في كثير من التطبيقات الصناعية لابد من وجود وسيلة لفرملة وإيقاف الكتل المتحركة ممثلة في المحرك والحمل الميكانيكي المتصل به
حيث انه عند فصل الفولتية عن أي محرك لا يقف مباشرةً في نفس اللحظة ولكن يظل في حالة دوران فترة من الزمن بفعل القصور الذاتي
وفي بعض الدارات الكهربائية يجب أن يتوقف المحرك في نفس لحظة فصل الفولتية مثل المصاعد أو الروافع
توجد طرق مختلفة لفرملة المحركات الكهربائية سنذكر بعض انواع الفرملة المستخدمة:
1- الفرملة الكهروميكانيكية
وهي على نوعين:
أ-بواسطة بوبينة خارجية
وذلك عن طريق بوبينة خارجية ولها طريقتين من حيث العمل:
الطريقة الأولى
يتصل طرفا البوبينة بطرفي المحرك، وعند وصول التيار إلى المحرك يصل أيضا إلى البوبينة فتجذب ذراع متصل بقطعة بيضاوية الشكل تقريبا توضع بين الذراعين الحاملين للقطعتين وتكون في وضع مائل فتصبح في وضع عمودي
فترفع قطعتي التيل (نوع من الفبر القوي للفرملة)
من فوق الطنبور الذي يدور مع عمود إدارة المحرك ويصبح حرا ويبدأ المحرك في دورانه
وعند قطع التيار عن المحرك وينقطع أيضا عن البوبينة فيعود الذراع خارجا بفعل سوسته (ياي) قوية فتصبح القطعة البيضاوية في وضع مائل فينجذب ذراعا التيل بفعل سوستة أخرى فيطبق التيل على الطنبور ويقف المحرك فورا.
(أولًا) نجد أنه عند توصيل التيار للبوبينة ينجذب الذراع فتكون القطعة البيضاوية في وضع عموديا فيفتح التيل ويصبح الطنبور حرًا
(ثانيًا) نجد أنه عند قطع التيار عن البوبينة يندفع الذراع إلى الإمام فتميل القطعة البيضاوية ويطبق التيل على طنبور المحرك
الطريقة الثانية
وهنا تعمل الفرملة بنفس الفكرة ولكن توصل البوبينة عكس توصيل المحرك
وهنا ايضا البوبينة تجذب ذراع متصل بقطعة بيضاوية الشكل تكون في وضع مائل فتصبح في وضع عمودي
فعندما يصل التيار إلى المحرك ينقطع عن البويينة
فيندفع الذراع خارجا بفعل سوستة (ياي) قوية
فيكون وضع القطعة البيضاوية في وضع مائل فتصبح في وضع عمودي فيفتح الذراعان الحاملان للتيل ويصبح الطنبور حرا فيدور المحرك
وعند انقطاع التيار عن المحرك يصل الى البويينة
تجذب الذراع فيكون وضع القطعة البيضاوية في وضع عمودي فتصبح القطعة البيضاوية في وضع مائل فينجذب ذراعا التيل بفعل سوستة أخرى فيطبق التيل على الطنبور ويقف المحرك فورا
(أولًا) نجد أنه عند توصيل التيار للبوبينة ينجذب الذراع فتكون القطعة البيضاوية في وضع مائل فيطبق التيل على طنبور المحرك
(ثانيًا) نجد أنه عند قطع التيار عن البوبينة يندفع الذراع إلى الأمام فتصبح القطعة البيضاوية في وضع عموديا ويصبح طنبور المحرك حرا
لاحظ الفرق في توصيل الذراع بالقطعة البيضاوية
وستجد ان الذراع في الطريقة الأولى متصل بأعلى القطعة البيضاوية
أما الذراع في الطريقة الثانية متصل بأسفل القطعة البيضاوية
والفرق هو أن التيل يطبق في حالة انقطاع التيار عن البوبينة في الطريقة الأولى
ويطبق في حالة توصيل التيار إلى البوبينة في الطريقة الثانية
و يظل التيار في البوبينة خلال وقوف المحرك ويصل إلى البوبينة أثناء تشغيله
