وریستورها یکی از قطعات برد الکتریکی کولر گازی به شمار می روند که وظیفه حفاظت از برد الکتریکی دستگاه را بر عهده دارند. در این مقاله قصد داریم با وریستور و عملکرد آن بیشتر آشنا شویم.
وریستور چیست؟
وریستور نوعی مقاومت الکتریکی میباشد که به آن مقاومت وابسته به ولتاژ (Voltage Dependent Resistor) یا مقاومت تابع ولتاژ (VDR) نیز گفته میشود. مشخصه این قطعه مانند دیود، ولتاژ-جریان غیر خطی و غیر اهمی میباشد اما تنها تفاوت این قطعه با دیود این است که وریستور در هر دو جهت جریان عمل میکند و فاقد پلاریته میباشد.
وظیفه اصلی مقاومت تابع ولتاژ (VDR)
وظیفه اصلی وریستور محافظت از مدار الکتریکی و سیستمهای قدرت با استفاده از جذب انرژی اضافی و تنظیم مقادیر ناخواسته ولتاژهای ناپایدار (زود گذر) می باشد. در واقع میزان مقاومت این قطعه متناسب با ولتاژ دو سرش میباشد.
پارامتر های وریستور
هر ولتاژ تابع مقاومت (VDR) دارای سه پارامتر میباشد که عبارتند از :
• ولتاژ DC
• ولتاژ AC
• ولتاژ نامی
در برگه دیتاشیت دو ولتاژ اول به صورت Vdc و Vac نوشته شدهاند و ولتاژ درج شده بر روی اینها در واقع ولتاژ نامی آنها میباشد و تقریبا شبیه به زنر (Zener) عمل میکند و تنها تفاوتش با زنر (Zener) این است که برخلاف زنر ولتاژ ورودی برای وریستور مهم نمیباشد و دقت بالایی ندارد.
توان وریستور
یکی از پارامترهای مهم مقاومت تابع ولتاژ (VDR)، توان میباشد که برحسب اندازه وریستور شناخته میشود و نه با عدد وات درج شده روی آن. ولتاژهای ناپایدار، سریع و گذرا در نیروگاه ها، پست های قدرت یا مدار الکترونیکی میتواند ناشی از رعد و برق، قطع و وصل خواسته یا ناخواسته در اثر زدن کلید و یا ناشی از تخلیه الکتریسیته ساکن جمع شده در بدن انسان باشد. حال وریستورها بدون آنکه خراب شوند و یا اختلالی در آن ها بوجود آید قادرند به طور مکرر ولتاژهای:
- زود گذر
- سریع
- ناپیدار
را تنظیم و محدود نمایند.
پیشینه وریستور ها
یکسو کننده های سلنیومی یکی از قدیمی ترین انواع مقاومت تابع ولتاژ (VDR) می باشند و به طور گسترده ای در سیستم های قدیمی تلفن برای پیشگیری از ولتاژهای ناپایدار و غیر معمول مورد استفاده قرار میگرفتند. این وسایل با گسترش و پیشرفت دانش با سیستمهای تک بلور سیلیسیم با استفاده از دیودهای زنری برای کاربردهای ولتاژ پایین و همچنین انواع چند بلوره کاربید سیلیسیم و اکسید روی، برای کارهایی با ولتاژ بالا، جایگزین شدهاند. در سال 1965 در شرکت ماتسوشیتای ژاپن گروه پژوهشی م. ماتساکا (M.Matsaka) تحقیقات برای ساخت وریستور های اکسید روی را آغاز کردند و در سال 1968 موفق به کشف و ساخت وریستور های پایه اکسید روی شدند.
از آنجایی که این نوع وریستورها مقاومت غیر خطی بالایی داشتند در سال 1968 تا 1988 برای افزایش کارایی و حل مشکلات این قطعات پژوهشهای گستردهای انجام شد تا اینکه به تدریج مشکلات وریستورهای اکسید روی حذف گردید.
نکاتی در رابطه با انتخاب مقاومت تابع ولتاژ (VDR)
- هنگام انتخاب وریستور باید توجه داشته باشید که این قطعه یا بر سر ولتاژ AC قرار می گیرد یا بر سر ولتاژ DC، سپس یک درصد مناسبی در نظر گرفته و کمی ولتاژ آن را بالا تر تصور کنید.
- توان مقاومت تابع ولتاژ (VDR) با جریان ماکزیمم در حالت اتصال کوتاه رابطه مستقیم دارد. بهتر است برای حفاظت وریستور در برابر ولتاژ زیاد و آسیب دیدن، فیوز سری با جریان مناسب فراموش نشود.
- میتوان از مقاومت تابع ولتاژ (VDR) به عنوان نویز گیر موازی با بار های القایی همچون موتورها برای حفاظت در برابر اسپایکهای ولتاژ بالا و موازی با تریاک و تریستور تحت عنوان مدار اسنابر نیز استفاده کرد.
- نکته کلیدی در رابطه با مقاومت تابع ولتاژ (VDR) این است که در صورت حذف اسپایک های یک مسیر، ولتاژ نامی وریستور باید حدودا 1.5 برابر کمتر از دامنه اسپایک باشد.
نقش وریستور در کولر گازی و اسپلیت
همانطور که پیش تر اشاره شد وریستورها نوعی مقاومت وابسته به ولتاژ می باشند که برای حفاظت قطعات و مدارهای الکتریکی در برابر ولتاژهای اضافی استفاده می شوند. مقاومت تابع ولتاژ (VDR) در مدار به صورت موازی با مصرف کننده قرار میگیرد. در صورتی که ولتاژی که وارد مدار میشود در محدوده ولتاژ وریستور باشد، مقاومت این قطعه بینهایت خواهد بود و همچون یک مدار باز عمل مینماید، یعنی جریان عبوری از وریستور صفر میباشد. حال اگر ولتاژ ورودی از محدوده ولتاژ وریستور بالاتر باشد، مقاومت وریستور به صفر رسیده و به علت اینکه موازی با منبع تغذیه میباشد، در مدار یک اتصال کوتاه رخ خواهد داد.
عملکرد ویرستور در کولر گازی
همانطور که اشاره شد وریستور برای محافظت از مدار الکتریکی کاربرد دارد و در مدار به صورت موازی با مصرف کننده بسته میشود. در صورتی که ولتاژ ورودی در محدوده ولتاژ VDR باشد، مقاومت وریستور به صفر میرسد و به علت آنکه با منبع تغذیه به صورت موازی بسته شده است، یک اتصال کوتاه رخ میدهد. چنین حالتی موجب سوختن فیوز دستگاه و قطع شدن جریان کل مدار میشود. به این ترتیب VDR از مصرف کنندههای موجود د رمدار الکتریکی در برابر ولتاژ اضافی محافظت میکند.
در صورت حفاظت از ترکیدن احتمالی وریستور هنگام اتصال کوتاه، VDR با یک پوشش پلاستیکی پوشیده میشود. برای تست سلامت ورستور باید پروبهای اهم متر را به دو سر پایههای VDR متصل کنید. در صورتی که اهم متر مقدار بینهایت نشان دهد، یعنی سالم است در غیر اینصورت معیوب بوده و باید تعویض گردد.