محرّك دالاندر بسرعتين
🎯 أهداف التعلّم
في نهاية الفصل ستستطيعون:
- تفسير كيف يغيّر محرّك دالاندر سرعته بتغيير عدد الأقطاب.
- قراءة دائرة القدرة لمحرّك دالاندر وتحديد الملامسات الثلاثة.
- كتابة سلّم لسرعتين مع التعشيق، والانتقال بينهما عبر الإيقاف.
- توصيل مرحّل فقدان الطور وتفسير ممّ يحمي.
- بناء انتقال تلقائي من السرعة المنخفضة إلى السرعة العالية.
❓ سؤال افتتاحي
مروحة كبيرة في مبنى زراعي يجب أن تعمل ببطء في الليل وبسرعة في اليوم الحار. لا يوجد مغيّر تردّد.
كيف يعطي محرّك واحد سرعتين ثابتتين؟ وماذا يحدث له إذا سقط أحد الأطوار في الشبكة؟
معرفة سابقة
- السرعة التزامنية: n = 60·f / p، حيث p هو عدد أزواج الأقطاب.
- الفصل 10: ربط النجمة وربط المثلث.
- الفصل 7: التعشيق الثلاثي.
المعدّات والوقت
| المعدّات | الكمية |
|---|---|
| متحكّم أومرون، مزوّد القدرة 24 فولت وكبل البرمجة | 1 |
| ملامس 24 فولت: منخفضة، عالية وجسر النجمة | 3 |
| مرحّل حراري لكلّ سرعة | 2 |
| مرحّل فقدان الطور | 1 |
| محرّك دالاندر بستة مرابط | 1 |
⏱️ الوقت المقترح: أربع حصص.
- ملامسا السرعة المنخفضة والسرعة العالية لا يُغلقان معًا أبدًا: تعشيق ثلاثي.
- لكلّ سرعة تيار اسمي مختلف، ولذلك لكلّ سرعة مرحّل حراري خاصّ بها.
11.1 سرعتان في محرّك واحد
في محرّك دالاندر (מנוע דלאנדר)، كلّ ملفّ مقسوم إلى نصفين. الربط بين النصفين يحدّد عدد الأقطاب، ولذلك يحدّد السرعة. النسبة بين السرعتين هي دائمًا 1 إلى 2، مثلًا 1500 و3000 دورة في الدقيقة.
| السرعة | الملامسات المغلقة | الربط |
|---|---|---|
| منخفضة | K1 | مثلث: الشبكة إلى 1U 1V 1W |
| عالية | K2 و-K3 | النجمة المزدوجة (כוכב כפול): الشبكة إلى 2U 2V 2W، وجسر النجمة (גשר כוכב) K3 يقصّر 1U 1V 1W |
إغلاق K1 مع K2 أو K3 هو قِصَر بين الأطوار. لذلك K1 في تعشيق مقابل كليهما.
عند بعض المصنّعين يجب تبديل طورين عند الانتقال إلى السرعة العالية، كي يستمرّ المحرّك في الاتجاه نفسه. نفحص ذلك حسب لوحة المحرّك ووثائق المصنّع.
11.2 السلّم: التمرين 6010
المطلوب: زرّ للسرعة المنخفضة، وزرّ للسرعة العالية، وزرّ إيقاف. للانتقال بين السرعتين نوقف المحرّك أوّلًا. مرحّل فقدان الطور يوقف المحرّك إذا سقط أحد الأطوار.
- السطر 0، السرعة المنخفضة. تشغيل/إيقاف عادي، مع تعشيق مقابل الجسر ومقابل السرعة العالية.
- السطر 1، الجسر K3. زرّ السرعة العالية يشغّل الجسر أوّلًا، مع تعشيق مقابل السرعة المنخفضة.
- السطر 2، السرعة العالية. K2 يعمل عندما يعمل الجسر. هكذا يعمل الجسر وملامس السرعة العالية معًا دائمًا.
