ألوان الأسلاك
عند توصيل دائرة كهربية , لابد من مراعاة ألوان الأسلاك , هذا مالايعرفه الكثير من الفنيين , ولكن لابد لكل مهندس معرفة دلالات ألوان الأسلاك والإلتزام بها , فمثلا :
سلك أزرق لبني يتم توصيله بـ 24v
سلك أحمر يتم توصيله بـ 110v إلى 220v
سلك أسود يتم توصيله بالأرضي zero volt , وإذا لم نجد الأسود , يتم توصيل
الأزرق اللبني
سلك برتقالي وجود هذا السلك يعني أن الكهرباء التي يحملها ليست من هذه الكبينه ولكن من كابينه أخرى
فمثلا , لو أن عندك لمبة في المنزل , ورأيت
أن المهندس قد وصل هذه اللمبة بسلك كهربي برتقالي , فهذا يعني أن
تلك اللمبة تأخذ كهرباء من شقة أخرى , أو من أي مكان آخر غير منزلك , أي أنك إذا فصلت الكهرباء عن منزلك تماما , فإن هذا المصباح سيظل يعمل.

الكونتاكتور Contactor
الكونتاكتور من أهم عناصر التحكم الآلي , بل شديد الأهمية , وهو عبارة عن علبة , تحتوي على contacts أي مفاتيح , تلك الكونتاكتس منها من يستخدم في دائرة القوى لتوصيل تيار عالي , ومنها من هو مخصص للإتصال بدائرة التحكم التي يمر بها تيار صغير .
للكونتاكتور أشكال كثيرة , وهذه إحدى أشكاله العملية :
وطبعا لابد أن تراه فعليا , فلا تكفي الدراسة النظرية , ولكن سوف أرسم رسم توضيحي لما ستراه على الكونتاكتور :
إن الكونتاكتور يتكون من قطعتين حديديتين أحدهما ثابت والآخر متحرك , ويتم لف coil حول القطعة الثابتة , فإذا تم توصيل كهرباء لهذا الـ coil , فإنه سوف يحول قطعة الحديد الثابتة إلى مغناطيس يجذب القطعة المتحركة , فيتم الإتصال بين القطعتين , أي يتم غلق مفاتيح الكونتاكتور , وعند فصل التيار عن الـ coil يعود الكونتاكتور إلى وضعه الأصلي عن طريق "زنبرك" أومايعرف باسم " ياي" أو " بوبينة " تدفع القطعة المتحركة إلى أعلى مره أخرى
فلكي يعمل الكونتاكتور على غلق مفاتيحه , يتم توصيل كهرباء ( 220 فولت أو 110 فولت حسب نوع الكونتاكتور )


ما هو الفرق بين الكونتاكتور والريلاي Relay ؟
كلاهما يعمل بنفس الطريقة , ولكن الفرق الوحيد أن الريلاي تكون جميع كونتاكاته مخصصه لتعمل في دوائر التحكم فقط , وليس كالكونتاكتور الذي يحتوي على كونتاكتس تعمل في دائرة القوة وأخرى تعمل في دائرة التحكم .
والآن لنقوم بتنفيذ دوائر تحكم بسيطة.



دائرة التحكم في تشغيل موتور.
نريد أن نقوم بتشغيل موتور عن طريق كونتاكتور , وبمفتاحين Pushbuttons أحدهما لعمل
Start والآخر لعمل Stop
بهذه الطريقة في التوصيل , سنجد أنه عند الضغط على مفتاح Start فإن الكونتاكتور سوف يغلق كونتاكاته فيوصل الثلاث فيزات للموتور فيعمل الموتور , ولكن مفاتيح الـ Push buttons كما علمنا أنها تكون Temporary , أي عند رفع اليد سوف يعود إلى وضعه الأصلي فتفصل الدائرة , ولا نستخدم مفتاح Permanent, لأنه إذا إنقطعت الكهرباء ثم عادة فجأة , فإنها ستصل للموتور فورا وهذا قد يتلف الموتور , إذا فما هو الحل ؟ ؟
الحل يكون بعمل ما يعرف باسم Latch , ويكون ذلك باستخدام الكونتاكت المساعدة التي في الكونتاكتور
فإذا تم توصيل تلك النقطة المساعدة " بالتوازي " مع مفتاح الـ Start

