تعني الكهرباء أحادية الطور أن الطاقة تُنقل عبر خط طور واحد وخط محايد، ويبلغ الجهد في Türkiye مقدار 230 V. المقابس المنزلية أحادية الطور. أما الكهرباء ثلاثية الطور فتستخدم ثلاثة خطوط طور منفصلة، ويبلغ الجهد بين الأطوار 400 V. تعمل المنشآت الصناعية وورش العمل والآلات ذات القدرة العالية بالكهرباء ثلاثية الطور.

ينشأ الفرق في المحركات من الآتي: يبدأ المحرك ثلاثي الطور بالدوران تلقائيًا بمجرد توصيله بالشبكة، بينما يحتاج المحرك أحادي الطور إلى مكثف وملف مساعد حتى يتمكن من البدء. ولهذا السبب تكون المحركات أحادية الطور محدودة عادةً بالقدرات الصغيرة، ولها عزم بدء أقل وتسحب تيارًا أكبر عند القدرة نفسها. إذا كانت لديك شبكة ثلاثية الطور، فإن المحرك ثلاثي الطور يكون في معظم الحالات الخيار الأنسب؛ أما المحرك أحادي الطور فهو حل أساسي للأماكن التي تتوفر فيها الكهرباء أحادية الطور فقط.

الفرق بين الكهرباء أحادية الطور وثلاثية الطور

يتغير اتجاه جهد التيار المتردد القادم من الشبكة 50 مرة في الثانية. في الخط أحادي الطور توجد موجة واحدة، وتنخفض هذه الموجة إلى الصفر للحظة عند كل تغيير في الاتجاه؛ ولذلك تتذبذب القدرة المنقولة باستمرار. أما في الخط ثلاثي الطور فهناك ثلاث موجات متباعدة عن بعضها بزاوية 120 درجة. وعندما تنخفض إحداها إلى الصفر، تستمر الموجتان الأخريان في حمل الحمل، ولذلك تبقى القدرة الإجمالية مستمرة ومتوازنة.

في النظام ثلاثي الطور يمكن قياس قيمتين مختلفتين للجهد. يوجد 230 V بين أي طور والخط المحايد، و400 V بين طورين. كما أن الخط أحادي الطور الذي يصل إلى المنزل هو في الواقع أحد أطوار الشبكة ثلاثية الطور. وفي المصادر القديمة والاستخدام اليومي لا تزال هذه القيم تُذكر أحيانًا على أنها 220 V و380 V؛ وكلتا التسميتين تصفان النظام نفسه.

الخاصية	أحادي الطور	ثلاثي الطور
تركيب الخط	طور واحد + محايد	3 أطوار (+ محايد)
الجهد	230 V	400 V بين الأطوار، 230 V بين الطور والمحايد
أماكن الاستخدام	المنازل، أماكن العمل الصغيرة، الشبكات الريفية	المنشآت الصناعية، الورش، المباني الكبيرة
نقل القدرة	متذبذب	مستمر ومتوازن
الحمل المناسب	الأجهزة والمحركات منخفضة القدرة	المحركات متوسطة وعالية القدرة

الفرق بين المحرك أحادي الطور والمحرك ثلاثي الطور

كلا المحركين من نوع المحركات غير المتزامنة، ويبدوان متشابهين من الخارج. ويكمن الاختلاف في كيفية تكوين المجال المغناطيسي الذي يجعل المحرك يدور. يمكنكم الاطلاع على تفاصيل مبدأ العمل في مقالنا ما هو المحرك غير المتزامن؛ أما هنا فسنركز على الفروق العملية التي تؤثر في الاختيار.

البدء والبنية

في المحرك ثلاثي الطور، تولد الأطوار الثلاثة تلقائيًا مجالًا مغناطيسيًا دوارًا في الملفات، ولا تكون هناك حاجة إلى أي جزء إضافي. أما المحرك أحادي الطور، فإن الطور الواحد ينتج مجالًا نابضًا فقط ولا يستطيع المحرك البدء بنفسه. ولهذا السبب تتم إضافة ملف مساعد ومكثف. وتتآكل هذه الأجزاء الإضافية مع مرور الوقت؛ وأكثر أسباب مشكلة "المحرك يصدر طنينًا لكنه لا يدور" شيوعًا في المحركات أحادية الطور هو ضعف المكثف.

