إن المعنى الكامل لـ MCC في الكهرباء هو مركز التحكم في المحركات (Motor Control Center). مركز التحكم في المحركات (MCC) هو تجميعة ذات جهد منخفض أو متوسط تعمل على مركزة عمليات التبديل، والحماية، والبدء، والإيقاف، ومراقبة المحركات المتعددة. يحتوي عادةً على ناقل طاقة مشترك ووحدات تحكم في المحركات متعددة مرتبة في أقسام معدنية.
عبارة لوحة MCC تُستخدم على نطاق واسع، على الرغم من أن مركز التحكم في المحركات الصناعي قد يكون عبارة عن مجموعة من عدة أقسام رأسية بدلاً من لوحة صغيرة واحدة. يمكن تركيب كل مغذي محرك في حجرة ثابتة أو وحدة قابلة للإزالة تُسمى غالباً "دلو MCC" (MCC bucket).
| سؤال حول MCC | إجابة مباشرة |
|---|---|
| الشكل الكامل | مركز التحكم في المحرك |
| الغرض الرئيسي | مركزة توزيع الطاقة والتحكم في محركات متعددة |
| الأحمال الشائعة | المضخات، والمراوح، والضواغط، والسيور الناقلة، والخلاطات، وآلات المعالجة |
| المحتويات النموذجية للوحدة | الفصل/حماية الفرع، والموصل (الكونتاكتور) أو المشغل، وحماية الحمل الزائد، والتحكم والإشارة |
| الإنشاءات | قضيب توزيع مشترك مع وحدات محرك ثابتة أو قابلة للسحب/الفصل |
| المعايير الرئيسية | تعتمد على السوق؛ معايير IEC 61439-1/-2 أو أطر عمل مراكز التحكم في المحركات (MCC) في أمريكا الشمالية مثل معايير UL 845/NEMA |
ما هي وظيفة مركز التحكم في المحركات (MCC)؟
يستقبل مركز التحكم في المحركات (MCC) الطاقة الكهربائية ويوزعها عبر نظام قضبان توزيع أفقية و/أو رأسية إلى وحدات التحكم في المحركات الفردية. تقوم كل وحدة بتنفيذ وظائف التحكم والحماية المطلوبة لمحرك واحد أو مغذٍ واحد.
يوفر التجميع المركزي للمهندسين موقعاً منظماً لما يلي:
- حماية دائرة فرع المحرك؛;
- التشغيل والإيقاف المعتمد على الملامسات (Contactor)؛;
- الحماية من الحمل الزائد وفقدان الطور؛;
- التحكم في عكس الحركة أو السرعات المتعددة؛;
- بادئات التشغيل الناعم ومحركات التردد المتغير (VFDs)؛;
- اختيار التشغيل المحلي/عن بُعد ومؤشرات الحالة؛;
- واجهات أجهزة التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC)، والشبكات، ومراقبة الطاقة؛;
- عزل الصيانة واستبدال المغذي.
الأجزاء الرئيسية لمركز التحكم في المحركات (MCC).
| قسم أو مكون مركز التحكم في المحركات (MCC). | الوظيفة | الفحص الهندسي. |
|---|---|---|
| وحدة التغذية الرئيسية. | توصيل مركز التحكم في المحركات (MCC) بمصدر الطاقة الخاص به. | التيار، مستوى الخطأ، العزل، الحماية، القياس. |
| القضيب النحاسي الأفقي (Busbar). | توزيع الطاقة عبر مجموعة التجهيزات | التيار المقنن، تحمل قصر الدائرة، الوصلات، ارتفاع درجة الحرارة |
| قضيب التوزيع الرأسي | تغذية الوحدات داخل القسم | العزل، المصاريع، نظام التلامس، احتواء الأعطال |
| وحدة التحكم في المحرك/الدرج | تحتوي على بادئ تشغيل محرك واحد أو دائرة تشغيل | قدرة المحرك، طريقة التحكم، القابلية للسحب، التعشيق |
| جهاز حماية فرعي | يوفر حماية من قصر الدائرة/حماية فرعية | قدرة القطع والتنسيق مع الأجهزة اللاحقة |
| الملامس (كونتاكتور) ومرحل الحمل الزائد | يقوم بتبديل المحرك والحماية من الحمل الزائد المستمر | فئة الاستخدام، جهد الملف، تيار المحرك، فئة الفصل |
| محرك التردد المتغير (VFD) أو بادئ التشغيل الناعم | يتحكم في التسارع، وبالنسبة لمحركات التردد المتغير، يتحكم في سرعة التشغيل | التوافقيات، التوافق الكهرومغناطيسي (EMC)، الحرارة، التجاوز (Bypass)، توافق المحرك |
| حجرة التحكم | تضم المرحلات، وأطراف التوصيل، ووحدات الإدخال/الإخراج الخاصة بـ PLC، وأجهزة الشبكة | الفصل، جهد التحكم، وضع العلامات، إمكانية الوصول للصيانة |
| حجرة الكابلات | تدعم توصيلات طاقة التحكم والأسلاك الميدانية | نصف قطر الانحناء، مساحة الغدد (Gland space)، فصل الأطوار، إمكانية الوصول للإنهاء |
ما هي وحدة التحكم في المحرك (MCC Bucket)؟
وحدة التحكم في المحرك (MCC bucket) هي وحدة تحكم فردية في المحرك يتم تركيبها في قسم مركز التحكم في المحركات (MCC). واعتماداً على التصميم، يمكن أن تكون ثابتة، أو قابلة للتوصيل، أو قابلة للإزالة، أو قابلة للسحب.
