كيفية ضبط رِيلاي زمني للاتصال النجمي-الثلاثي لبدء تشغيل المحرك: تأخير الانتقال والأساسيات الكهربائية للتوصيل؟

س: كيف تُضبط مرحل زمني نجمة-مثلث لبدء تشغيل محرك: أساسيات تأخير الانتقال والتوصيلات؟

الوقت مرحل يحدد المدة التي يتسارع فيها المحرك في وضع النجمة قبل أن يعيد المبدئ توصيله في وضع المثلث. اضبط التأخير وفقًا لحجم المحرك وحمل البدء، ودع المرحل يُنظِّم تسلسل القواطع الرئيسية وقاطع النجمة وقاطع المثلث بوقف انتقالي مدمج يمنع حدوث قصر بين الطورين عند التحويل.
١. لماذا يحتاج مبدئ النجمة-المثلث إلى مرحل زمني
قد تصل التيار المستهلك عند التشغيل المباشر إلى ستة أو ثمانية أضعاف التيار الاسمي للمحرك. أما في حالة التوصيل على شكل نجمة، فإن كل لفة تتعرض لحوالي ٥٨٪ من جهد الخط، وبالتالي ينخفض تيار الخط عند التشغيل إلى ما يقارب الثلث من قيمته في حالة التشغيل المباشر، أي عادةً ما يتراوح بين ضعفين واثنين ونصف من التيار الاسمي. أما المقابل لهذا الانخفاض فهو العزم، الذي ينخفض أيضًا إلى نحو الثلث، لذا يجب أن يكون المحرك قادرًا على التسارع تحت عزم مخفض.
• تُستخدم طريقة النجمة-المثلث عادةً في المحركات التي تتراوح قدرتها تقريبًا بين ٥٫٥ كيلوواط و١١ كيلوواط فما فوق، عندما تفرض جهة التغذية أو شبكة المصنع حدًّا أقصى على تيار التشغيل.
• وهي مناسبة للأحمال التي تتطلب عزم تشغيل منخفض، مثل المضخات الطاردة المركزية والمراوح وأدوات الآلات التي تُشغَّل دون حمل. أما الأحمال ذات العزم العالي أو القصور الذاتي الكبير فتتطلب استخدام مشغِّل لطيف أو وسيلة أخرى بدلًا من ذلك.
• يُدخل رِيلاي زمني مخصص للنجمة-المثلث فترة انتظار متعمَّدة بين فتح دائرة النجمة وإغلاق دائرة المثلث، وعادةً ما تكون هذه الفترة بضعة عشرات من المللي ثانية. ولا يمكن لمؤقِّت التأخير العام ضمان هذه الفاصلة، لذا لا تزال دارة المقاصل بحاجة إلى تأمينات تداخل صحيحة.

٢. اختر فترة النجمة من محرك أو حمل
يجب أن تكون فترة النجمة كافية لكي يقترب المحرك من سرعته المُصنَّفة، لكنها ليست طويلة أكثر من اللازم بحيث لا يعمل المحرك على عزم دوران منخفض لأطول فترة ممكنة. وتستخدم معظم المنشآت تأخير انتقال يتراوح بين ٣ و٣٠ ثانية.
• ابدأ من وثائق المحرك أو جهاز التشغيل عند ذكرها لوقت انتقال موصى به.
• كقاعدة إرشادية ميدانية: تحتاج المحركات الصغيرة ذات الأحمال الخفيفة، حتى حوالي ٧٫٥ كيلوواط، عادةً ما بين ٤ و٨ ثوانٍ؛ بينما تحتاج المحركات المتوسطة التي تدير المضخات والمراوح غالبًا ما بين ٨ و١٥ ثانية؛ أما عمليات التشغيل ذات القصور الذاتي العالي فقد تحتاج ما يصل إلى ٢٠–٣٠ ثانية.
•راقب تيار المحرك أثناء التشغيل. ففي التوصيل النجمي، يرتفع التيار أولاً ثم ينخفض تدريجياً مع زيادة السرعة. وأفضل لحظة للتحويل هي مباشرة بعد أن يبدأ التيار في الانخفاض ويستقر، ما يدل على أن المحرك قد وصل إلى سرعة تشغيله تقريباً.
•إذا لم تتمكن المحرك من التسارع خلال أقصى تأخير مسموح به، فهذا يعني أن الحمل يحتاج عزماً دورانياً أكبر مما توفره التوصيلة النجمية، وبالتالي يجب إعادة النظر في طريقة التشغيل.
•التحويل المبكر جداً يؤدي إلى اندفاع كبير في التيار وهزة مفاجئة في العزم عند لحظة الانتقال؛ أما التأخير المفرط فيترك المحرك يعمل بتorque منخفض ويسخن بشكل مفرط.
•أعد فحص الإعدادات كلما تغير الحمل المرتبط بالمحرك، كأن يتم تغيير ريشة المضخة أو تعديل ناقل الحزام مثلاً.

