طرق بدء حركة محركات التيار المستمر
القوة الدافعة العكسية في محركات التيار المستمر (جميع الأنواع) تكون مساوية للصفر عند بدء التشغيل وذلك بسبب اعتمادها على سرعة المحرك (سرعة المحرك صفرا لحظة البدء)،
لذا فإن تيار البدء قد يصل إلى قيم عالية جدا إذا لم يتم ضبط قيمة هذا التيار لذا فإن الهدف من بدء الحركة لمحركات التيار المستمر هو تقنين التيار المسحوب لحظة البداية. بحيث لا يتجاوز حدودا معينة يتم تحديدها بناء على القيمة المقننة للمحرك وعلى قدرته المقننة.
ولتنفيذ ذلك فإننا نقوم عادة بإضافة مقاومة لدائرة المنتج أثناء عملية البدء ويتم التخلص منها تدريجياً حتى تصل السرعة إلى القيمة المقننة. ولذلك يجب استخدام وسيلة بدء حركة أو ما يسمى ببادئ الحركة (Starter) وهو عبارة عن مقاومة متغيرة توصل على التوالي مع المنتج وهذه المقاومة بدورها تحد من قيمة التيار إلى القيمة المسموح بها، فعندما يتحرك المنتج تتولد قوة دافعة عكسية (مضادة) تقلل من قيمة التيار المار وبالتالي تغير هذه المقاومة إلى قيمة أصغر حتى يصل المحرك إلى سرعته المقننة فتصل قيمة المقاومة إلى الصفر.
بادئ الحركة اليدوي
في المحركات الصغيرة يستعمل بادئ حركة يدوي وهو عبارة عن مقاومة من عدة أجزاء توصل على التوالي مع المنتج، وتخرج هذه المقاومة على مراحل حتى يصل المحرك إلى سرعته النهائية تكون هذه المقاومات قد أخرجت كلياً من الدائرة، وعندئذ يكون المحرك
موصلا مباشرة بمنبع الجهد.
يبين الشكل السابق بادئ الحركة من هذا النوع لمحرك توازي، وفيه الذراع (A) يلامس نقطة التماس المتصلة بمقاومة بدء الحركة Rst وفي نفس الوقت يلامس القوس النحاس (B) الذي يغذي ملفات التوازي وبهذا الترتيب نجد أنه عند البداية تكون قيمة المقاومة الكلية مضافة إلى مقاومة المنتج وبذلك يقل تيار البدء، ثم بعد ذلك نبدأ في تحريك الذراع (A) ليصل إلى النقطة رقم 1 ثم 2 ثم 3 إلى أن يصل إلى الوضع on تكون المقاومة قد خرجت من الدائرة ويكون الجهد المسلط على المنتج هو جهد المنبع ويدور المحرك عند السرعة المقننة.
ولكن من عيوب استخدام البادئ اليدوي أنه بعد فصل المفتاح الرئيسي (S) أي بعد فصل منبع الجهد عن المحرك لإيقافه يبقى الذراع عند وضع التشغيل (on) ويترتب على ذلك أنه عند بدء الحركة مرة أخرى يكون المنتج موصلاً مباشرة بالمنبع ولذا يجب بعد إيقاف المحرك إرجاع الذراع إلى وضع عدم التشغيل (off).
الشكل السابق يبين مخطط لترتيب بدء حركة محركات التوازي والمركبة. في البداية يكون الذراع A عند الوضع off، عند توصيل المفتاح S يتصل منبع الجهد بالقاطع الأوتوماتيكي ويمر تيار في ملف المتمم E ومنه إلى الذراع A ثم القوس النحاس B فالملف الجاذب C وأخيرا ملفات المجال وملفات المنتج، وعند هذه اللحظة تكون مقاومة البادئ الكلية موصلة على التوالي مع المنتج وبالتالي يقل تيار البدء.
عند مرور تيار في ملف الجاذب C يتولد مجال مغناطيسي يعمل على جذب الحافظة D إلى الجاذب C وبالتالي يبدأ الذراع A في الحركة متجها إلى الجاذب C . ويبدأ خروج أجزاء من مقاومة البادئ Rst تدريجيا إلى أن يصل الذراع A إلى الوضع on تكون مقاومة البادئ قد خرجت كلياً من الدائرة واصبح جهد المنبع مسلطا على المنتج.
عند فتح المفتاح الرئيسي S لإيقاف المحرك فإن المجال الناشئ عن مرور التيار في ملف الجاذب C يزول وينتج عن ذلك أن يترك المغناطيس الكهربائي الحافظة D فيعود الذراع A من وضع التشغيل on إلى وضع عدم التشغيل off بواسطة زنبرك (Spring) متصل بالذراع A وقاعدة البادئ.
