LearnElectricals · أسئلة الإنترفيو · القسم 2 من 9
الموتور هو أكتر حمل هتقابله في أي مصنع، فأكيد هتتسأل عليه. السؤال المعتاد بيبدأ بـ «الموتور بيشتغل إزاي؟» وبيخلص بـ «موتور سخن، هتعمل إيه؟». جهّز نفسك تحسب السرعة والسليب والتيار من النيم بليت في دماغك.
الـ 3 فازات في ملفات الستاتور بيعملوا مجال مغناطيسي دوّار. المجال ده بيقطع قضبان الروتور (Squirrel Cage) فيولّد فيها تيار، والتيار ده مع المجال بيعمل عزم يلف الروتور ورا المجال.
الروتور عمره ما يوصل لسرعة المجال بالظبط، لأنه لو وصل مفيش قطع للمجال، يعني مفيش تيار في الروتور ومفيش عزم. الفرق ده اسمه السليب.
اسمه «إندكشن» لأن التيار في الروتور بيتولّد بالحث، من غير فُرش ولا توصيل كهربي.
Ns = 120 × f ÷ P (P عدد الأقطاب). على 50 Hz: 2 Pole = 3000 rpm، و 4 Pole = 1500 rpm، و 6 Pole = 1000 rpm، و 8 Pole = 750 rpm.
على 60 Hz نفس الموتور 4 Pole سرعته التزامنية 1800 rpm.
السرعة الفعلية اللي على النيم بليت بتبقى أقل شوية، مثلًا 1450 أو 1475 rpm لموتور 4 Pole.
السليب s = (Ns − N) ÷ Ns. الموتور 1450 rpm أكيد 4 Pole (Ns = 1500)، يبقى s = (1500 − 1450) ÷ 1500 ≈ 3.3%.
السليب بيزيد مع زيادة الحمل. على اللاحمل الموتور يقرّب جدًا من 1500، وعلى الحمل الكامل يوصل للسرعة اللي على اللوحة.
المواتير الكبيرة سليبها صغير (حوالي 1% أو أقل)، والصغيرة سليبها أكبر (ممكن 5 إلى 6%).
تقدر تستنتج عدد الأقطاب من السرعة على اللوحة: أقرب سرعة تزامنية فوقها.
القدرة kW (قدرة العمود الخارجة)، الجهد وطريقة التوصيل (مثلًا Δ/Y 400/690 V)، التيار المقنّن، cosφ، السرعة rpm، التردد Hz، الكفاءة أو كلاس IE، درجة الحماية IP، كلاس العزل، ونوع التشغيل Duty زي S1.
البيانات دي هي أول حاجة هتدخلها في الانفرتر والأوفرلود ريليه.
لأن الـ 11 kW دي قدرة خارجة على العمود. القدرة الداخلة = 11 ÷ 0.9 ≈ 12.2 kW. التيار = 12,222 ÷ (1.732 × 400 × 0.85) ≈ 20.8 A.
القيمة دي قريبة جدًا من اللي هتلاقيه على لوحة موتور 11 kW 4 Pole (غالبًا بين 20 و 22 A).
القاعدة السريعة «2 A لكل kW على 400 V» بتطلع 22 A، قريبة برضه. بس للمواتير الصغيرة جدًا القاعدة دي بتقلّل التيار لأن كفاءتها وباور فاكتورها أقل.
ستار. الرقم الصغير دايمًا للدلتا والكبير للستار. على 400 V بين الخطوط توصّله ستار، فكل ملف بياخد 230 V وده المقنّن بتاعه.
لو نفس الموتور اتوصّل دلتا على 400 V، كل ملف هياخد 400 V بدل 230 V، فالتيار هيعلى جدًا والموتور هيتحرق.
لو الموتور مكتوب عليه Δ/Y 400/690 V، على شبكة 400 V يتوصّل دلتا، وده الموتور اللي ينفع معاه ستار دلتا ستارتر.
عشان نقلّل تيار البداية. في الستار كل ملف بياخد V ÷ √3، فتيار الخط وعزم البداية بيبقوا تلت قيمتهم لو بدأنا دلتا مباشرة. شرطه إن الموتور يكون مصمم يشتغل دلتا على جهد الشبكة (يعني 400/690 V على شبكة 400 V) وطالع منه 6 أطراف.
