--------------------------------------------- المحركات التحر ض ة وطرق التحكم بسرعتها: ف ظل انتشار وتطور الصناعات ال وم تطلب االمر ا جاد طرق للتحكم بسرعة المحركات التحر ض ة ألنها ببساطة ه االكثر انتشارا كونها ذات اداء عال ونسبة تأثر سرعتها ف حالة الحمل وحالة الحمل ال تتجاوز %5. ومن العالقة n=120f/2p نالحظ انه مكن التحكم بسرعة المحرك من خالل تغ ر عدد االقطاب 2p تغ ر ف التردد F, و مكن ا ضا تنظ م السرعة باستخدام محركات ثناب ة الملفات. وسنشرح كل من الحاالت الثالثة بالتفص ل انشاء هللا. او من خالل 50 HZ من العالقة السابقة n=120f/2p وعند تردد مكن تنظ م الجول التال السرعة r.p.m عدد االقطاب 2p 2555 2 0455 4 0555 6 645 8 555 01 455 01 من الجدول السابق نالحظ ان كلما زاد عدد االقطاب كلما انخفضت سرعة المحرك وكلما نقص عدد االقطاب زادت سرعة المحرك )عالقة عكس ة(. ) و كون لهاذا النوع من المحركات ست نها ات كما هو مب ن ف 0 ثابت ن او متغ ر ن. )الشكل كما كون المحرك ذو استطاعة وعزم و تم تام ن الحما ة للمحرك باستخدام relay( )overload ولكن من ع وب هذا النوع من المحركات ان المردود وعامل االستطاعة منخفضة بشكل عام. وال نصح بربط مجموعة من هذه المحركات لتعمل معا على التفرع ولو كانت متماثلة بسبب عدم امكان ة مرور ت ارات متساو ة ف ها والت قد تؤدي الى فصل ف relay(.)overload 1
الشكل 0 -------------------- و سمى مثل هذا النوع من المحركات ب motor( )dahlander و رمز له ف المخططات الكهرباب ة كما ف الشكل 2. 2 الشكل 2 motor( )dahlander
وهنا احدى الدارات الت مكن استخدامها ف التحكم بهذا النوع من المحركات. دائرة القوى لتشغيل محرك ثالثة أوجه سرعتين متناصفتين ( دالندر ) R S T Power cricuit 1 3 5 1 3 5 1 3 5 C2 C3 2 4 6 2 4 6 2 4 6 O. L 2 4 6 2 6 4 أطراف الوسط W V U أطراف الدلتا Y X Z أو أطراف الوسط 1W 1V 1U أطراف الدلتا 2W 2V 2U u v w z X Y الشكل 2 )دارة االستطاعة( 3
Control circuit R F O. L 95 96 O. L 95 96 OFF ON LO C2 13 14 ON HI C3 13 14 C1 21 22 C2 C3 21 22 C1 13 14 C2 C1 C3 M. P الشكل 3 )دارة التحكم( -------------------- الكونتاكتور C2 وصل المحرك على السرعة المنخفضة الكونتاكتور و C1,C3 وصل المحرك على السرعة المرتفعة 4
وجد ف الجزء الثابت لهذا النوع من المحركات مجموعت ن من الملفات كل منهما مستقلة عن االخرى استقالال تاما. وال وجد اي ربط كهرباب ب نهما.