تأثیر نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی

نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی قطعات تاثیرات مختلفی می گذارند وبه عنوان یکی از چالش های اساسی در صنعت مدرن مطرح هستند. متاسفانه گاهی تأثیرات آنوها  مخرب و پرهزینه خواهد بود.

این نوسانات که به صورت تغییرات ناگهانی در ولتاژ ورودی بروز می کنند، نه تنها باعث اختلال در فرآیندهای تولید می شوند، بلکه عمر مفید دستگاه ها را به شدت کاهش داده و هزینه های نگهداری را افزایش می دهند.

از سوی دیگر، حساسیت فناوری های جدید و تجهیزات الکترونیکی پیشرفته به کیفیت برق ورودی، این مسئله را به موضوعی حیاتی در مدیریت انرژی صنعتی تبدیل کرده است.

در این مقاله از مجموعه طاها ترانس ، به بررسی اثرات نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی و راهکارهای مقابله با آن می پردازیم. لطفا با ما همراه شوید.

نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی چرا به وجود می آیند؟

برای این که تاثیرات نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی را بررسی کنیم، باید بگوییم که اصلا دلیل به وجود آمدن آن ها چیست. نوسانات ولتاژ به تغییرات ناگهانی در میزان برق معمولی که از پریزها دریافت می کنیم گفته می شود.

این تغییرات گاهی به صورت افزایش ناگهانی برق (مثل زمانی که صاعقه می زند) و گاهی به صورت کاهش برق (مثل زمانی که همه همزمان در یک منطقه از کولر استفاده می کنند) اتفاق می افتد.

دلایل این نوسانات بسیار متنوع هستند؛ از روشن شدن دستگاه های صنعتی بزرگ و مصرف کننده های پرقدرت گرفته تا مشکلات فنی در شبکه برق شهری.

در مناطقی که زیرساخت های برق قدیمی هستند یا توانایی کافی برای پاسخگویی به مصرف زیاد را ندارند، این نوسانات به ویژه در ساعات پیک مصرف بیشتر دیده می شوند. برخی از این تغییرات آنقدر کوتاه هستند که شاید متوجه آنها نشویم، اما برخی دیگر طولانی تر بوده و ممکن است ادامهدار باشند.

نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی در بسیاری از موارد تاثیرات مخربی به همراه دارد.

بیشتر دستگاه های الکترونیکی خانگی و صنعتی مانند یخچال، کامپیوتر، تلویزیون، دستگاه های بیمارستانی و ماشین آلات کارگاهی برای این طراحی شده اند که با یک ولتاژ ثابت و تقریباً بدون تغییر کار می کنند.

وقتی ولتاژ برق مدام تغییر کند، این دستگاه ها نیز درست کار نکرده و امکان دارد بسوزند و یا زودتر از موعود خراب شوند یا حتی به طور کامل از کار بیفتند.

این موضوع نه تنها هزینه های تعمیر و جایگزینی را افزایش می دهد، بلک باعث توقف فعالیت های مهم و ایجاد اختلال در زندگی روزمره یا فرآیندهای تولیدی می گردد. به همین خاطر کنترل آن ها اهمیت به سزایی دارد.

بررسی تأثیرات نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی

نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی اگر کنترل نشود، متاسفانه بدترین تاثیرات را به همراه دارد و سبب تحمل هزینه های بسیار زیادی خواهد شد. در ادامه چند نمونه از این تاثیرات مخرب را بررسی می کنیم؛

• آسیب به تجهیزات الکترونیکی

نوسانات ولتاژ به طور مستقیم بر تجهیزات الکترونیکی پیشرفته صنعتی تأثیر مخرب می گذارد. این تجهیزات شامل سیستم های کنترل دیجیتال، PLCها، اینورترها، درایوهای سرعت متغیر (VFD)، سنسورهای دقیق و سیستم های مانیتورینگ هستند، که برای عملکرد صحیح به یک منبع برق پایدار با ولتاژ و فرکانس ثابت نیاز دارند.

