، موتورهای الکتریکی،  PLCها و سیستم‌های اتوماسیون، از اجزای اصلی آن هستند. حفاظت از تجهیزات و ایمنی پرسنل در برابر خطرات الکتریکی، از اولویت‌های مهم برق صنعتی است.

 اتوماسیون فرآیندها، بهینه‌سازی مصرف انرژی و افزایش بهره‌وری، از اهداف کلیدی این رشته محسوب می‌شوند. دانش مدارهای الکتریکی، ماشین‌های الکتریکی و سیستم‌های کنترل، برای متخصصان این حوزه ضروری است. برق صنعتی نقش اساسی در پیشرفت و توسعه صنایع مختلف ایفا می‌کند.

انواع تجهیزات برق صنعتی

تجهیزات برق صنعتی بسیار متنوع هستند و بسته به کاربرد و نوع صنعت، دسته‌بندی‌های مختلفی دارند. در اینجا یک دسته‌بندی کلی از مهم‌ترین تجهیزات برق صنعتی را ارائه می‌دهم:

کنتاکتور

کنتاکتور یک کلید الکترومغناطیسی است که برای قطع و وصل کردن مدارهای الکتریکی قدرت، به خصوص در مدارهای با جریان بالا، استفاده می‌شود. این وسیله با استفاده از یک سیم‌پیچ الکترومغناطیسی کوچک، یک یا چند کنتاکت را باز یا بسته می‌کند. کنتاکتورها اغلب برای کنترل موتورهای الکتریکی، سیستم‌های روشنایی صنعتی، و تجهیزات گرمایشی کاربرد دارند.
مزیت اصلی کنتاکتور، امکان کنترل مدار قدرت با یک سیگنال کنترلی کوچک است که ایمنی و سهولت کار را افزایش می‌دهد. همچنین، کنتاکتورها قابلیت قطع و وصل مکرر مدار را دارند و در اتوماسیون صنعتی نقش مهمی ایفا می‌کنند.

بیمتال

بیمتال یا رله حرارتی، یک وسیله حفاظتی در مدارهای الکتریکی است که برای محافظت از موتورها و سایر تجهیزات در برابر اضافه بار استفاده می‌شود. این رله از دو فلز با ضرایب انبساط حرارتی متفاوت تشکیل شده که به هم متصل شده‌اند. با عبور جریان بیش از حد، بیمتال گرم شده و خم می‌شود.
 این خم شدن، مکانیسمی را فعال می‌کند که مدار را قطع کرده و از آسیب دیدن تجهیزات جلوگیری می‌کند. بیمتال‌ها معمولاً قابل تنظیم هستند تا بتوان آن‌ها را با جریان نامی موتور تطبیق داد.

اینورتر

اینورتر یا درایو فرکانس متغیر (VFD)، دستگاهی الکترونیکی است که جریان مستقیم (DC) را به جریان متناوب (AC) با ولتاژ و فرکانس قابل تنظیم تبدیل می‌کند. این قابلیت به اینورتر اجازه می‌دهد تا سرعت موتورهای AC را به صورت دقیق کنترل کند. از اینورترها برای بهینه‌سازی مصرف انرژی، کنترل دقیق فرآیندها و افزایش طول عمر تجهیزات استفاده می‌شود.
 در صنایع مختلف، اینورترها کاربردهای گسترده‌ای دارند، از جمله کنترل پمپ‌ها، فن‌ها، نوار نقاله‌ها و سایر ماشین‌آلات صنعتی. با استفاده از اینورتر، می‌توان گشتاور موتور را نیز کنترل کرد و از آسیب دیدن تجهیزات جلوگیری کرد.

درایو DC و AC

درایوهای DC و AC، تجهیزاتی هستند که سرعت و گشتاور موتورهای الکتریکی DC و AC را کنترل می‌کنند.  درایوهای DC معمولا برای موتورهای DC و درایوهای AC برای موتورهای AC به کار می‌روند. این درایوها با تنظیم ولتاژ و فرکانس جریان،  عملکرد موتور را کنترل می‌کنند.  به طور کلی، درایوهای AC پیچیده‌تر و انعطاف‌پذیرتر از درایوهای DC هستند.  کاربردهای مختلفی در صنایع گوناگون دارند.

سافت استارت

سافت استارت، یک مدار الکترونیکی است که به منظور کنترل نرم و تدریجی راه اندازی موتورهای الکتریکی استفاده می شود. این مدار، جریان اولیه موتور را محدود کرده و از شوک های الکتریکی جلوگیری می کند. همچنین سافت استارت، باعث افزایش عمر موتور و کاهش استهلاک آن می شود. این سیستم با تنظیم تدریجی ولتاژ، شتاب موتور را کنترل می کند. در نهایت، راه اندازی نرم و ایمن موتور را تضمین می کند.

