المحرك الكهربائي واللوحة معًا: تحديد تجهيزات الحماية بشكل صحيح عند الطلب

في صباح يوم التشغيل يفتح الكهربائي صندوق الأطراف فيرى بجانب أطراف القدرة الثلاثة سلكين رفيعين آخرين: طرفي حساسات PTC المدمجة في الملفات. أما في اللوحة فلا يوجد مرحّل ثرمستور لتوصيل هذين الطرفين به. فإما أن تُترك الأسلاك سائبة ويبدأ المحرك العمل دون حماية حرارية، أو يُؤجَّل العمل أسبوعًا. ونرى العكس كثيرًا أيضًا: تُجهَّز اللوحة بمرحّل ذي مدخل PTC، بينما يصل المحرك دون حساس فيُوضع جسر على مدخل المرحّل.

القاسم المشترك بين الحالتين هو أن المحرك واللوحة يُطلبان كلٌّ على حدة دون علم أحدهما بالآخر. فالحماية سلسلة تعمل فيها الأجزاء داخل المحرك مع الأجهزة في اللوحة معًا؛ وينبغي التعامل معها على هذا النحو عند الطلب أيضًا.

نصفا سلسلة الحماية

يُسهّل العمل تقسيم العناصر المشاركة في حماية المحرك غير المتزامن إلى مجموعتين:

• ما يوجد داخل المحرك أو عليه: حساس حرارة الملفات (PTC أو PT100)، والسخان المانع للتكاثف، والأطراف المساعدة في صندوق الأطراف، وثقوب إدخال الكابلات، وفي الهياكل الكبيرة العاملة بالمشغّل المحامل المعزولة أو تأريض العمود. تُضاف هذه العناصر أثناء تصنيع المحرك أو قبل شحنه؛ وإضافتها لاحقًا في الموقع إما صعبة أو مستحيلة.
• ما يوجد في اللوحة: الحماية من قصر الدائرة (صهيرة أو قاطع حماية المحرك)، والحماية من الحمل الزائد (مرحّل حراري أو مرحّل إلكتروني)، ومراقبة فقدان الطور وتتابع الأطوار، ومرحّل التقييم الذي يُوصل به الحساس، والتلامس الذي يشغّل السخان، وجهاز الإقلاع نفسه.

تُكتب المجموعة الأولى في طلب المحرك، والثانية في طلب اللوحة. والمشكلة أن الطلبين يصدران في الغالب عن مكتبي شخصين مختلفين. وقد تناولنا بالتفصيل في أي عطل يعمل كل جهاز في المقالة التي شرحنا فيها توزيع المهام بين المرحّل الحراري والصهيرة وMPCB؛ والموضوع هنا هو توافق النصفين.

بنود الحماية الواجب إضافتها إلى طلب المحرك

حساس حرارة الملفات

الأجهزة التي تراقب التيار تقدّر سخونة المحرك بطريقة غير مباشرة. ففي حالات مثل انسداد غطاء المروحة، أو ارتفاع حرارة المحيط، أو التشغيل الطويل بسرعة منخفضة مع المشغّل، قد تسخن الملفات بينما يبدو التيار طبيعيًا. ولذلك من المنطقي طلب حساس في المحركات العاملة بالمشغّل أو كثيرة الإقلاع أو في البيئات الحارة. وفي سلاسل HEM Motor ثلاثية الطور يُعد PTC وPT100 خيارين يمكن اختيارهما في مرحلة الطلب. ويحدد الاختيار بينهما أيضًا جهاز التقييم في اللوحة: إذ يُوصل PTC بمرحّل يفصل عند العتبة، ويُوصل PT100 بمدخل يقرأ الحرارة باستمرار. ولأنواع الحساسات وقيم ضبطها يمكنك الاطلاع على مقالتنا حول PT100 وثرمستور PTC.

السخان المانع للتكاثف

في المحركات التي تتوقف طويلًا، أو تعمل في الهواء الطلق، أو في أماكن يكبر فيها الفرق بين حرارة الليل والنهار، تتكاثف الرطوبة داخل الهيكل. ويُغذّى السخان بالتيار والمحرك متوقف، ويُقطع عنه أثناء تشغيل المحرك. ولذلك تلزم في اللوحة تغذية منفصلة وتعشيق يُنشأ بالتلامس المساعد للملامس الرئيسي. وإذا طُلب السخان مع المحرك دون التفكير في تغذيته في اللوحة فلن يكون مفيدًا في الموقع.