المكونات: كونتاكتور Main، كونتاكتور Star، كونتاكتور Delta، وتايمر بيحوّل غالبًا بعد ما الموتور يوصل حوالي 80 إلى 90% من سرعته (عمليًا ثواني قليلة حسب الحمل).
عيبه إن العزم كمان بيبقى تلت، فمينفعش مع حمل تقيل في البداية. وفيه نطّة تيار لحظة التحويل (Open Transition).
الأوفرلود ريليه لو متركّب بعد الـ Main (جوه دايرة الملفات) بيتظبط على I_rated ÷ √3 ≈ 0.58 من تيار النيم بليت.
أشهرها: الموتور مبيعرفش يوصل لسرعته في الستار مع حمل تقيل فيسحب تيار عالي وقت التحويل، توصيل الدلتا غلط (ترتيب U2 و V2 و W2) فيعمل نطّة تيار ضخمة أو يفصل القاطع، الإنترلوك بين Star و Delta مش شغال فيعمل شورت، أو وقت التايمر غلط.
خطوات الفحص:
DOL (Direct On Line) يعني الموتور بياخد جهد الشبكة كامل مرة واحدة من خلال كونتاكتور. أبسط وأرخص طريقة، والعزم كامل. تيار البداية بيوصل حوالي 5 إلى 8 مرات التيار المقنّن (غالبًا 6 إلى 7).
بيتستخدم مع المواتير الصغيرة والمتوسطة، أو لما الشبكة تستحمل نطّة التيار.
مشاكله مع المواتير الكبيرة: هبوط جهد في الشبكة، صدمة ميكانيكية على الكوبلنج والسيور والجيربوكس، وفي المضخات بيعمل Water Hammer.
أقصى قدرة مسموح تشغيلها DOL بتعتمد على قوة الشبكة وشروط شركة الكهربا، مفيش رقم واحد ثابت.
DOL: أرخص، عزم كامل، تيار بداية عالي جدًا، مفيش تحكم في السرعة. السوفت ستارتر: بيرفع الجهد تدريجيًا بالثايرستور، بيقلل تيار البداية والصدمة، بس مبيغيّرش السرعة والعزم بيقل. الانفرتر: بيغيّر التردد والجهد، بيبدأ بتيار قريب من المقنّن مع عزم عالي، وبيتحكم في السرعة طول الوقت.
| DOL | Soft Starter | VFD | |
|---|---|---|---|
| تيار البداية | 5 إلى 8 مرات | حوالي 2 إلى 4 مرات (بيتظبط) | حوالي 1 إلى 1.5 مرة |
| عزم البداية | كامل | بيقل مع مربع الجهد | عالي ممكن 150% أو أكتر |
| تحكم في السرعة | لا | لا | أيوه |
| توفير طاقة | لا | لا تقريبًا | أيوه في المضخات والمراوح |
| التكلفة | الأقل | متوسطة | الأعلى |
السوفت ستارتر غالبًا معاه كونتاكتور Bypass بيقفل بعد ما الموتور يوصل سرعته، عشان الثايرستورات متسخنش.
الانفرتر عيوبه: هارمونيكس، محتاج كابل Shielded واهتمام بالـ EMC، وأغلى.
لأن عزم الموتور بيتناسب مع مربع الجهد. لو السوفت ستارتر بدأ بـ 50% جهد، العزم هيبقى حوالي 25% بس من عزم الـ DOL. الحمل التقيل محتاج عزم عالي من أول لحظة.
الحمل المناسب للسوفت ستارتر: المضخات الطرد المركزي والمراوح (عزمها قليل في البداية وبيزيد مع السرعة).
للأحمال التقيلة في البداية الأفضل انفرتر، لأنه بيدّي عزم عالي من سرعة قليلة مع تيار معقول.
الثري فيز: بدّل أي فازتين من الـ 3. السينجل فيز (بكباستور): اعكس طرفي ملف التقويم (Start/Auxiliary Winding) بالنسبة للملف الرئيسي، أو حسب رسمة الأطراف.
في الثري فيز تبديل فازتين بيعكس ترتيب الفازات (Phase Sequence) فالمجال يلف في الاتجاه العكسي.