و مكن القول ف صح ح العبارة انه عبارة عن محرك ن ف ه كل واحد كل محرك لهو سرعة مختلفة عن االخر. تستخدم ملفات المجموعة االولى لإلقالع على السرعة البط بة وتستخدم ملفات المجموعة الثان ة لإلقالع على السرعة العال ة و وال وجد اي عالقة نسب ة ب ن السرعت ن. تستخدم هذه المحركات ف المصاعد الكهرباب ة ح ث تقلع على السرعة العال ة ثم تتحول الى السرعة البط بة اثناء التوقف ف احد االدوار..5 و رمز لهذا النوع من المحركات ف المخططات الكهرباب ة كما ف الشكل تذش ض ث ائ ح ا فاخ ا ستم ح ػ تؼض ا( ا شى 5 ) ذشن وهناك عدت حاالت االقالع هذه المحركات نذكر منها. 0. اقالع مباشر لكل من ملفات السرعة االولى والسرعة الثان ة. لملفات السرعة الثان ة )المرتفعة( وهذه واقالع نجم مثلث )البط بة( 2. اقالع مباشر لملفات السرعة االولى الطر قة االكثر ش وعا. 3. اقالع نجم مثلث لملفات السرعت ن ولهذه الطر قة حالتان من حاالت االقالع.التغ ر من السرعة المنخفضة الى السرعة المرتفعة او بالعكس عند التوقف. 5
دائرة القوى لتشغ ل محرك ثالثة أوجه ثنائ ة الملفات المستقلة عن بعضها R S T Power cricuit 1 3 5 13 21 1 3 5 13 21 C2 2 4 6 14 22 2 4 6 14 22 1 3 5 1 3 5 O. L 2 2 4 6 2 4 6 u v w u1 v1 w1 الشكل 5 )دارة االستطاعة( 6
دائرة التحكم لتشغيل محرك ثالثة أوجه ثنائية الملفات المستقلة عن بعضها Control circuit R F O. L 95 96 O. L 95 96 OFF C1 13 14 LO 13 14 C2 C2 21 22 Hi 21 22 C1 C1 M p الشكل 7 )دارة التحكم( 7
الشكل 7 )دارة االستطاعة( 8
9 الشكل 8 )دارة التحكم(
هذه الدارة قل لة االستخدام ولذلك لم اتطرق لشرحها. مكن االطالع عل ها من مراجع اخرى. تتطلب هذه الطر ق استخدام جهاز مغ ر التردد والذي سمى انف رتر )INVERTER(. االنف رتر: هو جهاز متكامل ومخصص للتحكم بالمحركات الت تعمل على الت ار المتناوب مهما كانت قدرت المحرك ح ث وجد اجهزة انفرتر تبدأ من نصف حصان الى 021 حصان وهذا الجهاز سمى ب المبدلة التردد ة وهو غنى ا ضا عن طرق بدأ الحركة المتعرف عل ها وهى االستار دلتا وعن طرق البدا بالمقاومات او المحوالت االول ة الن عن طر ق هذا الجهاز استطعنا التحكم ف التردد والجهد. م زات الجهاز: 0- وجود برامج ضمن هذا الجهاز للتحكم بسرعة المحرك من دورة واحدة بالدق قة الى اعلى من طاقة المحرك اح انا تصل الى 01 او 21 ضعف من سرعة المحرك االسم ة 2- وجود برامج ضمن الجهاز تقوم بحما ة المحرك من الكث ر من االخطار اشهرها 1- انقطاع احد االطوار )ما سمى بالفازات( 2- انقالب احد االطوار 3- الحمل الزائد )وهو ما سمى باألوفر لود( 4- انخفاض الجهد داخل المحرك 5- ارتفاع درجة حرارة المحرك عن الحد المسموح ب ه وهذا عن طر ق شاشة متحركة او ثابتة على الجهاز تقوم بإظهار الكث ر من البارامترات اشهر ها 1- االمب ر المسحوب من المحرك اثناء عمله 2- االخطاء الت حدثت اثناء العمل والت تسببت ف ا قاف المحرك الفجائ 3- اتجاه دوران المحرك والكث ر من تتابع المحرك اثناء عمله وهذا الجهاز ا ضا لد ه م زة جم لة اذا اخطاء المبرمج ف البرمجة ممكن استعادته الى برنامج المصنع بعض استخدامات االنفرتر. 0- ستخدم ف المطارات ح ث تقوم بالتحكم بمضخات الوقود ال ا بح ث تضخ الى الخزانات بكم ة تتناسب مع عدد الطابرات وحجمها وكل ذلك كون مع ر عن طر ق بارامترات االنفرتر. 