الحاكمات الكهروميكانيكية

 * أقسام زواجل الكهروميكانيكية : **

& تتكون حاكمات الحماية الكهروميكانيكية من الغلاف و ملف عمل كهربائي أو أكثر و نقاط تلامس و وسائل ضبط قيم التشغيل أو الأجزاء المتحركة . &

** أنوع الحاكمات الكهروميكانيكية : **

& هناك ثلاث أنواع رئيسية للحاكمات الكهروميكانيكية هي :

1- حاكمات الملف المتحرك :

تعد هذه الحاكمات من أكثر الحاكمات حساسية في نظم الحماية و تستخدم بشكل واسع في أنظمة القدرة ذات التيار المستمر .

تتألف هذه الحاكمة من ملف له حرية الحركة بين قطبي مغناطيس دائم عند مرور تيار في الملف ينتج عزم من تداخل المجال الناتج من المغناطيس الدائم و المجال الناتج عن الملف المتحرض كما أن تثبيت نقاط التلامس المتحركة مع محور دوران الملف يساعد على اتصال نقطتي التلامس عند الحركة و تكون سرعة استجابة الحاكمة حسب تيار التعيير و قيمة تيار الدخل .

2- الحاكمات التحريضية :

تستخدم هذه الحاكمات بشكل كبير في أنظمة الحماية بتيارات متناوبة فقط إذ تولد قوة التشغيل من عنصر متحرك يمكن أن يكون قرص أو اسطوانة أو أي شكل دوار بشرط ألا يكون من مواد تتأثر بالتيار و الحقل المغناطيسي . هذه القوة تولد من تحرض كهرومغناطيسي من التيارات المطبقة على الملفات .

من أنواع هذه الحاكمات :

الحاكمة التحريضية ذات القطب المظلل : يمر التيار في ملف أحادي حول هيكل مغناطيسي يحوي ثغرة هوائية و ينقسم جزء الدارة المغناطيسية المحيط بالقرص إلى قسمين يطلق على أحدهما اسم القطب المظلل فعند مرور التيار في الملف يتولد مجالان أحدهما في القطب المظلل و الآخر في القطب غير المظلل .

الحاكمات التحريضية ذات أسطوانة مدورة : و تسمى أيضاً الحاكمة التحريضية ذات الدخلين تتألف هذه الحاكمة من أسطوانة مصنوعة من الألمنيوم و تدور في الثغرة الهوائية تتميز هذه الحاكمة أن لديها دخلين مختلفين للتيار \احدهما يمر في ملف التشغيل و الآخر في ملف الفرملة أو الكبح تتأثر الأسطوانة الدوارة بعزم كهرطيسي بسبب الحقلين المتعامدين الناتجين عن وشيعتي التيارين و يتناسب عزم التشغيل مع تيارات التشغيل و الزاوية بينهما إن القوة المؤثرة في حلقة الألمنيوم مشابهة لمحرك كهربائي ذو طوريين  و دوران الأسطوانة  يسبب إغلاق دارة الخرج أو فتحها حيث أن تيار التشغيل يدور الأسطوانة و تيار الفرملة يكبح الأسطوانة .

الحاكمات التحريضية ذات القرص : تتألف من قرص معدني موضوع بين مغناطيسين و ملف ملفوف على المغناطيس الذي يغذى من الملف الثانوي لمحول التيار و مثبت على محور القرص الطرف المتحرك من نقطة التلامس و عند دوران القرص يتحرك التلامس المثبت على الذراع و يلامس الطرف الثابت لنقطة التلامس .

الحاكمات التحريضية ذات القرص ( مقياس واط ) : يتألف هذا الزاجل من مغناطيس كهربائي علوي على شكل حرف E  و آخر على شكل U و بينهما قرص حر الحركة ينتج عنهما فيضين مغناطيسيين و يتم ضبط الزاوية بينهما .

