دسته بندی کلیدها

کلیدها در صنعت به گروه های زیادی تقسیم می شوند. ما برای انتخاب یک کلید مناسب باید اطلاعات بیشتری در مورد آن ها داشته باشیم. اطلاعات اصلی در مورد کلیدها به پنج گروه نقش کلید، مکانیزم فرمان، هوشمندی، روش نصب و روش بهره برداری تقسیم می شوند. در این مقاله دسته بندی کلیدها از نظر نقش، مکانیزم فرمان و هوشمندی بررسی شده و می توانید مطالب مربوط به روش نصب و بهره برداری را در مقالات روش های نصب کلیدها در تابلو برق و  روش های بهره برداری از کلیدها مطالعه کنید.

نقش:

اولین سوال در انتخاب یک کلید این است که قصد داریم از آن برای چه کاری استفاده کنیم؟ کلیدها از نظر نقش خود در مدار های الکتریکی به سه گروه فرمان، اندازه گیری و قدرت تقسیم می شوند. به صورت مختصر تعریف هر یک از گروه ها عبارت  است از:

  • کلید فرمان: این گروه از کلیدها با ابعاد کوچک تر و گاها ساختمان پیچیده تر برای استفاده در مدارهای فرمان ساخته می شوند. کلیدهای چند حالته یا سلکتور سوئیچ، کلیدهای انتخابی، بریکر و سکسیونر کنترل و … از گروه کلیدهای فرمان هستند.
  • کلید اندازه گیری: برای ساده سازی مدارهای اندازه گیری و کاهش تجهیزات مانند تعداد ولت متر، آمپرمتر، وات متر و … از کلیدهای اندازه گیری استفاده می شود. این کلیدها امکان اندازه گیری کمیت های زیادی را توسط دستگاه های کمتر فراهم می کنند. به عنوان مثال می توان ولتاژ های فاز و خط یه شبکه ی سه فاز را توسط یک کلید ولت و یک ولت متر اندازه گیری کرد.
  • کلید قدرت: کلیدهایی که در مسیر اصلی عبور جریان قرار می گیرند کلید قدرت نامیده می شوند. این کلیدها برای قطع و وصل بار و یا ایجاد تغییر در مدارها استفاده می شوند. کلیدهای قطع و وصل، بای پس، چنج آور، کنترل الکتروموتورها، اضطراری و … از گروه کلیدهای قدرت هستند.

در تصویر زیر دیاگرام انواع CAM سوئیچ را مشاهده می کنید. بخش (a) شامل دیاگرام یک کلید فرمان از نوع سلکتوری ۶ حالته بدون صفر و بخش (b) شامل دیاگرام یک کلید اندازه گیری از نوع کلید ولت می باشد. بخش (c) نیز دیاگرام کلید کنترل الکتروموتور از نوع راه انداز ستاره مثلث را نشان می دهد.

کم سوئیچ

مکانیزم فرمان:

کلیدها از نظر مکانیزم داخلی به دو گروه دستی و ترکیبی تقسیم می شوند. کلیدهای دستی نیاز به حضور اپراتور و اعمال فرمان به صورت فیزیکی دارند. به عنوان مثال قطع و وصل یک کلید زبانه ای برای روشن و خاموش کردن یک الکتروموتور از گروه کلیدهای دستی می باشد.

در کلیدهای ترکیبی از روش های دیگری مانند انرژی برق، هوای فشرده و … برای تغییر وضعیت پلاتین ها استفاده می شود. مکانیزم های معمول در کلیدها به همراه مثال در جدول زیر آورده شده است.

