١

جمھوریة مصر العربیة وزارة التربیة والتعلیم

قطاع الكتب

والمحوالت كھربیةالت التكنولوجیا اآل

الصف الثالث تخصص الكترونیات صناعیة

لطلبة المدارس الفنیة للتعلیم و التدریب المزدوج

٢

جمھوریة مصر العربیة وزارة التربیة والتعلیم

قطاع الكتب

والمحوالت كھربیةالت التكنولوجیا اآل

الصف الثالث تخصص الكترونیات صناعیة

لطلبة المدارس الفنیة للتعلیم والتدریب المزدوج

تألیف

منى نبیل الخشاب/ محمد عزت عبدالرحمن م/ م

مركز تنمیة الموارد البشریةمدرس مساعد بھندسة

السادس من اكتوبر عین شمس

مراجعة

دالل حسین مصطفى / دكتور مھندس

الشركة المصریة لنقل الكھرباء

٣

الباب االول

محوالتال

محوالت الوجھ الواحد - ١

طرق ترتیب الملفات –االنواع –التركیب –نظریة العمل –تعریف المحول

المحوالت الخاصة –الكفاءة و المفاقید –الدافعة الكھربیة معادلة القوة –

محوالت الثالثة اوجھ -٢

–ید طرق التبر –طرق توصیل الملفات –االنواع –التركیب –نظریة العمل

شروط توصیلھا على التوازى

الدلتا و الفرق بینھما –التعرف على توصیلة النجمة -

٤

Single Phase Transformersالمحوالت الكھربیة أحادیة الوجھ - ١

: تعریف المحول

التیار المتغیر ذو یحول )ساكن (ھو جھاز كھرومغناطیسي لیست بھ أجزاء متحركة

.عالى وبنفس التردد وبالعكس المنخفض إلى تیار متغیر ذو ضغط )الجھد( الضغط

لتولید الق درة الكھربی ة ف ى أم اكن بعی دة ع ن المس تھلكین : الغرض من المحول نظرا

نق ل الق درة الكھربی ة بض غوط كعنصر أساس ي ف ي منظوم ة لذلك تستخدم المحوالت

وتس تخدم المح والت .أم اكن اس تھالكھاف ي ض غوط التش غیلمرتفع ة ث م تخف ض إل ى

تس تخدم الكھربیة بصورة واس عة ف ى الحی اة العملی ة بق درات وجھ ود مختلف ة ، أیض ا

المح والت الكھربی ة ف ى كثی ر م ن األجھ زة الكھربی ة وأجھ زة القی اس ، أي أن دوره

فقط على القدرات العالیة وإنما یستخدم على نط اق و اس ع م ع الق درات لیس مقصورا

لق انون ف ارادي للح ث مباش را المنخفض ة، ویعتب ر المح ول الكھرب ي تطبیق ا

.الكھرومغناطیسي

:ونتیجة لنقل القدرة الكھربیة بضغوط مرتفعة تحقق عدة فوائد منھا

.مكن استخدام موصالت ذات مقطع أصغریتوفیر فى ثمن الموصالت حیث -١

توفیر فى القدرة المفقودة فى الموصالت وكذلك فى ثمن الطاقة الكھربیة المفقودة -٢

.رفع كفاءة خطوط نقل القدرة الكھربیة -٣

نظریة عمل المحول

تعتم د نظری ة عم ل المح ول عل ى الت أثیر المتب ادل ب ین دائ رتین مع زولتین كھربی ا

ون من ملف ین متق اربین ومرتبطتین بتدفق مغناطیسي متغیر وھو فى أبسط صورة یتك

وملفوفین على قلب مصنوع من شرائح الصلب السلیكونى (core)ومعزولین كھربیا

، ف إذا وص ل ) ١-١(كما ھو موضح فى شكل ، وھذا القلب ی ربط الملف ین مغناطیس یا

جھ د مت ردد ب الملف االبت دائى الموص ل بالمص در فإن ھ ینش أ ع ن مج ال معناطیس ى

(Magnetic flux) المل ف االبت دائى ل ھ نف س مواص فات المص در یقط ع لف ات ف ى

٥

ویتولد بھ قوة دافعة كھربیة مستنتجة بالتأثیر (primary winding)الملف االبتدائى

وكذلك ینتقل ھذا المجال من خالل القل ب الحدی دى .في االتجاه الذاتى تعاكس المصدر

ق وة دافع ة كھربی ة ویتول د ب ھ (secondary winding)لیقطع لفات المل ف الث انوى

لق انون ف ارادي للح ث الكھرومغناطیس ي ، ف إذا ت م مس تنتجة بالت أثیر المتب ادل تبع ا

ل حم ل بھ ذا المل ف یم ر فی ھ تی ار ، والمل ف األول وال ذي یتص ل بمنب ع الجھ د یوص ت

، أما الملف اآلخر المتصل بالحمل N1یطلق علیھ الملف االبتدائي وھو ذو عدد لفات

أن المحول الكھربي یعمل مع N2فیطلق علیھ الملف الثانوي وعدد لفاتھ ، تذكر دائما

التیار المتردد فقط وال یعمل مع التیار المستمر ،وھذا یرجع الى ان المحول الة ساكنة

ى یأخ ذ و المج ال المعناطیس ى المتولی د یأخ ذ نف س مواص فات المص در المس بب ل ھ ا

تردد المنبع او بمعنى اخر یكون مجال متردد و بالتالى یقط ع لف ات المل ف و یول د ب ھ

ول د مج ال مس تمر او بمعن ى قوة دافعة كھربیة و اذا كان المصدر تیار مس تمر فان ھ ی

و بما ان الملف ال یتحرك فان المجال ال یتغیر مع الزمنال ) ساكن( اخر مجال ثابت

تولد قوة دافع ة كھربی ة الط رف الث انى اال ف ى تلثانوى و بالتالى ال لفات الملف ا یقطع

. لحظة الفتح و الغلق للدائرة الكھربیة

المحول الكھربى ١-١شكل

٦

یوضح ابسط تركیب للمحول حی ث یتك ون م ن القل ب الحدی دى و مل ف ) ٢-١(الشكل

د المنخفض و سوف نشرح ك ل ج زء منھم ا بالتفص یل فیم ا الجھد العالى و ملف الجھ

.یلى

تركیب المحول ٢-١شكل

-:تركیب المحول

و الملف ات ) core(القل ب الحدی دى : یتك ون المح ول م ن األج زاء اآلتی ة

)(windings مناس بة لع زل وحم ل أط راف الملف ات وأجھ زة الوقای ة وع ازالت

-:الخ، كما ھو موضح في الجزء التالي. .…… والتبرید

:الجزء الداخلي الرئیسي)أ(

:القلب الحدیدي وفائدتھ

.حمل وتكثیف المجال المغناطیسي فى دوائر مغناطیسیة -١

.حمل الملفات االبتدائیة والثانویة واألطراف العازلة -٢

.واألطراف العازلة "الثانویة -االبتدائیة "الملفات

عوازل الجھد المنخفض -عوازل الجھد العالي "أطراف التوصیل

٧

.الزیت الرئیسي وأنابیب التبرید )وعاء(خزان یتكون من :الجزء الخارجي )ب(

.خزان وعاء التمدد -

)على الجھود العالیة والفائقة(الملحق نظام اطفاء الحریق -

وأنبوبة قذف )متمم وخلز (جھاز الوقایة ضد ارتفاع الضغط داخل تانك الزیت -

ر الجھد ( ومفتاح تغییر نسبة التحویل الزیت الشكل التالى .)Tap Changer –مغی

. قدرة محوللقطاع فى ة یوضح صور

صور مختلفة لمحوالت القدرة ٣- ١شكل

القلب الحدیدي :أوال

توضع ) legs(القلب الحدیدى یشكل الدائرة المعناطیسیة للمحول ویتركب من سیقان

لتكمل ة ال دائرة المعناطیس یة ویتك ون القل ب م ن ) yoke(علیھ ا الملف ات وع وارض

م م وتع زل ٠.٥م م ال ى ٠.٣٥رق ائق م ن س بیكة الحدی د والت ى یت راوح س مكھا م ن

م م ٠.٠٣ال ى ٠.٠٢الرق ائق ع ن بعض ھا ال بعض طبق ة م ن ال ورق الع ازل بس مك

٨

والذى یلصق على احد وجھى كل رقیقة او م ن ال ورنیش ال ذى ی دھن ب ھ أح د وجھ ى

و الھ دف م ن ھ ذا الع زل ھ و الح د م ن مفق ودات التی ارات االعص اریة. الرقیق ة

ومقطع الساق یأخ ذ ع دة اش كال فام ا ان یك ون عل ى . Eddy Current –) الدوامیة(

وام ا ان یك ون . ش كل مرب ع او ص لیب ف ى المح والت الص غیرة و متوس طة الق درة

مق اطع مختلف ة ع دة اش كال ل) ٤-١(متدرج كما فى المح والت الكبی رة ویوض ح ش كل

. للساق

مقاطع مختلفة للساق ٤-١شكل

یوجد نوعان رئیسیان للقلب الحدیدى

) core type(النوع ذو القلب المركزى - أ

م ن س اقین توض ع علیھم ا ١-١یتكون القلب الحدیدى فى ھذا النوع كما فى ش كل

Lالملفات و عارضتین لتكملة القلب الحدیدى وتكون الرق ائق عل ى ش كل ح رف

حی ث توض ع الرق ائق ٥-١ثم تجمع مع بعضھا واحدة بعد االخرى كم ا ف ى ش كل

لوضع المبین فى ش كل ثم یوضع بعدھا الرقائق كما با) أ(بالوضع المبین فى شكل

ث م تتك رر العملی ة حت ى ی تم تجمی ع الرق ائق بأكملھ ا وتتك ون ال دائرة ) ب(

مم ا یمی ز ھ ذا التص میم بالبس اطة . المغناطیسیة فى ھذا النوع من مسار واحد فقط

. كما انھ یسھل عزل الملفات

٩

القلب الحدیدى المركزى ٥-١شكل

Shell type) ذو القلب الخارجي ( النوع الھیكلي أو القشري –ب

كم ا ف ي الش كل Iوح رف Eف ي ھ ذا الن وع تك ون الرق ائق عل ى أش كال ح رف

م ع رقیق ة E، وتجمع الرقائق مع بعضھا بحیث توض ع رقیق ة عل ى ش كل ٦ - ١

مع رقیق ة عل ى ش كل I، ثم توضع رقیقة على شكل ) ا(كما في شكل Iعلى شكل

E وتتك رر ھ ذه العملی ة حت ى ترك ب الرق ائق بأكملھ ا، وتتك ون ) ب(كما في شكل

الدائرة المغناطیسیة من مسارین التوازي یشترك في تكوینھا الساق الوسطى الت ي

وتوض ع ملف ات . یجب أن تكون مساحتھا ضعف مساحة أي من الساقین اآلخرین

لوس طى ، ول ذلك یمت از ھ ذا الن وع ب أن الملف ات االبت دائي والث انوي ح ول الس اق ا

.تكون في حمایة من األضرار المیكانیكیة

١٠

یوضح شكل القلب الحدیدى الخارجى ٦-١شكل

یوضح المصنوع م ن قل ب خ ارجى و بداخل ھ الملف ات و ش كل ) أ( ٧-١و الشكل

یوضح المحول المصنوع من قلب داخلى وحولھ الملفات والمحول ) ب (

انواع القلوب للمحول ٧-١شكل

١١

:الملفات االبتدائیة )أ: (ثانیا

ر جمیع لفاتھ معزولة وھو الملف الذي یتصل بالمنبع ویصنع من سلك النحاس األحم

.عن بعضھا وعن القلب وعن الملف الثانوي عزال كھربائیا

.وتختلف درجة العزل ومساحة المقطع باختالف قیمة الضغط والتیار المار بھ

: ةالثانوی اتالملف )ب(

یوصل بالحمل وتختلف عدد لفاتھ ومساحة ھامثل الملف االبتدائي غیر أن يوھ

.مقطعھا حسب الضغط على طرفیھ والتیار المار بھ

یوج د نوع ان رئیس یان م ن الملف ات ف ي المح والت ، وھم ا ): Windings( الملف ات

، والملف ات القرص یة)Cylindrical windings(الملف ات االس طوانیة

)disc windings ( ففي الحالة األولى تكون الملفات االبتدائیة والثانویة على ش كل

.اسطوانات ، بینما في الحالة الثانیة تكون على شكل أقراص

طریقة ترتیب الملفات

تنقسم الملفات حسب طریقة وض عھا ح ول الس اق إل ى ملف ات متمرك زة ، أي متح ددة

).Sandwich(المركز وملفات متداخلة

المتحدة المركزالملفات

وتسمى بھ ذا االس م ألنھ ا تص نع عل ى ھیئ ة اس طوانات وتس تعمل ف ي المح والت ذات

كیفی ة ترتی ب ھ ذه الملف ات ، ٨-١ویوض ح الش كل (Core type)القل ب المرك زي

حیث توضع ملفات إسطوانیة حول سیقان المحول وقد تكون ھذه الملفات مستطیلة إذا

كان مقطع الساق مستطیل وقد تكون قضبان من النحاس موصلة مع بعضھا بالتوازي

في المحوالت كبیرة القدر، وتغطي ھذه القضبان بطبق ة م ن ال ورنیش ث م یل ف حولھ ا

م م لك ي ٠.١مم ثم یلف علی ھ ش ریط م ن القط ن بس مك ٠.٥ورق سمكھ شریطا من ال

.یحفظ شریط الورق

١٢

اس طوانة م ن ال ورق أو البكالی ت ترت ب الملف ات ح ول الس اق بحی ث یوض ع أوال

حول الس اق وذل ك لع زل الس اق ع ن الملف ات ، ث م یوض ع ح ول اس طوانة ال ورق

ن الساق ، ثم یترك حیز الجھد المنخفض وذلك لسھولة عزلھا ع) ملفات(اسطوانة

ث م بع د ذل ك توض ع اس طوانة . اس طواني یمتل ئ بالزی ت وذل ك لتبری د المح ول

.الجھد العالي) ملفات(

ترنیب الملفات المركزیة للمحول ٨-١شكل

الملفات المتداخلة

المح والت وتس مى بالملف ات القرص یة ألنھ ا عل ى ھیئ ة أق راص وتس تعمل ف ي

الھیكلیة ، وترتب بحیث یوضع ق رص م ن مل ف الجھ د الع الي وفوق ھ ق رص م ن

ملف الجھد المنخفض، ثم قرص م ن مل ف الجھ د الع الي وھك ذا حت ى ی تم تركی ب

، نص ف ق رص م ن ملف ات الجھ د الم نخفض بقیة األقراص مع مراعاة أن یوض ع

٩ – ١كما ھو موضح في شكل

القرص یة م ع القل ب المرك زي ؛ كم ا یمك ن أن ویمك ن أیض ا اس تخدام الملف ات

تس تخدم الملف ات األس طوانیة م ع القل ب الھیكل ي ب نفس الترتی ب ال ذي ذك ر ف ي

.الحالتین

١٣

یوضح الملفات المتداخلة للمحول ٩-١شكل

:أطراف التوصیل : الثا

)الضغط المنخفض والعالي (تستخدم لتوصیل أطراف الملفات

.من داخل المحول الى خارج المحول

:ویتوقف شكل ونوع طرف التوصیل على اآلتي

:الضغط المستخدم - ١

أطراف التوصیل باختالف الضغط عازالت تختلف )فائق –عالي -منخفض (

العالي تكون من فى الجھد و. ففي الضغط المنخفض تكون من الصیني . المستخدم

الص كما .تكون أطراف مكثفات )الفائق (یني المملوءة بالزیت والضغط العالي جدا

والتي تستخدم في األماكن Polymersتوجد أنواع اخرى من العازالت الراتینجیة

. والشكل التالى صورة لمحول موضح فیھا اطراف التوصیل . شدیدة التلوث

١٤

فیھا اطراف التوصیلصورة لمحول موضح ١٠-١شكل

:نوع التوصیالت - ٢

تستخدم صندوق نھایة مثبت فى جانب ففي حالة توصیل المحول بكابالت أرضیة

.المحول وتنفذ إلى داخل الوعاء

تكون أما فى حالة توصیل المحول مباشرة بالخطوط الھوائیة أو قضبان التوزیع

. كما بالشكل التالى أطراف التوصیل على غطاء المحول

صورة لمحول ١١-١شكل

١٥

: الزیت الرئیسي )وعاء اوخزان :(رابعا

یصنع من حدید غیر مغناطیسي ویختلف شكل الخزان باختالف قدرة المحول حیث

لفقد الطاقة الحراریة الناتجة من المفاقید الكھربیة .یشكل سطحھ بحیث یكون كافیا

لسحب )أنابیب (وقد یحتوى على مجارى .والتي تنقل إلیھ بواسطة زیت التبرید

ویركب الوعاء على قاعدة تعمل على .الزیت وتبریده ثم إعادتھ فى القدرات العالیة

. على قضبان بحیث یسھل نقل المحولذو فرامل عجل

:فائدة الخزان الرئیسي

.حمایة القلب والملفات باحتوائھ لھا -١

.حمل أطراف ومخارج التوصیل -٢

.زیت المحوالت المستخدم فى تبرید وعزل المحول وضع وحفظ -٣

.للمحول Radiation حمل مواسیر اإلشعاع -٤

موضح فیھا مراوح لتبرید المحول صورة لمحول ١٢-١شكل

١٦

خزان الزیت الزائد )خزان التمدد ( : امسا

ویصل بالخزان السطح العلوي للمحولیصنع من صفائح الصلب ویثبت على

بعض الشيء من قاع خزان الرئیسي بماسورة توصیل حیث تلتقي بھ فى أعلى

.حجم الخزان الرئیسي 10/1التمدد الذي یقدر حجمھ

صورة لمحول بھ خزان زیت ١٣-١شكل

معادلة القوة الدافعة الكھربیة

Ideal transformerتم دراسة المحول على انھ مثالىالستنتاج ھذه المعادلة،

اى ال توج د اى مفاقی د ب ھ بمعن ى ان الق درة الداخل ة ھ ى الق درة الخ ارجى و ذل ك