إدخال الكابلات وصندوق الأطراف

عند إضافة الحساس والسخان يدخل صندوق الأطراف كابل أو كابلان آخران إلى جانب كابل القدرة. ويتغير عدد المداخل بحسب الهيكل: فمثلًا توجد في الهياكل H160–180 مداخل 2×M40×1.5، وفي الهياكل H112–132 مداخل 2×M32×1.5. ولأنه لا ينبغي تمرير كابل الحساس من جلبة كابل القدرة نفسها، ينبغي مناقشة عدد المداخل واتجاه صندوق الأطراف أثناء الطلب.

الهياكل الكبيرة التي ستعمل بالمشغّل

في المحركات ذات الهياكل الكبيرة المغذاة بعاكس التردد قد تلزم محامل معزولة أو تأريض العمود لمواجهة تيارات المحامل؛ وفي التمديدات ذات الكابلات الطويلة يُضاف مرشّح dv/dt أو مرشّح جيبي إلى مخرج المشغّل. وهذه حلقات تغيب عن النظر في سلسلة الحماية، ولكلٍّ منهما مقابل في المحرك وفي اللوحة. وقد تناولنا مسألة طول الكابل بشكل منفصل في مقالة مسافة الكابل بين المشغّل والمحرك.

الحزمة النموذجية في اللوحة بحسب طريقة الإقلاع

تحدد طريقة الإقلاع بالدرجة الأولى الأجهزة التي ستوجد في اللوحة. والقوائم التالية ليست وصفة قاطعة، بل أساس للمقارنة لاكتشاف البند الناقص في الطلب:

• الإقلاع المباشر (DOL): قاطع حماية المحرك أو صهيرة + ملامس + مرحّل حراري؛ ومرحّل ثرمستور إذا كان في المحرك حساس. وهذه هي الحزمة الأبسط في القدرات الصغيرة، لكن تيار الإقلاع مرتفع.
• نجمة-مثلث: ثلاثة ملامسات، ومرحّل توقيت، ومرحّل حراري. ولأن المرحّل الحراري يُوصل عادةً بخط الملامس الرئيسي، تكون قيمة ضبطه نحو 0.58 من تيار لوحة البيانات. ويجب أن يكون المحرك ملفوفًا ليعمل بتوصيلة المثلث عند 400 V؛ وإذا لم ترد هذه المعلومة في طلب المحرك فلا يمكن استخدام اللوحة.
• بادئ التشغيل الناعم: تحل الحماية الإلكترونية الذاتية للجهاز من الحمل الزائد في الغالب محل المرحّل الحراري؛ ويكون ملامس التجاوز وزمن الإقلاع وعدد مرات الإقلاع في الساعة حاسمة في اختيار الجهاز.
• عاكس التردد: يراقب المشغّل تيار المحرك، لكنه لا يقيس حرارة الملفات في المحرك الذي يعمل طويلًا بسرعة منخفضة. ولذلك إذا كان مدخل PTC في المشغّل سيُستخدم فينبغي طلب المحرك مزودًا بحساس.

إذا كان سيُستخدم مرحّل حماية إلكتروني يجمع عدة وظائف في جهاز واحد، فيمكنك متابعة الوظائف الواجب تفعيلها في مقالة وظائف مرحّل الحماية.

صحيفة البيانات الواجب إرسالها إلى مصنّع اللوحة

لكي يُجهَّز جانب اللوحة بشكل صحيح لا يلزم كتالوج المحرك، بل المعلومات الخاصة بذلك المحرك. وتكفي قائمة من صفحة واحدة:

1. القدرة الاسمية، والتيار الاسمي، وجهد لوحة البيانات مع شكل التوصيل (230/400 V أو 400/690 V).
2. طريقة الإقلاع وطبيعة إقلاع الحمل: هل هو خفيف كالمضخة أم ثقيل كالناقل الممتلئ؟
3. كم مرة في الساعة سيتوقف ويقلع.
4. الخيارات في المحرك: نوع الحساس وعدده، وجهد السخان وقدرته.
5. حرارة المحيط والارتفاع عن سطح البحر. فقيم الكتالوج صالحة بين −15 °C و+40 °C وحتى 1000 m؛ وما فوق ذلك قد يتطلب خفض القدرة.
6. طول الكابل بين المحرك واللوحة، وهو مهم بشكل خاص في الأنظمة العاملة بالمشغّل.

