يعد اختيار الملامس وقاطع الدائرة الكهربائية المناسبين للنظام الذي يحركه المحرك أمرًا بالغ الأهمية لضمان السلامة التشغيلية والكفاءة وطول العمر. تعمل هذه المكونات جنبًا إلى جنب لإدارة توزيع الطاقة والحماية من الأعطال الكهربائية وتمكين التحكم الموثوق في المحرك. يجمع هذا الدليل بين المبادئ الهندسية ومعايير الصناعة والاعتبارات العملية لمساعدة المهندسين والفنيين على اتخاذ قرارات مستنيرة عند مطابقة الملامسات وقواطع الدارات الكهربائية مع متطلبات طاقة المحرك.
فهم العلاقات بين قوة المحرك والتيار
يكمن أساس اختيار المكونات في التفسير الدقيق لتصنيفات قدرة المحرك وعلاقتها بالتيار الكهربائي. بالنسبة للمحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور غير المتزامنة، فإن التيار المقدر (Iالتصنيف) يمكن تقريبها باستخدام المعادلة:
Iالتصنيف = P × 1000 / (√3 × V × η × η × cosφ)
حيث P هي قدرة المحرك بالكيلوواط (kW)، وV هي جهد الخط، و η هي الكفاءة، و cosφ هي معامل القدرة. وللتبسيط، تنص القاعدة الأساسية على أن 1 كيلوواط يتوافق مع 2 أمبير تقريبًا عند 380 فولت. على سبيل المثال، يسحب محرك 7.5 كيلوواط عادةً 15 أمبير لكل مرحلة، بينما يتطلب محرك 75 كيلوواط حوالي 150 أمبير. يجب تعديل هذه التقديرات حسب اختلافات الجهد (على سبيل المثال، أنظمة 220 فولت أو 690 فولت) وفئات كفاءة المحرك.
الاعتبارات الرئيسية:
- نوع الاتصال: تؤثر التكوينات النجمية الدلتا على تيارات بدء التشغيل وعزم الدوران، مما يؤثر على حجم المكونات.
- دورة العمل: يتطلب التشغيل/التوقف المتكرر أو التشغيل المستمر مكونات ذات تصنيف أعلى لتحمل الإجهاد الحراري.
اختيار المقاول المناسب
تعمل الملامسات كمفاتيح يتم التحكم فيها كهربائيًا، مما يتيح تشغيل المحرك عن بُعد. ويتوقف اختيارها على ثلاثة عوامل: التصنيف الحالي, توافق الجهدو المتطلبات الخاصة بالتطبيق.
الخطوة 1: تحديد التيار التشغيلي
يجب أن يتجاوز تصنيف تيار الملامس تيار الحمل الكامل للمحرك (FLC). بالنسبة للمحركات ذات الأغراض العامة (مثل المضخات والمراوح)، اضرب FLC في 1.5-2.5 ضعفًا لمراعاة تيارات التدفق، والتي يمكن أن تصل إلى 6-8 أضعاف FLC أثناء بدء التشغيل. قد تتطلب الاستخدامات الشاقة (مثل الكسارات والضواغط) 2.5-3 أضعاف تصنيفات FLC.
مثال على ذلك: يحتاج المحرك بقوة 7.5 كيلووات مع FLC بقوة 15 أمبير إلى ملامس مصنّف من 22.5 إلى 37.5 أمبير.
الخطوة 2: توافق الجهد والملف
- جهات الاتصال الرئيسية: يجب أن يتطابق الجهد المقنن مع جهد تشغيل المحرك (على سبيل المثال، 380 فولت تيار متردد أو 690 فولت تيار متردد).
- جهد الملف: اختر 24VDC أو 120VAC للسلامة في دوائر التحكم، أو 380VAC للتبديل المباشر.
الخطوة 3: الطلبات الخاصة بالتطبيق
- أحمال AC-3 مقابل أحمال AC-1: الملامسات المصنفة AC-3 (للمحركات ذات القفص السنجابي) تتعامل مع تيارات التدفق العالي، بينما AC-1 (الأحمال المقاومة) تناسب السخانات أو الإضاءة.
- جهات الاتصال المساعدة: تأكد من وجود تلامس NO/NC كافٍ للتداخلات أو إشارات PLC.