. لتوضیح خواصھ

نظری ة وكیفی ة عم ل المح ول المث الي ھ و افت راض نظ ري فق ط ویس تخدم لفھ م

المحول الحقیقي ؛ ویفترض في المحول المثالي أنھ ال یوجد فقد في الطاقة حیث

. تنتقل الطاقة من دائرة الملف االبتدائي إلي دائرة الملف الثانوي دون أي فقد

أیضا یفترض في المح ول المث الي أن الملف ات ل یس لھ ا مقاوم ة لم رور التی ار ؛

وھ ذه الف روض تس اعد عل ي ك ذلك ال یوج د تس رب ف ي الف یض المغناطیس ي

١٧

اس تنتاج العالق ات المختلف ة ؛ والمح ول المث الي یترك ب م ن ملف ین لھم ا ممانع ة

؛ ف إذا وص لنا ١٤-١حثی ھ فق ط وملف وفین ح ول قل ب م ن الحدی د كم ا ف ي ش كل

المل ف االبت دائي بمنب ع جھ د مت ردد فإن ھ ین تج ت دفق ف یض مغناطیس ي مت ردد

الت ردد وك ذلك ع دد لف ات المل ف االبت دائي ؛ ویعتم د مق داره عل ي قیم ة الجھ د و

وھذا التدفق المتردد یتشابك مع الملف الثانوي مولدا بھ جھد متردد یعتم د قیمت ھ

والف یض V1عل ي ع دد لف ات المل ف الث انوي ل و فرض نا أن جھ د االبت دائي ھ و

ف ي المل ف e1كھربی ة عكس یة دافع ة فإن ھ یتول د ق وة Φالمغناطیسي الناشئ ھ و

االبتدائي

- : العوامل التى تتوقف علیھا القوة الدافعة الكھربیة المستنتجة فى المحول

بزیادة التردد اى ان E.m.fحیث تزید قیمة Fالتردد -١E.m.f α F

بزیادة المجال E.m.fحیث تزید قیمة mΦالمجال المغناطیسى - ٢ E.m.f α Φm

بزیادة عدد لفات الملف وتقل E.m.fحیث تزید قیمة Nعدد لفات الملف -٣ E.m.f α Nكلما قلت عدد لفات الملف

للمحول بقسمة معادلة القوة الدافعة الكھربیة للملف االبتدائى على Kنسبة التحویل

معادلة القوة الدافعة الكھربیة للملف الثانوى

Voltage)(وباھمال المفقود فى الضغط

= = . . . .

نعتبر ان المحول مثالى اى ال یوجد بھ اى مفاقید والقدرة لوعند حساب نسبة التحوی

القدرة الداخلةنفس قیمة ھى P2 (Output) - المسحوبة من الحمل - الخارجة

(Input) P1

١٨

P1=P2

V1I1=V2I2 =

= وتكون نسبة التحویل =

یوضح المحول المثالى ١٤-١شكل

الكفاءة والمفاقید

ھى النسبة بین أقصى قدرة یمكن س حبھا م ن المل ف الث انوى ال ى ق درة كفاءة المحول

ال یجب أن تقل عن حد معین ، ومن المفض ل أن تقت رب الملف االبتدائى وھذه النسبة

ثالی ة الت ى ال مھذه النسبة من الواحد الصحیح ولكن ھذا ال یحدث اال ف ي المح والت ال

.یوضح ابسط رسم تخطیطى للمحول ١٥-١الشكل .یحدث فیھا فقد

١٩

رسم تخطیطى للمحول ١٥-١شكل

ب الجودة للمح ول ھ ى خ ارج قس مة الق درة الخارج ھ عل ى أیض ا تع رف الكف اءةو

.القدرة الداخلھ

=η

Efficiency )الجودة(ھى الكفاءة ηحیث ان

Output power ھى القدرة الخارجة وھى عبارة ع ن الق درة الداخل ة مط روح

.والتى سوف نعرفھا بالتفصیل فیما یلى) الحدیدیة والنحاسیة( منھا قیمة المفاقید

Input power ھى القدرة الداخلة

و النس بة الباقی ة تك ون ھ ى % 90وفى الغالب كفاءة المح والت تك ون اكث ر م ن

.)نحاسیةالحدیدیة و ال( المفاقید

٢٠

في المحولید قاالمف

ف ي تحدی د كف اءة المح ول وتنقس م مف ھام ا ی د قایمث ل الفق د ف ي المح ول دورا

لل دوائر المكون ة للمح والت وھ ي دائ رة –دائ رة كھربائی ة -:المح والت تبع ا

القلیل ة تظھ ر عل ى ش كل طاق ة ی د قاوح دوث ھ ذه المف. دائرة العازل –مغناطیسیة

. حراریة قد تؤدى الى سخونة المحول فى بعض االوقات

-:توضح اآلتيید قاوكل دائرة مسئولة عن جزء من المف

:الدائرة الكھربائیةید قامف –أ

وھو الفقد الذى یحدث فى السلك النحاس المصنوع منھ الملفات تتوقف قیم ة ھ ذه

. اى تتغیی ر قیمتھ ا م ع قیم ة الحم ل. سحوب فى الحملالمفاقید على قیمة التیار الم

وتظھر ھذه المفاقید فى حالة التحمیل وع دم التحمی ل والنس بة الكبی رة تك ون عن د

I2R.التحمیل و مقدارھا ھو

:الدائرة المغناطیسیةید قامف -ب

وھ ى المفاقی د الناتج ة ع ن الحدی د المص نوع من ھ القل ب الحدی دى و تظھ ر ھ ذه

ف ي ش رائح القل ب و فق د التی ارات Hysteresis المفاقید على صورة فقد التخلف

اإلعص اریة ف ي ش رائح القل ب و فق د التی ارات اإلعص اریة الش اردة ف ي رباط ات

و كل ھ ذه المفاقی د العالق ة لھ ا بالتحمی ل ھ ى موج ودة ف ى حال ة . ومسامیر القلب

. ر قیمتھاالحمل و حالة الالحمل و ھى قیمة ثابتة ال تتغیی

:دائرة العازلید قامف -جـ

، لجمیع الجھود حت ى ، ویعتب ر ض من مفق ودات . ف. ك ٥٠ھذا الفقد صغیر جدا

.الالحمل، أي ضمن مفقودات الحدید

٢١

المحوالت أنواع

): Classification of the Transformers(تصنیف المحوالت

:استعماالتھا إلىویمكن تقسیم المحوالت بحسب مجاالت -

): Power Transformers(محوالت القوى -١

و نق لض من منظوم ة وتس تعمل ، مس توى الجھ د م ن قیم ة ال ى اخ رىوتقوم بتحویل

.القدرة الكھربائیة وفي شتى مجاالت التصنیع وفي االستخدامات المنزلیة توزیع

): Regulation Transformers( ییرغمحوالت التنظیم والت-٢

ومراك ز األبح اث و ال تحكم وتس تعمل للحص ول عل ى ق یم مختلف ة للجھ د ف ي المخ ابر

.ليآلا

: التیار الكھربائي اوجھمحوالت لتغییر عدد - ٣

وشكل النبضة وتستخدم بشكل أساسي ) f(والتردد رددالمتتستخدم لتغییر قیمة التیار

مثل ھ ذه قدرةاإللكترونیة واالتصاالت السلكیة والتحكم اآللي وال تتعدى في األجھزة

.المحوالت عدة فولطات أمبیرات

): Measurement Transformers(محوالت القیاس-٤

داخ ل ف ي القیاس ات الكھربائی ة ةس تخدمالممح والت التی ار ومح والت الجھ د وھ ى

.وفي لوحات التوزیع والتغذیة االنتاج ومحطات المحوالتمحطات

:إلى االوجھوتقسم المحوالت من حیث عدد -

جھمحوالت أحادیة الو -١

جھمحوالت ثالثیة الو -٢

وجھمحوالت متعددة األ -٣

٢٢

:وتقسم من حیث نسب تحویلھا إلى-

: محوالت خافضة للجھد -١

( V1>V2)إلى جھد منخفض V1تقوم بتحویل جھد الملف األولي المرتفع

: محوالت رافعة للجھد -٢

( V1<V2) إلى جھد مرتفع للثانوي V1تقوم بتحویل جھد الملف األولي

:ومن حیث طریقة تبریدھا تقسم إلى -

یتم تبریدھا بالھواء الطبیعي أو القسري وھي ف ي الع ادة مح والت :محوالت جافة -١

.صغیرة ومتوسطة قدرات ذات

ویتم تبری دھا بالزی ت كمح والت الق وى ذات :الزیت تنغمر ملفاتھا داخلمحوالت -٢

ومحط ات المح والتوالكبیرة المستخدمة ف ي المحط ات الكھربائی ة المتوسطة القدرة

.تحكم م قدمة وائروتتصف ھذه المحوالت بأخطار االنفجار ولھذا تزود بد،

وقد شاع اس تخدامھا ف ي ): SF6(محوالت یتم تبریدھا بغاز سادس فلور الكبریت -٣

.اآلونة األخیرة في األماكن المغلقة

٢٣

انواع محوالت الوجھ الواحد

یوج د العدی د م ن المح والت ذات الوج ھ الواح د و تختل ف م ن ن وع الخ ر حس ب

االستخدام و اشھرھم فى االستخدام ھو المحول ال ذاتى وال ذى یطل ق علی ھ مح ول

. ذو ملف واحد وسوف نشرح ھذا النوع بالتفصیل فیما یلى

محول اشعال االفران - ١

وھ ي المح والت الت ي تس تخدم ف ي اش عال االف ران

)furnace Ignition Transformers ( والخصوص یة ت اتي م ن المواص فة

المطلوب ة م ن ھ ذه المح والت والتح ویر البس یط المختل ف ف ي تص میمھا ع ن االن واع

.االعتیادیة

تیة عالیة ف ي حال ة الالحم ل ھي ان تعطي فول .التالمواصفة المطلوبة من ھذه المحو

.ولكنھا یجب ان تعطي قیمة قلیلة للتیار في حالة قصر الدائرة الثانویة عند التحمیل

كل مل ف .من دائرة مغناطیسیة ذات ثالثة اذرع حدیدیةالت یتكون تركیب ھذه المحو

اما الذراع الوسطي فال یوج د فی ھ، من ملفي المحول یكون على احد االذرع الجانبیة

، ملف ولكن فیھ فجوة ھوائیة لمن ع الف یض المتس رب م ن الم رور ف ي حال ة الالحم ل

مفاعلة تسربیة عالیة یمكنھا ان تحقیق شروط التصمیم وھ ي التحیث ان لھذه المحو

.فولتیة عالیة بحالة الالحمل وتیار قلیل بحالة الحمل

عن د .س ب التص میمف ي حال ة الالحم ل یمك ن تولی د فولتی ة عالی ة ف ي اح د الملف ات وح

س یرغم الف یض المغناطیس ي عل ى الم رور ف ي )قص ر( Shortالتحمی ل وحص ول

ال ذراع الوس طي مس ببا انخف اض كبی ر بالفولتی ة ف ي مل ف الفولتی ة العالی ة عن د حال ة

.الحمل

محوالت تستخدم فى الدوائر االلكترونیة - ٢

): یةالمحوالت ذات القلوب الحدید(محوالت التردد المنخفض : أوال

٢٤

تص مم ھ ذه المح والت لك ي تعم ل عن د الت رددات المنخفض ة مث ل ت ردات الق درة

. والترددات الصوتیة

األس اس الع ام ف ي ووفي ھ ذا الن وع ك ل م ن الملف ات ف ي القل ب حدی دي مغناطیس ي ،

تك وین القل ب المغناطیس ي للمح ول وھ و عب ارة ع ن مجموع ة م ن الش رائح مختلف ة

وی تم ) I(واآلخ ر یش بھ ح رف ) E(منھ ا یش بھ ح رف الش كل ، حی ث نج د أن ج زءا

ی تم عم ل القل ب المغناطیس ي للمح ول ف ي ص ورة ش رائح و .ضغط ھذه الشرائح مع ا

.معزولة لتقلیل الفقد في القدرة والذي ینشأ بسبب ما یسمى بالتیارات الدوامیة

المح و الت ذات القل وب المص نوعة م ن مس حوق (مح والت الت ردد المتوس ط : ثانی ا

):الحدید أو من مادة الفیرریت

تستخدم محوالت التردد المتوسط في الربط بین مكبرات الت ردد المتوس ط ف ي أجھ زة

الرادی و والتلفزی ون حی ث تس مح الش ارة الت ردد المتوس ط أن تنتق ل م ن مرحل ة ال ى

.أخرى وتحول دون انتقال الجھود المستمرة من مرحلة الى المجاورة

سط عبارة عن محوالت صغیرة الحجم ع دد لفاتھ ا قلیل ة نس بیا ومحوالت التردد المتو

وتستخدم فیھا قل وب م ن مس حوق الحدی د أو م ن م ادة الفیرری ت ، ھ ذه القل وب یمك ن

تحریكھا الى أعلى والى أسفل بواس طة مفك ات بالس تیكیة لض بط أو لتغیی ر ح ث ھ ذه

. المحوالت

):وب الھوائیةالمحوالت ذات القل(محوالت التردد العالى : ثالثا

وف ي ت رددات الرادی و نج د أن القل ب الحدی دي داخ ل المح ول یس بب فق دا كبی را ف ي

االشارة لذا فانھ ال یس تخدم وانم ا یس تخدم ف ي ھ ذا الن وع نظ ام القل ب الھ وائي أم أح د

.المعادن الخاصة المصممة لتحقیق أقل نسبة فقد

٢٥

الواحد او محول ذو الملف Autotransformer ذاتیةمحوالت - ٣

أي ( أص بح اس تخدام المح والت الذاتی ة أكث ر انتش ارا م ن المح والت التقلیدی ة

: وذلك للممیزات االتیة ) المحوالت ذات الملفین المنفصلین أو المحوالت العادیة

انخفاض سعر المحول الذاتي عن المحول التقلیدي الذي لھ نفس القدرة -١

.صغر الحجم -٢

.الكفاءة العالیة -٣

.المفقودات وتیار اإلثارة منخفضة -٤

.أفضل للجھد) Regulation(معاوقھ صغیرة ، أي أمكان عمل تنظیم -٥

كل ھذه الممیزات راجعة إلى أن المح ول ال ذاتي، أح ادي الوج ھ ، ببس اطة عب ارة

واعتب اره ) Tapping( عن ملف واحد مأخوذ جزء منھ ع ن طری ق نقط ة تقس یم

زءا فق ط م ن إجم الي ق درة الم دخل تتح ول إل ى مل ف مخرج ، وعلى ذل ك ف إن ج

المخرج ، بینما في المحوالت التقلیدیة ، تتحول كل القدرة من الملف االبتدائي إلي

الثانوي ، ورغم كل ھذه الممی زات إال أن ھن اك بع ض العی وب للمح والت الذاتی ة

:منھا

ان ا إض افة معاوق ة المعاوقة الصغیرة تؤدي إلي تیار قصر عالي ، مما یستلزم أحی

خارجیة نتیجة إن الملف االبتدائي والملف الثانوي یعتبران متص لین مع دنیا ، ف ان

كل ملف یتأثر مباشرة بأعطال الملف اآلخ ر ، فم ثال عن د ح دوث اتص ال ارض ي

علي احد الجزئین یعتبر اتصاال ارضیا علي جزء الملف اآلخ ر ، مم ا یس تلزم أن

جزء الملف االبتدائي ویختبر علي جھد عالي مثل یصمم جزء الملف الثانوي مثل

.جزء الملف االبتدائي أیضا

٢٦

.عملیة تنظیم الجھد أكثر تعقیدا منھا في المحوالت التقلیدیة

و ش كل ١٦-١ى ش ل ك ا ف .الملفات االبتدائیة والثانویة غیر معزولة عن بعضھا

. رافعال ل المحوخافض و الوھى رسومات تخطیطیة توضح المحول ١٧-١

محول ذاتى خافض ١٦-١شكل

محول ذاتى رافع ١٧-١شكل

٢٧

Three Phase Transformers محوالت الثالثة أوجھ - ٤

:التركیب وفكرة العمل

نق ل الق درة تنقل القدرة الكھربی ة عب ر خط وط نق ل ف ى ص ورة ثالث ة أوج ھ ، وخ الل

