الشكل 1. تعمل الملامسات وقواطع الدائرة ومشغلات المحركات على تنفيذ مهام مختلفة في مجالي التحكم والحماية.
غالبًا ما تظهر هذه الأجهزة الثلاثة في نفس لوحة التحكم في المحرك، لكنها تعالج مشكلات مختلفة. يتولى المُوصل الكهربائي مهام التبديل المتكررة أو عن بُعد أو التلقائية أثناء التشغيل العادي. أما قاطع الدائرة الكهربائية فيقطع التيار غير الطبيعي في حدود قدرته المقدرة. وعادةً ما يجمع مشغل المحرك بين المُوصل الكهربائي ونظام حماية المحرك من الحمل الزائد. وفي العديد من دوائر التحكم في المحركات، تعمل هذه الأجهزة معًا بدلاً من التنافس فيما بينها.
يقارن هذا الدليل بين تلك الوظائف، ويشرح المكان الذي يتم فيه تركيب مشغل المحرك، ويحدد المعلومات المتعلقة بالمشروع اللازمة قبل اختيار قاطع الدائرة الصناعي.
ابدأ بالوظيفة. يقوم المُوصِّل بتبديل الحمل بشكل متكرر استجابةً لإشارة تحكم. أما قاطع الدائرة الكهربائية فيقطع التيار غير الطبيعي وفقًا لتصميمه الحمائي. ويجمع مشغل المحرك بين التبديل القائم على المُوصِّل والحماية من الحمل الزائد، ولا يزال يحتاج إلى ترتيب مناسب للحماية من الدائرة القصيرة. ولا يمكن اعتبار تسمية واحدة بديلاً آمنًا عن أخرى.
| نقطة المقارنة | الموصل الكهربائي | قاطع الدائرة الكهربائية | مشغل المحرك |
| الوظيفة الرئيسية | التحكم الروتيني في الأحمال | حماية الدوائر والمعدات | تشغيل المحرك مع الحماية من الحمل الزائد |
| التشغيل المعتاد | أوامر التشغيل والإيقاف المتكررة | الرحلات أثناء حدوث أعطال؛ يُسمح باستخدامه في مهام أخرى عند تقييمه | يُشغّل المحرك ويوقفه عن طريق الكونتاكتور الخاص به |
| كيفية عملها | ملف أو إشارة تحكم إلكترونية | آلية التشغيل، أو آلية التحرير الوقائية، أو التشغيل اليدوي | موصل كهربائي مع مرحل الحماية من الحمل الزائد أو وسيلة حماية مكافئة |
| قطع التيار الكهربائي بسبب الدائرة القصيرة | ليست من مهام الكونتاكتور الأساسي | وظيفة أساسية ضمن سعة القطع المقدرة | يعتمد ذلك عادةً على قاطع تيار أو مصهر متناسق |
| التصنيفات المهمة | فئة الحمل، التيار، جهد الملف، نسبة التشغيل | الجهد، التيار، الأقطاب، قدرة القطع، خصائص الانقطاع | بيانات المحرك، قدرة مشغل التشغيل، حمل الملامس، نطاق الحمل الزائد |
الشكل 2. لنبدأ بالوظيفة: تقوم الملامسات بالتحكم، وقواطع الدائرة بالحماية، بينما تجمع مشغلات المحركات بين وظيفة التبديل وحماية المحرك من الحمل الزائد.
الموصل الكهربائي هو مفتاح يتم التحكم فيه كهربائيًا. وعندما يتلقى الملف الجهد الكهربائي الصحيح للتحكم، تعمل آليته المغناطيسية على تغيير حالة نقاط التلامس الرئيسية وتسمح بمرور التيار إلى الحمل. وعند إزالة إشارة التحكم، تعود نقاط التلامس إلى حالتها الطبيعية.
