مدار فرمان و قدرت چیست؟ آشنایی با انواع و تفاوت های آنها

در پاسخ به این سؤال که مدار فرمان و قدرت چیست باید ابراز نمود که مدارهای الکتریکی معمولاً از دو بخش اصلی با عنوان مدار قدرت و مدار فرمان تشکیل می‌گردند. در این فرآیند، مدار فرمان یا به عبارتی مدار کنترل، عهده دار حفاظت و کنترل مدار قدرت می‌باشد. این نوع از مدارهای الکتریکی در تحلیل و آنالیز نقشه‌های برق، از درجه اهمیت بسیار بالایی برخوردارند. علاوه بر این، مدارهای مربوط به فرمان و قدرت، از ارکان اصلی و اساسی سیستم‌های الکتریکی به شمار می‌روند. اگر به یادگیری برق صنعتی علاقمندید، می‌توانید در دوره آموزش برق صنعتی آموزشگاه فنی شرکت کنید.

مدار فرمان چیست؟

بر اساس تعریف NEC (کد الکتریکی ملی)، کنترل کننده‌ای که وظیفه مدیریت و کنترل جریان برق متصل به تجهیزی را بر عهده دارد، در معنای مدار کنترل یا مدار فرمان تعبیر می‌شود.

با توجه به این تعریف، مدار کنترل معنا و مفهوم بسیار گسترده‌ای را در بر می‌گیرد. بنابراین، از یک سوئیچ بسیار ساده تا یک سیستم پیچیده و تشکیل شده از اجزایی مانند چراغ‌های سیگنال، سوئیچ‌ها، تایمرها، کنتاکتورها و رله‌ها جزء مدار فرمان محسوب می‌شوند. کلیدهای برقی که برای روشن و خاموش شدن چراغ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند، به نوعی یک مدار فرمان ساده تلقی می‌گردند.

در ساختار هر مدار الکتریکی اجزای کنترلی مختلفی جهت فعال یا روشن شدن وجود دارد. مدار فرمان یا Control Circuit در بسیاری از سیستم‌ها و دستگاه‌های صنعتی نیز برای حفاظت و کنترل مدار قدرت به کار می‌رود. در این سیستم‌ها، راه اندازی و توقف و حفاظت از موتور دستگاه، از طریق مدار فرمان صورت می‌گیرد.

انواع مدار فرمان

مدارهای فرمان بسته به نوع سیستم و تجهیز در دو دسته دستی و اتوماتیک تقسیم بندی می‌شوند.

چنانچه کنترل مدار به صورت دستی و توسط شخص انجام شود، مدار فرمان از نوع دستی است. در نتیجه در مدارهای فرمان دستی، روشن و خاموش کردن یا سوئیچ راه انداز یک موتور توسط اپراتور مربوطه انجام می‌شود.

در سوی مقابل، راه اندازی و متوقف شدن بسیاری از ماشین آلات به صورت خودکار صورت می‌گیرد. در این حالت، کنترل و مدیریت تمامی فرآیندها به صورت خودکار و بدون نیاز به دخالت اپراتور عملیاتی می‌شود.

مدیریت و کنترل بارهای الکتریکی به شیوه‌های مختلف، هماهنگ سازی ماشین آلات و تجهیزات الکتریکی، ایجاد محدودیت حرکتی، بهینه سازی مصرف انرژی و اعلام وضعیت سیستم از طریق هشدار را می‌توان از مهم‌ترین وظایف مدار کنترل برشمرد.

وظایف مدار فرمان

مدار فرمان جزو اساسی ترین بخش های یک سیستم الکتریکی می باشد. این مدار در سیستم های مختلف وظایف مشخصی را برعهده دارد. به طور کلی می توان گفت مدار فرمان در یک سیستم الکتریکی که در مدارهای مربوط به برق صنعتی و برق قدرت وجود دارد، مسئولیت راه اندازی، کنترل و مدیریت سامانه را بر عهده خواهد داشت. اجزای مختلفی که این سیستم دارد در کنار هم کار کرده و خروجی نهایی آنها راه اندازی و خاموش کردن ماشین ها به نحوه های متفاوت، ایجاد یک هماهنگی مناسب بین الکتروموتور و ماشین ها و کنترل زمان بندی موجود بین آنها می باشد.

