العزم والتوافق مع المشغّل عند استبدال المحرك الكهربائي لبثّاقة البلاستيك

عند تغيير المحرك في بثّاقة البلاستيك فإن أول قيمة يُنظر إليها ليست القدرة، بل العزم الذي يطلبه عمود اللولب. فلولب البثّاقة حمل ذو عزم ثابت يطلب العزم نفسه تقريبًا حتى عند انخفاض السرعة؛ لذلك يجب أن يتمكن المحرك الجديد من إعطاء العزم اللازم بشكل متواصل عند أدنى وأعلى سرعة للولب تعمل بها الآلة، وأن يتمكن من التبريد في هذا النطاق مع المشغّل. وعند استبدال محرك DC قديم بمحرك غير متزامن ثلاثي الطور وعاكس تردد، يكون هذان الشرطان أهم من تطابق لوحة القدرة.

ماذا يتطلب لولب البثّاقة من المحرك؟

في البثّاقة يدفع اللولب الحبيبات داخل أسطوانة مسخّنة ويضغطها ويدفع المصهور إلى القالب. والاحتكاك الناشئ على سطح اللولب ومقاومة المصهور يولّدان حاجة إلى عزم مستقلة إلى حد كبير عن السرعة. وبعبارة تقريبية: عندما يدور اللولب بنصف السرعة يبقى العزم اللازم تقريبًا كما هو، أما القدرة المستهلكة فتنخفض إلى النصف. وهذا مختلف تمامًا عن الحمل في المضخات والمراوح الذي ينخفض بسرعة مع السرعة.

العوامل الرئيسية التي تغيّر الحاجة إلى العزم هي:

• المادة ولزوجة المصهور: في الآلة نفسها تتطلب البوليمرات المختلفة عزومًا مختلفة. وإذا أُبقيت حرارة الأسطوانة منخفضة يزداد المصهور كثافة ويرتفع العزم.
• مقاومة القالب والمنخل: حزمة المناخل التي تبدأ بالانسداد ترفع الضغط المعاكس وبالتالي العزم.
• الإقلاع البارد: إذا دُوِّر اللولب قبل أن تسخن الأسطوانة بما يكفي يرتفع العزم كثيرًا. وهذا خطأ في العملية؛ وتكبير المحرك ليس حلًا.

مقارنة العزم قبل الاستبدال

يُحسب العزم الاسمي على عمود المحرك من القدرة والسرعة: العزم (Nm) ≈ 9550 × القدرة (kW) / السرعة (دورة/دقيقة). احسبوا هذه القيمة من لوحة بيانات المحرك القديم وقارنوها بالعزم الاسمي للمحرك الجديد. فعزم محركين بالقدرة نفسها لكن بسرعتين مختلفتين يختلف؛ والذي يُقارن في البثّاقة هو العزم.

عند الانتقال من محرك DC إلى محرك AC

تحمل لوحات بيانات محركات DC الشائعة في البثّاقات القديمة عادةً «سرعة أساسية»؛ ويعمل المحرك بعزم ثابت حتى هذه السرعة. وقد تختلف السرعة الأساسية لمحرك DC عن السرعة الاسمية للمحرك غير المتزامن رباعي الأقطاب. وفي هذه الحالة يوجد طريقان:

• إذا كانت سرعة العمود نفسها مستهدفة: يجب ألا يقل العزم الاسمي للمحرك الجديد عن عزم المحرك القديم عند السرعة الأساسية. وتُحفظ السرعة عند مدخل مخفض السرعة.
• إذا كانت السرعة مختلفة: تُحفظ سرعة اللولب بتكييف نسبة البكرات أو مدخل مخفض السرعة؛ وفي هذه الحالة يُعاد حساب العزم اللازم على العمود مع النسبة.