وهذا يؤدي إلى فصل دائرة التحكم عن دائرة الحمل. ويمكن لأزرار الضغط، وأجهزة ضبط الوقت، والمرحلات، ووحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة، وأنظمة التحكم في المباني أن تتحكم في حمل أكبر بكثير دون أن تحمل تيار الحمل هذا بنفسها. ونفس المبدأ يجعل الملامسات مفيدة في مشغلات المحركات، والمضخات، والمراوح، والضواغط، والناقلات، ومجموعات الإضاءة، ومعدات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء.
يُعد التيار أحد العوامل التي يجب أخذها في الاعتبار عند اختيار المُوصِّل. كما يجب على المصمم التأكد من نوع الحمل، والجهد التشغيلي، وفئة الاستخدام، وتردد التبديل المتوقع، وجهد الملف، وتيار بدء التشغيل، والظروف المحيطة، والعمر التشغيلي المطلوب. فقد يكون الجهاز المناسب للحمل المقاوم غير مناسب لعمليات بدء تشغيل المحرك المتكررة بنفس التيار.
لا يحل المُوصل الأساسي محل الحماية من الدائرة القصيرة. تُباع بعض المنتجات على أنها مشغلات منسقة أو مجموعات تتضمن مرحل الحمل الزائد أو حماية إلكترونية، لكن هذه الوظائف الإضافية تخص المجموعة أو الجهاز المضاف. ولا ينبغي افتراض وجودها استنادًا إلى كلمة “موصل” وحدها. للحصول على شرح أكثر تفصيلًا لآلية التبديل، انظر ما هو المُوصل وكيف يعمل.
قاطع الدائرة الكهربائية هو جهاز تحويل وقائي. ويحدد نوعه ووحدة التشغيل الخاصة به ما إذا كان يكتشف أو يستجيب لتيار الحمل الزائد، أو تيار الدائرة القصيرة، أو أي حالات غير طبيعية محددة أخرى قبل قطع التيار عن الدائرة في حدود القيم التصنيفية المعلنة.
يبدأ اختيار القاطع الكهربائي بالنظام نفسه، وليس بالعلامة التي تشير إلى القيمة بالأمبير. يجب على المصمم التأكد من الجهد الكهربائي، ونوع التيار (متردد أم مستمر)، والتيار المقنن، وعدد الأقطاب، وتيار العطل المتاح، وقدرة القطع المطلوبة، وخصائص الانقطاع، والتنسيق مع الأجهزة الموجودة قبل وبعد القاطع، وظروف التركيب. ولا يجوز الموافقة على استخدام قاطع كهربائي بناءً على التيار المقنن وحده.
تُستخدم قواطع الدائرة ذات الغلاف المصبوب في توزيع الطاقة الصناعية، وحماية خطوط التغذية، وتصنيع اللوحات الكهربائية، وتطبيقات محددة لدوائر المحركات. وعادةً ما تجمع النماذج الحرارية-المغناطيسية بين الاستجابة للحمل الزائد وقصر الدائرة. وقد تضيف وحدات القطع الإلكترونية وظائف حماية قابلة للتعديل. وفي كلتا الحالتين، تعتمد القدرة الدقيقة على السلسلة والطراز المختارين، وليس على فئة المنتج ككل.
على الرغم من أنه يمكن تشغيل القاطع يدويًّا، فإن دوره الوقائي لا يجعله تلقائيًّا بديلاً عن المُوصِّل. فقد يفرض التبديل التشغيلي المتكرر حملًا مختلفًا عن التشغيل اليدوي العرضي أو قطع التيار في حالات الأعطال. لا تستخدم القاطع في عمليات التبديل الروتينية إلا عندما تحدد الشركة المصنعة صراحةً أن الجهاز مصمم لهذا الاستخدام. يمكنك الاطلاع على آلية الحماية الأساسية في كيفية عمل قاطع الدائرة الكهربائية.
مشغل المحرك هو وحدة مركبة، وليس مجرد اسم آخر للموصل الكهربائي. ويجمع المشغل المغناطيسي الشائع بين موصل كهربائي لتشغيل المحرك ومرحل الحمل الزائد الذي يستجيب لحالات الحمل الزائد المستمرة ضمن حدوده التصنيفية. وقد تشتمل هذه الوحدة أيضًا على غلاف، وأزرار تحكم، ووصلات مساعدة، أو ملحقات أخرى.
