توصيلة النجمة (Wye) مقابل توصيلة الدلتا في الأنظمة ثلاثية الأطوار

في نظام ثلاثي الأطوار متوازن توصيلة النجمة (Star) ، تلتقي عناصر الأطوار الثلاثة عند نقطة نجمية مشتركة. جهد الخط يساوي √3 أضعاف جهد الطور، بينما يساوي تيار الخط تيار الطور. في حالة التوازن توصيلة الدلتا (Delta) ، تشكل عناصر الأطوار الثلاثة حلقة مغلقة. جهد الخط يساوي جهد الطور، بينما يساوي تيار الخط √3 أضعاف تيار الطور.

هذه العلاقات لا تجعل إحدى التوصيلتين أفضل بشكل مطلق. يعتمد التفسير الصحيح على مكان وجود التوصيلة: عند المصدر، أو داخل محول، أو عند ملفات محرك أو حمل، أو في معدات التوزيع اللاحقة. يظل جهد النظام، وترتيب التأريض، ووثائق المعدات الدقيقة هي العوامل الحاسمة.

توصيلة النجمة (Star) مقابل توصيلة الدلتا (Delta): مقارنة سريعة

نقطة المقارنة	توصيلة النجمة (Star)	توصيلة الدلتا (Delta)
الطوبولوجيا الأساسية	يتصل طرف واحد من كل عنصر طور بنقطة نجمة مشتركة	تتصل عناصر الأطوار الثلاثة من الطرف إلى الطرف في حلقة مغلقة
جهد الخط وجهد الطور	VL = √3 × Vph	VL = Vph
تيار الخط والتيار الطوري	IL = Iph	IL = √3 × Iph
نقطة التعادل	توجد نقطة نجمية؛ وقد يتم أو لا يتم إخراجها كموصل محايد	لا توجد نقطة تعادل متأصلة
الموصلات المستخدمة بواسطة الحمل	ثلاثة خطوط، مع وجود محايد اختيارياً عند توفره وتطلبه في التصميم، بالإضافة إلى التأريض الوقائي حسب الاقتضاء	عادةً ثلاثة خطوط بالإضافة إلى التأريض الوقائي؛ ولا تزال ترتيبات التأريض متفاوتة
السبب النموذجي للاستخدام	جهد ملف محدد أو الوصول إلى الجهد بين الخط والمحايد	جهد ملف محدد أو توصيل حمل ثلاثي الأسلاك
التحقق الرئيسي	معالجة نقطة النجمة، وتوفر المحايد، وجهد الخط، وتصنيف المعدات	جهد الخط، وترتيب التأريض، وتصنيف المعدات

يفترض الجدول نظاماً ثلاثي الأطوار متوازناً وجيبياً. يمكن أن يؤدي عدم التوازن، والتوافقيات، ومعاوقة التأريض، وتصميم المعدات إلى تغيير توزيع التيار وسلوك الحماية دون تغيير مسميات التوصيل الأساسية.

كيفية تشكيل نوعي التوصيل

لننظر في ثلاثة عناصر أو ملفات طورية متطابقة: A و B و C.

في نجمة/Wye, ، حيث يلتقي طرف واحد من كل ملف عند نقطة مشتركة. وتتصل الأطراف الثلاثة الأخرى بالخطوط الثلاثة. وبالتالي، يرى كل ملف الجهد بين خط واحد ونقطة النجمة. إذا تم إخراج نقطة النجمة واستخدامها عمداً كمحايد (N)، فيمكن توصيل أحمال بين الخط والمحايد ضمن تصميم النظام.

في توصيلة الدلتا (Delta), ، حيث يتصل طرف كل ملف ببداية الملف التالي، مما يشكل مثلثاً. تتصل موصلات الخطوط الثلاثة عند الزوايا الثلاث. يقع كل ملف مباشرة بين خطين، وبالتالي يرى جهد الخط إلى الخط بالكامل.

يمكن للأشكال نفسها أن تصف ملفات المولد، أو ملفات المحول، أو ملفات المحرك، أو بنك أحمال ثلاثي الأطوار. تظل المعادلات مفيدة، لكن تبعات التصميم تختلف في كل موقع.