الكھربیة من محطات التولید إلى االستھالك یتم رفع الجھد العتبارات اقتصادیة وعند

االستھالك یتم خفض الجھد مرة أخرى إلى جھد التوزیع ، وعملیة التحویل ھذه للجھد

بطریق ة تتم باستخدام إما ثالثة محوالت متماثلة كل منھا ذى وجھ واحد وتوص ل مع ا

Three Phase(ق اس تخدام مح ول واح د ثالث ى األوج ھ خاص ة أو ع ن طری

Transformer ( ألن حجم ھ وك ذلك ثمن ھ أق ل م ن حج م ویفض ل ھ ذا األخی ر نظ را

ولك ن یس تخدم الن وع األول أیض ا ف ي محط ات ثالثة محوالت لھ ا نف س الق درة الكلی ة

وجھ محول ذو ثالثة أ) ١٨-١(، ویوضح شكل نظرا العتبارات تشغیلیة الجھد الفائق

كیلو فول ت أمبی ر ، م ن الن وع ذى القل ب الملف وف ، حی ث ٥٠٠، وثالثة أفرع بقدرة

تنقسم المحوالت الثالثیة األوجھ إلى نوعین ، كما ھو الحال فى المحوالت األحادی ة ،

) . القشرى(وھما النوع القلبى والنوع الھیكلى

ن الثالثة اوجھ یعتبر الن كل وجھ م. ھى نفس نظریة عمل المحول ذو الوجھ الواحد

وتعتمد نظریة عملھ على التأثیر المتبادل بین دائرتین معزولتین . محول منفصل

ومرتبطتین بتدفق مغناطیسي متغیر جھد متردد ثالثى تم توصیل مصدر فإذا . كھربیا

مجال ھینشأ عنمرور التیار االوجھ بالملفات االبتدائیة الموصلھ بالمصدر فإن

ثالثى االوجھ فى الملفات االبتدائیة لھ نفس Magnetic flux معناطیسى

primary)یقطع لفات الملفات االبتدائیة وھذا المجال مواصفات المصدر

winding) قوة دافعة كھربیة مستنتجة بالتأثیر الذاتى تعاكس ھاویتولد ب

لیقطع وكذلك ینتقل ھذا المجال الثالثى االوجھ من خالل القلب الحدیدى.المصدر

قوة دافعة كھربیة ایتولد بھحیث (secondary winding)لفات الملفات الثانویة

لقانون فارادي للحث الكھرومغناطیسي ، ثالثیة االوجھ مستنتجة بالتأثیر المتبادل تبعا

. ل حمل ثالثى االوجھ بھذه الملفات یمر فیھ تیاریوصت تفإذا

٢٨

محول ثالثى األوجھ من النوع القلبى ) ١٨-١ (شكل

:تركیب محوالت القدرة الكھربیة

) ١٩- ١(ابسط تركیب للمحول اذا كان وجھ واحد او ثالثة أوجھ ھو كما بالشكل

ھذا فى حالة الوجھ الواحد اما عبارة عن قلب حدیدى و ملف ابتدائى و ملف ثانوى

-:فى حالة الثالثة اوجھ فیختلف التركیب ویتكون من

وعاء التمدد - ٥ الملفات -٤القلب المغناطیسي -٣ أنابیب التبرید -٢اإلناء -١

ترمومتر -٨ متمم وخلز -٧قابض أنابیب التبرید -٦)التنك المرفق (الزیتي

مسامیر -١١عوازل الضغط المنخفض -١٠ العاليعوازل الضغط -٩ حراري

- حامل العجالت - أنبوبة التمدد -١٣ أنبوبة بیان الزیت - ١٢تثبیت الصفائح

الزیت

٢٩

للمحول رسم توضیحي ابسط ) ١٩- ١(شكل

القلب الحدیدى یوجد منھ نوعین و كذلك تختلف انواع المحوالت حسب نوعیة التبرید

. سوف نشرح بالتفصیل كل ھذه االختالفات. العواملوغیرھا من

: Core Typeالنوع القلبى

مح ول قلب ى ثالث ى األوج ھ ، ویحت وى عل ى مل ف ابت دائى ) ٢٠-١ (یوضح شكل

على نفس الساق ، حیث ترمز األح رف الكبی رة وملف ثانوى لكل وجھ وملفوفین معا

V-U لبدایة ونھایة الملف االبتدائى ، أما األحرف الصغیرةv-u فترمز لبدایة ونھایة

الملف الثانوى ، وتوصل الملفات للثالثة أوجھ بطرق خاصة سوف تعرض فى الفقرة

القادمة ، أما نظریة التشغیل وكذلك الدائرة المكافئة واالختبارات فھ ى نفس ھا كم ا ف ى

. مراعاة عالقات الجھد والتیار فى حالة الثالثة أوجھ حالة المحول األحادى الوجھ مع

٣٠

النوع القلبى ) ٢٠-١ (شكل

: Shell Type) القشرى(النوع الھیكلى

النوع الھیكلى لمحول ثالثى األوجھ ، حیث تلف ملفات االبت دائى ) ٢١-١(یبین شكل

والثانوى لكل وجھ فى القشرة الداخلیة ، وبالتالى فھو یشبھ ثالثة محوالت أحادیة م ن

. ھذا النوع مرتبة فى صف واحد

النوع الھیكلى) ٢١-١ (شكل

٣١

االنواع

منھا ما یستخدم فى محطات التولید یوجد العدید من انواع المحوالت الثالثیة األوجھ

ولید و بعد ذلك یتم نقل القدرة من تو الغرض منھ ھو رفع قیمة الجھد عند محطة ال

النقل والتوزیع لخفض الجھد تيل ثم تستخدم المحوالت اثناء مرحلخالل خطوط النق

جمیع ھذه المراحل تكون فیھا المحوالت بخفض على مراحل حتى تصل للمستھلك و

الجھود حتى یصل لجھد المستھلك و تستخدم المحوالت فى اغراض اخرى مثل

المصانع والمنشآت وغیرھا من االستخدامات التى تختلف فیھا انواع المحوالت

. حسب الغرض من استخدامھا

طرق توصیل الملفات

دائیة والملف ات الثانوی ة وذل ك للحص ول عل ى توجد طرق كثیرة لتوصیل الملفات االبت

خواص تشغیل تلبى احتیاجات الحمل الذى یعمل علیھ المحول ، ویمك ن تلخ یص أھ م

: الطرق الشائعة لتوصیل المحوالت ثالثیة األوجھ كالتالى

Star-Star Y-Y الثانوى نجمة –توصیل االبتدائى نجمة §

Delta-Delta ∆-∆ الثانوى دلتا –توصیل االبتدائى دلتا §

Y Star-Delta -∆ الثانوى دلتا –توصیل االبتدائى نجمة §

Y- ∆ Delta-Star الثانوى نجمة –توصیل االبتدائى دلتا §

: Y-Yنجمة –توصیل نجمة

نجم ة ، حی ث توص ل ملف ات –طریق ة التوص یل نجم ة ) ٢٢-١ (یوضح شكل

عل ى ش كل Yاالبتدائى على شكل ، ف ى ھ ذا الن وع Yوتوصل ملف ات الث انوى أیض ا

) Third-harmonic(من التوصیل ال یوجد مسار مغلق للتوافقی ة الثالث ة ف ى التی ار

افقی ة الثالث ة حیث إن نقطة التعادل معزولة ، وبالت الى یحت وى تی ار المغنط ة عل ى التو

باإلضافة إلى الموجھ األساسیة ، ویعمل ھذا على تش وه ش كل موج ة الجھ د مم ا ین تج

٣٢

عنھ ضجیج یؤثر على خطوط االتص االت ، ولھ ذا الس بب ال یس تخدم ھ ذا الن وع م ن

. )محطات انتاج الطاقة من الریاح مثال(التوصیل إال فى حاالت خاصة

شكل نجمة وتكون االبتدائي والثانوي على ل فیھا كل منیوصویتم في ھذا النوع ت

جھد الوجھ * √٣، وھذه التوصیلة تجعل جھد الخط مساویا زاویة الوجھ صفر

نقطة ، وكذلك یمكن الحصول على ویجب مراعاة ذلك عند التصمیم) ملفات المحول(

)طرف رابع(جھدھا یساوي صفر عند توصیل نقط التعادل باألرض

:تي وتتمیز ھذه التوصیلھ باآل

.اقتصادیة فى دوائر الضغط العالي )أ (

.یغلب استخدامھا فى األحمال الصغیرة المتزنة )ب(

.یمكن الحصول منھا على أكثر من قیمة الضغط ) ج(

:عیوبھا

باألرض )أ ( .یسبب سلك األرضي متاعب إذا لم یوصل جیدا

.ال تستخدم فى األحمال غیر المتزنة )ب(

التوافقیة الثالثة وھى نوع من انواع الضوضاء التى یمكن ان توجد فى ظھور )ج(

.الشبكة

٣٣

Y-Yتوصیل ) ٢٢-١ (شكل

:∆ -∆توصیل دلتا

فى ھذا النوع من التوصیل ، یوصل كل من ملفات االبتدائى والثانوى على ش كل دلت ا

حیث توصل نھایة كل ملف ببدایة المل ف اآلخ ر ) ٢٣-١(، كما ھو موضح فى شكل

ویطبق ھذا لكال االبتدائى والثانوى ، وھذه الطریقة للتوصیل تجعل جھد الخط مساویا

. لجھد ملفات المحول ، ویجب مراعاة ذلك عند التصمیم

ویمتاز ھذا النوع من التوص یل أن ھ یوج د مس ار مغل ق لم رور التوافقی ة الثالث ة داخ ل

ال دلتا وبالت الى ال ت نعكس عل ى تی ار الخ ط ، مم ا یجع ل ش كل موج ة الجھ د توص یلة

. جیبیة

:ممیزات ھذه التوصیلھ

.اقتصادیة عند الضغط المنخفض )أ (

.تخمد فیھا التوافقیة الثالثة )ب(

٣٤

.یمكن استخدامھا عند األحمال الكبیرة غیر المتزنة ) ج(

:عیوبھا

. )جھد( یمكن الحصول منھا على أكثر من ضغط ال) أ (

.ال تستخدم فى التوزیع وذلك لعدم وجود طرف رابع )ب(

∆-∆توصیل ) ٢٣-١ (شكل

: Y-∆دلتا –توصیل نجمة

ی تم ف ى ھ ذه الطریق ة توص یل ملف ات االبت دائى عل ى ش كل نجم ة أم ا ملف ات الث انوى

ویالح ظ ھن ا أن توص یلة دلت ا للمل ف ) ٢٤-١(فتوصل دلتا كما ھو موضع ف ى ش كل

جھد الخط الثانوى تنشئ مسار للتوافقیات فى التیار ، مما ینتج عنھ جھد جیبى ، أیضا

حی ث یس تخدم للثانوى یساوى جھد الوجھ ، وھذا التوص یل م ن أكث ر األن واع ش یوعا

. عند تخفیض الجھد فى نھایة خط نقل القدرة الكھربائیة

٣٥

:یلھ ممیزات ھذه التوص

. )التعادل( تخمد فیھا التوافقیة الثالثة وتعمل على استقرار نقطة الحیاد )أ (

.تستخدم فى محوالت الخفض لتغذیة المحركات الثالثیة األوجھ المتزنة )ب(

:عیوبھا

.ال یمكن الحصول منھا على أكثر من ضغط )أ(

.ال یمكن استخراج طرف رابع من الملف الثانوي )ب(

Y -∆توصیل ) ٢٤-١ (شكل

:∆ -Yنجمة –توصیل دلتا

توصل ملفات االبتدائى عل ى ش كل دلت ا وبالت الى ف إن جھ د الوج ھ یس اوى جھ د الخ ط

ولذلك یجب أن تصمم ملفات االبتدائى لتحمل جھد الخط ، أما ملفات الثانوى فتوص ل

. طریقة التوصیل فى ھذه الحالة ) ٢٥-١(نجمة ، ویوضح شكل

:ممیزات ھذه التوصیلھ

.تستخدم بكثرة فى توزیع القدرة الكھربیة )أ (

٣٦

.یمكن استخراج طرف رابع والحصول على أكثر من ضغط )ب(

.حیث أن االبتدائي موصل دلتا فال أثر للتوافقیة الثالثة )ج(

.تصلح لألحمال المتزنة وغیر المتزنة )د(

∆ -Yتوصیل ) ٢٥-١ (شكل

:توصیل المحوالت ثالثیة األوجھ مل ص عن

ف ى أنظم ة الق درة ثالثی ة األوج ھ م ن الض رورى رف ع أو خف ض الجھ د ف ى مواض ع

مختلفة من النظام ، وھذا یتم إما عن طریق محوالت ذات وجھ واح د متطابق ة بحی ث

وف ى ك ل حال ة یتم توصیل محول واحد لكل وجھ أو استخدام مح ول ثالث ى األوج ھ ،

) ∆(فإن كل وجھ لھ ملف ابتدائى وملف ثانوى ، وتلك الملف ات ی تم توص یلھا إم ا دلت ا

: وھى ) ٢٦-١(وتوجد أربعة طرق ممكنة للتوصیل كما بالشكل ) Y(أو نجمة

Y-Y نجمة نجمة كما فى الشكل)a (

) b(دلتا دلتا كما فى الشكل ∆-∆

∆Y- نجمة دلتا كما فى الشكل)c (

Y-∆ دلتا نجمة كما فى الشكل)d (

٣٧

وفي ھذا الشكل یتضح قیم عالقات الجھد والتیارات بین التوصیالت المختلفة

أنواع توصیالت المحوالت ٢٦-١شكل

٣٨

:مجال االستخدام وطرق التبرید

یعتبر المحول الثالثى األوجھ أخف فى الوزن وأرخص ف ى التكلف ة مقارن ة باس تخدام

تعتب ر ثالث محوالت أحادیة الوجھ ، وك ذلك یحت اج إل ى مس احة للتثبی ت أق ل ، أیض ا

كفاءة ھذا المحول أعلى من اس تخدام ث الث مح والت أحادی ة ول ذلك یس تخدم المح ول

الثالثى فى محطات تولی د الق درة الكھربائی ة لرف ع جھ د التولی د إل ى جھ د النق ل ، كم ا

ف ى محط ات توزی ع الق درة الكھربائ ی ة لخف ض جھ د النق ل إل ى جھ د یس تخدم أیض ا

وم ع ذل ك ف إن اس تخدام المح والت احادی ة الوج ھ أساس ي ف ي محط ات .االس تھالك

خاصة بأداء الشبكة الكھربائیة الجھد الفائق وذلك لمتطلبات تشغیلیة

نح اس باإلض افة إل ى فق د ف ي ملف ات العند تحمی ل المح ول یم ر ب ھ تی ار ویح دث فق د

الحدی د المتواج د حت ى ف ى حال ة ع دم وج ود الحم ل ، وین تج ع ن ذل ك ارتف اع درج ة

،و ھذا یجب القصوىتعرف بدرجة الحرارة قصوى تصمیمیةالحرارة إلى أن تصل

، لعزل الملف ات الداخلی ة أال تزید عن الدرجة المسموح بھا للمواد العازلة المستخدمة

