لماذا يسحب المحرك الكهربائي تيارًا أعلى عند بدء التشغيل؟
 |
| لماذا يسحب المحرك الكهربائي تيارًا أعلى عند بدء التشغيل؟ |
يعد سحب المحرك الكهربائي لتيار مرتفع عند بدء التشغيل من الظواهر الطبيعية في جميع المحركات الكهربائية تقريبا، وخاصة المحركات الحثية ثلاثية الطور. ويُعرف هذا التيار باسم تيار الإقلاع (Starting Current) أو تيار الاندفاع (Inrush Current). في هذا المقال سنجيب عن أهم الأسئلة المتعلقة بهذه الظاهرة بطريقة مبسطة واحترافية.
ما هو تيار الإقلاع في المحرك الكهربائي؟
تيار الإقلاع هو التيار الكبير الذي يسحبه المحرك من الشبكة الكهربائية خلال اللحظات الأولى من التشغيل قبل أن يصل إلى سرعته التشغيلية الطبيعية.
في أغلب المحركات الحثية، قد يصل تيار الإقلاع إلى ما بين 5 و8 أضعاف التيار الاسمي للمحرك In.
لماذا يسحب المحرك تيارًا مرتفعًا عند بدء التشغيل؟
عند تشغيل المحرك لأول مرة يكون العضو الدوار (Rotor) في حالة سكون، وبالتالي لا يتولد الجهد العكسي الذي يحد من مرور التيار داخل ملفات المحرك.
ونتيجة لذلك تصبح ممانعة المحرك منخفضة جدًا، مما يسمح بمرور تيار كبير من الشبكة الكهربائية لتوليد عزم دوران كافٍ لتحريك الحمل من السكون.
ما هو الجهد العكسي (Back EMF) :
الجهد العكسي هو جهد كهربائي يتولد داخل ملفات المحرك أثناء دوران العضو الدوار. يعمل هذا الجهد في اتجاه معاكس للجهد المطبق على المحرك، وبالتالي يقلل من قيمة التيار المسحوب.
كلما ازدادت سرعة المحرك ارتفع الجهد العكسي وانخفض التيار تدريجيًا حتى يصل إلى قيمته الاسمية.
كم يمكن أن يبلغ تيار الإقلاع؟
يعتمد ذلك على قدرة المحرك وتصميمه، ولكن بشكل عام:
- المحركات الصغيرة: من 4 إلى 6 أضعاف التيار الاسمي.
- المحركات الصناعية الكبيرة: من 6 إلى 8 أضعاف التيار الاسمي أو أكثر.
فمثلًا إذا كان التيار الاسمي للمحرك 20 أمبير، فقد يصل تيار الإقلاع إلى 120 أمبير أو أكثر خلال ثوان قليلة.
هل يؤثر تيار الإقلاع المرتفع على الشبكة الكهربائية؟
نعم، قد يؤدي تيار الإقلاع المرتفع إلى:
- انخفاض الجهد الكهربائي مؤقتًا.
- إجهاد الكابلات والمفاتيح الكهربائية.
- زيادة الحمل على المحولات.
- تأثيرات سلبية على المعدات الحساسة المتصلة بنفس الشبكة.
كيف يمكن تقليل تيار الإقلاع؟
توجد عدة طرق مستخدمة في المجال الصناعي للحد من تيار الإقلاع، منها:
- استخدام دائرة التشغيل نجمة/مثلث (Star-Delta Starter).
- استخدام جهاز البدء الناعم (Soft Starter).
- استخدام مغير التردد (Variable Frequency Drive - VFD).
- استخدام مفاعلات أو مقاومات بدء التشغيل في بعض التطبيقات الخاصة.
لماذا يعتبر الـ VFD أفضل حل في كثير من التطبيقات؟
يسمح جهاز الـ VFD بالتحكم التدريجي في الجهد والتردد المطبقين على المحرك، مما يؤدي إلى بدء تشغيل سلس وتقليل تيار الإقلاع بشكل كبير مقارنة بالتشغيل المباشر.
كما يوفر تحكمًا دقيقًا في سرعة المحرك ويحسن كفاءة استهلاك الطاقة في العديد من التطبيقات الصناعية.
قد يعجبك ايضا :
هل يجب توصيل المحرك على Star أم Delta عند استخدام VFD
الخلاصة :
يسحب المحرك الكهربائي تيارًا مرتفعًا عند بدء التشغيل بسبب غياب الجهد العكسي أثناء السكون، مما يؤدي إلى مرور تيار كبير لتوليد عزم دوران كافٍ لتحريك الحمل. ومع زيادة سرعة المحرك يتولد الجهد العكسي وينخفض التيار تدريجيًا حتى يصل إلى قيمته الطبيعية. ولهذا السبب تُستخدم أنظمة مثل Star-Delta وSoft Starter وVFD للحد من تيار الإقلاع وتحسين أداء المنظومة الكهربائية.