حماية المحرك: المرحّل الحراري وقاطع حماية المحرك وحساس PTC
حماية المحرك: الحمل الزائد وفقد الطور وانحشار الدوّار وتكرار البدء مخاطر مختلفة، ولكل منها جهاز يكشفه.
المحتوياتتُعالج حماية المحرك غالبًا كأنها مسألة جهاز واحد، لكنها تُبنى في الواقع على طبقات. فالملف نادرًا ما يتلف بقصر مفاجئ؛ الأكثر شيوعًا أن يتلف بحرارة تراكمت خلال أيام من حمل زائد بسيط. والتصميم السليم يبدأ بمعرفة أي خطر يراه أي جهاز.
خمسة سيناريوهات تُتلف المحرك
- حمل زائد مستمر: تيار أعلى قليلًا من المقنن فترتفع حرارة الملف ببطء فوق الحد
- فقد طور أو عدم توازن: تسحب الأطوار الباقية تيارًا أكبر فيتسارع التسخين
- انحشار الدوّار: يستمر تيار البدء وتُبلَغ حرارة خطرة في ثوانٍ
- تكرار البدء والتوقف: لا تجد الحرارة المتراكمة وقتًا للتبدد
- هبوط الجهد: يزيد التيار للقدرة نفسها فيقل العزم ويطول البدء
المرحّل الحراري وفئة الفصل
يحاكي المرحّل الحراري أثر التسخين للتيار ويوصف بمنحنى تيار-زمن. وتحدد فئة الفصل (Class 10 أو 10A أو 20 أو 30) زمن الفصل عند تيار انحشار الدوّار: فالمضخات والمراوح التي تتسارع بسرعة تكفيها الفئة 10، أما الأحمال ذات عزم القصور الذاتي العالي فتحتاج 20 أو 30. واختيار فئة أعلى من اللازم يترك المحرك بلا حماية كافية، وأدنى من اللازم يسبب فصلًا عند البدء. ويُضبط المرحّل على تيار لوحة بيانات المحرك، لا على الكابل أو القاطع.
متى يكون قاطع حماية المحرك أفضل؟
يجمع قاطع حماية المحرك بين وحدة فصل حرارية قابلة للضبط ووحدة مغناطيسية في هيكل واحد. ومع الملامس يشكّل دائرة خارجة مدمجة توفر مساحة في اللوحة وتقلل الفصل الكاذب لأن عتبة الوحدة المغناطيسية تُضبط على تيار البدء. وبالمقارنة مع الحلول المعتمدة على المنصهرات يتيح إعادة التشغيل سريعًا بعد القصر؛ لكن عند تيارات القصر العالية يجب التحقق من نوع التنسيق (النوع 1 أو النوع 2) من جداول المُصنِّع.
قياس الحرارة مباشرة بحساس PTC
الحماية المعتمدة على التيار تقدّر حرارة الملف بشكل غير مباشر. فعند تعطل مروحة التبريد أو انسداد مدخل الهواء أو ارتفاع حرارة المحيط قد يبدو التيار طبيعيًا بينما ترتفع حرارة الملف. وحساس PTC أو PT100 المدفون في الملف يقيس الحرارة مباشرة ويغلق هذه الفجوة. وفي المحركات الحرجة والمكلفة تُعد إضافة مراقبة الحرارة إلى جانب حماية التيار ممارسة معتادة.
أي جهاز يرى أي خطر؟
| الخطر | الجهاز الذي يكشفه | الضبط أو الملاحظة |
|---|---|---|
| القصر | الوحدة المغناطيسية أو منصهر aM | يُضبط أعلى من تيار البدء |
| الحمل الزائد المستمر | مرحّل حراري أو إلكتروني | تيار لوحة بيانات المحرك |
| انحشار الدوّار | اختيار فئة الفصل | Class 10 / 20 / 30 |
| فقد الطور وعدم التوازن | مرحّل إلكتروني أو مراقب أطوار | نطاق عدم توازن 5 إلى 10 بالمئة |
| ارتفاع حرارة الملف | مراقبة PTC أو PT100 | حسب فئة العزل |
| التسرب الأرضي | مرحّل عطل أرضي أو جهاز تيار متبقٍّ من النوع B | يلزم الحذر مع المشغلات |
لأثر طريقة البدء على الحماية راجع طرق بدء تشغيل المحرك، وللتنسيق بين المراحل راجع الانتقائية وتنسيق الحماية.
النقاط الرئيسية: حماية المحرك
- المرحّل الحراري وفئة الفصل — يحاكي المرحّل الحراري أثر التسخين للتيار ويوصف بمنحنى تيار-زمن.
- متى يكون قاطع حماية المحرك أفضل؟ — يجمع قاطع حماية المحرك بين وحدة فصل حرارية قابلة للضبط ووحدة مغناطيسية في هيكل واحد.
- قياس الحرارة مباشرة بحساس PTC — الحماية المعتمدة على التيار تقدّر حرارة الملف بشكل غير مباشر.
- أي جهاز يرى أي خطر؟ — لأثر طريقة البدء على الحماية راجع طرق بدء تشغيل المحرك، وللتنسيق بين المراحل راجع الانتقائية وتنسيق الحماية.
- مصدر المعيار — كتالوج منشورات IEC: iec.ch.
أسئلة شائعة
هل يجوز ضبط المرحّل أعلى من تيار لوحة البيانات؟
لا. يتبع الضبط التيار المقنن المكتوب على لوحة البيانات. وإذا حدث فصل عند البدء فالحل مراجعة فئة الفصل أو طريقة البدء، لا رفع الضبط.
هل يحتاج المحرك المُشغَّل بمُغيّر تردد إلى مرحّل حراري؟
يحتوي المُغيّر على حماية إلكترونية خاصة به، فلا يلزم عادةً مرحّل منفصل. لكن إذا كان بالإمكان تجاوزه إلى الشبكة مباشرة فيجب أن يحتوي مسار التجاوز على حماية حمل زائد خاصة.
هل تكفي مراقبة PTC وحدها؟
لا. الحساس يرى الحرارة لكنه لا يوفر حماية سريعة من القصر ولا من الثواني الأولى لانحشار الدوّار، ويُستخدم مع حماية تيارية.
مقالات ذات صلة
- طرق بدء تشغيل المحرك: البدء المباشر، نجمة-مثلث، البادئ اللين والمُغيّر الترددي
- حساب الحمل الحراري داخل اللوحة واختيار حل التبريد
- لوحات محطات الطاقة الشمسية: حماية السلاسل DC ومانعة الصواعق وتوزيع AC
- التنسيق من النوع 1 والنوع 2 في خطوط تغذية المحركات
- كل المقالات التقنية
حل Devpan ذو صلة: لوحة MCC من DevControl.
تصمم Devpan دوائر خروج المحركات وفق طبيعة الحمل وطريقة البدء، وتُسلّم جداول التنسيق وقيم ضبط المرحّلات في ملف التسليم. أرسل قائمة المحركات لنحدد مراحل الحماية معًا.
