تتطلب المحركات الكهربائية حماية موثوقة ضد الحمل الزائد، والدوائر القصيرة، وظروف التشغيل غير الطبيعية. أثناء بدء التشغيل المباشر، قد يسحب المحرك تيارًا يفوق تياره المقنن عدة مرات، عادةً ما بين 5 إلى 8 أضعاف، وذلك حسب تصميم المحرك وطريقة بدء التشغيل. يجب أن يسمح جهاز الحماية بتيار بدء التشغيل المؤقت هذا مع الاستجابة في الوقت نفسه للأعطال الحقيقية.
بالنسبة لتطبيقات حماية المحركات، يتم استخدام حلين شائعين على نطاق واسع: التركيبة التقليدية لقاطع الدائرة المصغر (MCB) والموصل ومرحل الحمل الزائد الحراري، أو قاطع دائرة حماية المحرك المخصص (MPCB).
يشرح هذا الدليل الاختلافات بين هذين الحلين، ومتطلبات اللجنة الكهروتقنية الدولية، وكيفية اختيار لوحة الدوائر المطبوعة المغناطيسية المناسبة لتطبيقات المحركات.
يستخدم جهاز تشغيل المحرك التقليدي ثلاثة أجهزة منفصلة لإكمال حماية المحرك والتحكم فيه.
01
يوفر قاطع الدائرة المصغر (MCB) الحماية من قصر الدائرة.
تتمثل الميزة الرئيسية لهذا النهج في مرونته. يؤدي كل مكون وظيفة محددة، مما يسمح للمهندسين باستبدال أو تعديل الأجهزة الفردية عند تغير متطلبات النظام. على سبيل المثال، إذا تغيرت قدرة المحرك، فقد يلزم استبدال مرحل الحماية من الحمل الزائد فقط. كما يمكن التعامل مع جهود تحكم مختلفة عن طريق اختيار ملف موصل مناسب.
مع ذلك، يتطلب هذا الحل مساحة أكبر في اللوحة وأسلاكًا أكثر. كما أن تعدد الأجهزة يزيد من وقت التركيب ويخلق نقاط توصيل أكثر تتطلب الفحص والصيانة.
لذلك، غالبًا ما يتم اختيار الحل التقليدي MCB + الموصل + مرحل الحمل الزائد للتطبيقات التي تكون فيها المرونة وخيارات التحكم أكثر أهمية من التصميم المدمج.
يجمع قاطع دائرة حماية المحرك بين وظائف الحماية الرئيسية اللازمة لتطبيقات المحركات في جهاز واحد صغير الحجم. فهو يجمع بين الحماية الحرارية القابلة للتعديل ضد الحمل الزائد، والحماية المغناطيسية القابلة للتعديل ضد قصر الدائرة، وإمكانية تشغيل المحرك يدويًا.
تم تصميم سلسلة KRIPAL UKS-M32 و UKS-M80 MPCB لتطبيقات المحركات حتى 80 أمبير، مما يوفر إعدادات حماية قابلة للتعديل وتركيبًا مضغوطًا للوحات التحكم في المحركات.
بالمقارنة مع مجموعة بادئ تشغيل المحرك التقليدية، يقلل قاطع الدائرة المصغر (MPCB) من عدد المكونات المطلوبة ويبسط تصميم اللوحة. وهو مناسب بشكل خاص للتطبيقات التي يكون فيها توفير المساحة وسرعة التركيب وتبسيط تنسيق الحماية أمراً بالغ الأهمية.
مع ذلك، يجب اختيار لوحة التحكم في المحرك (MPCB) وفقًا لتيار لوحة بيانات المحرك. ولأن وظائف الحماية مدمجة في جهاز واحد، فلا يمكن استبدال مكون واحد فقط إذا تغيرت متطلبات المحرك بشكل كبير.