رله کنترل فاز

رله کنترل فاز یک دستگاه حفاظتی است که برای محافظت از تجهیزات الکتریکی در برابر اختلالات ناشی از تغییرات ولتاژ و جریان در سیستم‌های سه فاز استفاده می‌شود. این رله با نظارت بر پارامترهایی مانند عدم تقارن فاز، کاهش یا افزایش ولتاژ، و قطع فاز، در صورت بروز مشکل، مدار را قطع می‌کند تا از آسیب دیدن تجهیزات جلوگیری شود. به عبارت ساده‌تر، رله کنترل فاز مانند یک نگهبان برای سیستم برق شما عمل می‌کند و در صورت بروز خطر، به سرعت وارد عمل می‌شود.

چراغ سیگنال

چراغ سیگنال یا چراغ راهنمایی، وسیله‌ای است که برای کنترل ترافیک در تقاطع‌ها و معابر استفاده می‌شود. این چراغ‌ها با استفاده از رنگ‌های مختلف (معمولاً قرمز، زرد و سبز) به رانندگان و عابران پیاده دستور می‌دهند که چه زمانی حرکت کنند، چه زمانی احتیاط کنند و چه زمانی توقف کنند. هدف اصلی از استفاده از چراغ سیگنال، افزایش ایمنی و کاهش تصادفات در خیابان‌ها و جاده‌ها است. این چراغ‌ها به نظم‌دهی ترافیک کمک می‌کنند و از ایجاد بی‌نظمی و هرج و مرج جلوگیری می‌کنند.

کنتاکتور خلا

کنتاکتور خلاء نوعی کلید الکترومغناطیسی است که برای قطع و وصل کردن جریان الکتریکی در مدارهای فشار متوسط و قوی استفاده می‌شود. تفاوت اصلی آن با کنتاکتورهای معمولی، استفاده از محفظه خلاء برای خاموش کردن آرک الکتریکی است که هنگام قطع و وصل جریان ایجاد می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود کنتاکتورهای خلاء عمر طولانی‌تری داشته باشند و نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری داشته باشند. همچنین، به دلیل خاموش کردن سریع آرک، عملکرد ایمن‌تری دارند و برای کاربردهایی مانند موتورهای الکتریکی بزرگ و بانک‌های خازنی مناسب هستند.

فیوز

فیوز یک وسیله حفاظتی الکتریکی است که برای محافظت از مدار در برابر جریان‌های بیش از حد (اضافه بار یا اتصال کوتاه) استفاده می‌شود. به زبان ساده، فیوز یک سیم نازک است که وقتی جریان زیادی از آن عبور کند، ذوب می‌شود و مدار را قطع می‌کند. این کار از آسیب دیدن تجهیزات الکتریکی و آتش‌سوزی جلوگیری می‌کند. فیوزها در انواع مختلف و با آمپرهای گوناگون تولید می‌شوند و بر اساس ولتاژ و جریانی که تحمل می‌کنند، انتخاب می‌شوند.

کلیدها

در برق صنعتی، کلیدها نقش حیاتی در قطع و وصل مدارهای الکتریکی و حفاظت از تجهیزات دارند. انواع اصلی کلیدها شامل کلیدهای دستی (مانند کلیدهای غلتکی و اهرمی) برای قطع و وصل ساده مدار، کلیدهای اتوماتیک (مانند MCB و MCCB) برای حفاظت در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه، کنتاکتورها برای کنترل از راه دور مدارهای قدرت، و کلیدهای قدرت (مانند SF6 و خلاء) برای ولتاژهای بالا و جریان‌های سنگین هستند. هر کدام از این کلیدها ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند و بر اساس نیازهای مدار و تجهیزات انتخاب می‌شوند.

رله 

رله‌ها در برق صنعتی، کلیدهای الکترومغناطیسی هستند که با دریافت سیگنال الکتریکی، یک یا چند مدار دیگر را باز یا بسته می‌کنند. انواع مختلفی از رله‌ها وجود دارد که هر کدام برای کاربرد خاصی طراحی شده‌اند. رله‌های حفاظتی برای حفاظت از تجهیزات در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه استفاده می‌شوند. رله‌های زمانی (تایمر) برای ایجاد تاخیر در عملکرد مدارها کاربرد دارند.
رله‌های کنترلی برای کنترل و اتوماسیون فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شوند و رله‌های SSR (Solid State Relay) نوعی رله حالت جامد هستند که با قطعات الکترونیکی کار می‌کنند و عمر طولانی‌تری دارند. انتخاب نوع رله مناسب بستگی به نیاز و کاربرد مورد نظر دارد.