الحرارة یؤثر على كفاءة المحول وكذلك عمره االفتراضى لذلك یتم إن ارتفاع درجة

. حتى ال ینھار عزل المحول وذلك بطرق مختلفة أھمھااستخدام وسائل تبرید مختلفة

تستخدم فى المحوالت صغیر القدرة حیث تشع الحرارة الى تبرید طبیعي بالھواء

.الجو المحیط بواسطة تیارات الحمل فى الھواء

تستخدم فى المحوالت المتوسطة القدرة والتى توضع فى : برید بالھواء المسلطت

أماكن ضیقة وال تسمح بوضع المحول فى خزان للزیت أو قد یوضع المحول فى

.خزان للزیت ویسلط علیة تیار ھوائى بواسطة مراوح موجھ على جسم المحول

یك ون التبری د ) KVA(للمح والت الص غیرة وحت ى ع دة كیل و فول ت أمبی ر بالنس بة

بینم ا للمح والت ذات الق درات األكب ر ، والمقاس ات األكب ر ، ب الھواء الطبیع ى كافی ا

ممتلئ بالزیت وتنتق ل الح رارة إل ى الزی ت ) Container(فإنھا تغمر عادة فى وعاء

الذى یدور حول الوعاء بتیارات الحمل الطبیعیة ، وبالتالى تحم ل معھ ا الح رارة إل ى

وعاء حیث تبدد ، ویمك ن زی ادة مس احة أس طح الوع اء بش كل فع ال بوس ائل جدران ال

٣٩

یمك ن اس تخدام ع دة أنابی ب رأس یة عل ى جوان ب الوع اء وملحوم ة ب ھ كثی رة ، فم ثال

اس تخدام مش عات بحی ث ی دور الزی ت بطریق ة طبیعی ة م ن خاللھ ا ، كم ا یمك ن أیض ا

)Radiators ( ا وب ذلك یمك ن ال تخلص خارجیة حیث یدفع الزیت للم رور م ن خاللھ

من الحرارة الزائدة ، وتستخدم ھذه الطریقة للمحوالت ذات القدرات المرتفع ة والت ى

تصل إلى آالف من الكیل و فول ت أمبی ر ، وف ى المح والت فائق ة الق درة یمك ن تحس ین

Forced(المع دل ال ذى یمك ن ب ھ تبدی د الح رارة المتول دة باس تخدام التبری د القس رى

Cooling (لك بدفع الھواء على وعاء الزیت أو على المشعات عن طریق مراوح وذ

محول مع مبردات مروحی ة ، كم ا یظھ ر أعل ى ) ٢٧-١(ضخ للھواء ، ویبین الشكل

. المحول خزان الزیت المستخدم

میجا فولت أمبیر ١٠٠٠وحدة محول بقدرة ) ٢٧- ١(شكل

:عیوب التبرید بالھواء

.ال یسمح بتحمیل المحول إال لفترات زمنیة صغیرة )أ(

.قلة متانة العزل )ب(

٤٠

.تعرض الملفات لألتربة واألوساخ مما یؤدى إلى أضعاف متانة العزل )ج(

.زیادة حجم الملفات لیتخللھا الھواء )د(

: تبرید بالزیت الطبیعي -٣

حیث یوضع القلب والملفات فى وعاء مملوء بالزیت المعدني المنقى بعنایة فائقة

حیث یتم تبرید القلب والملفات بواسطة تیارات الحمل فى الزیت والذي یشعھ الى

الجو الخارجي ، ولزیادة سطح التبرید قد یكون سطح اإلناء متعرج أو یزود اإلناء

.الزیت الخارجي بمواسیر لزیادة سرعة تبرید

:التبرید بالزیت المبرد -٤

فى المحوالت الكبیرة والعالیة القدرة الكھربیة ال یكفى تبرید الزیت بالھواء الطبیعى

الرتفاع الحرارة الناتجة من المفاقید الكھربیة ولذلك فأنة تستخدم عدة طرق نظرا

:لتبرید الزیت المستخدم فى تبرید المحول منھا

حیث یسلط على جسم الوعاء الرئیسي للمحول :ء المسلط بواسطة الھوا )أ(

.مجموعة مراوح لدفع الھواء والعمل على تبرید الزیت

بواسطة تبرید الزیت بسحبة فى أنابیب وتمریرة بواسطة طلمبة فى إناء بھ ماء )ب(

أن یالحظ أن تكون سرعة طلمبة ببارد ثم یدفع الى داخل وعاء المحول ویج

.سرعة طلمبة الدفع حتى یصیر مستوى الزیت ثابت داخل الوعاء السحب مساویة ل

یتم دفع ماء بارد فى مواسیر تبرید داخل وعاء المحول وبذلك تنقل الحرارة من )ج(

.الزیت الى الماء الى خارج الوعاء

ویالحظ فى ھذه الطریقة آن تكون أنابیب التبرید خالیة من الثقوب ومصنوعة من

.النحاس األحمر المعامل كیمیائیا لعدم التآكل والتفاعل مع زیت المحول

٤١

:ممیزات التبرید بالزیت

.زیادة المتانة الكھربیة للعزل -١

.یسمح بتحمیل المحوالت لفترات طویلة -٢

.اخل جسم المحول االتزان الكھروحرارى د -٣

.صغر حجم الملفات بضم الثغرات الھوائیة -٤

:عیوب التبرید بالزیت

.قد یحث انسداد فى أنابیب التبرید مما یعرض المحول لرفع درجة حرارتھ -١

.قد یحدث انفجار نتیجة تفاعل الھواء المتسرب مع الغازات الناتجة من الزیت -٢

)في حاالت حدوث قصر داخلي شدید الخطورة(

:توصیل المحوالت على التوازى

نحتاج فى بعض األحیان إلى استخدام أكثر من محول واحد لتغذی ة أحم ال كبی رة ، ال

یمكن أن یقوم بھا محول واحد من المحوالت التى یسھل الحصول علیھ ا ، ل ذلك نلج أ

إلى توص یل مح ولین عل ى الت وازى ، حی ث یوص ل ملف ى الجھ د الع الى م ع بعض ھما

ى الجھ د الم نخفض ، وھن اك اعتب ارات الب د أن تؤخ ذ عن د عم ل مث ل ھ ذا وكذلك ملف

. التوصیل

) :المحوالت على التوازى) تشغیل(شروط توصیل

، وھذا ینطبق على یجب أن تتوفر عدة شروط قبل توصیل محولین على التوازى معا

یوج د المح والت أحادی ة الوج ھ ، والمح والت ثالثی ة األوج ھ ، وإل ى جان ب ذل ك كل ھ

شرط عام یجب أال نغفلھ، وھو یختص بتشغیل أى نوعین من اآلالت على الت وازى ،

وینص على أن تكون قدرة اآللتین ، المراد تشغیلھم بالتوازى متقاربتین بقدر اإلمك ان

حیث ال یوجد ما یمنع تش غیل آلت ین عل ى الت وازى بس بب اخ تالف ق درتیھما والحكم ة

ختالف صغیر فى تحمیل اآللة الكبی رة إل ى إلق اء ع بء من ھذا الشرط أال یؤدى أى ا

٤٢

متزای د عل ى اآلل ة الص غیرة بس بب ح دوث حال ة تع دى الحم ل ، وت تلخص ش روط

: توصیل المحوالت على التوازى فى اآلتى

عن د نف س Same Voltage أن یك ون للمح ولین نف س نس بة تحوی ل الجھ د -١

ل ى نف س الجھ د عل ى الت ردد ، حی ث اتف اق نس بة التحوی ل یجعلن ا نحص ل ع

طرفى كل من ملفى الجھد الثانوى ، فى حالة ع دم وج ود الحم ل وذل ك عن د

عل ى الت وازى عل ى منب ع جھ د واح د ، وھ ذا توصیل الملفین االبتدائیین مع ا

بین الملفین الث انویین ) Circulating Current(یمنع مرور تیارات محلیة

. ،والتى تعمل على زیادة فقد النحاس

أن ی -٢ مرحلی ا ،ومتوافق ا فى كل منھما ع ددیا كون ھبوط الجھد النسبى متساویا

، أى أن معامل التنظیم واحد للمح ولین ، ول یس م ن الض رورى أن تتس اوى

المقاومتان والممانعتان ، كل على حدة فى المح ولین ف ى ھ ذه الحال ة ، المھ م

واتج IZأن یتساوى الھبوط فى الجھد فى المحولین مقدارا . اھا

أن تراعى قطبی ة األط راف عن د توص یلھما فتوص ل األط راف ذات القطبی ة -٣

وینش أ ع ن وج ود خط أ ف ى القطبی ة عن د التوص یل ، أن یص بح المتماثلة معا

الملف ان الثانوی ان مقص ورین بض عف الجھ د ، مم ا یتس بب ف ى م رور تی ار

توصیل قصر كبیر قبل التوصیل إلى الحمل ، لذلك یجب التحقق من صحة ال

بالنسبة للقطبیة قب ل أن یص بح الملف ان الثانوی ان متص لین عل ى الت وازى مع ا

، كیف ؟ على طرفى الحمل ، ویمكن أن تختبر القطبیة معملیا

بالنس بة للمح والت ) Phase Sequence( األوج ھتعاق ب أن یراعى تواف ق -٤

ف ى المح ولین ، وإال األوج ھثالثی ة األوج ھ ، عل ى أن یك ون تعاق ب متم اثال

. خالل كل دورة وجھینفسوف تحدث دائرة قصر بین كل

طریق ة توص یل مح ولین أح ادى الوج ھ عل ى الت وازى م ع ) ٢٨-١ (یوضح شكل

. بعضھما ، ویظھر فى الشكل مراعاة قطبیة الملفات

٤٣

توصیل محولین على التوازى ) ٢٨-١ (شكل

لآلخ ر كم ا ھ و إذا كان اتجاه الملف للمحوالت عند الجانب الثانوى معاكس كل منھما

ر ف إن الجان ب الث انوى س یتم قص ر دائرت ھ ویس رى تی ا) ٢٨-١(مب ین ف ى الش كل

یمكن أن یحرق . المحولین ملفات دورانى كبیر جدا

ل وللخالصة فإنھ عند إجراء التش غیل عل ى الت وازى بتوص یل مح ولین ف إن ك ل مح و

بتیار ال یزید على مواصفات كل مح ول ، ولھ ذا الغ رض فإن ھ یج ب یجب أن یشارك

والت ي تراع ى جی دا ب ین مس ئولي التش غیل أثن اء غملی ة الوف اء بالمتطلب ات اآلتی ة

التوصیل على التوازي

. یجب أن تتطابق القطبیة لكال المحولین -١

. یجب أن تكون نسبة اللف متساویة لكال المحولین -٢

لك ال R/Xمقاوم ة اللف ائف إل ى المفاعل ة المتس ربة یج ب أن تتس اوى نس بة -٣

. المحولین

. یجب أن تتساوى المعاوقة لكال المحولین -٤

، وبالت الى إذا لم یتم الوفاء بالمتطلب الثالث ف إن الجھ د عن د ك ل مح ول یك ون مختلف ا

سیكون غیر متوازن ، والمتطلب الرابع مھ م وذل ك لتوزی ع تی ار متناس ب م ع الخ رج

. ر لكل محول المقد

٤٤

توصیل محولین أحادى الوجھ على التوازى ٢٩- ١شكل

توصیلة دلتا –توصیلة نجمة العالقات الریاضیة للمتغیرات الكھربائیة في

اوالمحوالت الثالثیة األوجھ ھناك طریقتان لتوصیل أطراف ملفات المولدات

كما سبق شرحھما فى توصیل . ببعضھا البعض ھما توصیلة النجمة وتوصیلة الدلتا

، وكلتا التوصیلتین تستعمل كذلك لربط األحمال ثالثیة ملفات المحوالت الثالثیة

.األوجھ ، وفیما یلى ندرس تفاصیل التوصیلتین فى حالة االتزان وعدم االتزان

: star connectingتوصیلة النجمة

W1 – W2و V1 – V2و u1 – u2ذا كانت أطراف الملفات أو المقاومات ھي إ

في نقطة تسمى نقطة التعادل u2, v2, w2ولتوصیلھا نجمة توصل الثالث نھایات

كما ھو u1, v1, w1 وتخرج الثالث بدایات للتوصیل) الصفر(أو نقطة النجمة

) .٣٠-١(موضح ب لشكل

٤٥

توصیلة النجمة ٣٠-١شكل

U1NوU2NوU3N تسمي جھود األوجھ(Uph) Phase voltage

UL12 وUL23 وUL13 تسمي جھود الخطوط(UL) Line voltage

I3 وI2 وI1 تساوي تیارات األوجھ .تسمي تیارات الخطوط وھي أیضا

:عالقات التیارات والجھود في توصیلة النجمة

IL = Iph تیار الوجھ = تیار الخط -

UU جھد الوجھ 3= جھد الخط - phL 3=

I1 = I2 = I3 , I1 + I2 + I3 = 0 عند التحمیل المتزن -

= IN

]الصفرخط ] [خط التعادل[وبذلك یمكن االستغناء عن الطرف الرابع

I≠0 عند التحمیل الغیر متزن - N

٤٦

]خط التعادل[ویعادل التوصیل بتوصیل خط النجمة

φcos.3القدرة الفعالة - IU phph =P

Φ= COSIUP LL.3

أسالك ٤أسالك أو ٣عدد األسالك الخارجیة -

توصیلة الدلتا

ببدایة U2أي یوصل نھایة الوجھ األول U1W2و W1V2و V1U2 یوصل الطرفان

ونھایة الوجھ W1ببدایة الوجھ الثالث V2ونھایة الوجھ الثاني V1الوجھ الثاني

W,V,Uأي دائرة مغلقة ، ویخرج ثالث أطراف U1ببدایة الوجھ األول W2الثالث

) .٣١-١(كما ھو موضح بالشكل

توصیلة الدلتا ٣١- ١شكل

UL13, UL23, UL12 تساوى جھود األوجھ .تسمي جھود الخطوط وھى أیضا

I3,I2,I3 تسمي تیارات الخطوط.

Iph3, Iph2, Iph1 تسمي تیارات األوجھ .

