توصل عرضنا السابق الى اشكاليه تستدعى تخفيض سرعه اقلاع المصعد بشكل يحقق السلامه للراكب والمكونات ويكون له جدوى اقتصاديه فكيف سيكون الحل وهذا هو غاية موضوعنا ان شاء الله والذى سيدور حول :
- المبدأ الرياضياتى الذى يوفر الاقلاع الهادئ
- هل يمكن تحقيق هذا المبدأ عن طريق تعدد الملفات او اعاقه التيار المغذى لمحرك المصعد
- هل يمكن تحقيق هذا المبدأ عن طريق اعاقه ميكانيكيه للمحرك
- ما القيمه الفيزيائيه التى لو تمكنا من تعديلها تحقق لنا تنعيم سرعه محرك المصعد
- كيف لبعض من القطع الالكترونيه(الانفرتر) ان تتحكم فى تغيير هذه القيمه
- التعريف بالانفرتر من حيث فكرة العمل والاستخدامات والمميزات التى سيضيفها للمصعد
الموضوع السابق
هل يتوقف الصراع بين المتطلبات والتقنيات فى تغيير سرعات المصاعد
ويمكن اختصار الاشكاليه التى توصلنا اليها فى موضوعنا السابق الى ضرورة الاقلاع الهادئ للمصعد نظرا لحدود السرعه التى فرضت علينا بعد تصميم نموزج المصعد الخاص بالبنايات المرتفعه وهذه الحدود لا يمكن الاقلاع بها مباشرة كنظيرتها فى حدود السرعه المعتاده والتى ربما لا تتجاوز 2 م/ث فإذا كان التصميم الميكانيكى للمصعد وقتها يسمح بالاقلاع بالسرعه القصوى للمحرك ويتحمل الانسان كذلك هذا الاقلاع بدون تأثير على سلامته فإن الحدود الجديده للسرعه والتى قد تتخطى حاجز العشرين مترا فى الثانيه لا تتلائم مع التصميم الميكانيكى لعلبه التروس ولا يطيقها الانسان اذا بدأ المصعد بهذه السرعه مباشرة لذا توجب تخفيض سرعه الاقلاع الى حد يطاق ولأن حد السرعه كبير فسيتوجب الانتقال من سرعه اقلاع مناسبه الى سرعه اعلى نسبيا ثم سرعه اعلى شيئا فشيئا حتى نصل للسرعه العظمى وتبدو الاشكاليه هنا فى كيفيه تحقيق الامر على ارض الواقع بشكل يحقق عوامل السلامه والجوده والكفائه والجدوى الاقتصاديه الا اننا من ناحيه المحرك نفسه سنفرد له موضوعا مستقلا نظرا لاننا قد سبق لنا طرح موضوع خاص بالظروف التى ادت الى تغيرات على التصميم الميكانيكى والكهربى للمحرك بدافع توفير الطاقه لذا سيتم ربط الموضوعين ببعضهما لتتم الفائدة اما فى عرضنا الحالى سنعود الى امكانيه التحكم فى السرعه فقط
المبدأ الرياضياتى الذى يوفر الاقلاع الهادئ
لحل مشكله عرضنا يستلزم العودة الى القاعدة الرئيسية للعلوم الاساسيه وهى الرياضيات وفى قسم منها خاص بالسكون والحركه حيث علم الميكانيكا سيتم عرض موضوع السرعه وسنتعرف على المفهوم الرياضياتى الذى سيضع لنا اساسا نظريا لعمل الاقلاع الهادئ للمصعد وبالنظر الى مفهوم السرعه فإنه مرتبط بمفهوم المسافه والزمن حيث توجد العلاقه بين هذه المفاهيم الثلاث بشكل يجعل السرعه هى عبور مسافه ما خلال زمن محدد ومن ضمن وحداتها م/ثالا ان هذا المفهوم يعبر بجدارة عن مسمى السرعه الثابته حيث تبقى السرعه كما هى من لحظة الانطلاق اى اللحظه صفر الى لحظة الوصول فاذا بدأنا بسرعه 1 م/ث فستظل هذه القيمه ثابته بدون زيادة او نقصان الى نقطه الوصول
