کلید گردان

یکی از پرکاربرد ترین کلیدها در صنعت، کلید گردان تابلویی است که با نام های کلید سلکتوری، کلید زبانه ای و کلید چرخشی نیز شناخته می شود و به منظور فرمان دادن و یا برای ایجاد تغییر در وضعیت مدار مورد استفاده قرار میگیرد. در شکل زیر تصویر گسترده اجزای یک نمونه کلید گردان تابلویی نشان داده شده است.

طرز کار کلید سلکتوری (کلید گردان) بدین صورت است که با چرخاندن سلکتور، صفحه زبانه دار تغییر وضعیت می دهد و در فضای داخل استوانه می چرخد. چون روی صفحه متحرک، برجستگی و فرورفتگی هایی وجود دارد. بر اثر گردش اهرم این صفحه حرکت می کند و زبانه هایی را بالا و پایین می برد. زبانه مزبور کنتاکت های متحرک را به کنتاکت های ثابت وصل و یا آنها را از هم جدا می کند.

با تغییر در تعداد و یا محل زبانه های روی صفحه زبانه دار، می توان در کلیدهای گردان تغییراتی ایجاد کرد و کلید را برای کاربردهای مختلف ساخت. تا با چرخاندن شفت، چندین جفت تماس به طور همزمان تغییر وضعیت دهد و مدار مورد نظر کنترل شود.

انواع کلید گردان

کلید گردان در انواع تک فاز، تک فاز +نول یا دوفاز، سه فاز و یا سه فاز + نول برای رنج گسترده ای از جریان با آرایش مختلف کنتاکت ها ساخته می شوند که هر کدام برای کاربردی خاص، از یک قطع و وصل ساده گرفته تا راه اندازی ستاره مثلث الکتروموتورها مورد استفاده قرار میگیرند.

از انواع پرکاربرد کلید گردان می توان به کلید گردان یک طرفه، کلید گردان دوطرفه، کلید گردان ستاره مثلث، کلید گردان چپگرد راستگرد تکفاز، کلید گردان چپگرد راستگرد سه فاز، کلید گردان دالاندر (مخصوص موتورهای دالاندر) و کلید گردان های اندازه گیری اشاره کرد.

در کاتالوگ کلیدهای گردان، مطابق تصویر زیر دیاگرام مدار داخلی و جدول وضعیت کنتاکت ها نشان داده می شود. در جدول زیر علامت ضربدر داخل هر کادر، مشخص می کند که کدام یک از کنتاکت ها در هر حالت کلید به یکدیگر وصل می شوند.

در این بخش قصد داریم به معرفی چند کلید گردان پرکاربرد در صنعت بپردازیم:

کلید گردان ستاره مثلث

همانطور که میدانید جریان راه اندازه الکتروموتورها در زمان راه اندازی بین 5 تا 7 برابر جریان نامی است و رایج ترین روش برای کنترل این جریان، راه اندازی به روش ستاره و مثلث است. یکی از اقتصادی ترین روش های راه اندازی موتورهای سه فاز استفاده از کلید گردان ستاره مثلث است این کلید ابتدا سیم پیچ های موتور را به صورت ستاره به شبکه وصل می کند و پس از اینکه موتور به سرعت نرمال خود رسید، با تغییر حالت کلید، سیم پیچ های موتور به حالت مثلث در شبکه قرار می گیرد.

کلید گردان ستاره مثلث در استاندارد جدید IEC به صورت شکل زیر است. خطوطی که بصورت افقی مرکز، دو ضربدر هر ستون را در کلید به هم وصل می کند نشان دهنده آن است که آن زبانه کلید گردان در هر دو حالت وصل قرار دارد و با تغییر وضعیت کلید گردان قطع نمی شوند.

کلید گردان چپگرد راستگرد سه فاز

در بسیاری از تجهیزات مانند جرثقیل، بالابر، میکسر، دریل صنعتی، دستگاه برش، نوار نقاله و ... نیاز است تا جهت گردش الکتروموتور قابل تغییر باشد و همانطور که میدانید در الکتروموتورهای سه فاز، تنها با عوض کردن جای دو فاز، جهت چرخش الکتروموتور تغییر می کند. بدین منظور می توان از یک کلید گردان چپگرد راستگرد استفاده کرد.

کلیدگردان چپگرد راستگرد سه فاز دارای دو حالت وصل و یک حالت قطع بین آنها (2 0 1) می باشد.  در حالت 1 سه فاز ورودی به خروجی متصل شده و در حالت 2، جای دوفاز با یکدیگر عوض می شود. شکل زیر دیاگرام مدار داخلی و آرایش کنتاکت های این کلید گردان را نشان می دهد.

کلید گردان چپگرد راستگرد تکفاز

در الکتروموتورهای تکفاز فرآیند چپگرد راستگرد کردن کمی پیچیده تر است زیرا با عوض کردن فاز و نول هیچ فرقی در جهت گردش موتور ایجاد نمی شود.

