محاسبه سایز و انتخاب فیوز
انتخاب فیوز مناسب برای راه اندازی تک ضرب
در این مقاله با استفاده از منحنی انتخاب فیوزها و ضرایب ثابت سایز فیوز را محاسبه میکنیم. با استفاده از فیوز، کنتاکتور و بی‌متال می‌توان ساده‌ترین و ارزان‌ترین روش سوئیچ و حفاظت الکتروموتورها را اجرا کرد. این ترکیب مخصوص راه‌اندازی الکتروموتورهای کوچک به صورت تک ضرب یا ولتاژ کامل بوده و بسیار پرکاربرد است.
فیوزهای ذوب شونده را می‌توان از مدل‌های مختلف انتخاب کرده و در پایه فیوز، فیوز-دیسکانکتـور یا فیوز-سوئیچ-دیسکانکتور قرار داد. تفاوت تجهیزات ذکر شده در نحوه‌ی قرارگیری فیوز، توانایی قطع و وصل مدار و ایجاد شرایط ایمن برای تعویض فیوزهای سوخته است. در ادامه انواع فیوز در راه اندازی الکتروموتورها را معرفی کرده و نحوه محاسبه و انتخاب آن ها را فرا می گیریم.
در این ویدئو روش محاسبه جریان و انتخاب فیوز برای راه اندازی تک ضرب موتور سه فاز را مشاهده می کنید. این ویدئو برگرفته از دوره 54 ساعته راه اندازی و حفاظت موتورهای سه فاز است.
انواع فیوز در راه اندازی الکتروموتورها
به‌صورت کلی ازنظر کارایی و خصوصیات، سه نوع فیوز در مدارهای راه اندازی موتور استفاده می‌شود. ازآنجایی‌که مشخصه‌های کاری فیوزها با یکدیگر متفاوت هستند، شما نمی‌توانید تیپ فیوز را بدون چک کردن سیستم‌های حفاظتی دیگر در یک مدار تغییر دهید.
به‌عنوان‌مثال تعویض یک فیوز 100 آمپر با یک فیوز 100 آمپر دیگر بدون چک کردن تیپ آن، می‌تواند باعث از دست رفتن بخشی از حفاظت مدار شود. به‌عبارت‌دیگر اگر یک فیوز دارای سیستم حفاظتی اتصال‌کوتاه و حرارتی بوده و آن را با فیوزی که تنها حفاظت اتصال‌کوتاه دارد تعویض کنید، دیگر مدار شما در برابر اضافه‌بار ایمن نخواهد بود.
این ویدئو برگرفته از دوره جامع راه اندازی و حفاظت موتورهای سه فاز است.
فیوزهای gL/gG
مشخصه‌های gL و gG روی فیوزهای ذوب شونده به معنی جنرال با عملکرد سریع یا General Purpose, Fast Acting Fuse می‌باشد. این فیوزها دارای ترکیبی از حفاظت اتصال‌کوتاه و اضافه‌بار حرارتی به‌صورت \(5s> 3.5\times I_{n}\) برای کابل‌ها هستند. استفاده از این فیوز در مدار سافت‌استارتر و درایو، کوردینه سازی تیپ 1 را ایجاد میکند. برای رسیدن به کوردینه سازی تیپ 2 باید از فیوزهای نیمه‌هادی استفاده کنید.
فیوزهای aM
این فیوزها تنها دارای حفاظت اتصال‌کوتاه به‌صورت \(5s> 9\times I_{n}\) بوده و برای حفاظت الکتروموتور و تجهیزات دیگر استفاده می‌شوند. حتماً به این نکته توجه کنید که برای حفاظت مدار مخصوصا الکتروموتور در برابر اضافه‌بار، باید سیستم‌های جداگانه‌ای طراحی کنید. نصب این فیوز با سافت‌استارتر، کوردینه سازی تیپ 1 را ایجاد میکند. برای رسیدن به کوردینه سازی تیپ 2 باید از فیوزهای نیمه‌هادی استفاده کنید. اطلاعات بیشتر در خصوص سیستم های حفاظتی را می توانید در مقاله ی حفاظت موتور سه فاز مطالعه کنید.
