شرح مبسط لمكونات لوحة التحكم لموتور
1- الكونتاكتور Contactor :
هو قلب دوائر التحكم الكهربيه للمحركات فلا يمكنك تصميم دائرة تحكم كهربائيه لمحرك دون وجود الكونتاكتوروالكونتاكتور يعمل اساسا على التاثير المغناطيسى للتيار الكهربى بحيث يستخدم ملف يمر به تيار كهربى فيولد مجالا مغناطيسيا يعمل على جذب قلب حديدى والذى يكون متصلا به اطراف دائرة القدرة.
التركيب الداخلى للكونتاكتور :
يتكون الكونتاكتور من دائرتين اساسيتين دائرة التحكم ودائرة القدرة وتلامسات ثابتة ونقاط مساعدة دائرة التحكم تتصل بملف المغناطيس الكهربى وهو مايسمى بالبوبينة ودائرة القدرة تتصل بالتلامسات الثابتة.
ملحوظة : دائرة التحكم هى التى تفكر وتاخذ القرار اما دائرة القوى فهى التى تنفذ ولذلك فلا غنى عن اى منهما.
طريقة (مبدأ) عمل الكونتاكتور المغناطيسى :
كما ذكرنا ان ال الكونتاكتور يعمل بالتاثير المغناطيسى للتيار الكهربى فعند لف سلك حول قلب من الحديد المطاوع لعمل ملف وتوصيل هذا الملف بتيار DC يتحول القلب الحديدى الى مغناطيس وبازالة التيار الكهربى تزول المغنطة عن القلب الحديدى وهذه هى الفكرة التى يقوم عليها الكونتاكتور فيتم عمل ملف حول الجزء الثابت من القلب الحديدى وتوصيل اطرافه بدائرة التحكم وبمرور التيار فى دائرة التحكم يتحول الجزء الثابت من القلب الحديدى الى مغناطيس كهربى يجذب الجزء المتحرك من القلب الحديدي والذى يكون متصلا بدائرة القدرة للنظام فتتغير حالة النقاط المتصلة من مفتوحة الى مغلقة والعكس وعند فصل التيار عن دائرة التحكم – لاى سبب من الاسباب – يرجع الجزء المتحرك من القلب الحديدى الى حالته الاصلية بقوة الياى الواصل بين الجزء الثابت والجزء المتحرك وترجع نقاط التلامس الى حالتها الاولى.
شكل تركيب الكونتاكتور من الداخل
كيفية معرفة وتحديد اطراف الكونتاكتور :
قبل توصيل الكونتاكتور يجب اولا تحديد نقاط التلامس الرئيسية والنقاط المساعدة.وكذلك طرف البوبينة
بالنسبة للنقاط الرئيسية (main contacts)
عادة يكونوا ثلاث نقاط فى وضع مفتوح (normally open)
اما النقاط المساعدة(auxiliary contacts) يوجد منها فى وضع طبيعى مفتوح ويختصر بالرمز (NO) ومنها فى وضع طبيعى مغلق(normally close) ويرمز لها بالرمز (NC)
المقصود بالوضع الطبيعى اى قبل توصيل الكونتاكتور او قبل ان يصل فولت الى البوبينة
ممكن تحديد اذا كانت النقطة المساعدة مفتوحة او مغلقة باستخدام الاوميتر فاذا كانت مفتوحة فان الاوميتر يقرا (1) واذا كانت مغلقة فانه يقرا (0)
ملحوظه :فى حالة قيامك بتحديد اى نقطة تلامس داخل الكونتاكتور بواسطة الاوميتر لابد ان تتاكد من عدم وجود تيار او اطراف موصلة بالنقاط المراد تحديدها.
آليات اختيار الكونتاكتور :
توجد انواع كثيرة من الكونتاكتورات وعند شراء او تغير يجب معرف ثلاث اشياء :
1- فرق الجهد الذى تعمل به دائرة التحكم
2- عدد نقاط التلامس المساعدة المفتوحة والمغلقة
3- شدة التيار بالنسبة للحمل
بالنسبة للنقطة الاولى فان يوجد بعض الكونتاكتور (24-48-110-220-380) فولت ويتم التفضيل بينهم حسب الاستخدام وحسب الفولت التى تعمل علية دائرة التحكم.
