ما المعلومات المطلوبة للإقلاع تحت الحمل في محرك كهربائي بقدرة 75 kW؟

يبلغ محرك 75 kW سرعته في بضع ثوانٍ عندما يقلع بلا حمل؛ لكن الصورة تتغير عندما يحاول المحرك نفسه تحريك كسارة ممتلئة أو خط مضخة مليء بالماء أو ناقل محمّل. فيطول الإقلاع، ويبقى التيار مرتفعًا لمدة طويلة، وقد تفصل الحماية أو لا يبلغ المحرك سرعته أبدًا. ومعظم هذه المشكلات لا تنشأ من قدرة المحرك، بل من المعلومات الناقصة في الطلب. نشرح في هذه المقالة، باتخاذ نماذج 75 kW من HEM Motor مثالًا، المعلومات التي يجب جمعها للإقلاع تحت الحمل وكيف تؤثر هذه المعلومات في القرار.

القيم الأساسية لنماذج 75 kW

في HEM Motor تُقدَّم قدرة 75 kW بهيكل من حديد الزهر وبثلاث سرعات. وجميع النماذج بحماية IP55، وعزل من الفئة F، وتغذية 400/690 V (Δ/Y) و50 Hz، ومعامل الخدمة (SF) لها 1.15.

العزم الاسمي في الجدول هو العزم الذي يعطيه المحرك باستمرار عند حمله الاسمي. أما العزم لحظة الإقلاع وتيار الإقلاع ومنحنى العزم المتغير مع السرعة فلا تُقرأ من هذا الجدول؛ فهذه القيم موجودة في سطر النموذج في الكتالوج الفني وكتالوج المنتجات 2026 ويجب أخذها من هناك في الحساب.

السؤال الأساسي في الإقلاع تحت الحمل: فرق العزم

بينما يتسارع المحرك من السكون إلى سرعته يتقابل عزمان في كل لحظة: العزم الذي يولّده المحرك عند تلك السرعة، والعزم الذي تقاوم به الآلة عند تلك السرعة. والفرق بينهما هو العزم الذي يحقق التسارع. فإذا كان الفرق كبيرًا يكون الإقلاع قصيرًا؛ وإذا كان صغيرًا يطول الإقلاع؛ وإذا انخفض الفرق إلى الصفر عند أي سرعة يعلق المحرك عند تلك السرعة ولا يبلغ سرعته.

يتصرف عزم المقاومة في الآلات بطرق مختلفة جدًا. ودون معرفة ذلك لا يمكن الإجابة بشكل صحيح عن سؤال "هل تكفي 75 kW؟".

• عزم منخفض عند الإقلاع يزداد مع السرعة: المراوح والمضخات الطاردة المركزية من هذه المجموعة. فالمقاومة قليلة في بداية الإقلاع؛ لكن إذا كانت دافعة المروحة كبيرة وثقيلة فقد يطول الإقلاع مع ذلك بسبب القصور الذاتي.
• عزم ثابت تقريبًا ومستقل عن السرعة: النواقل المحمّلة والنواقل اللولبية والضواغط المكبسية والكسارات من هذه المجموعة. فتوجد لحظة الإقلاع أيضًا مقاومة قريبة من الحمل الاسمي.
• عزم يبلغ ذروته عند الإقلاع: الكسارة التي بقيت ممتلئة بالمادة، أو الخلاط المترسب، أو المحمل المتجمد، قد تولّد في اللحظة الأولى مقاومة أعلى من الاسمية. وهذه الحالة مرتبطة بعادات تشغيل الآلة ويجب ذكرها حتمًا.

المعلومات التي يجب جمعها قبل الطلب

في الإقلاع تحت الحمل لا تكفي القدرة والسرعة وحدهما. وعندما تأتي المعلومات التالية معًا يمكن مواءمة المحرك وطريقة الإقلاع بشكل صحيح.