فیوزهای aR
این فیوز دارای سرعت بالایی بوده و تنها مدلی است که می‌تواند سطح حفاظت سافت‌استارتر را به تیپ 2 ارتقاء دهد. در نظر داشته باشید که با استفاده از فیوزهای نیمه‌هادی، حفاظت الکتروموتور در برابر اضافه‌بار انجام نشده و به سیستم‌های جداگانه برای این کار نیاز است. تیپ کوردینه سازی 2 در سافت استارتر به معنی عدم آسیب به عناصر الکترونیک قدرت آن هنگام رخ دادن اتصال کوتاه است. این روش را برای درایو هم می توان استفاده کرد.
اگر فیوزهای نیمه‌هادی را با انواع بریکر جایگزین کنید، سطح حفاظت به تیپ 1 کاهش داده می‌شود. به منظور حفاظت مدار و سافت استارتر در بهترین حالت از ترکیب بریکر و فیوز R به صورت سری استفاده می گردد.
در این ویدئو با سه نمونه از پرکاربرد ترین آن ها آشنا می شویم. این ویدئو برگرفته از دوره جامع راه اندازی و حفاظت موتورهای سه فاز است.
محاسبه سایز فیوز
برای محاسبه سایز فیوز روش‌های مختلفی وجود دارد که نتیجه‌ی آن‌ها به مقادیر تقریبا یکسانی ختم می‌شود. به عنوان مثال می‌توان از منحنی فیوزها استفاده کرده و یا ضرایب ثابتی را در جریان کامل موتور لحاظ کرد. نکته‌ی مهم در انتخاب فیوز در نظر گرفتن جریان راه‌اندازی الکتروموتور در حالت تک ضرب است. به عبارت دیگر اگر فیوزها مساوی با جریان نامی الکتروموتور انتخاب شوند، در خلال راه‌اندازی خواهند سوخت.
میزان جریان راه‌اندازی در حالت تک ضرب 6 برابر جریان کامل بوده که فیوزها باید آن را برای 5 ثانیه تحمل کنند. قابل ذکر است که این مقدار برای شرایط نرمال بوده و ممکن است با توجه به نوع الکتروموتور، میزان بار آن در لحظه‌ی راه‌اندازی و شرایط محیطی نیاز به تغییر داشته باشد.
بهترین راه برای مشخص کردن جریان کامل الکتروموتور مراجعه به پلاک آن یا استفاده از جداول استاندارد است. در صورتی که به منابع فوق دسترسی ندارید می‌توانید میزان جریان را محاسبه کنید. برای اینکار باید ولتاژ، توان، ضریب توان و راندمان الکتروموتور را مشخص کرده و در فرمول زیر قرار دهید.
\[p=\sqrt{3} \times U_{l}\times I\times cos\varphi \times \eta\]
توان الکتروموتور که با واحدهای وات، کیلو وات، مگا وات یا اسب بخار بیان می‌شود بیان کننده‌ی میزان نیروی مکانیکی تحویلی روی شفت آن است. برای به دست آوردن جریان کامل الکتروموتور با توجه به توان مکانیکی، باید مقادیر ضریب توان و راندمان آن را نیز در نظر بگیریم. یکی از ساده‌ترین راه‌ها برای مشخص کردن مقادیر اولیه مراجعه به وب سایت شرکت سازنده‌ی الکتروموتور و دریافت کاتالوگ آن است. به‌عنوان مثال در جدول زیر مشخصات الکتروموتورهای 4 قطب شرکت زیمنس از 2.2 تا 200 کیلو وات را مشاهده می‌کنید. در این جدول راندمان الکتروموتور در بارهای مختلف، ضریب توان بار کامل و میزان جریان آورده شده است.
پس از مشخص کردن جریان نامی یا کامل الکتروموتور، باید سایز فیوز مناسب را برای حفاظت فیدر انتخاب کنیم. قابل ذکر است که این فیوز تنها به منظور حفاظت الکترموتور در برابر اتصال کوتاه بوده و برای حفاظت در برابر اضافه بار باید از تجهیز جداگانه مانند بی‌متال استفاده کنیم. تصور کنید به منظور راه‌اندازی یک الکترومتور 7.5 کیلو وات با ضریب توان 81 و راندمان 92.6 درصد در بار کامل انتخاب فیوز ذوب شونده مناسب است. در اولین گام میزان جریان الکتروموتور را از روی پلاک یا جداول برداشت کرده و یا محاسبه میکنیم. اگر این الکتروموتور به صورت 4 قطب و 400 ولت از برند زیمنس باشد، طبق جدول جریان آن معادل 14.4 آمپر خواهد بود.