2- ستخدم ف الفنادق عند مضخات الم اه الت تواجب ان تبقى حت مراقة على مدار الساعة بح ث تطفا او تعدل فتحة المضخات على حسب الكم ة المستهلكة ف الفندق. 3- تستخدم االنفرترات بشكل عام للحصول على خرج ثالث االطوار من تغذ ة احاد ة الطور وذلك حسب التطب قات الموجودة ح ث اننا ال نستط ع الحصول على استطاعات بعض انواع االنفرترات المخصصة لهذه الوظ فة ال مكن ان تتجاوز h-p-v وجهود كب رة الن جهد الثالث ال مكن ان تجاوز جهد الدخل األحادي. 10
إلبقاء العزم ثابتا جب تثب ت الس الة المغناط س ة Qmax u/f جب ان تبقى ثابتة وفق العالقة., اما التوتر جب ان تناسب كل ا مع التردد اي ان النسبة u/f=4.44w1.kw.q,max=const.qmax تسمح هذه الطر ق بالحصول على مواصفات فن ة ثابتة مع سرعات منخفضة.ولكن مثل هذه الطر ق مكلفة ماد ا لكونها تتطلب جهاز انف رتر )INVERTER(. وجد لد نا ف االسواق عدت شركات تقوم بإنتاج مولدات تردد متغ ر انف رتر )INVERTER( ونذكر منها LS.DELTA. FATEK. MITSUBISHI INVERTER ى ا س ف متصش ف ششح تجاخ ششوح LS ى ر ا ؼ مع مالحظت ان بالي ا ششواث ذيها وفس ا ىفاءة. وفاءج ػا ح ا ضا ذ ا تشاس اسغ ف س ق ا اغ ة ا د الخ ا ت تطشد ا ا ششواخ تشات ا د ث ثذأ ا ؼ ى جذ اختالف ف طش مح تس ح ا ثاسا تشاخ ا ستخذ ح ف تش جح اي INVERTER وأدذ ا ضاخ ا ت تت ض ت ا ا ششواخ ػ تؼض ا و ا ا ذاي تا سثح. PLCs inverters طشدح ششوح LS االس ا ص اػ ششوح LG ػذخ طشاصاخ االستطاػاخ ج غ ا ت تشاخ ا ستخذ ح ف ا شثىح ا ى شتائ ح ث تتشى ح اسؼح ى تمس ا و ا ف ا شى 01. )220 1phase,220 3phase,380 3phase( 11
ا شى 01 12
من الشكل السابق نالحظ وجود ثمان طرازات من سلسلة LS inverter وه : IE5,IC5,IG5A,IS5,IS7,IH,IP5A,IV5 تم تقس مها بالنسبة الى: نوع ة جهد 0- الدخل. قدرتها على تحمل احمال ذات استطاعات عال ة على مخارجها. -1 النوع االول) IE5 (: جهد الدخل واحد فاز [V] 211 231- ثالث فاز[ V ] 231-211 جهد الخرج ثالث الطور)[ V ] ) 231-211 ثالث الطور)[ V ] 231-211( استطاعة الخرج )kw 1.4-1.0( (hp 1.5-1.0( )kw 1.4-1.0( )hp 1.5-1.0( 13
النوع الثان :(IC5( واحد فاز جهد الدخل v231-211 جهد الخرج ثالث الطور) v231-211 استطاعة الخرج )KW 2.2-1.4()HP 3-1.5( ) مالحظة: هذا النوع ال حتوي على دخل ثالث الطور فقط احادي الطور وخرج ثالث الطور. 14
النوع الثالث :)IG5A( جهد الدخل واحد فاز) v231-211( ثالث الطور) v231-211( ثالث الطور) V 380-400( جهد الخرج ثالث الطور) v231-211 ) ثالث الطور) v231-211( ثالث الطور) V 380-400( استطاعة الخرج )kw 1.4-0.5( (hp 1.5-2( )kw 1.4-22( )hp 1.5-31( )kw 1.4-22( )hp 1.5-31( 15
النوع الرابع :)is5( جهد الدخل ثالث الطور ( v231-211( ثالث الطور) V 380-400( جهد الخرج ثالث الطور) v231-211( ثالث الطور) V 380-400( استطاعة الخرج ) 0.75-55 kw( )1-75 hp( ) 16 075-75 kw( ) 1-100 hp(