وتقوم بهذه العملية دائرة تحكم بحيث أنه عند انقطاع التيار عن المحرك يعمل كونتاكتور آخر ليصل التيار إلى البوبينة وعند تشغيل المحرك يفصل هذا الكونتاكتور فيقطع التيار عن البوبينة
ب-بواسطة كابح خارجي يسمى بريك Break
هذا البريك يعمل على جهد 24 VDC لذلك سوف نحتاج الى محول خافض جهد 380/24
ونحتاج ايضا الى دائرة توحيد كاملة لتحويل التيار من مترددAC الى مستمر DC
مبدأ عمل دائرة التحكم
عند الظغط على مفتاح التشغيل يصل التيار الى ملف الكونتاكتور C1 وملف الكونتاكتور C2
يغلق الكونتاكتور C1 تلامس الاستمرارية C1 فتستمر الدائرة بالعمل
يقوم الكونتاكتور C1 بغلق تلامساته الرئيسية فيصل التيار الى أطراف ملفات المحرك فيعمل المحرك
وفي نفس الوقت يقوم الكونتاكتور C2 بغلق تلامساته الرئيسية فيعمل البريك ويحرر عمود دوران المحرك
وعند الظغط على مفتاح الإيقاف يفتح الكونتاكتور C1 تلامس الأستمرارية فينقطع التيار عن المحرك فيتوقف عن العمل
ايضا ينقطع التيار عن البريك فيرجع الى وضعه الطبيعي ويوقف المحرك جبريا
2- فرملة ديناميكية
وذلك عن طريق مصدر تيار مباشر:
من المعروف أن محرك القفص السنجابي (Squirrel Cage Rotor) الواسع الانتشار يعمل فقط بالتيار المتناوب.
فإذا اتصلت ملفاته بمصدر للتيار المباشر يتولد مجال مغناطيسي ثابت يؤدي إلى تثبت العضو الدوار، ويمكن استغلال هذه النظرية لكبح بعض أنواع المحركات ذات القدرات الصغيرة.
للحصول على تيار مستمر من التيار المتردد ثلاثي الطور يوجد طريقتين:
1-استخدام محول خافض جهد 380V/24V
واستخدام دائرة توحيد كاملة لتحويل التيار من متردد AC الى مستمر DC
شرح دائرة التحكم
يعتمد مبدأ عمل الدائرة الكهربائية على سريان التيار الكهربائي خلال ملف الكونتاكتور C1 عن طريق ضاغط التشغيل
فيقوم الكونتاكتور C1 بغلق التلامسات المفتوحة فيصل التيار الى أطراف المحرك فيعمل
فيغلق تلامـس الاستمرارية C1 فتستمر الدائرة بالعمل
وعند إيقاف المحرك بالضغط على ضاغط الايقاف المزدوج يفصل سريان التيار عن ملف الكونتاكتور C1 ففتح تلامساته الرئيسية ويفصل التيار عن المحرك
يصل التيار الى ملف الكونتاكتور C2 فيقوم بغلق
تلامس الأستمرارية C3 وغلق تلامساته الرئيسية فيصل التيار المستمر الى ملفات المحرك
ويصل ايضا التيار الى ملف التايمر T فيععل ويقوم بعد الزمن المظبوط عليه وهو ثانيتين
وهي الفترة التي يصل فيها التيار المباشر الى ملفات العضو الساكن في المحرك ليعمل على كبح العضو الدوار فيها بشكل مباشر
فإذا انتهى زمن التايمر المظبوط عليه يفصل نقطته المغلقة ويفص التيار عن الكونتاكتور C2
شرح دائرة القوى
1-مكونات الدائرة
- ثلاثة فيوزات رئيسية مناسبة للحمل لحماية دائرة المحرك الكهربائي بالإضافة إلى ثلاث فيوزات أخرى لحماية دارة التوحيد والمحرك أثناء الكبح
- كونتاكتور K1 لتشغيل المحرك بالتيار المتناوب.
- كونتاكتور K2 لتوصيل التيار إلى مدخل دائرة التوحيد.
- دائرة توحيد (1) لتوحيد التيار المتناوب لتيار مباشر.
- مقاومة متغيرة (2) لخفض قيمة فولتية الكبح المباشرة.
- طرفا دائرة التوحيد يوصلان الى أي طرفين من أطراف المحرك.