\[P_{out}=\sqrt{3}\times U_{l}\times I\times cos\varphi \times \eta \rightarrow I=\frac{7.5\times 10^{3}}{\sqrt{3}\times 400\times 0.81\times 92.6}=14.4 A\]
مطالبی که در حال مطالعه ی آن هستید به صورت تصویری در دوره جامع راه اندازی و حفاظت موتور سه فاز آموزش داده شده است. در این دوره تصویری روش پلاک خوانی موتور، شناخت اصول حفاظت، شناخت تجهیزات راه اندازی و محاسبه سایز آن ها آموزش داده شده است. در بخش عملی می توانید سیم بندی راه اندازی های کنتاکتوری مانند تک ضرب، چپ گرد و راست گرد، ستاره مثلث به همراه نصب و سیم بندی 6 برند سافت استارتر زیمنس، اشنایدر، ABB، دانفوس، اوکام و سانترنو را مشاهده کنید. قسمت آخر دوره مربوط به بازدید از تاسیسات و تابلو برق های مختلف و بررسی چیدمان تجهیزات و سایز آن ها در تابلو برق است. جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص این دوره می توانید صفحه آموزش جامع راه اندازی و حفاظت موتورهای سه فاز را مشاهده کنید.
منحنی انتخاب فیوز
همانگونه که شرح داده شد فیوزها باید جریان راه‌اندازی معادل 6 برابر جریان نامی که در این مثال معادل 86.4 آمپر است را در 5 ثانیه تحمل کنند. اگر منحنی انتخاب فیوزها در دسترس شما باشد؛ می‌توانید میزان جریان راه‌اندازی و زمان را روی محورها دنبال کرده و در نقطه‌ی تقاطع، سایز فیوز را مشخص کنید.
با توجه به جریان نامی موتور، نزدیک ترین سایز فیوز aM برابر 16 آمپر می‌باشد که طبق منحنی زیر این فیوز می‌تواند جریان راه اندازی 86.4 آمپر را در 9 ثانیه تحمل کند. همچنین فیوز aM از فیوز gG کندکار تر است. به مقاله کوردینه سازی و انواع فیوز مراجعه کنید.
برای تحمل جریان 86.4 آمپر در 5 ثانیه طبق منحنی انتخاب فیوز در زیر، فیوز 25 آمپر از سری gG یا جنرال مناسب می‌باشد.
برای تحمل جریان 86.4 آمپر در 5 ثانیه طبق منحنی انتخاب فیوز در زیر، فیوز 40 آمپر از سری aR یا سریع مناسب می‌باشد.
جهت مطالعه ده ها مقاله ی تخصصی دیگر، بخش مقالات راه اندازی موتور سه فاز را مشاهده کنید.
جدول انتخاب فیوز
برای ساده‌تر کردن انتخاب فیوز می‌توان از ضرایب ثابت نیز استفاده کرد. این ضرایب با توجه به زمان عملکرد فیوز به دو گروه تندکار و کند کار تقسیم شده و محاسبات را بسیار ساده می‌کنند. طبق استاندارد NEC که به روش آمریکایی نیز معروف است، این مقادیر برای فیوزهای تندکار معادل 3 و برای فیوزهای کندکار معادل 1.75 بوده که در جریان نامی یا کامل الکتروموتور ضرب می‌شوند. این مقادیر برای الکتروموتورهای مختلف بر اساس درصد نشان داده شده‌است. قابل ذکر است در منابع دیگر 1.5 تا 2.5 برابر برای فیوز کندکار و 2 تا 3 برابر برای فیوز تندکار نیز دیده می‌شود.
اگر این روش را برای الکتروموتور 7.5 کیلو وات مثال قبل با جریان نامی 14.4 آمپر اجرا کنیم، رنج فیوز تندکار و رنج فیوز کندکار به دست خواهد آمد. پس از به دست آوردن سایز فیوز باید آن را با رنج‌های استاندارد مطابقت دهیم. به عنوان مثال فیوز 43.2 آمپر به دست آمده از روش‌های قبلی استاندارد نبوده و باید از یک فیوز 40 آمپری در این مدار استفاده کنیم. رنج استاندارد فیوزهای ذوب شونده را می‌توانید در جدول زیر مشاهده کنید. در نظر داشته باشید که رنج جریانی فیوز به مدل آن بستگی داشته و باید در انتخاب لینک و پایه فیوز دقت کنیم.
