توافق السرعة ونظام التشغيل عند شراء محرك كهربائي بقدرة 110 kW

عند شراء محرك من فئة 110 kW، يكون اختيار السرعة قرارًا يتعلق بالنظام الذي يشغّله المحرك أكثر من المحرك نفسه. فالنماذج بسرعات 1000 و1500 و3000 دورة/دقيقة عند القدرة نفسها تنقل إلى العمود عزومًا مختلفة جدًا؛ وهذا يطرح سؤال ما إذا كانت الوصلة والسيور ومخفض السرعة وعمود الآلة تستطيع حمل هذا العزم. نشرح في هذه المقالة، باتخاذ ثلاثة نماذج 110 kW من HEM Motor مثالًا، كيفية مواءمة سرعة المحرك مع نظام التشغيل، وعناصر نقل الحركة التي يجب فحصها قبل الطلب.

نماذج 110 kW: القدرة نفسها وثلاثة عزوم مختلفة

خيارات 110 kW من HEM Motor بهيكل من حديد الزهر وتأتي بثلاث سرعات. وفئة الحماية IP55، وفئة العزل F؛ والتغذية 400/690 V (Δ/Y) و50 Hz. وكما في جميع النماذج بقدرة 75 kW وما فوق، فإن معامل الخدمة 1.15.

التيارات متقاربة، لكن العزوم تختلف حتى ثلاثة أضعاف. فعزم 1063 Nm على عمود النموذج بسرعة 1000 دورة/دقيقة يساوي نحو ثلاثة أضعاف 352.8 Nm في النموذج بسرعة 3000 دورة/دقيقة. وكل عنصر يتصل بالعمود يُحدَّد حجمه وفقًا لهذا العزم لا لقدرة المحرك. ولهذا لا يوجد ما يسمى "وصلة 110 kW" أو "سير 110 kW"؛ فالاختيار يتم بالعزم والسرعة.

ما يحدد السرعة هو السرعة التي تطلبها الآلة

تُستنتج سرعة المحرك الصحيحة رجوعًا من سرعة تشغيل الآلة ونسبة النقل بينهما. والترتيب كالتالي:

• سرعة عمود الآلة: السرعة التي يجب أن تعمل بها المروحة أو المضخة أو دوّار الكسارة أو المطحنة أو الأسطوانة. وتؤخذ هذه القيمة من صانع الآلة أو من الترتيب الحالي.
• طريقة نقل الحركة ونسبتها: وصلة مباشرة (النسبة 1)، أو سير وبكرة (نسبة أقطار البكرات)، أو مخفض سرعة (نسبة المخفض).
• سرعة المحرك: حاصل ضرب سرعة الآلة في نسبة النقل. فإذا وقعت النتيجة قرب 985–990 أو 1485–1490 أو 2975–2980 دورة/دقيقة، يكون عدد الأقطاب المقابل هو الاختيار الطبيعي.

إذا وقع الحساب بين سرعتين فهناك طريقان: تغيير نسبة النقل (البكرة أو مخفض السرعة) أو تشغيل المحرك بعاكس تردد. ويعتمد الطريق المناسب على نطاق سرعة الآلة وسعة عناصر نقل الحركة.

قائمة الفحص حسب طريقة التشغيل

التشغيل بوصلة مباشرة

سرعة المحرك تساوي سرعة الآلة؛ ولذلك لا مرونة في اختيار السرعة. فالمضخة ثنائية الأقطاب تحتاج إلى 3000 دورة/دقيقة، والمروحة رباعية الأقطاب إلى 1500 دورة/دقيقة.

• يجب أن تغطي سعة عزم الوصلة العزم الاسمي للمحرك بمعامل مناسب لأحمال الإقلاع والصدمات.
• يجب أن تناسب محور الوصلة طرف عمود المحرك الجديد. ففي الهيكل 315S قد يختلف طرف العمود بين المحركات ثنائية ورباعية الأقطاب؛ تحققوا من المقاس من كتالوج 2026.
• عند 3000 دورة/دقيقة تكتسب أعلى سرعة مسموح بها للوصلة وجودة اتزانها أهمية إضافية.