نطاق القدرة والتيار

تُنتج المحركات أحادية الطور عادةً حتى قدرة تقارب 2,2 – 3 kW. وعند القدرات الأعلى، يؤدي التيار المسحوب من طور واحد إلى إجهاد كل من التمديدات الكهربائية والمحرك. أما المحركات ثلاثية الطور فتتوفر من قدرات أقل من 1 kW وحتى مئات الكيلوواط. عند القدرة نفسها، يسحب المحرك أحادي الطور تيارًا أكبر بشكل ملحوظ، لأن الحمل يقع على خط واحد بدلًا من ثلاثة خطوط. وهذا يعني أيضًا الحاجة إلى كابلات أكثر سماكة وقواطع حماية أكبر. ولتحويل وحدات القدرة، يمكنكم مراجعة دليل تحويل HP إلى kW.

عزم البدء والكفاءة

يتمتع المحرك ثلاثي الطور بعزم بدء مرتفع ويمكنه الانطلاق بسهولة تحت الحمل. أما في المحرك أحادي الطور، فيعتمد عزم البدء على نوع المكثف المستخدم: فالمحركات المزودة بمكثف دائم فقط مناسبة للأحمال التي تبدأ بسهولة مثل المراوح والمضخات؛ أما الأحمال ذات البدء الثقيل مثل الضواغط أو السيور الناقلة المحملة فتتطلب أنواعًا مزودة بمكثف بدء. كما يتفوق المحرك ثلاثي الطور من ناحية الكفاءة؛ إذ يؤدي العمل نفسه بخسائر أقل وحرارة أقل وضوضاء أقل.

اتجاه الدوران والتحكم في السرعة

لتغيير اتجاه دوران المحرك ثلاثي الطور، يكفي تبديل مكان طورين. أما في المحرك أحادي الطور فيجب عكس أطراف الملف المساعد. كما يتميز المحرك ثلاثي الطور في التحكم في السرعة؛ إذ يمكن ضبط سرعته ضمن نطاق واسع باستخدام مغير التردد. أما المحركات أحادية الطور فهي ليست مناسبة كثيرًا للتحكم في السرعة بواسطة مغير التردد.

المعيار	محرك أحادي الطور	محرك ثلاثي الطور
التغذية	230 V، أحادي الطور	400 V، ثلاثي الطور
البدء	بمكثف وملف مساعد	يبدأ تلقائيًا
نطاق القدرة المعتاد	عادةً حتى 2,2 – 3 kW	من القدرات الصغيرة حتى مئات kW
عزم البدء	منخفض – متوسط	مرتفع
الكفاءة	أقل	أعلى
التحكم في السرعة بالمغير	محدود	مناسب
نقاط الصيانة	المكثف، ومفتاح الطرد المركزي إن وجد	لا توجد أجزاء قابلة للاهتراء باستثناء المحامل

هل المحرك أو التمديدات لديك أحادية الطور أم ثلاثية الطور؟

أسرع طريقة هي النظر إلى لوحة بيانات المحرك.

• علامة الطور: إذا كان مكتوبًا على اللوحة "1~" أو "1 Ph"، فالمحرك أحادي الطور؛ وإذا كان مكتوبًا "3~" أو "3 Ph"، فهو ثلاثي الطور.
• الجهد: المحرك الذي يحمل فقط قيمة 230 V هو محرك أحادي الطور. أما القيم المزدوجة مثل "230/400 V Δ/Y" أو "400/690 V" مع رمز المثلث/النجمة فتشير إلى محرك ثلاثي الطور.
• المكثف: إذا كان هناك مكثف أسطواني على جسم المحرك أو بجانب صندوق التوصيل، فالمحرك أحادي الطور.
• صندوق التوصيل: تحتوي المحركات ثلاثية الطور على ستة أطراف توصيل (U1, V1, W1, U2, V2, W2) وجسور توصيل.

من جهة التمديدات، يمكنكم فحص العداد ولوحة الكهرباء. وجود عبارة ثلاثي الطور أو "3 phases" على العداد، وقاطع رئيسي ثلاثي الأقطاب في اللوحة، ومقابس صناعية بخمسة أطراف كلها مؤشرات على اشتراك ثلاثي الطور. وإذا لم تكونوا متأكدين، فاتركوا القياس لفني كهرباء مؤهل؛ فالقياس داخل لوحة الكهرباء خطر على الأشخاص غير المختصين.

