پرشر سوئیچ
سنسور فشار
مقدمه:
تأثیر ولتاژ ناپایدار بر طول عمر شیر برقی،شیرهای برقی (Solenoid Valves) از جمله اجزای کلیدی در سیستمهای هیدرولیکی، پنوماتیکی
و خودکارسازی صنعتی هستند که وظیفه قطع و وصل جریان سیالات را به صورت الکترومکانیکی بر عهده دارند. عملکرد صحیح و پایدار این
شیرها وابستگی شدیدی به تأمین ولتاژ الکتریکی مناسب و پایدار دارد. با این حال، در بسیاری از محیطهای صنعتی یا حتی خانگی، نوسانات
و ناپایداری در منبع تغذیه میتواند موجب آسیبهای جدی به تجهیزات الکترونیکی و الکترومکانیکی از جمله شیرهای برقی شود. این مقاله با هدف بررسی جامع تأثیر ولتاژ ناپایدار بر طول عمر شیر برقی، تحلیل سازوکارهای آسیب، و معرفی روشهای محافظت و پایش بهینه نوشته شده است.
بخش اول:
شناخت دقیق عملکرد شیر برقی شیر برقی یا سولنوئید ولو، از یک بوبین (کویل الکتریکی)، هسته متحرک (پلنجر)، فنر بازگرداننده و بدنه
شیر تشکیل شده است. هنگام عبور جریان الکتریکی از کویل، میدان مغناطیسی ایجاد میشود که باعث جذب هسته متحرک و در نتیجه باز
یا بسته شدن مسیر سیال میگردد. این عمل به صورت سریع، دقیق و بدون دخالت دستی انجام میشود. هرگونه اختلال در انرژی الکتریکی
ورودی میتواند باعث ضعف در عملکرد یا آسیب فیزیکی به این اجزا شود.
بخش دوم:
ماهیت ولتاژ ناپایدار و انواع آن ولتاژ ناپایدار به تغییرات ناگهانی یا پیوسته در سطح ولتاژ تأمین شده اشاره دارد که از مقدار نامی
(معمولاً 220 یا 24 ولت برای شیرهای AC و DC) منحرف میشود.
انواع ولتاژ ناپایدار شامل:
- افت ولتاژ (Undervoltage)
- اضافه ولتاژ (Overvoltage)
- ولتاژ لحظهای یا پالس (Spike/Transient)
- نویز الکتریکی (Electrical Noise)
سوم: اثرات ولتاژ ناپایدار بر شیر برقی:
- اثر افت ولتاژ: افت ولتاژ منجر به عدم جذب کامل هسته و عملکرد ناقص شیر میشود. این وضعیت باعث افزایش زمان پاسخ، لرزش
مکانیکی، و در نهایت سوختن کویل در اثر جریان زیاد برای جبران کمبود میدان مغناطیسی خواهد شد. - اثر اضافه ولتاژ: اضافه ولتاژ باعث گرم شدن بیش از حد کویل، ذوب شدن عایقها، و تسریع در تخریب حرارتی اجزای داخلی شیر میشود.
افزایش حرارت باعث کاهش مقاومت مکانیکی فنر و خرابی بلندمدت آن میگردد. - اثر پالسهای ولتاژی: پالسهای ولتاژ یا ترانزینتها که از خاموش/روشن شدن ناگهانی بارهای القایی ناشی میشوند، میتوانند موجب
شکست عایق داخلی کویل شده و به سوختن آن بیانجامند. این پالسها حتی ممکن است از منابع تغذیه معیوب یا شبکههای بدون
فیلتر ناشی شوند. - نویز الکتریکی: نویزهای رادیویی یا القایی در خطوط برق میتوانند باعث ناپایداری در عملکرد سوئیچینگ شیر برقی شوند. در سیستمهای
کنترلی حساس، این نویزها میتوانند فرمان باز یا بسته شدن نادرست صادر کنند.
چهارم: عوامل تشدیدکننده آسیب ناشی از ولتاژ ناپایدار:
- استفاده از کابلهای بلند و نامناسب
- اتصالات شل یا اکسید شده
- نبود سیستمهای زمین مناسب
- استفاده از منابع تغذیه با راندمان پایین یا کیفیت پایین درایورها
پنجم: روشهای محافظتی مؤثر:
- انتخاب دقیق نوع شیر بر اساس دامنه ولتاژ قابل قبول (Tolerance ±10%)
- استفاده از منبع تغذیه تثبیتشده (Stabilized Power Supply) و ترانسفورماتورهای ایزولهکننده
- نصب دیودهای Freewheeling در سیستمهای DC برای مهار ولتاژ برگشتی
- استفاده از فیلترهای EMI/RFI برای حذف نویزهای القایی
- بهکارگیری وریستورها (MOV) و سرجگیرها برای جلوگیری از شوکهای ولتاژی
- نصب کانکتورهای دارای مدار محافظ داخلی مانند EN 175301-803
- پیادهسازی سیستمهای مانیتورینگ ولتاژ با قابلیت هشداردهی در شرایط غیرمجاز
- استفاده از کلاس عایقی بالا برای کویلها (Class F یا N)
- تهویه و خنکسازی مناسب محیط نصب شیرها برای جلوگیری از تجمع حرارت
- تعمیر و نگهداری دورهای جهت بررسی مقاومت اهمی کویلها و سلامت اتصالات
بخش ششم:
بررسی موردی یک خرابی ناشی از ولتاژ ناپایدار در یک کارخانه نوشابهسازی، شیر برقی خط تغذیه سیال گازدار در اثر نوسانات برق محلی
بهطور مکرر دچار سوختگی میشد. پس از بررسی، مشخص شد که ولتاژ ورودی در ساعات اوج مصرف تا 175 ولت کاهش پیدا کرده و در
برخی موارد به 265 ولت افزایش یافته است. با نصب یک تثبیتکننده ولتاژ، استفاده از کویلهای کلاس N و نصب سرجگیر، عمر شیر از ۲ ماه
به بیش از ۲ سال افزایش یافت.
نتیجهگیری:
ولتاژ ناپایدار یکی از اصلیترین عوامل کاهش طول عمر و عملکرد نامناسب شیرهای برقی محسوب میشود. با توجه به افزایش اتوماسیون
در صنایع و حساسیت تجهیزات کنترلی، اتخاذ روشهای حفاظتی و انتخاب دقیق اجزا نه تنها از خرابی زودهنگام جلوگیری میکند، بلکه منجر
به کاهش هزینههای نگهداری و افزایش بهرهوری سیستم میگردد. استفاده از منابع تغذیه پایدار، فیلترهای حفاظتی، و طراحی مدارات محافظ
از جمله اقدامات کلیدی در این زمینه هستند.
برای خواندن مقاله شیر برقی کلیک کنید.