اجزای مدار فرمان:

1) تایمر:

در مدار فرمان و قدرت، یکی از اصلی ترین اجزا تایمر بوده که این توانایی را به ما می دهد تا بتوانیم در هر زمان مدار را تحت کنترل خود داشته باشیم. از پر استفاده ترین نوع آنها می توان به تایمهای الکترونیکی اشاره نمود. اگرچه این عضو از مدار قدرت و فرمان، در انواع بادی و یا نیوماتیکی هم یافت می شود.

2) جوی استیک:

در انواع و اقسام گوناگونی ساخته می شوند و این توانایی را به ما می دهند که فرمان های گوناگون را در حالت های مختلفی که این جوی استیک ها دارند، به بخشی از مدار فرمان یا مدار قدرت، هدایت کنیم.

3) کنتاکتور:

در جهت روشن و خاموش کردن یک مدار، از کلیدی مغناطیسی تحت عنوان کنتاکتور استفاده می شود. این قطعه ها می توانند انواعی از جریان های مختلف را منتقل کنند. در اندازه های مختلفی ساخته شده و نصب آنها به راحتی صورت می گیرد. در کنتاکتورها از یک سیم پیچ مغناطیسی استفاده شده که از طریق آن مدار قطع یا وصل می شود. از مزیت های این قطعه نسبت به کلید، میتوان با استفاده از آن، قابلیت کنترل از راه دور در مدل های مختلف، توانایی خودکار کردن مدار با استفاده از این قطعه و حفاظت بهتر از مدار اشاره نمود.

4) رله فرمان:

رله فرمان می تواند در مدار های فرمان در کنار کنتاکتورها به کار گرفته شود. دو دسته اصلی آنها الکترونیکی و الکترومکانیکی بوده که SSR ها در دسته الکترونیکی ها قرار دارند. SSR ها همان رله های حالت جامد هستند که در ادامه به تشریح آنها خواهیم پرداخت. از رله فرمان های الکترومکانیکی با نام های رله ماژول یا شیشه ای هم نام برده می شود. در مقایسه بین رله فرمان و کنتاکتور باید گفت، رله فرمان ها سریعتر، اندازه کوچکتر، عمر طولانی تر و هدر رفت انرژی کمتری دارند.

5) رله حالت جامد:

این دسته رله های در نوع های AC و DC یافت می شوند. هرکدام از آنها تعداد پل های مختلفی را دارا هستند و در مدار  های قدرت و فرمان جریان مستقیم، متناوب تک یا سه فازه مورد استفاده قرار می گیرند.

6) فلوتر:

به منظور کنترل مایعات در مدار فرمان یا تابلوهای برق صنعتی، از فلوترها استفاده می شود. این ابزارهای کاربردی را سنسور فلوتر الکترونیکی نیز می نامند. در انواع ساچمه ای، دو جزئی و مغناطیسی آنها، بازه و بسته شدن پلاتین های موجود در آن به واسطه تغییراتی که در سطح مایع ایجاد می شود، رخ می دهد. به طور کلی از این قطعه در مدیریت سطح مایعاتی که به هر طریقی می توانند رسانای برق باشند، مثل آب، فاضلاب، مایعات اسیدی یا قلیایی و غیره استفاده می شود.

7) سیستم های اخباری:

استفاد های ابزارها و سیستم هایی که بتوانند شرایط غیرعادی و یا حتی تداوم شرایط عادی را به چشم ما برسانند، در مدار قدرت و فرمان بسیار حیاتی است. سیستم های اخباری دقیقا این وظیفه را برعهده دارند. که از انواع آنها می توان به برج سیگنال، پنجره آلارم، انواع آژیرها و چراغ سیگنال اشاره نمود.