الا ان هناك مفهوما اخر وهو السرعه المتغيرة بحيث يتم تقسيم المسافه الى مسافات صغيرة ويكون لكل مسافه منها سرعه ثابته قيمتها تختلف عن نظيرتها فى باقى المسافات بالطبع هذا المفهوم هو ما يحل اشكالية مصعدنا الحاليه حيث سيتم تقسيم مشوار حركه الصاعدة عند الانتقال من طابق الى اخر الى مسافات محدده ولكل مسافه سرعه محدده ولكن بشكل يوفر الانتقال الهادئ من سرعه الى اخرى بدون قفزات حيث يتوجب علينا حينها الانتقال من سرعه صفر تدريجيا حتى الوصول الى السرعه القصوى للمصعد واستمرار الحركه بها الى مسافه معينه ثم يبدأ التناقص فى السرعه تدريجيا حتى الوصول لسرعه صفر عند التوقف على مستوى الطابق ويمكن التعبير عن هذا النمط من الحركه بشكل اخر وهو التغير فى السرعه مع التغير فى الزمن حيث مفهوم التسارع او العجلة من التعجيل
ومن هنا سيتسارع المصعد ثم يصل للسرعه القصوى ثم يتباطأ بشكل يمكن تقريبه باللاعب على مضمار الركض حيث يبدأ وجسمه قريب من الارضى ثم يندفع ويستقيم واقفا بشكل تدريجى ثم يجرى بسرعته القصوى حتى يصل لنهايه المضمار ثم تتناقص سرعته تدريجا حتى يتوقف
كيف يمكن تحقيق مفهوم التسارع على محرك المصعد ؟
سنعرض لبعض الحلول المقترحه ومدى فاعليتها ومن ضمنها معاوقه حركه المحرك ميكانيكيا او كهربيا
معاوقه الحركه تؤدى حتما الى تقليل السرعه فإذا فرضنا ان حد لاعبى العاب القوى سيجرى بسرعه ما فإنه سيتعرض لمقاومة الهواء بشكل ما مما يؤثر على سرعته ولكن اذا تم احداث ظروف تزيد من مقاومه الهواء ستقل سرعته بشكل اكبر وتكون الاعاقه هنا ميكانيكية
ففى محرك المصعد يمكننا احداث الاعاقه بأكثر من شكل مثل تدخل الفرمله الميكانيكية لاعاقه الحركه تدريجيا او اعاقه الحركه بفعل قوى معاكسه لاتجاه تحرك العربه او الثقل كمخمدات الحركه التى تناولناها فى موضوع سابق او التحكم فى اعاقه الهواء لحركه الحمل
الفرمله الميكانيكية لمحرك المصعد تحكم الامساك بمحور دوران المحرك اثناء الوقوف على مستوى الطابق وتفتح مبتعدة عنه اثناء الحركه بين الطوابق وتعود للاغلاق مرة اخرى بمجرد التوقف
فإذا امكن لنا فتح الفرمله تدريجيا واغلاقها تدريجيا سيساعد ذلك على نعومه الاقلاع وكذلك التوقف الا ان هذا الحل لا يتمتع بعامل الجودة والكفائه وحتما سيلزمه مزيد من التعقيد على دائرة الفرمله وسرعه استهلاك الحشو المبطن فى الفرمله بالاضافه الى سحب تيار اعلى عند التخميد مما يهدد معظم مكونات التحكم بالاضافه الى ملف المحرك نفسه ناهيك عن ارتفاع درجه حرارة الفرمله من الاحتكاك المتزايد مما يسبب سخونه متواصله تنتقل لباقى اجزاء المحرك تحتاج اى اضافه معالجات حراريه للتبريد كاستخدام مراوح او ادوات تبريد اخرى او استخدام مواد لا تتأثر بالحرارة فى بنية المحرك فسيكون هذا الحل غاية فى التعقيد فى مقابله جودته الفعليه وربما لا يحقق نعومه سلسه وربما يسبب قفزات للسرعات واهتزازات نحن فى غنى عنها
