المحرك الكهربائي غير المتزامن ثلاثي الطور 90 kW: هيكل 280M و315M والسرعة وبدء التشغيل

عند اختيار محرك كهربائي غير متزامن ثلاثي الطور بقدرة 90 kW يكون القرار الأول هو السرعة؛ فالهيكل والتيار وعزم الدوران وحتى تجهيز القاعدة تُحدَّد بعد هذا القرار. في سلسلة 90 kW لدى HEM Motor تأتي الطرازات بسرعة 3000 و1500 دورة/دقيقة بهيكل IEC 280M، أما الطراز بسرعة 1000 دورة/دقيقة فيأتي بالهيكل الأعلى درجة 315M. والطرازات الثلاثة بملفات 400/690 V (Δ/Y)؛ وهذه الملفات مناسبة مباشرة لبدء التشغيل بطريقة نجمة-دلتا على شبكة 400 V. في هذا المقال نتناول هذه الفروق الخاصة بقدرة 90 kW، وخيارات بدء التشغيل، والمعلومات الواجب تحضيرها لحساب اللوحة الكهربائية والكابل.

ثلاث سرعات وهيكلان: مقارنة طرازات 90 kW

بالقدرة نفسها، كلما انخفضت السرعة ازداد عزم الدوران الذي يجب أن يولّده المحرك على عموده. وكلما كبر عزم الدوران كبرت حزمة الدوّار والجزء الثابت؛ لذلك ينتقل المحرك سداسي الأقطاب بقدرة 90 kW إلى هيكل أكبر من نظيريه ثنائي ورباعي الأقطاب. والقيم التالية مأخوذة من سجلات منتجات HEM Motor (ما يعادل 125 HP، والتيار الاسمي عند 400 V):

يخرج من الجدول استنتاجان عمليان. الأول أن عزم دوران الطراز بسرعة 1000 دورة/دقيقة يبلغ نحو ثلاثة أضعاف عزم الطراز بسرعة 3000 دورة/دقيقة؛ ويؤخذ هذا الفرق في الحسبان عند تحديد مقاسات الوصلة ودخل مخفض السرعة ومسامير القاعدة. والثاني أن التيارات متقاربة؛ أي أن الفرق بين الطرازات الثلاثة في جهة اللوحة الكهربائية صغير، والفرق الحقيقي في الجهة الميكانيكية. والطرازات الثلاثة بهيكل من حديد الزهر، وحماية IP55، وعزل من الفئة F؛ وملفوفة لشبكة 50 Hz.

ماذا يعني فرق الهيكل حسب السرعة في الموقع؟

يعطي رقم هيكل IEC ارتفاع محور العمود عن قاعدة الأرجل بالمليمتر. وعند الانتقال من هيكل 280M إلى هيكل 315M يرتفع محور العمود، وتتغير مقاسات توصيل الأرجل وقطر العمود. لذلك فإن وضع محرك سداسي الأقطاب بقدرة 90 kW على القاعدة نفسها بدلاً من محرك قديم رباعي الأقطاب بقدرة 90 kW ليس ممكناً مباشرة؛ بل يُعاد النظر في القاعدة ومحاذاة الوصلة ونسبة النقل.

إذا كان يُفكَّر في تغيير السرعة فوضّحوا أولاً سرعة العمود التي تتطلبها الآلة. فمثلاً في نظام دفع بمخفض سرعة، يؤدي الانتقال من 1500 إلى 1000 دورة/دقيقة إلى تغيير سرعة خرج مخفض السرعة أيضاً. ولمقارنة مقاسات الهيكل وثقوب الأرجل مع القاعدة استخدموا الرسومات الفنية ثنائية الأبعاد حسب الهيكل؛ وخذوا أرقام المقاسات من الرسم بدلاً من التقدير.

ما يجب فحصه عند استبدال المحرك الحالي

• رمز الهيكل (مثل 280M و315M) والسرعة الاسمية على لوحة بيانات المحرك القديم.
• شكل التركيب: في هذه القدرة يُستخدم غالباً التركيب على الأرجل (B3)؛ ويُتحقق من الاستخدام بالشفة بشكل منفصل عند الطلب.
• نوع الوصلة أو توصيل البكرة؛ والحمل الجانبي الذي سيحمله العمود في الدفع بالسير.
• في أي جانب تقع علبة التوصيل واتجاه مدخل الكابل.

