مفتاح قاطع لحماية المحرك أو MPCB
مفاتيح حماية المحركات هي نوع خاص من أجهزة الحماية الكهربائية مصممة خصيصًا للمحركات الكهربائية، كما يشير اسمها. تستخدم المحركات الكهربائية في العديد من التطبيقات وتعمل على تشغيل الأجهزة الميكانيكية من جميع الأنواع، لذلك من المهم جدًا حمايتها بشكل كافٍ باستخدام MPCBs. فيما يلي بعض الأمثلة على الأجهزة التي تعمل بواسطة المحركات الكهربائية في المباني التجارية والصناعية:
المكيفات الموجودة على السطح، المبردات، المضخات الحرارية والمراوح.
وحدات التعامل مع الهواء والأجهزة المستخدمة لاستخراج وإدخال الهواء.
أنظمة ضخ المياه.
المصاعد وأجهزة الرفع الأخرى.
الحزام الناقل الصناعي والأجهزة الأخرى المستخدمة في عمليات التصنيع.
في جميع هذه التطبيقات الصناعية والتجارية للمحركات الكهربائية، يقوم مفتاح الحماية للمحرك (MPCB) بدور رئيسي في توفير الحماية الكهربائية.
ما هو مفتاح حماية المحرك وما هي وظائفه؟
مفتاح حماية المحرك أو MPCB هو جهاز كهروميكانيكي متخصص يمكن استخدامه مع دوائر المحركات ذات الترددات 60 هرتز و 50 هرتز. له عدة وظائف تسمح بتوفير تيار كهربائي آمن للمحركات:
حماية ضد الأعطال الكهربائية مثل القصر الكهربائي، الأعطال بين الخط والأرض، والأعطال بين الخطوط. يمكن لمفتاح الحماية MPCB قطع أي عطل كهربائي أقل من سعته الفاصلة.
حماية المحرك من التشغيل الزائد عندما يسحب المحرك تيارًا كهربائيًا أعلى من القيمة المدونة عليه لفترة طويلة. عادةً ما تكون حماية التشغيل الزائد قابلة للتعديل في مفاتيح الحماية MPCB.
حماية ضد عدم توازن الطور وفقدان الطور. يمكن أن تسبب هذين الشرطين أضرارًا خطيرة للمحرك ثلاثي الطور، لذا سيقوم مفتاح الحماية MPCB بفصل المحرك فور اكتشاف العطل.
تأخير حراري لمنع إعادة تشغيل المحرك فورًا بعد التشغيل الزائد، مما يعطي المحرك وقتًا ليبرد. يمكن أن يتلف المحرك المحموم بشكل دائم إذا تم تشغيله مرة أخرى.
تبديل دارة المحرك – عادة ما يتم تجهيز مفاتيح الحماية MPCB بأزرار أو مقابض لهذا الغرض.
إشارة للأعطال – معظم نماذج مفاتيح الحماية MPCB لديها شاشة LED تضاء عند حدوث عطل. إنها إشارة مرئية للأشخاص القريبين بأنه حدث عطل ولا يجب إعادة توصيل المحرك الكهربائي حتى يتم حل العطل.
إعادة التوصيل التلقائية – بعض نماذج مفاتيح الحماية MPCB تسمح بإدخال وقت التبريد في حالة التشغيل الزائد، وبعد ذلك سيتم إعادة تشغيل المحرك تلقائيًا.
تعد المحركات الكهربائية معدات باهظة الثمن، لذا فإن دور مفتاح حماية المحرك مهم جدًا. إذا لم يتم حماية المحرك بشكل صحيح، فقد يكون من الضروري القيام بأعمال صيانة باهظة التكلفة أو حتى استبدال المعدات بالكامل. المحرك الذي يتم حمايته بشكل كافٍ بمفتاح حماية MPCB سيكون لديه عمر خدمة أطول بكثير.
مبادئ عمل مفتاح حماية المحرك الكهربائي
يمكن اعتبار مفتاح حماية المحرك الكهربائي نوعًا فرعيًا من مفتاح الحماية الحراري المغناطيسي، ولكن مع وظائف إضافية مصممة خصيصًا لحماية المحركات الكهربائية. المبدأ الأساسي للعمل مشابه لمفاتيح الحماية الأخرى.
تُستخدم الحماية الحرارية لحماية المحرك من التشغيل الزائد. تعتمد على ملامس يتسع ويتعاقد لفصل المحرك إذا تم اكتشاف تيار زائد. من المهم معرفة أن الحماية الحرارية لها استجابة متأخرة لتسمح بالتيارات الأولية العالية عند بدء المحرك. ومع ذلك، إذا كان المحرك غير قادر على البدء لأسباب معينة، ستقوم الحماية الحرارية بقطع التيار استجابة للتيار الأولي الممتد.
تُستخدم الحماية المغناطيسية عند حدوث قصر كهربائي أو عطل في الخط أو أي عطل كهربائي عالي التيار. على عكس الحماية الحرارية، فإن الحماية المغناطيسية فورية؛ لفصل التيار الخطر فورًا.
