علوم الكهرباء

بداية يتم  التأكد من الجهد المكتوب علي لوحة بيانات المحرك

فاذا كانت لوحة البيان الخاصة به مكتوب عليه جهدين 380/220

دائما الجهد الأصغر هو جهد الدلتا والجهد الأكبر  هو جهد الأستار

أي يمكن توصيل المحرك دلتا وتغذيته من مصدر 220 ثلاث فاز

وهذا في الغالب غير متوفر ولكن المتاح هو 380 ثلاث فاز فيتم توصيل المحرك استار وتغذيته 380

أما إذا كان المحرك مكتوب عليه 380 دلتا و 660 فولت نجمة

فهنا 660 فولت ثلاث فاز غير متوفر فيتم توصيل المحرك علي توصيلة دلتا اذا كانت قدرة المحرك أقل من 10kw أما إذا كانت قدرة المحرك أكبر من ذلك فيتم عمل دائرة استار دلتا لتفادي تيار البدء المرتفع وفي هذه الحالة يخرج من المحرك الستة أطراف

يعد التايمر من اهم مكونات دوائر التحكم الالى automatic control

و يوجد العديد من الانواع و الاستخدامات له حيث يوجد تايمر on delay و اخر off delay و فلاشر وغير ذلك

و سنقوم بشرح التايمر الالكترونى متعدد الاستخدامات multi function timer

و سنخص بالشرح موديل AT11DN من انتاج شركة Autonics

توصيل التايمر فى دائرة التحكم :

الاطراف رقم 2 و 10 : يتم توصيل مصدر الكهرباء الى هذه الاطراف  و هذا الموديل يعمل على :

- 100 الى 240 فولت AC تردد 50 هرتز

- 24 فولت AC تردد 50 هرتز

- 24 فولت DC

الاطراف 8 و 9 و 11 و الاطراف 1 و 3 و 4 هى نقاط NO و NC اى auxiliary contacts

كيفية ضبط التايمر الالكترونى :

اولا دلالة كل جزء على الرسم :

power : تعنى وجود تغذية على التايمر

OUT : تعنى ان التايمر قد بدل وضع نقاطه اى ان النقطه ( NO (normally open اصبحة مغلقة و النقطة  ( NC (normally closed اصبحة مفتوحه

بكرة ضبط قيمة التيمر : و يتم من خلالها ضبط القيمة المطلوبة للتايمر حسب وحدة الوقت

مفتاح تغيير وحدة التايمر : يمكن تغيير وحدة قيمة التايمر بالثانية و الدقيقة و الساعة و غيرها

مفتاح تغيير مود التايمر : يتم تغيير طريقة عمل التايمر و يوجد فى هذا الموديل 6 اوضاع و اهمها :

mode A : و هو يطابق التايمر on delay timer المعروف اى عند تغذية التايمر بالكهرباء بعد انقضاء قيمة الوقت المضبوط مسبقا يقوم بتغيير اوضاع نقاطه

mode I : و يسمى interval mode و هنا عند تغذية التايمر بالكهرباء , يقوم بتغيير اوضاع نقاطه فى الحال ثم بعد الوقت المضبوط مسبقا يقوم بأرجاع اوضاع نقاطه الى وضعها الاصلى

 معامل القدرة هو النسبة بين القدرة الفعالة إلى القدرة الظاهرية ، وهو مساوِ لجيب تمام زاوية الطور - والتي هي فرق زاويتي الجهد والتيار.

