محرك التيار المتردد الحثى ثلاثى الطور three phase Induction Motor
للتغلب على عزم القصور الذاتى الكبير للحمل الميكانيكى
و تبلغ قيمة الزيادة فى التيار من 3 الى 7 مرات من التيار الكلى rated current و تختلف هذه النسبة من نوع الى نوع اخر
و هذا التيار العالى فى البداية ممكن ان يقوم بحرق ملفات المحرك حيث لا يستطيع تحمل الحرارة الناتجة كما يؤدى الى حدوث هبوط فى الجهد فى الشبكة مما يؤدى الى فصل بعض الاحمال بسبب النقص فى الجهد
لذلك يجب وجود طرق لبداية دوران المحرك الحثى من امثلة هذه الطرق :
(1) طريقة التحميل المباشر direct on line start
انظر الصورة
- يجب استخدامه فقط فى المحركات منخفضة القدرة ( عادة اقل من 5 حصان )
مميزاته
- بسيط جدا
- اقل الانواع تكلفة
- يعطى عزم دوران عالى فى بداية التشغيل
عيوبه
- لا يصلح للمحركات عالية القدرة
* لمشاهدة الشرح الكامل لهذا النوع و تصميم دائرة التحكم و القوى له انظر هذا الموضوع دائرة القوى و التحكم لتشغيل محرك واحد
(2) بدء التشغيل عن طريق توصيله ستار دلتا star delta connection
تعتبر هذه الطريقة من اكثر الطرق المستخدمة فى التطبيقات الصناعية
معروف ان فى توصيله ستار: يتم توصيل نهايات الملفات معا لتشكل نقطة واحدة و يتم توصيل طرف كل ملف بطرق من المصدر
line voltage = root(3) *phase voltage
و line current =phase current
اذا فى بداية التشغيل الجهد المطبق على الفازة يكون اقل من جهد الخط لذلك يقل التيار المسحوب فتتحمل الملفات تيار البدء
و فى توصيلة دلتا : يتم توصيل بداية كل ملف بنهاية الملف السابق و تم توصيل الثلاثة اطراف المصدر بالثلاث اطراف الملفات
line voltage =phase voltage
و line current = root(3) *phase current
فى هذه الطريقة يتم توصيل المحرك بطريقة ستار فى بداية التشغيل و لمدة حوالى 10 ثوانى حتى يأخذ المحرك سرعته ثم يتم التحويل لتوصيله دلتا كما فى الصورة :
اذا يتم تحميل المحرك بالجهد الكلى للخط فيولد المحرك قدرته الكلية
مميزات الطريقة
- اكثر الطرق توفيرا فى الناحية الاقتصادية
- سهولة تصميمها مقارنتا بباقى الطرق
عيوب الطريقة
- القدرة الخارجة من المحرك فى بداية الدوران تساوى ثلث القدرة الكلية فقط لذلك لا يصلح الا فى تطبيقات معينة مثل ( centrifugal pumps , fans )
- فى هذا التصميم يجب ان يوجد حماية كهربية و ميكانيكية بين الكونتاكتور km 1 و الكونتاكتور km 3 حتى لا يحدث short circuit
(3) طريقة البدء باستخدام محول auto transformer
معروف ان فى توصيله ستار: يتم توصيل نهايات الملفات معا لتشكل نقطة واحدة و يتم توصيل طرف كل ملف بطرق من المصدر
line voltage = root(3) *phase voltage
و line current =phase current
اذا فى بداية التشغيل الجهد المطبق على الفازة يكون اقل من جهد الخط لذلك يقل التيار المسحوب فتتحمل الملفات تيار البدء
و فى توصيلة دلتا : يتم توصيل بداية كل ملف بنهاية الملف السابق و تم توصيل الثلاثة اطراف المصدر بالثلاث اطراف الملفات
line voltage =phase voltage
و line current = root(3) *phase current
فى هذه الطريقة يتم توصيل المحرك بطريقة ستار فى بداية التشغيل و لمدة حوالى 10 ثوانى حتى يأخذ المحرك سرعته ثم يتم التحويل لتوصيله دلتا كما فى الصورة :
اذا يتم تحميل المحرك بالجهد الكلى للخط فيولد المحرك قدرته الكلية
