المحركات الكهربائية هي قلب معظم الأجهزة والآلات في عالمنا الصناعي والمنزلي. كتاب “محركات، مولدات ومحولات التيار المتردد” للمؤلف وجيه جرجس يعد مرجعًا قيمًا لكل من يرغب في فهم تصميم هذه المحركات، وصيانتها، وإعادة لفها. إليك نظرة شاملة على أبرز المواضيع التي يتناولها هذا الدليل التقني الثري.
مكونات المحرك ذي القفص السنجابي (Squirrel-Cage Motor)
يتكون المحرك من جزأين رئيسيين:
- العضو الثابت (Stator):
يتألف من مجموعة رقائق معدنية معزولة تحتوي على مجاري يتم فيها توزيع الملفات النحاسية. يعتمد أداء المحرك بشكل أساسي على جودة هذه الرقائق وطريقة توزيع الملفات. - العضو الدوار (Rotor):
يتكون أيضًا من رقائق معدنية، لكنها أقل تكلفة، وتحتوي على قضبان من الألومنيوم أو النحاس تشكل قفصًا سنجابيًا. يجب أن يكون الفراغ بين العضو الثابت والدوار ضيقًا جدًا لضمان كفاءة المحرك.
العلاقة بين عدد الأقطاب وسرعة المحرك
تُحدد سرعة المحرك بناءً على عدد الأقطاب المغناطيسية وتردد التيار، على سبيل المثال، محرك بقطبين وتردد 50 هرتز سيكون له سرعة نظرية تبلغ 3000 دورة/دقيقة، لكن السرعة الفعلية تكون أقل قليلاً بسبب الحمل والاحتكاك.
طرق لف المحركات ثلاثية الطور
يشرح الكتاب ثلاث طرق أساسية للف المحركات ثلاثية الطور:
- الطريقة المتداخلة (Lap Winding):
الأكثر شيوعًا في المحركات ذات القدرة المنخفضة (أقل من 25 حصانًا). تتميز بسهولة التنفيذ وكفاءة عالية. - طريقة ذات الجناحين (كرونا – Corona Winding):
أقل استخدامًا، وتناسب محركات ذات مواصفات خاصة. - طريقة جانبان بالمجري (Two-Layer Winding):
تُستخدم في المحركات عالية القدرة، حيث يتم وضع جانبين من الملفات في نفس المجري مع عزلهما جيدًا.
التوصيلات الخارجية: ستار (Star) ودلتا (Delta)
يمكن تشغيل المحرك ثلاثي الطور بجهدين مختلفين:
- توصيلة ستار:
تعمل بجهد أعلى وتستهلك تيارًا أقل. مناسبة للبدء السلس. - توصيلة دلتا:
تعمل بجهد أقل وتستهلك تيارًا أعلى. مناسبة للتشغيل المستمر بقدرة كاملة.
تشغيل محرك ثلاثي الطور على تيار أحادي الطور
يمكن تحويل محركات ثلاثية الطور صغيرة القدرة (حتى 3 كيلوواط) للعمل على تيار أحادي الطور باستخدام مكثف بدء. ومع ذلك، فإن القدرة الناتجة تكون أقل بنسبة 25% تقريبًا.
صيانة المحركات واستكشاف الأخطاء
يقدم الكتاب دليلاً شاملاً لاستكشاف الأعطال، مثل:
- ارتفاع درجة الحرارة:
قد يكون بسبب زيادة الحمل، تلف المحامل، أو انخفاض العزل. - ارتفاع الصوت:
غالبًا ما يكون نتيجة تلامس العضو الدوار مع الثابت، أو تلف المحامل. - عدم الدوران:
قد يكون بسبب انقطاع أحد الأطوار، أو عطل في المكثف (في المحركات أحادية الطور).
حسابات لف المحركات
يحتوي الكتاب على قوانين وحسابات دقيقة لتحديد:
- عدد اللفات المطلوبة.
- قطر السلك المناسب.
- مساحة مقطع السلك بناءً على شدة التيار.
- معاملات اللف والقدرة المغناطيسية.
محركات ذات سرعات متعددة
يشرح الكتاب تصميم محركات متعددة السرعات مثل:
- محركات دالندر (Dahlander):
تتيح سرعتين مختلفتين بتغيير عدد الأقطاب. - التحكم الإلكتروني في السرعة (Speed Control):
باستخدام أجهزة إلكترونية للتحكم في التردد، مما يسمح بسرعات تدريجية دون تغيير ميكانيكي.
كتاب وجيه جرجس يعد كنزًا للمعارف التقنية في مجال المحركات الكهربائية. سواء كنت فنيًا مبتدئًا أو مهندسًا خبيرًا، ستجد في هذا الدليل إجابات شاملة عن تصميم المحركات، صيانتها، وإعادة لفها. إنه دليل عملي لا غنى عنه في ورش الإصلاح والمعاهد التقنية.
