خازن صنعتی
خازن صنعتی
خازن صنعتی چیست؟ آموزش تعمیر انواع برد های الکترونیکی :تعمیر اینورتر و PLC، تعمیر برد لوازم خانگی ، تعمیر برد تجهیزات پزشکی و… آموزش تعمیر برد توسط دکتر میلاد طاهریان.
خازن صنعتی چیست؟
خازن صنعتی یا کپاسیتور صنعتی، یک قطعه الکترونیکی می باشد که برای ذخیره کردن و تخلیه انرژی الکتریکی به کار گرفته می شود. خازن ها این قابلیت را دارند که ذخیره انرژی الکتریکی در الکترودهای خود را انجام دهند و توانایی این را دارند که آن را در زمان های لازم مجدداً تخلیه نمایند.
خازن ها از دو الکترود (سیم یا صفحه های فلزی) تشکیل گشته اند که به طور معمول با یک جداکننده (مادهای که بین الکترودها قرار گرفته می شود) از یکدیگر جدا گشته اند. جداکننده معمولاً یک لایه نازک از ماده الکتریکی می باشد که خاصیت عایقی را دارا می باشد.
با متصل کردن خازن به یک منبع تغذیه، انرژی الکتریکی در الکترودها ذخیره می گردد و خازن شارژ می گردد. سپس می شود این انرژی را در زمان های لازم، به صورت تخلیه، به مدارهای الکتریکی دیگر انتقال داد.
خازن های صنعتی به طور گسترده در سیستم های بزرگ برق صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. مثلاً در موتورهای الکتریکی بزرگ، خازن ها برای بهتر شدن عملکرد موتور و کاهش تنشهای الکتریکی استفاده می گردند. همچنین در سیستم های تغذیه برق، خازن ها به عنوان فیلترهای ضد نویز و استابیلایزرهای ولتاژ از آن ها استفاده می کنند.
خازن صنعتی کاربردهایی هم دارد که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت:
- موتورها: خازن های صنعتی برای بهتر شدن عملکرد موتورها مورد استفاده قرار گرفته می شوند. با اضافه کردن خازن به مدار موتور، جریان را تنظیم می نمایند و از افت ولتاژ پیشگیری می نمایند. این کار موجب بهبود کارایی و عمر مفید موتور می گردد.
- کنترل و اتوماسیون صنعتی: در سیستم های کنترل و اتوماسیون صنعتی، خازن های صنعتی برای کمک به تنظیم و تثبیت ولتاژ و جریان استفاده می گردند. آنها این توانایی را دارند که به عنوان قسمتی از منابع تغذیه و سیستمهای پایه استفاده گردند.
- تصحیح فاکتور قدرت: خازن های صنعتی این قابلیت را دارند که برای تصحیح فاکتور قدرت در سیستم های قدرت استفاده گردند. فاکتور قدرت نسبت بین توان فعال و توان متقاطع می باشد و با استفاده از خازن صنعتی این توانایی را دارد که توان متقاطع را کاهش داد و فاکتور قدرت را بالا ببرد.
- سیستمهای UPS: خازن های صنعتی در سیستم های پشتیبان باتری (UPS) کاربرد دارند. آنها به عنوان یک منبع اضافی انرژی برای تامین توان در زمان انقطاع برق مورد استفاده قرار می گیرند و به حفظ پایداری و کیفیت تامین برق کمک کننده هستند.
- قطعات الکترونیکی: خازن های صنعتی در مدارهای الکترونیکی به عنوان ذخیره کننده و تخلیه کننده انرژی الکتریکی مورد استفاده قرار گرفته می شوند. آنها این توانایی را دارند که به عنوان فیلترها، تقویتکننده ها و تنظیمکننده ها در مدارها عمل نمایند.
این ها تنها برخی از کاربردهای خازن صنعتی می باشند و در واقع از خازن صنعتی در صنایع گوناگون به عنوان یک عنصر مهم و گسترده استفاده می شود.
آموزش تعمیرات انواع برد الکترونیک
اجزای تشکیل دهنده خازن صنعتی:
خازن های صنعتی از بخش ها و اجزای گوناگونی تشکیل گشته اند که هر کدام نقش و وظیفه ای خاص در عملکرد خازن را دارا می باشند. در ادامه برخی از اجزای مهم خازن صنعتی را بررسی می نماییم:
- محافظت در مقابل اضافه جریان: برخی خازن های صنعتی دارای اجزای محافظتی می باشند که جریان های اضافی را کنترل می نمایند و خازن را در برابر خطراتی مانند افت ولتاژ، افزایش دما و خرابی ناشی از جریانهای بیش از حد مراقبت می نمایند. این اجزا توانایی این را دارند که شامل رزیستورها، فیوزها، محافظ حرارتی و مدارهای کنترل جریان شوند.
