يُعد الأوفرلود (Overload Relay) من أهم أجهزة الحماية المستخدمة مع المحركات الكهربائية. وتتمثل وظيفته الأساسية في حماية المحرك من زيادة التيار الناتجة عن الحمل الزائد أو بعض حالات التشغيل غير الطبيعية.
يعمل الأوفرلود عادةً مع الكونتاكتور (Contactor). فعند اكتشاف زيادة في التيار لفترة زمنية معينة، يفصل دائرة التحكم. ونتيجة لذلك، يفصل الكونتاكتور التغذية عن المحرك.
لذلك، يساعد الأوفرلود على تقليل خطر ارتفاع حرارة المحرك وتعرض ملفاته للتلف.
ما هو الأوفرلود (Overload Relay)؟
الأوفرلود هو جهاز حماية حراري يُستخدم مع المحركات الكهربائية. ويحتوي عادةً على ثلاثة عناصر حرارية تمر من خلالها تيارات الفازات الثلاثة.
يُضبط الأوفرلود وفق تيار المحرك المقنن الموجود على لوحة بيانات المحرك، مع مراعاة تعليمات الشركة المصنعة وظروف التشغيل.
وعند ارتفاع التيار عن القيمة المضبوطة لفترة كافية، ترتفع حرارة العناصر الحرارية. عندها تعمل آلية الفصل داخل الأوفرلود، فتتغير حالة نقاط التلامس المساعدة.
وبذلك تتوقف دائرة التحكم، ويفصل الكونتاكتور التيار عن المحرك.
مهم: الأوفرلود ليس بديلًا عن القاطع الكهربائي. فهو مصمم أساسًا لحماية المحرك من الحمل الزائد وزيادة التيار المستمرة، بينما تتطلب حالات القصر الكهربائي حماية مناسبة مثل القاطع أو المصهر.
ما وظيفة الأوفرلود (Overload Relay)؟
تتمثل أهم وظائف الأوفرلود في حماية المحرك من الظروف التي تؤدي إلى ارتفاع التيار ودرجة الحرارة.
ومن أبرز الحالات التي قد تؤدي إلى فصل الأوفرلود:
- زيادة الحمل الميكانيكي على المحرك.
- ارتفاع تيار المحرك عن القيمة المسموح بها لفترة معينة.
- سقوط أحد الفازات في المحركات ثلاثية الطور.
- عدم اتزان التيار بين الفازات.
- وجود مشكلة ميكانيكية تزيد الحمل على المحرك.
- تشغيل المحرك في ظروف غير مناسبة تؤدي إلى ارتفاع حرارته.
وعندما يكتشف الأوفرلود حالة زيادة التيار، فإنه يفصل دائرة التحكم بدلًا من السماح للمحرك بالاستمرار في العمل تحت ظروف قد تسبب ارتفاع حرارته.
للمزيد من التفاصيل: وظيفة الاوفرلود
كيف يعمل الأوفرلود (Overload Relay)؟
يعتمد مبدأ عمل الأوفرلود الحراري على تأثير التيار الكهربائي في العناصر الحرارية الموجودة داخله.
يمكن تلخيص طريقة عمل الأوفرلود في الخطوات التالية:
- يمر تيار المحرك عبر العناصر الحرارية في الأوفرلود.
- يعمل المحرك بصورة طبيعية عندما يكون التيار ضمن الحدود المسموح بها.
- عند زيادة التيار، ترتفع حرارة العناصر الحرارية.
- يؤدي ارتفاع الحرارة إلى تشغيل آلية الفصل.
- تفتح نقطة التلامس المغلقة 95-96.
- تنقطع دائرة التحكم الخاصة بملف الكونتاكتور.
- يفصل الكونتاكتور نقاطه الرئيسية.
- ينقطع التيار عن المحرك ويتوقف عن العمل.
وبهذه الطريقة، يمنع الأوفرلود استمرار تشغيل المحرك في حالة الحمل الزائد لفترة قد تؤدي إلى ارتفاع حرارته.
مكونات الأوفرلود
يتكون الأوفرلود الحراري عادةً من عدة عناصر رئيسية، أهمها:
- ثلاثة عناصر حرارية مرتبطة بفازات المحرك.
- تدريج لضبط تيار الأوفرلود.
- نقاط تلامس مساعدة للتحكم.
- زر RESET لإعادة ضبط الأوفرلود.
- زر TEST لاختبار آلية الفصل في بعض الأنواع.
- مفتاح لاختيار طريقة إعادة الضبط في بعض الموديلات.