مرحّل فقدان الطور (ממסר לחוסר מופע) يقيس الأطوار الثلاثة. إذا سقط طور، أو كان ترتيب الأطوار معكوسًا، يغيّر حالة تلامسه. المحرّك الذي يعمل على طورين يسحب تيارًا عاليًا ويحترق خلال وقت قصير، والمرحّل الحراري ليس سريعًا بما يكفي دائمًا. في هذه الكرّاسة نوصل المرحّل بحيث يعمل المدخل 0.04 عند العطل.
11.3 توصيل المتحكّم
| العنوان | الوسم | المكوّن | الوظيفة |
|---|---|---|---|
| 0.00 | O.L | F2 و-F3 (97-98) على التوازي | الحماية الحرارية للسرعتين |
| 0.01 | Stop | S0 | إيقاف |
| 0.02 | Slow | S1 | السرعة المنخفضة |
| 0.03 | Fast | S2 | السرعة العالية |
| 0.04 | Phase_F | KF | فقدان الطور |
| 100.00 | Low | K1 | ملامس السرعة المنخفضة |
| 100.01 | High | K2 | ملامس السرعة العالية |
| 100.02 | Bridge | K3 | جسر النجمة |
11.4 مثال محلول: الانتقال بين السرعتين
| اللحظة | ماذا حدث |
|---|---|
| t1 | السرعة المنخفضة: K1 يُجذب ويثبّت نفسه. |
| t2 | ضغط على «عالية» والمحرّك في السرعة المنخفضة: لا شيء يحدث، لأنّ التلامس المغلق 100.00 يحجب الجسر. |
| t3 | إيقاف. المحرّك يتباطأ. |
| t4 | ضغط على «عالية»: الجسر K3 يُجذب، وفي المسح نفسه يُجذب K2 أيضًا. ينتقل المحرّك إلى النجمة المزدوجة. |
| t5 | سقط طور: يعمل 0.04، يسقط الجسر، وبعده يسقط K2 أيضًا. يتوقّف المحرّك. |
11.5 تدريب
المستوى 1 · أساسي أضيفوا مصباح بيان «منخفضة» (100.03)، ومصباح بيان «عالية» (100.04)، ومصباح بيان «فقدان الطور» (100.05) يومض مرّة كلّ ثانية.
المستوى 2 · متوسّط انتقال مباشر. نريد الانتقال من المنخفضة إلى العالية دون إيقاف. الضغط على «عالية» خلال السرعة المنخفضة يطفئ K1، وبعد نصف ثانية يشغّل الجسر وK2. استعينوا ببِت العمل W0.00 («طلب العالية») وبالمؤقّت TIM 0001.
ماذا يحدث لو... لم يكن مرحّل فقدان الطور موصولًا، وسقط طور واحد والمحرّك يعمل بالسرعة العالية؟
المستوى 3 · متقدّم · انتقال تلقائي كما في محاكي دالاندر في الموقع: ضغطة واحدة على التشغيل (0.02) تبدأ تشغيل المحرّك بالسرعة المنخفضة. بعد 6 ثوانٍ ينفتح K1، وبعد نصف ثانية أخرى يُغلق الجسر وK2، ويستمرّ المحرّك بالسرعة العالية. الإيقاف أو الحِمل الزائد أو فقدان الطور يوقف كلّ شيء.
| العنوان | الوسم | الوظيفة | العنوان | الوسم | الوظيفة |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.00 | O.L | الحماية الحرارية | 100.00 | Low | السرعة المنخفضة |
| 0.01 | Stop | إيقاف | 100.01 | High | السرعة العالية |
| 0.02 | Start | تشغيل | 100.02 | Bridge | جسر النجمة |
| 0.04 | Phase_F | فقدان الطور | W0.00 | Run | المنظومة تعمل |
💡 هذا هو النمط نفسه في نجمة-مثلث مع تأخير الانتقال: بِت «يعمل» مع تثبيت ذاتي، ومؤقّت أوّل للسرعة المنخفضة، ومؤقّت قصير للفاصل بين الملامسات.
تدرّبوا على محرّك دالاندر مع انتقال تلقائي في المحاكي:
11.6 تلخيص
- محرّك دالاندر يعطي سرعتين بنسبة 1 إلى 2، بتغيير عدد الأقطاب.