٤٧

:عالقة التیارات والجھود في توصیلة الدلتا

UL = Uphجھد الوجھ = جھد الخط -

phIIتیار الوجھ 3تیار الخط - 31 =

I1 = I2 = I3, I1 + I2 + I3 = 0عند التحمیل المتزن -

φcos.3: القدرة الفعالة - Lph IUP =

Φ= COSIUP LL.3

أسالك فقط ٣عدد األسالك الخارجیة -

٤٨

اسئلة على الباب األول

عرف المحول الكھربى -١

ما ھى نظریة عمل المحرك الكھربى ذو الوجھ الواحد -٢

اشرح تركیب المحول و ما ھى انواعھ -٣

اذكر طرق ترتیب الملفات -٤

عرف معادالة القوة الدافعة الكھربیة -٥

عرف الكفاءة والمفاقید -٦

اذكر انواع المحوالت الخاصة -٧

اذكر انواع المحوالت ثالثیة االوجھ -٨

لمحوالت الثالثیة ما ھى طرق توصیل الملفات فى ا -٩

عرف طرق تبرید المحوالت -١٠

ما ھى شروط توصیل المحوالت على التوازى -١١

اشرح الفرق بین توصیلة النجمة و الدلتا -١٢

٤٩

الباب الثانى

محركات التیار المتردد

محرك الوجھ الواحد الحثى •

محرك الثالثة اوجھ الحثى •

التحكم - طرق بدء الحركھ -االنزالق -المجال المغناطیسى الدوار - التركیب

.فى السرعھ عكس الحركة

.التزامنىالوجھ الواحد محرك •

التحكم -طرق بدء الحركھ -االنزالق -المجال المغناطیسى الدوار - التركیب

.فى السرعھ عكس الحركة

محرك الثالثة اوجھ التزامنى •

التحكم - الحركھ طرق بدء -االنزالق -المجال المغناطیسى الدوار - التركیب

.فى السرعھ عكس الحركة

٥٠

ك ر ح الكھربائي الم

ل الطاقة الكھربائیة إلى قدرة میكانیكیة ستخدم المحركات . إلنجاز عمل ھو آلة تحو وت

غیل عدة آالت ومعدات میكانیكیة مثل غساالت المالبس وأجھزة الكھربائیة لتش

فات والمثاقب الكھربائیة الشعر وآالت الخیاطةالتكییف والمكانس الكھربائیة ومجف

شتى من المحركات األدوات المیكانیكیة،. والمناشیر وتشغل أنواع

ل العمل داخل المصانع المعدات التي تسھ .والروبوتات،وأیضا

ا ویتنوع حجم ا كبیر یقوم . وسعة المحركات الكھربائیة تنوع صغیرا فقد یكون جھازا

یمد قاطرة ثقیلة بالقدرةساعة بوظائفھ داخل ضخما كا ففي الوقت الذي . ید أو محر

الخالطات ومعظم أدوات المطبخ األخرى لمحركات كھربائیة صغیرة تحتاج فیھ

بسیطة، تتطلب القطارات استخدام محركات أكبر وأكثر ألنھا تحتاج فقط لقدرة

ا ك تعقیدا، ذلك ألن المحرك في ھذه ا في وقت قصیرالحالة علیھ أن یبذل جھد .بیر

:المستخدمة، ھناك نوعان رئیسیان للمحركات وبناءا على نوع الكھرباء

رددمحركات تعمل بالتیار المت -١

.بالتیار المستمر محركات تعمل -٢

وھو التیار . الثانیة یعكس التیار المتردد اتجاه سریانھ خمسین أو ستین مرة في

وتستعمل محركات . المستعمل في المنازل بش ل شا ع في التیار المستمر أیضا

ویسیر التیار المستمر في اتجاه واحد فقط، ومصدره. األدوات المنزلیة الرئیسي

شائعا لتشغیل. ھو البطاریة المعدات وتستخدم محركات التیار المستمر استخداما

كما أنھ یستخدم باديء تشغیل في المحركات التي تعمل. المیكانیكیة في المصانع

وتعتمد المحركات الكھربائیة على مغانط كھربائیة لتنتج القوة الالزمة. البنزینب

وتسمى اآلالت أو المعدات التي تدار . إلدارة اآلالت أو المعدات المیكانیكیة

ل(الكھربائي بالمحرك ل عمود إدارة المحرك بالحمل. )الحم .ویوص

٥١

محركات التیار المتردد

نھا مریحة فى االستعمال وایضا تعمل معظمھا على مخارج تتمیز بسھولة الصنع وبأ

المتردد على مبدالت، ال تحتوي معظم محركات التیارو. التیار الموجودة فى المنازل

المتردد ، یسري التیار وفي بعض محركات التیار. ألن التیار یعكس نفسھ تلقائیا

وبالعكس، عبر المحركالقادم من المصدر الخارجي إلى األجزاء المتحركة من

.منفصلة مجموعة من الفرش تعمل متصلة بحلقات انزالق بدال من حلقات

أجزاء محركات التیار المتردد

ویعكـس . القدرة من مخـارج الكھـرباء تستقبل معظم محركـات التیـار المتنـاوب

التیار الموصل الدوار في محرك ویسمى. التیار المتناوب اتجاه سریانھ تلقائیا

الذي یشتمل على مغناطیس ) الثابت( أما الجزء الساكن. المتناوب عادة العضو الدوار

ا باسم العضو وتشمل معظم محركات . الساكن المجال وملفات المجال فیشار لھ أحیان

وسوف نتناول دراسة كل .متزامنة التیار المتردد الشائعة محركات حثیة ومحركات

.نوع منھما على حدة

Induction Motorsالمحركات الحثیة

م ویعتبر المحرك األكثر انتشارا فى عالم ١٨٨٦قام باختراعھ نیقوال تسال عام

وھذا االنتشار الواسع لھذا المحرك جاء نتیجة لما یتمتع بھ . الصناعة ھذا الیوم

وانخفاض الثمن بالمقارنة بالمحركات ، وبساطة التركیب ، من مزایا مثل المتانة

كما انھ یتوفر بقدرات تتراوح من جزء من الحصان إلى ، قلة الصیانة ، االخرى

حصان وال یحتاج إلى اى وسیلة إثارة باإلضافة إلى كفاءتھ ١٠,٠٠٠أكثر من

من عزم الحمل % ٢٥٠العالیة وایضا عزم البدء عالى نسبیا قد یصل الى حد

.الكامل

او ثالثى الوجھ ولكل منھما والمحركات الحثیة منھا ما ھو احادى الوجة

.استخدامھ

٥٢

المحركات الحثیة احادیة الوجھ: اوال

ھي محركات استنتاجیھ تعمل على مصدر تیار متغیر أحادي الطور وتكون عدد

. فولت ٢٢٠فولت أو ١١٠ویكون الجھد المغذى إما ، الموصالت التي تمدھا اثنین

:أجزاء المحركات األحادیة

، من ملفات احادیة الوجھ على العضو الثابت ، الحثیة احادیة الوجھ تتركب المحركات

،وعضو دوار ذو قفص سنجابى

:األجزاء الرئیسیة

:وھي) ١-٢(ویتكون من ثالثة أجزاء أساسیة كما بالشكل : Stator العضو الثابت - ١

أو األلمنیوم ذو زعانف ) حدید الزھر( یصنع من الصلب ): اإلطار( الھیكل الخارجي) أ

. على سطحھ الخارجي تعمل على تبرید الملفات خالل الھواء المندفع من مروحة التبرید

ویستخدم اإلطار لحمل الرقائق المكونة للقلب ولتثبیت الغطاءان الجانبیان وصندوق

.لوحة التوصیل

من رقائق الصلب السلیكوني المعزولة عن بعضھا ویصنع : قلب العضو الثابت) ب

یشق على محیطھا الداخلي مجاري طولیة توضع بھا ملفات ، بالورنیش والمضغوطة

.العضو الثابت

وتصنع من أسالك نحاسیة معزولة بالورنیش تلف على فرم : ملفات العضو الثابت) ج

. والتیار المار فیھا خاصة بمقاس وبعدد لفات یتناسب مع قدرة المحرك وتربط بالجھد

:وتنقسم إلى قسمین

وھي الملفات الرئیسیة وتشغل ثلثي عدد المجاري وتكون ملفوفة : ملفات التشغیل

بسلك سمیك وعدد لفات أكثر في الغالب وال تنفصل عن الدائرة إال في حالة فصل

.التیار كلیا عن المحرك

٥٣

العضو الثابت ) ١-٢(شكل

وھي الملفات المساعدة وتشغل ثلث عدد المجاري وتلف بسلك رفیع : ملفات البدء

متأخرة عن ملفات التشغیل توضع تلك الملفات متقدمة أو ، وعدد لفات أقل في الغالب

درجة كھربي وذلك لتكون وجھ آخر یساعد على إیجاد مجال ٩٠بزاویة مقدارھا

.مغناطیسي دائر

وھو من نوع القفص السنجابي حیث یتكون من : Rotorالعضو الدائر -٢

مجموعة رقائق الصلب السلیكوني المعزولة بالورنیش تثبت على عمود

یشق على محیطھا الخارجي مجاري طولیة بشكل عدل أو مائل ، الدوران

من النحاس أو األلمنیوم وتوصل أطراف القضبان ) أسیاخ(توضع بھ قضبان

تین مقفلتین من نفس معدن القضبان كما وتلحم من الناحیتین بواسطة حلق

).٢-٢(بالشكل

٥٤

العضو الدائر ) ٢- ٢(شكل

أو األلمنیوم أي من نفس ) حدید الزھر(یصنعان من الصلب :الغطاءان الجانبیان - ٣

معدن اإلطار ویثبتان بواسطة مسامیر قالووظ ویكون احدھما أمامي واآلخر خلفي

یحتویان على كراسي البلي التي تركب على عمود الدوران وتعمل على اتزان

.العضو الدائر وتسھل حركة دورانھ وجعلھ في وضع یسمح لھ بحریة الحركة

أثناء ، وھي جزء مھم حیث تصنع من األلمنیوم أو البالستیك :مروحة التھویة - ٤

دوران المحرك فیندفع الھواء بین زعانف اإلطار فتخفض من درجة الحرارة التي

.تنشأ عن مرور التیار في ملفات القلب الحدیدي للعضو الثابت

:األجزاء اإلضافیة

:مفتاح الطرد المركزي - ١

من سرعتھ المقررة %75ل ملفات البدء بعد وصول المحرك إلى فص: فائدتھ

یتكون من جزئیین یثبت احدھما على عمود الدوران ویتأثر بالقوى الطاردة

أما الجزء اآلخر وبھ المالمسات فیثبت ، المركزیة الناتجة عن دوران العضو الدائر

. على أحد الغطاءین أمام الجزء األول

٥٥

المحركات األحادیة ذات الملفات المساعدة وذلك لزیادة عزم یضاف إلى : المكثف - ٢

ویوصل في دائرة الملفات المساعدة سواء كان ، الدوران وتخفیض استھالك التیار

ھناك مفتاح طرد مركزي أو بدون مفتاح طرد مركزي حیث أن بعض المكثفات

ھما من یعمل فترة البدء والتشغیل مع الملفات المساعدة دون وجود مفتاح یفصل

المكثف الورقي و المكثف الممتلئ: وتوجد أنواع مختلفة من المكثفات وھي. الدائرة

. الخ.……بالزیت

:نظریة عمل المحركات األحادیة

المجال المغناطیسى الدوار

تعمل المحركات األحادیة على مبدأ الحث الكھرومغناطیسي عند مرور التیار ذو

الثابت المكونة من وحدتین تفصلھما زاویة مقدارھا الوجھ الواحد في ملفات العضو

ھذا المجال یقطع ملفات العضو الدائر ، درجة كھربي ینشأ مجال مغناطیسي دائر ٩٠

ھذا التیار المتولد ینشأ عنھ مجال . ذو القفص السنجابي فیتولد فیھا تیارا بالتأثیر

إلى تولد عزم ویحدث تنافر یؤدي . مغناطیسي جدید یتعارض مع المجال األصلي

دوران أو قوة دائریة میكانیكیة تحرك العضو الدائر وتجعلھ یستمر في الدوران حتى

.یصل إلى سرعتھ المقننة محركا معھ الحمل المتصل بھ عن طریق عمود الدوران

األول ، وبالتالى یمكن تحلیل المجال المغناطیسى إلى مجالین مغناطیسین دوارین

وعادة یكون ،ویسمى بالمجال المغناطیسى الدوار األمامي یدور فى االتجاه الموجب

والمجال اآلخر یدور فى االتجاه ، اتجاه دورانھ عكس اتجاه دوران عقارب الساعة

وھو الذى یدور مع عقارب ، المضاد ویسمى بالمجال المغناطیسي الدوار الخلفى

.الساعة

منحني عزم الدوران منحني عزم الدوران

محرك التأثیري أحادي المرحلة ، ویكون عزم الحصول علي منحني عزم الدوران لل

الدوران الذي یتولد بتأثیر المجال المغناطیسي األمامي علي القفص السنجابي في

٥٦

العضو الدائر مضادا لعزم الدوران الذي ینشأ بفعل المجال المغناطیسي الخلفي في

دوران نفس القفص السنجابي علي العضو الدائر في حالة السكون تكون قیمة عزم ال

الناشئة عن كل من المجالین واحدة مما یجعل محصلة عزم الدوران المؤثر علي

، فال یوجد عزم دوران بدء للمحرك العضو الدائر في ھذه الحالة تساوي صفرا

.، وھي أحدي الخصائص الممیزة لھذا المحرك ) ٣- ٢(أحادي المرحلة كما بالشكل

الدورانمنجنى عزم ) ٣- ٢(شكل

Slip معامل اإلنزالق

التعریف األساسي لمعامل اإلنزالق ، وھو خارج قسم سرعة دوران المجال

.المغناطیسي الخلفي ، بالنسبة للعضو الدائر ، علي سرعة التزامن

وعندما یدور المحرك في اإلتجاه الموجب ، أي في نفس أتجاه دوران المجال

ns)/n – (ns =sاألمامي ، ویكون معامل اإلنزالق ، و یكون المجال الخلفي دائرا

بالنسبة ) n +ns(، مما یعني أنھ یدور بالسرعة nفي عكس اإلتجاه بالسرعة

للعضو الدائر

٥٧

. (s-2)یكون معامل اإلنزالق الخاص بھذا المجال ھو وبالتالى

بالنسبة لقیمة أي أن قیمة معامل اإلنزالق الخاص بالمجال الخلفي تكون كبیرة جدا

معامل اإلنزالق الخاص بالمجال األمامي ، وھذا یعني أن للقوة الدافعة الكھربیة

المتولدة في ملفات العضو الدائر بفعل المجال الخلفي تكون كبیرة بالنسبة للقوة الدافعة

.الكھربیة المتولدة بفعل المجال األمامي

المحرك بفعل المجال المغناطیسي تأثیر المجال المغناطیسي الخلفي بالنسبة لتشغیل

.األمامي

زیادة المفقودات النحاسیة للعضو الدائر ، بفعل التیار الناشئ عن المجال الخلفي ، )١

.وھو یزید في قیمتھ وتردده علي التیار الناشئ عن المجال األمامي

بینم ا ت زداد محص لة خط وط للق وى المغناطیس یة الناش ئة ع ن المج ال األم امي )٢

الس رعة ، تق ل محص لة خط وط الق وي المغناطیس یة الناش ئة ع ن المج ال بإزدی اد

المج ال المغناطیس ي األم امي یك ون .(الخلفي ، بحیث یظل مجموعھا ثابت ا تقریب ا

)أكبر بكثیر من المجال المغناطیسي الخلفي

ینشأ عن التشابك بین كل من المجال المغناطیسي الدائر وموجة القوة الدافعة

ة الدائرین في اتجاھین متضادین ، نبضات في عزم الدوران ذات تردد المغناطیسی

ضعف تردد المنبع وتكون حصیلة عزم الدوران المتوسط لھذه النبضات بالنسبة

، ولكنھا تؤدي إلي صدور ضجة فى المحرك أحادي ) NOISE( للزمن صفرا

ھذه النبضات في المرحلة لكنھا ال توجد في المحركات ثالثیة المراحل ، وال تظھر

ألن عزم الدوران منحني عزم الدوران مع السرعة للمحرك أحادي المرحلة، نظرا

.في ھذه الحالة ھو القیمة المتوسطة بالنسبة للزمن

٥٨

::طرق البدء ومنحنیات التشغیل للمحركات التأثیریة أحادیة المرحلة طرق البدء ومنحنیات التشغیل للمحركات التأثیریة أحادیة المرحلة

.طرق البدء یكون تصنیف المحركات التأثیریة أحادیة للرحلة علي حسب

) ) PPHHAASSEE MMOOTTOORR--SSPPLLIITT( ( المحرك مشطور المرحلة المحرك مشطور المرحلة ))١١

یحتوي العضو الثابت لھذا النوع من المحركات علي نوعین من الملفات ، وھما

الملفات الرئیسیة س والملفات المساعدة ع ، ویكون توزیع ھذه الملفات في مجاري

تسعون درجة للعضو الثابت بحیث توجد زاویة فراغیة بین محوریھا مقدراھا

.كھربیة

ویراعي أن تمتلك الملفات المساعدة مقاومة كبیرة بالنسبة لممانعتھا ، فتكون لذلك من

ویتم فصل الملفات المساعدة عن المصدر عندما یصل المحرك إلي .أسالك رفیعة

من سرعة التزامن ، ویكون باستخدام مفتاح یعمل بالقوة الطاردة % ٧٥حوالي

) CENTRIFUGAL SWITCH(المركزیة

المحرك المشطور) ٤- ٢(شكل

٥٩

SSTTAARRTT IINNDDUUCCTTIIOONN ––CCAAPPAACCIITTOORR:(:(المحرك ذو مكثف البدءالمحرك ذو مكثف البدء )٢

MMOOTTTTOORR ( (

یك ون الحص ول عل ي ع زم دوران ب دء لھ ذا المح رك عل ي نف س األس اس ف ي

المحرك السابق من حیث تزوید المحرك بنوعین من الملف ات ، رئیس یة ومس اعدة

ذي م رحلتین م ع تغذیت ھ م ن مص در أح ادي ، تجع ل المح رك مكافئ ا لمح رك

.ویتم فصل الملفات المساعدة في ھذه الحالة بعد بدء المحرك .المرحلة

المحرك ذو مكثف البدء) ٥- ٢(شكل

CCAAPPAACCIITTOORR --SSPPLLIITT --PPEERRMMAANNEENNTT( ( المحرك ذو المكثف الدائم المحرك ذو المكثف الدائم ))٣٣

MMOOTTOORR((

أثناء تشغیل المحرك ، یمكن أن تظل الملفات المساعدة مستمرة مع الملفات الرئیسیة

.بتركھا موصلة علي المنبع خالل فترة التشغیل بعد انتھاء فترة البدء

٦٠

)٦- ٢(شكل

)) CCAAPPAACCIITTOORR MMOOTTOORR ––VVAALLUUEE ––TTWWOO((المحرك ذو المكثفین المحرك ذو المكثفین ))٤٤

یمكن استخدام مكثفین ، أحدھما خاص بفترة البدء فقط ، واآلخر یتجاوز عملة فترة

بحیث نستطیع المواءمة في ھذه الحالة بین الخواص البدء إلي فترة التشغیل أیضا،

.المفضلة المطلوبة في الفترتین معا

المحرك ذو المكثفین) ٧-٢(شكل

٦١

))PPOOLLEE MMOOTTOORR --SSHHAADDEEDD((المحرك ذو القطب المظلل المحرك ذو القطب المظلل ) ) ٥٥