جانب الآلة

• نوع الآلة وحالة الإقلاع: هل تقلع الآلة بعد تفريغها أم وهي محمّلة؟ هل تبقى الكسارة ممتلئة، وهل تبقى المادة على السير؟
• عزم المقاومة لحظة الإقلاع: القيمة التي يحددها صانع الآلة أو قياس أُجري بالمحرك القديم. وإذا لم يكن معروفًا يُكتب نوع الآلة وما إذا كانت تقلع محمّلة.
• القصور الذاتي: عزم القصور الذاتي للكتل الدوارة مثل الحدّافة ودافعة المروحة الكبيرة والأسطوانة الثقيلة، ونسبة النقل بالنسبة للمحرك. فالقصور الذاتي العالي يطيل زمن الإقلاع ويسخّن المحرك.
• نقل الحركة: وصلة أو سير وبكرة أو مخفض سرعة؛ ونسبته والسرعة من جهة المحرك.

جانب الشبكة وطريقة الإقلاع

• طريقة الإقلاع: مباشر، نجمة-مثلث، بادئ تشغيل ناعم أو عاكس تردد. وأيها موجود في اللوحة الحالية وهل يمكن تغييره.
• المحول والخط: قدرة المحول المغذي، ومقطع الكبل وطوله. فإذا انخفض الجهد عند الإقلاع ينخفض عزم المحرك أيضًا بشكل ملحوظ.
• تكرار الإقلاع: كم مرة سيُقلع في الساعة أو في اليوم، وكم من الوقت يمر بين إقلاعين. فالإقلاعات المتتالية تحت الحمل تسخّن الملفات.

البيئة والتشغيل

• مدة التشغيل: هل التشغيل مستمر أم متقطع؛ وكم يبقى عند الحمل الكامل.
• البيئة: درجة الحرارة المحيطة، والغبار، والارتفاع، وهل يستطيع المحرك أخذ هواء التبريد.
• لوحة بيانات المحرك القديم: إذا كان الأمر استبدالًا فالقدرة والسرعة والتيار ورمز الهيكل، وسجل مشكلات الإقلاع إن وُجد.

كيف تؤثر طريقة الإقلاع في عزم الإقلاع؟

أكثر خطأ شائع في الإقلاع تحت الحمل هو التفكير في طريقة الإقلاع بمعزل عن اختيار المحرك. فالمحرك نفسه يُظهر سلوك إقلاع مختلفًا تمامًا مع الطرق المختلفة.

• الإقلاع المباشر: يستخدم المحرك عند الإقلاع منحنى العزم الكامل الوارد في الكتالوج، لكنه يسحب تيارًا عاليًا من الشبكة. فإذا كان المحول والخط يتحملان هذا التيار، فهو أقوى خيار للإقلاع المحمّل.
• نجمة-مثلث: يُقلع المحرك ذو لوحة البيانات 400/690 V (Δ/Y) على شبكة 400 V بتوصيل نجمة. وبما أن جهد الملف ينخفض في هذه الأثناء، ينخفض التيار والعزم معًا إلى نحو ثلث قيمتهما في الإقلاع المباشر. وهي تعمل جيدًا في الأحمال الخفيفة عند الإقلاع مثل المراوح؛ أما في كسارة أو ناقل محمّل فقد لا يتسارع المحرك بما يكفي في مرحلة النجمة، وتحدث صدمة تيار كبيرة عند الانتقال إلى المثلث.
• بادئ التشغيل الناعم: يحد من التيار برفع الجهد تدريجيًا؛ وبما أن العزم ينخفض مع مربع الجهد، يجب ضبطه بعناية في الإقلاع بحمل ثقيل. وهو شائع في المضخات والمراوح ذات الإقلاع الخفيف.
• عاكس التردد: بما أنه يستطيع إعطاء عزم قريب من الاسمي بتيار محدود عند التردد المنخفض، فهو أكثر الطرق تحكمًا في الإقلاع الثقيل. وسلاسلنا ثلاثية الطور مناسبة للتحكم في السرعة بعاكس التردد؛ وفي التشغيل الطويل بسرعة منخفضة وعزم كامل قد تلزم مروحة خارجية، وإذا كان الكبل بين المشغل والمحرك طويلًا فيُنظر في مرشح dv/dt أو مرشح جيبي. والتفاصيل موجودة في سؤال الاستخدام مع الإنفرتر؛ اذكروا هذه الشروط عند الطلب.

