جدول انتخاب کنتاکتور
طبق تشخیص کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی (IEC) عیوب الکتریکی در کنترل موتور امری مهم است که برای اطمینان از ایمنی پرسنل و تجهیزات و همچنین بهره وری یک تاسیسات باید به درستی به آن پرداخته شود. داشتن راهنمای انتخاب کنتاکتور و کلید حرارتی اشنایدر نیز در همین راستا ضروری است. به همین دلیل، IEC استانداردها و روش‌های آزمایشی خاصی را برای اطمینان از ایمن بودن ترکیب دستگاه‌هایی که برای کنترل موتورها استفاده می‌شوند، ایجاد کرده است.
این اتفاق مهم از طریق “هماهنگی” حاصل می شود. «استارت هماهنگ» ترکیبی آزمایش شده از تجهیزات حفاظتی اتصال کوتاه (مانند فیوزها یا قطع کننده‌های مدار)، دستگاه‌های سوئیچینگ و دستگاه های حفاظت اضافه بار است. ترکیب دستگاه های استفاده شده در استارت موتور تحت شرایط شدید آزمایش می شود. این باعث می شود که ترکیبی بهینه و آزمایش شده از دستگاه ها با رعایت نکات ایمنی داشته باشیم.
معمولا برند ها این ترکیب را به مشتریان خود با عنوان coordinate ها پیشنهاد می دهند که حالت های مختلف را در بستن و کانفیگ یک استارتر مناسب در نظر می گیرند. ما در این مقاله قصد داریم تا ترکیب بهینه را در مورد جدول انتخاب کنتاکتور و کلید حرارتی در برند های اشنایدر و زیمنس را بدانیم.
اهمیت داشتن مجموعه استارت هماهنگ موتور (coordinated starter)
همه ما می دانیم که توقف در تولید برای هر کسب و کاری می تواند گران و حتی ویرانگر باشد. طبق گزارش ها به طور متوسط در تمام صنایع، هزینه های خرابی از 164 هزار دلار در ساعت در سال 2014 به 260 هزار دلار در ساعت در سال 2017 افزایش یافته است. این افزایش 60 درصدی تنها در 3 سال است! وقتی صحبت از خرابی به میان می‌آید، موتورها در مقایسه با دلایل دیگر سهم زیادی دارند، زیرا موتورها در بسیاری از فرآیندها، از پمپاژ گرفته تا مدیریت مواد، استفاده می‌شوند. بنابراین، خرابی در یک موتور تأثیر جدی بر بهره وری خواهد داشت.
مهمترین دلایل خرابی موتور ها
رایج ترین حالت خرابی موتور زمانی است که تحت بار بیش از حد باشد. چنین شرایطی باعث افزایش جریان شده که خود سبب گرم شدن بیش از حد می شود. این گرمای بیش از حد است که باعث ساییدگی بی‌رویه اجزای موتور شده و در نهایت منجر به خرابی موتور می‌شود. با این حال، اتصال کوتاه در موتورها بیشترین خطر را برای تجهیزات، نصب و راه اندازی و برای پرسنل ایجاد می کند. چند منبع احتمالی وجود دارد، اما هرگونه اتصال کوتاه می تواند باعث افزایش ناگهانی و عظیم جریان در زمانی به طول میلی ثانیه شود.
این حادثه می تواند کنتاکت ها را ذوب کرده و از بین ببرد، قوس الکتریکی و حتی انفجار ایجاد کند. اتصال کوتاه نه تنها می تواند باعث آسیب فیزیکی شود بلکه می تواند به راحتی منجر به آتش سوزی فاجعه آمیز شود. در واقع، تخمین زده می شود که 60 درصد آتش سوزی ها به دلیل اتصال کوتاه است. . در صورت خرابی کنتاکتور نیز ممکن است موتور دچار صدماتی شود که برای اطلاعات بیشتر می توانید به مقاله خرابی های کنتاکتور مراجعه نمایید.
