الرئيسية
البوابة
أحدث الصور
من طرف الجمعة يوليو 30, 2010 4:44 pmحماية المحرك
أنواع الأعطال
حماية المحرك
**هذا آخر سلسلتنا من دروس الحماية مهداة الى استاذي الفاضل
الدكتور فراس محمد طعمة بارك الله فيه وفي علمه وفي جهوده ودام
ذخرا**
الدكتور فراس محمد طعمة بارك الله فيه وفي علمه وفي جهوده ودام
ذخرا**
أنواع الأعطال
الأعطال الكهربائية في
المحركات هي تقريبا نفس أنواع الأعطال في المولدات. عموما يمكن حماية المحركات ضد
الأعطال الآتية :
• أعطال العضو الثابت
• أعطال العضو الدوار
• زيادة
الحمل
• عدم أتزان الأوجه
• انخفاض الجهد
• عكس الحركه أو فتح أحد
الأوجه
• فقد التزامن ( في حالة المحركات المتزامنة فقط)
الحماية ضد
أعطال العضو الثابت
دوائر قصر العضو الثابت إما أن تكون أرضية أو
بين الأوجه. تتم الحماية ضد هذه الأعطال بمساعدة أجهزة فصل ضد زيادة التيار من
النوع الحراري ذو خواص عكسية بين التيار والزمن وفي الغالب تزود بوسيلة فصل لحظي في
حالة التيارات العالية. تتم توصيل مرحلات زيادة التيار اللحظية بمحولات تيار في
حالة المحركات ذو القدرة العالية والتي يمكن أن تكون أكبر من 50 حصان .
تتم
حماية أعطال الأوجه بأستخدام عنصرين لمرحل لحظي ذو قيمة ضبط عالية ويجب أن تكون
عملية الضبط أعلى من تيار البدء Starting Current .
كما تتم حماية أعطال الأرضي
بالنسبة لمحرك يعمل على نظام ذو نقطة تعادل مؤرضة بمرحل لحظي وقد يتم ضبطه بحولي
30% من حمل المحرك في دائرة محولات التيار الثلاثة المتبقية Residual Circuit Of
CTS-3. الشكل الاول يوضح تفاصيل الحمايات السابقة على محرك حثي. في حالة عدم وجود
نقطة تعادل مؤرضة. يجب أن نذكر أنه لافائدة في وضع مرحل ضد أعطال الأرضي في حالة
الأنظمة غير المؤرضة.
الشكل الاول : مرحل حماية محرك حثي
1.jpg (54.73 KiB) شوهد 490 مرات
ويجب أن نشير إلى
أنه في حالة المحركات كبيرة القدرة يستخدم الحماية التفاضلية.
الحماية ضد
زيادة التحميل
زيادة التحميل تؤدي إلى زيادة في التيار مما يؤدي
إلى أرتفاع في درجة الحرارة التي بدورها تسبب ضرر في العمر الزمني للآلة. وبالتالي
صممت حماية ضد زيادة التحميل بحيث تتطابق بقدر الأمكان مع المنحنى الحراري لأغلبية
المحركات. ويجب أن يقع منحنى خواص الحماية تحت المنحنى الحراري للمحرك.
ويفضل أن
يكون المرحل ذا مرونة في تغير قيمة خواص المنحني بما يتلائم مع مختلف المحركات.
ويراعى أيضا على جهاز الحماية ألا يسمح بأعادة تشغيل المحرك بعد الفصل حيث مازالت
درجة الحرارة للملفات عالية مما لها من أثر بالغ الخطورة ويجب أيضا ألا يعمل المرحل
في فترة بدء تيار التشغيل العالي التي ممكن أن يصل قيمة التيار إلى 6 مرات تيار
الحمل المقنن. وأيضا يجب أن يراعى الفترة الزمنية لتيار بدء التشغيل.