 لذا فهو قيمة عددية ليس لها وحدة قياس تتراوح من الصفر إلى الواحد، في محطات القدرة يحبذ ويتم السعي إلى أن يكون معامل القدرة أكبر ما يمكن حيث أنه بزيادة درجة معامل القدرة يزداد مقدارالقدرة الفعالة وتنخفض القدرة غير الفعالة أو القدرة المخزنة 

أنواع الأحمال الكهربائية :

مقاوِم Resistive

حثي Inductive

سعوي Capacitive

معامل القدرة كما يظهر بالشكل الهندسي  بأعلي هو جيب التمام لزاوية الطور والأحمال الكهربائية الأكثر شيوعاً هي الأحمال الحثية مثل المحولات الكهربائية ومحركات التيار المستمر الحثية. وجميع هذه الأحمال (الحثية) تحتاج إلى نوعين من القدرة الكهربائية لكي تعمل:

القدرة الفعالة أو القدرة الحقيقية Active Power or Real Power - KW  أما القدرة غير الفعالة Reactive Power - KVAR

 القدرة الفعّآلة هي القدرة المفيدة في الشبكة الكهربائية في حين أن القدرة غير الفعالة لا دور لها سوى توليد المجال المغناطيسي اللازم لعمل الأحمال الحثية. وفي جميع الأحوال، على شركات تزويد الطاقة الكهربائية تزويد التيار إلى أحمال المستهلكين بغض النظر أكانت مقاومية، سعوية أو حثية. وهذا التيار بلا شك، سيولّد طاقة مهدورة في خطوط النقل الكهربائي بحسب العلاقة معامل القدرة الكهربائية يعني تزويد طاقة ظاهرة أكثر من الطاقة الفعالة وتدني معامل القدرة الكهربائية يؤدي إلى زيادة في توليد التيار للتعويض مما يؤدي إلى خسائر الطاقة

فوائد تحسين معامل القدرة:

1- تحسين كفاءة الأجهزة في الأنظمة الكهربائية المختلفة

2-  تقليل الهبوط في الجهد

3- زيادة القدرة المتاحة

4- الادخار في فاتورة الكهرباء

حساب سعة المكثف لتحسين معامل القدرة:

قوانين هامه :

Power in Watts

kW = kVA x Cosθ

kW = HP x 0.746 or (HP x 0.746) / Efficiency (HP = Motor Power)

kW = √ ( kVA2– kVAR2)

kW = P = VI Cosθ … (Single Phase)

kW = P =√3x V x I Cosθ … (Three Phase)

Apparent Power in VA

kVA= √(kW2+ kVAR2)

kVA = kW/ Cosθ

Reactive Power in VA

kVAR= √(kVA2– kW2)

kVAR = C x (2 π f V2)

Power factor (from 0.1 to 1)

Power Factor = Cosθ = P / V I … (Single Phase)

Power Factor = Cosθ =  P / (√3x V x I) … (Three Phase)

Power Factor = Cosθ = kW / kVA  … (Both Single Phase & Three Phase)

Power Factor = Cosθ = R/Z … (Resistance / Impedance)

XC = 1/ (2 π f C) … (XC = Capacitive reactance)

IC = V/ XC  … (I = V / R)

IC = V 2 F C

IC = QC / V

IC = V / (1 / 2 π F C)

XC = V / IC

 XC = 1 / 2 π F C

Required Capacity of Capacitor in Farads/Microfarads

C = kVAR / (2 π f V2) in microfarad

Required Capacity of Capacitor in kVAR

kVAR = C x (2 π f V2)

مثال محرك 3 فاز معامل  5kw قدرته 70%نريد تحسين معامل القدره ل 90 %اوجد  سعه المكثفات المناسبه ؟

اولا حساب معامل القدره القديم

 نحسب kva يساوى (5000÷0.70)=7142 kva

Kva2=7142×7142=51,008,164

Kw2=5000×5000=25000000

kVAR= √(kVA2– kW2)

Kvar =√(51008164-25000000)=5099

ثانيا حساب معامل القدره الجديد 

kVAR= √(kVA2– kW2)

 Kva=5000÷0.90=5555

Kva2=5000×5000=30858025

Kw2=5000×5000=25000000

kVAR= √(30858025-25000000)=2420

Kvar= pf  old القديم-pf new الجديد

Kvar =5099-2420=2679

الداياك Diac :

الدياك هو ثنائى خماسى الطبقات ,  حيث يتكون من 5 طبقات نصف ناقلة (N1-P1-N2-P2) ,  حيث يحتوى على طرفين A1 & A2 ولايوجد طرف ثالث

كلمة دياك مشتقه من اختزال التسمية (Diode alternating current switch) وتعني مفتاح ثنائي للتيار المتناوب أو (مفتاح باتجاهين) .

