پاور آنالایزر چیست و چه کاربردی دارد؟

پاور آنلایزر در سیستم های برقی؟

پاور آنالایزر یک ابزار ضروری برای هر مدار الکتریکی. بدون این ابزار به زمین پرواز نروید! به کمک این  ابزار می توانید ولتاژ باتری تان را قبل و بعد از پرواز چک کنید، پک باتری تان را بالانس کنید، جریان، ولتاژ و توان سیستم تان را چک کنید. به کمک این وسیله، همه این کارها را خواهید توانست انجام دهید. این دستگاه دارای سه عملکرد زیر است.

اندازه گیری توان

ولتاژ (ولت)، جریان (آمپر)، توان (وات) و ظرفیت (آمپر-ساعت) را می تواند اندازه گیری نماید.

چک کردن ولتاژ

می تواند ولتاژ تک تک سل های باتری 1 تا 6 سل را اندازه گیری نماید. تمامی انواع باتری های لیتیومی را پشتیبانی می کند.

بالانسر

مدار بالانسر داخلی این دستگاه می تواند باتری شما را بدون نیاز به اتصال به شارژر، بالانس نماید. باتری به ولتاژ پائین ترین سل، بالانس می شود.

هارمونیک ها

جهان امروز، نیازمند پروسه های اتوماتیک، سریع تر و قابل انعطاف تری است و این به منزله آن است که مدارات کنترلی باید هر چه بیشتر در دستگاه ها نصب شوند. مدارات قدیمی با کنتاکتور کنترل می شدند حال آنکه امروزه کلیه کنترل ها توسط نیمه هادی ها صورت می گیرد. همچنین نیاز به منبع تغذیه دائمی در نقاط حساسی مثل بانک ها، بیمارستان ها، مراکز حفاظتی و استفاده روز افزون از منابع تغذیه دائمی UPS را موجب شده است.
ویژگی اصلی قطعات نیمه هادی (مثل دیود- تریستور یا SCR، ترانزیستور، IGBT، GTO و...) تغییر شکل و فرم جریان است. شکل زیر دو نمونه جریان را به صورت بدون اتوجاج و با اعوجاج نشان می دهد. همانطور که در شکل مشاهده می شود. چنانچه توان مصرفی در هر دو بار یکسان باشد، جریان موثر دربار معوج به طرز محسوس بیشتر از بار صاف و بدون اعوجاج است.
محاسبات ریاضی (سری فوریه) اثبات کرده که یک موج غیر سینوسی متناوب، قابل تجزیه به امواج سینوسی با فرکانس های مضرب فرکانس اصلی موج است. به عبارت دیگر هر موج غیر سینوسی متناوب از جمع تعدادی موج سینوسی با فرکانس های موج اصلی و مضارب آن تشکیل می شود.
اندازه موج اصلی را بنا بر قرارداد و به عنوان پیش فرض 100% در نظر گرفته و دامنه بقیه بر مبنای آن و بصورت درصد بیان می شوند.
شکل موج دارای اعوجاج، به تنهایی اطلاعاتی در مورد هارمونیک ها به دست نمی دهد، آنچه که طراح را در مورد آنالیز هارمونیک ها یاری می کند نمودار طیف هارمونیک ها است.
دستگاه های اندازه گیری معمولی قادر به اندازه گیری هارمونیک ها نیستند، اندازه گیری در سیستم های هارمونیک توسط دستگاه های True RMS قابل انجام است. همچنین اندازه گیری طیف فرکانس ها توسط متخصصین و با استفاده از دستگاه های پاور آنالایزر انجام می گیرد.
مهمترین پارامتر اندازه گیری هارمونیک ها THD است. THD که به صورت درصد بیان می شود. نسبت مجموع کلیه مولفه ها به مولفه اصلی است و رابطه آنها به شرح زیر می باشد:

عمومی ترین تولید کننده های هارمونیک

همانطور که ذکر شد بارهای غیر خطی تولید کننده هارمونیک هستند، شایع ترین تولید کننده های هارمونیک عبارتند از:

• UPS
• کنترل کننده دور موتورAC
• کنترل کننده موتور DC
• مبدل فرکانس
• دیمر روشنایی
• اینورتر
• شارژر باتری
• کوره قوسی
• دستگاه جوش قوسی
• دستگاه جوش مقاومتی
• بالاست الکترونیکی
• منبع تغذیه سوئیچینگ
• کوره القائی

خطرات هارمونیک برای خازن ها وراه مقابله با آن

با توجه به رابطه جریان خازن (مشاهده می شود که در شرایط ولتاژ یکسان، افزایش فرکانس به افزایش جریان خازن منتهی می شود به عنوان مثال چنانچه دامنه ولتاژ هارمونیک پنجم 5% مولفه اصلی ولتاژ باشد، جریانی که در اثر این هارمونیک از خازن کشیده می شود 25% دامنه جریان اصلی است. بنابراین وجود هارمونیک ها در شبکه، صدمه جدی به خازن ها وارد می کنند.
بهترین راه جلوگیری از آسیب های وارده به خازن در سیستم های هارمونیکی نصب راکتور به طور سری با خازن است.
نصب راکتور به صورت سری با خازن، فرکانس رزونانس هر شاخه خازن را به مقدار دلخواه کاهش می دهد. این فرکانس بسته به هارمونیک ها و اندازه آنان، جایی تنظیم می شود که بهترین نوع فیلترینگ صورت پذیرد. ترکیب سلف و خازن در فرکانس های بالاتر از فرکانس رزونانس (fr) خاصیت سلفی و در فرکانس های پائین تر، خاصیت خازنی خواهد داشت. بنابراین اصلاح ضریب درت در فرکانس اصلی انجام می گیرد بدون آنکه فرکانس های بالاتر مزاحم کار خازن باشد.

