تغییر ولتاژ باعث بالا رفتن دمای تجهیز، سوختن فیوز، داشتن اضافه بار و به وجود آمدن شرایط حساس می شود. رله کنترل فاز به عنوان یک تجهیز کنترلی ساده در انواع مختلفی طراحی و روانه بازار شده است و به دلیل نصب ساده و منطبق بودن با کاربرد های سه فاز به عنوان یک جز اصلی در تابلو برق محسوب می شود. در این مقاله ضمن آشنایی با رله کنترل فاز و انواع آن، کاربرد کنترل فاز در تابلو برق و نحوه عملکرد آن را مورد بررسی قرار داده و سپس نحوه اتصال رله کنترل فاز به تابلو برق را توضیح می دهیم.

کنترل فازچیست؟

کنترل فاز یا اصطلاحا رله کنترل فاز یکی از تجهیزات حفاظتی مورد استفاده در تابلو برق است. عملکرد این دستگاه به‌صورت الکترونیکی بوده و وظیفه آن حفاظت از تجهیزات در برابر اختلالات شبکه برق می‌باشد. منظور از اختلالات کاهش / افزایش ولتاژ، عدم تقارن یا جابه‌جایی فازهاست. البته در نوع تکفاز آن، دو فاز شدن شبکه را نیز کنترل می‌کند.

1.  ولتاژ شبکه بالاتر از حد مجاز باشد
2. ولتاژ شبکه پایین‌تر از حد مجاز باشد
3. قطع یکی از فازها ( در ۳فاز )
4. جابجایی فازها  ( در ۳فاز )
5. عدم تقارن فازها ( در ۳ فاز )
6. دو فاز شدن ( در تکفاز )
7. وجود شوک‌های ناشی از قطع و وصل متوالی برق

آشنایی با قسمت های مختلف کنترل فاز

بر روی هر رله کنترل فاز تعدادی ترمینال و چراغ سیگنال نشانگر(LED)  به شرح زیر وجود دارد، توجه داشته باشید که ممکن است یک شرکت سازنده در انتخاب نام و یا شماره ترمینال و محل قرارگیری آن‌ها متفاوت عمل کند ولی به‌صورت کلی در این دستگاه با بخش‌های زیر سروکار داریم:

•  ترمینال‌های R , S , T یا L1 , L2 , L3   : ورودی سه فاز برق شبکه را به این ترمینال‌ها وصل می‌کنیم. کنترل فازها در دو مدل بدون نول و نیاز به نول تولید می‌گردند. با وصل صحیح سیم‌ها، نشانگر تغذیه روشن خواهد شد.
• Sen یا Sensivity  : پیچ تنظیم جهت مشخص نمودن میزان حساسیت دستگاه در زمان مقایسه تقارن فازها می‌باشد . به‌عبارت‌دیگر توسط آن میزان حساسیت به عدم تقارن فازها تعیین می‌گردد.
•  On Delay : پیچ تنظیم زمان انتظار در مواقعی که خطایی رخ می‌دهد یا مدار برای اولین بار روشن می‌شود.
• ترمینال ۱۵ : ورودی فرمان: به این ترمینال یک ورودی فرمان وارد می‌شود که خروجی آن را می‌توانیم در پایانه‌های ۱۸ و ۱۶ دریافت کنیم . در واقع این ورودی پایه COM رله داخلی دستگاه است.
•  ترمینال 18 : خروجی No یا نرمال باز: این خروجی در زمانی که ولتاژ سه فاز هیچ مشکلی نداشته باشند وصل می‌شود که البته در این حالت نشانگر فعال بودن رله نیز روشن است. این ترمینال به کنتاکتور وصل می‌شود.
• ترمینال 16 : خروجی NC یا نرمال بسته: این ترمینال همیشه بسته می‌باشد مگر اینکه چراغ سیگنال REL روشن باشد. در واقع در دو حالت این ترمینال بسته خواهد بود :
  1. دستگاه خاموش باشد
  2. خطایی رخ‌داده باشد و رله داخلی قطع کرده باشد. از این ترمینال می‌توان برای مانیتورینگ استفاده کرد و به PLC متصل نمود .

