المحركات الكهربائية ثلاثية الطور بهياكل IEC 132–355: الاستبدال والقاعدة وارتفاع العمود في الهياكل الكبيرة

في هياكل IEC بين 132 و355 أيضًا يعطي رقم الهيكل الارتفاع من قاعدة الأرجل إلى مركز العمود بالمليمتر. وما يصعّب الاستبدال في هذا النطاق ليس قراءة الرمز؛ بل ازدياد وزن المحرك، وتثبيت القاعدة في الخرسانة أو على هيكل حامل، وضيق هامش المحاذاة. ولأن القدرة نفسها قد تقع في هيكل مختلف تمامًا حسب السرعة، فإن ثمن الاختيار الخاطئ في المحرك الكبير هو فك القاعدة وإعادة بنائها.

يركز هذا المقال على الاستبدال في الهياكل الكبيرة: العلاقة بين القدرة والسرعة والهيكل، والقاعدة، ومحاذاة القارنة، والرفع، واتجاه صندوق التوصيل. وقائمة القدرات لجميع الهياكل موجودة في صفحة جدول هياكل IEC والقدرات؛ ولا نكرر تلك القائمة هنا.

القدرة نفسها، سرعة مختلفة، هيكل مختلف

عند الاختيار في القدرات الكبيرة اطرحوا أولًا هذا السؤال: ما السرعة التي تطلبها الآلة؟ فالذي يحدد الهيكل فعلًا هو الحاجة إلى العزم. فالمحرك بسرعة 1000 دورة/دقيقة يعطي القدرة نفسها بعزم يبلغ نحو ثلاثة أضعاف عزم المحرك بسرعة 3000 دورة/دقيقة؛ وهذا العزم يتطلب دوّارًا أكبر وهيكلًا أكبر.

يُظهر الجدول التالي كيف يتغير الهيكل حسب عدد الأقطاب في خمس درجات قدرة مختارة من سجلات منتجات HEM Motor:

يُستخلص من الجدول نتيجتان عمليتان. الأولى أن الانتقال عند 37 kW من قطبين إلى 6 أقطاب ينقل الهيكل من 200 إلى 250؛ أي أن تغيير السرعة يغير ارتفاع العمود أيضًا. والثانية أن الطرازين ثنائي ورباعي الأقطاب عند 75 kW فما فوق يشتركان غالبًا في رقم الهيكل نفسه. وفي هذه الحالة، رغم أن الهيكل يبدو واحدًا، قد يختلف طرف العمود وترتيب المحامل حسب عدد الأقطاب؛ فقارنوا الرسم الفني قبل وضع المحرك ثنائي الأقطاب بدلًا من رباعي الأقطاب بحجة أنه "الهيكل نفسه".

ماذا يغير الحرف S أو M أو L في الهيكل الكبير؟

في الهيكل 315 توجد ثلاثة أطوال مختلفة بالأحرف S وM وL. ففي قائمة HEM Motor عند 4 أقطاب يكون 315S-4 بقدرة 110 kW، و315M-4 بقدرة 132 kW، و315L1-4 بقدرة 160 kW. وارتفاع العمود متماثل في الثلاثة؛ أما ما يتغير فهو طول الهيكل، وتبعًا له المسافة الطولية بين ثقوب الأرجل.

الحالة الشائعة في الموقع هي: المحرك القديم 315S، والحاجة الجديدة قدرة أعلى بدرجة، فيأتي 315M. تبقى جهة القارنة في مكانها، لكن ثقوب الأرجل الخلفية لا تتوافق مع القاعدة. فيلزم فتح ثقوب جديدة في القاعدة أو وضع لوح وسيط. وإذا كنتم تخططون لزيادة القدرة فتحققوا من الرسم قبل الطلب مما إذا كان ذلك سيستلزم أعمالًا في القاعدة. ويمكنكم الاطلاع على طرازات HEM Motor المناسبة وأسعارها الحالية في المتجر الإلكتروني.