یتكون العضو الثابت في ھذا المحرك من أقطاب بارزة ، حیث یتم تطویق جزء من

ن النحاس یطلق علیھا أسم الملف المظلل ، تتولد في كل قطب منھا یلفھ مقصورة م

بفعل جزء الفیض المغناطیسي للقطب المتشابك ةذه اللفة المقصورة تیارات تأثیریھ

معھا ، یؤدي إلي جعل محصلة ھذا الجزء من الفیض المغناطیسي الناشئ عن

بزاویة مرحلیة عن الجزء الباقي من الفیض زمنیا التیارات التأثیریة متخلفا

المغناطیسي المار في الجزء األخر من القطب وینشأ عن ذلك ظاھرة تكافئ ظاھرة

د مجال مغناطیسي دائر ، یتحرك من الجزء غیر المظلل إلي ناحیة الجزء وجو

المظلل من القطب ، مما یعني وجود عزم دوران بدء صغیر ، یعمل علي بدء دوران

ویقتصر استخدام ھذه الطریقة عادة علي المحركات ، الشكل ب كما وضحالمحرك

یرة أو تلك التي تكون وسیلة الصغیرة جدا ، مثل تلك التي تستخدم في المراوح الصغ

البدء في المحركات المستخدمة في الساعات ، ویكون معامل الجودة في ھذا النوع

، ولكنھ یتمیز ببساطة التكوین ورخص الثمن .من المحركات صغیرا

المحرك ذو القطب المظللالمحرك ذو القطب المظلل) ) ) ٨- ٢(شكل

٦٢

:استخدامات المحركات األحادیة

الطور إلدارة محركات المراوح والغساالت والثالجات تستخدم المحركات أحادیة

.وأجھزة تكییف الھواء وغیر ذلك

نجد أن المحركات التأثیریة أحادیة األوجھ تتشابھ فى المزایا والعیوب مع و

المحركات التأثیریة ثالثیة األوجھ إال انھا اعلى فى شدة التیار واقل فى معامل القدرة

للصیانة لذلك فھى تستخدم بدال من المحركات التأثیریة والكفاءة وھى أكثر حاجة

ثالثیة الوجھ عندما یكون المصدر المتاح ذو وجھ واحد اما إذا توفر مصدر ثالثى

لذا فسوف نركز درستنا على المحركات .فاألفضل استخدام المحركات الثالثیة

.التأثیریة ثالثیة األوجھ

اسئلة على المحرك الحثى احادى الوجھ

اذكر األجزاء الرئیسیة واإلضافیة فى المحركات الحثیة أحادیة الوجھ -١

.لماذا تحتاج المحركات أحادیة الوجھ لوسیلة مساعة لبدء حركتھا -٢

اذكر تاثیر المجال المغناطیسى الخلفى بالنسبة لتشغیل المحرك بفعل المجال -٣

المغناطیسى األمامى

المحركات احادیة الوجھ اذكر الطرق المختلفة المستخدمة لبدء حركة -٤

.اذكر ممیزات تشغیل المحرك االحادى ذى المكثف الدائم -٥

فى أى التطبیقات تستخدم المحركات الحثیة األحادیة -٦

٦٣

المحركات الحثیة ثالثیة االوجھ

-) :٩-٢(كما ھو بالشكل : التركیب

العضو الثابت - ١

المعزولة عن بعضھا البعض یتكون من رقائق الحدید ، وھو عبارة عن جسم اسطواني

لتوصیلھا ، بھ مجارى تحتوى على ملفات ثالثیة المراحل ، لتقلیل المفقودات الحدیدیة

.إلى مصدر التیار المتردد ثالثى المراحل

مقطع فى محرك حثى ثالثى األوجھ ) ٩-٢(شكل

العضو الدائر - ٢

ویتسمي المحرك عادة باسم عضوه الدائر ،للتمییز بین نوعین من المحركات

الثأثیریة ثالثیة المراحل ذات الحلقات اإلنزالقیة ، والمحركات ذات القفص السنجابي

:المحركات ذات الحلقات االنزالقیة : اوال

ن وفیھا یتكون العضو الدائر من جسم اسطواني من رقائق الحدید ، المعزولة ع

بعضھا البعض ، بھ مجاري ، وتحتوي المجاري ، في ھذه الحالة ، علي ملفات ثالثیة

٦٤

المراحل ، یتم ترتیبھا في المجاري علي نحو مماثل لترتیب الملفات في العضو

الثابت ، ویكون توصیل المراحل في ملفات العضو الدائر علي شكل دلتا أو نجمة ،

راكبة على نفس ، ثالث حلقات إنزالقیة كما توصل األطرف ، في الحالتین إلي

ذو الحلقات ( عمود االدارة للمحرك وتدور معھ ومن ھنا جاءت التسمیھ لھذا النوع ب

).االنزالقیة

المحركات ذات القفص السنجابي: ثانیا

عضوھا الدائر یتكون من جسم اسطواني من رقائق الحدید ، بھ مجاري ، تتمليء ھذه

نحاس أو من األلومنیوم ، تصب فیھا عادة ، وتتصل أطرافھا المجاري بقضبان من ال

، من كل ناحیة ، بحلقة متینة من نفس معدن القضبان ، بحیث تشبھ القضبان

، ومن ( squirrel cage)والحلقتان ، في تكوینھا علي ھذا النحو ، قفص السنجاب

.ثم جاءت تسمیة ھذا النوع

محرك ذو قفص سنجابىمحرك ذو قفص سنجابى) ) ١٠١٠--٢٢((شكل شكل

٦٥

المجال المغناطیسي الدوار المجال المغناطیسي الدوار

حیث أن ملفات العضو الثابت موصلة إما علي شكل نجمة أو دلتا ویوجد بین كل

درجة فإنھ عندما توصل ھذه الملفات بمصدر ١٢٠ملف وأخر زاویة فراغیة قدرھا

درجة فإنھ سیمر في ھذه ١٢٠جھد كھربائي ثالثي األوجھ بین كل وجھ وأخر

درجة فإنھ ١٢٠یة قدرھا الملفات تیارات متزنة بین كل تیار وأخر زاویة فراغ

سینشأ في الثغرة الھوائیة مجال مغناطیسي دوار منتظم ، ھذا المجال المغناطیسي

شدة ھذا المجال synchronous speedیدور بسرعة تسمي السرعة التزامنیة

مع تیار الوجھ المار في العضو الثابت وعدد اللفات في المغناطیسي تناسب طردیا

:كل قطب ، وتحسب من المعادلة التالیة العضو الثابت تحت

:حیث

Fs = Ns . Is

Fs : شدة المجال المغناطیسي في العضو الثابت.

Ns : عدد لفات العضو الثابت لكل قطب.

Is : القیمة الفعالة لتیار الوجھ في العضو الثابت.

:نظریة الحركة

ثم یوضح حمل علي عمود اإلدارة مخرطة أو مضخة (عندما یكون المحرك دائرا

تقل سرعة عمود اإلدارة ، وبالتالي سرعة العضو الدائرة للمحرك نتیجة لتأثیر ) مثال

عزم دوران الحمل المضاد ، الذي یمثل عزم دوران تقصیر في ھذه الحالة وھذا

ثیري في ملفات العضو الدائر سوف تزداد ، مما یؤدي إلي یعني أن قیمة التیار التأ

زیادة عزم الدوران الذي یبذلھ المحرك علي عمود اإلدارة وتقل سرعة المحرك ،

وتزداد بالتالي قیمة اإلنزالق ، إلي الحد الذي یصبح فیخ عزم دوران المحرك

األمور علي مساویا لعزم دوران الحمل وعزم دوران المفقودات معا ، حیث تستقر

ھذا الوضع المتزن

٦٦

: : كیفیة عمل المحرك الحثي ثالثي األوجھكیفیة عمل المحرك الحثي ثالثي األوجھ

عند توصیل أطراف العضو الثابت بمصدر الجھد فإنھ سینشأ مجال مغناطیسي دوار

، ھذا المجال المغناطیسي الدوار سیولد قوة دافعة كھربائیة في أي موصل كھربائي

لظاھرة الحث الكھرومغناطیسیة ، وحیث أن یقع ضمن نطاق تأثیره وذلك طبقا

العضو الدوار یقع ضمن تأثیر ھذا المجال المغناطیسي الدوار فإنھ سینشأ في

موصالتھ قوة دافعة كھربائیة ثالثیة األوجھ ، وبما أن موصالت العضو الدوار

مقصورة من الطرفین فإنھ سیمر فیھا تیارات ثالثیة األوجھ بین كل وجھھ وأخر

تولد مجال مغناطیسي دوار أخر في الثغرة الھوائي نتیجة درجة ومن ثم سی ١٢٠

لمرور تیارات ثالثیة األوجھ في موصالت العضو الدوار ، في ھذه الحالة أصبح

لدینا مجاالت مغناطیسیان دواران األول ناتج من العضو الثابت ویدور بالسرعة

بالنسبة ) NS-N( والثاني ناتج من العضو الدوار ویدور بسرعة ) ns(التزامنیة

ویدور بالسرعة التزامنیة –ھي سرعة العضو الدوار Nللعضو الدوار ، حیث

)NS ( بالنسبة للعضو الثابت وحیث أن ، ھذین المجالین المغناطیسیین یدوران بنفس

السرعة واالتجاه فإنھ سیتولد عزم فعال علي العضو الدوار یؤدي إلي دورانھ بنفس

لمبدأ إنتاج العزم اتجھ ودوران المجالین وذلك ط PRINCIPLE OFبقا

TORQUE PRODUCTION ١١-٢(، أنظر الشكل(

للمعادلة التالیة مع شدة المجالین وجیب الزاویة بینھما طبقا ھذا العزم یتناسب طردیا

٦٧

)١١- ٢(شكل

T ᾳ Fs .Fr .sin(δ sr) 3

:حیث

T : العزم FS : شدة المجال المغناطیسي في العضو الثابت

FR : شدة المجال المغناطیسي في العضو الدوار

δ sr : الزاویة بین المجالین.

بعدما یبدأ العضو الدوار بالتسارع فإن سرعة تعرض موصالتھ لقطع خطوط المجال

:التالیة للمعادلة المغناطیسي الدوار ستقل كلما زادت سرعة العضو الدوار طبقا

Nf = ns –n 4

Nf : سرعة قطع خطوط المجال المغناطیسي لموصالت العضو الدوار.

وبالتالي فإن القوة الدافعة الكھربائیة المتولدة في موصالت العضو الدوار ستقل مع

ازدیاد سرعة العضو الدوار وذلك ألن القوة الدافعة الكھربائیة المتولدة بسبب الحث

مع السرعة النسبیة بین الموصل والمجال الذي الكھرومغناطیسي تتناسب طردیا

٦٨

التیارات المارة في موصالت العضو الدوار ستقل یتعرض لھ ، وبالتالي فإن قیمة

وبالتالي شدة المجال المغناطیسي المتولد منھا ستقل ومن ثم یقل العزم المؤثر علي

العضو الدوار ، وھكذا حتى تصل سرعة العضو الدوار سرعة قریبة من السرعة

ون التزامنیة ، عندما تصل سرعة العضو الدوار إلي قرب السرعة التزامنیة تك

التیارات المتولدة في موصالت العضو الدوار صغیرة وبالتالي یضعف المجال

المغناطیسي الناشئ منھا مما یؤدي إلي انخفاض العزم المؤثر علي العضو الدوار ،

وعندما تستقر سرعة العضو الدوار فإن العزم المؤثر علي العضو الدوار یكون

.الدوار مساوي لقوة االحتكاك التي یتعرض لھا العضو

عند تحمیل المحرك تقل سرعة العضو الدوار وینتج عن ذلك زیادة في سرعة قطع

المجال المغناطیسي لموصالت العضو الدوار مما یؤدي إلي زیادة قیم التیارات

المارة في موصالتھ وبالتالي زیادة شدة المجال المغناطیسي الناشئ منھا ومن ثم

دوار ، ثم تستقر سرعة العضو الدوار عند سرعة زیادة العزم المؤثر علي العضو ال

.جدیدة وعندھا یكون العزم المؤثر علیھ مساوي لعزم الحمل المسلط علیھ

مفھوم اإلنزالق مفھوم اإلنزالق

الجھد المتولد في موصالت العضو الدوار یعتمد علي السرعة النسبیة بین العضو

بت ، فإذا كانت الدوار وسرعة المجال المغناطیسي الدوار الناتج من العضو الثا

، وإذا كانت سرعة nsھي ) السرعة التزامنیة ( سرعة المجال المغناطیسي الدوار

فإن السرعة النسبیة بین سرعة العضو الدوار وسرعة المجال nالعضو الدوار ھي

slipتسمي سرعة اإلنزالق ) ns-n(المغناطیسي الدوار ھي الفرق بین السرعتین

speed:

N slip = ns – n 5

:حیث

n slip تعني سرعة اإلنزالق

٦٩

ھاما وإذا نسبت سرعة اإلنزالق إلي السرعة التزامنیة لآللة نفسھا فإنھا تعطي معامال

عند دراسة اآلالت الحثیة یسمي معامل اإلنزالق جدا ویرمز لھ بالرمز slipومفیدا

)s (في ٠.٠٠٥وقد تصل إلي ٠.٠١لصغیرة ما بین وتتراوح قیمتھ في المحركات ا

٠.٠٣المحركات الكبیرة في حالة عدم التحمیل وعند التحمیل یتراوح اإلنزالق من

:ویمكن حسابھ من المعادلة التالیة ٠.٠٥إلي

S = (ns – n)/ns 6

دوار بنفس ویالحظ أن قیمة اإلنزالق ال یقل عن الصفر وذلك عندما یدور العضو ال

.السرعة التزامنیة وال تزید عن الواحد وذلك عندما یكون العضو الدوار ثابت

من الممكن حساب سرعة العضو الدوار بداللة السرعة التزامنیة واإلنزالق وذلك كما یلي

N = ns (1-S ) 7

))tthhee ttoorrqquuee( ( عزم الدوران عزم الدوران

دراسة منحني عزم دوران المحرك دراسة منحني عزم دوران المحرك

إلي جزءین مختلفین ، بالنسبة لعالقة عزم الدوران باإلنزالق ، فمنینقسم المنحني

o =s إليsm =s یزداد عزم الدوران بزیادة قیمة اإلنزالق بینما یقل عزم الدوران

ویقال أن المحرك یمتلك خواص تشغیل s= 1إلي sm =sالذي یبدلھ المحرك من

unstable( ھ غیر متزنة متزنة في الجزء األول ، بینما تكون خواص تشغیل

operation ( في الجزء الثاني ، كما ھو مبین في شكل)١٢-٢ ( ،

والنتیجة الحتمیة لوجود منطقتین منفصلین في خواص تشغیل المحرك ، تتوفر في

أحداھما خاصیة اإلتزان وتنعدم في األخري ،یجب أن نحرص علي أن یظل تشغیل

ال ینتقل منھا إلي المنطقة األخري إال تحت المحرك محصورا في منطقة اإلتزان ، ف

ظروف خارجة عن إرادتنا وذلك یعنى أن زیادة في عزم دوران الحمل تؤدي إلي

.خفض سرعة المحرك بطریقة آلیة ، یوؤدي بالتالي إلي زیادة قیمة اإلنزالق

٧٠

ولكى نضمن ذلك یجب أال تقل قیمة النھایة العظمى لعزم دوران المحرك عن ضعف

ونتیجة لھذا یجب أن تتوفر للمحرك ظروف البدء .دوران الحمل الكامل تقریبا عزم

التى تجعلھ یمر بسالم من خالل منطقة عدم االتزان التى یتحتم أن یمر بھا أثناء فترة

.البدء

منحنى عزم الدورانمنحنى عزم الدوران) ) ١٢١٢--٢٢((شكل شكل

طرق بدء الحركة طرق بدء الحركة

) ) ١٣١٣--٢٢((إن التوصیل المباشر للمحرك مع المنبع یعطى تیار بدء تتراوح قیمتھ بین إن التوصیل المباشر للمحرك مع المنبع یعطى تیار بدء تتراوح قیمتھ بین

مرات من قیة تیار الحمل الكامل مرات من قیة تیار الحمل الكامل

:ھذا التیار العالي عند البدء یتسبب في وجود بعض المشاكل مثل

.رفع درجة حرارة ملفات العضو الدائر مما یؤدي مع التكرار إلي انھیار عزلھا )١

والقواط ع وأجھ زة كالك ابالت التأثیر علي وسائل توص یل الكھرب اء إل ي المح رك )٢

.الحمایة

.حدوث ھبوط في جھد األجھزة المشتركة مع المحرك في نفس الخط )٣

في لذلك البد من اتخاذ بعض اإلجراءات للحد من قیمة تیار البدء خصوصا

. المحركات الكبیرة

٧١

Starting Currentبدء فیما یلي عدة طرق لتقلیل تیار ال

طرق البدء المستخدمة فى المحركات ذات الحلقات االنزالقیة

: إضافة مقومات موصلة علي التوالي مع ملفات العضو الدوار -١

توصیل مقاومة ثالثیة المراحل علي التوالي مع ملفات العضو الدوار كما بالش كل

یؤدى الى الح د م ن قی ة تی ار الب دء كم ا أن ھ یرف ع معام ل الق درة عن د ، ) ١٤-٢(

البدء وھذا یعنى زیادة عزم دوران البدء ، وبعد أن یجتاز المحرك فترة الب دء ی تم

وذلك . لتجنب زیادة المفاقید في دائرة العضو الدوار إزالة ھذه المقاومات تدریجیا

بدء المحرك االستنتاجى باستخدام مقاومات) ١٤- ٢(شكل

طرق البدء المستخدمة فى محركات القفص السنجابي

::توصیل مقاومات علي التوالي مع ملفات العضو الثابت توصیل مقاومات علي التوالي مع ملفات العضو الثابت ))١١

إن توصیل مقاومات علي التوالي مع ملفات العضو الثابت یؤدي إلي تقلیل الجھد

المسلط علي العضو الثابت وبالتالي یقل تیار البدء ، ثم بعد اجتیاز فترة البدء یمكن

، عیب ھذه الطریقة ھو زیادة المفاقید النحاسیة مما إلغاء ھذه المقاومات تدریجیا

٧٢

مع المحركات الكبیرة یجعلھا غیر مناسبة لالستخدا وللتغلب على ھذا . م خصوصا

:العیب توجد طریقتان شائعتان للحد من قیمة تیار البدء وھما

a. دلتا لبدء الحركة –استخدام مفتاح نجمة.

b. استخدام محول ذاتى لبدء الحركة.

