مرحلات المروحة الكهربائية ：دليل عملي للبدء في العمل بسهولة

دور مرحلات المروحة الكهربائية وهيكلها

أولاً، ما هو التتابع? ما وظيفتها؟ في الأساس، المرحل هو جهاز كهرومغناطيسي التبديل. عند تشغيل مروحة كهربائية، تكون إشارات الأوامر المنبعثة من المعالج الدقيق (MCU) أو شريحة المؤقت على اللوحة الرئيسية ضعيفة جدًا (جهد منخفض، تيار منخفض) لدفع محرك المروحة مباشرةً. لذلك، يعمل المرحل كوسيط. فهو يتلقى هذه الإشارات الضعيفة وينشط ثم يتحكم في المحرك عن طريق إغلاق أو فتح ملامساته الخاصة لتزويد طاقة عالية الجهد (220 فولت تيار متردد).

عادةً ما تستخدم المراوح الكهربائية المنزلية مرحلات أحادية القطب مزدوجة الرمي (SPDT), ، والتي عادةً ما تحتوي على 4 أو 5 دبابيس خارجية (قد تتضمن دبابيس متعددة أطرافًا ثابتة). أين تؤدي الأسلاك الأربعة المتصلة بأسفل المرحل بالضبط؟ يجب أن تتوافق هذه الأسلاك مع أرقام الدبابيس القياسية التالية والهيكل الداخلي:

1. محطة التحكم: الجزء الذي يستقبل الأوامر. له سنان:

• أرقام الدبابيس: 13 (A1) و14 (A2)، وهو الترقيم الدولي الأكثر اعتمادًا عالميًا لملف الترحيل.
• الوظيفة: عندما يمر جهد تيار مستمر مقنن (عادةً تيار مستمر 5 فولت أو تيار مستمر 12 فولت، تحدده لوحة التحكم) عبر هذين السنين، يولد الملف مجالاً مغناطيسيًا بسبب تدفق التيار، وبالتالي يغير حالة تلامس المفتاح (إغلاق). عندما يتم إزالة الجهد، تعود الملامسات إلى وضعها الأصلي (مفتوحة).

2. الطرفية المشتركة (COM): قسم خرج الطاقة في المرحل. يحتوي على دبوس واحد:

• رقم الدبوس: 1 (كوم)
• الوظيفة: يتم توصيله بالسلك الحي من مصدر الطاقة (بعد التحكم به بواسطة المفاتيح، وما إلى ذلك)، ويعمل بمثابة “بوابة” لإدخال التيار.

3. طرف مغلق عادةً (NC): نقطة الاتصال الافتراضية عند إلغاء تنشيط المرحل.

• رقم الدبوس: 4 (NC)
• الوظيفة: عندما لا يتم تطبيق أي جهد على الملف (السنون 13 و14)، يتم توصيل الطرف المشترك (1) كهربائيًا بالطرف المغلق عادةً (4).

4. طرف مفتوح عادةً (NO): هذه هي نقطة التوصيل التي تغلق عند تنشيط المرحل.

• رقم الدبوس: 3 (لا)
• الوظيفة: عندما يتم تنشيط الملف (13 و14)، يتحول الطرف المشترك (1) من التوصيل بالطرف NC (4) إلى التوصيل بالطرف NO (3).

والآن بعد أن فهمنا البنية الداخلية للتتابع، سأشرع في شرح وظيفة كل سلك خطوة بخطوة، باتباع مسار الأسلاك.

مخططات التوصيلات السلكية

1. مخطط توصيل أسلاك التحكم في الملف (السنون 13 و14): يحمل هذان السلكان الرفيعان تيار التحكم من لوحة دائرة التحكم الرئيسية.

• خصائص مقياس السلك: يستخدم عادةً أسلاك أرفع (على سبيل المثال, AWG 22-24)، ملونة بالأزرق والأصفر والأبيض وغيرها.
• إلى أين يقودون؟

