کنترل بار چیست؟ (معرفی انواع، کاربرد، مزایا و معایب)

رله کنترل بار یکی از تجهیزات حفاظتی برای کنترل جریان مصرف‌کننده‌های الکتریکی، به‌ویژه موتورهای الکتریکی است. این رله، جریان عبوری از موتور را زیر نظر می‌گیرد و اگر مقدار آن از حد تنظیم ‌شده بیشتر شود، مدار را قطع می‌کند. در نتیجه، از ادامه کار موتور در شرایط اضافه‌بار و آسیب ‌دیدن آن جلوگیری می‌شود. استفاده از کنترل بار در کنار تنظیم دقیق پارامترها، نقش مهمی در ارتقای ایمنی و پایداری سیستم دارد. به همین دلیل، در این مقاله با معایب و مزایا و کاربرد رله کنترل بار، نحوه حفاظت از موتور و تفاوت آن با بی‌متال و کنترل فاز آشنا می‌شوید. همچنین نقشه سیم بندی کنترل بار در مدارهای مختلف نیز در ادامه این مقاله نوشته شده است.

کنترل بار چیست؟

کنترل بار دستگاهی است که وظیفه اصلی آن محافظت از الکتروموتورها و تجهیزات تابلو برق در‌برابر جریان‌های اضافه بار است. زمانی که میزان جریان عبوری از حد مجاز بالاتر برود، سیستم بلافاصله جریان الکتریکی مدار را قطع می‌کند تا از آسیب‌دیدن مصرف‌کننده‌ها جلوگیری شود.

در خروجی کنترل بار یک رله فرمان قرار دارد؛ به همین دلیل به آن‌ رله کنترل بار می‌گویند. البته در ادبیات فنی و بازار لوازم برقی، کنترل بار با نام‌های دیگری مانند رله اضافه‌بار یا رله مانیتورینگ جریان نیز شناخته می‌شود.

رله‌های الکترونیکی اضافه‌بار یا همان EOL، نسل جدیدی از این  نوع محصولات هستند که به‌عنوان رقیب اصلی رله‌های حرارتی سنتی (TOL) در تابلوها نصب می‌شوند. ساختار الکترونیکی کنترل بار باعث کاهش استهلاک مکانیکی، افزایش طول عمر و عملکرد دقیق بدون وابستگی به دمای محیط شده است.

به طور کلی، دستگاه‌های کنترل ‌بار در انواع تک‌فاز و سه‌فاز تولید می‌شوند و در مدارهای مختلف کاربرد دارند. نحوه قرارگیری کنترل بار در مدار به‌صورت غیرمستقیم است و اندازه‌گیری جریان از طریق ترانس‌های جریان (CT) انجام می‌شود. به همین دلیل، کنترل بار معمولاً برای شبکه‌های متناوب کاربرد دارد و برای موتورهای DC استفاده نمی‌شود. این دستگاه با کمک کنتاکت‌های داخلی خود، پس از مشاهده خطای جریان، فرمان قطع (تریپ) را به کنتاکتور یا کلید اصلی می‌فرستد تا جریان برق قطع شود.

معرفی اجزای کنترل بار

رله‌های کنترل بار الکترونیکی از چند قطعه اصلی زیر تشکیل شده‌اند:

• ترانس‌های جریان داخلی (CT): سیم‌های فاز موتور مستقیم از داخل این سوراخ‌ها عبور می‌کنند. این قطعه، جریان عبوری از سیم را با استفاده از میدان مغناطیسی اندازه می‌گیرد؛ بدون اینکه نیازی به لخت کردن سیم یا برش کابل باشد.
• برد الکترونیکی و پردازنده: قلب تپنده کنترل بار است. این مدار، اطلاعات دریافتی از CTها را مداوم تحلیل می‌کند و آمپر مصرفی موتور را با عددی که تکنسین روی دستگاه تنظیم کرده است، مقایسه می‌کند.
• پیچ‌های تنظیم (پتانسیومترها): روی بدنه دو یا سه ولوم چرخشی کوچک قرار دارد. یک پیچ برای مشخص کردن سقف آمپر مجاز موتور و پیچ دیگر برای تنظیم زمان تاخیر است تا موتور موقع استارت اولیه که جریان بالایی می‌کشد، بی‌دلیل خاموش نشود.
• رله الکترومغناطیسی داخلی (بوبین، آرماتور و فنر): زمانی که اضافه بار رخ می‌دهد، برد دستگاه به بوبین رله داخلی فرمان می‌دهد. این سیم‌پیچ با ایجاد میدان مغناطیسی، زبانه متحرک (آرماتور) را جذب می‌کند تا تیغه‌ها تغییر وضعیت دهند. با قطع خطا یا ریست دستگاه، فنر بازگرداننده همه چیز را به حالت اول برمی‌گرداند.
• کنتاکت‌های خروجی (تیغه‌های فرمان): پلاتین‌هایی هستند که وارد مدار فرمان تابلو می‌شوند. تیغه بسته (NC) معمولاً سر راه بوبین کنتاکتور قرار می‌گیرد تا با بالا رفتن آمپر، بلافاصله برق موتور را قطع کند. تیغه باز (NO) هم برای روشن کردن آژیر خطر یا چراغ سیگنال خطا کاربرد دارد.
• ترمینال‌های ورودی و تغذیه: پیچ‌هایی در بالا یا پایین قاب هستند که سیم‌های فاز و نول (تغذیه خود رله) و همچنین سیم‌های مدار فرمان به آن‌ها بسته می‌شوند.
• چراغ‌های نشانگر (LED): چراغ‌های کوچک روی بدنه که وضعیت کارکرد را نشان می‌دهند؛ معمولاً یک چراغ سبز برای حالت عادی و کارکرد سالم مدار، و یک چراغ قرمز مخصوص اعلام اضافه بار و خطای جریانی است.

جدول اجزای کنترل بار (مشخصات و کاربرد)

جدول‌های زیر طبق عکس نوشته شده‌اند.

جدول مشخصات نشانگرها و ولوم‌های تنظیم کنترل بار

نحوه عملکرد کنترل بار

عملکرد این دستگاه بر‌اساس ارزیابی مداوم جریان الکتریکی است یعنی جریان هر سه فاز را به‌طور لحظه‌ای اندازه‌گیری و با مقدار تنظیم‌شده مقایسه می‌کند. عملکرد کنترل بار به‌صورت زیر است:

1. زمانی که جریان سه‌فاز از طریق ترانس‌های جریان (CT) داخلی به دستگاه می‌رسد، پارامترهای جریانی خطوط بررسی می‌شوند. این پارامتر‌ها باید در محدوده مجاز و کمتر از مقدار تنظیمی توسط اپراتور قرار داشته‌ باشند.
2. اگر در حین بررسی مشخص شود که جریان در تمام فازها در حالت نرمال و طبیعی قرار دارد، رله داخلی فعال و مدار فرمان وصل باقی می‌ماند.
3. اگر کنترل نشان دهد که جریان حداقل یکی از فازها از حد مجاز بالاتر رفته است، دستگاه پس از اتمام زمان تأخیر (Delay) به‌طور خودکار مدار را قطع می‌کند.
4. پیچ تنظیم زمان تأخیر روی کنترل بار تعبیه شده است تا از قطع ناخواسته مدار در لحظه راه‌اندازی موتور که جریان هجومی آن ۵ تا ۸ برابر جریان نامی است، جلوگیری کند.
5. پس از رفع خطای اضافه‌بار و خنک شدن سیم‌پیچ‌ها، دستگاه آماده به کار مجدد می‌شود. معمولا باتوجه به مدل، ریست به صورت دستی یا خودکار انجام خواهد شد.

به طور کلی در‌صورت بروز هرگونه شرایط اضطراری، بار توسط کنترل بار قطع می‌شود. شرایط اضطراری شامل موارد زیر هستند:

1. افزایش بار مکانیکی روی شفت الکتروموتور (اضافه‌بار مداوم)
2. قفل شدن روتور یا گیرپاژ کردن مکانیکی موتور
3. دو فاز شدن مدار در حین کار و افزایش شدید آمپر در خطوط باقی‌مانده

قیمت کنترل بار

• 
  رله کنترل بار تکفاز کتابی میکرومکس مدل KTB-DCR-1PH
  1,625,000 تومان
• 
  کنترل بار تک فاز آنالوگ برنا الکترونیک مدل OLS20
  1,900,000 تومان
• 
  کنترل بار برنا الکترونیک مدل OLM
  2,180,000 تومان
• 
  رله کنترل بار اضافه جریان 2 الی 5 آمپر میکرومکس مدل MC-1000X
  2,275,000 تومان

معرفی انواع کنترل بار

رله‌های کنترل بار در مدل‌های متنوعی طراحی و تولید می‌شوند. هر کدام از این رله‌ها بر اساس سطح حساسیت مدار، تکنولوژی ساخت و نوع خطاهایی که پوشش می‌دهند، در بخش خاصی از صنعت مورد‌استفاده قرار می‌گیرند. رایج‌ترین و کاربردی‌ترین انواع کنترل بار عبارتند ‌از:

1. کنترل بار آنالوگ ساده

رله کنترل بار آنالوگ ساده برای ارزیابی پایه و ابتدایی جریان در موتورهای الکتریکی کاربرد دارد. در این نوع رله‌ها، تنظیمات جریان و زمان تاخیر در قطع از طریق پتانسیومترهای چرخشی (کلید سلکتوری) انجام می‌شودد. عملکرد رله آنالوگ ساده بر پایه زمان ‌ثابت است. یعنی در‌صورت عبور جریان از حد مجاز، پس از سپری‌شدن مدت‌زمان تنظیم‌شده، فرمان قطع مدار را صادر می‌کند. این رله‌ها به دلیل هزینه اقتصادی و ساختار ساده، در سیستم‌هایی با حساسیت متوسط مانند الکتروپمپ‌های سبک و بالابرهای کارگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

2. کنترل بار آنالوگ پیشرفته

رله کنترل بار آنالوگ پیشرفته برای حفاظت دقیق‌تر از الکتروموتورها در برابر خطاهای چندگانه طراحی و ساخته شده است. این رله‌ها علاوه‌بر اضافه‌بار، خطاهایی مثل عدم تعادل فاز، قطع فاز و قفل شدن روتور را نیز به‌سرعت تشخیص می‌دهند. ویژگی مهم این مدل، عملکرد بر اساس منحنی زمان‌معکوس است؛ یعنی هرچه شدت اضافه‌بار بیشتر باشد، مدار با سرعت بالاتری قطع می‌شود. این نوع رله‌ها معمولا جایگزین بسیار مناسبی برای بی‌متال در تابلوهای توزیع و راه‌اندازی موتورهای صنعتی هستند.

3. کنترل بار الکترونیکی پیشرفته

رله کنترل بار الکترونیکی برای نظارت پیشرفته بر مدارهای صنعتی سنگین کاربرد دارد. این رله‌ها پایداری بالایی در برابر نویزهای محیطی دارند و مجهز به ولوم‌های تنظیمی مجزا برای جریان نامی، زمان راه‌اندازی اولیه و زمان تاخیر نهایی هستند. وجود تنظیمات زمان استارت مانع از تریپ ناخواسته رله در اثر جریان هجومی لحظه روشن‌شدن موتور می‌شود. از رله‌های الکترونیکی پیشرفته در خطوط تولید پیوسته، کمپرسورها، فن‌های بزرگ صنعتی و نوارهای نقاله سنگین استفاده می‌شود.

4. کنترل بار دیجیتال

رله کنترل بار دیجیتال مجهز به نمایشگرهای دیجیتالی (LED یا LCD) و پردازنده‌های دقیق میکروکنترلری است. این رله‌ها امکان مشاهده آنلاین و لحظه‌ای مقدار جریان عبوری از هر فاز را برای کاربر فراهم می‌کنند و خطای خط‌کشی سلکتورهای آنالوگ را ندارند. در‌صورت بروز اضافه بار، رله نوع خطا و مقدار دقیق آمپر را ثبت کرده و فرمان قطع را با بیشترین سرعت و دقت صادر می‌کند. این رله‌ها در تابلوهای برق مدرن و تاسیساتی که ثبت و قرائت دقیق پارامترهای موتور ضروری است، مورد‌استفاده قرار می‌گیرند.

5. رله اضافه بار پیشرفته هوشمند

رله اضافه بار هوشمند کامل‌ترین سطح حفاظت و مانیتورینگ موتور را ارائه می‌دهد. این رله‌ها علاوه‌بر تشخیص خطاهای جریانی، حرارت سیم‌پیچ‌ها را نیز از طریق اتصال به سنسورهای حرارتی (PTC) بررسی می‌کنند و دارای درگاه‌های ارتباطی استاندارد مانند شبکه مدباس (Modbus) هستند. این قابلیت به رله اجازه می‌دهد تا تمام داده‌های موتور را مستقیم به سیستم‌های مانیتورینگ یا PLC انتقال دهد. رله‌های اضافه بار پیشرفته معمولا در صنایع حساسی مثل نفت، گاز و پتروشیمی، خطوط مونتاژ اتوماتیک و مراکز حساس داده استفاده می‌شوند.