التشغيل بالسير والبكرة

بما أن سرعة الآلة يمكن ضبطها بنسبة البكرات، توجد مرونة في سرعة المحرك؛ لكن هذه المرونة ليست بلا ثمن.

• عند القدرة نفسها يعطي المحرك منخفض السرعة عزمًا أعلى؛ فإذا أُريد نقله بالسير نفسه يزداد عدد السيور أو حجم المقطع.
• في المحرك عالي السرعة تزداد سرعة السير؛ ويجب فحص حدود السرعة التي يسمح بها قطر البكرة ونوع السير.
• يفرض شد السير حملًا جانبيًا على عمود المحرك والمحمل الأمامي. وعند 110 kW تزيد البكرة الصغيرة القطر هذا الحمل؛ ويجب تقييم قطر البكرة وبعدها عن طرف العمود في تصميم الآلة. وإذا وُجد حمل جانبي ثقيل فاذكروه عند الطلب.

التشغيل بمخفض سرعة

• يجب أن تناسب سرعة مدخل مخفض السرعة سرعة المحرك؛ ومعظم مخفضات السرعة الصناعية مدرجة في الكتالوجات على أساس مدخل 1500 دورة/دقيقة. والتغذية بمحرك 3000 دورة/دقيقة قد تتجاوز سرعة المدخل المسموح بها للمخفض.
• يجب فحص السعة الحرارية لمخفض السرعة بقدر سعته الميكانيكية؛ ففي التشغيل المستمر قد يبلغ المخفض حده الحراري قبل حده الميكانيكي.
• إذا كان المحرك سيتصل بمخفض السرعة بالشفة، يُتحقق من مقاس الشفة عند الطلب. وتُقدَّم أشكال التركيب حسب الهيكل؛ والتفاصيل موجودة في سؤال أشكال التركيب.

الآثار الجانبية لتغيير السرعة

إذا كنتم تفكرون في تغيير سرعة المحرك في نظام قائم فخذوا النتائج التالية في الحسبان:

• تتغير سرعة الآلة: إذا بقيت نسبة النقل كما هي، تتسارع الآلة أو تتباطأ بالنسبة نفسها. ففي المراوح والمضخات يتغير التدفق مع السرعة، والضغط مع مربع السرعة، والقدرة المسحوبة مع مكعب السرعة. فالمروحة التي تنتقل من 1500 إلى 3000 دورة/دقيقة قد تتطلب بالدافعة نفسها قدرة تتجاوز 110 kW بكثير.
• قد يتغير الهيكل والقاعدة: النموذج بسرعة 1000 دورة/دقيقة في الجدول بهيكل 315L، والآخران بهيكل 315S. والانتقال من 1500 إلى 1000 دورة/دقيقة يغير المسافة بين ثقوب الأرجل حتى لو كان ارتفاع العمود نفسه.
• يُعاد اختيار عناصر نقل الحركة: العزم المتزايد عند السرعة المنخفضة يُجهد الوصلة والسير وعمود مدخل مخفض السرعة؛ أما عند السرعة العالية فتبرز حدود الاتزان والسرعة.

هل عاكس التردد هو الحل؟

إذا كانت الآلة تحتاج إلى العمل بسرعات مختلفة فقد يكون المشغل منطقيًا. ومن حيث التحكم في السرعة يمكن استخدام سلاسلنا ثلاثية الطور مع عاكس التردد. وإذا كان المحرك سيبقى طويلًا بسرعة منخفضة وعزم كامل فقد تلزم مروحة خارجية؛ وإذا كان الكبل بين المشغل والمحرك طويلًا يُنظر في مرشح dv/dt أو مرشح جيبي. اكتبوا هذه الشروط عند الطلب؛ والتفاصيل مشروحة في سؤال الاستخدام مع الإنفرتر. وتجاوز التردد الاسمي بالمشغل يخفض عزم المحرك ويُجهد الحدود الميكانيكية؛ ولهذا يجب ألا يُنظر إلى المشغل على أنه حل دائم لسرعة اختيرت خطأً.

