تيار بدء تشغيل المحرك الكهربائي: قيمته وطريقة حسابه

تيار بدء تشغيل المحرك هو التيار الذي يسحبه المحرك الكهربائي عند لحظة تشغيله. ويكون هذا التيار أعلى بكثير من تيار الحمل الكامل أثناء التشغيل الطبيعي.

ويُعرف تيار البدء في المحركات الحثية أيضًا باسم تيار العضو الدوار المقفل (Locked-Rotor Current – LRC)، بينما يستخدم مصطلح تيار الاندفاع (Inrush Current) بشكل أوسع لوصف التيار المرتفع عند بدء تشغيل بعض المعدات الكهربائية.

تختلف قيمة تيار بدء المحرك حسب تصميمه وقدرته وجهد التغذية وطريقة التشغيل، إضافة إلى خصائص الحمل المتصل به.

في هذا المقال، سنتعرف على قيمة تيار بدء المحرك، والعوامل المؤثرة فيه، وطرق تقليله، مع توضيح طريقة حسابه بمثال عملي.

كم يبلغ تيار بدء تشغيل المحرك؟

عند تشغيل محرك حثي ثلاثي الأطوار مباشرة من مصدر التغذية باستخدام طريقة التشغيل المباشر (DOL)، يمكن أن يصل تيار البدء إلى عدة أضعاف تيار الحمل الكامل.

في كثير من المحركات الحثية القياسية، يتراوح تيار البدء تقريبًا بين 5 و8 أضعاف تيار الحمل الكامل (FLC). وقد تختلف القيمة الفعلية حسب تصميم المحرك وبيانات الشركة المصنعة.

يرتبط تيار البدء أيضًا بتيار التشغيل الطبيعي للمحرك، لذلك من المهم معرفة كيفية قياس ملفات المحرك الكهربائي بالملتيميتر وفحص حالته الكهربائية قبل التشغيل.

على سبيل المثال، إذا كان تيار الحمل الكامل للمحرك 20 أمبير، فقد يصل تيار البدء عند التشغيل المباشر إلى:

تيار البدء = 20 × 5 إلى 20 × 8

أي:

100 إلى 160 أمبير تقريبًا.

لذلك، لا يُنصح باستخدام معامل ثابت لجميع المحركات. والأدق هو الرجوع إلى لوحة بيانات المحرك أو الكتالوج الفني لمعرفة قيمة LRA أو بيانات تيار البدء.

لماذا يرتفع تيار المحرك عند بدء التشغيل؟

عندما يكون المحرك متوقفًا، لا يكون العضو الدوار قد وصل إلى سرعة التشغيل. لذلك تختلف ظروف التشغيل عن الحالة الطبيعية.

في هذه اللحظة، يسحب المحرك تيارًا مرتفعًا من مصدر التغذية. ومع تسارع العضو الدوار، ينخفض الانزلاق تدريجيًا، وينخفض التيار حتى يصل إلى قيمة التشغيل المناسبة للحمل.

لهذا السبب، يستمر تيار البدء المرتفع لفترة قصيرة فقط. وقد تكون هذه الفترة أقل من ثانية أو تمتد إلى عدة ثوانٍ، حسب قدرة المحرك وخصائص الحمل وطريقة التشغيل.

وإذا كان تيار المحرك أعلى من المتوقع أثناء التشغيل، فقد يكون من المفيد التعرف على أسباب انخفاض عزم الدوران في المحرك الكهربائي والعوامل التي تؤثر في أداء المحرك.

ما العوامل التي تؤثر في تيار بدء المحرك؟

لا توجد قيمة واحدة ثابتة لتيار بدء جميع المحركات. وتؤثر عدة عوامل في القيمة الفعلية، ومن أهمها:

1. تصميم المحرك

يؤثر تصميم المحرك الحثي في قيمة تيار العضو الدوار المقفل وعزم البدء.

