المحركات أحادية الطور تستخدم على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية والمنزلية. يمكن أن يؤدي التشغيل المطول أو ظروف التحميل الزائد إلى ارتفاع درجات حرارة ملفات المحرك، وتقادم العزل، وحتى احتراق المحرك. يعد الاختيار والتطبيق الصحيح لأجهزة الحماية من الحمل الزائد أمرًا بالغ الأهمية لإطالة عمر المحرك وضمان التشغيل الآمن. تقدم هذه المقالة نظرة عامة احترافية على طرق الحماية من التحميل الزائد الشائعة للمحركات أحادية الطور وخصائصها.
حامي الحمل الزائد الحراري الميكانيكي
تعتبر واقيات الحمل الحراري الزائد الميكانيكية أكثر طرق الحماية التقليدية والمستخدمة على نطاق واسع. ويستند مبدأهم على شريط ثنائي المعدن، الذي ينحني عند تسخينه بواسطة تيار مفرط، مما يؤدي ميكانيكيًا إلى تشغيل جهات الاتصال لقطع مصدر الطاقة.
- هيكل بسيط، تكلفة منخفضة، سهولة الصيانة.
- يعتمد وقت رد الفعل على مدة التحميل الزائد، وهو مناسب لمنع التحميل الزائد الطفيف على المدى الطويل.
- غير حساس لارتفاع التيار العالي لفترة قصيرة، لا يمكنه منع الحمل الزائد الفوري بشكل كامل.
تُستخدم الواقيات الحرارية الميكانيكية بشكل شائع في الأجهزة المنزلية والمراوح الصغيرة والمضخات والآلات ذات التحميل الخفيف.
حامي الزائد الكهرومغناطيسي
تستخدم واقيات الحمل الزائد الكهرومغناطيسي مغناطيسًا كهربائيًا لتشغيل المفتاح. عندما يتجاوز تيار المحرك القيمة المقدرة، تقوم القوة المغناطيسية المتزايدة بتحريك جهات الاتصال لفصل مصدر الطاقة.
- استجابة سريعة، تمنع بشكل فعال التحميل الزائد على المدى المتوسط.
- يمكن دمجها مع المرحلات لأجهزة الإنذار أو التحكم عن بعد.
- حساسة للغاية للتقلبات الحالية، ومناسبة لخطوط الإنتاج الصناعي والمحركات متوسطة الطاقة.
يُستخدم بشكل شائع للمضخات والمراوح والضواغط في البيئات الصناعية حيث تتطلب الاستجابة السريعة للحمل الزائد.
حماية التتابع الحراري
تُستخدم المرحلات الحرارية بشكل متكرر مع المحركات أحادية الطور، وعادة ما تكون مقترنة بموصل. وهي تعمل بشكل مشابه للواقيات الحرارية الميكانيكية، وذلك باستخدام شريط ثنائي المعدن يتم تسخينه بالتيار. ينحني الشريط، ويدفع قضيبًا يؤدي إلى فتح الموصل.
- تيار رحلة قابل للتعديل، مما يوفر مرونة عالية.
- يمكن أن تحمي المحركات أحادية الطور أو ثلاثية الطور، ويمكن تطبيقها على نطاق واسع.
- يتضمن وظيفة تأخير الوقت لتجنب الرحلات الخاطئة من الأحمال الزائدة قصيرة المدى.
تعتبر المرحلات الحرارية ضرورية في لوحات التحكم الصناعية ودوائر حماية المحركات.
حامي الزائد الإلكتروني
تكتشف واقيات التحميل الزائد الإلكترونية تيار المحرك باستخدام مستشعرات تأثير هول أو مقاومات التحويل أو محولات التيار. عندما يتجاوز التيار قيمة محددة مسبقًا، تقوم دائرة التحكم الإلكترونية بقطع الطاقة أو إطلاق إنذار.
- دقة حماية عالية، تيار رحلة قابل للتعديل ووقت تأخير.
- يوفر حماية متعددة الوظائف بما في ذلك التيار الزائد، والدوائر القصيرة، والجهد المنخفض.
- يدعم المراقبة عن بعد والتحكم الذكي، ومناسب للأنظمة الآلية الحديثة.
تعتبر الحماية الإلكترونية من التحميل الزائد مثالية للمحركات أحادية الطور متوسطة إلى عالية الطاقة، خاصة في أنظمة التشغيل الآلي والتحكم الذكي.
إعادة ضبط الحماية من التحميل الزائد
تستخدم حماية التحميل الزائد ذاتية الضبط مكونات حساسة لدرجة الحرارة مثل الثرمستورات PTC. عندما يسخن المحرك بسبب الحمل الزائد، ترتفع مقاومة الثرمستور، مما يحد من التيار ويقلل درجة الحرارة. بمجرد أن يبرد المحرك، تعود المقاومة إلى وضعها الطبيعي، ويمكن للمحرك إعادة التشغيل تلقائيًا.
- تتم إعادة التعيين تلقائيًا دون تدخل يدوي، مما يضمن تشغيلًا مستمرًا أعلى.
- هيكل مدمج، مناسب للأجهزة الصغيرة والأجهزة المحمولة.
- يقتصر على التطبيقات منخفضة الطاقة، وغير مناسب للمحركات الصناعية عالية الطاقة.
يتم تطبيقه على نطاق واسع في مكيفات الهواء المنزلية والثلاجات والمراوح الصغيرة وغيرها من المحركات ذات الحمل الخفيف.
مبادئ الاختيار للحماية من التحميل الزائد
يعتمد اختيار الطريقة المناسبة للحماية من التحميل الزائد على قوة المحرك، وبيئة التشغيل، وخصائص الحمل، ونظام التحكم. المحركات المنزلية منخفضة الطاقة مناسبة للحماية الميكانيكية أو الحماية الذاتية. تستخدم المحركات الصناعية متوسطة الطاقة عادة المرحلات الحرارية أو الحماية الكهرومغناطيسية. تستفيد الأنظمة عالية الدقة أو الآلية من أجهزة الحماية الإلكترونية. يجب أن يتم دمج الحماية من الحمل الزائد مع حماية الدائرة القصيرة والجهد المنخفض لتشكيل نظام حماية كامل للمحرك.