النوع الخامس :)is7( 17 جهد الدخل ثالث الطور ( v231-211( ثالث الطور) V 380-400( جهد الخرج ثالث الطور) v231-211( ثالث الطور) V 380-400( استطاعة الخرج )kw 22-1.75 ( ) 31-0hp( ) 0.75-160 kw( ) 1-250 hp(
النوع السادس :)ih( 18
جهد الدخل ثالث الطور ( v231-211( ثالث الطور) V 380-400( جهد الخرج ثالث الطور) v231-211( ثالث الطور) V 380-400( استطاعة الخرج )kw 55-31 ( ) 75-41hp( ) 30-220 kw( ) 40-300 hp( النوع السابع) ip5a (: 19
جهد الدخل ثالث الطور ( v231-211( ثالث الطور) V 380-400( جهد الخرج ثالث الطور) v231-211( ثالث الطور) V 380-400( استطاعة الخرج )kw 31-5.5 ( ) 41-7.5hp( ) 5.5-450 kw( ) 7.5-600 hp( النوع الثامن) iv5 (: 20
جهد الدخل ثالث الطور ( v231-211( ثالث الطور) V 380-400( جهد الخرج ثالث الطور) v231-211( ثالث الطور) V 380-400( استطاعة الخرج )kw 37-2.2( ) 51-3 hp( ) 2.2-375 kw( ) 3-500 hp( 21
سوف نقتصر بالشرح على طراز واحد من الطرازات السابقة وهو (IG5A( وهو االكثر استخداما مع المحركات التحر ض ة بسبب قدرته على تحمل احمال بمختلف االستطاعات تتراوح ب ن HP( 0.5( HP-30 مع مالحظة االختالفات الطف فة ب ن باق الطرازات من ح ث طر قة التوص ل وبارامترات البرمجة. 22
23
طر قة توص ل االنف رتر. المخطط االول و شمل االحمال من KW) 0.4-7.5) 24
المخطط الثان و شمل االحمال من KW) 11-22) 25
مخطط توزع اسالك جهد الدخل والخرج على ه كل االنف رتر. نالحظ من االشكال السابقة. االطراف المستخدمة ف توص ل جهد الدخل )R,S,T(. واالطراف المستخدمة ف توص ل الحمل )U,V,W( و مكن استخدام الجدول التال ف استخراج مقاطع االسالك المستخدمة ف توص ل جهد الدخل واالحمال 26
مخطط توزع التحكم مداخل على ه كل االنف رتر. وطرف الدخل )P1( و ستخدم لتشغ ل المحرك او تحد د جهة الدوران مع عقارب الساعة. وطرف الدخل )P2( و ستخدم إل قاف تشغ ل المحرك او تحد د جهة الدوران عكس عقارب الساعة. و الطرف )CM( نقطة مشتركة. وطرف الدخل )P3( توقف طوارئ ( stop.)emergency وطرف الدخل )P4( للتصف ر.)RST( وطرف الدخل )P5( للقفز او التجاوز.)JOG( وطرف الدخل )P6( خطوة تردد ة االولى. وطرف الدخل )P7( خطوة تردد ة الثان ة. وطرف الدخل )P8( خطوة تردد ة الثالثة. و مكن استخدام الجدول التال ف استخراج مقاطع االسالك المستخدمة ف توص ل مداخل التحكم 27
لوحة المفات ح. تتألف لوحة المفات ح. من شاشة 7 SEGMENT لعرض البارامترات المختلفة. مفتاح التشغ ل.)RUN( مفتاح اال قاف.)STOP( مفات ح االسهم وتستخدم للتنقل ب ن البارامترات المختلفة. مفتاح )ENTER( و ستخدم ف ادخال ق م البارامترات المناسبة لمبات تأش ر لحالة المحرك بالخرج اما ف حالة تشغ ل او ا قاف او دور نحو االمام او الخلف مب ن بالشكل السابق. كما هو )0 )2 )3 )4 )5 )6 الجدول التال لخص عمل لوحة المفات ح. 28
