ما هو دور المكثف في المحرك أحادي الطور؟

مقدمة

أصبحت المحركات الكهربائية أحادية الطور تستخدم بكثرة في حياتنا اليومية حيث تدخل في عمل مجموعة من الأجهزة والأدوات المنزلية والصناعية مثل المراوح والمضخات والثلاجات وآلات الغسيل الى غير ذلك من الأجهزة. لكن ما لا يعرفه الكثير من الناس هو أن هذه المحركات لا يمكنها بدأ التشغيل من تلقاء نفسها أو العمل بشكل صحيح بدون أحد العناصر الأساسية الذي هو المكثف(Condensateur).

في هذا المقال، سأقدم لكم دليلا شاملا يجمع بين الشرح النظري والتطبيق العملي لفهم دور المكثف والتعرف على أنواعه وكيفية توصيله بالإضافة إلى كيفية اختيار المكثف المناسب للمحرك بسهولة ودقة.

تذكير بكيفية عمل المحرك أحادي الطور.

يعمل المحرك أحادي الطور بواسطة تيار كهربائي متناوب بقيمة 220 فولت. حيث يحتوي عادة على ملفين رئيسين هما:

• الملف الرئيسي أو (ملف التشغيل)

• الملف المساعد أو (ملف بدء التشغيل)

لكن وبخلاف المحركات ثلاثية الطور فإن هذه المحركات لا تستطيع الدوران من تلقاء نفسها لأنها لا تتملك عزما ذاتيا لبدء التشغيل والدوران وهذا ما يجعلها بحاجة إلى المكثف الذي يخلق فرقًا في الطور بين الملفات، وبالتالي يسمح بتوليد مجال دوار لبدء تشغيل المحرك.

للمزيد من المعلومات عن المحركات الكهربائية أدعوكم لقراءة هذا المقال عن: أنواع المحرك الكهربائي وطرق التحكم فيه

دور المكثف في المحرك أحادي الطور.

يساعد المكثف في:

• تحسين معامل القدرة (Power Factor)

• توليد عزم بدء التشغيل (Starting Torque)

• توليد مجال مغناطيسي دوار يساعد على بدء دوران المحرك

• خلق فرق في الطور بمقدار 90 درجة بين ملفات التشغيل والبدء

• تحسين مردودية واستقرار دوران المحرك أثناء العمل

بدون مكثف:

يصدر المحرك صوت أزيز فقط دون أن يبدأ بالدوران، أو قد يعمل لكنه يسخن بسرعة ويتعرض للتلف.

أنواع المكثفات المستخدمة في المحركات أحادية الطور.

هناك نوعان رئيسيان من المكثفات، ولكل واحد منهما دور محدد:

1. مكثف تشغيل دائم (Run Capacitor)

• يبقى موصولا طوال فترة دوران المحرك

• سعته بين 5µF و70µF

• مصنوع غالبًا من Polypropylene

• شكله أسطواني من البلاستيك أو المعدن

• مناسب لزيادة كفاءة واستقرار المحرك أثناء العمل

مكثف بدء التشغيل (Start Capacitor)

• يُستخدم فقط عند بدء التشغيل

• سعته بين 80µF و400µF

• ييتم فصله تلقائيا بعد دوران المحرك

• مصنوع من نوع Electrolytic

• يعطي المحرك عزمًا قويًا في البداية

كيفية توصيل مكثف بمحرك أحادي الطور

• يتم توصيل المكثف دائمًا بين الملف الرئيسي والمساعد.

• في حالة مكثف بدء التشغيل فإنه يُوصل عن طريق مفتاح طرد مركزي أو ريليه مؤقت ليتم فصله تلقائيًا بعد التشغيل.

كيفية تحديد ملفات المحرك وتوصيل المكثف؟

في الفيديو التالي سنتعرف على:

• كيفية تحديد ملف التشغيل (مقاومته منخفضة)

• كيفية تحديد ملف البدء (مقاومته أعلى)

• طريقة التوصيل الصحيحة باستخدام المكثف

كيفية اختيار المكثف المناسب لمحرك أحادي الطور؟

• اختر مكثفًا يتحمل جهد أعلى من جهد التشغيل.

• مثال: محرك 220 فولت → مكثف 250V أو 450V.

• غالبًا ما تذكر اللوحة المعلومات اللازمة، مثل `Capacitor 40 µF / 450V`

• استعن بجداول معيارية أو بخبرة عملية أو بقياسات مباشرة.

• كل 1 حصان ≈ يحتاج 70 – 100 µF (مكثف بدء تشغيل)

• كل 1 حصان ≈ يحتاج 25 – 50 µF (مكثف تشغيل دائم)

• محرك 1/2 حصان → مكثف تشغيل 15 – 20 µF

• محرك 1 حصان → مكثف تشغيل 30 – 40 µF

• محرك 2 حصان → مكثف تشغيل 50 – 70 µF

نصائح هامة واحتياطات السلامة.

• لا تستخدم مكثفًا بسعة أقل من المطلوبة، فقد يؤدي ذلك سخونة المحرك ويضعف الأداء.

• عدم ترك مكثف بدء تشغيل موصل بشكل دائم: قد يتلف خلال دقائق!

• مراقبة حالة المكثف بانتظام: فالمكثفات المنتفخة أو المتشققة أو التي تسرب زيتًا يجب استبدالها فورًا.

• اختيار مكثفات AC Motor Capacitors، وليس مكثفات إلكترونية عادية.

• أفراغ شحنة المكثف قبل التعامل معه، وتأكد من ارتداء أدوات العزل المناسبة.

الخلاصة.

يلغب المكثف دورا أساسيا في تشغيل المحرك الكهربائي أحادي الطور، سواء لبدء التشغيل أو لتحسين الكفاءة أو الاستقرار. فاختيار النوع المناسب (تشغيل أو بدء)، وتوصيله بشكل سليم، ومراقبة حالته يضمن عملاً آمناً وفعالاً للمحرك.