ملفات 400/690 V وخيارات بدء التشغيل

يُكتب على لوحة بيانات الطرازات الثلاثة 400/690 V (Δ/Y). ويعني ذلك أن المحرك يعمل بالجهد الكامل موصولاً دلتا على شبكة 400 V، وموصولاً نجمة على شبكة 690 V. وكونه ملفوفاً للعمل بجهد الدلتا على شبكة 400 V يجعله مناسباً لبدء التشغيل بطريقة نجمة-دلتا. وفي قدرة 90 kW يُرهق البدء المباشر الشبكة كثيراً في معظم المنشآت، لذلك يكون اختيار الطريقة مهماً.

• نجمة-دلتا: عند البدء يُوصل المحرك نجمة؛ فينخفض تيار البدء المسحوب من الشبكة وعزم دوران البدء إلى نحو الثلث مقارنة بالبدء المباشر. وهو حل شائع في الأحمال التي تبدأ دون حمل أو بحمل خفيف مثل المراوح والمضخات الطاردة المركزية والضواغط. وإذا كان الحمل يتطلب عزم دوران عالياً عند البدء فقد لا يتسارع المحرك بما يكفي في وضع النجمة؛ وتؤخذ أيضاً قفزة التيار لحظة الانتقال في الحسبان.
• وحدة البدء الناعم: تحد من التيار برفع الجهد دون تدرج؛ وبما أن عزم الدوران ينخفض مع مربع الجهد، يُجرى الضبط بعناية في البدء تحت الحمل. وفي المضخات تُستخدم أيضاً خاصية تقليل المطرقة المائية عند التوقف.
• محرك السرعة المتغيرة (عاكس التردد): يُبقي تيار البدء في أدنى مستوى، وهو الحل الوحيد إذا كان ضبط السرعة مطلوباً. سلاسلنا ثلاثية الطور مناسبة للتحكم في السرعة بعاكس التردد؛ وعند العمل لفترات طويلة بسرعة منخفضة وعزم دوران كامل قد تلزم مروحة خارجية، وإذا كان الكابل بين وحدة التحكم والمحرك طويلاً يُنظر في مرشح dv/dt أو مرشح جيبي؛ ويُبلَّغ عن هذه الظروف عند الطلب.

عند اختيار الطريقة يكون الحاسم هو عزم الدوران الذي تتطلبه الآلة عند البدء، ومدى قدرة الشبكة (قدرة المحول والأحمال الأخرى) على تحمل تيار البدء. وعندما تتضح هاتان المعلومتان اطّلعوا على طرازات HEM Motor المناسبة والأسعار الحالية.

المعلومات الواجب تحضيرها للكابل واللوحة الكهربائية

يحسب مهندس المشروع أو اللوحة الكهربائية مقطع كابل محرك 90 kW وعناصر المفاتيح؛ ولا يُقرأ ذلك من لوحة بيانات المحرك وحدها. ولكي يُجرى الحساب بشكل صحيح يجب تقديم المعلومات التالية للمهندس معاً:

• التيار الاسمي: عند 400 V هو 152 A (280M-2)، أو 155 A (280M-4)، أو 161 A (315M-6).
• طريقة بدء التشغيل: في نجمة-دلتا تذهب إلى المحرك مجموعتا كابلات منفصلتان وتُختار الملامسات وفق تيار الطور؛ أما في النظام العامل بوحدة تحكم فيُقيَّم كابل خرج وحدة التحكم والحاجة إلى المرشح بشكل منفصل.
• طول مسار الكابل، وطريقة التمديد (قناة، حامل كابلات، تحت الأرض)، ودرجة الحرارة المحيطة.
• هبوط الجهد المسموح به من اللوحة إلى المحرك، وقدرة القصر في الشبكة.
• نظام الحماية: نطاق ضبط مرحل حماية المحرك الحراري أو الإلكتروني، وطلب حساس حرارة الملفات عند الحاجة.

تجدون معلومات عامة عن كيفية ضبط مرحل الحماية وفق التيار الاسمي في مقالنا عن حماية المحرك.

النقل والرفع والأساس

المحركات ذات الهيكلين 280M و315M ليست بحجم يُنقل باليد. لذا يجب التخطيط قبل التسليم لتوفر رافعة أو رافعة شوكية في الموقع، ويُرفع المحرك فقط من حلقات الرفع الموجودة على الهيكل. ولا يُرفع من طرف العمود أو غطاء المروحة أو علبة التوصيل.