شرح الهم البارامترات المستخدمة ف برمجة االنف رتر. تنقسم البارامترات الى مجموعات اربع مختلفة كل مجموعة لها وضابف محددة وذلك لسهولة التعامل معها كما هو موضح بالشكل التال. Drive group Function group 1 Function group 2 I/O (Input/Output) group تش ا ثاسا تشاخ االساس ح ؼ ا ذشن ث ا تشدد ص ادج ا إ ماص ص ا تساسع ا ا تثاطء ا ضا تذذ ذ ج ح ا ذ سا... تش تاسا تشاخ ا ظائف االساس ح ضثظ ج ذ تشدد ا خشج تش ػ ى تاسا تشاخ ا ظائف ا تمذ ح ث تؼ تاسا تشاخ ا ظ ح PID تش ػ ى ا ثاسا تشاخ ا ضش س ح تؼ ض ا تس س تاستخذا ا ظائف ا تؼذدج دذاخ ا ذخ ا خشج طر قة التنقل ب ن المجموعات. 29
من خالل االمثلة التال ة سوف نتطرق لشرح اهم البارامترات المستخدمة. المثال االول:.)Hz 25( نر د تشغ ل المحرك عن طر ق لوحة المفات ح االساس ة الموجودة على االنف رتر وذلك بتردد توص ل جهد الدخل الى.)R,S,T( توص ل المحرك الى.)U,V,W( )0 )2 بعد توص ل جهد التغذ ة والمحرك الى االنف رتر كما هو مب ن بالشكل ونقوم بضبط البارامترات التال ة. ص ا تساسع ا م ح االفتشاض ح 5 SEC ضثط ا ػ ى ص 10 SEC ر ه ض ادج ص تساسع ا ذشن ػ ذ ACC ا تشغ ص ا تثاطء ا م ح االفتشاض ح 10 SEC ضثط ا ػ ى ص 20 SEC ر ه ض ادج ص تثاطء ا ذشن ػ ذ DEC ا ت لف 30
DRV 0 0 2 3 تساػذ ز ا خاص ح ف تذذ ذ ومط ا تشغي د ث ى ا ضثط ا فك ا جذ ي ا تا ت تشغ ا ذشن ا ماف ػ طش ك دح ا تذى تشغ ا ذشن ذ اال ا FX: ػ طش ك تشغ ا ذشن ذ ا خ ف )ػىس د سا (: RX فتاح خاسج شتظ غ تشغ اطفاء ا ذشن FX: ا ذاخ ػىس د سا : RX )P1,P2( ػ طش ك االتصاي ت RS485 Frq 0 0 2 3 4 5 6 7 8 9 تساعذ هزه ا خاصيت في تحذيذ طشيمت ادخاي ا تشدد ور ه وفك ا جذوي ا تا ي ػ طش ك دح ا فات خ 1 ػ طش ك دح ا فات خ 2 V1 1:-10~+10[v] عه طشيك مماومت متغيشة خاسجيت مىصى ت مع ا مذخ )v1( V1 2: 0~+10[v] عه طشيك مماومت متغيشة خاسجيت مىصى ت مع ا مذخ )VR( I: 0~20[MA] عه طشيك مماومت متغيشة خاسجيت مىصى ت مع ا مذخ )I( V1 1 + I V1 2 + I ػ طش ك االتصاي ت RS485 ليمت سلميت وضع ع ى حم االتصاالث ادخاي سل ادخاي تماث ي 0000 تساػذ ز ا خاص ح ػ ى تذذ ذ ا تشدد ا زي س ؼ ػ ا ذشن د ث ؼط اال ف شتش جاي تشدد 400~0 Hz غ شاػاخ ا تشدد االس ذشن DRC f r تساػذ ز ا خاص ح ػ ى تذذ ذ اتجا د سا ا ذشن ى ضثط ا فك ا جذ ي ا تا غ ػماسب ا ساػح ػىس ػماسب ا ساػح 31
وف مثالنا هذا نضبط ق م البارامترات السابقة وفق ما ل. ACC DEC DRV 5055 Frq DRC 10 sec 15 sec 0 30 Hz 0 f 32