جهد الخط، وجهد الطور، والتيار

استخدم الترميز التالي:

• VL: الجهد المقاس بين موصلين خطيين؛;
• Vph: الجهد عبر عنصر أو ملف طور واحد؛;
• IL: التيار في موصل خط واحد؛;
• Iph: التيار المار عبر عنصر أو ملف طور واحد.

بالنسبة لتوصيلة النجمة المتزنة:

VL = √3 × Vph و IL = Iph

بالنسبة لتوصيلة الدلتا المتزنة:

VL = Vph و IL = √3 × Iph

مثال محلول بجهد خط 400 V

افترض نظاماً متزناً بـ VL = 400 V.

• في توصيلة النجمة، يرى كل عنصر طور 400 ÷ √3 ≈ 231 V.
• في توصيلة الدلتا، يرى كل عنصر طور 400 V.
• إذا كان الحمل الموصل على شكل دلتا (Delta) يسحب 30 أمبير تيار خط، فإن تيار عنصر الطور الخاص به يكون 30 ÷ √3 ≈ 17.3 A.
• إذا كان الحمل الموصل على شكل نجمة (Star) يسحب 30 أمبير تيار خط، فإن كل عنصر طور يحمل أيضاً 30 أمبير.

هذه حسابات علاقات، وليست إذناً بإعادة توصيل المعدات. إن نقل نفس الملف من توصيلة النجمة إلى الدلتا على نفس المصدر يغير الجهد المطبق على ذلك الملف. يجب أن يأتي قرار ما إذا كان ذلك مسموحاً به من لوحة بيانات المحرك أو المعدة، ومخطط التوصيل، وتعليمات الشركة المصنعة.

للاطلاع على أساسيات أوسع حول الأنظمة ثلاثية الأطوار، راجع مقارنة VIOX بين الطاقة أحادية الطور وثلاثية الأطوار.

حدد أولاً مكان وجود التوصيلة

تحدث العديد من أخطاء توصيلة النجمة مقابل الدلتا لأن قاعدة صحيحة في طبقة ما يتم تطبيقها على طبقة أخرى.

طبقة التوصيل	ما تصفه توصيلة النجمة أو الدلتا	ما يجب التحقق منه
المصدر أو المولد	كيفية إنشاء ملفات المصدر لجهود الخط ونقطة مرجعية محتملة	الجهد الاسمي للنظام، والتردد، والتأريض، ومعالجة المحايد
ملف المحول	كيفية توصيل كل جانب من جوانب المحول	مجموعة المتجهات على لوحة الاسم، ونسبة الجهد، والتأريض، وإزاحة الطور، ومتطلبات دراسة النظام
ملف المحرك	كيفية توصيل ملفات العضو الثابت لجهد الخط المطبق	لوحة اسم المحرك، ومخطط طرف التوصيل، وأطراف الملفات المتاحة، وطريقة البدء
حمل ثلاثي الأطوار	كيفية توصيل ثلاثة عناصر طور متساوية أو غير متساوية	الجهد المقنن للعنصر، والتيار، والتوازن، والحاجة إلى خط محايد
قابس، مقبس أو وحدة توزيع طاقة (PDU)	الموصلات ونظام الجهد الذي يجب أن يتحمله التوصيل	الجهد، التيار، الأقطاب، المحايد، التأريض الوقائي، التردد والترميز الميكانيكي
الحماية والمراقبة	الجهود والتيارات التي يقيسها الجهاز أو يقطعها	تيار الخط الفعلي، مسار العطل، طوبولوجيا النظام، التأريض واعتماد المنتج

يمكن تغذية محرك موصل بطريقة دلتا (Delta) من ملف ثانوي لمحول موصل بطريقة ستار (Wye) عندما يكون جهد الخط المورد، ونظام التأريض، وتصنيف المحرك متوافقة. لا يشترط أن يستخدم المصدر والحمل نفس شكل الملفات الداخلية. ما يجب أن يتطابق هو الواجهة الكهربائية بينهما.

نقطة النجمة (Star Point)، المحايد (Neutral) والتأريض الوقائي (Protective Earth) هي عناصر مختلفة

يُنشئ توصيل النجمة نقطة مشتركة، ولكن تظل هناك ثلاثة أسئلة منفصلة:

1. هل يمكن الوصول إلى نقطة النجمة هذه من خارج المعدة؟
2. هل تم تأريضها عمداً أو ربطها بمرجع آخر؟
3. هل يتم توزيع موصل محايد (N) إلى الحمل؟

وبالتالي، يمكن للمصدر الموصل بنظام النجمة أن يغذي نظاماً ثلاثي الأسلاك عندما لا يتم إخراج الموصل المحايد. وعلى العكس من ذلك، فإن وجود موصل محايد لا يلغي الحاجة إلى تصميم منفصل للتأريض الوقائي (PE) والربط حيثما تطلب الأمر ذلك.

