מנוע דלאנדר לשתי מהירויות
🎯 מטרות למידה
בסוף הפרק תוכלו:
- להסביר איך מנוע דלאנדר משנה מהירות בשינוי מספר הקטבים.
- לקרוא מעגל כוח של דלאנדר ולזהות את שלושת המגענים.
- לכתוב סולם לשתי מהירויות עם חיגורים, דרך עצירה.
- לחבר ממסר לחוסר מופע ולהסביר מה הוא מגן.
- לבנות מעבר אוטומטי ממהירות נמוכה לגבוהה.
❓ שאלת פתיחה
מאוורר גדול במבנה חקלאי צריך לעבוד לאט בלילה ומהר ביום חם. אין ממיר תדר.
איך מנוע אחד נותן שתי מהירויות קבועות? ומה קורה לו אם אחד המופעים ברשת נופל?
ידע נדרש
- מהירות סינכרונית: n = 60·f / p, כאשר p הוא מספר זוגות הקטבים.
- פרק 10: כוכב ומשולש.
- פרק 7: חיגור משולש.
ציוד וזמן
| ציוד | כמות |
|---|---|
| בקר אומרון, ספק כוח 24 וולט וכבל תכנות | 1 |
| מגען 24 וולט: נמוכה, גבוהה וגשר כוכב | 3 |
| ממסר תרמי לכל מהירות | 2 |
| ממסר לחוסר מופע | 1 |
| מנוע דלאנדר עם שישה הדקים | 1 |
⏱️ זמן מומלץ: ארבעה שיעורים.
- המגענים של המהירות הנמוכה והגבוהה לעולם לא סגורים יחד: חיגור משולש.
- לכל מהירות זרם נומינלי אחר, ולכן לכל מהירות ממסר תרמי משלה.
11.1 שתי מהירויות במנוע אחד
במנוע דלאנדר, כל סליל מחולק לשני חצאים. החיבור בין החצאים קובע את מספר הקטבים, ולכן את המהירות. היחס בין המהירויות הוא תמיד 1 ל-2, למשל 1500 ו-3000 סיבובים לדקה.
| מהירות | מגענים סגורים | חיבור |
|---|---|---|
| נמוכה | K1 | משולש: הרשת אל 1U 1V 1W |
| גבוהה | K2 ו-K3 | כוכב כפול: הרשת אל 2U 2V 2W, ו-K3 מקצר את 1U 1V 1W |
K1 סגור יחד עם K2 או K3 הוא קצר בין מופעים. לכן K1 בחיגור מול שניהם.
אצל חלק מהיצרנים צריך להחליף שני מופעים במעבר למהירות הגבוהה כדי שהמנוע ימשיך לאותו כיוון. בודקים לפי לוחית המנוע ומסמכי היצרן.
11.2 הסולם: תרגיל 6010
הדרישה: לחצן למהירות נמוכה, לחצן למהירות גבוהה, ולחצן עצירה. כדי לעבור בין המהירויות עוצרים קודם. ממסר לחוסר מופע עוצר את המנוע אם אחד המופעים נופל.
- שורה 0, מהירות נמוכה. הפעל/הפסק רגיל, עם חיגור מול הגשר ומול המהירות הגבוהה.
- שורה 1, הגשר K3. לחצן המהירות הגבוהה מפעיל קודם את הגשר, עם חיגור מול המהירות הנמוכה.
- שורה 2, מהירות גבוהה. K2 נדלק כשהגשר דולק. כך הגשר והמגען של המהירות הגבוהה תמיד פועלים יחד.
ממסר לחוסר מופע מודד את שלושת המופעים. אם מופע נופל, או שסדר המופעים הפוך, הוא מחליף מצב מגע. מנוע שעובד על שני מופעים מושך זרם גבוה ונשרף תוך זמן קצר, והממסר התרמי לא תמיד מספיק מהר. בחוברת הממסר מחובר כך שהמבוא 0.04 נדלק בתקלה.
11.3 חיווט הבקר
| כתובת | תגית | רכיב | תפקיד |
|---|---|---|---|
| 0.00 | O.L | F2 ו-F3 (97-98) במקביל | הגנה תרמית של שתי המהירויות |
| 0.01 | Stop | S0 | עצירה |
| 0.02 | Slow | S1 | מהירות נמוכה |
| 0.03 | Fast | S2 | מהירות גבוהה |
| 0.04 | Phase_F | KF | חוסר מופע |
| 100.00 | Low | K1 | מגען מהירות נמוכה |
| 100.01 | High | K2 | מגען מהירות גבוהה |
| 100.02 | Bridge | K3 | גשר כוכב |
11.4 דוגמה פתורה: מעבר בין מהירויות
| רגע | מה קרה |
|---|---|
| t1 | מהירות נמוכה: K1 נמשך ומחזיק את עצמו. |
| t2 | לחיצה על גבוהה בזמן שהמנוע בנמוכה: שום דבר, כי המגע הסגור 100.00 חוסם את הגשר. |
| t3 | עצירה. המנוע מאט. |
| t4 | לחיצה על גבוהה: הגשר K3 נמשך, ובאותה סריקה גם K2. המנוע עובר לכוכב כפול. |
| t5 | מופע נפל: 0.04 נדלק, הגשר נופל, ואחריו גם K2. המנוע נעצר. |
11.5 תרגול
רמה 1 · בסיסי הוסיפו נורית "נמוכה" (100.03), נורית "גבוהה" (100.04) ונורית "חוסר מופע" (100.05) שמהבהבת פעם בשנייה.