ماذا يعني SF 1.15 وماذا لا يعني؟

في جميع نماذج HEM Motor بقدرة 75 kW وما فوق يبلغ معامل الخدمة 1.15. وهذا يدل على أن المحرك مصمم باحتياطي يقارب 15% فوق قدرة لوحة البيانات. وهذا الاحتياطي هامش أمان ضد عدم اليقين في القياسات، وتذبذب ظروف البيئة، والزيادات القصيرة في الحمل.

معامل الخدمة ليس حلًا لمشكلة الإقلاع. فمقدار العزم الذي سيولّده المحرك عند الإقلاع يحدده منحنى العزم في الكتالوج وطريقة الإقلاع المختارة؛ ولا يغيّر SF ذلك. وبالمثل، ليس من الصحيح اختيار محرك أصغر من الحاجة بحجة أن "الاحتياطي موجود على أي حال": فالمحرك الذي يستهلك الاحتياطي باستمرار يعمل أسخن ولا يبقى له هامش عند زيادة غير متوقعة في الحمل. اختاروا المحرك وفقًا للحمل الفعلي، واعتبروا SF أمانًا إضافيًا.

سيناريو نموذجي: ناقل بالسير يقلع محمّلًا

المسار التالي افتراضي، ولا يصف تطبيقًا حقيقيًا لعميل. لنفترض أن ناقلًا طويلًا بالسير في منشأة ركام يُوقف في نهاية الوردية وعليه المادة، ويقلع صباحًا محمّلًا. ويتم التشغيل عبر مخفض سرعة من محرك بسرعة 1500 دورة/دقيقة، وفي اللوحة الحالية بادئ نجمة-مثلث.

• النموذج المرشح هو محرك 75 kW برمز 280S-4؛ وتظهر على لوحة بياناته 1486 دورة/دقيقة.
• الناقل حمل ذو عزم ثابت ويقلع محمّلًا. وبما أن عزم المحرك في مرحلة النجمة ينخفض إلى نحو ثلث قيمته في الإقلاع المباشر، يجب تقييم ما إذا كان السير يستطيع التسارع على النجمة مع نسبة مخفض السرعة وحمل السير.
• إذا أظهر التقييم أن نجمة-مثلث غير كافية، فالخيارات هي: الإقلاع المباشر إذا كان المحول مناسبًا، أو عاكس التردد. وهذا القرار مهم بقدر قدرة المحرك.
• بما أن الإقلاع يتم مرة واحدة يوميًا فلا يشكّل تكرار الإقلاع مشكلة؛ لكن في المحاولات المتتالية بعد العطل يجب انتظار تبرد المحرك.

وإذا كانت المنشأة نفسها تشغّل أسطوانة منخفضة السرعة عالية القصور الذاتي فيُطرح النموذج 315S-6 (985 دورة/دقيقة، عزم اسمي 727.2 Nm)، أما لمروحة أو مضخة عالية السرعة متصلة مباشرةً بوصلة فيُطرح 280S-2 (2975 دورة/دقيقة). وفي كل الأحوال يُتخذ القرار بمعرفة عزم إقلاع الآلة وقصورها الذاتي.

أرسلوا المعلومات، ولنقيّم الإقلاع معًا

عند اختيار محرك 75 kW للإقلاع تحت الحمل أرسلوا إلينا ما يلي:

• القدرة والسرعة والآلة المُدارة؛ وهل تقلع محمّلة أم فارغة
• عزم الإقلاع ومعلومات القصور الذاتي إن كانت معروفة، وطريقة نقل الحركة ونسبتها
• طريقة الإقلاع الحالية أو المخطط لها، وقدرة المحول وطول الكبل
• تكرار الإقلاع ومدة التشغيل وظروف البيئة
• شكل التركيب والجهد، وصورة لوحة بيانات المحرك القديم إذا كان الأمر استبدالًا

اطلعوا على النماذج المناسبة والأسعار الحالية في صفحة شراء محرك كهربائي. وإذا كنتم تبحثون عن نموذج بديل لمحرككم الحالي فأرسلوا لوحة بيانات المحرك؛ وعندما تكتبون شروط الإقلاع نحدد النموذج معًا. ولأسئلة أخرى يمكنكم التواصل معنا عبر صفحة الاتصال لدينا.