كيف يؤثر SF 1.15 في اختيار السرعة؟

معامل الخدمة لنماذج 110 kW هو 1.15؛ فالمحرك يملك احتياطيًا يغطي نحو 15% أكثر من القدرة المدونة على لوحة البيانات. ويوفر هذا الاحتياطي هامش أمان عندما يأتي الحمل الفعلي للنظام أعلى قليلًا من المحسوب أو عندما تصعب ظروف البيئة. ويجب ألا يُستخدم لتغطية حمل متزايد بسبب تغيير السرعة أو لاختيار محرك أصغر من الحاجة. واختاروا عناصر نقل الحركة أيضًا لا وفقًا للقدرة المضروبة في SF، بل وفقًا لقيم الحمل والعزم الفعلية، مع معاملات الأمان الخاصة بها.

سيناريو نموذجي: تجديد المحرك في مطحنة تعمل بالسير

الحالة في هذا القسم خيالية ولا تخص عميلًا بعينه. لنفترض أن مطحنة في منشأة لطحن المعادن تعمل عبر سير وبكرة بمحرك 110 kW بسرعة 1500 دورة/دقيقة، وأن المحرك سيُجدَّد.

• إذا لم تتغير سرعة الآلة ونسبة البكرات فالنموذج المرشح هو محرك 110 kW برمز 315S-4؛ وتظهر على لوحة بياناته 1488 دورة/دقيقة.
• إذا ذكرت المنشأة أن السيور تتغير كثيرًا، فقد لا تكون المشكلة في سرعة المحرك بل في عدد السيور أو مقطعها أو شدها؛ وهذا فحص ميكانيكي منفصل عن طلب المحرك.
• إذا فُكّر في استخدام 315L1-6 (988 دورة/دقيقة، 1063 Nm) مع بكرة محرك أكبر؛ فيجب أن تحمل السيور العزم الأعلى، وأن تُحسب نسبة البكرات الجديدة، وأن تُكيَّف القاعدة ومنزلقة المحرك للهيكل 315L.
• وإذا وُجدت في المنشأة نفسها مضخة عملية عالية السرعة متصلة مباشرةً بوصلة، فيُقيَّم لها 315S-2 (2978 دورة/دقيقة)؛ ويُتحقق من حد سرعة الوصلة ومن التصميم ثنائي الأقطاب للمضخة.

المعلومات التي تُرسل للطلب

• القدرة وسرعة المحرك المطلوبة؛ وسرعة تشغيل الآلة
• طريقة التشغيل (وصلة، سير وبكرة، مخفض سرعة)، ونسبة النقل وأقطار البكرات إن وُجدت
• إذا استُخدم مخفض سرعة فسرعة المدخل وطريقة التوصيل؛ وفي التوصيل بالشفة مقاس الشفة
• شكل التركيب والجهد وطريقة الإقلاع، وهل سيُستخدم عاكس تردد
• مجال الاستخدام ومدة التشغيل، وإذا كان استبدالًا فصورة لوحة بيانات المحرك الذي سيُفك

يمكنكم إيجاد نماذج 110 kW والقدرات الأخرى بأسعارها الحالية في صفحة شراء محرك كهربائي، ورؤية جميع خيارات القدرات الكبيرة في قائمة المحركات بهيكل من حديد الزهر. وإذا كنتم تستبدلون محركًا قديمًا فأرسلوا صورة لوحة بياناته عبر صفحة إيجاد البديل المكافئ؛ ولنحدد السرعة المناسبة معًا مع معلومات التشغيل لديكم. ولأسئلتكم الأخرى يمكنكم استخدام صفحة الاتصال لدينا.