المحرك الكهربائي لمخرطة الخشب: نطاق السرعة والعمل مع الإنفرتر

في مخرطة الخشب لا تكفي سرعة ثابتة واحدة: فجذع الوعاء كبير القطر يجب أن يدور ببطء، أما عمل القلم أو المغزل الرفيع فيجب أن يدور بسرعة. وكان هذا النطاق الواسع من السرعات يتحقق قديمًا بالبكرات المتدرجة، واليوم يتحقق غالبًا بعاكس التردد (الإنفرتر). ويستطيع المحرك غير المتزامن القياسي ثلاثي الطور أداء هذه المهمة مع المشغّل؛ لكن يجب معرفة مسائل مسبقًا مثل انخفاض التبريد عند السرعة المنخفضة، وانخفاض العزم فوق 50 Hz، واختيار توصيل المحرك الصحيح عند تغذية المشغّل من شبكة أحادية الطور.

لماذا تتغير السرعة في مخرطة الخشب ضمن نطاق واسع؟

ما يحدد الخراطة هو السرعة السطحية عند محيط قطعة العمل؛ فهي التي تحدد بأي سرعة يصل الخشب إلى الأزميل. وتزداد السرعة السطحية مع قطر القطعة والسرعة الدورانية. وللحفاظ على السرعة السطحية نفسها يجب خفض السرعة الدورانية كلما كبر القطر: فالقطعة التي يكبر قطرها عشر مرات تُدار بعُشر السرعة للحصول على السرعة السطحية نفسها.

إلى جانب ذلك تحد السلامة والتوازن أيضًا من السرعة. فالجذع غير المتوازن أو ذو القشرة أو المتشقق يُبدأ تشغيله بسرعة منخفضة في مرحلة النحت الخشن؛ وكلما استدارت القطعة تُزاد السرعة. أما مراحل الصنفرة والتلميع فتتطلب عادةً سرعة أعلى. ونتيجة لذلك يُستخدم في المخرطة الواحدة نطاق سرعة واسع يمتد من النحت الخشن البطيء إلى العمل الدقيق السريع. والقيم الدقيقة لهذا النطاق من شأن صانع المخرطة وقطعة العمل؛ ونشرح هنا المبدأ العام.

من البكرة المتدرجة إلى عاكس التردد

في مخارط الخشب القديمة يدور المحرك بسرعة ثابتة، وتُغيَّر السرعة بالبكرات المتدرجة. وفي هذا الترتيب يعمل المحرك بسرعته الكاملة في كل درجة؛ وفي الدرجة المنخفضة تزيد نسبة البكرات العزم. وعيبه ضرورة إيقاف الآلة ونقل السير إلى مجرى آخر لتغيير السرعة، وبقاء السرعة محدودة ببضع قيم ثابتة فقط.

مع عاكس التردد تُضبط سرعة المحرك دون تدرج بتغيير تردد التغذية. كما يتيح المشغّل الإقلاع الناعم وزمن توقف قابلًا للضبط وإمكانية عكس اتجاه الدوران. لكن هنا فرق مهم: عندما تبقى نسبة البكرات ثابتة، تتحقق السرعة المنخفضة بخفض سرعة المحرك نفسه، ولا يزداد العزم الواصل إلى العمود كما في درجة البكرة. لذلك تُحفظ في كثير من المخارط بكرة بدرجتين مع المشغّل: الدرجة السفلى للقطع الكبيرة، والعليا للأعمال الدقيقة.

العبارة العامة لـ HEM Motor في الموقع هي: سلاسلنا 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؛ ويُبلَّغ عن هذه الظروف عند الطلب. والتفاصيل في سؤال الاستخدام مع عاكس التردد.

السرعة المنخفضة وما فوق 50 Hz والعزم

يختلف سلوك المحرك غير المتزامن العامل بالمشغّل في منطقتين:

• تحت 50 Hz: يخفض المشغّل الجهد مع التردد؛ ويستطيع المحرك مبدئيًا إعطاء عزمه الاسمي، بينما تنخفض قدرته بالتناسب مع السرعة. فمثلًا العزم الاسمي للطراز 1.5 kW 90L-4 هو 9.91 Nm؛ وإذا حُفظ هذا العزم عند نصف السرعة فإن القدرة المنقولة إلى العمود تنخفض إلى النصف تقريبًا.
• فوق 50 Hz: لا يستطيع الجهد بعد ذلك تجاوز قيمة الشبكة؛ فيعمل المحرك بقدرة ثابتة تقريبًا وينخفض العزم كلما زادت السرعة. كما أن للمحامل والمروحة وتوازن الدوّار حدودًا ميكانيكية. وإذا كان يُفكَّر في التشغيل فوق التردد الاسمي فيجب ذكر ذلك بشكل منفصل عند الطلب وتقييمه.