مميزات الطريقة
- اكثر الطرق توفيرا فى الناحية الاقتصادية
- سهولة تصميمها مقارنتا بباقى الطرق
عيوب الطريقة
- القدرة الخارجة من المحرك فى بداية الدوران تساوى ثلث القدرة الكلية فقط لذلك لا يصلح الا فى تطبيقات معينة مثل ( centrifugal pumps , fans )
- فى هذا التصميم يجب ان يوجد حماية كهربية و ميكانيكية بين الكونتاكتور km 1 و الكونتاكتور km 3 حتى لا يحدث short circuit
(3) طريقة البدء باستخدام محول auto transformer
و بعد ان يأخذ المحرك سرعته الكاملة ( بعد حوالى 10 ثوانى ) يتم الغاء عمل المحول و يتم تحميل المحرك بالجهد الكلى
صورة توصيل المحرك و auto transformer
شرح مبسط للدائرة
فى بداية التشغيل يتم تشغيل الكونتاكتور Q1 و الكونتاكتور Q2 فيصل للموتور جزء معين من الجهد و يكون اقل من جهد المصدر
- بعد حوالى 10 ثوانى يتم ايقاف الكونتاكتور Q2 و يتم تشغيل الكونتاكتور Q3 فيصل الجهد الكلى للموتور و يعمل بقدرته الكلية
- بالطبع يوجد حماية كهربية و ميكانيكية بين Q2 من ناحية و الكونتاكتور Q3 من ناحية اخرى و ذلك لضمان عدم عمل Q3 فى حالة عمل Q2 او العكس حتى لا يحدث Short Circuit
مميزات الطريقة
- عزم بدء عالى high starting torque يصل الى حوالى 70 %
- يمكن التحكم فى جهد البدء عن طريق التحكم فى ال turns ratio الخاص بالمحول
عيوب
- اغلى من طريقة ستار دلتا حيث التكلفة
الاستخدامات : عاده يستخدم فى التطبيقات التى تحتاج الى عزم بدء دوران عالى
(4) بدء الدوران بأستخدام اجهزة البدء الناعم soft starting devices
- تعتمد فكرة الطريقة على الزيادة التدريجية للجهد الداخل للمحرك حتى نتجنب التغيرات المفاجئة فى الجهد ( كما فى الطرق السابقة ستار دلتا و استخدام auto transformer )
- كما انه يفيد فى عمل فرملة تدريجية ايضا للمحرك و ذلك عن طريق تنقيص فرق الجهد تدريجيا حتى يصل للصفر فنحصل بذلك على توقف ناعم
صورة للدائرة المستخدمة
و هنا يتم التحكم فى الجهد الداخل الى المحرك عن طريق تغيير فترات تشغيل ال thyristors بتغيير ال firing angles بما يناسب السرعة المطلوبة
انظر هذه الدائرة
نلاحظ ان الدخل لدائرة التحكم يكون :
- start signal
- feed back signals و تنقسم الى :
- قيمة تيار الخط
- سرعة دوران المحرك عن طريق tachometer ( جهاز لقياس السرعة الدورانية بوحدة rpm )
و على اساس هذا الدخل تتغير قيمة ال firing angle الخاصة بال thyristors و عليه يتغير الجهد الداخل للمحرك
مميزات soft starting
- compact
- solid state حيث انه يتكون من power electronic devices
- يسهل ادخال جميع ال parameters المطلوبة
- يحمى الموتور من التغيرات المفاجئة للتيار ( كما فى طرق بدء الدوران الاخرى )
- نادرا ما يحتاج صيانه حيث انه قليل الاعطال ( لا يحتوى على اجزاء دورانية او مفاتيح ميكانيكية )
عيوب soft starting
- غالى الثمن قارنتا بباقى الانواع
- يصعب تصميمه و عاده يتم شرائه كوحدة كاملة
استخداماته
- اكثر استخدام فى السير الكهربى conveyer و المستخدم بكثرة فى خطوط الانتاج و التعبئة حيث ان هذا التطبيق يتطلب الايقاف و التشغيل الهادئ للحفاظ على المنتجات من التلف
- يستخدم فى بعض انواع الاوناش التى تتطلب حركة هادئة اثناء رفع و خفض الاحمال
- يستخدم فى بعض انواع المضخات و الضواغط
شكرا على المتابعة و فى انتظار تعليقاتكم