توصيل نجمة أو مثلث لمحرك ثلاثي الطور

ومن خلال هذا المقال، سوف نتعرف على التوصيلين النجمي والمثلثي، وكيفية تحديدهما على لوحة بيانات المحرك، بالإضافة إلى طريقة توصيلهما في كل حالة.

• التعرف على أنواع الشبكات الكهربائية والجهد الكهربائي.

• فهم المبادئ الأساسية لعمل الربط النجمي والمثلثي (Couplages Étoile et Triangle).

• تعلم كيفية قراءة لوحة بيانات المحرك ثلاثي الطور (Plaque Signalétique).

• تعلم كيفية إجراء التوصيلات الكهربائية لكل من التركيب النجمي والتركيب المثلثي لمحرك غير متزامن (Moteur Asynchrone).

 أنواع الشبكات الكهربائية والجهد الكهربائي.

قبل التطرق إلى كيفية توصيل المحرك غير المتزامن، يجب أولا التعرف على أنواع الشبكات الكهربائية وأنواع الجهد المتاح فيها . ففهم هذه الشبكات والجهود يعد أمرًا أساسيًا لاختيار نوع الربط المناسب لكل محرك.

1. الشبكة ثلاثية الطور (Réseau Triphasé)

تتكون الشبكة ثلاثية الطور من ثلاثة أسلاك ناقلة، يحمل كل منها جهدًا مترددًا (Tension Alternative). هذه الشبكة هي الأكثر استخداما في المنشآت الصناعية والتجارية، حيث توفر طاقة أكثر استقرارًا وارتفاعًا مقارنةً بالشبكة أحادية الطور.

لمزيد من المعلومات عن النظام ثلاثي الأطوار أدعوكم لقراءة هذا المقال: النظام ثلاثي الأطوار، أساسياته وتطبيقاته. 

• ثلاثة أطوار (Trois Phases): كل طور يكون متأخرا بمقدار 120 درجة عن الطور الآخر، مما يسمح بتوزيع الطاقة بشكل متوازن.

• الجهد بين الطورين (Tension entre Phases): يقاس هذا الجهد بين طورين في الشبكة ثلاثية الطور. ويتم استخدامه في المنشآت الصناعية للمعدات ذات القدرة العالية. وعامة ما يكون الجهد بين طورين في شبكة ثلاثية الطور 380V أو 400V (في أوروبا).

• الجهد بين الطور والمحايد (Tension entre une Phase et le Neutre): يقاس هذا الجهد بين طور واحد والمحايد، ويُستخدم عادة في الشبكات المنزلية وللمحركات الصغيرة أو التطبيقات ذات القدرة المنخفضة، ويكون الجهد بين الطور والمحايد 230V.

2. الشبكة أحادية الطور (Réseau Monophasé).

ملاحظة: لا يُنصح باستخدام الشبكة أحادية الطور للمحركات ذات القدرة العالية والمحركات غير المتزامنة (Moteurs Asynchrones) بسبب كونها لا توفر توزيعًا جيدا للحمولة كما في الشبكة ثلاثية الطور.

3. لماذا يعد فهم الجهد أمرًا مهمًا؟

يعد فهم أنواع الجهد في الشبكة الكهربائية أمرا أساسيا لتحديد نوع الربط الذي يجب استخدامه مع المحرك غير المتزامن. فإذا كانت الشبكة توفر نظاما ثلاثي الطور بقيمة 230 فولت بين طوري الشبكة، فيجب توصيل ملفات المحرك على نجمة (Couplage Triangle) للمحرك. أما إذا كانت الشبكة توفر نظاما ثلاثي الطور بقيمة 380V/400V بين طوري الشبكة ، فسوف يتطلب الأمر توصيل ملفات المحرك على مثلث (Couplage Étoile).

ما هو المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور؟

المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور Moteur Asynchrone Triphasé هو أحد أنواع المحركات الكهربائية الأكثر استخداما في المجال الصناعي وكذا في التطبيقات التي تتطلب طاقة عالية. وتعمل هذه المحركات عادة على نظام ثلاثي الأطوار الذي يتكون من ثلاثة أطوار كهربائية (Phases).

للتعرف أكثر على أنواع المحركات أدعوكم لقراءة هذا المقال: أنواع المحرك الكهربائي وطرق التحكم فيه. 

أنواع الربط الكهربائي للمحرك.

تمتاز المحركات الكهربائية الغير متزامنة بكونها قابلة للتوصيل بالشبكة الكهربائية بطريقتين آو يمكن أن نقول بنظامين مختلفين. ويعتمد اختيار نوع التوصيل على الجهد الموفر من الشبكة الكهربائية وطريقة تشغيل المحرك، وهتان الطريقتان هما:

• توصيل على نظام النجمة (Étoile) ويرمز له ب (Y).

• توصيل على نظام المثلث (Triangle) ويرمز له ب (▲).

1. الربط بنظام النجمة (Couplage Étoile).