تختلف طريقة التصميم والترقيم قليلًا من شركة مصنعة إلى أخرى. لذلك يجب الرجوع إلى مخطط التوصيل الموجود على الأوفرلود أو في كتالوج الشركة المصنعة.
أطراف الأوفرلود 95 و96 و97 و98
تحتوي أنواع كثيرة من الأوفرلود على نقطتي تحكم مساعدتين، وهما 95-96 و97-98.
| الأطراف | نوع نقطة التلامس | الوظيفة |
|---|---|---|
| 95-96 | NC مغلقة طبيعيًا | تفصل دائرة التحكم عند فصل الأوفرلود |
| 97-98 | NO مفتوحة طبيعيًا | تستخدم لإظهار حدوث فصل الأوفرلود |
ما وظيفة النقطة 95-96؟
النقطة 95-96 تكون مغلقة في الحالة الطبيعية.
غالبًا تُوصل هذه النقطة على التوالي مع بوبينة الكونتاكتور. وعندما يفصل الأوفرلود، تفتح النقطة 95-96.
وبالتالي تنقطع التغذية عن بوبينة الكونتاكتور، فيفصل الكونتاكتور المحرك.
ما وظيفة النقطة 97-98؟
النقطة 97-98 تكون مفتوحة في الحالة الطبيعية.
يمكن استخدامها لتشغيل مصباح إشارة أو إرسال إشارة إلى دائرة تحكم أو نظام مراقبة.
فعند فصل الأوفرلود، تتغير حالة هذه النقطة وتُستخدم لإظهار أن المحرك توقف بسبب عمل الأوفرلود.
طريقة توصيل الأوفرلود مع الكونتاكتور
يمكن تركيب الأوفرلود مع الكونتاكتور بطريقتين شائعتين، وفق تصميم الجهاز المستخدم.
الطريقة الأولى: التوصيل بواسطة الأسلاك
في بعض التركيبات، يتصل الأوفرلود مع نقاط الكونتاكتور الرئيسية باستخدام أسلاك.
يمر تيار المحرك عبر عناصر الأوفرلود الحرارية، بينما تستخدم نقاط التحكم المساعدة في دائرة التحكم.
ويظهر في المخطط عادةً ترقيم الأطراف الرئيسية مثل:
1-2، 3-4، 5-6
بالإضافة إلى أطراف التحكم:
95-96 و97-98.
الطريقة الثانية: التركيب المباشر
توجد أنواع من الأوفرلود تُركب مباشرةً مع نقاط الكونتاكتور الرئيسية.
يتميز هذا التصميم بسهولة التركيب وتقليل عدد الأسلاك بين الكونتاكتور والأوفرلود.
ويجب دائمًا التأكد من توافق الأوفرلود مع الكونتاكتور قبل التركيب.
توضيح الصور والمخطط
كيف تضبط الأوفرلود على تيار المحرك؟
يحتوي الأوفرلود على تدريج يسمح بضبط قيمة التيار.
ويجب ضبطه وفق تيار المحرك المقنن وبيانات لوحة المحرك وتعليمات الشركة المصنعة.
على سبيل المثال، إذا كانت لوحة المحرك توضح تيارًا مقننًا معينًا، فيجب اختيار إعداد الأوفرلود المناسب وفق مواصفات المحرك وظروف تشغيله.
ولا يُنصح باعتماد قيمة ثابتة لجميع المحركات؛ لأن طريقة الضبط قد تختلف حسب نوع المحرك، وطريقة تشغيله، ودرجة الحرارة، وتعليمات الشركة المصنعة.
لماذا يجب ضبط الأوفرلود بشكل صحيح؟
إذا ضُبط الأوفرلود على قيمة منخفضة جدًا، فقد يفصل المحرك بصورة متكررة أثناء التشغيل الطبيعي.
أما إذا ضُبط على قيمة مرتفعة أكثر من اللازم، فقد لا يوفر الحماية المطلوبة للمحرك عند حدوث الحمل الزائد.
لذلك، يُعد الضبط الصحيح للأوفرلود خطوة مهمة في حماية المحرك.
ماذا يحدث عند فصل الأوفرلود (Overload Relay)؟
عندما يتعرض المحرك لزيادة في التيار لفترة تؤدي إلى تشغيل الأوفرلود، تتغير حالة نقاط التلامس داخله.
فتفتح نقطة 95-96، وتفصل دائرة التحكم عن بوبينة الكونتاكتور.
