شرح التأريض ونظام الأرضى وأنواعه ومكوناته وطرق قياس مقاومة الأرضي وتقليل قيمتها

 

طرق توصيل السوفت ستارتر مع المحرك الحثي ثلاثي الطور

هناك طريقتين لتوصيل السوفت ستارتر soft starter مع المحرك الحثي ثلاثي الأطوار 3ph induction motor وهما :
 1   طريقة التوصيل المباشر in line connection
 2   طريقة التوصيل دلتا inside delta connection
وكلتا الطريقتين قادرتان على تشغيل السوفت ستارتر والمحرك بنفس الكفاءة ولكن هناك بعض الفروق الأخرى

1) طريقة التوصيل المباشر in line connection 

وهي الطريقة الأكثر شيوعا وسهولة لتوصيل السوفت ستارتر مع ملفات المحرك ويتم توصيل الفازات الثلاثة لجهد المصدر توالي مع الكونتاكتور الرئيسي main contactor وجهاز الحماية الحرارية overload وصولا إلي ملفات المحرك

 في طريقة التوصيل المباشر للسوفت ستارتر يكون التيار المار في أجهزة الدائرة ( السوفت ستارتر والكونتاكتور والأوفرلود) هو نفسه التيار المسحوب من قبل المحرك لذا يلزم إختيار سعة السوفت ستارتر والكونتاكتور والأوفرلود بحيث تكون مساوية للتيار المقنن للمحرك 

مثال : إذا كان التيار المقنن للمحرك مساويا 100 أمبير يتم إختيار سعة السوفت ستارتر وسعة الكونتاكتور  مساوية أيضا 100 أمبير مثل تيار المحرك

ملحوظة : في أغلب أجهزة ال soft starter يكون جهاز الحماية الحرارية overload متضمن داخل جهاز السوفت ستارتر نفسه 

ويتم توصيل ملفات المحرك نفسه بطريقتين :

أولا : توصيلة دلتا Delta connection 

وفيها تكون ملفات المحرك موصلة على شكل دلتا كما بالرسم ويلزم أن يكون جهد الخط مساويا لجهد المحرك عند توصيله دلتا

ثانيا : توصيلة ستار Star connection 

وفيها تكون ملفات المحرك موصلة على شكل نجمة star كما بالرسم ويلزم أن يكون جهد الخط مساويا لجهد المحرك عند توصيله star

2) طريقة التوصيل داخل الدلتا inside delta connection 

• في هذه الطريقة يتم توصيل السوفت ستارتر كما بالرسم
• هذه الطريقة في التوصيل تجعل من السهل إستبدال دائرة ستار دلتا star/delta موجودة بالفعل بالسوفت ستارتر 

عند توصيل جهاز ال soft starter داخل توصيلة الدلتا سوف يكون التيار المار في السوفت ستارتر مساويا ( 3√/1) أي %58 من جهد الخط line voltage
وبالتالي يتم إختيار سعة أجهزة السوفت ستارتر و الكونتاكتور والأوفرلود مساوية ل 58% من التيار المقنن للمحرك
مثال : إذا كان التيار المقنن للمحرك مساويا 100 أمبير يتم إختيار سعة السوفت ستارتر وسعة الكونتاكتور و سعة الأوفرلود مساوية ل 58 أمبير
وبالتالي تكون طريقة التوصيل inside delta connection إقتصادية وأقل تكلفة من طريقة الوصيل المباشر وذلك نظرا لإنخفاض سعة السوفت ستارتر والكونتاكتور وبالتالي إنخفاض تكلفتهما

• في هذه الطريقة يلزم أن يكون المحرك مصمم ومجهز للعمل على توصيلة دلتا أي يحتوي صندوق التجميع الخاص بالمحرك (روزتة التوصيل) على ستة (6) أطراف وبالتالي يتم توصيل ستة كابلات بين السوفت ستارتر وروزتة التوصيل للمحرك
• وفي حالة كانت المسافة طويلة بين جهاز ال soft starter والمحرك ستكون أطوال كابلات التوصيل الستة كبيرة مما يزيد من التكلفة وأحيانا قد تزيد على التوفير الحادث في السعة الأقل للسوفت الستارتر والكونتاكتور فتصبح طريقة التوصيل inside delta connection في هذه الحالة أعلى تكلفة من طريقة التوصيل المباشر

موقع الكونتاكتور contactor في طريقة التوصيل داخل الدلتا 

في طريقة التوصيل دلتا للسوفت ستارتر يمكن وضع الكونتاكتور في إحدي موضعين في الدائرة إما داخل توصيلة الدلتا أو خارجها وفي كلتا الحالتين سوف يكون الكونتاكتور قادرا علي إيقاف المحرك ولكن هناك فرق بين كلا الموضعين من حيث إختيار سعة الكونتاكتور  