مدار قدرت چیست؟

مدار قدرت اصلی ترین مدار الکتریکی می باشد و بدون آن مدار فرمان هیچ کاربردی ندارد. این مدار جریان الکتریکی را از منبع تغذیه دریافت کرده و به بار الکتریکی می رسد.

این مدار از اجزا و قطعات گوناگونی تشکیل شده است. از جمله وظایفی که این مدار دارد می توان به محافظت از مدار در برابر جریان های بالا اشاره کرد.

مهم ترین اجزای مدار قدرت

آشنایی با اجزا و قطعات تشکیل دهنده مدارهای قدرت به درک بهتر این موضوع که مدار فرمان و قدرت چیست، کمک شایانی می‌نماید. مدار قدرت از المان‌های مختلفی مانند کلید حرارتی، کنتاکتور، کنترل کننده بار، فیوز الکتریکی و کلید MPCB (کلید حفاظت موتورهای الکتریکی) تشکیل شده است.

1.کلید مغناطیسی

کنترل، ارسال فرمان و قطع و وصل کردن مدارهای الکتریکی از طریق کلید مغناطیسی یا کنتاکتور انجام می‌شود. ساختار این کلید از دو هسته ثابت و متحرک و به شکل حرف U یا E انگلیسی تشکیل شده که جدا سازی آن‌ها توسط یک فنر انجام می‌شود.

2.فیوز الکتریکی

برای پاسخ به این سؤال که مدار قدرت چیست باید خاطر نشان کرد که فیوز الکتریکی در مواقع توزیع جریان الکتریکی نامتعارف، اتصال مدار را قطع می‌کند. بر این اساس، فیوز الکتریکی به نوعی نقش حفاظتی در مدارها را بر عهده دارد.

3.کلید MPCB

 این کلید وظیفه حفاظت از موتورها را دارد. کلید حفاظت موتور الکتریکی ضمن اندازه‌گیری اختلافات میان ولتاژهای فاز، در مواقع تشخیص خطر از موتور سیستم محافظت به عمل می‌آورد.

4.رله کنترل بار

رله کنترل بار در مواقع ایجاد اضافه بار در مدار، ضمن قطع کردن جریان الکتریکی، از موتور الکتریکی در برابر جریان اضافه حفاظت می‌کند.

5.کلیدهای بی متال

کلیدهای حرارتی یا بی متال نیز به نوعی در برابر اضافه بار از موتور الکتریکی حفاظت می‌کنند. این رله در مواقع عبور بیش از حد مجاز جریان، وارد عمل شده و اقدام به قطع مسیر جریان الکتریکی می‌نماید.

حتماً بخوانید: لیست بهترین و پر درآمدترین مشاغل برق و الکترونیک برای ورود به بازار کار

نقشه مدار قدرت

مدار قدرت معمولا در نقشه ها پررنگ تر  یا با رنگی متفاوت از مدار فرمان می کشند تا هنگام نقشه خوانی مدارهای الکتریکی به راحتی بتوانید آن را تشخیص دهید. در شکل زیر نمونه از نقشه مدار قدرت را برای شما عزیزان نشان داده ایم.

تفاوت مدار فرمان و قدرت چیست؟

نوع توان انتقالی، یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های مدار فرمان و قدرت می‌باشد. بر این اساس، مدار فرمان برای راه‌اندازی و کارکرد به جریان برق تک فاز نیاز دارد. همچنین، وظیفه کنترل مدار، مهم‌ترین وظیفه مدار کنترل یا فرمان تلقی می‌گردد.

از سوی دیگر، مدار قدرت زیر مجموعه مدار فرمان بوده و غالباً با جریان برق سه فاز شروع به کار می‌کند. ضمناً، مدار قدرت کاملاً تابع مدار فرمان می‌باشد؛ در نتیحه در صورتی که مدار فرمان قطع شود، شاهد قطع شدن مدار قدرت نیز خواهیم بود. همچنین، استفاده از منابع تغذیه، صنعت و سیستم‌های الکتریکی، مهم‌ترین موارد کاربرد مدار فرمان و قدرت را شامل می‌شود.