هذا هو الفرق العملي الذي يكمن وراء عمليات البحث عن «مشغل المحرك» مقابل «الموصل الكهربائي» و«الموصل الكهربائي» مقابل «المشغل». ويُعد الموصل الكهربائي مكونًا رئيسيًّا داخل المشغل. يوفر جهاز التشغيل حماية من الحمل الزائد ووظائف تحكم داعمة، لكنه لا يوفر تلقائيًا قطعًا كافيًا للدائرة في حالة حدوث قصر كهربائي. وما لم توفر مجموعة الحماية المختارة هذه الوظيفة بشكل صريح وتتحقق منها، فإن الدائرة لا تزال بحاجة إلى قاطع تيار أو مصهر متناسق.
غالبًا ما يشير مصطلح “محرك التشغيل” إلى أحد مكونات السيارات، لذا لا ينبغي الخلط بينه وبين مشغل المحرك الصناعي. وفي هذه المقالة، يُقصد بمصطلح «مشغل المحرك» الجهاز الكهربائي المستخدم لتشغيل المحرك الصناعي أو التجاري وإيقافه وحمايته.
يجيب الكونتاكتور عن سؤال: «متى ينبغي أن يعمل الحمل؟» ويجيب قاطع الدائرة عن سؤال: «ما الذي ينبغي أن يفتح الدائرة عندما يتجاوز التيار الحالة المسموح بها؟»
يحتوي كلا الجهازين على ملامسات، وكلاهما قادر على قطع التيار، مما يجعل المقارنة بينهما تبدو أبسط مما هي عليه في الواقع. فقد صُممت ملامساتهما وآليات تشغيلهما وأنظمة التحكم في القوس الكهربائي لأغراض مختلفة. فالملامس مُحسَّن للتبديل حسب الأوامر؛ أما القاطع الكهربائي فقد صُمم وصُنِّف لإزالة حالات الأعطال المحددة.
قد يتم تشغيل المعدات الصناعية وإيقافها عدة مرات خلال نوبة العمل. ويُصمم المُوصِّل الذي يتم اختياره بشكل صحيح ليحمل عبء التشغيل المتكرر هذا، ويوفر ملفه اتصالاً عمليًّا بأجهزة القفل المترابط، ومنطق التحكم في حالات الطوارئ، وأجهزة ضبط الوقت، وأجهزة الاستشعار، وأنظمة الأتمتة.
يعمل قاطع الدائرة عادةً مرات أقل بكثير. فهو يمرر التيار باستمرار، ويستجيب للأعطال، وقد يوفر نقطة فصل عندما يكون الجهاز المختار مناسبًا للعزل. تحدد تصنيفات المنتج عدد عمليات التشغيل المسموح بها وأنواعها. لا يوجد عدد تشغيل موحد؛ لذا يجب التحقق من بيانات الشركة المصنعة للطراز وظروف التشغيل المحددة.
قد تؤدي قدرة قطع التيار إلى استبعاد قاطع التيار حتى لو بدا تقييم تيار التشغيل الخاص به صحيحًا. يجب أن يقوم الجهاز بقطع تيار العطل المتوقع عند نقطة التركيب وفقًا للتقييم والشروط المعمول بها. وإذا تجاوز تيار العطل المتاح تلك القدرة، فإن مطابقة تيار التشغيل لن تجعل التركيب آمنًا.
قدرة الكونتاكتور على فصل وتوصيل الحمل العادي ليست تصنيفًا لتحمل تيار القصر. فعند ارتفاع تيار العطل قد يفشل في قطع التيار بأمان، أو تلتحم نقاط تلامسه، أو يتعرض لتلف شديد. ولهذا تحتاج الدائرة إلى حماية من القصر في جهة المنبع.
