انتخاب فیوز برای اینورتر

انتخاب فیوز برای اینورتر

در صنایع مختلف از دستگاه های کوچک و بزرگ برای تولید محصولات در حجم انبوه استفاده می شود. در بسیاری از موارد که میزان تولید محصولات زیاد باشد یا دستگاه در ساعات طولانی و 24 ساعته کار می کنند، انتخاب فیوز اهمیت دارد. انتخاب و خرید دستگاه های کنترل کننده جریان دستگاه اصلی اهمیت زیادی در بهبود بهره وری دارد. در طول استفاده از دستگاه نیز ممکن است جریان دستگاه دچار نوساناتی شود که باعث اختلال در عملکرد کل دستگاه یا توقف ناگهانی آن می شود. همچنین این مشکل ممکن است باعث از کار افتادن کل دستگاه شود. به همین جهت در  دستگاه های قدرتمند لازم است که از وسیله ای به نام فیوز استفاده شود. در این مقاله به طور کامل با نحوه انتخاب فیوز برای اینورتر آشنا می شویم.

فیوز چیست؟

فیوز به قطعه ای گفته می شود که در برابر تغییرات و نوسانات غیر معمولی که در جریانات الکتریکی رخ می دهد، از آنها محافظت می کند. اگر میزان عبور جریان زیاد باشد یا اضافه بار الکتریکی در قطعه ای وجود داشته باشد، فیوز واکنش نشان می دهد. در نهایت جریان الکتریکی بر اثر این واکنش قطع می شود. عبور جریان بیش از حد از تجهیزات و وسایل برقی باعث صدمه دیدن و  خرابی دائمی می شود. با نصب فیوز در این وسایل از قطع شدن ناگهانی و خرابی آن ها جلوگیری می شود. به طور کلی  فیوز به عنوان یک قطعه محافظت کننده دارای یک رشته فلزی یا نوار نازک است که درون محفظه قرار می گیرد. فیوزها انواع مختلفی دارند که بسته به نوع نیاز و کاربرد در اختیار خریداران قرار می گیرد.

ویژگی های فیوز چیست؟

یکی از عوامل مهمی که تاثیر زیادی در بهبود بهره وری دستگاه ها دارد، طول عمر دستگاه و کیفیت آن است. با کنترل جریان بار الکتریکی می توان از آسیب دیدن وسایل الکتریکی جلوگیری کرد. همچنین باعث افزایش طول عمر و استفاده بهینه و بیشتر از آن ها شد. استفاده از فیوز با کنترل و قطع جریان برق در لحظه و به صورت فوری تاثیر زیادی در افزایش طول عمر دستگاه الکتریکی دارد. در واقع عدم استفاده از این قطعه باعث بروز خطاهای الکتریکی و اتصالات خطرناک از جمله حوادثی مثل آتش سوزی می شود. مکانیزم عملکرد فیوز بر مبنای اثر گرمایشی ناشی از جریان است. فیوز با مدار الکتریکی همواره به صورت سری اتصال دارد. به همین جهت با عبور جریان زیاد از سیم برق یا یک نوار نازک، حرارت و گرما ایجاد می شود. در نهایت سیم داخل این قطعه ذوب شده و باعث باز شدن مدار می گردد. همچنین با خراب شدن سیم بر اثر حرارت جریان الکتریکی ابتدا متوقف شده و سپس قطع می شود. در چنین شرایطی قطعه محاظفت کننده که فیوز دارد می سوزد که لازم است حتما تعویض شود.

مشخصات فنی فیوز

فیوز همانند سایر تجهیزات و وسایل الکتریکی مشخصات ویژه ای دارد. شناخت این مشخصات برای خرید بهتر و آسان تر کمک کننده است. فیوز در سیستم های الکتریکی دارای مشخصات فنی مختلفی از جمله جریان نامی ، ظرفیت قطع، افت ولتاژ، و ولتاژ نامی است. بالا بودن دمای کار دستگاه های الکتریکی باعث کم تر شدن جریان نامی و  زودتر ذوب شدن فیوز می شود. با عبور جریان بیش از حد این قطعه (فیوز) از طریق المنت آن ، باعث قطع شدن المنت آن می شود. بنابراین می توان گفت با تغییر کردن میزان ولتاژ، مقاومت الکتریکی آن کاهش می یابد.

به آخرین میزان جریانی که قابلیت عبور کردن از فیوز بدون قطع کردن آن را دارد، ظرفیت فیوز گفته می شود. منظور از جریان نامی فیوز جریانی است که مداوم و پیاپی و بدون ذوب شدن سیم قابلیت عبور از تجهیز را دارد. اندازه گیری جریان نامی بر حسب آمپر است.