عند إعاقة
العضو الدوار، يتدفق تيار مساوي إلى تيار بدء التشغيل. لوزاد هذا التيار لفترة
زمنية أطول من تيار بدء التشغيل ممكن يسبب ضرر كبير. وكلما كان خواص مرحل زيادة
الحمل تتلائم مع منحنى بدء التشغيل كلما كان أفضل لحماية المحرك ضد الأضرار. الشكل
الثاني يبين أحد منحنيات المرحلات المناسب لهذه الحماية. وكمثال لضبط هذه الحماية
كما هو مبين بالشكل أن 120% من الحمل المقنن، وتيار البدء حوالي 6 مرات التيار
المقنن ولمدة 30 ثانية والذي لايسبب فصل للمحرك أثناء بدء التشغيل. باستخدام ضبط
مضاعف الزمن يمكن التحكم في زمن التشغيل عند قيم كبيرة لزيادة التيار لتتناسب مع
خواص بدء للمحرك بدون الرجوع الى قيم ضبط التيار.
يجب أن نشير هنا أنه في حالة المحركات المتوسطة القدرة
والصغيرة يستخدم مرحل وقاية حراري ومصهرات أو وقاية حراري وقواطع أو وقاية حراري مع
مصهرات وقواطع مع بعضهما. الشكل الثالث يوضح مقارنة وظائف الحماية بين المصهرات،
القواطع والوقاية الحرارية.
الوقاية ضد عدم الأتزان وسقوط وجه
واحد
عدم أتزان المصدر يسبب تدفق تيار تعاقبي سالب في المحرك
وبالتالي يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة في ملفات الآلة. بالنسبة لعدم أتزان الأحمال
أو سقوط أحد أوجه المصدر يعتمد على طبيعة الحمل الذي يجعل المحرك في حالة تشغيل،
أيضا في مثل هذه الظروف تسبب مرور تيار تعاقبي سالب.
كما أشير سابقا بأن
المحركات الموصلة نجمة، تزود حماية سقوط أحد الأوجه وزيادة الحمل بأستخدام عنصريين
زيادة الحمل (الشكل الاول). لكشف ظروف سقوط أحد الأوجه يفضل أن تزود بمرحل أتزان
الأوجه أو بمرحلات ثنائية المعدن.Bimetal Relays الشكل الرابع يبين مرحل ثنائي
المعدن بشريحتين S1 وS2 بحيث أن الشريحة S1 تتحرك بأنحراف القطع المعدنية، بينما
الشريحة S2 تظل في مكانها نتيجة إلى عدم ثني القطع المعدنية. في حالة الأحمال
المتماثلة كل القطع ثنائية المعدن a وb وc تنحني بالتساوي وكلا من الشريحتين S1 و
S2 تتحركان في نفس الأتجاه بمسافة تقدرd وتلامس النقطة P مسببة فصل للدائرة انظر
الشكل الرابع (2).
في حالة سقوط أحد الأوجه، تنحني كل من القطعتين c وa فقط
بينما تبقى القطعة الثالثة b باردة. الشكل الرابع (3) يوضح حالة التشغيل في حالة
سقوط أحد الأوجه. أحيانا في بعض المحركات الكبيرة والتي تكون ذو أهمية كبيرة يتم
حمايتها بثرمستور (المقاوم الحراري). عند حدوث حرارة زائدة نتيجة التحميل الزائد أو
سقوط أحد الأوجه، المقاوم الحراري يتم دفنه في أماكن مختلفة من العضو الثابت متصلا
بجهاز فصل يعمل نتيجة أختلاف في المقاومة.
الشكل الرابع : مرحل ثنائي المعدن مع سمة سقوط احد الاوجه
4.jpg (57.48 KiB) شوهد 488 مرات
الحماية ضد
أنخفاض الجهد
تشغيل المحرك في حالة أنخفاض الجهد يسبب زيادة في
التيار وبالتالي يمكن حمايته بأجهزة زيادة الحمل أو أجهزة أستشعار درجة الحرارة. من
ناحية أخرى مرحل أنخفاض الجهد ممكن استخدامه بعد تغذيته بجهد أحد الأوجه مع الأرضي
أو وجه وذلك لحماية المحرك في حالة حدوث أنخفاض في الجهد في الأوجه الثلاثة. غالبا
مؤخر زمني يستخدم حتى لايحدث فصل في حالة انخفاض الجهد العابر.