في دايرة عكس الحركة لازم إنترلوك بين كونتاكتور الأمام والخلف عشان ميقفلوش مع بعض ويعملوا شورت.
افصل الكهربا واعمل LOTO، فك كابلات الموتور من الانفرتر أو السوفت ستارتر، وقيس بين كل ملف والجسم (الأرضي) وبين الملفات وبعضها. لمواتير 400 V بنستخدم غالبًا 500 V DC (ناس كتير بتستخدم 1000 V). القراية الكويسة لموتور سليم بتبقى مئات الميجا أوم أو أكتر.
خطوات عملية:
كحد أدنى: IEEE 43 بتقول 5 MΩ للملفات العادية (Random Wound) تحت 1 kV. لو القراية تحت كده أو بتقل مع كل قياس، الموتور محتاج تنضيف وتنشيف أو لف.
PI = قراية العزل بعد 10 دقايق ÷ القراية بعد دقيقة. بيوضّح حالة العزل من غير ما يتأثر قوي بالحرارة. PI حوالي 2 أو أكتر يعني العزل نضيف وناشف، وتحت 1.5 غالبًا فيه رطوبة أو وساخة.
IEEE 43 بتطلب PI أقل حاجة 2.0 لمعظم كلاسات العزل (B و F و H) و 1.5 لكلاس A.
فيه نسخة أسرع اسمها DAR = قراية 60 ثانية ÷ 30 ثانية.
لو قراية الدقيقة الواحدة عالية جدًا (أكتر من حوالي 5000 MΩ)، الـ PI ممكن ميبقاش ليه معنى.
افصل الموتور، فك الكوبريهات (Links) من البوكس، وقيس مقاومة كل ملف: U1-U2 و V1-V2 و W1-W2. الـ 3 قرايات لازم يبقوا قريبين جدًا من بعض (فرق صغير، في حدود حوالي 5% أو أقل). وقيس من كل ملف للجسم ومن ملف لملف، المفروض مفتوح (وده يتأكد بالميجر).
مقاومة الملفات في المواتير الكبيرة صغيرة جدًا (أقل من 1 Ω) فالأفوميتر العادي مش دقيق، والأحسن ميكرو أوم ميتر أو Low Resistance Ohmmeter.
لو ملف مقاومته أقل من التانيين بوضوح، غالبًا فيه شورت بين لفّات (Inter-turn Short)، وده ممكن الميجر ميكشفهوش.
اتأكد الأول بالأرقام: قيس التيار في الـ 3 فازات والجهد بين الخطوط وقارن بالنيم بليت. بعد كده دوّر على: حمل ميكانيكي زيادة، جهد واطي أو عالي، عدم اتزان في الجهد، فقد فاز، تهوية مسدودة أو مروحة مكسورة، رومان بلي، توصيلة غلط، أو تشغيل على انفرتر بسرعة قليلة لفترة طويلة.
وهو شغّال: غالبًا هيكمّل لف بس التيار في الفازتين الباقيين بيزيد كتير (ممكن يوصل حوالي 1.7 مرة أو أكتر حسب الحمل) وصوته يعلى ويسخن بسرعة. وهو واقف: مش هيعرف يبدأ، هيزن (Hum) بس ويسحب تيار عالي جدًا.
اسمها Single Phasing. أسبابها: فيوز ضارب في فاز، كونتاكت محروق في الكونتاكتور، وصلة سايبة.
الحماية: أوفرلود ريليه فيه حساسية لفقد الفاز (Differential/Phase Loss)، أو ريليه مراقبة فازات Phase Failure Relay، أو حماية إلكترونية للموتور.
لأن ملف واحد على سينجل فيز بيعمل مجال نابض مش دوّار، فالموتور مبيعرفش يبدأ لوحده (عزم البداية صفر). فبنحط ملف تاني (ملف التقويم) معاه كباستور يأخّر/يقدّم التيار فيه، فيتعمل مجال شبه دوّار يبدأ بيه الموتور.
لو الموتور السينجل فيز بدأ يلف (حتى بإيدك)، هيكمّل في نفس الاتجاه، وده اختبار سريع إن المشكلة في دايرة البدء.