فكرة عمل الدائرة :
عند الضغط على مفتاح Start , تكتمل الدائرة الكهربية وتصل الكهرباء للكونتاكتور فتغلق كل مفاتيحه , , ولأن تلك الكونتاكت متصلة بالتوازي مع مفتاح الـ Start , فإنه عند عودة مفتاح Start لوضعه الطبيعي , فإن مسار الكهرباء سيظل مكتملا من خلال تلك الكونتاكت , وهذا ما يعرف بالـ Latch " لاتش "
وإذا أردنا غلق الموتور , فإننا نضغط ضغطة واحده على مفتاح الـ Stop فتفصل الدائرة

ملاحظة هامة : تلك النقطة المساعدةAuxiliary contact في الكونتاكتور لابد وأن تكون NO , فإذا كانت NC , فيتم إضافة نقطة مساعدة أخرى خارجية .
ولكن هناك مشكلة , وهي أن الموتور غير محمي من الـ overload , فدعنا نتعرف أولا على مفهوم الـ overload .
عند دوران الموتور , فإن عزم الدوران T يتناسب مع الحمل , وكذلك يتناسب طرديا مع مربع التيار I , فلو زاد الحمل على الموتور نتيجة حدوث أي مشكلة في المصنع أو في النظام , فإن العزم يزيد , وبالتالي يسحب الموتور تيارا أكبر من المصدر , وهذا التيار الزيادة قد يقوم بحرق الموتور .
والحل بسيط وسهل , وهو وضع ما يعرف باسم Overload Switch , وهو نوع من المفاتيح يفصل تلقائيا إذا زادت قيمة التيار المار فيه عن حد معين
كل موتور يكتب على جسده قيمة الـ If.L ( I full load ) , هذه القيمة تعني أقصى قيمة تيار " أمبير " يستطيع الموتور تحملها , فعند توصيل أوفرلود مع الموتور , يتم ضبطه على قيمة تساوي Io.L = 1.1 to 1.25 If.L
ويتم توصيله قبل الكونتاكتور أو بعده
الأوفرلود في حالته العادية يكون NC , ويفتح فقط عندما يزيد التيار المار فيه.
وبهذا تكون تلك الدائرة إكتملت , ونقوم الآن بالتعرف على دائرة أخرى.



دائرة عكس حركة موتور.
لنفترض أولا قبل التعرف على تلك الدائرة أن لدينا 2 ماتور ,
والسؤال هو : ما الفرق بين حركة الماتورين ؟
الفرق هو أن كل منهما يدور في اتجاه مختلف عن الآخر , إذا لكي نعكس حركة دوران الماتور , نقوم بتثبيت أحد الفيزات , وعكس الإثنين الآخرين .
الآن نقوم بتصميم دائرة عكس حركة موتور , ولكن يجب أن نعلم أنه لكي نصمم مثل هذه الدائرة , يجب أن يكون عندنا 2 كونتاكتور , وكل واحد منهما به نقطتان مساعدتان two auxiliary contacts , إحداهما NO والآخرى NC
نلاحظ أننا أيضا نستخدم مفتاحان لعمل الـ Start , أحدمها لجعل الماتور يدور في اتجاه , والآخر لجعله يدور في اتجاه آخر , ولكن يجب أن نلاحظ شيئا في غاية الأهمية , وهو , أن يتم عمل Stop للموتور أولا قبل عكس حركته , وإلا إذا تم ضغط مفتاح S1 ثم مفتاح S2 , فإن هذا سيؤدي إلى حدوث Short circuit خطير
ولكن , هل يمكن أن نحمي تلك الدائرة من هذه المشكلة؟ , أي نحمي الماتور من حدوث short circuit له عن طريق خطأ أحد العمال , فقد ينسى أن يضغط مفتاح Stop قبل عكس حركة الماتور .
هناك حلان :
الأول الحماية الميكانيكية
الثاني الحماية الكهربية
الحماية الميكانيكية تتم بوضع عنصر ميكانيكي بين الإثنين كونتاكتور , هذا العنصر يمنع عمل أحد الكونتاكتورات إذا كان الآخر في حالة عمل , ويسمى هذا العنصر بـ Mechanical Interlock
أما الحماية الكهربية تكون كالآتي :
لاحظ أننا نأخد الكونتاكت الـ NC لأحد الكونتاكتورات ونوصله بالتوالي مع الكونتاكتور الثاني , وكذلك مع الثاني , فعند عمل الكونتاكتور K1 مثلا , فإن نقطته المساعدة المغلقة طبيعيا , سوف تكون مفتوحة , فتفصل عمل الكونتاكتور الثاني حتى لو تم الضغط على S2 , وهكذا في الطرف الآخر أيضا .
يتم عمل حماية كهربية في الحالات البسيطة , أي التي لا يكون فيها خطورة كبيرة , أما في الحالات الخطرة , كتوصيل الماتور ( ستار/ دلتا ) مثلا , فإنه لابد من عمل حماية ميكانيكية.
يكون توصيل الماتور مع الإثنين كونتاكتور
ولكن كيف نعرف أن السلكتين الفلانيتين هما نفس بعض ؟ حيث أننا لن نجد ألوان على سلوك الـ 3phase أو رموز مثل L1,L2,L3 أو T1,T2,T3
يتم ذلك باستخدام الآفوميتر , فبقياس فرق الجهد بين سلكين متماثلين , فإن فرق الجهد سوف يكون صفرا , فبالتالي نعرف كل سلك ونظيره , فنوصل سلكين متماثلين مع بعض , ونعكس الآخرين .