تُصنع محركات DC في أغلب الأحيان بأبعاد شفة وعمود خاصة. ولأن توصيل المحرك غير المتزامن بهيكل IEC قد يكون مختلفًا، فقد يلزم تكييف القاعدة أو القارنة أو البكرة. وللأبعاد راجعوا الرسومات الفنية ثنائية الأبعاد حسب الهيكل؛ وتُقدَّم طرق التركيب حسب الهيكل ويُؤكَّد مقاس الشفة عند الطلب.

التوافق مع المشغّل: نطاق السرعة والتبريد

لأن سرعة اللولب في البثّاقة تُضبط وفق العملية، يعمل المحرك غير المتزامن دائمًا تقريبًا مع عاكس التردد. وسلاسل HEM Motor ثلاثية الطور مناسبة للتحكم في السرعة بعاكس التردد؛ وفي التشغيل الطويل بعزم كامل وسرعة منخفضة قد تلزم مروحة خارجية، وإذا كان الكابل بين المشغّل والمحرك طويلًا فيُنظر في مرشح dv/dt أو مرشح جيبي. ويجب الإبلاغ عن هذه الظروف عند الطلب. وللمعلومات العامة يمكنكم الاطلاع على سؤال الاستخدام مع الإنفرتر.

• تحت 50 Hz: يستطيع المحرك إعطاء عزمه الاسمي، لكن لأن المروحة على العمود تتباطأ أيضًا يقل التبريد. وإذا كانت البثّاقة تعمل طويلًا بسرعة لولب منخفضة وعزم عالٍ فإن سخونة المحرك تعود لهذا السبب؛ وتلبي المروحة الخارجية (المستقلة) هذه الحاجة.
• فوق 50 Hz: لأن الجهد يبقى ثابتًا يدخل المحرك منطقة إضعاف المجال؛ فتبقى القدرة ثابتة تقريبًا بينما ينخفض العزم المتاح. وفي حمل البثّاقة ذي العزم الثابت، فإن رفع التردد لزيادة سرعة اللولب قد يؤدي إلى نقص في العزم.
• دقة التحكم: ثبات السرعة والاستجابة لتغير الحمل يتعلقان بنوع المشغّل وضبطه. وإذا كانت دقة الخط عالية فاختاروا المشغّل مع مورّد المشغّلات؛ فالمحرك القياسي وحده لا يحدد هذا الأداء.

عند التشغيل الأول للمحرك مع المشغّل يجب إدخال قيم لوحة البيانات (الجهد، التيار، السرعة، التردد) في المشغّل بشكل صحيح. ولخطوات التشغيل الأولي يمكنكم الاطلاع على مقالتنا عن فحص التشغيل الأول.

جانب مخفض السرعة والقارنة

يمتلك مخفض سرعة البثّاقة محمل دفع يتحمل قوة الدفع المحوري التي يولّدها اللولب إلى الخلف. ولا تنتقل هذه القوة إلى المحرك، لكن سرعة دخول مخفض السرعة وسعة عزمه يجب أن تتوافق مع المحرك. وإذا كان المحرك موصولًا بمخفض السرعة بالسير والبكرة فإن نسبة البكرات تحدد سرعة اللولب؛ وإذا كان موصولًا مباشرة بقارنة فيُفحص ارتفاع العمود ومحاذاته. ويجب ألا يتجاوز عزم المحرك الجديد حد عزم الدخول لمخفض السرعة؛ وإذا كانت القدرة ستُزاد فتُفحص بيانات مخفض السرعة بشكل منفصل.

أمثلة على المحركات لأنظمة دفع البثّاقات

الطرازات رباعية الأقطاب بهيكل من حديد الزهر أدناه أمثلة على فئات القدرة والعزم الشائعة في أنظمة الدفع الرئيسية للبثّاقات متوسطة الحجم. ويتم الاختيار النهائي وفق عزم لوحة بيانات المحرك القديم ونطاق سرعة الخط. ويمكنكم الاطلاع على طرازات HEM Motor المناسبة وأسعارها الحالية من صفحة شراء محرك كهربائي.