فرمان عملکرد کلید مثال
دستی و مکانیکی با جابجا کردن یک دسته یا اهرم توسط اپراتور، وضعیت پلاتین ها تغییر می کنید. کلیدهای زبانه ای، کلیدهای تیغه ای یا چاقویی
ترکیبی و الکترومغناطیسی اعمال ولتاژ باعث ایجاد میدان مغناطیسی، حرکت یک قسمت و تغییر وضعیت پلاتین ها می شود. کنتاکتورها و رله ها
ترکیبی و الکترونیکی اعمال ولتاژ کوچکی باعث هدایت الکتریکی و روشن شدن سیستم می شود. المان های الکترونیکی مانند ترانزیستورهای قدرت  و SSR
ترکیبی و الکترومکانیکی اعمال ولتاژ باعث روشن شدن یک موتور و شارژ یک فنر می شود. آزاد کردن نیروی فنر باعث تغییر وضعیت پلاتین ها می شود. بریکرهای موتور دار، کلیدهای قطع و وصل بار مجهز به موتور
ترکیبی و هیدرولیک یا پنوماتیک از نیروی روغن و یا هوای فشرده جهت تغییر وضعیت پلاتین ها استفاده می شود. بریکرها و کلیدهای قدیمی (این روش تقریبا منسوخ شده است)

در تصویر زیر انواع مکانیزم های فرمان در کلیدها را مشاهده می کنید. بخش (a) کلید گردان، بخش (b) کنتاکتور، بخش (c) کلید SSR و بخش (d) مکانیزم موتوری جهت قطع و وصل بریکر کامپکت را نشان میدهد.

کلید گردان، کنتاکتور

صرف نظر از نوع مکانیزم فرمان، کلیدها از نظر باقی ماندن در وضعیت خود نیز به دو گروه دائم و برگشت پذیر تقسیم می شوند. کلیدهای معمولی به نحوی ساخته شده اند که بعد از تغییر وضعیت، در حالت خود باقی می مانند. به عنوان مثال یک کلید قطع و وصل را در نظر بگیرید. ما می توانیم این کلید را در وضعیت روشن یا خاموش قرار داده و رها کنیم. با تغییر وضعیت مکانیزم فرمان، پلاتین ها نیز بلافاصله تغییر وضعیت داده و در همان حالت باقی می مانند. این کلیدها می توانند مکانیزم دستی یا ترکیبی داشته باشند. در دیاگرام الکتریکی کلیدهای معمولی از یک علامت کوچک V شکل استفاده می شود. این علامت به معنی پایداری کلید در هر وضعیت است.

در تصویر زیر دیاگرام الکتریکی کلیدها را مشاهده می کنید. بخش (a) دیاگرام الکتریکی کلید سلکتوری معمولی، بخش (b) دیاگرام الکتریکی کلید سلکتوری برگشت پذیر و بخش (c) یک پلاتین برگشت پذیر صرف نظر از مکانیزم فرمان را نشان می دهد.

کلیدهای گردان

کلیدهای برگشت پذیر بر خلاف کلیدهای معمولی پایدار نیستند. در این کلیدها به محض برداشتن نیروی دست یا قطع تغذیه، مکانیزم فرمان و پلاتین ها به وضعیت اول خود بر می گردند. کلیدهای برگشت پذیر می توانند دستی و ترکیبی بوده و در مدارهای فرمان و قدرت استفاده شوند. قابل ذکر است که موقعیت برگشت کلید، با توجه به نوع آن می تواند متفاوت باشد. دیاگرام الکتریکی کلید سلکتوری با علامت مثلث کوچک روی پلاتین و یا بدون V در مکانیزم فرمان نمایش داده می شود.

به عنوان مثال یک کلید برگشت پذیر گردان را در نظر بگیرید. علاوه بر علامت الکتریکی، در کلیدهای گردان از دیاگرام فنی نیز استفاده می شود. این دیاگرام معمولا روی کارتن بسته بندی و یا کاتالوگ کلید درج می شود. در این قسمت دیاگرام دو کلید گردان ستاره مثلث را مشاهده می کنید. بخش (a) ستاره مثلث از نوع معمولی و بخش (b) ستاره مثلث از نوع برگشت پذیر از حالت ستاره به صفر می باشد.