استخدام محول ذاتي استخدام محول ذاتي --أ أ

في ھذه الطریقة یتم توصیل أطراف العضو الثابت إلي محول ذاتي ثالثي األوجھ

بحیث یخفض الجھد المسلط علي ملفات العضو الثابت إلي قیمة تناسب مع تیار البدء

، وبعد اجتیاز المحرك لفترة البدء یتم تسلیط جھد ) ١٥- ٢(المسموح بھ كما بالشكل

علي ملفات العضو الثا بت وذلك بفصل المحول ، ھذه الطریقة مثالیة المصدر كامال

حیث ال یوجد فیھا أي قدرة مفقودة كما أنھا تعتبر الخیار األفضل للمحركات التي جدا

من قبل المصنع علي شكل نجمة . تم توصیل ملفاتھا داخلیا

بدء الحركة باستخدام محول ذاتى) ١٥- ٢(شكل

٧٣

:طریقة تغیر توصیل ملفات العضو الثابت من نجمة إلي دلتا طریقة تغیر توصیل ملفات العضو الثابت من نجمة إلي دلتا --بب

ھذه الطریقة مناسبة للمحركات ذات الستة أطراف والتي توصل ملفات العضو الثابت

فیھا علي شكل دلتا أثناء التشغیل العادي حیث توصل ملفات العضو الثابت عند البدء

من جھد المصدر ) √١/٣( علي شكل نجمة ونتیجة لذلك فإن جھد الوجھ سیقل إلي

التیار المار في حالة التوصیل علي شكل دلتا ، وبعد ) ١/٣(وینخفض تیار الخط إلي

. أن یجتاز المحرك فترة البدء یتم إعادة توصیل الملفات علي شكل دلتا ،

دلتا/ بدء الحركة باستخدام مفتاح نجمة ) ١٦- ٢(شكل

٧٤

::إلكترونیة إلكترونیة باستخدام أجھزة بدء باستخدام أجھزة بدء

لبدء المحركات الكھربائیة تستخدم تقنیة إلكترونیات القدرة ، ھذه ظھرت حدیثا

األجھزة تعتمد علي مبدأ التحكم الدقیق والناعم في الجھد مع مراقبة التیار في نفس

الوقت وبالتالي تجعل التیار ثابت طیلة فترة البدء مع عزم مستقر ھذه الطریقة تعتبر

محرك تسارع ناعم بدون وقفات أو قفزات مفاجئة أو األفضل وذلك ألنھا توفر لل

تذبذب أو إجھاد میكانیكي كما ھو الحال في الطرق التقلیدیة ، كما أن ھذه األجھزة

تتوفر فیھا جمیع أنواع الحمایة التي یتطلبھا المحرك عادة مما یعني توفیر ثمن أجھزة

بعملیة إیقاف أو تباطؤ الحمایة مقابل أنواع ثمن الجھاز ، كما أنھا أیضا تتحكم

، kW 500المحرك عند اإلیقاف ھذه األجھزة تتوفر بقدرات تصل إلي

بدء الحركة باستخدام اجھزة الكترونیة) ١٦- ٢(شكل

٧٥

التحكم في السرعة التحكم في السرعة

المحرك الحثي ثالثي األوجھ یعتبر ھو المحرك المثالي للتطبیقات التي ال تتطلب

في السرعة وذلك ألن سرعتھ عند قیمة أقل من السرعة التزامنیة تغیرا ثابتھ تقریبا

بقدر بسیط وعندما یتغیر الحمل تتغیر سرعتھ بشكل طفیف ، ولذلك فھو یعتبر

في لوجود بعض التطبیقات التي تتطلب تحكما ، ونظرا محرك ذو سرعة ثابتھ تقریبا

لة السرعة أمكن التحكم المحدود في سرعتھ بعدد من الطرق طبقا للمعاد

N = ns (1-S )

نجد أن سرعة العضو الدوار یمكن التحكم بھا إما بتغییر اإلنزالق أو بتغیر السرعة

التزامنیة ، والسرعة التزامنیة یمكن أن تتغیر إما بتغیر عدد األقطاب أو بتغیر تردد

المصدر

كما أن الجھد الخارج یضبط بحیث یكون متناسب مع التردد المطلوب وذلك للحفاظ

علي قیمة ثابتة للفیض المغناطیسي في الثغرة الھوائیة مثل ھذه األجھزة تكون عادة

.مكلفة وال یلجأ إلیھا إال في التطبیقات التي تحتاج تحكم دقیق في السرعة

تغییر قیمة االنزالق - ١

ھذه الطریقة تستخدم فقط مع المحركات ذات حلقات االنزالق وذلك بتوصیل مقاومة

. Brushes ثالثیة المراحل مع ملفات العضو الدائر عن طریق الفرش، متغیرة

.وبتغییر ھذه المقاومة یمكن الحصول على سرعات متغیرة من المحرك

تغییر عدد االقطاب - ٢

وتستخدم فى المحرك دى القفص السنجابى حیث یتم تغییر عدد االقطاب مع ثبوت

للمحرك وبالتالى سرعة دوران قیمة التردد مما یؤدى الى تغییر سرعة التزامن

.العضو الدائر

٧٦

تغییر تردد المصدر - ٣

وذلك .وتغییر التردد یستلزم وجود مصدر جھد ثالثى األوجھ ذو تردد قابل للتغییر

.یكون ومع االحتفاظ بعدد اقطاب المحرك ثابتة

:ممیزات المحرك الحثى

المتانة وبساطة التركیب -١

.االخرى انخفاض الثمن مقارنة بالمحركات -٢

قلة الصیانة -٣

اآلف ١٠یتوافر بقدرات تتراوح من جزء من الحصان وتصل الى اكثر من -٤

.حصان

.كفاءة عالیة وال یحتاج الى اى وسیلة إثارة -٥

.من من عزم الحمل الكامل % ٢٥٠عزم البدء عالى نسبیا یصل إلى حد -٦

:عیوب المحرك الحثى

السرعة إلى اربع امثال ثمن صعوبة التحكم فى سرعتھ حیث یصل سعر منظم -١

.المحرك

) .أضعاف الحمل الكامل ٨-٦(تیار البدء عالى -٢

.معامل القدرة منخفض عند االحمال الخفیفة -٣

٧٧

أسئلة على المحرك الحثى ثالثى األوجھ

.اذكر فائدة المحرك ذو الحلقات االنزالقیة عن ذو القفص السنجابى -١

الدائر للمحرك الحثى ثالثى األوجھ تنخفض القوة الدافعة الكھربیة فى العضو -٢

.اذكر السبب . كلما زادت سرعة المحرك

ماذا یحدث لسرعة وتیار العضو الدائر للمحرك الحثى ثالثى األوجھ ؟ -٣

اذكر المشاكل المترتبة على تیار البدء العالى فى المحرك الحثى ثالثى -٤

األوجھ ؟

: وجھ أذكر طرق البدء فىالمحركات الحثیة ثالثیة األ -٥

فى حالة العضو الوار ذو الحلقات األنزالقیة ) أ

فى حالة العضو الدوار ذو القفص السنجابى ) ب

.اشرح طرق التحكم فى سرعة المحرك الحثى ثالثى األوجھ -٦

.اذكر ممیزان وعیوب المحرك الحثى ثالثى األوجھ -٧

٧٨

)ذو الوجھ الواحد ( التوافقى المحرك

ةسرعھ ثابتبو) ةمیكانیكی ( ةطاقھ حركی الى ةالكھربی ةالطاق ھو الھ كھربائیھ تحول

.التوافقى بالمحرك تسمیتھ ذلك اصبحت التوافق ومنذ ةوھى سرع

بغض النظر عن قیمة الحمل ولذلك ثابتھ المحرك التزامني بالفعل ھو محرك ذو سرعة

، الكبیرة مثالمثل الموقتات أو الساعات التطبیقات التي تحتاج لسرعة ثابتھ في یستخدم

أي محرك یبدأ عادة من السرعة صفرلذا فإن ھذا النوع من المحركات یحتاج أن وبما

في بادىء اإلمر لھ أو تشغیلھ التزامنیة إلى السرعة إلیصالھ Prime mover إلى

بمصدرین ھذا النوع من المحركات ویغذى Induction motorكمحرك استنتاجي

واآلخر جھد Armature تغذیھ عضواالستنتاج الثابت للتغذیھ أحدھا جھد متردد وھو

.Field الدوار عضو المجال وھو مستمر

في( lead-lag) وتاخرا یستخدم المحرك التزامني في تحسین معامل القدرة تقدما

اي یمكن ان یكون مولد . التحكم في تغذیة ملفات المجال الكھربائیة عن طریق الشبكات

كافة مولدات التیار . بالتیار المستمر تغذیة مجالھما ویمكن ان یعمل محرك یشتركان في

النھا تعطي تردد ثابت مولدات تزامنیة وذلك العملیة ھي المتردد المستخدمة في الحیاة

عن الجھد الخارج منھا المولد ویتم التحكم في وسیلة دوران ھرتز یعتمد على ٦٠او ٥٠

كافة المحركات التزامنیة المستخدمة في الحیاة المجال ملفات طریق التحكم في تغذیة

كما سبق وذكرنا او للحصول على سرعة معامل القدرة لتحسین اما العملیة تستخدم

صفر نظریا یساوىالتزامنیة المحرك التزامني عزم بدء الدوران لھ ثابتة وھي السرعة

دورانھ ویمكن ان تكون ھذه الطریقة جعلھ یبدا مساعدة لیبداوبالتالي ھویحتاج الى

ویتعتبر المحرك التزامنى ذو الوجھ الواحد من المحركات . سنجابي حركتھ كمحرك

و لذلك فقط الخاصة التى ال تستخدم فى الحیاة العملیة ولكن استخدامھ یكون فى المعمل

المحركات التزامنیة ثالثیة سوف نھتم فى شرحنا لھذه النوعیة من المحركات على

. فقط االوجھ

٧٩

Synchronous) التوافقي( الثالثى االوجھ التزامنى المحرك

اآللة المتزامنة ھي آلة كھربائیة للتیار المتردد ذات ملفین األول یربط مباشرة مع

Excitation أما الملف الثاني فھو ملف االثارة) F(شبكة التیار المتردد ذات التردد

.ویتغذي من دائرة تیار مستمر بتردد مساو للصفر

عادة ملف الثابت یكون ثالثي الطور ذو أقطاب مغناطیسیة مساویة لألقطاب المغناطیسیة

لملف االثارة بشكل عام ملف االثارة یتوضع علي الدوار

المحرك التزامنى ) ١٧-٢(شكل

التوافقي المحرك

أي أن سرعة العضو الدائر ) التزامن ( التوافق ھو محرك سرعتھ ثابتة یدور بسرعة

.المجال المغناطیس تساوي سرعة

:المحرك التوافقى تركیب

ویتكون من) الثابت العضو(-ا

-الھیكل الخارجى*

الملحومھ مع بعضھا او الواح الصلب یتكون من قلب حدیدى یصنع من الحدید الزھر

وفائدتھ حمل رقائق العضو الثابت

٨٠

وتصنع من - رقائق العضو الثابت*

ھیئھ اسطوانھ مفرغھ المعزولھ عن بعضھا وتجمع على السلیكونى رقائق من الصلب

الداخلى مجارى لوضع الموصالت بھا من الداخل حیث یشق فى محیطھا

ثنائي أو ثالثي الطور كما یحتوي ھذا الثابت علي ملف للتیار المتردد أحادي أو *

حسب نوعیة المحرك التزامنى و یجب أن یحتوي علي عدد أقطاب مغناطیسیة تساوي

.عدد األقطاب المغناطیسیة للدوار

: العضو الدوارالعضو الدوار --ب

یتكون من قلب حدیدي مصنع من مواد كھرومغناطیسیة وھي غالبا ما تصنع من صفائح یتكون من قلب حدیدي مصنع من مواد كھرومغناطیسیة وھي غالبا ما تصنع من صفائح

من خالئط الحدید من خالئط الحدید

توي علي ملف اإلثارة الذي یتغذي من دائرة تیار القلب الحدیدي للدوار یح

بواسطة حلقات إنزالق وفرش ملفات العضو الدوار تتغذي من دائرة االثارة . مستمر

.الدوار یتألف دائما من أقطاب مغناطیسیة زوجیة تالمس

العضو الدائرالعضو الدائر) ) ١٨١٨--٢٢((شكل شكل

٨١

الدوارالدوار رسم تخطیطى للعضورسم تخطیطى للعضو) ) ٢٠٢٠--٢٢((شكل شكل

::أنواع المحركات التزامنیة أنواع المحركات التزامنیة

ھناك نوعان رئیسیان للمحرك التزامنى ، یختلف كل نوع عن اآلخر بطریقة تشكیل

أو وضع األقطاب المغناطیسیة للجزء المتحرك ، أي للدوار ، وأیضا بطریقة تحضیر

.ملفات االثارة ، حیث یملك األول ملفات متمركزة والثاني ملفات موزعة

األولاألول النوعالنوع

،انظر ،انظر ) ) ھذا النوع ھو االكثر شیوعاھذا النوع ھو االكثر شیوعا((األقطاب المغناطیسیة لھذا النوع تكون بارزةاألقطاب المغناطیسیة لھذا النوع تكون بارزة :

الشكل یتمیز ھذا النوع بعدد أقطاب مغناطیسیة كبیرة وبالتالي بسرعة دوران الشكل یتمیز ھذا النوع بعدد أقطاب مغناطیسیة كبیرة وبالتالي بسرعة دوران

منخفضة حسب العالقة منخفضة حسب العالقة

NNff == 6600ff //pp

٨٢

بت مم تث) ١/٢(جسم الدوار یصنع من رقائق من الحدید الكھرومغناطیسي بسماكة

بعضھا إلي بواسطة براغي تثبیت ، أما األقطاب المغناطیسیة فھي عبارة عن مذنبات

تثبت علي جسم الدوار بواسطة أسفین تثبیت تلف حول ھذه ) t(علي شكل حرف

)٢١- ٢(، الشكل Excitationاإلثارة األقطاب ملفات مركزة مشكلة ما یسمي بملف

المحركات لھذا النوع من ) poles faces(تحتوي أوجھ األقطاب المغناطیسیة

علي مجاري تتوضع فیھا بطول األقطاب المغناطیسیة ، قضبان عاریة المتزامنة

مقصورة عند نھایتاھا بحلقتین في نفس المعدن للقضبان وتشبھ بشكلھا ) غیر معزولة(

تماما القفص السنجابي لمحرك حثى ثالثي االوجھ ،

الحركة للمحرك المتزامن باإلضافة إلي القیام بالمھمات ھذه الملفات تقوم بمھمة بدء

.األخري

النوع الثانيالنوع الثاني

..األقطاب المغناطیسیة لدوار ھذا النوع من اآلالت المتواقتة غیر بارزة األقطاب المغناطیسیة لدوار ھذا النوع من اآلالت المتواقتة غیر بارزة