بعد ذلك، يفصل الكونتاكتور نقاطه الرئيسية، وينقطع التيار عن المحرك.
بعد تحديد سبب زيادة التيار ومعالجته، يمكن إعادة ضبط الأوفرلود وفق نوعه.
RESET وTEST في الأوفرلود
تحتوي معظم أنواع الأوفرلود على زر RESET لإعادة ضبط نقاط التلامس بعد حدوث الفصل.
وبعد معالجة سبب زيادة التيار، يمكن الضغط على زر RESET لإعادة الأوفرلود إلى وضع التشغيل الطبيعي، إذا كان تصميمه يعتمد على إعادة الضبط اليدوية.
وفي بعض الأنواع، يمكن استخدام زر TEST لاختبار آلية الفصل والتأكد من عمل نقاط التلامس.
ولا ينبغي إعادة تشغيل المحرك قبل معرفة سبب فصل الأوفرلود، خصوصًا إذا تكرر الفصل.
إعادة الضبط اليدوية والأوتوماتيكية
تحتوي بعض أنواع الأوفرلود على مفتاح يسمح باختيار طريقة إعادة الضبط.
إعادة الضبط اليدوية H
عند اختيار الوضع H (Hand/Manual)، لا تعود نقاط الأوفرلود إلى وضعها الطبيعي إلا بعد الضغط على زر RESET.
هذا الخيار مناسب عندما تريد منع إعادة تشغيل المحرك تلقائيًا بعد زوال سبب الفصل.
إعادة الضبط الأوتوماتيكية A
عند اختيار الوضع A (Automatic)، يمكن للأوفرلود إعادة نقاطه إلى وضعها الطبيعي تلقائيًا بعد انخفاض درجة حرارة العناصر الحرارية.
في هذه الحالة، يجب الانتباه إلى تصميم دائرة التحكم، لأن عودة الأوفرلود إلى وضعه الطبيعي قد تسمح بإعادة تشغيل دائرة التحكم وفق طريقة توصيلها.
ولهذا السبب، يجب استخدام إعادة الضبط الأوتوماتيكية بحذر، واتباع تعليمات الشركة المصنعة ومتطلبات السلامة الخاصة بالمعدة.
وبعض الأنواع تحتوي على زر RESET منفصل وزر آخر لـ TEST.
بعض تصميمات أطراف الأوفرلود
توجد أنواع من الأوفرلود تكون فيها نقاط التلامس المساعدة مشتركة في الطرف 95.
وفي هذه الحالة قد تكون الأطراف على النحو التالي:
- 95: طرف مشترك.
- 96: نقطة مغلقة طبيعيًا NC.
- 98: نقطة مفتوحة طبيعيًا NO.
يجب الانتباه إلى أن ترتيب الأطراف قد يختلف حسب نوع الأوفرلود والشركة المصنعة.
لذلك، يُعد مخطط التوصيل المطبوع على الجهاز أو كتالوج الشركة المصنعة المرجع النهائي قبل إجراء أي توصيل.
توضيح الصورة والمخطط
الفرق بين الأوفرلود والقاطع الكهربائي
قد يعتقد البعض أن الأوفرلود والقاطع الكهربائي يؤديان الوظيفة نفسها، لكن لكل منهما وظيفة مختلفة.
| المقارنة | الأوفرلود | القاطع الكهربائي |
|---|---|---|
| الوظيفة الأساسية | حماية المحرك من الحمل الزائد | حماية الدائرة من زيادة التيار والقصر وفق نوع القاطع |
| العمل مع الكونتاكتور | نعم، غالبًا | ليس بالضرورة |
| حماية الحمل الزائد | نعم | حسب نوع القاطع وخصائصه |
| حماية القصر | ليس وظيفته الأساسية | نعم، عند توفر خاصية الحماية المناسبة |
| إعادة الضبط | يدوي أو أوتوماتيكي حسب النوع | حسب نوع القاطع |
لذلك، لا ينبغي الاعتماد على الأوفرلود وحده لحماية دائرة المحرك من جميع أنواع الأعطال.
هل الأوفرلود يحمي المحرك من القصر الكهربائي؟
لا، الأوفرلود ليس جهاز الحماية الأساسي من القصر الكهربائي.
عند حدوث قصر، قد يرتفع التيار بسرعة كبيرة. لذلك تحتاج دائرة المحرك إلى وسيلة حماية مناسبة من القصر، مثل القاطع أو المصهر، وفق تصميم الدائرة ومتطلبات الحماية.
