توافق الجهد وطريقة الإقلاع في المحرك الكهربائي بقدرة 18.5 kW

تمثل قدرة 18.5 kW (25 HP) المنطقة الانتقالية بين المحركات الصغيرة التي يُجرى فيها الإقلاع المباشر بسهولة في كثير من المنشآت، والمحركات الكبيرة التي تتطلب طريقة إقلاعها تخطيطًا جادًا. فتوصيل محرك بهذه القدرة بالشبكة مباشرة قد يسبب مشكلات أو لا يسببها إطلاقًا، حسب قدرة محول المنشأة وحالة الخط. أما التوصيل الخاطئ فقد يحرق المحرك في التشغيل الأول. يشرح هذا المقال كيف تطابقون جهد لوحة بيانات محرك بقدرة 18.5 kW مع الشبكة، وبأي أسئلة تقررون بين الإقلاع نجمة-دلتا أو المباشر أو بادئ التشغيل الناعم أو عاكس التردد.

القيم الكهربائية لطرازات 18.5 kW

تُقدَّم قدرة 18.5 kW لدى HEM Motor بهيكل من حديد الزهر وبثلاث سرعات. وجهد لوحة البيانات للطرازات الثلاثة هو 400/690 V (Δ/Y)، 50 Hz؛ وفئة الحماية IP55، وفئة العزل F.

التيار في الجدول هو التيار الاسمي المسحوب عند 400 V وبالحمل الكامل. والتيار المسحوب لحظة الإقلاع أعلى من ذلك بعدة أضعاف، وهو القيمة الفعلية التي تحدد طريقة الإقلاع.

ماذا تعني لوحة البيانات 400/690 V؟

يدل الجهدان على لوحة البيانات على إمكانية توصيل ملفات المحرك بحيث تتوافق مع شبكتين مختلفتين. فكل طور من الملفات مصمم على 400 V:

• توصيلة دلتا (Δ) على شبكة 400 V: يُوصل كل ملف طور مباشرة بين خطين فيرى 400 V. وعلى الشبكة الصناعية القياسية في تركيا وأوروبا يعمل المحرك بقدرة 18.5 kW بهذه التوصيلة.
• توصيلة نجمة (Y) على شبكة 690 V: يرى كل ملف طور جهد الخط مقسومًا على √3، أي نحو 400 V أيضًا. وهذه التوصيلة مخصصة للمنشآت التي لديها توزيع 690 V.

الخطأ الشائع هو ترك المحرك موصولًا بتوصيلة نجمة على شبكة 400 V. ففي هذه الحالة يرى كل ملف نحو 230 V، وينخفض عزم المحرك بشكل ملحوظ؛ فيفقد المحرك سرعته تحت الحمل ويرتفع تياره ويسخن. وعلى العكس، فإن توصيل محرك بلوحة بيانات 230/400 V بتوصيلة دلتا على شبكة 400 V يطبق جهدًا زائدًا على الملفات ويحرق المحرك في وقت قصير. ولهذا انظروا حتمًا عند الاستبدال إلى جهد لوحة بيانات المحرك القديم وإلى طريقة تركيب جسور أطراف التوصيل.

تُصادف في لوحات البيانات القديمة أيضًا قيم مثل 380/660 V. وهي متبقية من القيم الاسمية القديمة للشبكة ولها منطق التوصيل نفسه للمحركات الحالية ذات لوحة البيانات 400/690 V؛ ومع ذلك سجّلوا عند الاستبدال الجهد المقاس فعليًا في الشبكة.

طرق الإقلاع وأسئلة القرار عند 18.5 kW

الإقلاع المباشر

يُوصل المحرك مباشرة بالشبكة عبر الكونتاكتور. وهو الترتيب الأبسط والأقل تكلفة؛ ويعطي المحرك عزمه الكامل عند الإقلاع. وعيبه التيار المرتفع المسحوب عند الإقلاع. وإذا كانت قدرة المحول كافية والخط قصيرًا ولم توجد أحمال حساسة تتغذى من اللوحة نفسها، فإن الإقلاع المباشر لمحرك 18.5 kW يُطبَّق دون مشكلات في كثير من المنشآت. ويقرر إمكانية ذلك الشخص الذي أعد المشروع الكهربائي للمنشأة وقواعد شركة التوزيع.

الإقلاع نجمة-دلتا

يقلع المحرك أولًا بتوصيلة نجمة، وعندما يبلغ سرعة معينة ينتقل إلى دلتا. ولأن كل ملف يرى جهدًا أقل في توصيلة النجمة، ينخفض تيار الإقلاع وعزم الإقلاع إلى نحو الثلث. وتلزم لهذه الطريقة شرطان:

• يجب أن تكون توصيلة تشغيل المحرك عند جهد الشبكة دلتا. والطرازات بقدرة 18.5 kW ذات لوحة البيانات 400/690 V مناسبة لأنها تعمل بتوصيلة دلتا على شبكة 400 V. أما على شبكة 690 V فهي غير مناسبة للإقلاع نجمة-دلتا لأنها تعمل أصلًا بتوصيلة نجمة.
• يجب فك الجسور في صندوق التوصيل ومد الأطراف الستة إلى اللوحة كلٌّ على حدة. وهذا يعني كابلًا من ستة موصلات أو كابلين منفصلين.