يُجهَّز الأساس ليحمل عزم الدوران الاسمي للمحرك وقوة رد الفعل لحظة البدء دون اهتزاز؛ ومن هذه الناحية فإن عزم الدوران الاسمي للطراز 315M-6 البالغ نحو 870 Nm يعني حملاً يعادل ثلاثة أضعاف حمل 280M-2. ويجب أن يكون سطح القاعدة مستوياً، وألا تبقى فراغات تحت الأرجل، وأن تُفحص محاذاة الوصلة قبل التشغيل الأول ثم مرة أخرى بعد الساعات الأولى. وإذا لم يُركَّب المحرك فوراً فيُحفظ في مكان جاف وخالٍ من الاهتزاز.

مثال افتراضي: محرك 90 kW لمضخة طاردة مركزية

مثال افتراضي: في منشأة ري يُبحث عن محرك 90 kW لمضخة طاردة مركزية تعمل بسرعة نحو 1480 دورة/دقيقة. ولأن المضخة تتطلب عزم دوران منخفضاً عند البدء ولأن محول المنشأة محدود، يُخطَّط لبدء التشغيل بطريقة نجمة-دلتا. والطراز الذي يناسب سرعة المضخة هو 280M-4 (1486 دورة/دقيقة، 155 A). ويحسب مهندس اللوحة الكهربائية المقطع وفق التيار الاسمي 155 A ومسار الكابل وطريقة التمديد؛ ولا تتغير القاعدة لأنها مماثلة لقاعدة المحرك القديم ذي الهيكل 280M. ولو طُلبت للمضخة سرعة 1000 دورة/دقيقة للزم هيكل 315M وقاعدة جديدة.

تجدون المعلومات الخاصة بتطبيقات المضخات في صفحة المحركات الكهربائية للمضخات لدينا، وجميع سلسلتنا ذات الهياكل الكبيرة في فئة الطرازات بهيكل من حديد الزهر.

الخلاصة والمعلومات اللازمة للطلب

يبدأ اختيار محرك 90 kW بالسرعة: هيكل 280M عند 3000 و1500 دورة/دقيقة، وهيكل 315M عند 1000 دورة/دقيقة. ثم تأتي طريقة بدء التشغيل، ومعلومات اللوحة الكهربائية والكابل، وتحضير النقل والأساس. وقبل الطلب حضّروا القدرة والسرعة وشكل التركيب وجهد الشبكة وطريقة بدء التشغيل ومجال الاستخدام، وإن أمكن صورة لوحة بيانات المحرك الحالي.

اطّلعوا على طرازات 90 kW والأسعار الحالية في متجرنا الإلكتروني. أرسلوا صورة لوحة بيانات محرككم الحالي وسرعته ومعلومات تركيبه من صفحة إرسال لوحة البيانات؛ واطلبوا عرض سعر للطراز المناسب.

الأسئلة الشائعة

كم حصاناً يعادل محرك 90 kW؟

تعادل 90 kW نحو 121 HP؛ وتُذكر هذه الدرجة في السوق وفي سجلات المنتجات على أنها 125 HP. وعند الاختيار تُعتمد قيمة kW.

لماذا يكون محرك 90 kW بسرعة 1000 دورة/دقيقة بهيكل أكبر؟

بالقدرة نفسها، كلما انخفضت السرعة ازداد عزم الدوران، ويلزم لتوليد هذا العزم حزمة مغناطيسية أكبر. لذلك يكون الطراز سداسي الأقطاب بقدرة 90 kW بهيكل 315M، والطرازان ثنائي ورباعي الأقطاب بهيكل 280M.

هل يمكن البدء المباشر لمحرك 90 kW؟

هو ممكن تقنياً، لكن بما أن تيار البدء يرتفع إلى عدة أضعاف التيار الاسمي فإن المحول والشبكة في معظم المنشآت لا يناسبان ذلك. وتُفضَّل عادةً نجمة-دلتا أو وحدة البدء الناعم أو عاكس التردد.

من يحدد مقطع الكابل لمحرك 90 kW؟

يحسب مهندس المشروع أو اللوحة الكهربائية مقطع الكابل وفق التيار الاسمي وطريقة بدء التشغيل وطول المسار وطريقة التمديد ودرجة الحرارة المحيطة.