هنگامی که ولتاژ به طور ناگهانی افزایش می یابد، احتمال داشته قطعات حساسی مانند ترانزیستورها، آیسی ها و خازن ها بسوزند یا دچار آسیب دائمی گردند. از طرف دیگر، کاهش ناگهانی ولتاژ باعث ریست شدن غیرمنتظره کنترلرها، توقف عملیات، ایجاد خطاهای نرم افزاری و اختلال در پردازش داده ها می گردد.

حتی اگر این نوسانات منجر به خرابی فوری نشوند، به مرور زمان باعث فرسایش قطعات و کاهش چشمگیر عمر مفید تجهیزات می گردند، که در نهایت نیاز به تعمیرات پرهزینه یا تعویض زودهنگام را ایجاد می کند. از این رو باید همیشه نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی را کنترل کرد، تا با تأثیرات مخربش درگیر نشد.

• آسیب مکانیکی در ماشین آلات

نوسانات برق علاوه بر آسیب های الکترونیکی، می توانند صدمات مکانیکی قابل توجهی به ماشین آلات صنعتی وارد کنند. در دستگاه های سنگین مانند پرس های هیدرولیک، ماشین های CNC، خطوط تولید خودکار و سیستم های نقاله، کاهش ناگهانی ولتاژ باعث افت گشتاور موتورهای الکتریکی می شود.

این موارد از جمله تأثیرات مخرب نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی هستندگ این امر منجر به عدم توانایی موتور در چرخش یا حرکت تحت بار معمول می گردد. به همین خاطر  فشار غیرعادی بر اجزای مکانیکی مانند چرخ دنده ها، یاتاقان ها، کلاچ ها و اتصالات وارد می شود.

همچنین، توقف های ناگهانی ناشی از قطع برق یا نوسانات شدید باعث قفل شدن ناخواسته قطعات متحرک، تراز نشدن محورها و حتی آسیب به قالب ها یا ابزارهای دقیق می گردد.

این آسیب های مکانیکی نه تنها هزینه های تعمیر و نگهداری را بالا می برند، بلکه باعث توقف طولانی مدت خط تولید و کاهش ظرفیت تولید می گردند. خب، در چنین شرایطی نباید نسبت به نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی غفلت کرد.

• افزایش مصرف انرژی و کاهش بهره وری

نوسانات ولتاژ تأثیر غیرمستقیم ولی قابل توجهی بر مصرف انرژی و بهره وری کلی واحدهای صنعتی دارد. هنگامی که ولتاژ شبکه ناپایدار است، تجهیزاتی مانند موتورهای الکتریکی، کمپرسورها و پمپ ها با بازدهی پایین تری کار می کنند و برای انجام همان مقدار کار، انرژی بیشتری مصرف می نمایند.

به عنوان مثال، یک موتور که تحت ولتاژ پایین کار می کند، جریان بیشتری می کشد تا توان خروجی مورد نیاز را تأمین کند، خب این اتفاق سبب اتلاف انرژی به صورت حرارت و افزایش هزینه های برق خواهد شد.

از این روست که همیشه باید به فکر کاهش تاثیرات نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی می بود.

علاوه بر این، وقفه ها و ریست های مکرر ناشی از نوسانات برق، باعث توقف های پیاپی در فرآیند تولید می گردند که زمان تولید مفید را کاهش داده و سیکل های کاری را ناکارآمد می نماید. این کاهش بهره وری نه تنها هزینه های عملیاتی را افزایش می دهد، بلکه باعث عدم تحویل به موقع سفارشات و آسیب به اعتبار شرکت ها نیز خواهند شد.

• کاهش کیفیت محصولات تولیدی

یکی از پیامدهای ظریف ولی بسیار مهم نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی، کاهش کیفیت محصولات نهایی است. در بسیاری از صنایع، فرآیندهای تولید به دقت و پایداری شرایط عملیاتی وابسته هستند.

به عنوان مثال، در صنایع پلاستیک سازی، نوسان برق باعث تغییر ناگهانی دمای قالب گیری شده، حتی سبب بروز اختلال در فشار تزریق نیز می گردد. همچنین سبب تولید محصولات معیوب با ابعاد نادرست یا ساختار ضعیف خواهد شد.