يمكن أن تشتمل وحدة بادئ التشغيل المباشر (across-the-line starter) النموذجية على:
- قاطع دائرة فرعي أو فاصل مزود بمصهرات؛;
- موصل كهربائي (كونتاكتور)؛;
- مرحل حمل زائد حراري أو إلكتروني؛;
- محول تحكم أو وحدة إمداد طاقة تحكم عند الحاجة؛;
- مفاتيح تحكم للتشغيل/الإيقاف (START/STOP) ومفاتيح اختيار؛;
- مصابيح إشارة وملامسات مساعدة؛;
- كتل طرفية ووحدات اتصالات.
يمكن أن تحتوي الخزانات الأخرى على محركات التردد المتغير (VFDs)، أو بادئات التشغيل الناعمة، أو قواطع التغذية، أو موصلات الإضاءة، أو أجهزة القياس.
تصف شركة روكويل أوتوميشن مركز التحكم في المحركات (MCC) ذو الجهد المنخفض بأنه هيكل معدني قائم بذاته يحتوي على قضيب توزيع طاقة أفقي، وأقسام رأسية، ووحدات فردية مخصصة للمحركات والأحمال. تميز هذه البنية مركز التحكم في المحركات عن الخزانة التي تحتوي فقط على عدة موصلات غير مترابطة.
أنواع بادئات التشغيل الشائعة في مراكز التحكم في المحركات (MCC)
| نوع بادئ التشغيل/التحكم | ماذا يفعل | السبب النموذجي لاختياره |
|---|---|---|
| التشغيل المباشر (DOL) / التشغيل عبر الخط | يطبق جهد الخط الكامل من خلال موصل كهربائي | بدء تشغيل بسيط حيث يكون تيار البدء والصدمة الميكانيكية مقبولين |
| بادئ تشغيل عكسي | يستخدم موصلات متشابكة لعكس دوران المحرك | السيور الناقلة، والرافعات، وأنظمة التموضع، والآلات القابلة للعكس |
| بادئ تشغيل نجمة-دلتا (Star-delta) | يقلل من جهد الملفات الأولي أثناء البدء | تقليل تيار البدء للمحركات والأحمال المناسبة |
| بداية لينة | التحكم في الجهد المطبق أثناء التسارع/التباطؤ | تقليل الصدمات الميكانيكية وتيار البدء |
| محرك التردد المتغير (VFD) | التحكم في التردد والجهد | التحكم في السرعة، وعزم الدوران، والعمليات، والطاقة |
للتمييز على مستوى المكونات، اقرأ الكونتاكتور مقابل مشغل المحرك و VIOX دليل VFD مقابل مشغل ناعم.
مركز التحكم في المحركات (MCC) مقابل مركز التحكم في الطاقة (PCC) مقابل لوحة التوزيع مقابل لوحة التحكم
| التجميع | الشكل الكامل | الغرض الأساسي |
|---|---|---|
| مركز التحكم في المحركات (MCC). | مركز التحكم في المحرك | التحكم في محركات متعددة وحمايتها |
| نقطة التوصيل المشتركة (PCC) | مركز التحكم في الطاقة، مصطلح شائع الاستخدام في المشاريع | توزيع الطاقة الرئيسي للمغذيات الكبيرة والتجمعات الفرعية |
| لوحة التوزيع (DB) | مجلس التوزيع | توزيع الطاقة الواردة إلى دوائر الخرج المحمية |
| وحدة التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC) / لوحة التحكم | لوحة التحكم / المنطق القابل للبرمجة | منطق الأتمتة، وأجهزة القياس، وإشارات التحكم |
يمكن أن تتداخل هذه الحدود. يمكن أن يشتمل مركز التحكم في المحركات (MCC) على وحدات إدخال/إخراج لجهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC) ووحدات تغذية؛ كما يمكن أن تشتمل مجموعة توزيع الطاقة على مغذيات للمحركات. يحدد المخطط أحادي الخط للمشروع، ومواصفات التجميع، والمعيار المعمول به الدور الفعلي.