انواع فیوز

فیوزها در دستگاه های الکتریکی مختلف کوچک و بزرگی مورد استفاده قرار می گیرد. به همین دلیل باید فیوز متناسب با نوع کاربرد آن، و دستگاهی که قصد استفاده از فیوز را دارد، انتخاب شود. همچنین بر اساس کارایی و خصوصیات سه فیوز مختلف برای راه اندازی موتور مورد استفاده قرار می گیرد. فیوزها بر اساس چندین معیار به چندین دسته مختلف تقسیم می شود. انواع فیوز به شرح زیر است:

• دسته بندی فیوز از نظر سرعت عملکرد:

فیوزها از نظر سرعت عملکرد به دو دسته کند کار و تند کار تقسیم می شود. به فیوزی که با عبور جریان اضافی و قطع شدن دیر هنگام فیوز واکنش ملایم از خود نشان می دهد، فیوز کندکار می گویند. مدل تند کار فیوز در مقایسه با مدل کند کار آن باعث قطع شدن جریان اضافی در زمان کوتاه می شود. در برخی موارد این فیوزها با نام   GL/Gg شناخته می شود. این نوع فیوز دارای اتصالات کوتاه و اضافه بار حرارتی به صورت 5s>3.5 * In است. استفاده عمده این فیوزها در مدار سافت استارت یا پس از خرید درایو صنعتی باعث کوردینه سازی تیپ 1 می شود. در صورتی که برای کوردینه سازی تیپ 2 باید از فیوز نیمه هادی استفاده کنید.

• فیوز با مدل مینیاتوری:

یکی از بهترین فیوزهای کاربردی برای محافظت از جریان برق اضافه و جریان اتصال کوتاه، فیوز مینیاتوری است. این نوع فیوز برای کارکرد بهتر خود از دو مکانیزم منحصر به فرد استفاده می کند. در این مدل جریان اتصال کوتاه از طریق یک سیم پیچ با قطر زیاد و دور کم قابل تشخیص است.

• دسته بندی فیوزها بر اساس ساختار:

بسیاری از تجهیزات الکتریکی از جمله فیوز، دارای چندین نوع مختلف فشنگی یا پیچی، گروهی، ساده، ذوب شو و تیغه ای است. یکی از پر کاربردترین نوع،فیوز فشنگی است. این فیوز از سه قسمت فشنگ (بدنه استوانه ای)، پایه، و کلاهک شیشه دار تشکیل می شود. نوار فلزی ذوب شونده در بدنه استوانه ای فیوز قرار دارد. در ساخت این قسمت از فیوز برای افزایش کیفیت و استفاده بهینه تر از متریال های ویژه و آلیاژها استفاده می شود. فیوزهای فشنگی نیز در مدل های فیوز فشنگی نوع D، و مدل HRC یا دارای ظرفیت قطع کنندگی بالا تولید و عرضه می شوند.

نحوه انتخاب فیوز برای اینورتر

استفاده از تجهیزات کاربردی مهمی از جمله کنتاکتور، بی متال و فیوز و … یکی از ساده ترین و ارزان ترین روش ها عملیات سوئیچ کردن و محافظت از الکتروموتور و دستگاه ها را اجرا کرد. در برخی موارد روش سوئیچ کردن و محافظت از موتور به صورت ترکیبی و صرفا برای راه اندازی الکتروموتورهای کوچک به صورت تک ضرب یا با ولتاژ کامل استفاده می گردد. جهت اتصال موتورهای الکتریکی به شبکه ، یا برای اتصال اینورتر باید از فیوز مینیاتوری، بی متال، یا فیوز کنتاکتور  مناسب استفاده شود که این فیوزها تحمل راه اندازی و جریان موتور را داشته باشد. همچنین فیوز بی متال هم باید به گونه ای انتخاب شود که زمان بروز مشکل، سریعا موتور از مدار خارج شده و کارکرد مفیدی داشته باشد. همچنین، برای راه اندازی موتور الکتریکی به جای استفاده از  فیوز، بی متال به همراه کنتاکتور، می توان از کلید حرارتی استفاده کرد. در واقع می توان بی متال و فیوز را حذف کرد.

شرایط تاثیر گذار و مهم برای انتخاب فیوز

برای خرید فیوز  لازم است که از قبل محاسبات صحیح صورت گیرد تا طول عمر مصرف کننده افزایش یابد. همچنین از برق گرفتگی یا آتش سوزی نیز جلوگیری شود. برای مثال اگر که مصرف کننده دارای جریان نامی 10 آمپر باشد، باید برای محافظت از آن از فیوز با جریان مجاز 50 آمپر استفاده کنید. با این کار صدمه ای به وسیله برقی نمی رسد. با این ویژگی اگر از فیوز 40 آمپر استفاده کنید، سیم های حاصل از جریان داغ شده و چون جریان اضافه باید به 50 آمپر برسد. با این روش باید فیوز قادر به قطع کردن مدار باشد، سیم ها ذوب می شود. در نتیجه این موضوع باعث سوختن وسیله برقی یا آتش سوزی می گردد.