- مایع الکترولیت: بعضی خازن های صنعتی، به جای عایق الکتریکی جامد، از مایع الکترولیت برای جداسازی پلاکها استفاده می نمایند. مایع الکترولیت معمولاً یک ماده الکترولیتی مانند اسید سولفوریک می باشد که برای ایجاد همزمانی بین پلاک ها و افزایش ظرفیت خازن مورد استفاده قرار گرفته می شود.
- بدنه: بدنه خازن صنعتی از جنس فلزی معمولاً آلومینیوم یا فولاد می باشد. بدنه خازن به جهت حفاظت از اجزای داخلی و سهولت در نصب و اتصال به سیستم های برق استفاده می گردد.
- بسترهای حفاظتی: بعضی خازن های صنعتی دارای بسترهای حفاظتی می باشند که برای جلوگیری از آسیب به خازن در برابر شرایط محیطی سخت مانند رطوبت، ضربه و گرد و غبار مورد استفاده هستند. این بسترها معمولاً از موادهای مقاوم و محافظ تشکیل شده اند.
- بخش های الکترونیکی: برخی خازن های صنعتی بخش های الکترونیکی را دارا می باشند که برای کنترل و مدیریت عملکرد خازن مورد استفاده می باشند. این بخش ها این توانایی را دارند که شامل مدارهای کنترل، سنسورها، رله ها و قطعات الکترونیکی دیگر شوند.
- پلاک ها: پلاک ها بخشی اساسی از خازن های صنعتی می باشند. آنها معمولاً از جنس فلزی می سازند و دارای روکشی از مواد الکتریکی می باشند. پلاک ها به دو صورت موازی و متقابل قرار گرفته می شوند و بر روی آنها لایه هایی از عایق الکتریکی قرار گرفته می شود.
- اتصالات: خازنه ای صنعتی دارای اتصالاتی می باشند که برای اتصال به سیستم برق مورد استفاده قرار گرفته می شوند. اتصالات توانایی این را دارند که شامل سیم ها، پایه ها، وصله ها و سیمکشی ها شوند.
- عایق الکتریکی: عایق الکتریکی بین پلاک های خازن قرار گرفته می شود و برای جدا ساختن پلاک ها از یکدیگر و جلوگیری از اتصال الکتریکی بین آنها مورد استفاده قرار می گیرد. مواد استفاده شده برای عایق الکتریکی این توانایی را دارد که موادی همچون پلی استر، پلی پروپیلن، میکا و موارد دیگر باشند.
لازم است بدانید که ترکیب و وجود بخش های مختلف در خازن های صنعتی امکان دارد بسته به نوع و کاربرد خازن متفاوت باشد. هر کدام از اجزای بالا نمونه هایی از اجزای معمول خازن های صنعتی می باشند، اما لیست کامل و دقیق تمامی اجزا احتمال دارد بسته به طراحی و تولید هر خازن فرق کند.
انواع خازن صنعتی:
در صنعت، خازن ها به عنوان عناصر الکترونیکی بسیار مهم مورد استفاده قرار گرفته می شوند و در بسیاری از برنامه ها و دستگاه های الکترونیکی دارای کاربرد می باشند. خازن ها بر اساس خواص و ویژگی های خود به انواع مختلفی تقسیم می گردند. در ادامه به برخی از نوع های گوناگون خازن صنعتی می پردازیم:
- خازن پلی پروپیلن: خازن های پلی پروپیلن دارای لایه هایی از پلی پروپیلن به عنوان عایق بین دو الکترود می باشند. آن ها برای کاربردهایی که نیازمند به پایداری حرارتی و عملکرد دقیق هستند، مناسب می باشند.
- خازن فیلمی: خازن های فیلمی از یک لایه فیلمی بین دو الکترود تشکیل گشته اند. آنها برای کاربردهایی که نیازمند به پایداری حرارتی، دقت بالا و عملکرد بالا هستند، مناسب می باشند.