أنواعه: Capacitor Start، و Capacitor Run (PSC)، و Capacitor Start Capacitor Run، و Shaded Pole في المراوح الصغيرة.
كباستور الـ Start سعته كبيرة (مثلًا 100 إلى 300 µF)، غالبًا إلكتروليتي، بيشتغل ثواني بس في البداية وبيخرج بمفتاح طرد مركزي أو ريليه. كباستور الـ Run سعته أصغر (مثلًا 5 إلى 50 µF)، من نوع Film (بولي بروبيلين)، وبيفضل شغّال طول الوقت.
المشكلة في دايرة البدء: غالبًا الكباستور ضعيف أو مفتوح، أو مفتاح الطرد المركزي مش بيقفل، أو ملف التقويم مقطوع. الملف الرئيسي سليم لأن الموتور بيكمّل لف بعد الزقّة.
الفحص: افصل الكهربا، فرّغ الكباستور، قيس سعته بأفوميتر فيه µF وقارن بالمكتوب. بعدين قيس مقاومة ملف التقويم، وشوف كونتاكت مفتاح الطرد المركزي.
لو الكباستور منفوخ أو مسرّب زيت، غيّره على طول.
ده طبيعي. الموتور الإندكشن محتاج تيار مغنطة ثابت تقريبًا عشان يعمل المجال، وده بيبقى غالبًا 25 إلى 50% من التيار المقنّن (وأكتر في المواتير الصغيرة وكتيرة الأقطاب). الباور فاكتور على اللاحمل بيبقى واطي جدًا.
عشان كده تيار اللاحمل مش مقياس لقدرة الحمل. لما الحمل يزيد، التيار مبيزيدش بنسبة الحمل بالظبط لأن جزء المغنطة ثابت.
ده كمان سبب إن الموتور الشغّال على حمل خفيف دايمًا يبوّظ الباور فاكتور بتاع المصنع.
دي أقصى درجة حرارة يستحملها العزل باستمرار: Class B = 130 °C، و Class F = 155 °C، و Class H = 180 °C.
معظم المواتير الحديثة عزلها Class F بس مصممة إن ارتفاع الحرارة يبقى في حدود Class B، وده بيدّي هامش أمان وعمر أطول.
قاعدة مشهورة: كل 10 °C زيادة فوق الحد بتقلّل عمر العزل تقريبًا للنص.
الرقم الأول للأجسام الصلبة والتراب، والتاني للمية. IP55: محمي من التراب بدرجة كويسة (التراب اللي يدخل مش بيأثر على الشغل) ومحمي من رشّ المية بالخرطوم من أي اتجاه.
أمثلة: IP54 رذاذ مية، IP65 مقفول تمامًا ضد التراب مع رش مية، IP67 يستحمل غطس مؤقت.
الموتور اللي في مكان غسيل بالضغط محتاج IP أعلى، أو IP69K لمصانع الأغذية.
T = 9550 × P(kW) ÷ n(rpm) = 9550 × 11 ÷ 1460 ≈ 72 Nm.
الرقم 9550 جاي من 60 ÷ (2π) × 1000.
المعادلة دي بتوضّح ليه موتور 2 Pole وموتور 4 Pole بنفس الـ kW عزمهم مختلف: الـ 4 Pole عزمه تقريبًا الضعف لأن سرعته النص.
وفي الانفرتر فوق 50 Hz، القدرة بتفضل ثابتة والسرعة بتزيد، فالعزم المتاح بيقل.
الانفرتر بيطلع جهد Common Mode بيتشحن على العمود ويتفرّغ من خلال الرومان بلي على هيئة شرارات صغيرة، فتعمل نقر في المجرى (Fluting) وصوت عالي وتلف مبكر للبلي.
العلامة: البلي بيبوظ بسرعة غير طبيعية، وتلاقي على المجرى خطوط زي «الغسّالة».
الحلول:
مفيش أسئلة على البحث أو الفلتر ده. جرّب كلمة تانية أو اختار «الكل».
الإجابات دي عامة وبتغطي الشائع في الشغل. أرقام الباراميترات وأكواد الأعطال بتختلف من ماركة للتانية، والمانيوال والكود المحلي هما المرجع. علامات «عارفها» و«مش عارفها» بتتسجّل على الجهاز ده بس.