يربط ملف الموصل نظام التحكم بدائرة الطاقة. ويمكن لإشارة تحكم صغيرة نسبيًا أن تتحكم في محرك أو حمل آخر، بينما تقوم نقاط التلامس المساعدة بالإبلاغ عن الحالة أو دعم نظام الترابط.
كما تتوافق بعض قواطع الدائرة المختارة مع ملحقات مثل أجهزة القطع الجانبي، وأجهزة التحرير عند انخفاض الجهد، ومحركات التشغيل، وملامسات مساعدة. تدعم هذه الخيارات القطع عن بُعد أو الإشارة أو التشغيل، لكنها لا تجعل كل قاطع مناسبًا للتبديل عالي الدورات. تأكد من توافق الملحقات وعبء التشغيل للطراز المحدد.
تتناول الحماية من الدائرة القصيرة والحماية من الحمل الزائد للمحرك حالتين مختلفتين. فقد تؤدي الدائرة القصيرة إلى توليد تيار كهربائي شديد الارتفاع يجب قطعه على الفور. أما الحمل الزائد للمحرك فقد يكون أقل من حيث الشدة، لكنه يستمر لفترة كافية لتسبب ارتفاع درجة حرارة المحرك. إن التعامل مع الحالتين كأنهما مسألة اختيار واحدة يؤدي إلى وجود ثغرة في الحماية.
تجمع بعض قواطع الدائرة الكهربائية لحماية المحركات بين الحماية من الدائرة القصيرة والحماية القابلة للتعديل من الحمل الزائد. وهناك ترتيب شائع آخر يستخدم قاطع الدائرة الكهربائية أو المصهر للحماية من الدائرة القصيرة، وموصلًا للتبديل، ومرحلًا للحمل الزائد لحماية المحرك من الحمل الزائد. ويجب الاختيار بينها بناءً على المحرك، وطريقة التشغيل، ومصدر الإمداد، ومتطلبات التحكم، وبيانات التنسيق، والقواعد المحلية.
يوزع مسار التحكم الحركي الشائع الوظائف بالترتيب التالي:
المصدر → قاطع الدائرة أو المصهر → الكونتاكتور → حماية من زيادة الحمل عند الحاجة → المحرك
لكل عنصر وظيفة محددة:
الشكل 3. يُخصص مسار التحكم في المحرك النموذجي مهام الحماية من الدائرة القصيرة، والتبديل، والحماية من الحمل الزائد إلى وظائف منفصلة ومتناسقة.
توضح إرشادات حماية المحركات من Schneider Electric قواطع دوائر محركات حرارية-مغناطيسية توفر الحماية من القصر وزيادة الحمل، كما تعرض أنظمة تجمع بين قاطع مغناطيسي أو مصهر ومرحل منفصل لزيادة الحمل. وبالمثل، تتعامل إرشادات تطبيق ABB مع المحركات التي يتحكم فيها الكونتاكتور والمحركات التي يتحكم فيها قاطع الدائرة باعتبارهما ترتيبين مختلفين للحماية. اختيار مكوّن واحد لا يلغي ضرورة تحديد كل وظيفة تحكم وحماية مطلوبة.
للاطلاع على بنية المنتج ذات الصلة، انظر قاطع الدائرة الكهربائية لحماية المحرك الفئة. يجب أن يتولى موظفون مؤهلون إتمام التصميم النهائي والتحقق منه. لا تتضمن هذه المقالة تعليمات بشأن الاختبار في حالة التشغيل، أو التوصيلات الجانبية، أو توصيلات الأسلاك الميدانية.