الحماية ضد
أنعكاس الأوجه
يتغير أتجاه دوران المحرك في حالة تغير تتابع
الأوجه. في بعض التطبيقات لايسمح بأنعكاس دوران الحركة في المحرك ولذلك تعتبر هذه
الخاصية مهمة جدا ويجب حمايتها.
يوجد أنواع متعددة من المرحلات نذكر منها مرحل
الجهد متعدد الأوجه من نوع القرص الحثي من حماية المحرك ضد أنعكاس الأوجه أو في
حالة البدء وأحد الأوجه مفتوح. الشكل الخامس يبين هذه الحماية.
الشكل الخامس : مرحل انعكاس وفتح احد الاوجه
5.jpg (40.1 KiB) شوهد 484 مرات
الحماية ضد
فقد التزامن
المحركات المتزامنة ممكن خروجها من التزامن نتيجة
لحمل زائد كبير جدا أو نتيجة لتعرضها لأنخفاض في الجهد. مثل هذه الحالة ممكن
حمايتها بمرحل يستجيب إلى التغيير في معامل القدرة. الشكل السادس يبين مرحل الحماية
ضد فقد التزامن.
الشكل السادس : مرحل حماية عدم التزامن
6.jpg (50.78 KiB) شوهد 481 مرات
الحماية
الكلية الرقمية للمحرك
الشكل السابع يمثل إحدى الحمايات الرقمية
الحديثة المستخدمة للمحرك وكيفية توصيله وضبطه بأستخدام الحاسب. الشكل الثامن يمثل
الرسم التخطيطي للمرحل.
الشكل السابع : الحماية الرقمية الحديثة للمحرك
الشكل الثامن : الرسم التخطيطي للمرحل
تطبيقات
صناعية
من أهم التطبيقات الصناعية الموجودة هي حماية المحرك في
حالة نقصان الحمل التي تعتمد أساسا على قياس الزاوية بين الفولت والتيار. الشكل
التاسع يبين أحد هذه التطبيقات.
الشكل التاسع : مرحل الحماية ضد نقصان الحمل والرسم التخطيطي له
المحركات هي تقريبا نفس أنواع الأعطال في المولدات. عموما يمكن حماية المحركات ضد
الأعطال الآتية :
• أعطال العضو الثابت
• أعطال العضو الدوار
• زيادة
الحمل
• عدم أتزان الأوجه
• انخفاض الجهد
• عكس الحركه أو فتح أحد
الأوجه
• فقد التزامن ( في حالة المحركات المتزامنة فقط)
الحماية ضد
أعطال العضو الثابت
دوائر قصر العضو الثابت إما أن تكون أرضية أو
بين الأوجه. تتم الحماية ضد هذه الأعطال بمساعدة أجهزة فصل ضد زيادة التيار من
النوع الحراري ذو خواص عكسية بين التيار والزمن وفي الغالب تزود بوسيلة فصل لحظي في
حالة التيارات العالية. تتم توصيل مرحلات زيادة التيار اللحظية بمحولات تيار في
حالة المحركات ذو القدرة العالية والتي يمكن أن تكون أكبر من 50 حصان .
تتم
حماية أعطال الأوجه بأستخدام عنصرين لمرحل لحظي ذو قيمة ضبط عالية ويجب أن تكون
عملية الضبط أعلى من تيار البدء Starting Current .
كما تتم حماية أعطال الأرضي
بالنسبة لمحرك يعمل على نظام ذو نقطة تعادل مؤرضة بمرحل لحظي وقد يتم ضبطه بحولي
30% من حمل المحرك في دائرة محولات التيار الثلاثة المتبقية Residual Circuit Of
CTS-3. الشكل الاول يوضح تفاصيل الحمايات السابقة على محرك حثي. في حالة عدم وجود
نقطة تعادل مؤرضة. يجب أن نذكر أنه لافائدة في وضع مرحل ضد أعطال الأرضي في حالة
الأنظمة غير المؤرضة.
الشكل الاول : مرحل حماية محرك حثي
1.jpg (54.73 KiB) شوهد 490 مرات
ويجب أن نشير إلى
أنه في حالة المحركات كبيرة القدرة يستخدم الحماية التفاضلية.