إعداد هذه القائمة في اللحظة التي تطلب فيها عرض سعر المحرك يضمن أن يتحدث الموردان عن المحرك نفسه. وللنقاط العامة التي تغيب عن النظر من جهة المحرك ستكون مقالة ما ينبغي مراعاته عند شراء المحرك مكمّلة.

أكثر ما يُكتشف نقصه في الموقع

نادرًا ما تُنسى الأجهزة الكبيرة؛ فما يوقف التشغيل عادةً هو القطع الصغيرة:

• جهد التغذية المساعدة لمرحّل الثرمستور لا يتوافق مع جهد التحكم في اللوحة.
• اشتُري كابل الحساس غير مدرّع ومُدّ في القناة نفسها مع كابل القدرة، فيفصل المرحّل بلا سبب.
• لم تُخصص في اللوحة صهيرة وتلامس منفصلان لتغذية السخان.
• عدد الجلبات في صندوق الأطراف لا يكفي، فيُحاوَل فتح ثقب للكابل الثاني فتفسد فئة الحماية.
• نطاق ضبط المرحّل الحراري لا يشمل تيار لوحة بيانات المحرك.

الخلاصة

التفكير في تجهيزات الحماية كبند شراء منفصل عن المحرك يؤدي إلى عدم توافق طرفي السلسلة. فينبغي أن تُستمد مواصفات الحساس والسخان ومدخل الكابل المضافة إلى المحرك، والمرحّل والتغذية وجهاز الإقلاع في اللوحة، من صحيفة البيانات نفسها. في محركاتنا الكهربائية ثلاثية الطور يمكنك تحديد خيارات الحساس والسخان في مرحلة الطلب؛ ولتوضيح التهيئة المناسبة لتطبيقك يمكنك التواصل مع فريقنا الفني.

الأسئلة الشائعة

هل يمكن إضافة حساس PTC إلى المحرك لاحقًا؟

تُوضع الحساسات داخل الملفات بحيث تستشعر حرارة الملفات مباشرة. وإضافتها لاحقًا إلى محرك عامل لا تكون ممكنة عادةً إلا عند إعادة لف الملفات، ولذلك ينبغي طلبها في مرحلة الطلب إذا وُجدت الحاجة.

هل يلزم مرحّل حراري منفصل مع وجود عاكس التردد؟

تقوم معظم المشغّلات بالحماية من الحمل الزائد وفق تيار المحرك، ولا تترك حاجة إلى مرحّل حراري منفصل في التطبيق ذي المحرك الواحد. لكنها لا تستطيع عبر التيار رؤية حالة ضعف التبريد عند السرعة المنخفضة؛ ولذلك ينبغي التفكير في حساس الملفات ومدخل الحساس في المشغّل معًا.

هل السخان المانع للتكاثف ضروري لكل محرك؟

لا يلزم عادةً في المحركات التي تعمل باستمرار في أماكن مغلقة جافة وثابتة الحرارة. أما في المحركات الاحتياطية التي تتوقف طويلًا، وفي الهواء الطلق، وفي المنشآت الرطبة، فهو طريقة عملية لمنع امتصاص الملفات للرطوبة.

لماذا من المهم تقديم معلومات اللوحة عند طلب المحرك؟

تُتخذ قرارات مثل شكل التوصيل ونوع الحساس ومدخل الكابل وفق الأجهزة الموجودة في اللوحة. وإذا شوركت هذه المعلومات منذ البداية فيمكن توصيل المحرك باللوحة الحالية أو الجديدة دون الحاجة إلى أي تعديل إضافي.

تيارات التشغيل الاسمية وتيارات الإقلاع التي ستستخدمها عند اختيار عناصر الحماية: جدول تيارات المحركات الكهربائية.