التبريد عند السرعة المنخفضة

مروحة تبريد المحرك القياسي موصولة بعمود المحرك؛ وكلما انخفضت السرعة قل الهواء الذي تدفعه المروحة. لذلك فإن خراطة جذع وعاء كبير لفترة طويلة بسرعة منخفضة وعزم عالٍ قد تُسخّن المحرك أكثر من المعتاد. والسرعة المنخفضة قصيرة المدة لا تمثل مشكلة في أغلب الأحيان؛ أما في العمل الثقيل الطويل فيُنظر في مروحة خارجية. ولمن يريد مراقبة حرارة الملفات فإن مستشعر الملفات PTC أو PT100 خيار يمكن اختياره في مرحلة الطلب.

في تطبيقات المخرطة لا يجب توقع تحكم دقيق في العزم أو سلوك من نوع السيرفو؛ فالمحرك غير المتزامن القياسي والمشغّل يُستخدمان لضبط السرعة دون تدرج. ويمكنكم الاطلاع على طرازات HEM Motor المناسبة وأسعارها الحالية في صفحة شراء محرك كهربائي.

محرك ثلاثي الطور بمشغّل من شبكة أحادية الطور

من الحالات الشائعة في الورش عدم توفر سوى تغذية أحادية الطور 230 V. وفي هذه الحالة يُستخدم مشغّل دخله أحادي الطور 230 V وخرجه ثلاثي الطور 230 V. والنقطة التي يجب مراعاتها في جانب المحرك هي التوصيل:

• المحرك الموسوم 230/400 V (Δ/Y) يوصل بالمشغّل ذي الخرج ثلاثي الطور 230 V بتوصيل المثلث (Δ). وإذا تُرك موصولًا نجمةً يرى المحرك جهدًا منخفضًا وينخفض عزمه بشكل ملحوظ.
• المحركات الموسومة 400/690 V (Δ/Y) لا تعمل بشكل صحيح مع مشغّل خرجه 230 V؛ فهي تتطلب خرجًا ثلاثي الطور 400 V. وفي سلسلة HEM Motor تحمل الطرازات بقدرة 3 kW فما دون وسم 230/400 V، والطرازات بقدرة 4 kW فما فوق وسم 400/690 V.
• يجب ألا تُختار قدرة المشغّل أصغر من قدرة المحرك ومن حدود تيار الدخل أحادي الطور؛ ويُعتمد على قيم صانع المشغّل.

استخدام محرك أحادي الطور مباشرة خيار أيضًا؛ وتقع سلسلة HEM Motor أحادية الطور في نطاق 0.18–5.5 kW. لكن لا يتم ضبط السرعة دون تدرج بالمحرك أحادي الطور؛ إذ تُغيَّر السرعة بالبكرة أيضًا.

التركيب والفرملة والاتجاه

في مخارط الخشب يُوضع المحرك غالبًا أسفل الهيكل أو خلفه على قاعدة مفصلية على الأرجل (B3) ويُوصل بعمود العمل بالسير. وفي بعض المخارط يُوصل المحرك بالشفة مباشرة بالهيكل. وتُقدَّم طرق التركيب حسب الهيكل، ويُؤكَّد مقاس الشفة عند الطلب؛ ويمكن مقارنة أبعاد العمود والأرجل في الرسومات الفنية ثنائية الأبعاد.

إذا كان المطلوب توقفًا سريعًا بالمشغّل فقد تلزم مقاومة فرملة للمشغّل لتقصير زمن التوقف. وإذا كانت ستُجرى صنفرة بالاتجاه المعاكس فتأكدوا من أن ظرف عمود العمل أو صفيحته مثبتة بحيث لا ترتخي في الاتجاه المعاكس؛ وهذا من شأن تصميم المخرطة. وفي البيئة الكثيفة بالنشارة والغبار يجب تنظيف غطاء المروحة بانتظام؛ وتقدم صفحة القطاع المحركات الكهربائية لآلات النجارة معلومات عامة.