| مهمة المشتري | الترتيب الوظيفي المحتمل | ما لا يزال بحاجة إلى تأكيد |
| تشغيل المحرك وإيقافه عن بُعد وبشكل متكرر | الموصل الكهربائي مع الحماية المناسبة | بيانات المحرك، طريقة التشغيل، نسبة التشغيل، التنسيق |
| حماية مغذي صناعي | قاطع الدائرة المناسب | الجهد، تيار الحمل، تيار العطل، الأقطاب، متطلبات الانقطاع |
| أتمتة عملية التحميل وحماية الدائرة الكهربائية | الموصل الكهربائي وقاطع الدائرة، مزودان بحماية من الحمل الزائد عند الحاجة | جهد التحكم، فئة الحمل، وظائف الحماية، التنسيق |
| توفير العزل لأغراض الصيانة | جهاز مناسب بشكل صريح لأغراض العزل | علامات العزل، طريقة القفل، المتطلبات المحلية |
الشكل 4. اختر فئة الجهاز وفقًا للمهمة، ثم تحقق من الطراز الدقيق مقارنةً ببيانات النظام والحمل والأعطال والتنسيق.
استخدم الجدول لتحديد نوع الجهاز الذي ينبغي وضعه في الدائرة، ولا تستخدمه لاختيار طراز بعينه. فما زال هذا القرار يتطلب بيانات المشروع ومعلومات التنسيق الصادرة عن الشركة المصنعة.
قبل طلب توصية أو عرض أسعار بشأن قاطع الدائرة الكهربائية (MCCB)، يرجى تجهيز المعلومات التالية:
الشكل 5. يتطلب عرض أسعار قاطع الدائرة المتعدد الوظائف (MCCB) بيانات كاملة عن النظام والحمل والأعطال والحماية والمشروع — وليس فقط القيمة الاسمية للتيار.
لا تطلب قاطع MCCB بالاعتماد على قيمة التيار بالأمبير وحدها. تتيح مجموعة المدخلات الكاملة للمورّد مقارنة الخيارات الحرارية-المغناطيسية والإلكترونية والقابلة للضبط والمصنفة للتيار المستمر، دون تعميم قدرة طراز واحد على عائلة منتجات كاملة. وإذا ظلت بيانات أساسية للمشروع مفقودة، فلن تكون توصية الطراز جاهزة بعد.
تنشر شركة OOHMAGE عدة سلاسل من قواطع التيار الكهربائي (MCCB) المخصصة للتوزيع الصناعي والاختيار وفقًا لمتطلبات المشاريع. اطلع على سلسلة قواطع الدائرة ذات العلبة المصبوبة وطابق المعلمات المنشورة للطراز المحدد مع متطلبات المشروع قبل الطلب. لا تفترض أن السلسلة مناسبة لمجرد أن نطاق تيارها يبدو قريبًا.
يمكن للموصل الكهربائي أن يقطع التيار عن الحمل أثناء التشغيل العادي، لكن ذلك لا يمنحه تصنيفًا لقطع التيار في حالة الأعطال مثل قاطع الدائرة الكهربائية. ولا تزال الدائرة بحاجة إلى جهاز حماية مناسب.
قد يؤدي استخدام قاطع كهربائي بدلاً من الموصل الكهربائي إلى تجاوز الحمولة المخصصة لهذا الجهاز. تأكد من تصنيف التبديل المحدد، أو استخدم موصلًا كهربائيًّا مصممًا لدورة التشغيل المطلوبة.
تنطوي كل من حالات الحمل الزائد والدائرة القصيرة على تيار مفرط، لكن حجمهما ومدتهما والاستجابة المطلوبة تختلف. وقد يحتاج المحرك إلى حماية من الحمل الزائد بالإضافة إلى الحماية من الدائرة القصيرة في المرحلة السابقة.
يُعد التيار المقنن نقطة البداية. ويمكن أن تؤثر كل من الجهد، ومدى ملاءمة التيار المتردد أو التيار المستمر، وفئة الحمل، والتيار المتاح في حالة العطل، وقدرة القطع، وعدد الأقطاب، وسلوك الانقطاع، والظروف البيئية، في عملية الاختيار.
يفرض انقطاع التيار المستمر متطلبات مختلفة على التحكم في القوس الكهربائي. استخدم نموذجًا يحتوي على قيم تصنيفية منشورة تتناسب مع الجهد الفعلي للتيار المستمر وترتيب الأقطاب. لا تقم بتطبيق القيم التصنيفية الخاصة بالتيار المتردد بناءً على افتراضات.