کاربرد رله کنترل بار

رله‌های کنترل بار در صنایع و برای مصارف مختلفی کاربرد دارند تا از بروز خسارت ناشی از اضافه جریان و مشکلات بار جلوگیری کنند. رایج‌ترین کاربردهای نصب کنترل بار عبارت‌اند‌از:

1. حفاظت از الکتروموتورها در برابر اضافه‌بار: کنترل بار با ارزیابی جریان مصرفی الکتروموتورها، در صورت افزایش آمپر ناشی از بار مکانیکی اضافی یا مشکلات شفت، مدار را قطع می‌کند. در نتیجه از سوختن سیم‌پیچ‌ها جلوگیری می‌شود.
2. تشخیص و مهار جریان‌های اتصال کوتاه و گیرپاژ: در صورت قفل شدن یا گیر کردن مکانیکی تجهیزاتی مثل انواع پمپ‌ آب و پروانه‌ها (گیرپاژ)، افزایش ناگهانی جریان را تشخیص می‌دهد و بلافاصله سیستم را متوقف می‌کند.
3. حفاظت از سیستم‌های آبرسانی و بوسترپمپ‌ها: زمانی که پمپ‌های آب یا چاه تحت فشار یا بار اضافی کار کنند، کنترل بار با قطع به‌موقع جریان از سوختن موتور جلوگیری می‌کند.
4. حفاظت از تجهیزات در خطوط تولید و نوارهای نقاله: در خطوط انتقال مواد و کانوایرها، برای جلوگیری از آسیب به موتور و گیربکس در هنگام تجمع بار یا گیر کردن مکانیکی قطعات از کنترل بار استفاده می‌شود.
5. حفاظت از کمپرسورها و سیستم‌های تهویه مطبوع: چنین ابزارهایی در چیلرها و سیستم‌های برودتی برای جلوگیری از آسیب به موتور کمپرسور در اثر افزایش بار یا افت راندمان مکانیکی نصب می‌شوند.
6. جلوگیری از آسیب‌های ناشی از دوفاز شدن: رله کنترل بار با اندازه‌گیری دقیق جریان فازها، شرایط نامتقارن یا خطاهای ناشی از قطع یکی از فازها را شناسایی می‌کند. در نتیجه پیش از آسیب به مصرف‌کننده، فرمان قطع را می‌دهد.

خطرات ناشی از عدم استفاده از کنترل بار

اغلب فکر می‌کنند که فیوزها و کلید مینیاتوری از موتور در برابر هر خطری محافظت می‌کنند، اما این کلیدها فقط برای رفع خطای اتصال کوتاه طراحی شده‌اند و اضافه‌بارهای تدریجی را تشخیص نمی‌دهند. نبود کنترل بار در تابلو برق پیامدهای ناگوار زیر را به همراه دارد:

• سوختن سیم‌پیچ الکتروموتور: اگر به هر دلیلی بار مکانیکی موتور زیاد شود و جریان بالا برود، فیوز مینیاتوری مدار را قطع نمی‌کند. ادامه این روند باعث بالا رفتن حرارت و سوختن سیم‌پیچ می‌شود.
• آسیب به قطعات مکانیکی: هنگام گیرپاژ کردن شفت یا قفل شدن پمپ، اگر مدار به‌موقع قطع نشود، فشار گشتاور به گیربکس، کوپلینگ، شفت و پروانه‌ها آسیب می‌زند.
• داغ شدن سیم و کابل و بلوک‌های ترمینال‌: عبور جریان مداوم بیش از حد نامی، کابل‌های برق را داغ و عایق آن‌ها را در مسیر یا داخل تابلو ذوب می‌کند.
• خرابی پلاتین‌های کنتاکتور: آمپراژ بالا و کارکرد مداوم در شرایط بار اضافی، پلاتین‌های کنتاکتور را دچار قوس الکتریکی و خال‌زدن می‌کند.
• توقف خط تولید و هزینه سیم‌پیچی: سوختن موتور علاوه بر هزینه سیم‌پیچی مجدد، باعث خاموشی دستگاه و توقف کار می‌شود.

رنج کنترل بار چیست؟

رنج کنترل بار به محدوده جریانی گفته می‌شود که رله قادر به اندازه‌گیری و کنترل آن است. با تنظیم جریان مجاز روی رله، مشخص می‌کنند که اگر جریان مدار از حد تعیین‌شده بیشتر یا کمتر شد، رله فرمان قطع صادر کند. به همین دلیل، هنگام انتخاب کنترل بار باید رنج دستگاه با جریان کاری موتور یا مصرف‌کننده متناسب باشد؛ در غیر این صورت، رله یا به‌درستی از مدار محافظت نمی‌کند یا بی‌مورد آن را قطع می‌کند.

