انواع خازن‌های صنعتی و نیمه صنعتی و کاربرد آنها
خازن‌ها نقش کلیدی در بهبود کیفیت و بهره‌وری سیستم‌های برقی صنعتی و نیمه صنعتی ایفا می‌کنند. این قطعات الکتریکی با ذخیره و آزادسازی انرژی الکتریکی، وظایف متنوعی از جمله اصلاح ضریب توان، راه‌اندازی موتورها، فیلتر نویز و تثبیت ولتاژ را بر عهده دارند. در ادامه، انواع رایج خازن‌های صنعتی و نیمه صنعتی به همراه توضیحات کاربردشان در یک جدول ارائه شده است:
| نوع خازن | ساختار و ویژگی‌ها | کاربردهای اصلی | توضیحات استفاده |
| خازن اصلاح ضریب توان (Power Factor Correction - PFC) | معمولاً از نوع پلی‌پروپیلن متالایز شده (MKP) یا روغنی. دارای ترمینال‌های محکم و قابلیت تحمل جریان‌های بالا. در مدل‌های تک فاز و سه فاز. | صنعتی و نیمه صنعتی: کارخانجات، موتورهای بزرگ، مراکز داده، روشنایی صنعتی، ساختمان‌های تجاری، تابلوهای برق. | کاهش مصرف برق و جریمه توان راکتیو: - متصل به شبکه: با تزریق توان راکتیو خازنی به شبکه، ضریب توان را به ۱ نزدیک می‌کند. - آف‌گرید/ژنراتور: بهبود عملکرد ژنراتورها و کاهش بار آنها. - نصب: به صورت موازی با بار القایی (موتورها، ترانسفورماتورها). می‌توانند به صورت ثابت یا از طریق بانک خازنی اتوماتیک نصب شوند. |
| خازن راه‌انداز موتور (Motor Start Capacitor) | الکترولیتی (آلومینیومی) با ظرفیت بالا و ولتاژ پایین. معمولاً استوانه‌ای شکل و مشکی یا آبی. | نیمه صنعتی و خانگی: موتورهای تک فاز (پمپ آب، کمپرسور کولر گازی، فن‌های صنعتی، لباسشویی). | ایجاد گشتاور راه‌اندازی اولیه: - فقط در لحظه راه‌اندازی موتور (برای چند ثانیه) در مدار قرار می‌گیرد. - به سیم‌پیچ کمکی موتور متصل می‌شود و پس از راه‌اندازی، توسط سوئیچ گریز از مرکز یا رله PTC از مدار خارج می‌شود. |
| خازن دائم کار موتور (Motor Run Capacitor) | پلی‌پروپیلن متالایز شده (MKP) یا روغنی. ظرفیت کمتر از راه‌انداز، ولتاژ بالاتر، معمولاً سفید یا نقره‌ای. | نیمه صنعتی و خانگی: موتورهای تک فاز (پمپ آب، فن، کمپرسورهای کوچک). | پایدار نگه داشتن میدان مغناطیسی و بهبود راندمان: - به صورت دائم در مدار سیم‌پیچ کمکی موتور قرار دارد. - باعث ایجاد اختلاف فاز ۹۰ درجه بین جریان سیم‌پیچ اصلی و کمکی شده و به پایداری چرخش موتور کمک می‌کند. |
| خازن فیلترینگ (Filtering Capacitor) | الکترولیتی (آلومینیومی) با ظرفیت و ولتاژ متنوع. در اشکال استوانه‌ای یا جعبه‌ای. | صنعتی و نیمه صنعتی: منابع تغذیه سوئیچینگ (SMPS)، درایوهای صنعتی (VFD)، سیستم‌های کنترل، تجهیزات مخابراتی. | حذف نویز و ریپل (Ripple) و صاف کردن ولتاژ DC: - در خروجی یکسوکننده‌ها و منابع تغذیه برای صاف کردن ولتاژ DC و کاهش نوسانات ناخواسته (ریپل) استفاده می‌شود. - در ورودی یا خروجی درایوهای موتور برای فیلتر کردن هارمونیک‌ها و نویزهای فرکانس بالا. |
| خازن ضربه گیر (Snubber Capacitor) | معمولاً از نوع پلی‌پروپیلن (PP) با ساختار خاص برای تحمل ولتاژها و جریان‌های ضربه‌ای. | صنعتی و نیمه صنعتی: مدارهای سوئیچینگ قدرت (اینورترها، مبدل‌ها، UPS)، رله‌ها، کنتاکتورها. | حفاظت از قطعات نیمه‌هادی قدرت (مانند IGBT, MOSFET) و کاهش نویز: - در مدارهای سوئیچینگ، برای جذب ولتاژهای ناگهانی (Spikes) و نوسانات سریع ولتاژ (dv/dt) در هنگام قطع و وصل جریان استفاده می‌شوند. - از آسیب دیدن ترانزیستورهای قدرت و ایجاد نویزهای الکترومغناطیسی جلوگیری می‌کنند. |
| خازن لینک DC (DC Link Capacitor) | الکترولیتی با ظرفیت بسیار بالا و ولتاژ بالا، معمولاً درای مدل‌های بزرگ استوانه‌ای. | صنعتی: درایوهای موتور، اینورترهای خورشیدی بزرگ، سیستم‌های UPS صنعتی، مبدل‌های توان بالا. | ذخیره انرژی و تثبیت باس DC: - در اینورترها و مبدل‌ها، پس از یکسوسازی جریان متناوب، یک باس DC ایجاد می‌شود. - این خازن‌ها وظیفه ذخیره انرژی و تثبیت ولتاژ این باس DC را بر عهده دارند تا ولتاژ صاف و پایداری برای بخش اینورتر فراهم شود. |
نکات مهم در انتخاب و استفاده از خازن‌ها:
ولتاژ نامی (Rated Voltage): ولتاژ نامی خازن باید حداقل 1.5 برابر ولتاژ پیک مدار باشد تا از آسیب دیدن آن جلوگیری شود.
ظرفیت (Capacitance): بر حسب فاراد (F)، میکروفاراد (muF)، نانوفاراد (nF) یا پیکوفاراد (pF) بیان می‌شود و باید متناسب با نیاز مدار انتخاب شود.
دمای کاری (Operating Temperature): خازن‌ها دارای محدوده دمای کاری مشخصی هستند. استفاده از آنها در دماهای خارج از این محدوده، عمر آنها را به شدت کاهش می‌دهد.
جریان ریپل (Ripple Current): در خازن‌های الکترولیتی، توانایی تحمل جریان ریپل (جریان متناوب روی جریان DC) بسیار مهم است. جریان ریپل بالا می‌تواند باعث گرم شدن و خرابی خازن شود.
قطبیت (Polarity): خازن‌های الکترولیتی (مانند خازن‌های راه‌انداز، فیلترینگ و لینک DC) قطبیت دارند (+ و -). نصب اشتباه آنها منجر به خرابی خازن و حتی انفجار می‌شود.
همیشه قبل از انتخاب و نصب خازن، به کاتالوگ و مشخصات فنی ارائه شده توسط سازنده مراجعه کنید.