تجدر الإشارة أيضًا إلى أن لوحة التحكم في المحرك (MPCB) لا تحل دائمًا محل الموصل. ففي حالة التشغيل اليدوي للمحرك، قد توفر لوحة التحكم في المحرك قدرة تبديل كافية. ومع ذلك، فإن التطبيقات التي تتطلب تحكمًا بواسطة وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC)، أو تكاملًا مع نظام إدارة المباني (BMS)، أو تشغيل/إيقاف عن بُعد، لا تزال تتطلب عادةً استخدام موصل.

يتمثل الاختلاف الرئيسي بين هذين الحلين في مستوى التكامل. يفصل جهاز التشغيل التقليدي وظائف الحماية والتحكم في أجهزة مختلفة، بينما يجمع جهاز MPCB وظائف الحماية الرئيسية في وحدة واحدة.
| الميزات | قاطع الدائرة المصغر + موصل + مقاومة الحمل | MPCB |
|---|---|---|
| طريقة الحماية | مكونات منفصلة | جهاز متكامل |
| حماية الزائد | التتابع الزائد الحراري | حماية حرارية قابلة للتعديل |
| دائرة قصر الحماية | MCB | حماية مغناطيسية قابلة للتعديل |
| مساحة اللوحة | أكبر | أكثر إحكاما |
| تعقيد الأسلاك | أكثر | عقار مخفض |
| جهاز تحكم عن بعد للمحرك | عن طريق الملامس | يلزم وجود موصل عند الحاجة إلى التحكم التلقائي |
كلا الحلين مناسبان تقنياً لحماية المحركات. ويعتمد الاختيار الصحيح على متطلبات التركيب، وطرق التحكم في المحرك، والمساحة المتاحة، وتوقعات الصيانة.
تُقيّم أنظمة تشغيل المحركات عادةً وفقًا للمعيار IEC 60947-4-1، الذي يشمل الموصلات ومشغلات المحركات. ويحدد هذا المعيار متطلبات التنسيق بين مكونات مشغل المحرك وأجهزة الحماية من قصر الدائرة.
يعني التنسيق من النوع الأول أنه بعد حدوث ماس كهربائي، يتم إصلاح العطل بأمان، ولكن قد تتضرر بعض المكونات وتتطلب استبدالها. يُعد هذا النهج مقبولاً عندما يكون وقت التوقف عن العمل وتكاليف الاستبدال في حدود المعقول.
يوفر التنسيق من النوع الثاني مستوى أعلى من الحماية. بعد حدوث ماس كهربائي، يجب أن يظل جهاز التشغيل يعمل. يُسمح ببعض اللحام التلامسي، ولكن يجب أن تكون نقاط التلامس قابلة للفصل دون استبدال الجهاز، ويجب ألا يحدث أي ضرر كبير للمكونات الأخرى.
يُفضل استخدام التنسيق من النوع الثاني في العديد من التطبيقات الصناعية لأنه يقلل من وقت التوقف ويحسن موثوقية النظام.
تدعم سلسلة KRIPAL UKS التنسيق من النوع 2 عند تركيبها مع جهاز الحماية الصحيح في اتجاه التيار وفقًا لمتطلبات التنسيق.
يبدأ اختيار لوحة التحكم المناسبة للمحرك (MPCB) بلوحة بيانات المحرك. يجب على المهندسين مراعاة الجهد المقنن للمحرك، وتيار الحمل الكامل، وطريقة بدء التشغيل، وظروف التركيب قبل اختيار جهاز الحماية.
تتضمن عملية الاختيار الأساسية ما يلي:
يجب أن يشمل نطاق التيار الخاص بلوحة التحكم في المحرك تيار الحمل الكامل للمحرك.
على سبيل المثال، يتطلب محرك ثلاثي الأطوار يعمل بجهد 400 فولت تيار متردد بتيار مقنن 22 أمبير لوحة حماية مناسبة لنطاق 22 أمبير، مثل سلسلة KRIPAL UKS-M32.
ينبغي أن يتوافق ضبط الحمل الحراري الزائد عادةً مع تيار لوحة بيانات المحرك. وقد يعتمد الضبط النهائي على ظروف التشغيل مثل درجة الحرارة المحيطة، ومعامل خدمة المحرك، وبيئة التركيب.