2. مبدأ العمل
يعتمد مبدأ عمل دائرة القوى على سريان التيار من المصدر الكهربائي الى دائرة المحرك عن طريق الكونتاكتورK1 والحماية الحرارية حيث يتصل كل من L1-U1 ، L2-V1 ، L3-W1 عندما تغلق نقاط القدرة في تلامسات الكونتاكتورK1 عن طريق دائرة التحكم
يصل التيار الكهربائي الى المحرك الكهربائي.
وعند إيقاف المحرك يسري التيار فترة استخدام ضاغط الإيقاف فيسري التيار الى دائرة التوحيد ومنها الى المحرك الكهربائي ليقف المحرك بشكل مباشر.
- ملاحظات حول الفرملة بالتيار المباشر
أ-جب عدم ادخال التيار المستمر الى ملفات المحرك أكثر من ثانيتين كي لا تتأثر ملفاته وتبدأ بالإنهيار
ب- يمكن استخدام دارة توحيد أحادية الطور بدلا من دارة التوحيد ثلاثية الطور وتتصل بطورين وليس من الضروري استخدام دارة توحيد ثلاثية الطور.
ج- كلما زادت الفولتية المباشرة الواصلة إلى ملفات المحرك كلما زادت قوة الكبح وارتفع التيار داخل ملفات العضو الساكن والعكس صحيح ولذلك يتم وضع مقاومة متغيرة يمكن بواسطتها ضبط الفولتية المناسبة للكبح.
د- بعض المحركات التي تعمل بكبح تيار مباشر تحتوي على مفتاح يشبه مفتاح الطرد المركزي المستخدم في المحركات أحادية الطور يغير وضع ملامساته عن طريق دوران أو وقوف المحرك ولكنه أكثر حساسية فهو يغلق ملامسته لحظة دورانه مباشرتا ويفصلها لحظة توقف المحرك عن العمل
3-الفرملة الكهرومغناطيسية
وذلك بعكس اتجاه الدوران لحظي
عندما نريد عكس حركة المحرك الثلاثي الطور نقوم بتبديل فازين فقط من الثلاثة فاز الموصلة الى أطراف المحرك
ويتم ذلك اما يدويا باستخدام مفتاح اسطواني خاص لتوصيل محرك ثلاثي اتجاهين
او آليا باستخدام كونتاكتورات ودائرة تحكم
شرح دائرة تحكم لعكس اتجاه دوران لحظي لمحرك ثلاثي الطور
يعتمد مبدأ عمل الدائرة الكهربائية على سريان التيار الكهربائي خلال ملف الكونتاكتور K1 عن طريق ضاغط التشغيل S1
فيقوم الكونتاكتور بغلق التلامسات المفتوحة وفتح التلامسات المغلقة.
فتغلق التلامـس 14-13 ويفتح التلامس 21-22 في الكونتاكتور K1 لضمان عدم وصول التيار الكهربائي الى ملف الكونتاكتور K2 .
وعند إيقاف المحرك بالضغط على ضاغط الإيقاف المزدوج S2 يفصل سريان التيار عن ملف الكونتاكتور K1 فتغلق التلامسات المفتوحة وتفتح التلامسات المغلقة
فيصل التيار الى ملف الكونتاكتور K2 من الفترة التي يستمر فيها الضغط على مفتاح الإيقاف ولغاية رفع اليد عن الضاغط.
وهي الفترة التي يصل فيها التيار الى ملفات العضو الساكن في المحرك فيولد مجالا مغناطيسيا معاكس لجهة الدوران فيعمل على كبح العضو الدوار بشكل مباشر.
شرح دائرة القوى لعكس اتجاه دوارن محرك ثلاثي الطور
يعتمد مبدأ عمل دائرة القوى على سريان التيار من المصدر الكهربائي الى دائرة المحرك عن طريق المصهرات و الكونتاكتور (K1) والحماية الحرارية حيث يتصل كل من L1-U1 ، L2-V1 ، L3-W1 عندما تغلق نقاط القدرة في تلامسات المفتاح التلامسي وعند التحويل للاتجاه الثاني يعمل الكونتاكتور (K2) على إيصال التيار من المصدر عبر نفس المصهرات والحماية الحرارية التي تم استخدامها في الاتجاه الأول حيث يتصل كل من L1 – V1 ، و L2 – U1 ، و L3 – W1، فيدور المحرك بالاتجاه المعاكس
تعليقات
إرسال تعليق