أمثلة على الطرازات

• 1.1 kW 90S-4 ألمنيوم: 4 أقطاب، سرعة اسمية 1445 دورة/دقيقة، IEC 90S، 230/400 V (Δ/Y)، عزم اسمي 7.27 Nm.
• 1.5 kW 90L-4 ألمنيوم: 4 أقطاب، سرعة اسمية 1445 دورة/دقيقة، IEC 90L، 230/400 V (Δ/Y)، عزم اسمي 9.91 Nm.
• 2.2 kW 100L1-4 ألمنيوم: 4 أقطاب، سرعة اسمية 1450 دورة/دقيقة، IEC 100L، 230/400 V (Δ/Y)، عزم اسمي 14.5 Nm.

الطرازات الثلاثة موسومة 230/400 V؛ لذلك يمكن استخدامها بتوصيل النجمة على شبكة ثلاثية الطور 400 V، وبتوصيل المثلث مع مشغّل خرجه ثلاثي الطور 230 V. والسعر الحالي موجود في صفحة كل منتج.

مثال افتراضي: تحويل مخرطة بالبكرات إلى ترتيب بالمشغّل

هذا المثال ليس تطبيقًا حقيقيًا لعميل. لنفترض وجود مخرطة خشب في ورشة بمحرك 1.1 kW رباعي الأقطاب وبكرة بأربع درجات. وفي الورشة تغذية أحادية الطور فقط، ويريد صاحبها سرعة دون تدرج.

• لأن المحرك موسوم 230/400 V فيمكن استخدامه مع مشغّل دخله أحادي الطور وخرجه ثلاثي الطور 230 V بتوصيل المثلث.
• تُحفظ درجتان من البكرات: تُعمل الأوعية الكبيرة في الدرجة السفلى، وأعمال المغازل والأقلام في الدرجة العليا؛ وتُضبط السرعات البينية بالمشغّل.
• إذا كان متوقعًا العمل لفترات طويلة بسرعة منخفضة في القطع كبيرة القطر وأن العزم قد لا يكفي، فيُكبَّر المحرك إلى الطراز 1.5 kW 90L-4 ويُنظر في الحاجة إلى مروحة خارجية.

الخلاصة والمعلومات التي تُرسل لعرض السعر

المحرك الصحيح في مخرطة الخشب هو الذي يعطي عزمًا كافيًا بسرعة منخفضة عند أكبر قطر سيُشغَّل، ويملك توصيلًا متوافقًا مع المشغّل والشبكة، وقد رُوعي تبريده في التشغيل الطويل بسرعة منخفضة. أرسلوا لعرض السعر ما يلي:

• صورة لوحة بيانات المحرك الحالي ودرجات البكرات
• أكبر قطر يُشغَّل وأدق الأعمال؛ وهل يُعمل طويلًا بسرعة منخفضة
• الشبكة (أحادية/ثلاثية الطور)، وجهد دخل المشغّل المستخدم وخرجه
• طريقة التركيب، وحالة القاعدة، والحاجة إلى فرملة/توقف سريع

اطّلعوا على الطرازات المناسبة وأسعارها الحالية 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. ولبقية الأسئلة يمكنكم التواصل معنا من صفحة الاتصال.

الأسئلة الشائعة

هل يمكن استخدام محرك قياسي ثلاثي الطور مع مشغّل في مخرطة الخشب؟

نعم، فسلاسلنا ثلاثية الطور مناسبة للتحكم في السرعة بعاكس التردد. وإذا كان سيُعمل طويلًا بعزم كامل وسرعة منخفضة فقد تلزم مروحة خارجية؛ ويجب الإبلاغ عن هذا الشرط عند الطلب.

هل لا تزال البكرة المتدرجة لازمة مع وجود المشغّل؟

في معظم المخارط نعم. فالمشغّل يخفض السرعة لكنه لا يزيد العزم كما تفعل البكرة؛ وللقطع الكبيرة تنقل الدرجة السفلى من البكرة العزم إلى العمود بكفاءة أكبر.

كيف يُشغَّل محرك ثلاثي الطور في ورشة بتغذية أحادية الطور 230 V؟

بمشغّل دخله أحادي الطور وخرجه ثلاثي الطور 230 V. وفي هذه الحالة يوصل المحرك الموسوم 230/400 V مثلثًا؛ أما المحرك الموسوم 400/690 V فغير مناسب لهذا الترتيب.

هل يمكنني الحصول على سرعة أعلى بتشغيل المحرك فوق 50 Hz؟

قد يسمح المشغّل بذلك، لكن فوق 50 Hz ينخفض العزم وتتدخل الحدود الميكانيكية. وإذا كان يُفكَّر في التشغيل فوق التردد الاسمي فاذكروا ذلك عند الطلب وقيّموه معنا.