تصور کنید دنیایی بدون خازن! نه تلفن هوشمندی روشن میشد، نه رادیویی خش خش میکرد، و نه حتی برق خانه تان به این روانی کار میکرد. کاربرد خازن در همین مثال های ساده مشهود است، خازن ها این قطعات کوچک و اغلب نادیده گرفته شده، قهرمانان گمنام دنیای الکترونیک هستند. آنها مثل یک بانکدار هوشمند برای الکترونها عمل می کنند، انرژی را ذخیره کرده و در زمان مناسب آزاد می کنند. چه کارهایی از دستش برمی آید؟
کاربردهای گسترده خازن ها
بیایید نگاهی به کاربردهای متنوع و بعضاً شگفت انگیز این قطعات بیندازیم که هرگز شما را خسته نخواهد کرد!
بانک خازنی: در مدارهای قدرت، برای جبران توان راکتیو و بهبود کیفیت برق، مجموعه ای از خازن ها به صورت منظم در کنار هم قرار می گیرند که به آن بانک خازنی می گویند. این بانک ها به پایداری شبکه و کاهش هزینه های انرژی کمک می کنند.
خازن گذاری: عمل افزودن یا نصب خازن ها در یک مدار الکتریکی یا سیستم قدرت برای اهداف مختلفی مانند تصحیح ضریب توان، فیلترینگ نویز، یا ذخیره سازی انرژی، به عنوان خازن گذاری شناخته می شود. این فرآیند نقش حیاتی در بهینه‌سازی عملکرد سیستم های الکتریکی ایفا می کند.
انواع کاربرد خازن
افزایش ولتاژ
افزایش ولتاژ ناشی از نصب خازن ها روی یک مدار اندوکتیو از نظر کیفیت توان یک شمشیر دو لبه است. اگر ولتاژ پایین باشد، آنگاه خازن ها موجب افزایش و بر گرداندن ولتاژ به مقدار مجاز می شوند ولی موقعی که بارها قطع گردد و خازن های شارژ شده رها شوند، ولتاژ شدیدا افزایش یافته و موجب بروز اضافه ولتاژ پایدار مدار می گردد.
افزایش ولتاژ ناشی از نصب خازن ها تقربا برابر است با
در این فرمول فرض بر این است که آمپدانس ترانسفورماتور در بر گیرنده کلیه آمپدانس های شبکه تا نقطه نصب خازن میباشد.
همانطور که در بالا ذکر شد، یکی از مسائلی که در کیفیت توان مطرح است اضافه ولتاژ ناشی از باقی ماندن خازن شارژ شده بعد از قطع بار می باشد. مشکلات ایجاد شده توسط این امر عبارت از صدای هوم از ترانسفورماتور و در بعضی از حالات ایجاد حرارت بالا ناشی از فوق تحریک شدن هسته می باشد. مشکل دیگر سوختن تعداد زیادی از لامپ های رشته ای می باشد. بنابراین باید فرمولی برای بررسی اینکه کجاها می توان خازن را شارژ شده رها کرد یا نه بدست آورد.
کاهش تلفات سیستم قدرت
از آنجایی که تلفات با عکس مجذور ضریب قدرت رابطه دارد. کاهش تلفات سیستم قدرت را می توان از رابطه زیر تقریب زد.
این فرمول اصولا به یک خازن واحد روی یک خط تغذیه شعاعی اعمال می شود.
باید این مطلب را بخاطر داشت که این فرمول درصد کاهش ممکن نسبت به تلفات حاضر تا قبل از خازن ها می باشد. در اینجا هیچگونه کاهش تلفاتی در خطوط و ترانسفورماتورهای بین بار و خازن وجود نخواهد داشت.
کاهش جریان خط
درصد کاهش جریان خط را می توان به صورت زیر تقریب زد:
ضریب قدرت جابجایی بر حسب ضریب قدرت واقعی
مفهوم سنتی تصحیح ضریب قدرت بر مبنای این فرض استوار است که بارهای سیستم دارای مشخصه های خطی ولتاژ جریان هستند و اینکه از اعوجاج هارمونیک می توان چشم پوشی کرد. بنابراین فرضیات ضریب قدرت برابر است با ضریب قدرت جابجایی، مقدار DPF را با استفاده از روش زیر می توان محاسبه کرد:
اعوجاج هارمونیکی در ولتاژ و جریان ناشی از بارهای غیر خطی در سیستم، روش محاسبه ضریب قدرت را تغییر می دهد. ضریب قدرت واقعی به صورت نسبت توان حقیقی به مجموع ولت آمپر در مدار تعریف می شود.