٣. كيف ينسق الريلاي الزمني بين المقاطع الكهربائية كي‌إم١ وكِي‌إم٢ وكِي‌إم٣
في المحرك ذي الستة الطرفيات المعتاد، يتولى كي‌إم١ توصيل مصدر التغذية ببدايات لفات المحرك، بينما يربط كي‌إم٣ نهايات الثلاث لفات معاً لمرحلة التشغيل، أما كي‌إم٢ فيعيد توصيل نهاية كل لفة بالطرف الخطّي للطور المجاور لمرحلة التشغيل المستمر.
• الضغط على زر التشغيل يُغلق المفتاحين الكهربائيين كي إم ١ وكِي إم ٣ معًا؛ فيتسارع المحرك باتصال النجمة بينما يحسب الريلاي الزمني المدة.
• عند انتهاء فترة الاتصال بالنجمة، يفتح الريلاي الزمني كِي إم ٣، ثم ينتظر خلال فترة الانتقال الداخلية الخاصة به، ثم يُغلق كِي إم ٢ بينما يبقى كِي إم ١ مغلقًا لاستمرار التشغيل.
• لا يجوز أبدًا إغلاق كِي إم ٢ وكِي إم ٣ معًا في آنٍ واحد. يؤدي الإغلاق المتزامن إلى توصيل الملفات في تكوين قصير الدائرة، ما يسبب قصرًا بين الطورَين في الدائرة الإمدادية. استخدم القفلَين الميكانيكي والكهربائي الموضَّحين في رسم مخطط المُشغِّل، بالإضافة إلى وقفة الانتقال الزمنية للريلاي.
• يؤدي أمر الإيقاف أو انقطاع التيار بسبب الحمل الزائد إلى فصل كِي إم ١ وكِي إم ٢ وإعادة ضبط الريلاي الزمني، فيبدأ التشغيل التالي من جديد باتصال النجمة.
• حدد أحجام المفاتيح الكهربائية وريلاي الحماية من الحمل الزائد وفق قواعد المُشغِّل في المعيار الآي إي سي ٦٠٩٤٧-٤-١ والمخطط التخطيطي للمُشغِّل. ويُضبط ريلاي الحماية من الحمل الزائد الموجود في دائرة الخط على قيمة تيار التحميل الكامل المذكورة على لوحة بيانات المحرك؛ أما الريلاي الموضوع في فرع الدلتا فيُضبط على تيار ذلك الفرع، الذي يساوي عادةً ٠,٥٨ من تيار التحميل الكامل.

٤. تجنَّب الصدمة الكهربائية الحالية عند التحويل
يحدث معظم الضرر في بدء التشغيل بنظام النجمة-المثلث في لحظة الانتقال، إذا كانت التوقيتات أو التوصيلات غير صحيحة.
• افتح دائمًا كونتاكتور النجمة قبل إغلاق كونتاكتور المثلث، ولا تُغلق أبدًا KM2 بينما لا يزال KM3 مغلقًا، حتى لو كان ذلك لجزء من الثانية فقط. إن الفاصل الزمني القصير المفتوح يسمح بانحدار تيار التشغيل بالكامل، بحيث يُغلق KM2 على محركٍ قيد التشغيل بدلًا من إغلاقه على دائرة قصيرة.
• تأكَّد من أن تلامسات خرج المؤقت مُصنَّفة لتحمل ملفات كونتاكتورات التحكم التي تُشغِّلها، وأن جهد تغذية المؤقت يتطابق مع جهد تحكم اللوحة.
• زُد حماية الدائرة القصيرة في الجزء العلوي وفق تيار التشغيل للمثلث للمحرك مع هامش معقول، مع ترك حماية الحمل الزائد متصلةً في كلا وضعَي التشغيل.

٥. تحقَّق من إعدادات المرحل قبل التسليم
يكفي فحصٌ مكتبي مدته خمس دقائق لمنع فشل أول تشغيل في الموقع.
•تقدم شركة داقوان ريليهات مخصصة للتبديل بين التوصيل على شكل نجمة ودلتا، وريليهات زمنية متعددة الوظائف للتحكم في المحركات؛ اختر وحدة نطاقها الزمني يغطي الإعداد المطلوب مع هامش كافٍ للتعديل.
•تأكد من مطابقة مخطط الدالة المطبوع على الريليه: مخرج النجمة ومخرج الدلتا وسلوك التبديل يجب أن يتطابق مع تسلسل التشغيل المذكور أعلاه.
•زود الريليه بالطاقة من مصدر التحكم في اللوحة، وقس فترة التوصيل على شكل نجمة باستخدام ساعة توقيت، وتأكد من ظهور الفجوة الزمنية بين فتح دائرة النجمة وإغلاق دائرة الدلتا في كل دورة تشغيل.
•سجّل الإعداد النهائي على الملصق المُثبَّت على اللوحة أو على مخطط التوصيلات كي يتمكّن فنيو الصيانة من استعادته بعد استبدال الريليه.
•في حال الأحمال غير الاعتيادية أو ظروف التغذية غير الاعتيادية، تحقَّق من صحة الإعداد عن طريق قياس تيار التشغيل الفعلي أثناء مرحلة التشغيل الأولي بدلًا من الاعتماد فقط على القاعدة التقريبية.