اما بالنسبه لمخمدات الحركه ومضادات التصادم فقد تنجح فى الطابق الارضى والاخير ويصعب تحقيقها فى باقى الطوابق وليست ذات جدوى لتعقيدها وارتفاع تكلفتها بمقابله مردودها الفعلى عند التطبيق
اما بالنسبة للتحكم فى معاوقه الهواء فهو اساس لعمل المصاعد البنيوماتيكية التى تعتمد على تفريغ الهواء ولكنه ربما يقبل التطبيق فى مسكن خاص لارتفاع بسيط وربما يصعب تطبيقه لارتفاعات عاليه ويتصف بارتفاع التكلفه ايضا
- بالنسبه لإحداث انتقال بين السرعات بتعدد الملفات الكهربية للمحرك فإنه سيسبب قفزات فى انتقال السرعات ولاحداث نعومة سيتطلب تعقيدا على صياغه هذه الملفات وزيادة عددها بشكل كبير كما يتطلب تعقيدا على دائرة القدرة والتحكم واستهلاك تيار اكبر
- بالنسبه لاعاقه التيار بفعل مقاومات كهربيه لتقليل او رفع الجهد الكهربى تدريجيا سيحتاج تعقيدا على صعيد المكونات بالاضافه الى الاحتياج الى معالجات حراريه للتبديدات الحراريه الناتجه عن معاوقه التيار بالاضافه الى تأثر قدرة المحرك وعزمه ومدى فاعليته بشكل عام
القيمه الفيزيائيه التى تمكننا من الحل
فى الحقيقه يكون العلم دائما هو الملاذ لحل اشكالياتنا ولتفسير الظواهر التى تعترضنا اذا احسنا تطبيقه ولكن التطبيق للمفاهيم والمبادئ العلميه ليس متاحا لكافه البشر ولكنها قدرة ميز الله بها بعضنا بهدف احتياجنا لبعضنا لاستمراريه حركه الحياة فمن العلماء من يبرع فى الجانب النظرى ومنهم من يمكنه الله من تطبيق النظريات على ارض الواقع ولا يخلو العلم من الحلول ولكن فى حدود قدراتنا البشريه الا ان تمنع عنا الحلول لحكمة لا يعلمها الا الله سبحانه وتعالىنظريا توجد علاقه بين سرعه المحركات وبعض القيم الفيزيائية مثل الجهد الكهربى وتردد التيار الكهربى كذلك
حيث ترتبط سرعه المحرك بالجهد بمعنى انه اذا ارتفع الجهد ارتفعت السرعه واذا قل قلت السرعه وكذلك التردد اذا ارتفع ارتفعت السرعه والعكس لذا نلاحظ ان المحرك او اى قطعه تعمل بالتيار المتردد يدون عليها قيمة الجهد وقيمه التردد للتيار فإذا كان لدينا محرك للمصعد يعمل بتردد 50 هرتز ولكن تم توصيل منبع تيار يوفر تردد 40 هرتز فقط ستقل السرعه لهذا المحرك واذا كان التردد 25 هرتز فقط ستنخفض سرعته الى النصف فلذا اصبح التحكم فى التردد هو كلمة السر فى ايجاد تسارع للمصعد بحيث يمكن الانتقال بسلاسة بين السرعات وبدون قفزات اذا امكننا تغيير التردد مع الزمن بشكل تدريجى
فاذا بدأ المصعد بتردد صفر واخذ ينتقل الى التردد واحد ثم اثنين ثم ثلاثه وهكذا تدريجيا حتى يصل الى التردد المناسب للسرعه القصوى ويستمر به الى ان يصل لمرحله التباطؤ فسيتناقص التردد درجه فدرجه حتى يصل الى تردد صفر مرة اخرى عند الايقاف فسنكون حققنا نظريا عمليه التسارع ويتبقى توفير المكونات والقطع الكهربيه التى يمكنها التحكم فى قيمة التردد وتغييره مع الزمن