فرمول محاسبه جریان کنتاکتور مناسب
برای محاسبه جریان کنتاکتور باید ابتدا توان موتور مورد نظر را داشته باشیم. برای این کار به پلاک موتور مراجعه می کنیم یا از مستندات فنی استفاده می کنیم. واحد توان باید بر حسب کیلووات (kw) باشد، بنابراین اگر واحد توان اسب بخار (hp) باشد باید آن را به کیلووات تبدیل کنیم. برای این کار کافی است توان را در عدد 746 ضرب کنیم که توان به وات بدست می آید و با تقسیم کردن آن بر 1000 توان به کیلووات مشخص می شود.
توان بر حسب اسب بخار * 746 = توان به وات
توان به وات تقسیم بر 1000= توان به کیلووات
در مرحله بعدی باید جریان موتور را بدست بیاوریم. برای این کار باید از فرمول زیر استفاده کنیم.با توجه به اهمیت و کاربرد روش ستاره مثلث در اینجا از فرمول مربوط به این روش استفاده می کنیم. که P نشان دهنده توان،V ولتاژ،I جریان و CosØ ضریب توان است.
P=√3*V*I*CosØ
حال می توانیم با جابجایی پارامتر ها جریان را بصورت زیر بدست بیاوریم:
I= P÷(√3*V*CosØ)
برای اطمینان از اینکه کنتاکتور بدرستی کار خواهد کرد و در برابر تنش هایی که ممکن است در آینده رخ دهد تا حدی مقاومت دارد از ضریب اطمینان برای محاسبه جریان آن استفاده می کنند. برای این کار ضریب بدست آمده در مرحله قبل را در عدد 1.5 ضرب می کنند. در حقیقت ما جریان را 50 درصد بیشتر در نظر می گیریم. این ضریب ممکن است برای تجهیزات مختلف در تابلو توزیع ما متفاوت باشد.
برای مثال در اینجا میخواهیم جریان یک موتور با توان 7.5 اسب بخار و ضریب توان 0.7 را محاسبه کنیم. برای اینکار ابتدا توان را به وات تبدیل می کنیم.
7.5*746= 5595 وات
I= P÷(√3*V*CosØ)=5595/(√3*380*0.7)=12.14
حال نوبت آن است که جریان با ضریب اطمینان را بدست بیاوریم برای این کار جریان بدست آمده را در عدد 1.5 ضرب می کنیم.
1.5*12.14=18.21 آمپر
در اینجا مشخص شد که کنتاکتور مورد نظر ما باید 18 آمپر باشد یعنی مثلا در برند اشنایدر باید کنتاکتور LC1D18M7 را استفاده کنیم و در برند زیمنس کنتاکتور 3RT2025-1AP00 را باید انتخاب کرد. در جدول زیر می توانید کلید حرارتی معادل آن را نیز پیدا کنید.
جدول انتخاب کنتاکتور و کلید حرارتی اشنایدر
چنانچه بخواهید برای راه اندازی الکتروموتور خود کلید حرارتی و کنتاکتور اشنایدر مناسب را انتخاب کنید، به شما توصیه می کنیم که از جدول زیر که پیشنهاد برند اشنایدر در یکی از راهنماهای خود تحت عنوان Coordinated starter solutions است، استفاده نمایید. در این جدول می توانید ببینید که برای توان های مختلف موتور (در ولتاژهای متفاوت که در قسمت سمت چپ جدول آمده است)، چه جریان و چه توانی مورد نیاز شماست. حال بر این اساس می توانید در قسمت سمت راست ببینید که کدام کلید حرارتی برای حفاظت از موتور شما مناسب است. همچنین کنتاکتور مناسب این توان برای قطع و وصل مدار در آخرین ستون به شما معرفی شده است. این جدول برای موتور هایی از توان 0.06 کیلووات تا 110 کیلووات آماده شده است.
در این جدول سه پارامتر برای موتور ها ذکر شده است که در ولتاژ های متفاوت می توانید مقادیر آن ها را ببینید. اول پارامتر توان است که با حرف P جدول نشان داده شده است. مشخصه دیگر جریان نامی عملیاتی است که با حرف Ie نشان داده شده است. پارامتر سوم Iq است که جریان مورد نیاز برای کارکرد عملکرد اصلی دستگاه را اندازه گیری می کند.
