لوحات التحكم بالمحركات: الأنواع والعمل والمكونات

يمكنك إدارة تشغيل محرك صغير في أي نظام توزيع كهربائي باستخدام مفتاح بسيط، ولن تواجه أي مشكلة في تشغيل عملياتك.

ولكن عند التعامل مع المحركات الكبيرة، لا يمكنك الاعتماد على مفتاح تشغيل وإيقاف بسيط. وذلك لأن المحركات الكبيرة حين تُشغّل العمليات في أي نظام صناعي أو تصنيعي، فإنها تولّد كميات كبيرة من الحرارة، وتحتاج إلى الإيقاف عند بلوغ عتبة درجة حرارة محددة. علاوة على ذلك، تتطلب المحركات الكبيرة أنواعاً متعددة من الطاقة لا يستطيع مفتاح بسيط توفيرها.

لهذا السبب، ابتكرت شركات التصنيع لوحات التحكم بالمحركات التي تقوم بتشغيل المحرك وإيقافه تلقائياً وفق المعايير الصناعية، وتوصيل النوع المطلوب من الطاقة إليه. ونتيجة لذلك، يعمل المحرك لفترات أطول، مع إمكانية توفير الطاقة.

في هذا المقال، ستتعرف على كل ما يتعلق بلوحات التحكم بالمحركات، بما في ذلك الأنواع والمكونات والوظائف والفروق وغير ذلك الكثير.

ما هي لوحة التحكم بالمحرك؟

في الوسط الصناعي، تُعرف لوحات التحكم بالمحركات أيضاً بلوحات تحكم بادئ المحرك، وهي معدات ضرورية يجب تركيبها مع كل محرك كبير، وإلا تعذّر ضمان سير العمليات بسلاسة. وذلك لأن تعرّض المحرك للدائرة القصيرة أو انصهار فتيله سيوقف كل شيء في العملية الصناعية.

بحسب التعريف، لوحة التحكم بالمحرك هي قطعة معدات محددة ذات غرض معين في العملية الصناعية. فهي توقف المحرك عند حدوث حِمل زائد يتسبب في ارتفاع حرارته، وذلك عبر استخدام جهة التواصل الكهربائي وتتابع الحمل الزائد.

بوجه عام، توفر لوحة التحكم بالمحرك تحكماً تلقائياً ويدوياً في تشغيل المحرك. بمعنى أن لوحة التحكم تُوقف المحرك وتُشغّله تلقائياً وفق معايير السلامة، كما تتيح لك إيقافه وتشغيله متى دعت الحاجة عبر عناصر التحكم اليدوية.

تستطيع لوحات التحكم بالمحركات التعامل مع محرك واحد أو محركات متعددة في آنٍ واحد، كما يمكن استخدامها مع التيار أحادي الطور والتيار ثلاثي الأطوار.

مكونات لوحة التحكم بالمحرك

فيما يلي مكوناتها.

• الهيكل: يحمي الهيكل جميع أجزاء اللوحة من العوامل الجوية والاهتزازات وكل ما قد يتسبب في تلفها.
• مفتاح الفصل: الغرض من مفتاح الفصل هو قطع الطاقة الكهربائية وفصل الدائرة الكهربائية متى دعت الحاجة.
• القاطع (الكونتاكتور): يُستخدم القاطع لتشغيل المحرك وإيقافه.
• تتابعات الحمل الزائد: يُستخدم تتابع الحمل الزائد لإيقاف المحرك عند ارتفاع حرارته.
• محول التحكم: يُستخدم محول التحكم لتنظيم الجهد الكهربائي.
• أجهزة الإشارة: تعمل أجهزة الإشارة على إيقاف التشغيل التلقائي للوحة وتشغيله.

كيف تعمل لوحة التحكم بالمحرك؟

خلال العملية الصناعية، يتعين على المحرك أداء وظائف عديدة، منها:

• عزم دوران في الاتجاه الساعي
• عزم دوران في الاتجاه المعاكس للساعة
• دوران دقيق للأمام والخلف
• دورانات بطيئة
• دورانات سريعة
• دورانات وفق المتطلبات
• إيقاف الدوران في الوقت المحدد

تُنجز المحرك جميع العمليات المذكورة أعلاه حين يتحكم فيه وحدة تحكم.

باختصار، تضمن لوحة التحكم بالمحرك تشغيله وإيقافه وبدء تشغيله وفق المتطلبات الصناعية. ويتحقق ذلك من خلال وظيفة التحكم في العمليات الخاصة بلوحة التحكم بالمحرك، والتي تحمي المحرك أيضاً من ارتفاع الحرارة.

تحتوي لوحات التحكم بالمحركات على مكونات كالفواصل والقواطع والمحولات وتتابعات الحمل الزائد، التي تضمن سير العملية الصناعية التي يؤديها المحرك بسلاسة.

ما هي أنواع أنظمة التحكم بالمحركات؟

تنقسم أنظمة التحكم بالمحركات إلى أربعة أنواع رئيسية.