در صنایع غذایی و دارویی، قطعی یا نوسان برق کنترل دمای محیط را مختل کرده، که منجر به فاسد شدن مواد یا عدم رعایت استانداردهای بهداشتی می گردد.

همچنین، در صنایع الکترونیک، حتی یک نوسان کوتاه مدت باعث خطا در عملکرد ماشین آلات لحیم کاری، تست و بازرسی شده، که نتیجه آن تولید بردهای الکترونیکی معیوب و افزایش نرخ ضایعات است.

این کاهش کیفیت نه تنها موجب تحمیل هزینه های اضافی برای بازکاری و دوباره کاری می گردد، بلکه خطرات جانی هم به دنبال خواهد داشت، از این رو نباید نسبت به کنترل تأثیرات نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی بی تفاوت بود و سهل انگاری کرد‌.

روش های موثر جهت کاهش اثرات نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی

برای جلوگیری از بروز تأثیرات مخرب نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی راه های مختلفی وجود دارد. یکی از ساده ترین روش ها، استفاده از دستگاه تثبیت کننده ولتاژ است که قادر بوده تغییرات کوچک در برق را فوراً اصلاح کند.

اگر نوسانات برق شدید باشد یا مکرراً قطع شود، بایستی از باتری های مخصوص (UPS) برای تجهیزات حساس و ژنراتورهای کمکی برای کل کارخانه بهره جست. همچنین، نصب سیستم های مانیتورینگ کمک نموده، تا تغییرات برق به طور دائم تحت کنترل باشد و مشکلات به سرعت تشخیص داده شوند.

علاوه بر این، استفاده از سیم های ضخیم و با کیفیت، رعایت اصول اتصال به زمین (ارت) و عایق بندی صحیح سیم کشی ها نیز بسیار مؤثر است.

در برخی موارد، برای جلوگیری از نویز و اختلالات الکتریکی، از فیلترهای مخصوص و سیستم های مدیریت انرژی بهره برداری می شود. قطعا این اقدامات ما را در مقابله از بروز نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی یاری خواهد داد.

در بسیاری از کشورهایی که شبکه برق آن ها نوسانات زیادی دارد (مثل برخی کشورهای خاورمیانه، آفریقا و آسیای جنوبی)، کارخانه ها معمولاً با این مشکل روبه رو هستند. برای مثال، کارخانه های خودروسازی در هند یا کارخانه های نساجی در بنگلادش اغلب به دلیل نوسانات برق، خطوط تولید را متوقف می کنند.

بسیاری از این کارخانه ها برای حل این مشکل، از باتری های بزرگ (UPS) و ژنراتورهای دیزلی بهره برداری می نمایند. همچنین، استفاده از دستگاه های اتوماسیون مقاوم در برابر نوسانات نیز بسیار مؤثر بوده است.

در ایران، بسیاری از صنایع بزرگ با نصب دستگاه های اصلاح توان (بانک خازنی) توانسته اند افت ولتاژ را در زمان اوج مصرف کاهش دهند. این تجربه ها نشان می دهد که با برنامه ریزی و سرمایه گذاری درست، می توان آسیب های نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی را به طور چشمگیری کم کرد.

کلام آخر

نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی به عنوان یک تهدید جدی برای پایداری و بهره وری مورد توجه هستند. این پدیده نه تنها موجب آسیب های فیزیکی به دستگاه ها می گردد، بلکه هزینه های تعمیرات، اتلاف انرژی و کاهش کیفیت محصولات را نیز در پی دارد.

با این حال، با بکارگیری راهکارهای مؤثری مانند نصب تثبیت کننده های ولتاژ، سیستم های UPS و طراحی بهینه شبکه برق، می توان تا حد زیادی از این اثرات مخرب جلوگیری کرد.

سرمایه گذاری در حوزه مدیریت انرژی و بهره گیری از فناوری های روز، نه تنها قابلیت اطمینان خطوط تولید را افزایش می دهد، بلکه به توسعه پایدار صنعتی نیز کمک شایانی خواهد کرد.

مجموعه طاها ترانس در کنار شماست، تا به شکلی موثر در برابر نوسانات ترانس برق بر تجهیزات صنعتی عمل نمایید.