متى يجب اختيار كل نوع؟

في معظم الحالات، تحدد شبكة الكهرباء المتوفرة الاختيار أكثر من المحرك نفسه.

• إذا كانت الكهرباء ثلاثية الطور متوفرة: اختَر محركًا ثلاثي الطور حتى عند القدرات الصغيرة. فهو أكثر كفاءة وأكثر متانة ويمكن التحكم به باستخدام مغير تردد.
• إذا كانت الكهرباء أحادية الطور فقط والحمل صغيرًا: يؤدي المحرك أحادي الطور الغرض. تشمل هذه الفئة السيور الصغيرة ومراوح التهوية وأنظمة توزيع وخلط الأعلاف والمضخات الصغيرة. وللأحمال ذات البدء الثقيل، اطلب نوعًا مزودًا بمكثف بدء.
• إذا كانت الكهرباء أحادية الطور فقط لكنك تحتاج إلى ضبط السرعة أو بدء سلس: فإن استخدام محرك ثلاثي الطور مع مغير تردد بمدخل أحادي الطور يعطي نتائج أفضل. التفاصيل موضحة في القسم التالي.
• إذا كانت القدرة المطلوبة أكبر من 3 kW: بدلًا من الضغط على شبكة أحادية الطور، يكون طلب اشتراك ثلاثي الطور من شركة التوزيع أكثر ملاءمة على المدى الطويل.

هل يعمل المحرك ثلاثي الطور على كهرباء أحادية الطور؟

لا يعمل عند توصيله مباشرة بالمقبس، لكنه يمكن أن يعمل بإحدى طريقتين.

مغير تردد بمدخل أحادي الطور: هذه هي الطريقة الأكثر ملاءمة. يستقبل المغير 230 V أحادي الطور ويولد عند الخرج 230 V ثلاثي الطور. يمكن توصيل المحرك المكتوب عليه 230/400 V Δ/Y بطريقة المثلث (Δ) وتشغيله بعزم كامل باستخدام هذا المغير؛ كما تحصلون على إمكانية التحكم في السرعة والبدء السلس. تتوفر هذه الأنواع من المغيرات عادةً حتى 2,2 kW. أما المحركات المكتوب عليها 400/690 V فلا تناسب هذه الطريقة.

التوصيل باستخدام مكثف: يمكن توصيل المحرك بطريقة المثلث وتشغيله من شبكة أحادية الطور بإضافة مكثف إلى أحد الأطوار. لكن المحرك يفقد حوالي ثلث قدرته، وينخفض عزم البدء بشكل ملحوظ، كما ترتفع حرارته أكثر. ولذلك ينبغي التفكير في هذه الطريقة فقط للأحمال الخفيفة وكحل مؤقت.

ما تأثير نوع الطور على اختيار مخفض السرعة؟

لا يتأثر مخفض السرعة نفسه بنوع الطور؛ فالتروس لا تعرف عدد أطوار المحرك. الذي يتغير هو ما يقدمه المحرك إلى المخفض. ولأن المحرك أحادي الطور يمتلك عزم بدء أقل عند القدرة الاسمية نفسها، فيجب في الأنظمة التي تحتاج إلى البدء تحت الحمل التأكد بشكل منفصل مما إذا كان المحرك قادرًا على تحريك الحمل من السكون. وقد تختلف سرعة المحرك أحادي الطور الاسمية قليلًا عن سرعة المحرك ثلاثي الطور ذي العدد نفسه من الأقطاب؛ لذلك احسب سرعة الخرج وفق القيمة الفعلية المكتوبة على لوحة البيانات.

عند طلب محرك مع مخفض سرعة، فإن تحديد نوع الشبكة منذ البداية (أحادي الطور 230 V أو ثلاثي الطور 400 V) يمنع تركيب المنتج مع محرك غير مناسب. يمكنكم معرفة كيفية اختيار المحرك ومخفض السرعة معًا في مقالنا حول الاختيار الصحيح لمخفض السرعة، وأنواع المحركات المستخدمة مع مخفضات السرعة في صفحة المحركات.