الکتروموتورهای تکفاز دارای یک دسته سیم پیچ اصلی و یک دسته سیم پیچ کمکی هستند که این دو سیم پیچ در لحظه راه اندازی بین فاز و نول قرار می گیرند. نحوه اتصال این دو سیم پیچ به یکدیگر، جهت گردش الکتروموتور را تعیین می کند. بنابراین برای تغییر جهت گردش الکتروموتور، باید سربندی یکی از سیم پیچ های اصلی یا کمکی را نسبت به یکدیگر عوض کنیم. برای تغییر در سربندی موتور و در نتیجه جهت گردش آن، می توان از تجهیزات متنوعی از جمله کلید گردان استفاده کرد.

کلید گردان اندازه گیری

یکی از مقرون به صرفه ترین روش های اندازه گیری پارامترهایی مثل ولتاژ و جریان در مدارهای سه فازی که در هر لحظه تنها نیاز به کنترل یک فاز وجود دارد، ترکیب کلید گردان اندازه گیری و دستگاه اندازه گیری است. کلید تبدیل ولت، کلید آمپر و کلید وات متر انواع کلید گردان اندازه گیری هستند. در واقع با استفاده از این کلید گردان می توان مقدار ولتاژ یا جریان مصرف کننده را در فاز دلخواه با چرخش دسته کلید، اندازه گیری نمود. 

کلید تبدیل ولت

کلید تبدیل ولت (کلید ولت متر) از نظر دارای حالت صفر بودن یا و بدون حالت صفر و تعداد حالت های اندازه گیری ولتاژ در انواع مختلفی تولید می شود. حالت صفر در کلید ولت به منظور قطع ولتاژ هدایت شده به سمت ولت متر تابلویی و جلوگیری از فرسودگی آن است. سه مورد از رایج ترین مدلهای کلید ولت عبارتند از کلید ولت اندازه گیری سه ولتاژ خط (فاز با فاز)، کلید ولت برای اندازه گیری سه ولتاژ فاز (فاز و نول)، کلید ولت برای اندازه گیری سه ولتاژ خط و سه ولتاژ فاز.

کلید آمپر

در مواردی که نیاز به اندازه گیری جریان سه فاز بطور همزمان وجود ندارد می توان از ترکیب یک کلید تبدیل آمپر و یک آمپرمتر تابلویی به جای سه آمپرمتر استفاده کرد. در واقع کلید آمپر تنها یکی از CT ها را به آمپر متر متصل می کند و ترانس های دیگر را اتصال کوتاه نگه می دارد. 

کلید گردان دالاندر

بعضی از دستگاه های صنعتی مانند دستگاه های نورد، جرثقیل ها، دریل، دستگاه تراش و ... نیاز به سرعت های مختلف برای کار دارند. برای تغییر دادن سرعت، روشهاى گوناگونی وجود دارد که عبارت اند از:

تغییر سرعت به روش تغییر قطب با یک سیم پیچ (موتور دالاندر)

تغییر سرعت به روش تغییر قطب با سیم پیچ های جداگانه

تغییر سرعت به روش تغییر ولتاژ

تغییر سرعت به روش تغییر فرکانس

و ...

همانطور که گفته شد یکى از روشهاى تغییر سرعت موتورهاى الکتریکى، تغییر سرعت به روش تغییر قطب با یک سیم پیچ در موتور دالاندر است. نسبت سرعت در موتور دالاندر 1/2 می باشد و برای تغییر قطب در این نوع موتور که دارای یک سیم پیچ است، باید نوع اتصال موتور را تغییر داد. برای تعداد قطب بیشتر، اتصال سیم پیچ های استاتور را به صورت مثلث و برای تعداد قطب کمتر، سیم پیچ های استاتور را به صورت ستاره ی دوبل وصل می کنند. یعنی همانطور که در تصویر زیر مشاهده می کنید، دور کمتر به صورت مثلث سری و دور بیشتر به صورت ستاره دوبل می باشد. به منظور این تغییر اتصال می توان از کلید گردان دالاندر استفاده کرد.

در شکل زیر شمای فنی و حقیقی مدار دالاندر را مشاهده می کنید:

جعبه محافظ کلید گردان

با توجه به کاربرد کلیدهای گردان در محیط های صنعتی نیاز به پوشش حفاظت  مناسب در مقابل عوامل مخرب محیط از قبیل گرد و غبار، پاشش آب و ضربه، به جهت حفظ طول عمر مفید کلید و عملکرد مطلوب آن از ضروریات است. همچنین به دلیل عدم کاربرد قطعات فلزی در ساخت بدنه جعبه های محافظ، در صورت ایجاد اتصال کابل ها با بدنه به علت عایق بودن، کاملا در برابر خطر برق گرفتگی ایمن و محفوظ می باشد. بدین منظور شرکت های تولید کننده کلید گردان، اقدام به تولید انواع جعبه محافظ کلید گردان در ابعاد گوناگون و با درجه حفاظتی های مختلف کرده اند.