چطور رنج مناسب کنترل بار را انتخاب کنیم؟

ملاک اصلی برای انتخاب رنج کنترل بار، جریان نامی موتور است؛ یعنی همان عددی که روی پلاک موتور به عنوان جریان مصرفی عادی درج شده است. کنترل بارها در بازار معمولاً در دو دسته کلی عرضه می‌شوند:

1. مدل‌های مستقیم (بدون ترانس)

این نوع دستگاه‌ها برای جریان‌های پایین‌تر مانند رنج‌های ۰.۵ تا ۱۵ آمپر یا ۱ تا ۶۰ آمپر طراحی شده‌اند. در این حالت، سیم فاز اصلی موتور به صورت مستقیم از داخل سوراخ (چشمی) کنترل بار عبور داده می‌شود تا دستگاه میدان مغناطیسیِ پیرامون سیم را اندازه بگیرد.

2. مدل‌های نیازمند ترانس جریان (CT)

هنگامی که جریان مصرفی موتور بالاتر از حدِ مشخص‌شده باشد (مثلاً بیش از ۶۰ آمپر)، سیمِ برق بسیار قطور می‌شود و دیگر از حفره کنترل بار عبور نمی‌کند. در چنین شرایطی، یک ترانس جریان (CT) با نسبت تبدیل مناسب در تابلو برق نصب می‌شود. ترانس جریان، جریانِ سنگینِ مدار را به مقادیر استاندارد و ایمن معمولاً زیر ۵ یا ۱۰ آمپر تبدیل می‌کند و نمونه این جریان ضعیف به یک کنترل بار با رنج پایین مانند مدل‌های ۰.۵ تا ۱۵ آمپر وصل می‌شود.

نکته مهم در تنظیم حد پایین و بالای جریان:

رنج انتخابی باید به‌گونه‌ای باشد که علاوه بر ارزیابی دقیق اضافه‌بار، امکان تنظیم حد پایین جریان برای محافظت در برابر کم‌باری یا خشک‌کار کردن پمپ‌ها را نیز داشته باشد. پس از انتخاب مدل مناسب، مقدار جریان نامی درج‌شده روی پلاک موتور با استفاده از ولوم‌های تنظیم روی بدنه دستگاه کالیبره می‌شود تا رله در آستانه دقیقِ بحرانی عمل کند.

جدول رنج کنترل بار

نکات مهم در انتخاب رنج کنترل بار:

• جریان نامی موتور: مهم‌ترین معیار انتخاب، جریان درج‌شده روی پلاک موتور است.
• حد بالای جریان: رله باید امکان تنظیم آستانه اضافه‌بار متناسب با موتور را داشته باشد.
• حد پایین جریان: برای حفاظت در برابر کم‌باری و خشک‌کار کردن پمپ، مدلی انتخاب شود که قابلیت تشخیص کاهش جریان را داشته باشد.
• ترانس جریان: در مدل‌های CTدار، نسبت تبدیل ترانس و ورودی جریان رله باید با یکدیگر سازگار باشند.

توجه: رنج‌های جدول نمونه‌هایی از محدوده‌های رایج هستند و لزوماً در تمام برندها یکسان نیستند. همچنین استفاده از CT صرفاً به عبور نکردن سیم از چشمی دستگاه وابسته نیست؛ نوع ورودی و روش اندازه‌گیری رله نیز تعیین‌کننده است.

جدول تفاوت کنترل بار و بی متال

کنترل بار و بی‌متال هر دو از موتورها در برابر اضافه‌بار محافظت می‌کنند، اما از نظر ساختاری تفاوت‌های مهمی با یکدیگر دارند:

1. شیوه‌ی تشخیص جریان

کنترل بار با مدار الکترونیکی و از طریق سنسورهای جریانی کار می‌کند. اما بی‌متال یک قطعه مکانیکی است که برقِ مدار از داخل تیغه‌های آن عبور می‌کند. سپس تیغه‌ها داغ و خم می‌شوند و فرمان قطع می‌دهند.

2. نحوه سیم‌کشی

در کنترل بار نیازی به بریدن کابل اصلی نیست. بلکه سیم‌ها از سوراخ دستگاه رد می‌شوند و رله فقط از طریق مدار فرمان عمل می‌کند. اما برای بستن بی‌متال باید کابل‌های اصلی قدرت را مستقیم زیر ترمینال‌های آن پیچ کنید.