همانند قبل، ضریب قدرت بصورت نسبت KW به KVA تعریف می شود. اما در این حالت مقدار KVA شامل ولت آمپرهای اعوجاج هارمونیکی هم می باشد. کل KVA توسط ضرب مقدار rms واقعی ولتاژ در مقدار rms واقعب جریان بدست می آید.
انتخاب مقدار خازن ها
مقدار نامی kvar لازم برای خازن تصحیح ضریب قدرت از رابطه زیر بدست می آید:
بعد از انتخاب مقدار تخمینی خازن، برای کیفیت توان مورد زیر بایستی بررسی شوند.
- محاسبه افزایش ولتاژ بی باری برای اطمینان اینکه در حالت بی باری ولتاژ از 110 درصد تجاوز نکند. در خیر این صورت مقدار خازن بایستی کاهش یابد تا مقدار اضافه ولتاژ مجاز بدست آید.
- محاسبه اثر متقابل خازن ها روی هارمونیک ها
در صورت مشاهده مسئله ساز بودن خازن برای هارمونیک ها عملیات زیر باید صورت گیرد. - تغییر در مدار خازن ها در صورت امکان و اجتناب از کلید زنی ترکیبی، این کم هزینه ترین راه حل می باشد.
- تبدیل بعضی از خازن ها بصورت یک یا دو فیلتر که معمولا روی باس اصلی قرار می گیرد.
- بکار گیری یک کنترل آداپتیو برای مانیتورینگ اعوجاج هارمونیکی و کلید زنی خازن ها برای اجتناب از تشدید.
سوالات متداول شما
خرابی خازن لوازم خانگی، قبض برق را زیاد می کند؟
بله، در برخی موارد ممکن است. خازن های معیوب میتوانند باعث کارکرد نامناسب و ناکارآمدی دستگاه شوند که در نتیجه منجر به مصرف برق بیشتر و افزایش قبض شما شود. به خصوص در وسایلی مانند موتور یخچال، کولر گازی، یا پمپ آب که خازن های استارت یا دائم کار دارند، خرابی خازن میتواند فشار زیادی به موتور وارد کند و مصرف را بالا ببرد.
چطور بفهمم خازن وسیله ای خراب شده؟
نشانه های خرابی خازن بسته به نوع وسیله متفاوت است. اما برخی از علائم رایج عبارتند از:
گرم شدن بیش از حد دستگاه: خازن خراب میتواند باعث داغ شدن قطعات دیگر شود.
بوی سوختگی: گاهی اوقات خازن های خراب بوی سوختگی میدهند.
تورم یا ترکیدگی خازن: در خازن های الکترولیتی، ممکن است قسمت بالای خازن متورم شده یا حتی ترکیده باشد.
روشن نشدن یا کارکرد نامنظم دستگاه: مثلاً تلویزیون روشن نمی شود یا چشمک می زند، یا فن کولر با سرعت کم میچرخد.
صداهای غیرعادی: مانند وزوز یا کلیک های مکرر. برای تشخیص دقیق تر، بهتر است از یک تکنسین کمک بگیرید.
آیا خازن ها در شارژ سریع گوشی نقشی دارند؟
بله، خازن ها نقش مهمی در فناوری شارژ سریع دارند. آنها به تثبیت ولتاژ و جریان در طول فرآیند شارژ کمک می کنند و همچنین می توانند برای ذخیره سازی موقت انرژی و آزادسازی سریع آن به باتری استفاده شوند. این عملکرد به شارژر و گوشی اجازه میدهد تا انرژی را با سرعت و کارایی بالاتری به باتری منتقل کنند و زمان شارژ را به شکل قابل توجهی کاهش دهند.
اگه از قبض برقای بالا خسته شدی و دوست داری برق خونت یا کسب وکارت جون بگیره، بهنیکو اینجاست! ما با کمک خازن ها و یه عالمه تخصص، برقتو درست و حسابی تنظیم می کنیم که هم کمتر مصرف کنی، هم همه چی اصولی کار کنه. دیگه لازم نیست نگران هدر رفت انرژی باشی، ما هواتو داریم!