أما الأوفرلود، فيركز بشكل أساسي على حماية المحرك من الحمل الزائد وزيادة التيار التي تستمر لفترة تسمح بتشغيل آلية الحماية الحرارية.
لماذا يفصل الأوفرلود باستمرار؟
إذا كان الأوفرلود يفصل بشكل متكرر، فلا ينبغي رفع قيمة الضبط مباشرةً.
ابدأ بالبحث عن سبب المشكلة، مثل:
- زيادة الحمل على المحرك.
- سقوط فاز.
- عدم اتزان الفازات.
- ارتفاع تيار المحرك.
- مشكلة ميكانيكية في الحمل.
- ضعف التوصيلات الكهربائية.
- ضبط الأوفرلود على قيمة غير مناسبة.
- ارتفاع درجة حرارة التشغيل.
- وجود مشكلة في المحرك نفسه.
بعد تحديد السبب ومعالجته، يمكن إعادة تشغيل المحرك وفق إجراءات السلامة المناسبة.
أهم ملاحظات استخدام الأوفرلود
لضمان عمل الأوفرلود بصورة صحيحة، انتبه إلى النقاط التالية:
- اضبط الأوفرلود وفق بيانات المحرك وتعليمات الشركة المصنعة.
- لا ترفع قيمة الضبط لمجرد منع الفصل المتكرر.
- افحص سبب الفصل قبل إعادة تشغيل المحرك.
- استخدم نقطة 95-96 ضمن دائرة التحكم وفق مخطط التوصيل.
- يمكن استخدام 97-98 للإشارة إلى حدوث فصل الأوفرلود.
- تحقق من توافق الأوفرلود مع الكونتاكتور.
- استخدم حماية منفصلة مناسبة من القصر الكهربائي.
- راجع مخطط الشركة المصنعة قبل إجراء أي توصيل.
- افصل مصدر التغذية قبل أعمال الفحص أو التوصيل.
الأسئلة الشائعة عن الأوفرلود
الأوفرلود هو جهاز حماية يستخدم مع المحركات الكهربائية لحمايتها من الحمل الزائد وزيادة التيار المستمرة التي قد تؤدي إلى ارتفاع حرارتها.
يفصل الأوفرلود دائرة التحكم عند حدوث زيادة في التيار. وعندها تتوقف بوبينة الكونتاكتور ويفصل الكونتاكتور التغذية عن المحرك.
الطرفان 95 و96 يمثلان عادةً نقطة تلامس مغلقة طبيعيًا NC. وتُستخدم هذه النقطة في دائرة التحكم لفصل الكونتاكتور عند عمل الأوفرلود.
الطرفان 97 و98 يمثلان عادةً نقطة تلامس مفتوحة طبيعيًا NO. ويمكن استخدامهما لإظهار حدوث فصل الأوفرلود من خلال مصباح إشارة أو دائرة تحكم.
يُضبط الأوفرلود وفق تيار المحرك المقنن وبيانات لوحة المحرك وتعليمات الشركة المصنعة. ولا توجد قيمة واحدة مناسبة لجميع المحركات.
قد يفصل بسبب زيادة الحمل، أو ارتفاع تيار المحرك، أو سقوط فاز، أو عدم اتزان التيار، أو وجود مشكلة ميكانيكية أو كهربائية.
الخلاصة
يُعد الأوفرلود عنصرًا مهمًا في دوائر تشغيل المحركات الكهربائية، خصوصًا عند استخدامه مع الكونتاكتور.
فهو يراقب التيار المار في المحرك، وعند استمرار ارتفاعه إلى مستوى يؤدي إلى تشغيل الحماية الحرارية، يفصل دائرة التحكم. ونتيجة لذلك، يفصل الكونتاكتور التغذية عن المحرك.
كما توفر نقاط 95-96 و97-98 وظائف مهمة للتحكم والإشارة، بينما تسمح بعض الأنواع بإعادة الضبط يدويًا أو أوتوماتيكيًا.
والأهم هو ضبط الأوفرلود وفق بيانات المحرك وتعليمات الشركة المصنعة، مع توفير حماية مناسبة من القصر الكهربائي. بهذه الطريقة تعمل منظومة حماية المحرك بصورة أكثر أمانًا وفعالية.
تنبيه: يجب فصل مصدر التغذية قبل فحص أو توصيل الأوفرلود والكونتاكتور. وعند التعامل مع دوائر القدرة والتحكم، اتبع مخططات الشركة المصنعة وإجراءات السلامة الكهربائية المعتمدة.
المصدر: شنايدر إلكتريك