وفي محركات NEMA، يمكن استخدام Code Letter للحصول على معلومات تساعد في تحديد نطاق تيار العضو الدوار المقفل.

أما في المحركات المصنفة وفق IEC، فيجب الرجوع إلى بيانات التصميم والمواصفات الفنية للشركة المصنعة.

2. القدرة والجهد

يؤثر جهد التشغيل وقدرة المحرك في تيار الحمل الكامل. وبما أن تيار البدء يرتبط بتيار الحمل الكامل، فإن اختلاف هذه القيم يؤدي إلى اختلاف تيار البدء.

3. طريقة تشغيل المحرك

تؤثر طريقة تشغيل المحرك بشكل مباشر في تيار البدء.

فعند استخدام التشغيل المباشر DOL، يكون تيار البدء مرتفعًا. بينما يمكن تقليله باستخدام طرق أخرى، مثل:

• تشغيل نجمة-دلتا.
• المشغل الناعم Soft Starter.
• محول التردد VFD.

4. نوع الحمل

يؤثر الحمل المتصل بالمحرك في مدة التسارع المطلوبة.

فإذا كان الحمل يحتاج إلى عزم مرتفع عند بدء التشغيل، فقد يستمر تيار البدء لفترة أطول مقارنة بحمل خفيف.

5. مصدر التغذية

عندما يسحب المحرك تيارًا مرتفعًا عند بدء التشغيل، قد يحدث هبوط في الجهد إذا كان مصدر التغذية غير قادر على تحمل تيار البدء بسهولة.

لذلك يجب مراعاة قدرة المصدر، وطول الكابل، ومقطع الموصلات، وهبوط الجهد عند تصميم دائرة تغذية المحرك.

كيف تؤثر طريقة التشغيل في تيار البدء؟

تختلف قيمة تيار البدء حسب طريقة تشغيل المحرك، ويمكن توضيح ذلك بشكل تقريبي كما يلي:

ملاحظة: هذه القيم تقريبية، ويجب الرجوع إلى بيانات المحرك والمشغل والشركة المصنعة للحصول على القيمة الفعلية.

التشغيل المباشر DOL

يعد التشغيل المباشر من أبسط طرق تشغيل المحركات.

يتم توصيل المحرك مباشرة بمصدر التغذية عند بدء التشغيل. لذلك يكون تيار البدء مرتفعًا، وقد يصل في المحركات الحثية القياسية إلى عدة أضعاف تيار الحمل الكامل.

يمتاز هذا الأسلوب بالبساطة، لكنه قد يسبب هبوطًا في الجهد عند تشغيل المحركات الكبيرة.

تشغيل نجمة-دلتا Star-Delta

تستخدم طريقة نجمة-دلتا لتقليل تيار البدء مقارنة بالتشغيل المباشر.

عند بدء تشغيل المحرك، تكون الملفات موصلة بطريقة النجمة. وبعد وصول المحرك إلى سرعة مناسبة، تنتقل الدائرة إلى توصيل دلتا.

يكون تيار الخط أثناء البدء في النجمة نحو ثلث تيار البدء في حالة DOL تقريبًا.

فإذا كان تيار البدء في التشغيل المباشر يساوي 6 أضعاف FLC، فإن تيار الخط أثناء البدء في النجمة يكون تقريبًا:

تيار البدء في النجمة = 6 ÷ 3 = 2 × FLC

لكن يجب الانتباه إلى أن عزم البدء ينخفض أيضًا عند استخدام هذه الطريقة، لذلك يجب التأكد من أن الحمل يمكنه البدء بطريقة نجمة-دلتا.

المشغل الناعم Soft Starter

يسمح المشغل الناعم بالتحكم التدريجي في جهد المحرك أثناء الإقلاع.

وبذلك يمكن تقليل تيار البدء وتقليل الصدمة الميكانيكية على الحمل.