کلید ستاره مثلث

کلید معمولی را می توان در هر یک از حالت های صفر، ستاره یا مثلث قرار داده و رها کرد. با این کار پلاتین ها نیز در همان حالت ها باقی می مانند. در نوع برگشت پذیر، کلید فقط می تواند در یکی از وضعیت های صفر یا مثلث پایدار باشد. اگر کلید را در حالت ستاره قرار داده و سپس رها کنیم، بلافاصله کلید به حالت صفر بر می گردد. برای راه اندازی کامل الکتروموتور، باید کلید را در حالت ستاره قرار داده و نگه داشت. بعد از سپری شدن زمان راه اندازی، کلید را در وضعیت مثلث قرار داده و رها می کنیم. در دیاگرام کلید از یک فلش برای نشان دادن برگشت فنری از حالت ستاره به صفر استفاده شده است.

هوشمندی:

هوشمندی به معنی تصمیم گیری درست با توجه به شرایط مختلف است. همواره در سیستم های الکتریکی و غیر الکتریکی شرایط مختلفی رخ می دهد که برخی از آن ها خطا و برخی نشانه هایی برای تغییر هستند. خطا به معنی بروز حالت غیر عادی و ناخواسته بوده و سیستم باید در برابر آن محافظت شود اما از برخی تغییرات می توان در عملکرد خودکار سیستم ها استفاده کرد. به عنوان مثال تاریک و روشن شدن هوا و یا قطع برق را در نظر بگیرید. می توان از کم و زیاد شدن نور یک محیط برای کنترل روشنایی استفاده کرد و یا هنگامی که برق قطع شد، به صورت خودکار یک دیزل ژنراتور را روشن کرد.

از آن جایی که برای کنترل تمام شرایط و تصمیم گیری ها نمی توان از انسان استفاده کرد، باید سیستم های هوشمند و خودکار را در شبکه های قدیمی جایگزین کنیم. کلیدها از نظر هوشمندی یا نوع تصمیم گیری به سه گروه غیر هوشمند، نیمه هوشمند و هوشمند تقسیم می شوند.

کلیدهای غیر هوشمند هیچ گونه عملکرد خودکاری نداشته و نمی توانند سیستم را بدون دخالت مستقیم انسان کنترل کنند. به عنوان مثال یک کلید یک پل را در نظر بگیرید. این کلید با فرمان مستقیم شما کار کرده و یک لامپ را روشن و خاموش می کند. در ساختمان این کلید هیچ سیستم اضافی برای تشخص خطا و یا عملکرد خودکار وجود ندارد.

کلیدهای نیمه هوشمند می توانند حالت های مختلف را کنترل کرده و به صورت خودکار تغییراتی در مدار ایجاد کنند. مشکل اصلی این کلیدها عدم توانایی در نرمال سازی و راه اندازی مجدد مدار است. به بیان دیگر این کلیدها بعد از برطرف شدن حالت های خطا یا ناخواسته نمی توانند سیستم را مجددا راه اندازی کنند. به عنوان مثال برخی از کلیدها  بلافاصله بعد از قطع برق ورودی، در حالت قطع قرار می گیرند. ( لازم به ذکر است که این کار توسط رله ی آندر ولتاژ و برای کاهش جریان هجومی در راه اندازی سیستم ها به صورت یکباره می باشد. بعد از وصل مجدد برق، باید کلیدها به صورت ترتیبی و توسط اپراتور وصل شود.)

کلید هوشمند علاوه بر توانایی قطع مدار، می تواند عمل وصل را نیز به صورت خودکار، فرمان از راه دور و یا هر دو انجام دهد. مکانیزم های مورد نیاز برای وصل مجدد می تواند به صورت پیش فرض در کلید وجود داشته و یا توسط شما به صورت سفارشی تهیه شود. به عنوان مثال سیستم های وصل مجدد بریکرهای میناتوری یا مکانیزم موتوری در کلیدهای اتوترانسفر، این گروه از کلیدها را هوشمند کرده است.

بریکر مینیاتوری، فیوز مینیاتوری

در تصویر بالا و در بخش (a) یک کلید یک پل و غیر هوشمند، در بخش (b) مکانیزم وصل مجدد بریکر مینیاتوری و هوشمند و در بخش (c) کلید اتوترانسفر هوشمند را مشاهده می کنید.

دوره ی تصویری کلیدهای فشار ضعیف