ويمكن اعتباره وكأنه يتألف من ثنائيين رباعي الطبقات موصلين على التوازي المتعاكس .

 و هناك فروق أساسية تميز الدياك عن الترانزستور منها ما يلى :

1- لا يوجد طرف ثالث متصل بطبقة القاعدة .

2- تركيز حاملات الشحنة متماثل ( بخلاف الترانزستور ) وذلك لكي يعطي خواص متماثلة في اتجاهي التوصيل كليهما

ولذلك لا يوجد طرفي المصعد (القطب الموجب) Anode والمهبط (القطب السالب) Cathode و سوف نسمي طرفي الدياك T1,T2 فكل طرف ممكن أن يمرر التيار الكهربائي على حسب أسبقية الفولتيه عليه

رمز الدياك :

شرح عمل الدياك :

يعمل الدياك علي توصيل تيار بين طرفيه عند تجاوز الجهد المطبق عليه لجهد انهياره . وحالما يصل الجهد علي طرفي الدياك إلي قيمة جهد الانهيار فإنه يمرر نبضة تيار إلي الترياك .

استخدامات الدياك :

1-يستخدم كمفتاح للتيار المتناوب باتجاهين .

2-يستخدم في دارات التحكم الالكتروني كعنصر مساعد للتحكم في إقلاع الثايرستور والترياك .

3-يستخدم في دارات توليد النبضات حيث يمكن توليد نبضات أبرية ذات اتجاهين موجب وسالب باستخدام الدياك.

 من إسمه فإن هذا المؤقت يعمل عن طريق مجموعه من العناصر الالكترونية إذ يحتوى على ريليه ومقاومة متغيره نقوم من خلالها بضبط الوقت الخاص بعمل المؤقت كما تحتوى على مجموعه من العناصر الالكترونيه الاخرى .

ويعد هذا النوع أفضل من المؤقت ذو المحرك من حيث أنه لا يتلف بمرور التيار فيه بإستمرار بعد الانتهاء من العمل ولكنه يمكن أن يسخن قليلا نتيجة مرور التيار فى المقاومة المتغيره

تعتمد فكرة عمل هذا المؤقت على وجود إنتفاخ حلزونى من الكاوتش والذى يكون ممتلئ بالهواء فى الحاله الطبيعيه له ومن ثم يتم إفراغه من الهواء ولكى نقوم بملئه مره أخرى بالهواء يكون ذلك من خلال فتحه صغيرة تسمى بلف حيث نقوم بتغيير حجم الفتحة عن طريق تدريج البكره حيث يشير كل زمن على البكره الى الزمن المطلوب لملئ الانتفاخ ومن ثم عندما يمتلئ الانتفاخ تتغير نقاط التلامس للمؤقت .

ويعد هذا النوع أفضل من الأنواع الأخري من حيث أنه لا يحتاج الى أى تيار إذ أنه لا يحتوى على محرك أو أى أجزاء إلكترونيه وبالتالى لا يسخن ولا يتطلب إخراجه من الدائره بعد إنتهائه من العمل حيث يتم تركيب هذا النوع من التايمر علي الكونتاكتور 

تعريف الريلاي :

هو مفتاح كهروميكانيكي (كهربائي – ميكانيكي) أي يفتح ويغلق دارة كهربائية داخلية عن طريق مرور تيار كهربائي كاف لتوليد مجال مغناطيسي لجذب نقاط التوصيل، ولا يتم التحكم به باليد كالمفتاح الكهربائي العادي

أجزاء الريليه  :