لا يحتوي توصيل الدلتا على نقطة محايدة مركزية متأصلة، ولكن هذا لا يعني أن كل نظام دلتا هو ببساطة “غير مؤرض”. قد تستخدم أنظمة الدلتا ترتيبات تأريض مختلفة اعتماداً على التركيب والاختصاص القضائي. يؤثر تصميم التأريض على تيار القصر الكهربائي، وإجهاد العزل، والحماية، واختيار جهاز الحماية من الصواعق (SPD)، لذا لا ينبغي استنتاجه من رمز المثلث وحده.

النجمة والدلتا على لوحة بيانات المحرك

يخضع توصيل المحرك للجهد المخصص عبر كل ملف. قد تُظهر لوحة بيانات محرك مزدوج الجهد وفقاً لمعايير IEC رموزاً وجهدين، مثل 230/400 V Δ/Y أو 400/690 V Δ/Y. يرتبط الجهد المنخفض بتوصيلة دلتا (Delta) والجهد الأعلى بتوصيلة ستار (Star) في هذه الأمثلة لأن ستار تُطبق فقط VL/√3 عبر كل ملف.

لا تعمم بناءً على المثال وحده. تأكد من ترتيب العلامات، ومخطط طرف التوصيل، ووثائق الشركة المصنعة للمحرك المحدد. IEC 60034-8:2026 يغطي تحديد نقاط توصيل الملفات، وعلامات طرف التوصيل، واتجاه الدوران، ومخططات التوصيل لتطبيقات الآلات الدوارة الشائعة.

يجب أيضاً أن تكون أطراف ملفات المحرك متاحة للتوصيل المقصود. لا تقدم هذه المقالة إجراءً لتوصيل أطراف التوصيل (jumper)؛ حيث يمكن أن تؤدي إعادة التوصيل غير الصحيحة إلى زيادة الجهد على الملفات، أو عكس اتجاه الدوران، أو التسبب في خطأ طوري.

بدء التشغيل بنظام نجمة-دلتا (Star-Delta) هو قرار منفصل

يقوم بادئ التشغيل بنظام نجمة-دلتا (Star-Delta) بتوصيل المحرك مؤقتاً في وضع النجمة (Star) أثناء التسارع ثم يحوله إلى وضع الدلتا (Delta) للتشغيل العادي. عند مقارنة نفس المحرك عند نفس جهد الخط، فإن تيار خط البدء وعزم دوران البدء النظري في وضع النجمة يمثلان حوالي ثلث القيم المقابلة في وضع الدلتا. يعني عزم الدوران المنخفض أن هذه الطريقة ليست مناسبة لكل أنواع الأحمال.

كما يتطلب الأمر محركاً مصمماً للعمل في وضع الدلتا (Delta) عند جهد التغذية، مع توفر أطراف ملفات يمكن الوصول إليها، ونظام انتقال وحماية مصمم بشكل صحيح. بالنسبة لتسلسل التحكم وحدود المكونات، استخدم دليل VIOX المخصص دليل بادئ التشغيل بنظام نجمة-دلتا (Star-Delta) بدلاً من التعامل مع مخطط نجمة/دلتا أساسي كتصميم لبادئ تشغيل.

توصيلات المحولات تحتاج إلى مواصفاتها الخاصة

قد يستخدم المحول ثلاثي الأطوار ملفات بنظام نجمة-نجمة، أو دلتا-دلتا، أو دلتا-نجمة، أو نجمة-دلتا. يؤثر التوصيل على أكثر من مجرد علاقة الجهد: فقد تتضمن مواصفات المحول الكاملة أيضاً توفر النقطة المتعادلة (neutral)، والتأريض، وإزاحة الطور، وسلوك التسلسل الصفري، والتوافقيات، والتوافق مع التشغيل المتوازي.