به طور کلی جریان وسایل الکتریکی در شرایط مختلف الکتریکی و مکانیکی تغییر می کند. به همین دلیل اطلاع از نوع مصرف الکتروموتورها در انتخاب لوازم تجهیزاتی از جمله انتخاب فیوز برای اینورتر  اهمیت زیادی دارد. از مهم ترین شرایط تاثیر گذار برای انتخاب فیوز به موارد زیر می توان اشاره کرد:

• تاثیر دمای محیط در انتخاب فیوز برای اینورتر:

یکی از معیارهای بسیار مهمی که در انتخاب فیوز و لوازم الکتریکی تاثیر زیادی دارد، دمای محیط است. سیم حامل جریان در دمای مشخص، جریان معینی را از خود عبور می دهد. با افزایش دمای محیط مقاومت سیم افزایش پیدا می کند. در نهایت نیز جریان مجاز سیم کاهش می یابد. برای مثال جریان مجاز یک سیم در دمای 25 درجه سانتی گراد 20 آمپر است. اگر دمای محیط به 55 درجه برسد، سیم حامل جریان حدود 38 درصد از جریان استاندارد که حدود 7.6 آمپر را از خود عبور می دهد.

• حساسیت مدار:

برخی از مدارات الکتریکی که کارایی بالایی دارند، نیاز به حساسیت بالاتری دارند. برای مثال وظیفه یک الکتروموتور در واحد تولیدی استارت کار  واحدهای صنعتی  است. به همین دلیل برای بهینه شدن و افزایش عمر مفید دستگاه باید از کنتاکتورهای با رنج های بالاتر از حد نیاز و مرغوب استفاده شود. این ویژگی باعث افزایش عمر مفید کنتاکتور و ایستادگی بیشتر در شرایط مختلف است.

• جریان راه اندازی:

منظور از جریان راه اندازی جریانی است که یک مصرف کننده برای راه اندازی در لحظه وصل باید از شبکه دریافت کند. جریان راه اندازی لحظه وصل شدن حدودا 3 الی 8 برابر جریان نامی تغییر می یابد. این جریان به عوامل مختلفی از جمله به ابعاد موتور، نوع بار موتور، توان موتور، یا نوع کاری که موتور انجام می دهد، بستگی دارد. به طور کلی محافظ انتخاب شده یا فیوز باید دارای دو ویژگی زیر باشد:

• فیوز باید توانایی حفاظت از موتور در شرایط عادی را داشته باشد.
• فیوز باید هنگام اتصال به شبکه، تحمل جریان راه اندازی را داشته باشد تا مدار قطع نشود.

 

• تعداد قطع و وصل:

در  کارخانجات بزرگ موتورهای فعال بر حسب استفاده سیستم  آن مجموعه تعداد قطع و وصل های زیادی دارند. به همین دلیل باید از تجهیزات حفاظتی قوی یا کنتاکتورهای با کیفیت و با رنج بالاتر استفاده شود. چون هر وسیله برقی و الکتریکی عمر مفید  منحصر به فرد خود را دارد. پس از استفاده طولانی مدت کارایی بهینه خود را از دست می دهد. اما با انتخاب فیوز برای اینورتر و نصب آن روی دستگاه ها با افزایش تعداد دفعات قطع و وصل هم قطعات آسیبی نمی بیند.

 

روش محاسبه کردن سایز فیوز

از جمله عوامل مهم در انتخاب فیوز برای اینورتر اطلاع از سایز فیوز است. برای محاسبه کردن سایز فیوز نیز روش های مختلفی وجود دارد. همه روش ها به نتیجه یکسانی می رسد. یکی از روش های محاسبه فیوز استفاده از منحنی فیوزها و روش دیگر لحاظ کردن ضرایب ثابت در جریان کامل موتور است. همچنین نکته مهم دیگر در انتخاب فیوز توجه به جریان راه اندازی الکتروموتور در حالت تک ضرب است. در واقع اگر فیوزها با جریان نامی الکتروموتور برابر باشد، زمان راه اندازی باعث ایجاد اختلال می گردد.

همچنین اگر میزان جریان راه اندازی در حالت تک ضرب 6 برابر جریان کامل است. این میزان جریان را باید فیوز بتواند تا 5 ثانیه تحمل کند. برای اطلاع از میزان جریان الکتروموتور نیز می توانید به جداول استاندارد یا پلاک آن مراجعه کنید. اما در صورتی که به منابع بالا هم دسترسی ندارید، روش زیر را امتحان کنید:

ضریب توان، ولتاژ، توان، و راندمان الکتروموتور را مشخص کرده و در فرمول زیر قرار دهید:

P= √3 * U i* I * COSφ * ᵑ

این مقدار برای شرایط معمولی که کار دستگاه ها یا الکتروموتورها بدون اخلال انجام می شود، مناسب است. با توجه به نوع الکتروموتور ممکن است شرایط محیطی یا میزان بار، زمان راه اندازی نیاز به تغییر داشته باشد.