ومن المعروف ان محركات الثلاثة اوجه يمكن تشغيلها على اكثر من جهد مثلا 220/380فولت او 380/ 660 فولت وكلما زاد فرق الجهد الذى سيعمل عليه المحرك يقل شدة تياره والعكس لتبقى القدرة التى يعمل عليها الكونتاكتور ثابتة بمعنى انه اذا كان لدينا كونتاكتور يتحمل 9 امبير وتم توصيله على محرك 3 حصان لابد من تشغيل هذا المحرك على 220 فولت اما اذا كان المحرك 5.5 حصان مثلا فلابد من تشغيل هذا المحرك على 415 فولت وهكذا ليبقى نفس التيار الذى يتحمله نقاط الكونتاكتور.
وهذه هى النقطة الثالثة فاى كونتاكتور تصنع نقاط تلامسه لتتحمل شدة تيار معينة فاذا اتصل بهذه النقاط محرك تياره اعلى مما تتحمله هذه النقاط سيؤدى ذلك الى زيادة الشرارة المتولدة نتيجة توصيل وقطع التيار وبالتالى الى اتلاف النقاط سريعا.
اما بالنسبة للنقطة الثانية فانه توجد بعض انواع الكونتاكتور تحمل عدد معينا من نقاط التلامس المساعدة المفتوحة والمغلقة ولايمكن تركيب عدد اخر من النقاط على نفس الكونتاكتور وتوجد انواع اخرى كثيرة لها فى الغالب نقطة تلامس مساعدة واحدة مفتوحة ولكن يمكن تركيب عدد من نقاط التلامس المساعدة على نفس الكونتاكتور .
** يتم اختيار الكونتاكتور علي اساس قدرة الموتور حيث يكون مكتوبا علي الكونتاكتور القدرة بالKW و HP وليس التيار وعموما نختار قدرة الكونتاكتور مساويه قدرة الموتور مضروبه في 2 اي الضعف حتي تتحمل نقط تلامس الكونتاكتور التيار المار بها وتعيش فترة اطول دون ان تتاثر .
سؤال : ما الفرق بين الكونتاكتور والريلاى ؟
نظرية العمل واحدة ..لكن الكونتاكتور يمتاز غالباً بـ :
• انه متخصص في التحكم في تمرير التيارات العالية " قد يزيد عن 100 أمبير " بعكس نقاط التوصيل البسيطة للريلية
• من السبب الاول يستخدم الكونتاكتور في دوائر تشغيل الاحمال .. بينما الريلية يستخدم في دوائر التحكم البسيطة كالتى تعطي اشارة لملف الكونتاكتور للعمل ..
• ايضا يمكن تثبيت نقاط حماية ضد ارتفاع تيار الحمل على الكونتاكتور بينما لا يوجد سبب لتركيبه على الريلية
• حجم الكونتاكتور اكبر من حجم الريلية
2- الفيز فيلر ( Phase failure ) وظيفته توقف عمل المحرك في الحالات التالية :
1- سقوط احد الفيزات
2- ارتفاع وانخفاض الجهد
3- حصول تغيير في مواقع الفيزات Phase sequence (يمنع دوران المحرك بالاتجاه الاخر)
و هو ليس له علاقة بحالة المحرك سواءا كان يعمل ام متوقف .