المثال الثان : نر د تشغ ل المحرك عن طر ق مفات ح خارج ة موصولة على المداخل )P1,P2(.)Hz بتردد )35 توص ل جهد الدخل الى.)R,S,T( توص ل المحرك الى.)U,V,W( توص ل المفتاح )S1( الى طرف الدخل )P1( من اجل دوران المحرك نحو االمام. توص ل المفتاح )S2( الى طرف الدخل )P2( من اجل دوران المحرك نحو الخلف. )3 )4 )5 )6 بعد توص ل جهد التغذ ة والمحرك والمفات ح الى االنف رتر كما هو مب ن بالشكل نقوم بضبط البارامترات التال ة. ال وجد اختالف ف ق م البارامترات السابقة سوى ق مة تردد التشغ ل وان عمل ة التشغ ل ستتم عن طر ق مفتاح خارج لذلك ندخل ق م البارامترات التال ة. 33 ACC DEC DRV 5055 Frq 10 sec 20 sec 1 40 Hz 0
المثال الثالث: ادخال الق م االسم ة للمحرك الى االنف ر ر مثل ت ار المحرك االستطاعة العزم... واظهار ق مة ت ار الخرج والجهد للمحرك...على شاشة االظهار. من خالل البارامترات التال ة مكن ادخال الق م االسم ة للمحرك. H30 H31 H32 H33 H34 H36 ادخاي استطاعت ا محشن )KW( ادخاي عذد الطاب ا محشن )2P( ادخاي اوزالق ا تشدد ادخاي تياس ا محشن )A( ادخاي تياس ا محشن في حا ت ا الحم )A( ادخاي وفاءة ا محشن من خالل البارامترات التال ة مكن اظهار ق م ت ار وجهد الخرج وعدد الدورات... CUR Rpm Dcl Vol non عشض تياس ا خشج )تياس ا محشن( عشض عذد دوساث ا محشن با ذليمت عشض ليمت ا جهذ ا مستمش ا مىجىد داخ االوفيشتش هزه ا خاصيت مشتبطت مع ا باسامتش H73 تحذيذ ا ميمت ا مشاد عشضها. عرض جهد الخرج VOL عرض استطاعة الخرج POR TOR عرض العزم عشض ا خطأ في ا تشدد او في حا ت ا تشغي 34
المثال الثالث: توص ل جهد الدخل الى.)R,S,T( توص ل المحرك الى.)U,V,W( توص ل المفتاح )S1( الى طرف الدخل )P1( من اجل دوران المحرك نحو االمام. توص ل المفتاح )S2( الى طرف الدخل )P2( من اجل دوران المحرك نحو الخلف. توص ل المفتاح )S3( الى طرف الدخل )P6( لتحد د الخطوة التردد ة االولى. توص ل المفتاح )S4( الى طرف الدخل )P7( لتحد د الخطوة التردد ة الثان ة. توص ل المفتاح )S5( الى طرف الدخل )P8( لتحد د الخطوة التردد ة الثالثة. )0 )2 )3 )4 )5 )6 )7 مالحظة كما هو مب ن بالشكل نالحظ ان الطرف الثان لجم ع مفات ح الدخل موصولة الى نقطة مشتركة :.)CM( 35
بعد توص ل جهد التغذ ة والمحرك والمفات ح الى االنف رتر كما هو مب ن بالشكل نقوم بضبط البارامترات التال ة. ACC DEC DRV Frq St1 St2 St3 10 sec 15 sec 1 0 ا خطىة ا تشدديت االو ى Hz( 10( ا خطىة ا تشدديت ا ثاويت) Hz 20( ا خطىة ا تشدديت ا ثا ثت) Hz 30( ------------------------------------------------- المثال الرابع: 36
توص ل جهد الدخل الى.)R,S,T( توص ل المحرك الى.)U,V,W( توص ل المفتاح )S1( الى طرف الدخل )P1( من اجل دوران المحرك نحو االمام. توص ل المفتاح )S2( الى طرف الدخل )P2( من اجل دوران المحرك نحو الخلف. توص ل لمقاومة المتغ رة الى األطراف.)V1,VR,CM( )0 )2 )3 )4 )5 بعد توص ل جهد التغذ ة والمحرك والمفات ح الى االنف رتر كما هو مب ن بالشكل نقوم بضبط البارامترات التال ة. ACC DEC DRV Frq 10 sec 15 sec 1 3 37
هذه قابمة بجم ع البارامترات الموجودة ف االنف رتر: 38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57