القطع الالكترونيه التى تمكننا من الحل
ومن هنا تتدخل الكترونيات القدرة وهى قطع تتمتع باستطاعه تشغيل وقيادة ادوات او محركات ذات قدرة عاليه كمحركات المصاعد فتكون الكترونيات القدرة هى الحل الامثل لان القطع الالكترونيه الصغيرة لا يمكنها حل مشكلتنا لأن قدراتها تتوافق مع دوائر ربما يمر بها تيارات صغيرة لقيادة احمال خفيفه مثل منفذ دخول او خروج كذلك الذى تعرضنا اليه فى مواضيع سابقه تخص المتحكمات الدقيقه للوحه المصعد الالكترونيه
المطلوب هنا لتعديل التردد ايجاد شئ كقلاب يمكننا التحكم فى عدد مرات تمرير كلا من اشارة التيار الموجبه والسالبه خلال زمن ثانيه واحده فإذا امكن لنا ان نجعله يبدل بين الموجب والسالب للاشارة 5 مرات فى ثانيه واحده نكون حصلنا على تردد 5 هرتز وهكذا اى عدد من المرات خلال ثانيه سيعبر عن تردد جديد وما نعنيه هنا هو ان يتحكم هذا القلاب فى تغيير اشارة تيار القدرة الذى يغذى المحرك الخاص بالمصعد حيث يتصف بشدة تيار عاليه لا تتحملها القطع الالكترونيه العاديه
بالطبع سيحتاج الامر الى تجهيزات اخرى حتى تكتمل الدائرة الخاصه بتغيير التردد وسيتم عرض كامل الدائرة وتحليلها فى الموضوع القادم ان شاء الله
تعتبر الفقرة السابقه هى مبدأ عمل مغير السرعات او مغير التردد وهو ما يطلق عليه الانفرتر فى المصاعد وباقى التطبيقات للمحركات الاخرى
التعريف بمغير سرعات المصاعد (الانفرتر)
سنعرض الان لتعريف مبسط للانفرتر فى المصاعد والاضافات التى يضيفها لنظام التحكم فى المصاعد
يعمل انفرتر المصاعد على
- التحكم فى سرعه المحرك بالتالى تنعيم حركه المصعد وعدم الشعور باهتزازات بدء الحركه او الانتقال بين السرعات او التوقف
- التحكم فى العزم بأكثر من نمط
- يتيح تشغيله على اكثر من نوع من انواع المحركات
- يوفر الحمايه التامه للمحرك ضد سقوط او انعكاس الفازات او زياده الحمل الكهربى او ارتفاع وانخفاض الفولت
- يعمل على اطاله العمر الافتراضى للمحرك
- يوفر فى استهلاك الطاقه الكهربيه
- بعض الانواع يمكنها تشغيل المحرك بواحد فاز وارضى كحل لعدم وجود تيار ثلاثى الطور 380 فولت
- تتضمن بعض الانواع ميزه تشغيل الطوارئ عند انقطاع التيار
- يشمل بعض انماط التحكم التى تضفى مزيدا من الدقه مثل المشفر الدوار ما يسمى انكودر
- تلقائيه التعامل مع الاخطار المحتمله وعرضها على الشاشه واعاده التشغيل عند زوالها
فى موضوعنا القادم ان شاء الله سنعرض دائرة القدرة للانفرتر ومخطط التحكم بالشرح والتحليل كما سنعرض لأوجه التشابه والاختلاف بين الانفرتر وجهاز الوصول وكيف يمكن الدمج بينهما وسنعرض ان شاء الله لأنماط التحكم داخل الانفرتر وكيف تختار بين هذه الانماط بما يتناسب مع ظروف العمل
طلعت عتمان