| From 0.06 to 110 kW at 400/415 V: type 1 coordination | |||||||||||||||||
| Standard power ratings of 3-phase motors 50/60 Hz in category AC-3 | |||||||||||||||||
| 400/415 V | 440 V | 500 V | |||||||||||||||
| P(kW) | Ie(A) | Iq(KA) | P(kW) | Ie(A) | Iq(KA) | P(kW) | Ie(A) | Iq(KA) | MPCB Reference | current range (A) | Contactor Reference | ||||||
| 0.06 | 0.2 | 50 | 0.06 | 0.19 | 50 | – | – | – | GV2ME02 | 0.16…0.25 | LC1K06 or LC1D09 | ||||||
| 0.09 | 0.3 | 50 | 0.09 | 0.28 | 50 | – | – | – | GV2ME03 | 0.25…0.40 | LC1K06 or LC1D09 | ||||||
| 0.12 | 0.37 | 50 | GV2ME03 | ||||||||||||||
| 0.12 | 0.44 | 50 | – | – | – | – | – | – | GV2ME04 | 0.40…0.63 | LC1K06 or LC1D09 | ||||||
| 0.18 | 0.6 | 50 | 0.18 | 0.55 | 50 | – | – | – | GV2ME04 | ||||||||
| 0.25 | 0.85 | 50 | 0.25 | 0.76 | 50 | GV2ME05 | 0.63…1 | LC1K06 or LC1D09 | |||||||||
| 0.37 | 1.1 | 50 | 0.37 | 0.99 | 50 | GV2ME05 | |||||||||||
| – | – | – | – | – | – | 0.37 | 0.88 | 50 | GV2ME06 | 1…1.6 | LC1K06 or LC1D09 | ||||||
| 0.55 | 1.5 | 50 | 0.55 | 1.36 | 50 | 0.55 | 1.2 | 50 | GV2ME06 | ||||||||
| – | – | – | – | – | – | 0.75 | 1.5 | 50 | GV2ME06 | 1…1.6 | LC1K06 or LC1D09 | ||||||
| 0.75 | 1.9 | 50 | 0.75 | 1.68 | 50 | – | – | – | GV2ME07 | 1.6….2.5 | LC1K06 or LC1D09 | ||||||
| – | – | – | 1.1 | 2.37 | 50 | 1.1 | 2.2 | 50 | GV2ME07 | ||||||||
| 1.1 | 2.7 | 50 | – | – | – | 1.5 | 2.9 | 50 | GV2ME08 | 2.5…4 | LC1K06 or LC1D09 | ||||||
| 1.5 | 3.6 | 50 | 1.5 | 3.06 | 50 | 2.2 | 3.9 | 50 | GV2ME08 | ||||||||
| 2.2 | 4.9 | 50 | 2.2 | 4.42 | 50 | – | – | – | GV2ME10 | 4…6.3 | LC1K06 or LC1D09 | ||||||
| – | – | – | 3 | 5.77 | 50 | 3 | 5.2 | 50 | GV2ME10 | ||||||||
| 3 | 6.5 | 50 | – | – | – | 4 | 6.8 | 10 | GV2ME14 | 6…10 | LC1K09 or LC1D09 | ||||||
| 4 | 8.5 | 50 | 4 | 7.9 | 15 | 5.5 | 9.2 | 10 | GV2ME14 | ||||||||
| 5.5 | 11.5 | 15 | 5.5 | 10.4 | 8 | 7.5 | 12.4 | 6 | GV2ME16 | 9…14 | LC1K12 or LC1D12 | ||||||
| 7.5 | 15.5 | 15 | 7.5 | 13.7 | 8 | 9 | 13.9 | 6 | GV2ME20 | 13…18 | LC1D18 | ||||||
| – | – | – | 9 | 16.9 | 8 | – | – | – | GV2ME20 | ||||||||
| 9 | 18.1 | 15 | 11 | 20.1 | 6 | 11 | 17.6 | 4 | GV2ME21 | 17…23 | LC1D25 | ||||||
| 11 | 22 | 15 | – | – | – | 15 | 23 | 4 | GV2ME22 | 20…25 | LC1D25 | ||||||
| 15 | 29 | 10 | 15 | 26.5 | 6 | 18.5 | 28 | 4 | GV2ME32 | 24…32 | LC1D32 | ||||||
| 18.5 | 35 | 50 | 18.5 | 32.8 | 50 | 22 | 33 | 10 | GV3P40 | 30…40 | LC1D40A | ||||||
| 22 | 41 | 50 | 22 | 39 | 50 | 30 | 44 | 10 | GV3P50 | 37…50 | LC1D50A | ||||||
| 30 | 55 | 50 | 37 | 51.5 | 50 | 37 | 53 | 10 | GV3P65 | 48…65 | LC1D65A | ||||||