3. حساسیت به گرمای تابلو

کنترل بار هیچ کاری به گرمای محیط ندارد و فقط آمپر واقعی را ملاک قرار می‌دهد. اما یکی از ضعف‌های بی‌متال، تاثیرپذیری از گرمای هوای داخل تابلو است. در صورتی که هوا خیلی گرم شود، بی‌متال به اشتباه فکر می‌کند که موتور داغ شده است و مدار را قطع می‌کند.

• بهترین برند بیمتال چیست؟ (معرفی 7 برند با کیفیت)

قیمت رله بیمتال

• 
  رله حرارتی رنج 0/63 تا 1 آمپر پارس فانال مدل PFR-22/3
  2,342,900 تومان
• 
  رله حرارتی رنج 1 تا 1/6 آمپر پارس فانال مدل PFR-22/3
  2,342,900 تومان
• 
  رله حرارتی رنج 1/6 تا 2/5 آمپر پارس فانال مدل PFR-22/3
  2,342,900 تومان
• 
  رله حرارتی رنج 2/5 تا 4 آمپر پارس فانال مدل PFR-22/3
  2,342,900 تومان

جدول تفاوت کنترل بار و کنترل فاز

شناخت تفاوت دستگاه کنترل فاز و کنترل بار یک موضوع بسیار مهم در طراحی و حفاظت تابلوهای برق صنعتی است. هر دو قطعه وظیفه حفاظت از تجهیزات را بر عهده دارند، اما از نظر پارامترهای مختلف مانند مقدار جریان در حال بررسی ، روش کار و هدف با هم تفاوت‌ دارند.

1. روش کار (کمیتِ مرجع)

روش کار کنترل بار مبتنی بر اندازه‌گیری جریان الکتریکی (آمپر) مصرف‌کننده است. در واقع این قطعه از طریق ترانس جریان (CT) یا عبور سیم از داخل سوراخ خود، میزان جریان عبوری را زیر نظر دارد. ولی  دستگاه کنترل فاز مستقیم با ولتاژ شبکه سروکار دارد و پارامترهایی مانند افت ولتاژ، تقارن فازها، جابجایی فاز و قطع یکی از فازها را بررسی می‌کند.

2. کاربرد

کاربرد اصلی دستگاه کنترل بار، حفاظت اختصاصی موتورها در برابر اضافه‌بار، کاهش بار ناگهانی (بی‌باری) و گیرپاژ شفت است. ولی از دستگاه کنترل فاز برای حفاظت کلی از تجهیزات سه فازبه‌ویژه الکتروموتورها در برابر نوسانات و خطاهای شبکه برق استفاده می‌شود.

3. هدف

کنترل بار با هدف جلوگیری از سوختن موتور زیر بار سنگین، صرفه‌جویی در انرژی و حفظ پایداری سیستم در برابر خطای جریان نصب می‌شود. اما هدف دستگاه کنترل فاز جلوگیری از آسیب دیدن تجهیزات ناشی از دو فاز شدن، جابجایی فازها یا افت ولتاژ شدید است.

4. نحوه کارکرد

نترل بار بر اساس جریان کار می‌کند و آمپر مصرفی موتور را زیر نظر دارد تا هنگام افزایش یا افت غیرمجاز، فرمان قطع صادر کند. در مقابل، کنترل فاز با ولتاژ شبکه سر و کار دارد و به محض بروز نوسان، جابجایی یا افت ولتاژ، مدار را متوقف می‌کند.

قیمت کنترل فاز

• 
  رله کنترل فاز کتابی 3 فاز میکرومکس مدل KTB-P101
  1,560,000 تومان
• 
  رله کنترل فاز تک فاز محافظ بوبین کنتاکتور میکرومکس مدل SPC-103
  1,625,000 تومان
• 
  رله کنترل فاز بدون نول میکرومکس مدل MT-110X
  1,900,000 تومان
• 
  رله کنترل فاز برنا الکترونیک مدل ASN
  1,930,000 تومان

سیم‌بندی کنترل بار

نحوه اتصال و سیم‌بندی رله کنترل بار به نوع بار مصرفی، نحوه اتصال سیم‌پیچ‌ها (ستاره یا مثلث) و نوع خطاهای تحت پوشش بستگی دارد. در تمام این نقشه‌ها، کار اصلی بر عهده ترانس‌های جریان (CT) است تا جریان کابل‌ها را اندازه بگیرند و نمونه آن را به رله منتقل کنند. در ادامه، مدل‌های مختلف سیم‌بندی را بررسی می‌کنیم:

 1. رله کنترل بار و رله خطای زمین در مدار

در این مدار، از سه عدد ترانس جریان (CT) بر روی فازهای ورودی A و B و C استفاده می‌شود.