ولا توجد قيمة ثابتة لتيار البدء مع جميع المشغلات الناعمة، لأن القيمة تعتمد على إعدادات الجهاز ونوع المحرك ومتطلبات الحمل.

محول التردد VFD

يتيح محول التردد التحكم في تردد وجهد التغذية أثناء بدء تشغيل المحرك.

ويمكن من خلاله تشغيل المحرك تدريجيًا مع التحكم في السرعة والعزم، وبالتالي خفض تيار البدء بشكل كبير مقارنة بالتشغيل المباشر.

وقد يكون تيار البدء قريبًا من تيار الحمل الكامل في بعض التطبيقات، لكن القيمة الفعلية تعتمد على إعدادات VFD والمحرك والحمل.

أين أجد تيار بدء المحرك؟

يمكن معرفة قيمة تيار البدء بدقة أكبر من خلال لوحة بيانات المحرك (Nameplate) أو الكتالوج الفني الخاص به.

ابحث عن البيانات التالية:

• LRA: تيار العضو الدوار المقفل.
• Locked-Rotor Current: تيار العضو الدوار المقفل.
• Locked-Rotor Amperes: أمبير تيار العضو الدوار المقفل.
• Code Letter: حرف الكود في بعض محركات NEMA.
• نسبة تيار البدء إلى تيار الحمل الكامل، إذا كانت مذكورة.

إذا كانت قيمة LRA موجودة على لوحة المحرك، فمن الأفضل استخدامها بدل تقدير تيار البدء باستخدام معامل تقريبي.

ما الفرق بين LRA وInrush Current؟

قد تختلط بعض المصطلحات عند الحديث عن تيار بدء المحركات.

يشير LRA إلى تيار العضو الدوار المقفل، أي التيار المرتبط بحالة توقف العضو الدوار عند تطبيق الجهد المقنن، وفق ظروف الاختبار والتصنيف المحددة.

أما Inrush Current فهو مصطلح أوسع يستخدم لوصف التيار المرتفع عند بدء تشغيل معدات كهربائية مختلفة.

لذلك، عند التعامل مع محرك كهربائي، يفضل الاعتماد على المصطلح والبيانات الموجودة في لوحة بيانات المحرك والكتالوج الخاص بالشركة المصنعة.

كيفية حساب تيار بدء المحرك؟

إذا لم تتوفر قيمة LRA، يمكن تقدير تيار البدء باستخدام تيار الحمل الكامل ومعامل تقريبي مناسب للمحرك.

أولًا، احسب تيار الحمل الكامل.

معادلة تيار المحرك ثلاثي الأطوار

إذا كانت القدرة المذكورة هي القدرة الميكانيكية الخارجة من المحرك، يمكن حساب تيار الحمل الكامل باستخدام المعادلة التالية:

تيار الحمل الكامل = القدرة ÷ (1.732 × الجهد × الكفاءة × معامل القدرة)

وبالرموز:

In = P ÷ (1.732 × U × η × cosφ)

حيث:

• In: تيار الحمل الكامل بالأمبير.
• P: القدرة الميكانيكية الخارجة بالواط.
• U: جهد الخط بالفولت.
• η: كفاءة المحرك.
• cosφ: معامل القدرة.
• 1.732: الجذر التربيعي للعدد 3.

بعد حساب تيار الحمل الكامل، يمكن تقدير تيار البدء باستخدام المعادلة التالية:

تيار البدء = معامل البدء × تيار الحمل الكامل

وبالرموز:

Istart = k × In

حيث:

• Istart: تيار البدء بالأمبير.
• k: معامل تيار البدء.
• In: تيار الحمل الكامل بالأمبير.

يمكن استخدام معامل تقريبي مثل 6 أو 7 عند عدم توفر بيانات الشركة المصنعة، لكن النتيجة تظل تقديرية.