يجب أن يعمل قاطع الدائرة والكونتاكتور ومرحل زيادة الحمل كنظام واحد. تحقق من بيانات التنسيق لدى الشركة المصنعة والمتطلبات المحلية؛ فتطابق قيم التيار على الملصقات لا يثبت أن هذه التوليفة مناسبة.
لا. يقوم الملامس الأساسي بالتحكم في الحمل أثناء التشغيل العادي؛ وهو لا يُعد بديلاً عن قاطع الدائرة أو المصهر المختار لقطع تيار الدائرة القصيرة. وأي دائرة تستخدم ملامسًا لا تزال بحاجة إلى حماية مناسبة في مرحلة ما قبل الحمل.
عادةً لا يكون ذلك مناسبًا عندما تتطلب الحمولة عمليات تبديل متكررة أو عن بُعد أو تلقائية. قد يدعم القاطع التشغيل اليدوي أو الملحقات التي تعمل عن بُعد أو مهام تبديل محددة، ولكن يجب أن يكون الجهاز والتطبيق المحددين مصنّفين لهذا الاستخدام.
يقوم الملامس بتشغيل المحرك. أما مرحل الحمل الزائد فيراقب حالات التيار المستمر التي قد تؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته، ويقوم بقطع دائرة التحكم عند الضرورة. وتظل الحماية من الدائرة القصيرة من اختصاص قاطع التيار أو المصهر المناسب، ما لم يكن هناك جهاز متكامل يضطلع بهاتين الوظيفتين معاً.
لا يوجد ترتيب واحد يناسب جميع دوائر المحركات. تعتمد الأجهزة المطلوبة على قدرة المحرك، وطريقة البدء، ومصدر التغذية، واحتياجات التحكم، ونظام الحماية، وبيانات التنسيق، والقواعد المحلية. تستخدم دوائر محركات مؤتمتة كثيرة كلاً من الكونتاكتور وجهاز الحماية لأن التبديل والحماية من الأعطال يظلان وظيفتين منفصلتين.
يرجى تحديد جهد النظام، ونوع التيار (ترددي أو مستمر)، والتيار المقنن، وعدد الأقطاب، وسعة القطع المطلوبة، وطريقة الحماية، والحمل أو الاستخدام، والكمية، وظروف التركيب، والسوق المستهدف. لا تقم باختيار الطراز إلا بعد مراجعة البيانات المنشورة الخاصة بسلسلة قواطع MCCB المقترحة.
يتحكم الموصل الكهربائي في التشغيل العادي. أما قاطع الدائرة الكهربائية فيوفر الحماية ضد حالات التيار غير الطبيعية المحددة. ولا يعني تشابه مظهرهما في لوحة التوزيع أن قيمهما الاسمية أو وظائفهما قابلة للتبادل. ولذلك، تستخدم العديد من دوائر المحركات قاطعًا كهربائيًا أو مصهرًا للحماية من الأعطال، وموصلًا كهربائيًا للتحكم في التشغيل والإيقاف، ومرحلًا للحمل الزائد أو وظيفة مخصصة لحماية المحرك عند الحاجة.
قم بتعيين كل وظيفة أولاً، ثم حدد الأجهزة من معلمات المشروع التي تم التحقق منها. بالنسبة لجانب القواطع في لوحة كهربائية صناعية، أرسل الجهد، والتيار، وعدد الأقطاب، وسعة القطع المطلوبة، والتطبيق، والكمية، والسوق المستهدفة عبر صفحة الاتصال بموقع OOHMAGE. إذا كانت إحدى سلاسل OOHMAGE مناسبة، فيجب أن توضح الإجابة السبب وتحدد الوثائق الفنية المتاحة. وإذا لم تكن أي منها مناسبة، فلا تجبر نفسك على الاختيار.