أولا : وضع الكونتاكتور داخل توصيلة الدلتا

 يتم إختيار الكونتاكتور مساويا 58% من التيار المقنن للمحرك

ثانيا : وضع الكونتاكتور خارج توصيلة الدلتا

يتم إختيار الكونتاكتور مساويا للتيار المقنن للمحرك

وبغض النظر عن موضع الكونتاكتور في الدائرة يلزم أن يكون من النوع AC-3

إستخدام جهاز ال soft starter لإقلاع أكثر من محرك بنفس الوقت

إذا كان السوفت ستارتر سيقوم بإقلاع عدة محركات (على التفرع) في نفس الوقت فيجب الأخذ بعين الإعتبار الملاحظتين التاليتين :

• يجب أن يتحمل السوفت ستارتر التيار المقنن لكل المحركات معا
• يجب ان يتحمل السوفت ستارتر تيار الإقلاع starting current لكل المحركات حتى وصول سرعتها للسرعة المقننة

 ملاحظة  : إذا كان السوفت ستارتر لا يحتوي على كونتاكتور داخلي ويراد تركيب bypass contactor فإن الملاحظة الثانية هي من تؤخذ بعين الإعتبار عند إختيار الكونتاكتور

 مثال  : إذا كان لدينا محركان التيار المقنن لهما 100 أمبير وتيار الإقلاع 400 أمبير لمدة 10 ثواني فإن تيار الإقلاع الكلي مساويا 2×400=800 أمبير لمدة 10 ثواني فيجب الإنتباه لهذه القيمة عند إختيار جهاز ال soft starter مع مراعاة وضع جهاز الأوفرلود overload أو قاطع محرك لكل محرك على حده

نقاط التحكم في جهاز ال soft starter ووظيفة كل منها

نقاط التحكم بجهاز ال soft starter ووظائفها

الشكل التالي يوضح نقاط التحكم الخاصة بأحد أجهزة ال soft starter ( ماركة شنايدر altistart)

بالنظر للشكل السابق والخاص ب (نقاط التحكم الخاصة بجهاز السوفت ستارتر altistart) نجد نقاط التحكم الآتيه (وهي تتوفر في أغلب ماركات أجهزة ال soft starter)  :

1) نقطتي تغذية كنترول السوفت ستارتر

من خلالها يتم تأمين تغذية لجهاز ال soft starter ( البوردة الداخلية circuit board والمروحة داخل السوفت ستارتر) بجهد يتراوح ما بين 100 إلى 250 فولت AC 

2) ريليهات إشارات الخرج output signal relays

يوجد عدد (2) ريليه relay موجودين بداخل السوفت ستارتر وهما R1 و R2 ويحوي كل relay علي ثلاث نقاط وهي :

• نقطة مغلقة (Normally closed) وهي NC وتسمى R1B أو R2B
• نقطة مشتركة Common وتسمى R1C أو R2C
• نقطة مفتوحة Normally open وهي NO وتسمى R1A و R2A

يمكن إستقبال ما يصل إلي ثلاثة إشارات خرج من جهاز ال soft starter (وبناء عليها تغلق او تفتح الريليهات تلامساتها) وهي كالتالي :

• RUN : وهنا يغلق الريلاي تلامسه المفتوح ( NO Contact) بمجرد ما يستقبل إشارة بدء السوفت ستارتر في العمل وإقلاع المحرك ويظل الريلاي مغلقا طالما السوفت ستارتر يمرر تيار إلي المحرك وهنا وظيفة الريلاي التحكم في الكونتاكتور الرئيسي للدائرة 
• TOR/Bypass : وهنا يغلق الريلاي تلامسه المفتوح ( NO Contact) لتشغيل كونتاكتور التشغيل Bypass contactor وذلك بمجرد إنتهاء فترة إقلاع المحرك (توقف السوفت ستارتر) ويظل مغلقا حتي يستقبل إشارة توقف المحرك عن العمل 
• Event : وهنا سوف يفتح أو يغلق الريلاي تلامسه contact عند حدوث أي خطأ او عطل أو عمل أي وقاية ويستخدم عادة لإرسال إشارة خطأ error أو لإيقاف تشغيل الكونتاكتور الرئيسي 

3) مداخل منطقية Logic inputs 

يزود السوفت ستارتر بمداخل منطقية analog inputs يمكن توصيلها بوحدة التحكم المنطقي PLC من خلال نظام fieldbus system  (مثل : Profibus أو Modbus) وتكون هذه المداخل عبارة عن RJ45 connectors حيث يمكن من خلال وحدة ال PLC عمل الآتي :-