• AC: وحدات التحكم بمحركات AC هي أجهزة متخصصة توصّل الطاقة اللازمة للمحرك لتحقيق الناتج المطلوب. بعبارة أخرى، توفر وحدات تحكم AC سرعة وعزم دوران متغيرَين في العملية الصناعية.
• DC: تأخذ وحدات التحكم بمحركات DC طاقة AC من نظام التوزيع الكهربائي وتحوّلها إلى طاقة DC للمحركات، ثم تتحكم في سرعة المحرك وعزم دورانه لتحقيق الناتج المطلوب في العملية الصناعية.
• سيرفو: تأخذ وحدات التحكم بمحركات السيرفو طاقة AC ثابتة من المصدر وتحوّلها إلى طاقة متذبذبة ومتغيرة للمحرك، مما يمكّن المحرك من أداء الوظيفة المطلوبة في العملية الصناعية.
• خطوي (Stepper): تحوّل وحدات التحكم بالمحركات الخطوية طاقة AC أيضاً إلى طاقة متذبذبة ومتغيرة التردد للمحرك لإنجاز الوظيفة المحددة في العملية الصناعية. وتُستخدم هذه الوحدات أساساً للتحكم في موضع المحرك وعزم دورانه وسرعته، أي أن وحدات التحكم بالمحركات الخطوية ضرورية لتطبيقات التحكم في الحركة في العمليات الصناعية.

ما هي وظائف أنظمة التحكم بالمحركات؟

تتمتع وحدة التحكم بالمحرك بوظيفتين رئيسيتين: يدوية وتلقائية. ومن خلال هاتين الوظيفتين، يمكنك:

• تشغيل المحرك
• إيقاف المحرك
• جعل المحرك يؤدي وظيفة الدوران للأمام
• جعل المحرك يؤدي وظيفة الدوران للخلف
• الحفاظ على سرعة المحرك عند مستوى محدد
• تنظيم سرعة المحرك وفق المتطلبات
• تحديد عزم الدوران
• تخفيض عزم الدوران في وقت محدد
• زيادة عزم الدوران في وقت محدد
• إيقاف المحرك في حالة الحمل الزائد

ما هي مراكز التحكم بالمحركات MCC ولوحات PCC؟

يقوم MCC، أو مركز التحكم بالمحركات، بتزويد المحرك بالطاقة والتحكم في أدائه الوظيفي. أما لوحة PCC فتزوّد نظام لوحة التحكم بالمحرك بطاقة لا تقل عن 415 فولت.

يوفر MCC للمحرك طاقة متغيرة وتردد تيار متغير للتحكم في عزم دورانه وسرعته. أما لوحة PCC فهي المسؤولة عن أخذ الطاقة من نظام التوزيع الكهربائي وتوصيلها إلى وحدات التحكم بالمحركات بالجهد المطلوب.

تعمل لوحة PCC بوصفها مصدر الطاقة لـ MCC.

يتكون MCC من المكونات التالية.

• وحدة الدخول الرئيسية
• مُغذٍّ خارجي لتطبيقات المحركات
• تتابع الحمل الزائد
• تتابع انقطاع الطور
• القاطع الرئيسي والمساعد

يتكون PCC من المكونات التالية.

• مقابس الطاقة
• الإضاءة
• رافعات EOT
• الضاغط
• MCC

ما الفرق بين مراكز التحكم بالمحركات MCC ولوحات التحكم بالمحركات MCP؟

تُجمَّع مراكز التحكم بالمحركات MCC وفق معايير NEMA وUL. في المقابل، تُعدّ MCP أو لوحات التحكم بالمحركات معدات صناعية قد تكون مدرجة في قائمة UL أو لا تكون.

يُعدّ كلٌّ من MCC وMCP نظامَين صناعيَّين، غير أن كلاً منهما يحتوي على مكونات مدمجة مختلفة.

تُستخدم MCP لتشغيل مجموعات من المحركات التي تؤدي عمليات مترابطة في البيئات الصناعية الكبيرة. أما MCC فتتحكم في مجموعة من المحركات التي تؤدي عمليات صناعية مختلفة غير مترابطة.

يمكن استخدام MCP وMCC بالتبادل إذا كانت العملية الصناعية غير معقدة. أما إذا كانت العملية الصناعية معقدة وتتطلب تحكماً دقيقاً في الحركة، فلا بد من استخدام كل منهما وفق وظيفته المحددة.

يجب أن يُركّب كلٌّ من MCC وMCP متخصصٌ محترف لصالح العميل ويقوم بالتوصيلات الكهربائية وفق المتطلبات.

لا ينبغي للعميل أبداً محاولة تركيب MCP أو MCC بنفسه اعتماداً على معرفة كهربائية عامة.

خلاصة القول

تُعدّ لوحات التحكم بالمحركات معدات أساسية لجميع أنواع العمليات الصناعية. يمكنك توفير التكاليف وتقليل استهلاك الطاقة إذا توفرت لديك لوحات تحكم بمحركات عالية الجودة.

تفضّل بزيارة صفحات منتجاتنا للعثور على أفضل MCC وMCP لمحركات عمليتك التصنيعية.

الأسئلة الشائعة

1. كيف تعمل لوحة التحكم بالمحرك؟

تستخدم لوحة التحكم بالمحرك مفاتيح تلقائية وقواطع للتحكم في تشغيل المحركات الكبيرة في العملية الصناعية.

تقوم لوحة التحكم بالمحرك بما يلي:

• تشغيل المحرك
• إيقاف المحرك
• تنظيم سرعة المحرك
• الحفاظ على حركة المحرك للأمام أو للخلف
• إيقاف تشغيل المحرك في حالة ارتفاع الحرارة

2. لماذا تُستخدم القواطع في لوحة التحكم بالمحرك؟

تُستخدم القواطع في لوحة التحكم بالمحرك لتشغيل المحرك وإيقافه متى دعت الحاجة.