أيضا يوجد بالبادئ متمم E يحتوى على ملف ومغناطيس كهربائي وحافظة F، يمر بالملف تيار الخط فعند زيادة الحمل تنجذب الحافظة F للمغناطيس الكهربائي للمتمم E، ومثبت بالحافظة قطعة من النحاس تعمل على قفل مسار التوصيل فيحدث قصراً على طرفي ملف الجاذب C ويترتب على ذلك أن يتلاشى المغناطيس الكهربائي فيترك الحافظة D وبالتالي يعود الذراع A بفعل الزنبرك إلى وضع عدم التشغيل ويقف المحرك.
موصلا مباشرة بمنبع الجهد.
 |
| مخطط بادئ الحركة اليدوي |
يبين الشكل السابق بادئ الحركة من هذا النوع لمحرك توازي، وفيه الذراع (A) يلامس نقطة التماس المتصلة بمقاومة بدء الحركة Rst وفي نفس الوقت يلامس القوس النحاس (B) الذي يغذي ملفات التوازي وبهذا الترتيب نجد أنه عند البداية تكون قيمة المقاومة الكلية مضافة إلى مقاومة المنتج وبذلك يقل تيار البدء، ثم بعد ذلك نبدأ في تحريك الذراع (A) ليصل إلى النقطة رقم 1 ثم 2 ثم 3 إلى أن يصل إلى الوضع on تكون المقاومة قد خرجت من الدائرة ويكون الجهد المسلط على المنتج هو جهد المنبع ويدور المحرك عند السرعة المقننة.
ولكن من عيوب استخدام البادئ اليدوي أنه بعد فصل المفتاح الرئيسي (S) أي بعد فصل منبع الجهد عن المحرك لإيقافه يبقى الذراع عند وضع التشغيل (on) ويترتب على ذلك أنه عند بدء الحركة مرة أخرى يكون المنتج موصلاً مباشرة بالمنبع ولذا يجب بعد إيقاف المحرك إرجاع الذراع إلى وضع عدم التشغيل (off).
بادئ الحركة الاوتوماتيكي
يستخدم بادئ الحركة الأتوماتيكي في محركات التيار المستمر ذات قدرات أعلى من 20 حصان وهو مزود بملف (متمم) فوق الحمل (Overload) الذي يفصل المحرك عن المنبع عند زيادة الحمل كما يوجد أيضا قاطع أتوماتيكي ( Circuit Breaker) للقيام بعمل المفتاح الرئيسي (S) عند حدوث قصر في الدائرة. |
| مخطط بادئ الحركة أتوماتيكي |
الشكل السابق يبين مخطط لترتيب بدء حركة محركات التوازي والمركبة. في البداية يكون الذراع A عند الوضع off، عند توصيل المفتاح S يتصل منبع الجهد بالقاطع الأوتوماتيكي ويمر تيار في ملف المتمم E ومنه إلى الذراع A ثم القوس النحاس B فالملف الجاذب C وأخيرا ملفات المجال وملفات المنتج، وعند هذه اللحظة تكون مقاومة البادئ الكلية موصلة على التوالي مع المنتج وبالتالي يقل تيار البدء.
عند مرور تيار في ملف الجاذب C يتولد مجال مغناطيسي يعمل على جذب الحافظة D إلى الجاذب C وبالتالي يبدأ الذراع A في الحركة متجها إلى الجاذب C . ويبدأ خروج أجزاء من مقاومة البادئ Rst تدريجيا إلى أن يصل الذراع A إلى الوضع on تكون مقاومة البادئ قد خرجت كلياً من الدائرة واصبح جهد المنبع مسلطا على المنتج.
عند فتح المفتاح الرئيسي S لإيقاف المحرك فإن المجال الناشئ عن مرور التيار في ملف الجاذب C يزول وينتج عن ذلك أن يترك المغناطيس الكهربائي الحافظة D فيعود الذراع A من وضع التشغيل on إلى وضع عدم التشغيل off بواسطة زنبرك (Spring) متصل بالذراع A وقاعدة البادئ.
أيضا يوجد بالبادئ متمم E يحتوى على ملف ومغناطيس كهربائي وحافظة F، يمر بالملف تيار الخط فعند زيادة الحمل تنجذب الحافظة F للمغناطيس الكهربائي للمتمم E، ومثبت بالحافظة قطعة من النحاس تعمل على قفل مسار التوصيل فيحدث قصراً على طرفي ملف الجاذب C ويترتب على ذلك أن يتلاشى المغناطيس الكهربائي فيترك الحافظة D وبالتالي يعود الذراع A بفعل الزنبرك إلى وضع عدم التشغيل ويقف المحرك.
المصدر: كتاب آلات التيار المستمر والمحولات (مناهج التعليم الفني السعودي)