توصيل الماتور ( ستار / دلتا )
عند فتح علبة الماتور
نلاحظ 6 مسامير , 3 منهم يؤخذ منهم أسلاك الموتور 1,2,3 , والباقي لا يخرج منه أي أسلاك1*,2*,3*
وعندما نريد أن يكون هذا الموتور متصل بشكل ستار , نقوم بعمل short circuit


طريقة بدأ المحرك بطريقة " ستار/دلتا" لتجنب شدة تيار البدأ العالية :
يكتب على جسد كل موتور قيمتين للفولت إحداهما أعلى من الأخرى , وقيمتين للأمبير إحداهما أعلى من الأخرى ايضا , مثال :لتا
220
380
3
1.7
هذا يعني , أنه إذا أردت أن تعمل بمصدر 380 فولت , قم بتوصيل المحرك على وضع ستار , وسوف يسحب المحرك في تلك الحالة أقل قيمة أمبير ممكنه وهي 1.7 أمبير .
أما إذا أردت أن تعمل على مصدر 220 فولت , قم بتوصيل محركك على وضع دلتا , ولكن في تلك الحالة سوف يسحب أعلى قيمة أمبير ممكنه وهي 3 أمبير.
ويكون هذا دائما , أي أن توصيلة ستار دائما تكون على أعلى قيمة فولت , وتوصيلة دلتا تكون على أقل قيمة فولت.
وفي كلا الحالتين أو الوضعين " ستار أو دلتا " , سوف يعمل المحرك بكامل قدرته وسرعته , ولكن يجب مراعاة التغذية المناسبة لكل وضع.
الآن لنتحدث عن كيفية الإستفادة من توصيلة " ستار / دلتا "
عند بدأ دوران أي محرك من السكون , يقوم بسحب قيمة تيار عالية في البداية , ويسمى " تيار بدأ الحركة " , وكلما زادت قدرة المحرك كلما كانت شدة تيار بدأ الحركة أعلى , وقد تصل إلى 5 أضعاف قيمة أعلى أمبير مسجل على الموتور , وهذا قد يؤدي لاحتراق المحرك , ولتفادي هذه الخطورة , نتبع هذه الطريقة التالية , وهي بدأ دوران المحرك " ستار / دلتا " :
1) نجعل المحرك في وضع ستار , ونوصله بفولت دلتا , فيعمل المحرك بنصف قدرته تقريبا , فيكون تيار بدأ الحركة المسحوب أقل ما يمكن
2) بعد دوران المحرك بسرعته , نغير وضع المحرك من ستار لدلتا , حيث أن المصدر يكون بقيمة فولت دلتا
لاحظ أنه لايجب أن يعمل المحرك على وضع ستار بفولت دلتا لفترة طويلة حتى لا يحترق الموتور , ولكن لفترة قصيرة كافية " لتأوييم " أو بدأ حركة الموتور, وهي تتراوح من 5 إلى 7 ثواني , كما يجب ملاحظة أن الأوفرلود يتم ضبطة تبعا لقيمة تيار دلتا .
ولكن السؤال هو , كيف سنقوم بتغيير التوصيلة أثناء عمل الموتور ؟ فلا يمكن أن أوصل الموتور ستار , وبعد عمله , أفتح علبة الموتور وأعيد توصيله , بل لابد أن يتم هذا أوتوماتيكيا .
سنقوم بعمل ذلك بطريقة خاصة , ولكن نحتاج في البداية لدراسة ما يعرف باسم الـ Timers , ثم بعد ذلك سنتعلم سويا هذه الطريقة التي يعتبرها الفنيين والمهندسين من المسائل الصعبة والمعقدة جدا , بل ويقيم الكثير من المهندسين على قدرتهم على عمل توصيلة ستار دلتا أوتوماتيكيا .



المحاضرة رقم 2........