1. ورودی‌های رله کنترل بار با کدهای حفاظتی 50/51 مشخص شده‌اند که هر ورودی مربوط به یکی از فازها است.
2. ترمینال چهارم (50/51-N) به نقطه مشترک سیم‌بندی متصل است تا در صورت نامتعادلی بار یا وقوع خطای زمین، جریان برگشتی از نقطه خنثی را دریافت کند و دستور قطع مدار صادر شود.

 2. کنترل بار و رله خطای زمین در مدار ستاره

اگر بار مصرفی مانند ترانسفورماتور یا موتور الکتریکی دارای سیم‌پیچ ستاره باشد، سیم‌کشی به صورت زیر است:

• سه ترانس جریان روی خطوط فاز قرار می‌گیرند و خروجی آن‌ها به رله کنترل اضافه‌بار (O/C Relay) متصل می‌شود تا هر سه فاز را به شکل هم‌زمان بررسی کند.

 3. کنترل بار در مدار مثلث

در مدارهای مثلث، کنترل بار را به شرح زیر نصب می‌کنند:

1.  به دلیل نبود سیم نول فیزیکی در سمت سیم‌پیچ، نحوه آرایش ترانس‌های جریان روی خطوط ورودی به شکل اتصال مناسب تنظیم می‌شود.
2. رله اضافه‌بار (O/C Relay) جریان تک‌تک خطوط را ثبت می‌کند و مسیر خروجی به رله خطای زمین (E/F Relay) متصل می‌شود تا خطای فاز به بدنه بلافاصله مهار شود.

4. کنترل بار همراه با زمین خنثی در مدار ستاره

در این مدل سیم‌بندی، نقطه صفر (خنثی) ستاره مستقیماً به زمین متصل می‌شود و ماجرا با دو روش پیش می‌رود:

1. جریان خطوط اصلی توسط رله اضافه‌بار کنترل می‌شود.
2. یک ترانس جریان جداگانه هم روی سیم ارتِ نقطه نول می‌نشیند تا رله خطای زمین (E/F) را تغذیه کند. به این ترتیب، اگر کوچک‌ترین نشتی یا پارگی در عایق کلاف‌های ترانسفورماتور رخ دهد، جریان برگشتی از ارت سریعاً لو می‌رود و سیستم باخبر می‌شود.

آموزش تنظیمات و روش‌های عیب‌یابی کنترل بار

تنظیم درست و عیب‌یابی اصولی کنترل بار، مهم‌ترین قدم برای نسوختن الکتروموتور و جلوگیری از هزینه‌های سرسام‌آور تعمیرات است. از آنجایی که ساختار مدل‌های آنالوگ و دیجیتال با یکدیگر تفاوت دارد، شیوه تنظیم و رفع خطای هر کدام به صورت جداگانه بررسی می‌شود.

1. تنظیمات و عیب‌یابی در کنترل بار آنالوگ

نمونه‌های آنالوگ با چند پیچ تنظیم روی بدنه کار می‌کنند و مقدار جریان و زمان تأخیر با چرخاندن همین پیچ‌ها تعیین می‌شود.

• تنظیم جریان: میزان جریان تنظیمی به نحوه‌ی سیم‌بندی موتور در تابلو بستگی دارد:
• در مدار تک‌ضرب یا قبل از کنتاکتور ستاره-مثلث: ولوم جریان دقیقاً روی جریان نامی درج ‌شده روی پلاک موتور قرار می‌گیرد.
• بعد از کنتاکتور اصلی یا مثلث: به دلیل عبور جریان فازی از سیم‌پیچ‌ها، مقدار جریان روی حدود ۵۷ درصد جریان نامی موتور تنظیم می‌شود.
• تنظیم زمان تأخیر (Delay): این ولوم مشخص می‌کند که در مواجهه با اضافه‌بار لحظه‌ای، قطع مدار با چه تأخیری انجام شود تا استارت‌های طبیعی موتور باعث قطع ناخواسته نشوند.
• عیب‌یابی آنالوگ: چراغ‌های روی بدنه (Over Load، Delay و Fault) وضعیت دستگاه را مشخص می‌کنند. روشن بودن دائم چراغ اضافه‌بار، نشان‌دهنده جریان کشی بیش از حد است و چشمک‌زدن آن‌ها خطای عدم تعادل فاز یا قطعی را هشدار می‌دهد. پس از رفع عیب مکانیکی، فشردن دکمه Reset مدار را به حالت کار عادی برمی‌گرداند.