اهمیت تجهیزات برق صنعتی

تجهیزات برق صنعتی، قلب تپنده هر کارخانه و واحد تولیدی هستند. اهمیت آن‌ها در موارد زیر خلاصه می‌شود:

• تداوم تولید: این تجهیزات با تامین انرژی الکتریکی مطمئن و پایدار، از توقف خطوط تولید جلوگیری می‌کنند و به تداوم فعالیت کارخانه کمک می‌کنند.
• حفاظت از تجهیزات و پرسنل: تجهیزاتی مانند رله‌های حفاظتی و کلیدهای مدارشکن، با تشخیص و قطع سریع جریان‌های غیرعادی، از آسیب دیدن سایر تجهیزات و بروز حوادث جانی جلوگیری می‌کنند.
• بهبود بهره‌وری: استفاده از تجهیزات اتوماسیون و کنترل دقیق، منجر به کاهش خطاها، افزایش سرعت تولید و در نتیجه، بهبود بهره‌وری می‌شود.
• کاهش هزینه‌ها: با استفاده از تجهیزات بهینه و با راندمان بالا، می‌توان مصرف انرژی را کاهش داد و در هزینه‌های کلی صرفه‌جویی کرد.
• ایمنی: انتخاب و نصب صحیح تجهیزات برق صنعتی، نقش کلیدی در حفظ ایمنی محیط کار و جلوگیری از حوادث ناگوار دارد.

اقدامات مهم در زمینه نگهداری و تعمیرات تجهیزات برق صنعتی

نگهداری و تعمیرات تجهیزات برق صنعتی برای اطمینان از عملکرد صحیح، افزایش طول عمر و جلوگیری از خرابی‌های ناگهانی بسیار حیاتی است. اقدامات مهم در این زمینه عبارتند از:

1. تدوین یک برنامه زمان‌بندی شده برای بازرسی‌های دوره‌ای، سرویس‌های پیشگیرانه و تعمیرات اساسی.
2. بررسی وضعیت ظاهری تجهیزات، اتصالات، عایق‌ها و عملکرد قطعات مختلف به صورت منظم و ثبت نتایج.
3. انجام اقداماتی مانند تمیزکاری، روغن‌کاری، تنظیمات و تعویض قطعات فرسوده قبل از بروز خرابی.
4. شناسایی و رفع عیوب کوچک قبل از تبدیل شدن به مشکلات بزرگتر.
5. انجام تست‌های الکتریکی، مکانیکی و حرارتی برای اطمینان از عملکرد صحیح و ایمن تجهیزات.
6. ثبت دقیق اطلاعات مربوط به تعمیرات، سرویس‌ها، آزمایش‌ها و قطعات تعویض شده برای پیگیری و تحلیل.
7. آموزش پرسنل نگهداری و تعمیرات در مورد نحوه کارکرد، عیب‌یابی و تعمیر تجهیزات.
8. استفاده از ابزارها و تجهیزات تست و اندازه‌گیری کالیبره شده و مناسب برای هر نوع تجهیز.
9. رعایت کامل نکات ایمنی در هنگام انجام تعمیرات و سرویس‌ها، استفاده از تجهیزات حفاظت فردی و اطمینان از قطع برق قبل از شروع کار.
10. نگهداری موجودی کافی از قطعات یدکی پرمصرف برای جلوگیری از تاخیر در تعمیرات.

با اجرای این اقدامات، می‌توان عمر مفید تجهیزات برق صنعتی را افزایش داد، هزینه‌های تعمیرات را کاهش داد و از توقفات ناگهانی خطوط تولید جلوگیری کرد.

مزایای نگهداری و تعمیرات صحیح تجهیزات برق صنعتی

نگهداری و تعمیرات صحیح تجهیزات برق صنعتی، مزایای بسیار زیادی برای یک واحد صنعتی به همراه دارد، از جمله:

1. افزایش طول عمر تجهیزات: با انجام بازرسی‌های منظم و سرویس‌های پیشگیرانه، می‌توان از فرسودگی زودهنگام تجهیزات جلوگیری کرد و طول عمر آن‌ها را افزایش داد.
2. کاهش خرابی‌های ناگهانی: نگهداری و تعمیرات به موقع، از بروز خرابی‌های ناگهانی و توقف خطوط تولید جلوگیری می‌کند که این امر منجر به صرفه‌جویی در هزینه‌های تعمیرات و از دست رفتن تولید می‌شود.
3. بهبود راندمان: تجهیزات سالم و تنظیم شده، با راندمان بالاتری کار می‌کنند و مصرف انرژی را کاهش می‌دهند.
4. کاهش هزینه‌های تعمیرات: با تشخیص و رفع مشکلات کوچک در مراحل اولیه، می‌توان از بروز مشکلات بزرگتر و هزینه‌های تعمیرات سنگین‌تر جلوگیری کرد.
5. افزایش ایمنی: نگهداری و تعمیرات صحیح، از بروز خطرات الکتریکی و حوادث ناشی از خرابی تجهیزات جلوگیری می‌کند و ایمنی پرسنل را تضمین می‌کند.
6. افزایش قابلیت اطمینان: با انجام بازرسی‌ها و تست‌های منظم، می‌توان از عملکرد صحیح و قابل اطمینان تجهیزات اطمینان حاصل کرد.
7. بهبود کیفیت تولید: تجهیزات سالم و دقیق، به تولید محصولات با کیفیت بالا کمک می‌کنند و از بروز خطاها و ضایعات جلوگیری می‌کنند.
8. کاهش هزینه‌های انرژی: با بهینه‌سازی عملکرد تجهیزات و کاهش تلفات انرژی، می‌توان هزینه‌های انرژی را به طور قابل توجهی کاهش داد.