الحماية ضد
زيادة التحميل
زيادة التحميل تؤدي إلى زيادة في التيار مما يؤدي
إلى أرتفاع في درجة الحرارة التي بدورها تسبب ضرر في العمر الزمني للآلة. وبالتالي
صممت حماية ضد زيادة التحميل بحيث تتطابق بقدر الأمكان مع المنحنى الحراري لأغلبية
المحركات. ويجب أن يقع منحنى خواص الحماية تحت المنحنى الحراري للمحرك.
ويفضل أن
يكون المرحل ذا مرونة في تغير قيمة خواص المنحني بما يتلائم مع مختلف المحركات.
ويراعى أيضا على جهاز الحماية ألا يسمح بأعادة تشغيل المحرك بعد الفصل حيث مازالت
درجة الحرارة للملفات عالية مما لها من أثر بالغ الخطورة ويجب أيضا ألا يعمل المرحل
في فترة بدء تيار التشغيل العالي التي ممكن أن يصل قيمة التيار إلى 6 مرات تيار
الحمل المقنن. وأيضا يجب أن يراعى الفترة الزمنية لتيار بدء التشغيل.
عند إعاقة
العضو الدوار، يتدفق تيار مساوي إلى تيار بدء التشغيل. لوزاد هذا التيار لفترة
زمنية أطول من تيار بدء التشغيل ممكن يسبب ضرر كبير. وكلما كان خواص مرحل زيادة
الحمل تتلائم مع منحنى بدء التشغيل كلما كان أفضل لحماية المحرك ضد الأضرار. الشكل
الثاني يبين أحد منحنيات المرحلات المناسب لهذه الحماية. وكمثال لضبط هذه الحماية
كما هو مبين بالشكل أن 120% من الحمل المقنن، وتيار البدء حوالي 6 مرات التيار
المقنن ولمدة 30 ثانية والذي لايسبب فصل للمحرك أثناء بدء التشغيل. باستخدام ضبط
مضاعف الزمن يمكن التحكم في زمن التشغيل عند قيم كبيرة لزيادة التيار لتتناسب مع
خواص بدء للمحرك بدون الرجوع الى قيم ضبط التيار.
يجب أن نشير هنا أنه في حالة المحركات المتوسطة القدرة
والصغيرة يستخدم مرحل وقاية حراري ومصهرات أو وقاية حراري وقواطع أو وقاية حراري مع
مصهرات وقواطع مع بعضهما. الشكل الثالث يوضح مقارنة وظائف الحماية بين المصهرات،
القواطع والوقاية الحرارية.
الوقاية ضد عدم الأتزان وسقوط وجه
واحد
عدم أتزان المصدر يسبب تدفق تيار تعاقبي سالب في المحرك
وبالتالي يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة في ملفات الآلة. بالنسبة لعدم أتزان الأحمال
أو سقوط أحد أوجه المصدر يعتمد على طبيعة الحمل الذي يجعل المحرك في حالة تشغيل،
أيضا في مثل هذه الظروف تسبب مرور تيار تعاقبي سالب.
كما أشير سابقا بأن
المحركات الموصلة نجمة، تزود حماية سقوط أحد الأوجه وزيادة الحمل بأستخدام عنصريين
زيادة الحمل (الشكل الاول). لكشف ظروف سقوط أحد الأوجه يفضل أن تزود بمرحل أتزان
الأوجه أو بمرحلات ثنائية المعدن.Bimetal Relays الشكل الرابع يبين مرحل ثنائي
المعدن بشريحتين S1 وS2 بحيث أن الشريحة S1 تتحرك بأنحراف القطع المعدنية، بينما
الشريحة S2 تظل في مكانها نتيجة إلى عدم ثني القطع المعدنية. في حالة الأحمال
المتماثلة كل القطع ثنائية المعدن a وb وc تنحني بالتساوي وكلا من الشريحتين S1 و
S2 تتحركان في نفس الأتجاه بمسافة تقدرd وتلامس النقطة P مسببة فصل للدائرة انظر
الشكل الرابع (2).