القاعدة: رقم الهيكل نفسه نصف العمل

في المحركات الكبيرة تكون القاعدة عادة هيكلًا فولاذيًا أو لوحًا مثبتًا بمراسٍ على قاعدة خرسانية. فإذا تطابق رقم الهيكل يصل محور العمود إلى الارتفاع نفسه؛ ومع ذلك تُفحص النقاط التالية بشكل منفصل:

• استواء أسطح الأرجل: إذا بقيت إحدى الأرجل الأربع معلّقة فإن الهيكل ينثني كلما شُدّت البراغي. وتعود حالة "الرجل الرخوة" هذه لاحقًا على شكل اهتزاز وسخونة في المحامل؛ ويُفحص ما تحت كل رجل بالمقياس قبل الشد.
• حزمة رقائق الضبط: لا تُنقل الرقائق الموجودة تحت المحرك القديم كما هي إلى المحرك الجديد. فلكل محرك تفاوت مختلف في ارتفاع الأرجل؛ وتُعاد ترتيب الرقائق وفقًا لقياس المحاذاة.
• حالة المراسي والبراغي: إذا وُجدت في قاعدة عملت سنوات تشققات أو مراسٍ مرتخية أو أسنان مهروسة فسيعاني المحرك الجديد من الاهتزاز نفسه.
• الموضع الطولي: قد يقع طرف عمود المحرك الجديد أمام طرف القديم أو خلفه. ويجب أن تبقى المسافة بين صرتي القارنة ضمن النطاق الذي يحدده مصنّع القارنة.

محاذاة القارنة: التفاوت أضيق في المحرك الكبير

في القدرات الكبيرة يكون العزم الذي يحمله العمود عاليًا؛ فحتى انحراف صغير يُتلف عناصر القارنة والمحامل والحشيات بسرعة. وتُجرى المحاذاة في محورين: الانحراف المتوازي بين العمودين والانحراف الزاوي. ويُقاس ذلك بساعة القياس أو بجهاز محاذاة ليزري، ويُصحَّح من جهة المحرك برقائق الضبط وبراغي الضبط الجانبية.

هناك تفصيلتان أخريان يجب الانتباه إليهما. ففي الآلات التي تعمل ساخنة كالمضخات أو المراوح قد يرفع التمدد الحراري محور العمود؛ وإذا أعطى مصنّع الآلة هامشًا للمحاذاة على البارد فيُلتزم به. كما تُفحص المحاذاة للمرة الأخيرة والأنابيب والقنوات موصولة؛ إذ قد يزيح إجهاد التوصيل المحرك من مكانه. ولخطوات التشغيل الأول يمكنكم مراجعة مقال التشغيل الأولي للمحرك.

حلقة الرفع والنقل

في هياكل حديد الزهر الكبيرة توجد عادة فوق المحرك حلقة رفع (برغي بحلقة). وهذه الحلقة مصممة لرفع المحرك نفسه فقط. فرفع المحرك من الحلقة وعليه بكرة أو قارنة أو جزء من الآلة يحمّل الحلقة والهيكل حملًا خارج التصميم.

في الهياكل الكبيرة ذات الحلقتين تكون زاوية السلسلة مهمة؛ ويجب أن تعمل السلاسل عموديًا قدر الإمكان، ويُستخدم عارض رفع عند الحاجة. ويُتحقق من أن سن الحلقة مستقر تمامًا وأن الحلقة مستندة إلى الهيكل. وعند إنزال المحرك على القاعدة لا تُجر الأرجل؛ فالنتوءات على سطح الأرجل تُفسد المحاذاة.

اتجاه صندوق التوصيل ومدخل الكابل

في التركيب الأفقي القياسي يكون صندوق التوصيل غالبًا أعلى الهيكل. وفي المحركات الكبيرة، لأن مقطع الكابل سميك ونصف قطر انحنائه واسع، يكون الاتجاه الذي يأتي منه الكابل مهمًا. وإذا كان الصندوق في المحرك القديم جانبيًا أو كان مجرى الكابلات ينزل من اتجاه معين، فاذكروا موضع الصندوق في المحرك الجديد عند الطلب.