1. 1. الدبوس 13 (A1): يتم توصيل هذا السلك بالطرف الموجب (P) لمصدر طاقة التيار المستمر على لوحة التحكم، مما يوفر “طاقة احتياطية” ثابتة لملف المرحل.
   2.  الدبوس 14 (A2): هذا هو السلك الأساسي! يتم توصيله بسنارة خرج ترانزستور محرك أو دائرة متكاملة (IC) على لوحة التحكم التي تحمي وحدة MCU. لذلك، لا يتصل هذا السلك مباشرةً بالطرف السالب (N) لمصدر طاقة التيار المستمر.
   3. سير العمل: عندما تقرر وحدة MCU تنشيط المرحل (على سبيل المثال، الضغط على زر “سرعة المروحة”)، فإنها ترسل إشارة إلى ترانزستور السائق، وتشغيله. عند هذه النقطة، يتدفق التيار من P -> الدبوس 13 -> الملف -> الدبوس 14 -> ترانزستور السائق -> GND. يولد الملف الذي يتم تنشيطه مجالاً مغناطيسيًا، مما يؤدي إلى نقر المرحل وتعشيقه.
   4. المكوّن الواقي: يظهر صمام ثنائي متصل عكسي (عادةً 1N4007) عبر أطراف الملف (متوازي بين السنون 13 و14) - الصمام الثنائي للتفريغ الحر. وهو يوفر مسار تفريغ للجهد المستحث العكسي أثناء إلغاء التنشيط، وبالتالي حماية رقاقة التحكم.

2. خط إدخال الطاقة للطرف المشترك COM (الدبوس 1). يحمل هذا السلك طاقة عالية الجهد (220 فولت تيار متردد) ويزود المحرك بالكهرباء.

• خصائص مقياس السلك: يستخدم هذا السلك مقياس AWG 16-18، ويتميز بعزل سميك، وعادةً ما يكون لونه بني أو أحمر، ويتوافق مع معايير تحديد الأسلاك الحية.
• إلى أين تؤدي؟
• ينشأ مصدر طاقة هذا السلك من قابس الطاقة. ومع ذلك، فإن طاقة الجهد العالي 220 فولت لا تصل مباشرة إلى المرحل. فمساره هو:
• قابس الطاقة L (السلك المباشر) -> المصهر الرئيسي -> المفتاح الرئيسي -> مفتاح سرعة المروحة -> مفتاح اختيار سرعة المروحة/مفتاح اختيار الوظيفة -> طرف توصيل المرحل COM (الدبوس 1).
• عادة، تتطلب محطة COM اختيار المستخدم (أو الاختيار المنطقي لوحدة MCU) لتوجيه الطاقة إلى سلك مباشر “احتياطي” محدد للمرحِّل المعين. فقط عندما يتم تنشيط المرحل يتم نقل هذه الطاقة.

دائرة توزيع الطاقة لأطراف التوصيل المفتوحة عادة (NO) والمغلقة عادة (NC) (السنون 3 و4)

هذا هو المكان الذي يحقق فيه المرحل غرضه النهائي - توجيه الطاقة الكهربائية إلى الحمل الصحيح. في المراوح الكهربائية، عادةً ما تُستخدم ملامسات المرحل المفتوحة عادةً (NO) والمغلقة عادةً (NC) لوظائف مختلفة، وهي الأكثر شيوعًا للتحكم في اللف الرئيسي (السرعة العالية) واللف الإضافي (مثل المحرك المتذبذب). سيتم شرح هذه الدائرة الآن من خلال سيناريوهات محددة:

السيناريو 1: ضبط سرعة المحرك الرئيسي (التطبيق الأكثر شيوعًا)

في المراوح الكهربائية متعددة السرعات، يتميز المحرك عادةً بملف رئيسي ولفات متعددة للتحكم في السرعة (على سبيل المثال، سرعة عالية، سرعة متوسطة، سرعة منخفضة). يتوافق كل إعداد سرعة مع مرحل مستقل. في هذه الحالة، يظل طرف NC للمرحل غير مستخدم، بينما يلعب طرف NO الدور الأساسي.

وصلة الدبوس 3 (NO):

عندما يغلق المرحل، يتم إخراج السلك المباشر من طرف COM من خلال طرف NO ويتم توصيله بطرف السرعة المقابل على محرك المروحة.

مثال: بالنسبة للمرحِّل “عالي السرعة”، يتم توصيل الدبوس 3 (NO) عبر سلك بطرف المحرك الذي يحمل علامة ‘عالي’ أو “L1”. عند هذه النقطة، تستقبل اللفة عالية السرعة للمحرك جهد 220 فولت مباشرة، مما يجعل المروحة تعمل بأقصى سرعة.