الفرق الرئيسي بين مفتاح الحماية MPCB ومفاتيح الحماية الأخرى هو أن مفتاح الحماية MPCB يمكنه توفير حماية ضد عدم توازن الطور وفقدان الطور. تتطلب المحركات ثلاثية الطور ثلاثة موصلات حية بجهود متوازنة للعمل بشكل فعال. إذا كان عدم التوازن أكثر من 2%، فسيكون هذا ضارًا بحياة الخدمة للمحرك. إذا فقد أحد جهود الطور فجأة، سيكون التأثير أكثر ضررًا لأن المحرك سيستمر في العمل بفازتين فقط. يمكن لمفتاح حماية المحرك الكهربائي اكتشاف هذه الظروف عن طريق قياس الاختلافات بين جهود الطور، ويقوم بفصل المحرك فورًا عند حدوثها. من المهم ملاحظة أن عدم توازن تيار الطور أمر طبيعي في الأنظمة الثلاثية الطور التي تغذي الأحمال الأحادية الطور المنفصلة، ولكنه غير مقبول عندما تقوم الدائرة الثلاثية الطور بتغذية المحرك الكهربائي.
يتم تجهيز مفاتيح الحماية MPCB أيضًا بآلية انقطاع يدوي، مما يسمح بفصل المحركات الكهربائية للاستبدال أو الصيانة.
متوفرة مفاتيح حماية المحرك الكهربائي في مجموعة واسعة من التقييدات الحالية، ومن أفضل ميزاتها أنها تسمح بضبط التقييد الحالي. هذا يعني أنه يمكن تكوين نفس مفتاح الحماية MPCB لحماية محركات مختلفة السعات.
حماية المحرك غير المتزامن
معظم المحركات المستخدمة في الصناعة هي محركات غير متزامنة، وتعرف أيضًا باسم محركات الإندوكتيون ذات القفص. تستخدم هذه المحركات طاقة ثلاثية الطور لإنشاء مجال مغناطيسي مداري، والذي بدوره يغناطيس الروتور ويخلق حركة دورانية. عند تصميم الحماية الكهربائية للمحرك غير المتزامن واختيار مفاتيح حماية المحرك، هناك بعض العوامل المهمة التي يجب مراعاتها والتي لا توجد عند حماية أنواع أخرى من الدوائر الكهربائية.
تقوم المحركات غير المتزامنة بسحب تيار أولي عالي جدًا أثناء بدء التشغيل، لأنه يجب عليها إنشاء مجال مغناطيسي مداري. يمكن أن يصل هذا التيار إلى قيم تبلغ 500٪ إلى 800٪ من القيمة المحددة لجزء من الثانية. لهذا السبب، تؤدي الحماية المغناطيسية في مفاتيح الحماية MPCB إلى الانقطاع عند قيم أكبر من 10 مرات التيار المحدد، على عكس بعض أنواع مفاتيح الحماية المصغرة التي تؤدي إلى الانقطاع عند قيم تبلغ 3 مرات التيار المحدد. في هذه الحالات، لن يسمح استخدام مفتاح حماية آخر غير MPCB حتى بتشغيل المحرك قبل أن يؤدي الانقطاع المغناطيسي إلى الانقطاع. للتقليل من التيار الأولي، يعتبر من الممارسات الشائعة تكميل مفتاح حماية المحرك بمفتاح بدء بجهد مخفض.
تحتاج المحركات غير المتزامنة إلى أن تكون الجهد في الموصلات الثلاثة متوازنًا للعمل بشكل صحيح. إذا كانت الموصلات الثلاثة لها عدم توازن أكبر من 2٪، فسوف يتأثر المحرك بمرور الوقت وسيكون لديه عمر خدمة مخفض. سيميل المحرك الكهربائي أيضًا إلى التسخين، مما يسبب نفقات طاقة إضافية كحرارة ضائعة. لهذا السبب، يجب أن يكون مفتاح الحماية للمحرك قادرًا على اكتشاف عدم التوازن بين الأطوار وفصل المحرك وفقًا لذلك.
إذا تم قطع أحد الأطوار تمامًا، فسوف يستمر المحرك في العمل ولكن التيار في الأطوار الباقية سيزيد عن القيمة المحددة بسبب عدم التوازن الكهربائي، وقد يحترق ملفات المحرك. لهذا السبب، يجب أن تقوم مفاتيح الحماية للمحرك بالانقطاع فورًا عند اكتشاف عدم توازن الطور أو فقدان الطور. يتم تحقيق هذا عادةً عن طريق قياس الاختلافات في التيار بين الموصلات الثلاثة. إذا ارتفع أو انخفض أحد تيارات الأطوار بشكل كبير مقارنة بالاثنين الآخرين، فهذا مؤشر على عدم التوازن. وبالمثل، إذا انخفض أحد تيارات الأطوار إلى الصفر بينما ظل الاثنان الآخران، فقد حدث فقدان الطور.
ثم، ما هي أنواع المفاتيح التي يمكن استخدامها لحماية المحركات غير المتزامنة؟ تقدم الشركات المصنعة عادة ثلاثة أنواع مختلفة من مفاتيح حماية المحرك، متاحة لمجموعة واسعة من الجهد والتيار، لتلبية معظم احتياجات حماية المحركات غير المتزامنة.
من الشائع جدًا تكميل مفاتيح حماية المحرك بمفتاح تواصل ل允续