توجد تصاميم يمكن فيها تدوير الصندوق ذاته لتغيير اتجاه دخول الكابل؛ وهذا أيضًا من المسائل التي يُسأل عنها عند الطلب. ويحسب مهندس المشروع أو مهندس اللوحات مقطع الكابل وفق تيار المحرك وطول الكابل وطريقة التمديد ودرجة الحرارة المحيطة. ومعظم طرازات HEM Motor بهيكل من حديد الزهر من 132 فما فوق بملفات 400/690 V (Δ/Y)؛ وتُوصل بتوصيلة دلتا على شبكة 400 V وتناسب الإقلاع نجمة-دلتا.

مثال افتراضي: زيادة القدرة في هيكل 315

لنفترض أن في منشأة محرك مروحة بقدرة 110 kW وسرعة 1500 دورة بهيكل 315S، وأنه سيُرفع إلى 132 kW لزيادة تدفق المروحة. ففي قائمة HEM Motor يكون المقابل لقدرة 132 kW و4 أقطاب هو 315M-4: سرعة اسمية 1488 دورة/دقيقة، وتيار اسمي 224 A عند 400 V، وعزم اسمي 847.2 Nm.

يبقى ارتفاع العمود نفسه، لكن هيكل 315M أطول من 315S؛ فيلزم تكييف القاعدة لثقوب الأرجل الخلفية. ولأن التيار يرتفع تُعاد حسابات الكابل والمفاتيح وإعدادات الحماية أيضًا. ويُتخذ هذا القرار بعد التأكد مع مصنّع المروحة من أن المروحة تتطلب القدرة الجديدة فعلًا.

الخلاصة: قبل الطلب في الهيكل الكبير

في هياكل 132–355 يتحقق الاختيار الصحيح عند قراءة القدرة والسرعة وحرف الهيكل وشكل التركيب معًا. وقارنوا أرقام المقاسات لا بالتخمين بل من خلال الرسومات الفنية. وتُدرج جميع الطرازات ذات الهيكل من حديد الزهر في صفحة المحركات الكهربائية ذات الهيكل من حديد الزهر.

طرازات نموذجية: 180L-4 (22 kW، 1470 دورة/دقيقة)، و280M-4 (90 kW، 1486 دورة/دقيقة)، و315M-4 (132 kW، 1488 دورة/دقيقة)، و355M1-6 (160 kW، 990 دورة/دقيقة). اطلعوا على الطرازات المناسبة وأسعارها الحالية في صفحة شراء محركات كهربائية. وأرسلوا صورة لوحة بيانات محرككم الحالي وسرعته ومعلومات تركيبه عبر صفحة إرسال لوحة البيانات؛ واطلبوا عرض سعر للطراز المناسب.

الأسئلة الشائعة

هل يمكن تركيب محرك بهيكل 315 بدلًا من محرك بهيكل 280؟

يرتفع محور العمود ويتغير ترتيب الأرجل؛ ولذلك يلزم إعادة ترتيب في جهة القاعدة والقارنة. وإن أمكن فابقوا على رقم الهيكل نفسه، وإذا كان لا مفر فتُجهَّز قاعدة وسيطة وفق رسم.

هل يحل المحركان ثنائي ورباعي الأقطاب بالهيكل نفسه محل بعضهما؟

ارتفاع العمود متماثل، لكن لأن السرعة مختلفة قد لا تتحمل الآلة ذلك. وفي الهياكل الكبيرة قد يختلف طرف العمود أيضًا حسب عدد الأقطاب؛ فتأكدوا من الرسم الفني.

هل يمكنني استخدام رقائق ضبط المحرك القديم في المحرك الجديد؟

يمكن استخدامها كنقطة بداية، لكن الترتيب النهائي للرقائق يُحدَّد وفق قياس المحاذاة. ويجب إجراء فحص الرجل الرخوة لكل رجل بشكل منفصل.

هل يمكنني تغيير موضع صندوق التوصيل بعد الطلب؟

موضع الصندوق واتجاه دخول الكابل مرتبطان ببنية المحرك؛ وتغييرهما لاحقًا ليس ممكنًا دائمًا. والإبلاغ عن الاتجاه الذي يأتي منه الكابل عند الطلب هو الطريق الأكثر أمانًا.