تتمیز ھذه اآلالت بعدد أقطاب مغناطیسیة قلیل وبالتالي بسرعة دوران عالیة حسب

الدوار قوي میكانیكیة كبیر ، لذلك یفضل صنع العالقة بسبب السرعة العالیة یتحمل

.جسم دوار من الفوالز المصمت

العضو الدوار فى المحرك التزامنى )٢١- ٢(شكل

٨٣

نظریة عمل المحرك التزامني نظریة عمل المحرك التزامني

في العضو ثابتا مغناطیسیا عندما تغذي ملفات المجال بالتیار المستمر سیتولد مجاال

یوصل في مصدر الجھد سیمر فیھ تیارات ثالثیة الدوار ، أما العضو الثابت فعندما

وبالتالي سیتواجد داخل منتظما دوارا مغناطیسیا األوجھ والتي بدورھا ستولد مجاال

سیحاول أن BR، مجال العضو الدوار BSو BRاآللة مجالین مغناطیسیین ھما

مع مجال العضو الثابت یدور وحیث أن مجال العضو الثابت – BSیكون متعامدا

ولكن لن ) ومعھ العضو الدوار نفسھ ( فإن مجال العضو الدوار سیحاول اللحاق بھ

یتمكن من ذلك بسبب اتساع الزاویة بینھما ، وھكذا یعید الكرة في كل دورة دون أن

یتمكن من البدء وبالتالي البد من أیجاد وسیلة تجعل العضو الدوار یحافظ علي

و الثابت ، لكي یتحقق ذلك یجب أن یدار العضو الزاویة بین مجالھ ومجال العض

.الدوار بالسرعة التزامنیھ أو قریب منھا قبل توصیل التیار

توصیل محرك متزامن مع منبع) ٢٢- ٢(شكل

طرق بدء حركة المحرك التزامني طرق بدء حركة المحرك التزامني

باستخدام محرك خارجي )١

ود حتى تصل مبحیث یدار المحرك التزامني بواسطة محرك یركب علي نفس الع

السرعة إلي السرعة التزامنیة وعندھا تغذي ملفات المجال بالتیار المستمر ویفصل

٨٤

محرك البدء وعندھا ینتج عزم ذو اتجاه واحد یجعل المحرك یحافظ علي السرعة

.التزامنیة مھما تغیر الحمل ضمن الحمل المقنن ما لم یفقد التزامن

باستخدام قضبان تخمید )٢

موعة من القضبان في أحذیة األقطاب ثم تقصر ھذه القضبان وذلك بتركیب مج

بحلقات من الجھتین بحیث تكون ما یشبھ القفص السنجابي في المحركات الحثیة ،

وفي ھذه الحالة وعند توصیل التیار الكھربائي یبدأ المحرك بالدوران علي أساس أنھ

ذي ملفات المجال محرك حثى وعندما تصل السرعة إلي قرب السرعة التزامنیة تغ

بالتیار المستمر وعندھا یتكون مجال مغناطیسي دورا أخر یؤدي وجوده مع المجال

الناتج من العضو الثابت إلي نقل المحرك إلي السرعة التزامنیة وعندھا یتالشي تأثیر

فضبان التخمید ألن التیارات المارة بھا عند السرعة التزامنیة تساوي صفر ، ویكون

ج في ھذه الحالة ھو عزم المحرك التزامني ولیس الحثي ، ویحافظ العزم النات

.المحرك علي سرعتھ عند السرعة التزامنیة مھما تغیر الحمل ما لم یفقد التزامن

باستخدام ظاھرة التیارات الدوامیة )٣

یستخدم في محركات تزامنیة ذات عضو دوار مصمت وبدون قضبان تخمید تبدأ

یحیث تكون التیارات الدوامیة المتولدة في العضو الدوار حركتھا علي ھذا األساس

المصمت عزم مشابھ لعزم المحرك الحثي ، وعندما یتسارع العضو الدوار وتصل

سرعتھ قرب السرعة التزامنیة سیعلق بالمجال المغناطیسي الدوار الناتج من

یة ، ھذه العضوالثابت وسیدور معھ بنفس السرعة وعندئذ ستتالشي التیارات الدوام

.الطریقة مناسبة للحركات التزامنیة الصغیرة

باستخدام مصدر جھد متغیر التردد )٤

یمكن بدء دوران المحرك التزامني بسھولة إذا كان یغذي من مصدر جھد متغیر

التردد والذي بدأ ینتشر في السنوات األخیر بفضل التقدم في تقنیة إلكترونیات القدرة

بحیث وذلك بخفض التردد إلي أن تصبح سرعة المجال المغناطیسي الدور قلیلة جدا

٨٥

یتمكن العضو الدوار من أن یعلق بھ ، وعندما یبدأ العضو الدوار بالدوران یرفع

حتى یصل المحرك إلي السرعة المطلوبة وسیستمر العضو الدوار الترد تدریجیا

.بالدوران بنفس سرعة المجال المغناطیسي ما لم یفقد التزامن

الحظ في جمیع الطرق السابقة أنھ أثناء عملیة البدء وقبل توصیل التیار المستمر وی

ملفات مقصورة عبر مقاومة ألن تعرضھا للمجال الإلي ملفات المجال یجب أن تكون

المغناطیسي الدوار الناتج من العضو الثابت سیؤدي إلي تولد جھد عالي علي أطراف

.العازل أو حدوث شرارة بین حلقات اإلنزالق ملفات المجال قد یؤدي إلي انھیار

للمحرك التزامنى (V)منحنیات

Ifھى منحنیات تحدد خواص تشغیل المحرك التزامنى وتربط بین تیار المجال

انظر الشكل ( Pوكل منحنى یمثل مستوى محدد من القدرة الفعالة Iphوتیار المنتج

تحدث عندما یكون معامل القدرة مساو فى كل منحنى اقل قیمة لتیار المنتج) ٢٣-٢

. Pللواحد الصحیح اى یكون تیار المجال المحرك مستھلك للقدرة الفعالة فقط

ه القیمة لتیار المجال یكون المحرك مستھلك للقدرة غیر ذوعند اى قیمة اقل من ھ

بینما ، Lag ویكون معامل القدرة متخلف Pباالضافة الى القدرة الفعالة Qالفعالة

ه القیمة یكون المحرك معطى للقدرة غیر الفعالة ذعندما یكون تیار المجال اكبر من ھ

Q باالضافة الى استھالكھ للقدرة الفعالةP ویكون معامل القدرة متقدمLead .

ا یعنى انھ یمكننا التحكم فى تیار المجال بحیث نجعل المحرك التزامنى اما ذھ

ة أو مزود للشبكة بالقدرة غیر الفعالة أى أن المحرك مستھلك للقدرة غیر الفعال

التزامنى یمكن أن یعمل كأنھ ملف أو مكثف

٨٦

للمحرك التزامنى Vمنحنیات ) ٢٣- ٢(شكل

السرعة للمحرك التزامنى السرعة للمحرك التزامنى / / منحنى العزم منحنى العزم

یتم تغذیتھ من مصدر المحرك التزامني عادة یدیر أحمال تتطلب سرعة ثابتة وغالبا

كھربائي ضخم بحیث یظھر بالنسبة للمحرك كأنھ قضیب ال نھائي ، ھذا یعني أن

جھد األطرف للمحرك وتردد المصدر ال یمكن أن یتغیرا مھما تغیرت القدرة

أن سرعة المحرك مرتبطة بتردد ا المسحوبة من المصدر بواسطة المحرك ، وبم

المصدر فھذا یعني أن سرعة المحرك لم تتغیر مھما تغیر الحمل المسلط علیھ ما دام

عند السرعة أنھ ضمن الحمل المقنن للمحرك ، وعلیھ فإن عزم المحرك سیبقي ثابتا

التزامنیة مھما تغیر الحمل ما دام أنھ ضمن الحمل المقنن للمحرك كما ھو موضوح

الشكل التالي في

٨٧

السرعة للمحرك التزامنىالسرعة للمحرك التزامنى/ / منحنى العزم منحنى العزم ) ) ٢٤٢٤--٢٢((شكل شكل

استخدامات المحرك التزامني استخدامات المحرك التزامني

یستخدم المحرك التزامني علي نطاق ضیق وذلك في التطبیقات التي یكون فیھا ثبات

السرعة مطلب أساسي وفي حالة كون ثبات السرعة لیس مطلب أساسي فیستغني عن

المحرك التزامني بغیرة نظرا إلرتفاع ثمنھ حیث أنھ یحتاج إلي نظام إثارة

EXCITATION SYSTEM تطبیقاتھ استخدام ونظام بدء حركة ، ومن أشھر

.SYNCHRONOUS CONDENSERكمكثف تزامني

المكثف التزامني المكثف التزامني

من التطبیقات الھامة للمحرك التزامني استخدامھ كمكثف تزامني وذلك من أجل

تحسین معامل القدرة ولھذا الغرض یصنع المحرك التزامني بدون عمود خارج منھ

وذلك ألنھ یعمل بدون حمل من أجل ذلك یزاد تیار المجال إلي قیمة معینھ بحیث

درجة وھذا یجعلھ یظھر ٩٠یبة من یتقدم تیار المنتج علي جھد األطراف بزاویة قر

للمحرك التزامني عندما یعمل Vبین منحني ) ٢٥-٢(علي الشبكة كأنھ مكثف الشكل

كمكثف تزامني ، ومازال المكثف التزامني یوجد منھ أعداد كبیرة تحت الخدمة في

٨٨

األنظمة الكھربائیة القدیمة ، أما في الوقت الحاضر فقد بدأ یقل استخدامھ لھذا

منھ المكثفات الساكنةالغر التي STATIC CAPACITORSض ویستخدم بدال

وذلك لقلة ثمنھا وقلة متطلبات الصیانة .احتلت مكانة سریعا

للمكثف التزامنى Vمنحنى ) ٢٥- ٢(شكل

ممیزات و عیوب المحرك المتزامن بالقارنة مع المحرك الحثى ومجال استخدام ممیزات و عیوب المحرك المتزامن بالقارنة مع المحرك الحثى ومجال استخدام

::المحركات المتزامنة المحركات المتزامنة

:المحركات المتزامنة تملك المواصفات الجیدة التالیة

ھذا یؤدي إلي ) cos Φ= ١(للواحد الصحیح ىإمكانیة العمل بمعامل قدرة مساو )١

تحس ین معام ل ق درة الش بكة ،وإل ي تقلی ل حج م ھ ذه المحرك ات بالمقارن ة م ع

ات المحركات الحثیة ، التي تملك نفس القدرة ، وذلك حی ث أن التی ار ف ي المحرك

.المتزامنة أقل منھ في المحركات الحثیة عند مستوي واحد للقدرة

تستطیع المحركات المتزامنة تولید قدرة غیر فعالة عند العمل بنظام االثارة الزائد )٢

فعال ة الوبتیار متقدم وبالتالي تستطیع رفع معامل قدرة الشبكة وتقلی ل الق درة غی ر

٨٩

فعالة الالمرافقة إلنتقال القدرة غیر المفاقیدالمنتقلة في خطوط النقل وبالتالي تقلیل

فعال ة م ن الالمحرك ات الحثی ة تس تھلك الق درة غی ر أن في خطوط النقل، في ح ین

.الشبكة لتأمین نظام االثارة بھا

بتغییرات الجھ د عل ي مخارج ة ، أق ل م ن ت أثیر المح رك المتزامنتأثیر المحرك )٣

ف ي األكبرالع زم قیم ة الحث ى بتغیی رات الجھ د عل ي مخاج ھ ، وذل ك بس بب أن

م ع الجھ د أم ا مح رك األكبرف ي الالع زم قیم ة المحركات المتزامنة تتناسب ط ردا

مع مربع الجھد تالحثى ف .تناسب طردا

ل ي س رعة الت زامن بغ ض النظ ر ع ن یس تطیع المح رك المت زامن المحافظ ة ع )٤

سرعة المحرك الحثى تتحدد أن الحمولة المیكانیكیة المطبقة علي محورة في حین

الحمول ة المیكانیكی ة عل ي مح ور ھ ذا المح رك أي تتغی ر س رعة المح رك الحث ى

.بتغییر الحمولة المیكانیكیة المطبقة علي محورة

::عیوب المحركات المزامنة عیوب المحركات المزامنة

من المحرك الحثى بنیة المحرك المت )١ .زامن أكثر تعقیدا

.المحركات المتزامنة بدء اشتغالیوجد صعوبة في )٢

ص عوبة تغیی ر س رعة ال دوران الت ي تتغی ر فق ط بتغیی ر ت ردد الش بكة ، أو بتغیی ر )٣

. المتزامناألقطاب المغناطیسیة للمحرك

حتى اإلستطاعة )المتزامنة( العیوب السابقة تجعل من استخدام المحركات المتواقتة

100kVA غیر أنھ عند اإلستطاعات الحثیةغیر اقتصادي بالمقارنة مع المحركات

األعلي من اإلستطاعة السابقة وعندما تظھر الحاجة في استخدام عامل استطاعة

وحجم مصغر للمحرك ال بالتوافق مع اإلستطاعة العالیة فإنھ من تواقتمعالي نسبیا

. الحثیةالمتواقتة عن استخدام المحركات المفضل استخدام المحركات

تستخدم كمعوض لإلستطاعة الردیة عند ربطھا )المتزامنة( المحركات المتواقتھ

بنھایة الشبكة وتستخدم أیضا في الصناعة لقیادة اآللیات التي ال تتطلب تنظیم بسرعة

.الخ ...المضخات –المراوح –المطاحن – الكمبریسوراتالدوران مثل

٩٠

اسئلة على المحركات التزامنیة

عرف المحرك التوافقى عرف المحرك التوافقى ))١١

اذكر تركیب المحرك التوافقى اذكر تركیب المحرك التوافقى ))٢٢

التزامنيالتزامني المحركالمحرك حركةحركة بدءبدء طرقطرقاذكر اذكر ) ) ٣٣

ومجالومجال الحثىالحثى المحركالمحرك معمع بالقارنةبالقارنة المتزامنالمتزامن المحركالمحرك عیوبعیوب وو ممیزاتممیزاتاذكر اذكر ) ) ٤٤

المتزامنةالمتزامنة المحركاتالمحركات استخداماستخدام

٩١

المراجع

كتاب المحوالت الكھربائیة الجزء األول والثانى للدكتورة كامیلیا یوسف •

القاھرة –محمد

المؤسسة العامة للتعلیم الفنى والتدریب المھنى –كتاب أالت التیار المتردد •

القاھرة –الدكتور محمد أحمد قمر –كتاب المحركات التأثیریة •

شبكة المعلومات الدولیة •

٩٢

الفھرس

الصفحة الموضوعات الباب

األول

المحوالت

محوالت الوجھ الواحد - ١

تعریف المحول

نظریة العمل

التركیب

االنواع

طرق ترتیب الملفات

معادلة القوة الدافعة الكھربیة

الكفاءة و المفاقید

المحوالت الخاصة

٤

٤

٤

٦

٨

١١

١٦

١٨

٢١

الثالثة اوجھ محوالت - ٢

نظریة العمل

التركیب

االنواع

طرق توصیل الملفات

طرق التبرید

شروط توصیلھا على التوازى

التعرف على توصیلة النجمة

التعرف على توصیلة الدلتا

٢٧

٢٧

٢٨

٣١

٣١

٣٨

٤١

٤٤

٤٦

٩٣

الصفحة الموضوعات الباب

الثانى

التیار محركات

المتردد

محرك الوجھ الواحد الحثى

التركیب

المجال المغناطیسى الدوار

االنزالق

والتحكم فى السرعة طرق بدء الحركھ

٥١

٥٢

٥٥

٥٦

٥٨

محرك الثالثة اوجھ الحثى

التركیب

المجال المغناطیسى الدوار

االنزالق

طرق بدء الحركھ

التحكم فى السرعھ عكس الحركة

٦٣

٦٣

٦٥

٦٨

٧١

٧٥

ذو الوجھ الواحد محرك التیار التزامنى

٧٨

محرك الثالثة اوجھ التزامنىال

التركیب

انواع المحركات التزامنیة

نظریة عمل المحرك

طرق بدء الحركھ

عكس الحركةوالتحكم فى السرعھ

٧٩

٧٩

٨١

٨٣

٨٣

٨٥