مثلث زرد
مثلث زرد
مثلث زرد
مثلث زرد
مثلث زرد
با سلام! رابطه‌ای که ذکر شده برای آرایش مثلثه. آیا برای آرایش ستاره جریان بدست آمده رو تقسیم بر رادیکال ۳ میکنیم؟.
سلام. انتخاب فیوز بر اساس جریان کامل الکتروموتور انجام میشه. جریان کامل روی پلاک و با توجه به نوع اتصال درج شده و شما نباید اون رو تبدیل کنید. مثلا اگر روی پلاک الکتروموتور در حالت ستاره قید شده باشه ۱۰ آمپر شما باید همان را در محاسبات خود در نظر بگیرید.
سوال دیگه اینکه میشه گفته های این مقاله رو به بریکرهای کامپکت و مینیاتوری تعمیم داد؟
می تونید روش انتخاب بریکر برای راه اندازی الکتروموتور رو در این مقاله مطالعه کنید: بریکر و کنتاکتور و بی متال در راه اندازی تک ضرب
با سلام و عرض خسته نباشید
در جدول راندمان الکتروموتور مقصود از اعداد ۳/۴ ۲/۴ یا ۴/۴ چیست؟
این اعداد مشخص کننده بار الکتروموتور هستد. می تونیم بجای اون ها از ۵۰ درصد، ۷۵ درصد و ۱۰۰ درصد بار نامی استفاده کنیم. به عنوان مثال راندمان یک موتور ۲.۲ کیلو وات در ۱۰۰ درصد بار نامی معادل ۸۹.۵ و در ۷۵ درصد بار نامی معادل ۸۹.۶ است.
سوال دیگه ای که برای بنده پیش اومده اینه که اگر خطچین عمودی در نمودار سری aR را دنبال کنیم جریان راه اندازی منحنی ۴۰ آمپر رو در زمان بالای ۱۰ ثانیه قظع میکند که شما نیز همین منحنی را مناسب دانستید. آیا زمان ۱۰ثانیه برای قظع مدار الکتروموتور بیش از حد بالا نیست؟
چون طبق گفته متن مقاله زمان راه اندازی ۵ ثانیه است. ضمن اینکه در منحنی عدد۴۰ آمپر و در نوشته متن عدد ۱۶ آمپر نوشته شده که بنظر اشتباه میرسد!.
همونطور که در مقاله اشاره شد فیوزها باید این زمان رو تحمل کنند تا عملکرد بی مورد حین راه اندازی وجود نداشته باشه. از طرفی هدف ما از انتخاب فیوز حفاظت الکتروموتور در برابر اتصال کوتاه هست. اگر در این نمونه فیوز ۳۲ آمپر رو انتخاب کنیم ممکنه حین راه اندازی فیوز بسوزه و باید سراغ رنج بالاتر رفت.
سلام
سلام. وقت بخیر.
با سلام و خسته نباشید
هنگام خرید یک فیوز از کجا بدونیم با اینکه برای مثال یک فیوز gG 63A می باشد؛می تواند ۶برابر جریان نامی را ۵ثانیه تحمل کند؟
سلام وقت بخیر. می تونید منحنی فیوز ها رو مشاهده کنید. در همین مقاله استفاده از ضریب هاهم شرح داده شده که نتیجه یکسانی با منحنی می ده.
سلام مهندس خسته نباشید.ببخشید یه سوال داشتم.ما دو تا مصرف کننده داریم که هر کدومش ۲۵ آمپر مصرف داره.به نظر شما چه فیوزی باید استفاده بشه؟؟دو عدد دستگاه هستش که خودش تابلو داره و علاوه بر اون ما میخوایم یه تابلو قبلش بسازیم.در ضمن فیوز کنتور هم ۲۵ آمپر هستش.برای هر دو دستگاه جداگانه ۲۵ آمپر جواب میده؟؟یعنی دو عدد ۲۵ آمپر؟؟؟
سلام وقت بخیر. اگر دو دستگاه به صورت همزمان باید کار کنن و جریان هرکدوم ۲۵ آمپر هست به مشکل خواهید خورد. با توجه به اینکه فرمودید فیوز کنتور ۲۵ آمپر هست.
