وظيفة دائرة التحكم في المحرك هي التحكم في تشغيل المحركات الكهربائية التي تعمل بالتيار المتردد (AC motors).
عند تشغيل المحرك لأول مرة، يحتاج إلى جهد عالٍ لبدء التشغيل (Starting Voltage)، ولكن بعد تشغيله، يمكنه الاستمرار في العمل بجهد أقل.
الهدف الأساسي من دائرة التحكم في المحرك هو تغيير الجهد المطبق على المحرك من جهد عالٍ أثناء البدء إلى جهد منخفض أثناء التشغيل المستمر.
أنواع دوائر التحكم في المحركات:
يوجد بشكل رئيسي ثلاثة أنواع من دوائر التحكم في المحركات:
- البدء المباشر (DOL Starter)
- البدء نجمي مثلثي (Star-Delta Starter)
- بادئ التشغيل بواسطة محول ذاتي (Auto Transformer Starter)
أولًا: البدء المباشر – DOL Starter
- يُستخدم مع المحركات الصغيرة (عادة أقل من 10 كيلو واط).
- يتم تطبيق الجهد الكامل مباشرة على المحرك.
- تُستخدم الفيوزات وقواطع الدائرة (Circuit Breakers) لحماية المحرك من التيارات العالية، بحيث تفصل التيار إذا تجاوز الحد المسموح به.
- تعتبر هذه الطريقة بسيطة وغير مكلفة، لكنها لا تحد من تيار البدء (أي أن تيار البدء يكون عالي جدًا).
ثانيًا: البدء نجمي-مثلثي – Star Delta Starter
- تُستخدم هذه الطريقة مع محركات القفص السنجابي متوسطة وكبيرة الحجم.
- يتم بدء المحرك عن طريق توصيل ملفات العضو الساكن (Stator) على شكل نجمة (Star)، مما يقلل الجهد على كل ملف إلى 1/√3 من الجهد الكامل.
- نتيجة لذلك، يتم تقليل تيار البدء إلى حوالي ثلث تيار البدء في طريقة DOL.
- بعد فترة زمنية قصيرة من التشغيل، يتم التحويل تلقائيًا إلى التوصيل المثلثي (Delta) للحصول على الجهد الكامل أثناء التشغيل المستمر.
- يجب أن يكون المحرك مصممًا للعمل بتوصيل دلتا في الوضع الطبيعي، وتكون نهايات الملفات الستة للعضو الساكن متاحة للتوصيل.
ثالثًا: بادئ التشغيل بالمحول الذاتي – Auto Transformer Starter
- يُستخدم مع المحركات الكبيرة (أكثر من 80 كيلو واط).
- يحتوي هذا النظام على:
- كونتاكتور (Contactor)
- كتلة حماية من الحمل الزائد (Overload Block)
- محول طاقة للتحكم (Control Power Transformer)
- فيوزات الطاقة (Power Fuses)
- عند بدء التشغيل، يتم توصيل المحرك على جهد منخفض مأخوذ من محول ذاتي ثلاثي الأطوار (3-phase tapped autotransformer).
- بعد أن تصل سرعة المحرك إلى مستوى معين، يتم التحويل إلى التشغيل الكامل (Full Voltage)
- طريقة أكثر كلفة لأنها تتطلب محول ذاتي كبير الحجم، لكنها تقلل تيار وتورك البدء بشكل فعّال.
تسلسل التشغيل في نظام البدء بالمحول الذاتي:
- أولاً، يتم تنشيط الكونتاكتور النجمي (Star Contactor).
- بعده يتم تنشيط كونتاكتور المحول الذاتي (Transformer Contactor).
- بعد تأخير زمني (Time Delay)، يتم تنشيط الكونتاكتور الرئيسي (Main Contactor).
- عند هذه اللحظة يكون المحرك قد وصل إلى السرعة الكاملة (Full Load).
- ثم بعد فترة زمنية، يتم إيقاف كونتاكتور المحول الذاتي.
- أيضًا، يتم توصيل كونتاكتور الحمل الزائد (Overload “OL”) بشكل تسلسلي مع الكونتاكتور الرئيسي، بحيث يؤدي أي حمل زائد حراري إلى فصل الكونتاكتور تلقائيًا لحماية المحرك.
خلاصة:
- كل نوع من أنواع دوائر البدء يستخدم حسب قدرة المحرك واحتياجات الحماية وتقليل تيار البدء.
- DOL بسيط وغير مكلف ولكنه لا يقلل تيار البدء.
- Star-Delta يُقلل تيار البدء بتكلفة متوسطة.
- Auto Transformer أكثر فعالية للمحركات الكبيرة ولكنه أعلى تكلفة.