نشانگر خطا : معمولاً یک یا دو عدد نشانگر خطا روی کنترل فاز وجود دارد که در صورت جابجا شدن دو فاز از سه فاز یا درصورتی‌که که ولتاژ شبکه خارج از محدوده مجاز عملکردی باشد، ضمن قطع رله داخلی، نشانگر خطا روشن خواهد شد. (محدوده مجاز ولتاژ بین ۳۰۰ تا ۴۴۰ ولت در سه فاز و ۱۸۵ تا ۲۴۰ ولت در تکفاز است).

اصول کار کنترل فاز

• پس از اتصال فازها به ترمینال‌های T, S, R (و نول در صورت نیاز) دستگاه شروع به کار می‌کند. پس از اتمام زمان تأخیر تنظیم‌شده رله داخلی دستگاه وصل می‌شود). اتصال داخلی ترمینال ۱۵ به ۱۸ به یکدیگر)
• نکته:در صورتی زمان‌سنجی آغاز خواهد شد که وضعیت فازها عادی باشد.
  نکته: در صورت بروز خطا، رله خروجی قطع و هر بار پس از برطرف شدن خطا، دستگاه زمان‌سنجی را از صفر آغاز می‌کند..
  نکته: درصورتی‌که اشکالی )مانند افت ولتاژ، قطع یک‌فاز و یا جابجایی فازها ( در شبکه سه فاز پدید آید، رله داخلی قطع‌شده و نشانگر خطا روشن می‌شود ( اتصال داخلی ترمینال ۱۶ به ۱۸ به یکدیگر)

در یک ساختار صنعتی ممکن است با چندین وسیله سه فاز به شکل هم‌زمان کار کنید. مثلاً سیستمی برای کار کردن دو یا چند الکتروموتور سه فاز دارید. اما قرار نیست تا برای هر تجهیز سه فاز یک کنترل فاز تعبیه کنید. بلکه باید از یک قطعه کنترل فاز برای امنیت تمامی تجهیزات استفاده کنید. در سیم بندی کنترل فاز نیز به ‌دنبال آموزش این نکته هستیم.

رله خروجی این دستگاه قدرت قطع و وصل ۳فاز را به‌صورت مستقیم ندارد، لذا باید از یک کنتاکتور در خروجی کنترل فاز استفاده شود.

نصب کنترل فاز برای چند الکترو موتور

برای آموزش نحوه سیم بندی کنترل فاز در فیلم آموزشی زیر به ‌صورت پیش ‌فرض حضور دو موتور الکتریکی ۳ فاز را در نظر گرفته‌ایم. لذا ۲ عدد کنتاکتور، بیمتال و کلیدهای استوپ و استارت داریم و کنترل فاز فقط یکی کفایت میکند.

کنترل فاز حکم یک استپ سراسری اما اتوماتیک شده را دارد. اگر آشنایی با برق صنعتی داشته باشید، قاعدتاً از نحوه بستن مدارات استوپ استارت آگاهی کافی دارید. در چنین مدار فرمانی استوپ یک پله بالاتر از استارت بسته می‌شود تا در صورت استفاده مسیر برق تیغه‌ی نگهدارنده کنتاکتور را قطع کند. در طراحی مدار فرمان‌های برق صنعتی همیشه می‌توانیم طبقات متعددی از استوپ‌های سری شده با استارت ایجاد کنیم. در نحوه بستن کنترل فاز نیز به ‌دنبال ایجاد یک استوپ مرکزی اما سری شده با تمام استوپ های دیگر هستیم.

کنترل فاز تکفاز

مدل بالا، یک کنترل فاز سه‌فاز است. جهت افزایش امنیت منازل و ادارات و ساختمان‌های تجاری می‌توان از مدل تکفاز در ورودی ساختمان و بعد از کنتور برق استفاده کرد. این دستگاه دقیقاً مشابه محافظ برق عمل می‌کند و با نصب آن بعد از کنتور برق، دیگر نیازی به نصب جداگانه محافظ برق برای یخچال، کامپیوتر و …. نخواهد بود.