انتخاب فرکانس رزونانس سری و ولتاژ خازن در شبکه های مختلف هارمونیکی

در حالت نصب خازن بصورت سری با راکتور، ولتاژ اعمالی به خازن برابر خواهد بود. بنابراین باید به این نکته توجه نمود که ولتاژ نامی خازن مورد استفاده در مدارات راکتور دار همیشه بیشتر از ولتاژ نامی شبکه خواهد بود. برای رسیدن به فرکانس تشدید طراحی شده، حتما باید از خازنی استفاده کرد که ظرفیت آن روی راکتور ثبت شده و یا در کاتالوگ آن ذکر شده است.

تکنولوژی ساخت خازن با فیلم های پلی پروپیلن متالیزه

استفاده از فیلم های پلاستیک با ضخامت های بسیار کم (4 تا 12 میکرون) به عنوان عایق الکتریکی، تحول بزرگی از نظر فنی و اقتصادی در ساخت خازنهای فشار ضعیف ایجاد کرده است. ضخامت بسیار پائین این فیلم ها موجب کاهش مواد مصرفی، حجم، وزن و قیمت خازن شده است.

کنتاکتور چیست؟

ماهیت اکتریکی خازن، در لحظه سوئیچینگ اتصال کوتاه است به عبارت دیگر هنگام وصل به شبکه، جریان هجومی بسیار بزرگی از خازن عبور می کند. این جریان علاوه بر تاثیرات تخریبی روی خازن باعث خال زدن و در بعضی موارد جوش خوردن پلاتین های کنتاکتور می شود و خرابی پلاتین های کنتاکتور، خود اثر تخریبی مضاعف بر روی خازن دارد. همچنین هنگام وصل خازن به مدار، خازن های دیگری که قبلا وارد مدار شده اند، در یک لحظه در خازن جدید تخلیه شده و جریان بزرگی به صورت لحظه ای پدید می آید.

موارد کاربرد پاور آنالیزر

بانک های اتوماتیک خازنی سری PAB/C1 در جهت اصلاح ضریب قدرت شبکه فشار ضعیف در موارد زیر اسفتاده می شود:

• کارخانجات بزرگ
• کارگاه های کوچک
• مصرف کننده های تجاری و فروشگاه ها
• هتل ها
• ساختمان های اداری
• مجتمع های مسکونی و تجاری
• بیمارستان ها

موارد استفاده پاور آنالایزر

تمام لامپ های تخلیه گازی (فلورسنت، بخار جیوه، بخار سدیم، هالوژن و انواع مشابه) برای روشن شدن نیاز به یک چوک یا ترانسفورماتور دارند. با توجه به ماهیت سلفی چوک ها و ترانسفورماتورها، ضریب قدرت در مدارات این لامپ ها پائین بوده و جریان زیادی در آن کشیده می شود. اصلاح ضریب قدرت با افزودن یک خازن مناسب به مدار انجام می گیرد.
خازن ها می توانند به دو صورت موازی و سری در مدار چراغ های روشنایی قرار بگیرند. جبران سازی موازی (قراردادن خازن به صورت موازی با شبکه) بیشتر از روش سری مورد استفاده قرار می گیرد زیرا:

1. مدار الکتریکی بسیار ساده تر است.
2. فقط ولتاژ برق شهر روی خازن قرار می گیرد.
3. در صورت خرابی و یا قطع خازن، مدار لامپ به کار خود ادامه می دهد.

به دلیل ضعیف بودن تهویه هوا در چراغ های روشنایی و نزدیکی خازن به منبع حرارت، خازن به مدت طولانی در معرض دمای بالا قرار خواهد گرفت و بنابراین خازنی که درچنین مداری قرار می گیرد، باید تحمل حرارتی خوبی را داشته باشد.

مزایا پاور آنالازیر

هوشمند بودن رگولاتور باعث پخش بار بین پله های مختلف شده و از فشار روی یک پله کاسته می شود.
قابلیت نشان دادن جریان، ولتاژ، ضریب قدرت، توان پله اول، مقدار بار راکتیو مورد نایز روی صفحه نمایش رگولاتور.
دارای هشدارهای افزایش یا کاهش ولتاژ و جریان و همچنین اصلاح ضریب قدرت بیشتر از حد تعیین شده با وجود خروج کلیه پله ها از مدار و کمتر ازحد تعیین شده با وجود وارد شدن کلیه پله ها به مدار
استفاده از کنتاکتور خازنی که باعث کاهش جریان لحظه وصل خازن و در نتیجه افزایش طول عمر آن می شود.
نصب ساده و مستقل از معکوس بستن فازها یا ترانس جریان

موتورهای تک فاز

ظرفیت و ولتاژ خازن مورد نیاز در موتورهای تک فاز فقط به دور و گشتاور مطلوب بستگی ندارد، بلکه بیشتر از همه موارد به ساختمان موتور وابسته است. بنابراین روش خاصی جهت محاسبه دقیق خازن مورد نیاز وجود ندارد و می بایست به توصیه های سازندگان موتور عمل نمود.
با این حال جدول زیر (که با احتساب اکثریت موتورهای موجود تهیه شده) راهنمایی برای انتخاب حدود ظرفیت خازنی است:

• موتورهای سه فاز با تغذیه تک فاز
• خازن های روشنایی