يجب أن يسمح ضبط الفصل المغناطيسي بتيار بدء تشغيل المحرك الطبيعي مع توفير الحماية من قصر الدائرة. يعتمد الضبط الصحيح على تصميم لوحة التحكم المغناطيسية للمحرك، وخصائص المحرك، وطريقة بدء التشغيل. قد تتطلب المحركات ذات تيار بدء التشغيل الأعلى ضبطًا مغناطيسيًا أعلى لمنع الفصل غير المرغوب فيه.
قبل التركيب، يجب على المهندسين التحقق من قدرة قاطع الدائرة الكهربائية (MPCB) والتأكد من ملاءمته لتيار قصر الدائرة المتوقع عند نقطة التركيب. كما يجب التحقق من متطلبات التنسيق من النوع 2 مع جهاز الحماية الموجود في المنبع.
تُعدّ لوحة التحكم الإلكترونية المُدارة (MPCB) خيارًا عمليًا عندما يكون التصميم المُدمج وسهولة التركيب من الأمور المهمة. وهي شائعة الاستخدام في لوحات التحكم بالمحركات حيث تكون مواصفات المحرك ثابتة، ويُعدّ تقليل وقت التجميع أمرًا بالغ الأهمية.
وتشمل التطبيقات النموذجية:
لا يزال الحل التقليدي المكون من قاطع الدائرة المصغر (MCB) والموصل والمرحل الواقي من الحمل الزائد مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب مرونة أكبر، أو تغييرات متكررة في المحركات، أو متطلبات تحكم معقدة. تصفح مجموعة موصلات ومرحلات KRIPAL الكاملة لبناء بادئ تشغيل متكامل.
س: هل يمكن استبدال الموصل بلوحة حماية دوارة؟
ليس دائمًا. يوفر قاطع الدائرة الكهربائية للمحرك الحماية والتشغيل اليدوي، ولكن التطبيقات التي تتطلب وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة أو نظام إدارة المباني أو التحكم عن بعد في بدء/إيقاف التشغيل تتطلب عادةً موصلًا.
س: ما الفرق بين MPCB و MCB؟
صُممت قواطع الدائرة المصغرة (MCB) بشكل أساسي لحماية الدوائر الكهربائية العامة بخصائص حماية ثابتة. أما قواطع الدائرة المغناطيسية (MPCB) فقد صُممت خصيصًا للمحركات، وتوفر حماية قابلة للتعديل ضد الحمل الزائد والحماية المغناطيسية، بما يتناسب مع ظروف بدء تشغيل المحرك.
س: كيف أختار الحجم الصحيح للوحة الدوائر المطبوعة المعدنية؟
يجب اختيار لوحة التحكم الرئيسية للمحرك (MPCB) وفقًا لتيار الحمل الكامل للمحرك، وجهد التشغيل، وطريقة بدء التشغيل، ومتطلبات الحماية من قصر الدائرة. يجب أن يتوافق نطاق التيار المختار مع تيار لوحة بيانات المحرك.
س: هل يمكن للوحة حماية المحركات (MPCB) واحدة حماية عدة محركات؟
عموماً، لا. يجب أن يكون لكل محرك حماية مستقلة من الحمل الزائد تتناسب مع التيار المقنن الخاص به.
تُستخدم حلول كل من قاطع الدائرة المصغر (MPCB) وقاطع الدائرة المصغر مع الموصل ومرحل الحماية الحرارية على نطاق واسع لحماية المحركات. يوفر بادئ تشغيل المحرك التقليدي مرونةً من خلال مكونات منفصلة، بينما يوفر قاطع الدائرة المصغر حلاً مدمجاً من خلال دمج وظائف الحماية في جهاز واحد.
بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب تصميمًا موفرًا للمساحة، وحماية قابلة للتعديل، وتركيبًا مبسطًا، توفر قواطع دوائر حماية المحركات KRIPAL UKS-M32 وUKS-M80 حلاً موثوقًا لتطبيقات المحركات الصناعية. تواصل مع مهندسينا للحصول على جداول التنسيق ودعم الاختيار.