وصلة الدبوس 4 (NC):

في التطبيقات متعددة السرعات، يظل طرف NC عادةً مفتوح الدائرة. ومن أجل السلامة، قد يتم تغطيتها بغطاء عازل أو توصيلها بالدائرة لإعداد السرعة الأقل التالية لتشكيل منطق السلسلة. ومع ذلك، غالبًا ما تتميز التصميمات الحديثة بتحكم مستقل، تاركة طرف NC غير مستخدم.

السيناريو 2: التحكم في وظيفة التحريك/الإمالة (تطبيق كلاسيكي)

في التطبيقات التي تتحكم في وظائف التحريك/الإمالة، يعمل مرحل SPDT كمرحل مخصص خصيصًا للتحكم في محرك التحريك/الإمالة.

التوصيل للدبوس 1 (COM): يتم توصيله أيضًا بالسلك المباشر، مما يوفر طاقة “احتياطية” للدارات اللاحقة.

التوصيل للسن 4 (NC): عندما تكون وظيفة التحريك/الإمالة غير نشطة، يتم توصيل COM و NC. أين يتصل هذا السلك؟ قد يتم توصيله بمقاوم محدد للتيار أو بمؤشر ضوئي صغير لإظهار أن وظيفة التحريك في حالة “الاستعداد” أو “إيقاف التشغيل”.

وصلة الدبوس 3 (NO): عندما يتم تنشيط وظيفة التحريك، تتحكم وحدة MCU في تنشيط مرحل التحريك، حيث يتم توصيل COM بـ NO. يتصل هذا السلك بخط طاقة واحد للمحرك المتزامن المتأرجح، بينما يتصل خط الطاقة الآخر بالسلك المحايد. عند هذه النقطة، عندما يتم تنشيط طرف NO، يتلقى المحرك المتذبذب جهد 220 فولت بالكامل، مما يتسبب في بدء تشغيل المحرك ودفع رأس المروحة للتأرجح يمينًا ويسارًا.

من خلال هذا التصميم، يحقق المرحل بشكل مثالي تبديل وظيفة “التشغيل” و“الإيقاف”، وتحويل إشارة التحكم إلى حركة ميكانيكية.

توسيع المعرفة وتحذيرات السلامة

يشير صوت “الطقطقة” المميز الصادر من المرحل إلى تعشيق مكوناته الداخلية - المحرك والقلب والملامسات.

استكشاف الأعطال وإصلاحها: إذا فشل إعداد سرعة المروحة في التنشيط، استمع أولاً إلى صوت تعشيق المرحل المقابل. إذا كان مسموعًا، فمن المحتمل أن المشكلة تكمن في أسلاك المحرك NO الطرفية أو المحرك نفسه. إذا كان صامتًا، فإن المشكلة تنشأ من دائرة التحكم (الملف أو أنبوب التشغيل أو وحدة MCU).

تحذير السلامة الحرجة!

قبل إجراء أي فحص أو تشغيل بدون خبرة احترافية، تذكر قبل إجراء أي فحص أو تشغيل بدون خبرة احترافية: يتضمن الجزء الداخلي للمروحة الكهربائية كهرباء عالية الجهد 220 فولت، وهو أمر خطير للغاية! يجب على غير المحترفين عدم لمس أي أسلاك أثناء تشغيل الوحدة. حتى بعد فصل الطاقة، قد تحتفظ المكثفات بالجهد العالي وتتطلب تفريغاً كاملاً. يجب إجراء جميع عمليات الصيانة مع فصل الطاقة تماماً وتحت إشراف محترف مؤهل.

الخاتمة: فهم حكمة التصميم الصناعي من خلال أربعة أسلاك

من خلال تشريح الدوائر الكهربائية لمرحل المروحة الكهربائية من خلال أسلاكها الأربعة، ندرك أكثر من مجرد مخطط تخطيطي بارد. إننا نشهد التقسيم الدقيق للعمل بين المكونات الفرعية (فصل التحكم عن الطاقة)، والبراعة في استخدام إشارات الجهد المنخفض لإدارة دوائر الجهد العالي، والتوزيع المنطقي الأنيق في التصميم (تحقيق تعدد الوظائف من خلال التبديل القائم على التبديل). تجسد هذه الأسلاك الأربعة المبادئ الأساسية الثلاثة للتصميم الكهربائي: السلامة والموثوقية والكفاءة.

اتصل بنا على الفور لتعرف كيف يمكننا تلبية متطلباتك من الكابلات والأسلاك. تابعنا على يوتيوب .