تنظیمات و عیب‌یابی در کنترل بار دیجیتال

مدل‌های دیجیتال به دلیل داشتن صفحه نمایشگر و دکمه‌های فشاری، خطای دید و حدس و گمان را در تنظیمات حذف کرده‌اند.

• تنظیم پارامترها: با زدن کلیدهای روی دستگاه و ورود به منو، پارامترهای اصلی شامل جریان اضافه‌بار (OL)، جریان کاهش‌بار یا بی‌باری (UL)، درصد عدم تقارن فازها (A%) و زمان‌های تأخیر، بر اساس مشخصات پلاک موتور وارد حافظه می‌شوند.
• عیب‌یابی دیجیتال: هنگام بروز اشکال در کارکرد موتور، کدهای خطای مشخصی روی صفحه ظاهر می‌شوند:
• کد Lod: بروز اضافه‌بار شدید یا گیرپاژ موتور
• کد Unc: افت جریان یا بی‌باری (مثل پارگی تسمه یا خشک کار کردن پمپ)
• کد Ubc: عدم تقارن فازها یا نوسان شدید شبکه
• ریست و بازگشت به کار: پس از شناسایی و برطرف کردن مشکل فنی، با زدن دکمه Reset روی پنل یا پایان زمان تأخیر خودکار، کد خطا پاک شده و به مدار اجازه استارت مجدد داده می‌شود.

مزایا کنترل بار

1. دقت بالاتر نسبت به بی‌متال: رله کنترل بار جریان عبوری را به صورت الکترونیکی و از طریق ترانس جریان (CT) می‌خواند. به همین دلیل خطای خط‌کش‌های مکانیکی بی‌متال را ندارد و آمپر را با دقت بیشتری کنترل می‌کند.
2. عدم حساسیت به دمای محیط: عملکرد بی‌متال‌ها به شدت به گرمای داخل تابلو وابسته است؛ اما رله کنترل بار تحت تأثیر دمای محیط تغییر وضعیت نمی‌دهد و خطای فصلی ندارد.
3. طول عمر مفید زیاد: برخلاف بی‌متال که عناصر حرارتی آن به مرور زمان و در اثر انقباض و انبساط مداوم خسته می‌شوند و خاصیت خود را از دست می‌دهند، کنترل بار استهلاک مکانیکی ندارد.
4. تنظیم دقیق جریان و زمان تأخیر (Delay): قابلیت تنظیم دقیق جریان نامی موتور و زمان تأخیر در قطع را دارد؛ یعنی  زمان لازم برای عبور جریان راه‌اندازی (استارت موتور) قابل تنظیم است تا دستگاه دچار قطع بی‌دلیل نشود.
5. حفاظت کامل از الکتروموتور: علاوه بر اضافه‌بار، در برابر گیرپاژ کردن شفت موتور و دو فاز شدن شبکه نیز واکنش نشان می‌دهد و فرمان قطع را به کنتاکتور صادر می‌کند.
6. انتخاب نوع ریست (دستی یا اتوماتیک): امکان تنظیم دستگاه به دو شکل وجود دارد: سیستم پس از رفع خطای اضافه‌بار به صورت خودکار به چرخه کار برمی‌گردد، یا برای راه‌اندازی مجدد به فشردن شاسی (ریست دستی) نیاز است.

معایب کنترل بار

1. نیاز به تغذیه جداگانه (برق کمکی): کنترل بار برای کار کردن به تغذیه فاز و نول (یا دو فاز بسته به مدل) نیاز دارد؛ در حالی که بی‌متال به صورت مستقیم و بدون نیاز به تغذیه مجزا در مسیر جریان قرار می‌گیرد.
2. احتمال تریپ کاذب در صورت تنظیم اشتباه: چنانچه ولوم‌های تنظیم آمپر یا زمان تأخیر به درستی کالیبره نشوند، دستگاه در برابر نوسانات عادی جریان یا بارهای لحظه‌ای واکنش نشان می‌دهد و مدار را بی‌جهت قطع می‌کند.
3. عدم قطع جریان اتصال کوتاه: این وسیله ساختار مناسبی برای قطع جریان اتصال کوتاه ندارد و حتماً باید در کنار کلید مینیاتوری یا کلید اتوماتیک (MCCB) نصب شود تا در زمان اتصال کوتاه از مدار محافظت کند.
4. حساسیت بردهای الکترونیکی: بردهای الکترونیکی نسبت به رله‌های مکانیکی خالص، در برابر نوسانات شدید ولتاژ یا نویزهای صنعتی سنگین آسیب‌پذیرتر هستند.