רמה 2 · בינוני מעבר ישיר. רוצים לעבור מנמוכה לגבוהה בלי לעצור. לחיצה על "גבוהה" בזמן המהירות הנמוכה מכבה את K1, ואחרי חצי שנייה מפעילה את הגשר ואת K2. העזרו בביט עבודה W0.00 ("בקשת גבוהה") ובקוצב זמן TIM 0001.
מה יקרה אם... ממסר חוסר המופע לא מחובר, ומופע אחד נופל בזמן שהמנוע עובד במהירות גבוהה?
רמה 3 · מתקדם · מעבר אוטומטי כמו בסימולטור הדלאנדר באתר: לחיצה אחת על הפעלה (0.02) מתניעה את המנוע במהירות נמוכה. אחרי 6 שניות K1 נפתח, אחרי חצי שנייה נוספת נסגרים הגשר ו-K2, והמנוע ממשיך במהירות גבוהה. עצירה, עומס יתר או חוסר מופע עוצרים הכול.
| כתובת | תגית | תפקיד | כתובת | תגית | תפקיד |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.00 | O.L | הגנה תרמית | 100.00 | Low | מהירות נמוכה |
| 0.01 | Stop | עצירה | 100.01 | High | מהירות גבוהה |
| 0.02 | Start | הפעלה | 100.02 | Bridge | גשר כוכב |
| 0.04 | Phase_F | חוסר מופע | W0.00 | Run | המערכת פועלת |
💡 זו אותה תבנית כמו כוכב-משולש עם השהיית מעבר: ביט "פועל" עם החזקה, קוצב זמן ראשון למהירות הנמוכה, וקוצב זמן קצר להפסקה בין המגענים.
תרגלו מנוע דלאנדר עם מעבר אוטומטי בסימולטור:
11.6 סיכום
- מנוע דלאנדר נותן שתי מהירויות ביחס 1 ל-2, בשינוי מספר הקטבים.
- מהירות נמוכה: משולש דרך K1. מהירות גבוהה: כוכב כפול דרך K2 ו-K3.
- K1 בחיגור מול K2 ומול K3, בתוכנה ובחומרה.
- לכל מהירות ממסר תרמי משלו, כי הזרם הנומינלי שונה.
- ממסר לחוסר מופע עוצר את המנוע מיד כשמופע נופל.
- מעבר בין מהירויות עובר דרך עצירה, או דרך השהיה קצרה בין המגענים.
- מעבר אוטומטי בנוי כמו כוכב-משולש: ביט פועל, קוצב זמן, והשהיית מעבר.
מונחים
| מונח | באנגלית | הסבר קצר |
|---|---|---|
| מנוע דלאנדר | Dahlander motor | מנוע לשתי מהירויות עם סלילים מחולקים |
| זוגות קטבים | Pole pairs | קובעים את המהירות הסינכרונית |
| כוכב כפול | Double star (YY) | חיבור המהירות הגבוהה בדלאנדר |
| ממסר לחוסר מופע | Phase failure relay | מזהה נפילת מופע או סדר מופעים הפוך |
| גשר כוכב | Star bridge | מגען שמקצר את קצות הסלילים |
בדיקה עצמית
- אילו מגענים סגורים במהירות הנמוכה ואילו בגבוהה?
- למה בתרגיל 6010 צריך לעצור לפני מעבר בין המהירויות?
- למה יש שני ממסרים תרמיים?
- מה תפקיד הממסר לחוסר מופע?
- ענו על שאלת הפתיחה של הפרק.
התשובות בסוף הפרק.
פתרונות תרגילי הפרק
רמה 1: נוריות
רמה 2: מעבר ישיר מנמוכה לגבוהה
הסבר לרמה 2: לחיצה על "גבוהה" מדליקה את W0.00. המגע הסגור שלו מכבה את K1. כש-K1 כבר כבוי, קוצב הזמן סופר חצי שנייה, ואז הגשר נדלק ומחזיק את עצמו. ברגע שהגשר נדלק, W0.00 כבה, כי תפקידו נגמר.
רמה 3: מעבר אוטומטי
W0.00 מחזיק את המערכת. TIM 0001 סופר 6 שניות של מהירות נמוכה. בסופן K1 נפתח, ו-TIM 0002 סופר חצי שנייה. רק אז הגשר נסגר, ו-K2 נסגר אחריו. עצירה מכבה את W0.00, ושני קוצבי הזמן מתאפסים.
תשובה ל"מה יקרה אם". המנוע ימשיך להסתובב על שני מופעים, ימשוך זרם גבוה ויתחמם. הממסר התרמי יפעל רק אחרי זמן מה, ולפעמים מאוחר מדי לבידוד של הסלילים. ממסר חוסר המופע עוצר את המנוע מיד.
תשובות לבדיקה העצמית
- בנמוכה K1 לבד. בגבוהה K2 ו-K3 יחד.
- החיגור חוסם את המהירות השנייה כל עוד הראשונה עובדת. עצירה מבטיחה ש-K1 פתוח לפני ש-K2 ו-K3 נסגרים.
- בכל מהירות זורם במנוע זרם נומינלי אחר. ממסר אחד לא יכול להיות מכויל נכון לשתיהן.
- לזהות נפילת מופע או סדר מופעים הפוך, ולעצור את המנוע לפני שהוא מתחמם ונשרף.
- מנוע דלאנדר משנה את מספר הקטבים: משולש למהירות נמוכה, כוכב כפול לגבוהה. אם מופע נופל, הממסר לחוסר מופע עוצר את המנוע מיד.