في حالة سقوط أحد الأوجه، تنحني كل من القطعتين c وa فقط
بينما تبقى القطعة الثالثة b باردة. الشكل الرابع (3) يوضح حالة التشغيل في حالة
سقوط أحد الأوجه. أحيانا في بعض المحركات الكبيرة والتي تكون ذو أهمية كبيرة يتم
حمايتها بثرمستور (المقاوم الحراري). عند حدوث حرارة زائدة نتيجة التحميل الزائد أو
سقوط أحد الأوجه، المقاوم الحراري يتم دفنه في أماكن مختلفة من العضو الثابت متصلا
بجهاز فصل يعمل نتيجة أختلاف في المقاومة.
الشكل الرابع : مرحل ثنائي المعدن مع سمة سقوط احد الاوجه
4.jpg (57.48 KiB) شوهد 488 مرات
الحماية ضد
أنخفاض الجهد
تشغيل المحرك في حالة أنخفاض الجهد يسبب زيادة في
التيار وبالتالي يمكن حمايته بأجهزة زيادة الحمل أو أجهزة أستشعار درجة الحرارة. من
ناحية أخرى مرحل أنخفاض الجهد ممكن استخدامه بعد تغذيته بجهد أحد الأوجه مع الأرضي
أو وجه وذلك لحماية المحرك في حالة حدوث أنخفاض في الجهد في الأوجه الثلاثة. غالبا
مؤخر زمني يستخدم حتى لايحدث فصل في حالة انخفاض الجهد العابر.
الحماية ضد
أنعكاس الأوجه
يتغير أتجاه دوران المحرك في حالة تغير تتابع
الأوجه. في بعض التطبيقات لايسمح بأنعكاس دوران الحركة في المحرك ولذلك تعتبر هذه
الخاصية مهمة جدا ويجب حمايتها.
يوجد أنواع متعددة من المرحلات نذكر منها مرحل
الجهد متعدد الأوجه من نوع القرص الحثي من حماية المحرك ضد أنعكاس الأوجه أو في
حالة البدء وأحد الأوجه مفتوح. الشكل الخامس يبين هذه الحماية.
الشكل الخامس : مرحل انعكاس وفتح احد الاوجه
5.jpg (40.1 KiB) شوهد 484 مرات
الحماية ضد
فقد التزامن
المحركات المتزامنة ممكن خروجها من التزامن نتيجة
لحمل زائد كبير جدا أو نتيجة لتعرضها لأنخفاض في الجهد. مثل هذه الحالة ممكن
حمايتها بمرحل يستجيب إلى التغيير في معامل القدرة. الشكل السادس يبين مرحل الحماية
ضد فقد التزامن.
الشكل السادس : مرحل حماية عدم التزامن
6.jpg (50.78 KiB) شوهد 481 مرات
الحماية
الكلية الرقمية للمحرك
الشكل السابع يمثل إحدى الحمايات الرقمية
الحديثة المستخدمة للمحرك وكيفية توصيله وضبطه بأستخدام الحاسب. الشكل الثامن يمثل
الرسم التخطيطي للمرحل.
الشكل السابع : الحماية الرقمية الحديثة للمحرك
الشكل الثامن : الرسم التخطيطي للمرحل
تطبيقات
صناعية
من أهم التطبيقات الصناعية الموجودة هي حماية المحرك في
حالة نقصان الحمل التي تعتمد أساسا على قياس الزاوية بين الفولت والتيار. الشكل
التاسع يبين أحد هذه التطبيقات.
الشكل التاسع : مرحل الحماية ضد نقصان الحمل والرسم التخطيطي له
» فيلم الجبان والحب بطولة شمس البارودي الممنوع من العرض
» كل شىء عن المحولات
» أنواع الملفات وامتداداتها ومعرفة ما يمكن تشغيله منها...
» مجله الستلايت كامله بكل شى للقنوات الفضائيه والجديد هنا دائما
» أكبر موسوعه بالعالم للتتعلم كل شى عن الستلايت والاجهزه الرقميه من هنا!!!
» ما هو كود ارسال معلومات للإيميل "contact form
» شرح برنامج Nero Burning ROM v6.3 لنسخ السيديات
» <a href='http://www.klamaraby.com'><span style='text-decoration: none'><img border='0' src='http://www.klamaraby.com/Glitter/glitter/3/a.gif' alt='كلام عربي'></span> <a href='http://www.klamaraby.com'><span style='text-decoration: none'><img border='0' sr