سياق مراكز التحكم في المحركات (MCC) وفقاً لمعايير IEC مقابل NEMA
يتم تحديد مجموعات مراكز التحكم في المحركات (MCC) ذات الجهد المنخفض الموجهة نحو معايير IEC عادةً باستخدام IEC 61439-1 جنبا إلى جنب مع معيار IEC 61439-2, ، بالإضافة إلى معايير المكونات مثل IEC 60947-4-1 للموصلات وبادئات تشغيل المحركات. يجب التحقق من التجميع كنظام متكامل؛ فتركيب مكونات متوافقة بشكل فردي لا يثبت بحد ذاته مطابقة التجميع للمعايير.
تستخدم مراكز التحكم في المحركات (MCC) في أمريكا الشمالية عادةً أطر عمل NEMA/UL للمنتجات والتركيبات، بما في ذلك معيار UL 845 لمراكز التحكم في المحركات. وتعد مصطلحات مثل حجم بادئ التشغيل وفقاً لـ NEMA، والتشغيل بجهد كامل غير عكسي (FVNR)، وهيكل "الدلو" (bucket construction) مصطلحات شائعة.
لا تقم بالتحويل بين تصنيفات الاستخدام وفقاً لـ IEC وأحجام بادئات التشغيل وفقاً لـ NEMA من خلال معادلة تيار بسيطة. فهما نظامان مختلفان للاختيار ولهما اتفاقيات منتجات وأدلة إثبات مختلفة.
تصنيفات مركز التحكم في المحركات (MCC) الهامة
الجهد والتردد المقدران
يجب مطابقة متطلبات نظام التغذية وطاقة التحكم. قد يختلف جهد المحرك عن جهد الملف/التحكم.
التيار المقدر للتجميعة
تحقق من تصنيفات الدخل والقضبان النحاسية (Bus)، وتنوع المغذيات، والتهوية، والتحقق من ارتفاع درجة الحرارة. إن المجموع الحسابي لتيارات لوحة اسم المحرك لا يمثل تلقائياً تيار تصميم التجميعة.
تقييم ماس كهربائى
حدد تيار العطل المتاح وتحقق من أداء الدائرة القصيرة المقدر للتجميعة بالكامل. لا تثبت تصنيفات القطع للمكونات وحدها قدرة تحمل أو حماية صف مركز التحكم في المحركات (MCC).
واجبات بادئ التشغيل (Starter Duty)
يجب أن تتوافق الموصلات (Contactors) وبادئات التشغيل مع فئة استخدام المحرك، وتيار التشغيل، والجهد، والواجب، وتردد البدء. راجع VIOX. دليل الملامسات الكهربائية AC-1 و AC-2 و AC-3 و AC-4.
الفصل الداخلي وإمكانية الوصول
تحديد الحجيرات، والحواجز، والمصاريع، وأقفال الأبواب، وتخفيف مخاطر القوس الكهربائي، ومداخل الكابلات، وما إذا كانت الوحدات ثابتة أو قابلة للإزالة. تجنب وصف مركز التحكم في المحركات (MCC) بأنه “مقاوم للقوس الكهربائي” دون أدلة اختبار محددة.
التصنيف البيئي
تؤثر درجة الحرارة، والارتفاع، والغبار، والرطوبة، والمواد الكيميائية، والاهتزاز، وموقع التركيب على الغلاف، وخفض القدرة (Derating)، والتبريد، وعمر المكونات.
كيفية تحديد مواصفات مركز التحكم في المحركات (MCC)
- إدراج كل محرك ومغذي، بما في ذلك بيانات لوحة الاسم وبيانات البدء.
- تحديد طريقة التحكم: البدء المباشر (DOL)، أو عكس الحركة، أو ستار-دلتا، أو البدء الناعم (Soft Starter)، أو محرك التردد المتغير (VFD).
- توفير جهد النظام، والتردد، ونظام التأريض، وجهد التحكم.
- حساب الحمل، ومعامل التنوع، وتيار القضبان النحاسية، وتيار القصر المتاح.
- تحديد متطلبات الحماية والتنسيق.