به طور خلاصه، نگهداری و تعمیرات صحیح تجهیزات برق صنعتی، سرمایه‌گذاری ارزشمندی است که با افزایش طول عمر تجهیزات، کاهش هزینه‌ها، بهبود راندمان و افزایش ایمنی، به سودآوری و موفقیت یک واحد صنعتی کمک می‌کند.

استانداردهای تجهیزات برق صنعتی

استانداردهای مربوط به تجهیزات برق صنعتی بسیار گسترده هستند و توسط سازمان‌های مختلفی تدوین و منتشر می‌شوند. این استانداردها به منظور تضمین ایمنی، عملکرد صحیح، قابلیت اطمینان و سازگاری تجهیزات برق صنعتی با یکدیگر تدوین می‌شوند. برخی از مهم‌ترین استانداردها و سازمان‌های تدوین‌کننده عبارتند از:

• IEC (کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک): این سازمان، استانداردهای بین‌المللی مربوط به تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی را تدوین می‌کند. استانداردهای IEC در بسیاری از کشورها به عنوان مرجع اصلی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از استانداردهای مهم IEC عبارتند از:
  – IEC 60076: ترانسفورماتورهای قدرت
  – IEC 60947: کلیدها و تجهیزات کنترل فشار ضعیف
  – IEC 60034: ماشین‌های الکتریکی گردان
  – IEC 61439: تابلوهای فشار ضعیف و فشار متوسط
• IEEE (مؤسسه مهندسان برق و الکترونیک): این سازمان، استانداردهایی را در زمینه‌های مختلف مهندسی برق و الکترونیک تدوین می‌کند. استانداردهای IEEE در زمینه‌های حفاظت، کنترل، اتوماسیون و شبکه‌های هوشمند برق کاربرد فراوانی دارند. برخی از استانداردهای مهم IEEE عبارتند از:
  – IEEE C37.90: رله‌های حفاظتی
  – IEEE 1588: پروتکل همگام‌سازی زمان دقیق (PTP)
  – IEEE 802.3: اترنت
• ANSI (مؤسسه استانداردهای ملی آمریکا): این سازمان، استانداردهای ملی آمریکا را تدوین می‌کند. استانداردهای ANSI در بسیاری از زمینه‌ها از جمله تجهیزات برق صنعتی کاربرد دارند.
• NEMA (انجمن تولیدکنندگان تجهیزات الکتریکی ملی آمریکا): این سازمان، استانداردهایی را برای تجهیزات الکتریکی تولید شده در آمریکا تدوین می‌کند.
• استانداردهای ملی کشورها: بسیاری از کشورها، استانداردهای ملی خود را بر اساس استانداردهای بین‌المللی IEC و IEEE تدوین می‌کنند. برای مثال، استاندارد ملی ایران در زمینه تجهیزات برق صنعتی، استاندارد ISIRI است.

علاوه بر این استانداردها، استانداردهای خاصی نیز برای تجهیزات خاص مانند موتورها، ژنراتورها، کابل‌ها، باتری‌ها و غیره وجود دارد.

نتیجه گیری

تجهیزات برق صنعتی تنوع بسیار زیادی دارند و بر اساس کاربرد، ولتاژ، توان، و نوع انرژی الکتریکی که استفاده می‌کنند، دسته‌بندی می‌شوند.  این تجهیزات شامل ژنراتورها، ترانسفورماتورها، موتورها، کلیدها، تابلوهای برق، سیستم‌های کنترل، و ابزار دقیق می‌شوند.
 هر نوع از این تجهیزات برای کاربردهای خاصی طراحی شده و برای عملکرد بهینه، نیازمند رعایت استانداردهای ایمنی و فنی مربوطه هستند. در نهایت، می‌توان گفت که تجهیزات برق صنعتی بخش حیاتی و ضروری از هر سیستم تولیدی، صنعتی و یا خدماتی هستند که نقش اساسی در عملکرد صحیح و ایمن آن‌ها ایفا می‌کنند.