في الربط بنظام النجمة، تكون ملفات المحرك الثلاثة موصولة على شكل نجمة (Étoile)، وهذا يعني أن احد طرفي كل ملف من ملفات المحرك متصلة معا في نقطة واحدة تُسمى النقطة المحايدة (Point Neutre). ويُستخدم هذا النوع من الربط عادة للمحركات التي تغذى بجهد 380V أو 400V.

2. الربط بنظام المثلث (Couplage Triangle).

في الربط بنظام المثلث، تكون ملفات المحرك موصولة على شكل مثلث (Triangle). وهذا يعني أن طرفي كل ملف من ملفات المحرك تكون متصلة بأحد طرفي الملفين الآخرين، وبالتالي تشكيل مثلث. يُستخدم هذا النوع من التوصيل للمحركات التي تغذى بجهد 230V ثلاثي الطور.

3. كيفية التعرف على نوع الربط.

تتوفر المحركات الكهربائية كباقي الأجهزة الكهربائية على لوحة تشمل جميع البيانات والمعلومات الخاصة بالمحرك، وتسمى ب لوحة بيانات المحرك plaque Signalétique. وتعتبر هذه اللوحة عنصرا أساسيا لكل كهربائي، حيث تحتوي على كل المعلومات المميزة للمحرك كالجهد المحتمل للمحرك والتيار المستهلك ونوع الربط المناسب إلى غير ذلك من المعلومات الأخرى الهامة والتي تميز كل محرك، ومن بين هذه المعلومات نجد تلك التي تشير إلى نوع الربط الكهربائي المناسب.

مثال للوحة بيانات المحرك:  

لوحة بيانات المحرك الكهربائي الغير متزامن

بما أن موضوعنا اليوم هو التعرف على طريقة ربط المحرك إذن سنبحث في لوحة البيانات الخاصة بالمحرك على المعلومات التي تشير إلى ذلك:

وفقًا للوحة بيانات المحرك أعلاه، يمكننا ملاحظة المعلومتين التاليتين:

• 230V ▲

•  Y 400V

• ▲: يمكن توصيل هذا المحرك بنظام مثلث (Triangle) إذا كان الجهد بين كل طورين من أطوار الشبكة الكهربائية يساوي 230V.  

• Y : يمكن توصيل المحرك بنظام نجمة بجهد إذا كان الجهد بين كل طورين من أطوار الشبكة الكهربائية يساوي 400V.

كيفية إجراء التوصيل النجمي والمثلث :

بعد أن تعرفنا على المحرك الكهربائي المتزامن ونوع الشبكة نوع الربط النجمي والمثلث، سنوضح الآن خطوات التوصيل بشكل عملي للتعرف على كيفية توصيل المحرك غير المتزامن حسب كل كل نوع من الربط.

1. التوصيل بنظام المثلث.

• أول شيء يجب تحديد أطراف المحرك التي تكون عادة مميزة بالحروفـ U1، V1، W1 بالنسبة للأطراف الأولى لملفات المحرك، وU2، V2، W2 بالنسبة للأطراف الثانية لملفات المحرك،.

• ثانيا ربط الأطراف: بالاستعانة بصفائح نحاسية يتم ربط أطراف ملفات المحرك على الشكل التالي:

• وهذا يخلق دائرة مثلثية بين ملفات المحرك: 

توصيل المحرك بنظام المثلث couplage triangle

• ثالثاً توصيل الأطوار: يتم توصيل كل طور (L1، L2، L3) مع المحرك كما هو موضح في الرسم التوضيحي التالي.

توصيل المحرك بنظام المثلث couplage triangle

2. التوصيل بنظام النجمة.

• أولا يجب تحديد أطراف المحرك: بنفس الطريقة التي شرحناها في الفقرة السابقة الخاصة بالتوصيل بنظام المثلث.

• ثانيا ربط الأطراف: بالاستعانة بصفائح نحاسية يتم ربط أطراف ملفات المحرك على الشكل التالي:

• هذا يشكل دائرة على شكل نجمة مع نقطة اتصال مركزية:

توصيل المحرك بنظام النجمة couplage étoile

• توصيل الأطوار: يتم توصيل الأطوار الثلاثة (L1، L2، L3) مع المحرك كما هو موضح في الرسم التوضيحي التالي.

توصيل المحرك بنظام النجمة couplage étoile

نقاط مهمة جدا يجب تذكرها:

1. الربط بنظام المثلث (▲): يُستخدم فقط في حالة كان جهد الشبكة ثلاثية الأطوار يساوي 230V.
2. الربط بنظام النجمة (Y): يُستخدم عادة في الشبكات ثلاثية الأطوار التي يساوي الجهد فيها 380Vأو400V.
3. لوحة البيانات (Plaque Signalétique): قبل اختيار الربط المناسب للمحرك يجب دائمًا قراءة لوحة البيانات لمعرفة الجهد ونوع الربط.
4. الأمان (Sécurité): يجب التأكد دائمًا من غياب الجهد قبل بدء التوصيل. واستخدم جهاز قياس الجهد أساسي للتأكد من أن الأسلاك غير موصلة.