- خازن فولادی: خازن های فولادی از یک مجموعه از صفحات فولادی با لایه هایی از عایق بین هر صفحه تشکیل گشته اند. این نوع خازن ها برای کاربردهایی که نیازمند به تحمل جریان بالا و عمر طولانی هستند، مناسب می باشند.
- خازن الکترولیتیک: خازن الکترولیتیک دارای یک لایه الکترولیتی بین دو الکترود می باشد. این خازن ها برای ذخیره سازی بزرگترین مقادیر ظرفیتی و برای کاربردهایی که نیازمند به ظرفیت بالا هستند، مورد استفاده قرار می گیرد.
- خازن تانتالیوم: خازن های تانتالیوم دارای لایه هایی از تانتالوم به عنوان عایق بین دو الکترود می باشند. آن ها برای کاربردهایی که نیازمند به ظرفیت بالا، پایداری حرارتی و عملکرد دقیق هستند، کاربرد دارند.
- خازن سرامیکی: خازن های سرامیکی از یک لایه سرامیکی بین دو الکترود تشکیل شده هستند. آنها کوچکترین اندازه و وزن را در مقایسه با خازنهای دیگر دارا می باشند و معمولاً در برنامه هایی که نیازمند به سرعت و عملکرد بالا می باشند، استفاده می شوند.
این تنها چند نمونه از نوع های گوناگون خازن صنعتی می باشند.
خازن صنعتی در چه صنعت هایی کاربرد دارد؟
- صنعت خودروسازی: خازن های صنعتی در صنعت خودروسازی جهت روشنایی الکتریکی، ذخیره انرژی، روشنایی هیدرولیک، سیستمهای ضدقفل (ABS) و سیستمهای تزریق سوخت مورد استفاده قرار گرفته می شوند.
- صنعت الکتروموتورها: خازن های صنعتی در موتورهای الکتریکی برای بهتر شدن عملکرد، تنظیم ولتاژ و کاهش تنش ها مورد استفاده می باشد.
- صنعت الکترونیک: خازن های صنعتی در صنعت الکترونیک برای کاهش نویز، فیلترینگ، تنظیم ولتاژ و ذخیره انرژی کاربرد دارند. آنها این توانایی را دارند که در مدارها و سیستم های الکترونیکی مختلف شامل تلویزیونها، رادیوها، کامپیوترها، تجهیزات ارتباطی و سایر دستگاه های الکترونیکی مورد استفاده قرار گرفته شوند.
- صنعت تلفن همراه: خازن های صنعتی در تلفن های همراه و سیستم های ارتباطی بی سیم برای کم کردن نویز و تنظیم نمودن ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرند.
- صنعت برق: خازن های صنعتی در صنعت برق به منظور بهتر کردن عملکرد سیستم های کنترل و تنظیم ولتاژ، قدرت، کاهش تنشهای ناشی از انتقال انرژی و افزایش کیفیت توان مورد استفاده قرار گرفته می شوند. آنها در موتورها، ترانسفورماتورها، تجهیزات توزیع برق، مبدلهای برق و سیستم های حفاظتی مورد استفاده می باشند.
این فقط چند نمونه از صنایع می باشند که خازن های صنعتی در آنها استفاده می گردند و در واقع خازن های صنعتی در صنایع گوناگون به دلیل ویژگی های خاص خود، نقش های مختلفی را عهده دار هستند.
مزایا و معایب خازن صنعتی:
در ادامه به بعضی از مزایای خازن صنعتی می پردازیم:
- تحمل به جریانهای متغیر: خازن های صنعتی معمولاً به خوبی جریان های متغیر را می توانند تحمل نمایند.
- حذف سر و صداها: در برخی سیستم ها، مانند اینورترها و مبدل های توان، خازنها این توانایی را دارند که به عنوان فیلترهای الکتریکی کار کنند و سر و صداهای ناشی از نوسانات ولتاژ را از بین ببرند. این موجب بهبود کیفیت سیگنال و الحاق به تجهیزات حساس می گردد.
- ثبات فرکانس: خازن های صنعتی قادر هستند که در سیستم های الکترونیکی و ارتباطات، به عنوان عناصر ثبات دهنده فرکانس مورد استفاده قرار گرفته شوند. با تنظیم ظرفیت خازن، می شود فرکانس سیگنال ها را ثابت حفظ کرد و جلوی تغییرات ناخواسته فرکانس را خواهند گرفت.