IEC 60076-1:2011 يحدد المتطلبات العامة للمحولات الكهربائية ويتضمن متطلبات التوصيل ورموز القدرة ضمن نطاقه. لاختيار المعدات، استخدم لوحة بيانات المحول الكاملة وتعيين مجموعة المتجهات. لا تختر محولاً لمجرد أن مخطط توصيل النجمة (Wye) أو الدلتا (Delta) المبسط يبدو أنه يوفر الجهد المطلوب.

ما الذي يغيره التوصيل بالنسبة للمعدات اللاحقة

تعد طوبولوجيا النظام مدخلاً لاختيار المعدات، وليست بديلاً عن ورقة البيانات الخاصة بالمعدات.

القوابس والمقابس الصناعية ووحدات توزيع الطاقة (PDUs)

يمكن للحمل ثلاثي الأطوار الذي لا يحتاج إلى خط محايد (neutral) استخدام 3P+E ترتيب موصلات، بينما قد تحتاج المعدات التي تتطلب خطاً محايداً إلى 3P+N+E. يعتمد هذا القرار على موصلات الحمل ومتطلبات الجهد، وليس فقط على ما إذا كان المصدر العلوي يسمى نجمة (Wye) أو دلتا (Delta).

يتم اختيار ملحقات IEC 60309 بناءً على الجهد، والتيار، والتردد، وترتيب الأقطاب، وملامس التأريض، والتوافق الأبعادي. إن VIOX دليل القوابس والمقابس الصناعية وفقاً للمعيار IEC 60309 يشرح ترتيبات المسامير، ومواضع الساعة، وتصنيفات التيار، وخيارات الحماية من دخول الأجسام الغريبة دون تكرارها هنا. الإصدار الحالي للمتطلبات العامة هو IEC 60309-1:2021.

حماية الدوائر والتحكم في المحركات

يجب اختيار قواطع الدائرة، وأجهزة حماية المحركات، والكونتاكتورات، ومرحلات الحمل الزائد بناءً على تيار الدائرة الفعلي، والجهد، ونوع الحمل، وموضع التركيب، ومتطلبات التنسيق المعمول بها. لا تطبق تيار الطور حيثما يحمل الجهاز تيار الخط، أو تفترض أن كلمة “دلتا” تعني تصنيفاً مسموحاً به أعلى.

في بادئ التشغيل ستار-دلتا، يتغير موقع كل كونتاكتور أو جهاز حمل زائد بناءً على التيار الذي يحمله أو يقيسه. ولهذا السبب يتطلب تصميم التحكم في المحرك مخططاً للدائرة وبيانات تنسيق من الشركة المصنعة. يجب تقييم VIOX ملامسات التيار المتردد بناءً على التصنيفات التشغيلية المعلنة وفئة الاستخدام للخدمة الفعلية، وليس بناءً على اسم التوصيلة وحدها.

أجهزة SPD ومرحلات المراقبة

يجب أن تتوافق أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPDs) مع جهد النظام، وأنماط الحماية، وطوبولوجيا التأريض. لا يمكن نقل جهاز مخصص لترتيب النجمة المؤرض (grounded-Wye) تلقائياً إلى كل نظام دلتا أو نظام مؤرض بالممانعة. يوفر دليل VIOX دليل جهد MCOV و SPD سير عمل التحقق المنفصل.

تختلف مرحلات مراقبة ثلاثية الأطوار أيضاً في ما إذا كانت تقيس الجهد بين الخطوط فقط أو تستخدم مرجعاً محايداً، وفي وظائف الأعطال التي توفرها. تأكد من الموصلات المراقبة ونطاق الجهد قبل الاختيار؛ يوضح دليل VIOX دليل مرحل مراقبة الجهد ثلاثي الأطوار كيفية فصل تلك الوظائف.

قاعدة تحقق عملية

قبل اختيار أو توصيل المعدات، سجل هذه العناصر الستة:

1. موقع التوصيل: المصدر، أو ملف المحول، أو ملف المحرك/الحمل، أو واجهة التوصيل في اتجاه الحمل.
2. أساس قياس الجهد: بين خط وخط أو بين خط ومحايد.
3. الجهد المطلوب للملف أو العنصر: يؤخذ من لوحة البيانات أو وثائق التصميم بدقة.
4. ترتيب المحايد والتأريض: بما في ذلك ما إذا كانت نقطة النجمة متاحة وما إذا كان المحايد موزعاً.
5. تيار الخط الفعلي ونوع الحمل: تُستخدم للموصلات، والتبديل، والحماية.
6. الأدلة: لوحة البيانات، ومخطط طرف التوصيل، والمخطط أحادي الخط للنظام، وورقة البيانات، ووثائق الشركة المصنعة أو المعايير المعمول بها.