اما الحالة التي ذكرتها من سقوط احد الفيزات , فهو يستشعر هذا السقوط اذا كان من المصدر فقط لانه يتم تغذيته مباشرة من المصدر .اما في حال سقوط احد الفيزات من الكونتاكتور او من كابينة المحرك فهو لا يستشعر هذا السقوط .وذلك لأن الفيز فلر لا يدخل في دائرة القدرة . يعني فقط في دائرة التحكم و شكل توصيلة الفيز فيلر
3- الاوفرلود Overload :
فكره العمل:هو عباره عن نوع من الحمايه ضدد الارتفاع فى التيار وهو يتكون من ما يعرف بثنائى المعدن ((bimetal
حيث ان Bimetal عباره عن سبيكه من معدنيين مختلفين معامل التمدد الحرارى لهما مختلف حيث انه اذا مر تيار اعلى من التيار المضبوط عليه الاوفرلود ترتفع درجه حراره الـ Bimetal فيتمدد أحد المعدنين بدرجه أكبر من الآخر فيقوم بفصل المحرك
إختيار الأوفرلود : يتم إختياره على أساس تيار الفازه وذلك بقسمة تيار الخط المكتوب على لوحة بيانات المحرك على 1.732 فينتج تيار الفازه ثم نضرب الناتج فى 1.15 وذلك فى حالة توصيلة ستار / دلتا لأنه فى حالة التشغيل يكون الموتور موصلا على شكل دلتا
4- التايمر Timer : الغرض منه تشغيل أو إيقاف محرك بعد زمن معين كما يستخدم فى توصيلة ستار/ دلتا حيث يتم توصيل المحرك على شكل ستار عند بدء تشغيل الموتور وبعد زمن معين يضبط عليه التايمر يتم تحويل توصيلة المحرك إلى دلتا و وهو متوفر حسب الوظيفة بأنواع عديدة :
On-Delay Timer
التلامسات تغير وضعيتها بعد زمن معين من تغذية ملف التايمر ويمكن تغييره ذا الزمن , وعند فصل التغذية عن الملف تعود التلامسات لوضعها الطبيعي وهذا النوع هو المستخدم فى توصيلة ستار / الدلتا المبينه فى الشكل
Off-Delay Timer
التلامسات تغير وضعيتها فور وصول التغذية إلى ملف التايمر، وعند انقطاع الإشارة عن التايمر يبدأ التوقيت ، وعند انتهاء التوقيت فإن التلامسات تعود إلى وضعها الطبيعي .
5- توصيلة ستار / دلتا Star/Delta Starter :
تستخدم هذه التوصيله لحماية المحرك من تيار البدء العالى الذى قد تتراوح قيمته من 6 إلى 8 مرات قيمة التيار المقنن للمحرك هذه التوصيله مناسبه لمحركات ذات الست أطراف والتى توصل ملفاتها على شكل دلتا أثناء التشغيل العادى حيث توصل ملفات ال stator عند البدء على شكل نجمه ونتيجه لذلك يقل جهد الوجه إلى ( 1/√3 ( من جهد المصدر وينخفض تيار الخط إلى 1/3 من التيار المار فى حالة التوصيل على شكل دلتا وبالتالي فإن العزم ينخفض إلى 1/3قيمته المقننة . يتم توصيل الأطراف فى صورة نجمة حتى تصل السرعة إلى 75% أو 80% من السرعة المقننة حينئذ يتم أتوماتيكيًا تغيير التوصيل إلي دلتا و شكل دائرةالقوى والتحكم لهذه التوصيله
6- القواطع الكهربيه Circuit Breaker : يستخدم بشكل أساسى لحماية المحرك من تيارات القصر فى حالة حدوث قصر بين الفازات أو قصر داخل ملفات المحرك
أى أنه يستخدم كـ Short Circuit Protection
ويتم إختيار القاطع كالآتى : لو فرضنا مثلا أنه لدينا محرك قدرته 15 hp وأردنا نختار القاطع له كما يلى :
I(motor) = 15 * 746 / 1.732 * 380 * 0.85 = 20 A
I(starting) = 2.5 * 20 = 50 A
I(C.B) = 63 A
7- محولات التيار C.T : يفضل دائما ربط محولات التيار (ct)على احد خطوط الفيزات المتجه للمحرك وذلك لمراقبة سحب التيار من قبل المحرك فأي خلل ميكانيكي في المحرك وملحقاته يؤدي الى سحب تيار اعلى وان كان قليل لا تحسه نظم الحماية فمحولة التيار تبينه على مقياس التيار في اللوحه فيستطيع المشغل متابعة حالة المحرك من هنا..
ملحوظه : يمكن استخدام (manual motor starter (mms وهو عبارة عن قاطع مزود باوفرلود.