الحاكمات التحريضية ذات القرص مع إمهال زمني : تكون عادة قابلة للتعيير . مبدأ عملها : تدخل الإشارة إلى وشيعة متوضعة على هيكل معدني و تولد حقل مغناطيسي على قرص ناقل من الألمنيوم مثبت بين قطبي المغناطيس الكهربائي بشكل أفقي هذا الحقل العمودي يحرض في قرص الألمنيوم تيار كهربائي يتناسب مع قيمة الحقل المغناطيسي ينتج عن ذلك عزم دوران يسبب دوران قرص الألمنيوم حول مركزه يقاوم دوران هذا القرص نابض حلزوني يحاول إبقاء القرص بعكس دورانه بسبب الحقل المغناطيسي يثبت على هذا القرص أيضاً تماس . بازدياد تيار الدخل يزداد الحقل المغناطيسي و يزداد عزم الدوران على القرص ليقاوم النابض و بذلك يدور القرص خلال زاوية معينة يمكننا من خلا تغييرها التحكم بزمن إمهال الحاكمة فيتم تلامس التماسين الموجودين في الحاكمة بالتالي يتم إعطاء الإشارة اللازمة لإطلاق وشيعة قاطع الحماية .

3- حاكمات الجذب المغناطيسي :

يمكن أن تتغذى هذه الحاكمات بتيار مستمر أو متناوب و تعمل عندما تتحرك قطعة معدنية أو تنجذب بواسطة حقل مغناطيسي بواسطة حقل مغناطيسي متشكل من ملف كهربائي حيث تتناسب القوة الكهرومغناطيسية الجاذبة للجزء المتحرك مع مربع الفيض المغناطيسي بالثغرة الهوائية و بإهمال حالة الإشباع فإن القوة تتناسب مع مربع تيار التشغيل المار بملف الحاكمة و تعطى هذه القوة بالعلاقة التالية :

إذا طلب أن يرجع الزاجل إلى النقطة البدائية بعد العمل يجب تخفيض التيار إلى قيمة محددة أقل من تيار التعيير أي ما يسمى تيار الرجوع و النسبة بين تيار الرجوع و تيار التشغيل تسمى نسبة الرجوع .

بسبب أن الجزء المتحرك قصير الطول تعد هذه الأجهزة سريعة التشغيل و سريعة الاستعادة . &

** أنواع حاكمات الجذب المغناطيسي : **

& من أنواع حاكمات الجذب المغناطيسي :

1- حاكمات ذات حافظة مفصلية : عندما يتم تغذية ملف الحاكمة بالتيار يتولد حقل مغناطيسي في القطب تجذب الحافظة إلى اتجاه القطب فتلامس نقاط التلامس المتحركة و الثابتة تتناسب قوة الجذب مع مربع شدة التيار .

يستعمل هذا النوع من الحاكمات كحاكمات مساعدة .

2 - الحاكمات ذات  الغاطس : إن الجزء المتحرك من الحاكمات هو الغاطس حيث يكون محمول على نابض في الأسفل عند تحريض وشيعة الحاكمة تنشأ قوة مغناطيسية تتناسب طرداً مع مربع التيار المار في الوشيعة تعمل على جذب الغاطس إلى أعلى بعكس قوة النابض و تسعى إلى إغلاق الفجوة في أعلى الغاطس و بذلك يتم تغيير وضعية التماسات حيث أن إحداها يطلق وشيعة القاطع الآلي عبر دارة ثانوية .

إن قيمة تيار إقلاع الوشيعة لرفع الغاطس يتناسب مع التيار المقاس من الشبكة ما دام تيار الشبكة لم يتجاوز حد معين يبقى الغاطس إلى الأسفل و بالعكس عند ارتفاع التيار بسبب حالة قصر أو زيادة حمل يزداد التيار في الوشيعة و بالتالي تزداد القوة المغناطيسية لجذب الغاطس للأعلى .

يستعمل هذا النوع من الحاكمات للحماية من زيادة التيار للتيار المستمر و المتناوب و يمكن استعمالها كحاكمة لزيادة التوتر أو انخفاضه عند كون ممانعة الوشيعة كبيرة و تعد هذه الحاكمات سريعة بل آنية .

يكون الفارق كبير بين تيار التشغيل و تيار الاستعادة لها و تستخدم هذه الحاكمات للحماية من زيادة التيار ذات تأخير زمني عكسي .

3 – حاكمة حماية ذات ذراع متحرك : تعتمد هذه الحاكمة على توازن الذراع و هي عبارة عن حاكمة كهرومغناطيسية و تتألف من قلب مغناطيسي مجهز بوشيعتين للتيار