- کاهش نویز و تداخل: خازن های صنعتی توانایی جذب و تخلیه فوری جریان های ناخواسته و نویزهای الکتریکی را دارند. این ویژگی باعث کاهش نویزهای الکترومغناطیسی و تداخلات الکترونیکی در سیستم ها می گردد و عملکرد و اعتبار سیستم را بهتر می کند.
- کاهش تنش های حرارتی: در برخی سیستم های الکتریکی، خازن های صنعتی این توانایی را دارند که باعث کاهش تنش های حرارتی گردند. با ذخیره و تخلیه انرژی الکتریکی، خازن ها این قابلیت را دارند که به عنوان منابع تغذیه موقت کار نمایند و از بارهای الکتریکی مستقیماً خارج گردند. این باعث کاهش تنش های حرارتی در سیستم می گردد و به عمر مفید سیستم کمک می نماید.
- تثبیت ولتاژ: خازن های صنعتی قادر به ذخیره و تثبیت انرژی الکتریکی را می باشند. زمانی که ولتاژ در سیستم به طور ناگهانی عوض می شود، خازن ها این توانایی را دارند که سریعاً انرژی را تخلیه یا جذب نمایند و این موجب این است تا ولتاژ در محدوده مشخصی حفظ گردند. این ویژگی مخصوصاً در سیستم هایی که با نوسان ولتاژ مواجه می باشند، مانند سیستم های توزیع برق، مفید می باشد.
- پایدارسازی ولتاژ: خازن های صنعتی می توانند به طور موثر ولتاژ را پایدار حفظ کنند. زمانی که ولتاژ در سیستم به طور ناگهانی تغییر کند، خازن ها این قابلیت را دارند که جریان را جذب یا تخلیه نمایند تا ولتاژ را در محدوده مشخصی نگه دارند. این ویژگی برای کنترل ولتاژ در سیستمهای توزیع برق و سیستمهای الکترونیکی دارای اهمیت بالایی می باشد.
- تصحیح عامل قدرت: خازن های صنعتی برای تصحیح کردن عامل قدرت در سیستم های الکتریکی مورد استفاده واقع می شوند. عامل قدرت نسبت بین توان فعال و ظاهری می باشد و استفاده از خازن ها این توانایی را دارد که باعث بهبود عامل قدرت گردد و از افزایش کارایی سیستم الکتریکی نتیجه گیری بکند.
حالا می خواهیم نمونه هایی از معایب خازن های صنعتی را ذکر کنیم:
- نیاز به فضای بزرگ: خازن های صنعتی برای ذخیره و تنظیم انرژی نیازمند به فضای بزرگی هستند، به ویژه اگر جریان های بزرگ را تنظیم نمایند. این میتواند به مشکلاتی مانند اشغال فضای زیاد در سیستمهای کوچک یا قیود فضایی در نصب خازن ها موجب گردد.
- عمر محدود: خازنهای صنعتی معمولاً دارای عمر مفید محدودی می باشند و پس از مدتی نیاز به تعویض یا بازسازی دارند. این موضوع این توانایی را دارد که باعث افزایش هزینه های نگهداری و تعمیرات گردد.
- افت ولتاژ: خازن صنعتی این قابلیت را دارد که منجر به افت ولتاژ در سیستم شود، به ویژه در صورت استفاده از خازنهای بزرگ. این موضوع توانایی این را دارد که به مشکلاتی مانند عملکرد نامناسب دستگاههای الکترونیکی و تجهیزات حساس موجب شود.
- هزینه: احتمال دارد خازن های صنعتی هزینه بر باشند، به خصوص برای خازن های بزرگ و آنهایی که کیفیت بالایی دارند. این هزینه قادر است یک عامل محدودکننده برای استفاده گسترده از خازن های صنعتی باشد.
- جریان ناپایدار: خازن صنعتی این توانایی را دارد که جریان ناپایداری را در سیستم به وجود بیاورد. این مشکل قادر است که باعث اختلال در کارکرد سایر اجزای سیستم گردد و دلیل خرابی یا عملکرد نامناسب آن ها باشد.
در نهایت، استفاده از خازن های صنعتی در سیستم های برقی مزایا و معایب به خصوص خود را دارد و باید با مشخص کردن نیازها و شرایط خاص سیستم، تصمیم گیری صورت گرفته شود.
برای مطالعه مقاله های بیشتر به لینک های زیر سر بزنید:
دیدگاهتان را بنویسید