| – | – | – | 37 | 64 | 25 | 45 | 64 | 18 | GV7RE80 | 48…80 | LC1D65A | ||||||
| 45 | 80 | 25 | – | – | – | – | – | – | GV7RE100 | 60…100 | LC1D95 | ||||||
| – | – | – | 50 | 90 | 25 | – | – | – | GV7RE100 | 60…100 | LC1D115 | ||||||
| 55 | 97 | 25 | – | – | – | 75 | 106 | 30 | GV7RE150 | 90…150 | LC1D115 | ||||||
| 75 | 132 | 35 | 75 | 125 | 35 | 90 | 128 | 30 | GV7RE150 | 90…150 | LC1D150 | ||||||
| – | – | – | 90 | 146 | 35 | – | – | – | GV7RE150 | 90…150 | LC1F185 | ||||||
| 90 | 160 | 35 | – | – | – | 110 | 156 | 30 | GV7RE220 | 132…220 | LC1F185 | ||||||
| – | – | – | – | – | – | 132 | 184 | 30 | GV7RE220 | 132…220 | LC1F265 | ||||||
| – | – | – | 110 | 178 | 35 | 160 | 224 | 30 | GV7RE220 | 132…220 | LC1F265 | ||||||
| 110 | 195 | 35 | 132 | 215 | 35 | – | – | – | GV7RE220 | 132…220 | LC1F225 | ||||||
با در نظر گرفتن جدول فوق می توانید یک ترکیب بهینه و مناسب برای داشتن یک مجموعه هماهنگ بعنوان موتور استارتر داشته باشید. در صورتیکه حالت هایی دیگر از این ترکیب را نیاز دارید مانند ترکیب کنتاکتور با بیمتال یا در حالت های ستاره مثلث و …. می توانید کاتالوگ زیر را که نمونه کامل این راهنما است را دانلود نمایید.
جدول انتخاب کنتاکتور و کلید حرارتی زیمنس
حال اگر برای راه اندازی الکتروموتور خود از کلید حرارتی و کنتاکتور زیمنس استفاده می کنید، به شما توصیه می کنیم که از جدول زیر که پیشنهاد برند زیمنس در یکی از راهنماهای خود تحت عنوان SELECTION GUIDE modular system SIRIUS است، استفاده نمایید. همانطور که می دانید محصولات زیمنس دارای سایز بندی مخصوص خود هستند و مثلا برای بی متال با سایز S0 شما باید از کنتاکتور S0 استفاده کنید و یا در مواقعی که از ماژول های متصل کننده بین این محصولات استفاده می کنید، یکسان بودن سایز محصولات در دسته های مختلف بسیار مهم است. جدول زیر توسط زیمنس ارائه شده و در آن هم ترکیب کنتاکتور و کلید حرارتی و هم کنتاکتور و بی متال آورده شده است.
برای آگاهی از جزییات بیشتر می توانید کاتالوگ راهنمای انتخاب کنتاکتور زیمنس را دانلود نمایید.
جمع بندی
در این مقاله دیدیم که برای اطمینان از کارکرد صحیح موتور و همچنین طولانی شدن عمر این عنصر حیاتی در خط تولید بسیار مهم است که یک مجموعه موتور استارتر بهینه با توجه به روش راه اندازی الکتروموتور ها داشته باشیم. رایج ترین روش های راه اندازی موتور روش های مستقیم و ستاره مثلث هستند که در این راهنماها به جزییات انتخاب حالت های مختلف ممکن پرداخته شده است. البته راهنماهای تفصیلی تری نیز برای انتخاب یک موتور استارتر مناسب توسط این شرکت ها ارئه شده که برای جلوگیری از سردرگم شدن در اینجا به آن ها نپرداختیم. اما این فایل ها بصورت مجزا در پایین همین مطلب گذاشته شده تا در صورت نیاز به آن ها مراجعه نمایید.