- تشغيل أو إيقاف السوفت ستارتر 

- إعطاء معلومات عن حالة السوفت ستارتر وقياساته

- تغيير إعدادات settings جهاز ال soft starter

كما يمكن توصيل هذه المداخل المنطقية لجهاز قياس analog meter حيث يرسل السوفت ستارتر إشارة بقيمة التيار المسحوب إلى ال analog meter ويمكننا معرفة قيمة تيار المحرك من خلاله وعن بعد وذلك يلغي الحاجة لتوصيل محول تيار CT خارجي

4) دائرة تحكم بإيقاف وتشغيل السوفت ستارتر 

وهي دائرة تحكم عبارة عن مفتاحي pushbutton (بالرسم القادم هما S3 و S4) عن طريقهما يتم إعطاء إشارة توصيل أو فصل للسوفت ستارتر إما بتوصيل جهد 24 فولت DC للسوفت ستارتر أو فصل الجهد عنه وبالتالي يتم التحكم في إيقاف وتشغيل السوفت ستارتر عن طريق هذه الدائرة 

وهذا الجهد يمكن الحصول عليه من السوفت ستارتر نفسه (كما بالرسم +24V) أو أحيانا من مصدر خارجي

5) نقطة تأريض لجهاز ال softsarter

وهي نقطة يتم من خلالها تأريض جهاز ال soft starter وذلك بتوصيل هذه النقطة بكابل إلي بارة التأريض باللوحة الموجود بداخلها السوفت ستارتر

دائرة التحكم والقوى لجهاز السوفت ستارتر

كما يوضح الشكل التالي توصيل دائرة التحكم والقوى لجهاز السوفت ستارتر

 شرح الدائرة 

• عن طريق محول Q2 يتم تأمين تغذية 220 فولت AC إلى النقطتين (CL1 ، CL2) بالسوفت ستارتر ليتم تأمين التغذية إلي جهاز ال soft starter وتشغيله 
• النقطتان (LI1 ، Li2) تستخدم لتشغيل السوفت ستارتر وإيقافه حيث كما يظهر في الشكل مفتاح Push button يسمى S3 عند الضغط عليه يؤمن نبضه pulse للنقطة LI2 ليبدأ المحرك بالإقلاع وعند الضغط علي مفتاح الإيقاف S4 يفتح فيقطع التغذية 24 فولت عن النقطة LI1 ويقف السوفت ستارتر تدريجيا حتي يتوقف تماما حسب الوقت المضبوط عليه 
• تم إستخدام أحد مخارج ال soft starter وهو ريلية R2 كما يظهر في الشكل فعند تغذية السوفت ستارتر يغلق الريليه R2 تماسه (Conatact (R2A ، R2C وعند حدوث أي Trip يفتح التماس ويقطع التغذية ثلاثية الطور عن السوفت ستارتر وبالتالي عن المحرك 
• وبالضغط على مفتاح التشغيل S2 تصل التغذية او التيار إلى ملف الكونتاكتور KM1 فيغلق الكونتاكتور تلامساته ويوصل التغذية ثلاثية الطور إلي السوفت ستارتر ومع ضغط أي ضغط على المفتاح S3 تصل نبضة pulse إلي المدخل LI2 فيعمل السوفت ستارتر ويقلع المحرك .
• إذا المفتاح S2 وظيفته تشغيل الكونتاكتور KM1  لكن الكونتاكتور KM1 لا يقلع السوفت ستارتر لكن المسؤول عن ذلك هو مفتاح التشغيل S3 هو من يقلع السوفت ستارتر 
• Q2 و Q1 إما أن تكون مفاتيح فصل وتوصيل أو فيوز حماية

أنظمة التحكم في تشغيل وإيقاف السوفت ستارتر

يوجد نظامين للتحكم فى تشغيل وإيقاف السوفت ستارتر وإقلاع المحرك وهما :

1) نظام التحكم بسلكين Two-Wire control system
عندما يكون المفتاح S3 فى حالة إطفاء يكون المحرك متوقف وعند الضغط على المفتاح S3 وتشغيله يعمل السوفت ستارتر ويقلع المحرك بشرط وجود تغذية كهربية على نقطتي التغذية الكهربية للسوفت ستارتر (CL1 ، CL2) 

2) نظام التحكم بثلاثة أسلاك Three - Wire control system

لا يمكن قيام السوفت ستارتر بإقلاع المحرك إلا بوجود تغذية كهربية على نقطتي التغذية الكهربية للسوفت ستارتر (CL1 ، CL2) 

عند الضغط على مفتاح التشغيل S3 يصل جهد التغذية 24 فولت DC كنبضة إلى النقطة LI3 وهي المسئوولة عن إقلاع المحرك فيقلع المحرك وفى حالة الضغط على مفتاح الإيقاف S4 يتوقف المحرك بشكل تدريجي وناعم