- السرعة المنخفضة: مثلث عبر K1. السرعة العالية: النجمة المزدوجة عبر K2 وK3.
- K1 في تعشيق مقابل K2 ومقابل K3، في البرنامج وفي العتاد.
- لكلّ سرعة مرحّل حراري خاصّ بها، لأنّ التيار الاسمي مختلف.
- مرحّل فقدان الطور يوقف المحرّك فورًا عندما يسقط طور.
- الانتقال بين السرعتين يمرّ عبر الإيقاف، أو عبر تأخير قصير بين الملامسات.
- الانتقال التلقائي مبنيّ مثل نجمة-مثلث: بِت «يعمل»، ومؤقّت، وتأخير الانتقال.
المصطلحات
| المصطلح | بالعبرية | بالإنجليزية | شرح مختصر |
|---|---|---|---|
| محرّك دالاندر | מנוע דלאנדר | Dahlander motor | محرّك بسرعتين بملفّات مقسومة |
| أزواج الأقطاب | זוגות קטבים | Pole pairs | تحدّد السرعة التزامنية |
| النجمة المزدوجة | כוכב כפול | Double star (YY) | ربط السرعة العالية في محرّك دالاندر |
| مرحّل فقدان الطور | ממסר לחוסר מופע | Phase failure relay | يكشف سقوط طور أو ترتيب أطوار معكوسًا |
| جسر النجمة | גשר כוכב | Star bridge | ملامس يقصّر أطراف الملفّات |
فحص ذاتي
- أيّ الملامسات مغلقة في السرعة المنخفضة، وأيّها في العالية؟
- لماذا يجب الإيقاف قبل الانتقال بين السرعتين في التمرين 6010؟
- لماذا يوجد مرحّلان حراريان؟
- ما وظيفة مرحّل فقدان الطور؟
- أجيبوا عن السؤال الافتتاحي للفصل.
الأجوبة في نهاية الفصل.
حلول تمارين الفصل
المستوى 1: مصابيح البيان
المستوى 2: انتقال مباشر من المنخفضة إلى العالية
شرح المستوى 2: الضغط على «عالية» يشغّل W0.00. تلامسه المغلق يطفئ K1. عندما يكون K1 مطفأً، يعدّ المؤقّت نصف ثانية، ثمّ يعمل الجسر ويثبّت نفسه. لحظة عمل الجسر ينطفئ W0.00، لأنّ وظيفته انتهت.
المستوى 3: انتقال تلقائي
W0.00 يثبّت المنظومة. TIM 0001 يعدّ 6 ثوانٍ من السرعة المنخفضة. في نهايتها ينفتح K1، ويعدّ TIM 0002 نصف ثانية. عندها فقط يُغلق الجسر، ويُغلق K2 بعده. الإيقاف يطفئ W0.00، ويُصفَّر المؤقّتان.
الإجابة عن «ماذا يحدث لو». سيستمرّ المحرّك في الدوران على طورين، ويسحب تيارًا عاليًا ويسخن. سيعمل المرحّل الحراري بعد بعض الوقت فقط، وأحيانًا بعد فوات الأوان بالنسبة لعزل الملفّات. مرحّل فقدان الطور يوقف المحرّك فورًا.
أجوبة الفحص الذاتي
- في المنخفضة K1 وحده. في العالية K2 وK3 معًا.
- التعشيق يحجب السرعة الثانية ما دامت الأولى تعمل. الإيقاف يضمن أنّ K1 مفتوح قبل أن يُغلق K2 وK3.
- في كلّ سرعة يمرّ في المحرّك تيار اسمي مختلف. لا يمكن ضبط مرحّل واحد بشكل صحيح للسرعتين.
- كشف سقوط طور أو ترتيب أطوار معكوس، وإيقاف المحرّك قبل أن يسخن ويحترق.
- محرّك دالاندر يغيّر عدد الأقطاب: مثلث للسرعة المنخفضة، ونجمة مزدوجة للعالية. إذا سقط طور، يوقف مرحّل فقدان الطور المحرّك فورًا.