اختيار قاطع الدائرة الكهربائية المناسب
تحمي قواطع الدارات الكهربائية من الدوائر القصيرة والأحمال الزائدة. وينطوي اختيارها على التنسيق مع كل من خصائص المحرك وحدود الموصل.
حماية الدائرة الكهربائية القصيرة
يجب أن تقطع القواطع تيارات العطل قبل أن تتلف الموصل أو الأسلاك. إعداد الرحلة اللحظي (Iالمؤسسة) يكون عادةً 1.5 إلى 2.5 ضعف FLC للمحرك. على سبيل المثال، يتطلب محرك بقوة 15 أمبير قاطعًا بإعداد لحظي يتراوح بين 22.5 و37.5 أمبير.
تنسيق الحمل الزائد الحراري
في حين أن القواطع تتعامل مع الدوائر القصيرة، فإن المرحلات الحرارية أو واقيات الحمل الزائد (على سبيل المثال، الفئة 10/20) تتعامل مع التيارات الزائدة المستمرة. اضبطها على 1.05-1.2 ضعف FLC لمنع التعثر المزعج.
قاعدة التنسيق الحرجة: يجب أن يضمن منحنى رحلة القاطع أن القاطع لا يقطع أبداً التيارات التي تتجاوز قدرة كسره. على سبيل المثال، إذا تم تصنيف القاطع على أنه يستوعب 2400 أمبير لمدة ثانية واحدة، فيجب أن تكون رحلة القاطع أقل من هذا الحد.
دمج المكونات في مراكز التحكم في المحركات (MCCs)
تعتمد قواطع الدارات الكهربائية الحديثة بشكل متزايد على قواطع الدارات الكهربائية ذات الحالة الصلبة (SSCBs) للحماية المتكاملة. على سبيل المثال، تجمع قواطع الدارات الكهربائية ذات الحالة الصلبة 380 فولت تيار متردد/63 أمبير بين وظيفة التشغيل الناعم وعزل الأعطال والحماية الحرارية في جهاز واحد، مما يقلل من عدد المكونات ومساحة الخزانة.
دراسة حالة: مزايا هيئة التعاون فيما بين بلدان الجنوب
- تخفيف التدفق الداخلي: تقلل قدرات بدء التشغيل الناعم من تيارات التدفق الداخلي للمحرك بمقدار 50-70%، مما يقلل من الإجهاد الميكانيكي.
- إزالة الأعطال: أوقات استجابة على مستوى الميكروثانية تمنع اللحام بالملامسة أثناء الأعطال.
الأخطاء الشائعة والحلول
الخطأ 1: المكونات ذات الحجم غير المناسب
إن استخدام ملامس 10 أمبير لمحرك 15 أمبير يخاطر باللحام التلامسي أثناء بدء التشغيل. الحل: قم بتطبيق قاعدة FLC 1.5 إلى 2.5 ضعف وتحقق من مخططات الاستخلاص من الشركة المصنعة.
الخطأ 2: تجاهل العوامل البيئية
تقلل درجات الحرارة المحيطة العالية من معدلات تيار الملامس. الحل: خفف المكونات بمقدار 10-20% في البيئات الحارة أو استخدم التبريد القسري.
الخطأ 3: تنسيق أجهزة الحماية من الاختلاط
القاطع المضبوط على 1750 أمبير المقترن بموصل 1600 أمبير يخاطر بتدمير الموصل أثناء الأعطال. الحل: تأكد من توافق منحنيات رحلة القواطع مع معدلات تحمل القواطع.
الخاتمة
يتطلب اختيار الملامسات وقواطع الدارات الكهربائية لتطبيقات المحركات توازنًا بين المعرفة النظرية والرؤية العملية. ومن خلال تحديد أولويات تصنيفات التيار وتوافق الجهد ومتطلبات التطبيق، يمكن للمهندسين تصميم أنظمة قوية تعزز السلامة والأداء. تعمل التقنيات الناشئة مثل SSCBs على تبسيط هذه العملية من خلال دمج وظائف متعددة في جهاز واحد. للحصول على حلول مخصصة، استشر إرشادات الشركة المصنعة أو استفد من خبرة VIOX Electric في مكونات حماية المحركات، مما يضمن أن أنظمتك تلبي المعايير التشغيلية والتنظيمية.