مثال عملي على حساب تيار بدء المحرك

لنفترض وجود محرك ثلاثي الأطوار بالمواصفات التالية:

• القدرة = 15 كيلوواط
• الجهد = 400 فولت
• الكفاءة = 90%
• معامل القدرة = 0.85

أولًا، نحول القدرة من كيلوواط إلى واط:

15 × 1000 = 15000 واط

ثم نحسب تيار الحمل الكامل:

In = 15000 ÷ (1.732 × 400 × 0.90 × 0.85)

إذن:

In ≈ 28.3 أمبير

إذا افترضنا أن معامل تيار البدء يساوي 6، فإن:

Istart = 6 × 28.3

إذن:

Istart ≈ 170 أمبير

وبالتالي، يكون تيار بدء المحرك في هذا المثال حوالي 170 أمبير عند استخدام معامل تقديري قدره 6.

مهم: هذه القيمة تقديرية وليست بديلًا عن قيمة LRA الفعلية. إذا كانت قيمة LRA موجودة على لوحة المحرك، فيجب الاعتماد عليها.

لماذا يجب معرفة تيار بدء المحرك؟

تساعد معرفة تيار البدء في تصميم دائرة تغذية المحرك واختيار مكوناتها بشكل مناسب.

ومن أهم الاستخدامات:

• اختيار القاطع المناسب.
• التحقق من ملاءمة الكابل.
• حساب أو تقييم هبوط الجهد.
• التأكد من قدرة مصدر التغذية.
• اختيار طريقة تشغيل مناسبة.
• تحديد الحاجة إلى Soft Starter أو VFD.
• تقييم تأثير بدء المحرك على الأحمال الأخرى.

ولا يعني ارتفاع تيار البدء وحده وجود عطل في المحرك؛ فهذا التيار ظاهرة طبيعية أثناء الإقلاع ضمن الحدود المصممة للمحرك.

كما يجب التأكد من أن مقطع الكابل والقاطع الكهربائي مناسبين لظروف تشغيل المحرك، خاصة عند وجود تيار بدء مرتفع. ويمكنك قراءة كيفية اختيار مقطع الكابل المناسب لمعرفة أهم العوامل التي تؤثر في اختيار الكابل.

كيف يمكن تقليل تيار بدء المحرك؟

يمكن تقليل تيار البدء باستخدام طريقة تشغيل مناسبة لطبيعة المحرك والحمل.

ومن أبرز الخيارات:

1. نجمة-دلتا: تقلل تيار البدء، لكنها تقلل عزم البدء أيضًا.
2. Soft Starter: يوفر إقلاعًا تدريجيًا ويساعد على التحكم في تيار البدء.
3. VFD: يسمح بالتحكم في السرعة والتردد والجهد أثناء الإقلاع.
4. اختيار محرك مناسب: يجب اختيار المحرك وفق متطلبات الحمل وظروف التشغيل.
5. تحسين مصدر التغذية: يساعد اختيار الكابلات والمصدر المناسبين على الحد من تأثير هبوط الجهد.

أسئلة شائعة حول تيار بدء المحرك

الخلاصة

يعد تيار بدء تشغيل المحرك من القيم المهمة عند تصميم وتشغيل الأنظمة الكهربائية.

في التشغيل المباشر DOL، قد يصل تيار البدء للمحرك الحثي إلى عدة أضعاف تيار الحمل الكامل. لذلك لا ينبغي الاعتماد على معامل ثابت لجميع المحركات.

وللحصول على نتيجة دقيقة، يفضل الرجوع إلى LRA الموجودة على لوحة بيانات المحرك أو إلى بيانات الشركة المصنعة.

كما يمكن استخدام نجمة-دلتا أو Soft Starter أو VFD لتقليل تيار البدء، مع اختيار الطريقة المناسبة حسب قدرة المحرك ومتطلبات الحمل.

المصادر: firgelliauto، plcprovider

فريق التحرير02/09/2026آخر تحديث: 02/09/2026

0 7 دقائق