سلام مهندس خسته نباشید.
یک سوال، فرض کنیم کلید مینیتوری ما ۳۰ آمپر باشه، این ۳۰ آمپر یعنی هر فاز میتونه ۳۰ آمپر رو عبور بده بدون اینکه تریپ کنه؟ یا باید مجموعا ۳۰ آمپر باشه که یعنی هر فاز ۱۰ آمپر تا تریپ نکنه؟ و بعد سوال اصلیم که در اصل برای همین سوال قبلی پرسیدم و اونم اینکه عملکرد کلسد مینیتوری سه فاز توی بار نا متعادل به چه شکله؟ وقتی جریان ها برابر نیستن، ممنون
سلام نه بخیر. هر فاز ۳۰ آمپر هست. اگر نا متعادلی باعث اضافه جریان نشه، مینیاتوری عملکردی نخواهد داشت
ممنون از پاسخ گوییتون، اضافه جریان چقدر باید باشه؟ همین که یکی از فازها بیشتر از ۳۰ بشه دیگه باعث تریب کردن میشه؟
خواهش می کنم. نحوه تریپ به مقدار اضافه جریان و تیپ بریکر بستگی داره. اگر اضافه جریان به حد عملکرد آنی برسه، بالافاصله قطع میشه. اگر اضافه جریان کمی بیشتر از جریان نامی باشه، واحد حرارتی باعث قطع میشه که ممکنه طولانی باشه.
سلام مهندس خسته نباشید مهندس من از منحنی ها سر در نیاوردم خواهش میکنم کمک کنید تا بتونم منم انتخاب کنم فیوز تو منحنی ها ۱۰ به توان ۲ و ۳ شده اون ۱۰تکرار شده چجوریه و اینکه ۸۶ آمپر کجای منحنی میشه اون ۱۰ها چجوری خونده میشه ممنونم
سلام وقت بخیر. برای نمایش جریان های بالا از ۱۰ با توان استفاده میشه. عدد اول ۱۰ به توان ۱ هست که میشه ۱۰ آمپر. بعد از اون عدد ۱۰ به توان ۲ هست که میشه ۱۰۰ آمپر. بین ۱۰ تا ۱۰۰ آمپر تقسیم بندی هایی وجود داره. هرکدوم از این خط ها ۱۰ آمپر هستن. طبیعتا ۸۶ آمپر قبل از خط ۹ یعنی ۹۰ آمپر وجود داره. برای زمان هم این روش صادق هست. ۱۰ به توان منفی ۲ معادل یک صدم ثانیه هست. ۱۰ به توان مفی ۱ معادل یک دهم ثانیه. ۱۰ به توان صفر معادل ۱ ثانیه و ادامه.
سلام ممنون از مطالب خوبتون چندتا سوال داشتم اگر راهنمایی بفرمایین خیلی ممنون میشم .
من یک موتور ۲۵۰ کیلووات ۳۸۰ ولت با تعداد فاز ۱۲ دارم که دارای ۶ ماژول درایو هست که برای ورودی های درایو آن باید فیوز انتخاب کنم
حالاتی که به ان اشاره کردین مربوط به حالات راه اندازی با روش ستاره مثلث بود که جریان راه اندازی را لحاظ کردین ایا وقتی از درایو استفاده میکنیم نیاز به لحاظ کردن جریان هجومی برای محاسبات فیوز هست یا خیر و چطور باید محاسبه کرد؟؟؟
۲- فاکتورهای دما، رطوبت، ارتفاع و حرارت قطعا بر مشخصات نامی فیوز تاثیر گذار هستند ایا رابطه ای هست که بتوان از آن برای لحاظ کردن این پارامترها بر جریان نامی فیوز استفاده کرد؟؟
سلام وقت بخیر. برای درایو معمولا جریان راه اندازی لحاظ نمیشه. فقط برای درایو باید از فیوزهای R استفاده کنید. رابطه ای برای در نظر گرفتن تمام شرایط مثل رطوبت و دما تا به حال ندیدم. می تونید به کاتالوگ شرکت های سازنده فیوز مراجعه کنید.