- اختيار نوع التصميم للوحدات: ثابت، أو قابل للفصل، أو قابل للسحب.
- تحديد عناصر التحكم المحلية، ومداخل ومخارج الإشارات عن بُعد، والاتصالات، وأجهزة القياس، وأقفال التعشيق.
- تحديد مواصفات الهيكل الخارجي، والظروف البيئية، ومداخل الكابلات، والسعة الاحتياطية.
- ذكر المعايير المطبقة على التجميعات والمكونات.
- طلب الرسومات، وسجلات التحقق، والإعدادات، والملصقات، ووثائق الاختبار.
الأخطاء الشائعة في مواصفات مراكز التحكم في المحركات (MCC).
الخلط بين مركز التحكم في المحركات (MCC) وقاطع الدائرة المصبوب (MCCB)
يرمز MCC إلى مركز التحكم في المحركات، بينما يرمز MCCB إلى قاطع الدائرة المصبوب. يمكن أن يحتوي مركز التحكم في المحركات على قواطع MCCB، ولكن المصطلحات ليست قابلة للتبديل.
تحديد الحجم بناءً على قدرة المحرك بالكيلوواط فقط
يجب استخدام تيار لوحة الاسم، وطريقة البدء، ودورة التشغيل، وعامل الخدمة حيثما ينطبق ذلك، وبيانات الشركة المصنعة.
تجاهل الحرارة الناتجة عن المشغلات والبادئات
يمكن أن تفرض محركات التردد المتغير (VFDs) والبادئات الناعمة أحمالاً حرارية كبيرة على الحاوية. يتطلب التبريد وخفض التصنيف إجراء حسابات دقيقة.
تحديد المكونات دون مراعاة متطلبات التجميع
مركز التحكم في المحركات (MCC) عبارة عن تجميع متكامل. يجب معالجة قضبان التوصيل، والفصل، والتمديدات الكهربائية، وسلوك الدائرة عند حدوث قصر، وارتفاع درجة الحرارة، واستمرارية دائرة الحماية.
ترك الاتصالات دون تحديد
“مركز التحكم في المحركات الذكي” (Smart MCC) ليس مواصفة بروتوكول. يجب تحديد الشبكة، ونقاط البيانات، وصلاحية التحكم، وحدود الأمن السيبراني، والتشخيص، وسلوك النظام عند الفشل.
الأسئلة الشائعة
ما هو الاختصار الكامل لـ MCC في الكهرباء؟
يرمز MCC إلى مركز التحكم في المحركات (Motor Control Center).
ما هي استخدامات لوحة MCC؟
تعمل على مركزية توزيع الطاقة، والتشغيل، والإيقاف، والحماية، والمراقبة لمجموعة من المحركات.
ماذا يوجد داخل وحدة (Bucket) الـ MCC؟
تحتوي وحدة البدء النموذجية على حماية فرعية، وموصل (Contactor)، وحماية من الحمل الزائد، وأدوات تحكم، ومؤشرات، وأطراف توصيل. قد تحتوي وحدات أخرى على محركات تردد متغير (VFDs)، أو بادئات تشغيل ناعمة (Soft starters)، أو قواطع تغذية.
ما الفرق بين مركز التحكم في المحركات (MCC) ومركز التحكم في الطاقة (PCC)؟
يتم تنظيم مركز التحكم في المحركات (MCC) حول التحكم في المحركات، بينما يصف مركز التحكم في الطاقة (PCC) عادةً مجموعة توزيع طاقة ذات مستوى أعلى. تختلف مصطلحات المشاريع، لذا يجب الرجوع إلى المخطط أحادي الخط والمواصفات الفنية.
هل مركز التحكم في المحركات (MCC) هو نفسه لوحة التحكم؟
لا. يمكن أن تركز لوحة التحكم بشكل أساسي على الأتمتة والإشارات، بينما يتضمن مركز التحكم في المحركات (MCC) عمليات تبديل طاقة المحركات والحماية بشكل جوهري، على الرغم من أنه قد يحتوي أيضاً على معدات تحكم.
ما هو المعيار المطبق على لوحات مركز التحكم في المحركات (MCC)؟
في أسواق اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC)، تعتبر المعايير IEC 61439-1 و IEC 61439-2 ذات صلة شائعة بمجموعات الجهد المنخفض، مع تطبيق المعيار IEC 60947-4-1 على الموصلات وبادئات تشغيل المحركات. تشير مراكز التحكم في المحركات (MCC) في أمريكا الشمالية عادةً إلى معيار UL 845 وممارسات NEMA.