نقطة ضعف نجمة-دلتا هي العزم. فلأن عزم الإقلاع ينخفض إلى الثلث، لا يعطي المحرك نتيجة جيدة إلا في الآلات التي تقلع بحمل خفيف (مروحة تقلع دون حمل، مضخة، ضاغط، كسارة تبدأ فارغة). أما في الآلات التي تقلع تحت الحمل مثل السير المحمّل أو الحلزون الممتلئ أو الخلاط الممتلئ، فقد لا يبلغ المحرك سرعة كافية في توصيلة النجمة؛ فتنشأ عند الانتقال إلى دلتا صدمة تيار كبيرة ويزول الهدف من الطريقة.

بادئ التشغيل الناعم

يحد من التيار برفع الجهد بشكل متدرج دون قفزات أثناء الإقلاع. ويقلل الصدمة الميكانيكية ويحمي عناصر النقل مثل السير والقارنة. لكن عند خفض الجهد ينخفض العزم أيضًا؛ فهو ليس حلًا وحده للإقلاع بحمل ثقيل. ويبقى توصيل أطراف المحرك على توصيلة التشغيل العادية (دلتا عند 400 V).

عاكس التردد (الإنفرتر)

هو الطريقة التي تحد من التيار وتوفر في الوقت نفسه عزمًا عاليًا عند السرعة المنخفضة؛ كما تتيح ضبط السرعة. وسلاسلنا ثلاثية الطور مناسبة للتحكم في السرعة بعاكس التردد؛ وعند التشغيل الطويل بالعزم الكامل وبسرعة منخفضة قد تلزم مروحة خارجية، وإذا كان الكابل بين العاكس والمحرك طويلًا يُنظر في مرشح dv/dt أو مرشح جيبي؛ وتُبلَّغ هذه الظروف عند الطلب. وللتفاصيل يمكنكم مراجعة سؤال الاستخدام مع عاكس التردد.

جدول القرار: أي طريقة ومتى؟

هذا الجدول إطار للبداية. فطريقة الإقلاع يحددها معًا حمل إقلاع الآلة وتكرار الإقلاع وحالة الشبكة وترتيب الحماية؛ والقرار النهائي يعود إلى المسؤول الكهربائي في المنشأة. ولاختيار عناصر الحماية يمكنكم الاطلاع على مقالنا عن اختيار المرحل الحراري والمصهر.

مثال: قرار الانتقال من نجمة-دلتا إلى عاكس التردد

التسلسل التالي مثال افتراضي. لنفترض أن حلزونًا في منشأة يُدار بمحرك 18.5 kW و1500 دورة/دقيقة، ويعمل بلوحة نجمة-دلتا، وعندما يُترك ممتلئًا في نهاية الوردية يواجه صعوبة عند الإقلاع صباحًا.

• اقرأوا العَرَض: يدور المحرك ببطء في توصيلة النجمة، ويفصل المرحل الحراري عند الانتقال إلى دلتا. وهذه علامة على أن عزم الإقلاع لا يغطي الحمل؛ وقد لا تكون قدرة المحرك غير كافية.
• افحصوا المحرك: المحرك الحالي بلوحة بيانات 400/690 V ويعمل بتوصيلة دلتا عند 400 V. والطراز الذي يُنظر فيه بديلًا هو 180M-4 (18.5 kW، 4 أقطاب، 1470 دورة/دقيقة، IEC 180M، 400/690 V).
• أعيدوا التفكير في الطريقة: إذا لم يكن تفريغ الحلزون في كل وردية ممكنًا فيُنظر في عاكس التردد بدلًا من نجمة-دلتا. وفي هذه الحالة تُذكر عند الطلب مدة التشغيل بالسرعة المنخفضة وطول الكابل.
• لا تبالغوا في القدرة: محاولة حل مشكلة نجمة-دلتا بمحرك أكبر تكبّر تيار الإقلاع أيضًا. صحّحوا طريقة الإقلاع أولًا.

وفي المنشأة نفسها يمكن النظر في 160L-2 (18.5 kW، قطبان، 2940 دورة/دقيقة، IEC 160L) لمروحة طرد مركزي تقلع دون حمل، أو في 200L1-6 (18.5 kW، 6 أقطاب، 980 دورة/دقيقة، IEC 200L) لدفع بطيء الدوران؛ ويتم اختيار الطريقة لكل آلة على حدة.

معلومات الجهد والإقلاع عند الطلب

• جهد الشبكة وترددها (مثل 400 V، 50 Hz) وهل يوجد توزيع 690 V في المنشأة
• طريقة الإقلاع المخططة: مباشر، أو نجمة-دلتا، أو بادئ تشغيل ناعم، أو عاكس تردد
• هل تكون الآلة فارغة أم ممتلئة عند الإقلاع، وكم مرة تقلع يوميًا
• إذا كان سيُستخدم عاكس تردد: نطاق السرعة وطول الكابل بين العاكس والمحرك
• إذا كان الأمر استبدالًا: صورة لوحة بيانات المحرك القديم وصورة توصيل أطرافه

يمكنكم الاطلاع على طرازات 18.5 kW وأسعارها الحالية في صفحة شراء محرك كهربائي. وإذا لم تكونوا متأكدين من جهد لوحة بيانات محرككم الحالي أو من توصيله فأرسلوا صورة لوحة البيانات؛ وللأسئلة الأخرى تواصلوا معنا عبر صفحة الاتصال.