جميع الطرازات بهيكل من حديد الزهر وحماية IP55 وعزل من الفئة F وتغذية 400/690 V (Δ/Y) و50 Hz. ولقيم العزم في القدرات الأخرى يمكنكم الاطلاع على جدول العزم، وللخيارات القطاعية على صفحة محركات معالجة البلاستيك والمطاط.

مثال افتراضي: التحويل إلى AC في بثّاقة بمحرك DC

هذا المثال افتراضي. لنفترض وجود محرك DC بقدرة 30 kW وسرعة أساسية 1500 دورة/دقيقة في بثّاقة مقاطع. والعزم المحسوب من لوحة البيانات نحو 191 Nm. ولأن العزم الاسمي للطراز 200L-4 هو 194.2 Nm وسرعته الاسمية 1475 دورة/دقيقة، يتحقق التطابق من حيث العزم وتُحفظ السرعة عند مدخل مخفض السرعة عمليًا. وإذا كان الخط يعمل غالبًا بين خمسين وستين بالمئة تقريبًا من السرعة الاسمية، فإن المحرك يبقى في هذه المنطقة بعزم كامل لكن بسرعة مروحة منخفضة؛ لذلك تُذكر الحاجة إلى مروحة خارجية عند الطلب. وإضافة إلى ذلك، إذا لم تكن شفة محرك DC القديم بمقاس IEC فيُخطط لشفة وسيطة أو لتكييف القاعدة.

الخلاصة ومتطلبات الطلب

ما يحدد استبدال محرك البثّاقة هو العزم المتواصل اللازم للولب، ونطاق السرعة الذي يستخدمه الخط، والتبريد عند السرعة المنخفضة، وتوافق المشغّل والمحرك. ولوحة القدرة نتيجة لهذه القيم وليست نقطة البداية. أرسلوا للطلب ما يلي:

• صورة لوحة بيانات المحرك القديم (وإذا كان DC فبما في ذلك السرعة الأساسية وقيم المنتج)
• سرعة اللولب النموذجية والأدنى في الخط، والمادة المعالجة
• المشغّل الذي سيُستخدم وطول الكابل بين المشغّل والمحرك
• طريقة التوصيل: سير أو قارنة أو شفة؛ ومعلومات لوحة بيانات مخفض السرعة

الطرازات المناسبة والأسعار الحالية موجودة في صفحة البيع عبر الإنترنت لدينا. أرسلوا صورة لوحة بيانات محرككم الحالي وسرعته ومعلومات التركيب من صفحة إرسال لوحة البيانات واطلبوا عرض سعر للطراز المناسب. وللأسئلة التفصيلية يمكنكم مراسلتنا من صفحة الاتصال.

الأسئلة الشائعة

عند اختيار محرك البثّاقة، هل يُنظر إلى القدرة أم العزم؟

يُنظر إلى العزم. فاللولب حمل ذو عزم ثابت؛ ويجب ألا يقل العزم الاسمي للمحرك الجديد عن عزم المحرك القديم والعزم الذي يتطلبه الخط.

هل يمكن تركيب محرك غير متزامن مكان محرك بثّاقة DC؟

هذا ممكن بالعزم المناسب وعاكس التردد وتكييف التوصيل الميكانيكي. وإذا وُجد تشغيل طويل بسرعة منخفضة فيجب ذكر الحاجة إلى مروحة خارجية عند الطلب.

هل يمكنني رفع التردد فوق 50 Hz لزيادة سرعة اللولب؟

فوق 50 Hz ينخفض العزم المتاح. وفي حمل البثّاقة ذي العزم الثابت قد يؤدي ذلك إلى نقص في العزم؛ وإذا لزمت سرعة لولب أعلى فيجب النظر في نسبة البكرات أو مخفض السرعة.

لماذا يسخن محرك البثّاقة عند السرعة المنخفضة؟

عندما يعمل المحرك بعزم كامل تتباطأ المروحة على العمود فيقل التبريد. وفي الخطوط التي تعمل طويلًا بسرعة منخفضة تحل المروحة الخارجية هذه المشكلة.