إذا كان أي عنصر غير معروف، فإن “نجمة” أو “دلتا” وحدها لا توفر معلومات كافية لاختيار المعدات.

المفاهيم الخاطئة الشائعة

• “النجمة تعني دائماً أربعة أسلاك.” توجد نقطة نجمة، ولكن قد لا يتم إخراج الموصل المحايد.
• “دلتا ليس لها تأريض.” لا تحتوي دلتا على نقطة محايدة متأصلة، ولكن تتوفر عدة ترتيبات للتأريض.
• “توصيلة دلتا (Delta) دائماً أكثر قوة أو كفاءة”.” تعتمد القدرة والكفاءة على المصدر، والملفات، والحمل، ونقطة التشغيل ذات التصنيف الصحيح، وليس على اسم الشكل وحده.
• “مصدر توصيلة ستار (Wye) يتطلب محركاً موصلاً بتوصيلة ستار (Wye)”.” تعد تكوينات المصدر وملفات المحرك طبقات منفصلة؛ ويجب أن تتطابق واجهة جهد الخط وتصنيفات المعدات.
• “بدء التشغيل بنظام ستار-دلتا (Star-Delta) هو مجرد تفضيل في التوصيل”.” إنها طريقة بدء تشغيل بجهد مخفض ذات قيود تتعلق بالمحرك، والحمل، والانتقال، والحماية.

الأسئلة المتداولة

هل توصيلة ستار (Star) هي نفسها توصيلة واي (Wye)؟

نعم. تصف كل من ستار (Star) وواي (Wye) نفس التوصيلة على شكل حرف Y. وتعد كلمة “Wye” شائعة بشكل خاص في المصطلحات المستخدمة في أمريكا الشمالية.

أيهما أفضل، توصيلة النجمة (Star) أم الدلتا (Delta)؟

لا توجد واحدة أفضل بشكل مطلق. توصيلة النجمة مفيدة عندما تكون علاقة جهد الملفات أو نقطة النجمة المتاحة مطلوبة. وتوصيلة الدلتا مفيدة عندما تتناسب علاقة جهد الملفات وطوبولوجيا الأسلاك الثلاثة مع المعدات. الاختيار الصحيح يعتمد على تصميم النظام ولوحة البيانات.

هل تتطلب توصيلة النجمة سلكاً محايداً (Neutral)؟

لا. تنشئ توصيلة النجمة نقطة مشتركة، ولكن الموصل المحايد يكون موجوداً فقط عند إخراج هذه النقطة واستخدامها في تصميم النظام.

هل يمكن لمحرك موصل بطريقة الدلتا أن يعمل من مصدر طاقة بنظام النجمة (Wye)؟

نعم، إذا كان مصدر النجمة يوفر جهد الخط وظروف التأريض المطلوبة للمحرك الموصل بطريقة الدلتا، وكانت بقية التركيبات متوافقة. لا يشترط أن تتطابق طوبولوجيا المصدر وتوصيلة ملفات المحرك بالاسم.

هل البدء بنظام نجمة-دلتا (Star-Delta) هو نفس موضوع المقارنة بين توصيلة النجمة وتوصيلة الدلتا؟

لا. المقارنة بين النجمة والدلتا تصف طوبولوجيا الملفات أو الأحمال. أما البدء بنظام نجمة-دلتا فهو طريقة محددة لبدء تشغيل المحرك تقوم بالتبديل بينهما تحت ظروف محكومة.

المصادر

• IEC 60034-8:2026 — الآلات الكهربائية الدوارة: علامات أطراف التوصيل واتجاه الدوران
• IEC 60076-1:2011 — محولات القدرة: المتطلبات العامة
• IEC 60309-1:2021 — القوابس ومآخذ التيار الصناعية: المتطلبات العامة
• دليل بادئ تشغيل المحرك من ABB — جهد المحرك وسياق توصيلة النجمة/الدلتا
• حماية وتحكم المحركات من ABB — مبادئ بدء التشغيل بنظام النجمة-الدلتا وحدود التطبيق