اختيار محرك كهربائي بالبكرة للضاغط المكبسي

في الضواغط المكبسية يُوصَل المحرك بالضاغط دائمًا تقريبًا بالسير والبكرة. وهذا الترتيب يخفض سرعة المحرك إلى السرعة الأدنى التي يجب أن يعمل بها الضاغط، ويتيح تشغيل رؤوس ضواغط مختلفة بالمحرك نفسه. ومع ذلك فإن الدفع بالبكرة يثير في اختيار المحرك أسئلة غير موجودة في التوصيل بالقارنة: كيف تتوافق نسبة البكرات مع سرعة المحرك، وما الحمل الذي يفرضه شدّ السير على طرف العمود، وكيف يُحمى المحرك في ضاغط يتوقف ويقلع كثيرًا بمفتاح الضغط؟ نتناول في هذه المقالة هذه الأسئلة بالترتيب، ونعرض أمثلة من طرازات HEM Motor المعروضة للبيع تناسب دفع الضواغط.

ماذا يتطلب الضاغط المكبسي من المحرك؟

على عكس الضاغط اللولبي، لا يكون الحمل في الضاغط المكبسي منتظمًا. ففي كل شوط للمكبس ترتفع مقاومة الضغط، وتنخفض أثناء السحب؛ فيقع على العمود عزم متذبذب. لذلك تُصمَّم بكرة الضاغط غالبًا كحدافة ثقيلة تلطّف هذا التذبذب. ولذلك نتيجتان في جانب المحرك. الأولى أن على المحرك عند الإقلاع أن يُسرّع أيضًا القصور الذاتي للحدافة. والثانية أنه كلما ارتفع ضغط الخزان زادت القدرة التي يسحبها الضاغط؛ ويجب ألا يتجاوز المحرك قيمة لوحة بياناته حتى عند أعلى ضغط تشغيل.

تعمل معظم ضواغط الورش بمفتاح ضغط: عندما يمتلئ الخزان يتوقف المحرك، وعندما ينخفض الضغط يقلع من جديد. وهذا يعني مرات إقلاع كثيرة في الساعة. وفي كل إقلاع يسحب المحرك عدة أضعاف تياره الاسمي وتسخن الملفات. لذلك عند اختيار محرك الضاغط يجب السؤال ليس عن القدرة فقط، بل أيضًا عن عدد مرات الإقلاع في الساعة وما إذا كان الضاغط يقلع دون حمل. فالضواغط المزودة بصمام تفريغ عند رأس الأسطوانة لا تُقلع المحرك ضد ضغط الخزان؛ أما الضاغط الذي يكون صمامه معطلًا فيُجهد المحرك في كل إقلاع وتُحمَّل المشكلة على المحرك.

نسبة البكرات وسرعة المحرك

سرعة الضاغط هي حاصل ضرب السرعة الاسمية للمحرك في نسبة أقطار البكرات. فإذا كان قطر بكرة الضاغط ثلاثة أضعاف قطر بكرة المحرك، فإن محركًا رباعي الأقطاب سرعته الاسمية 1460 دورة/دقيقة يدير الضاغط بنحو 487 دورة/دقيقة. ويحدد صانع الضاغط هذه النسبة وفق السرعة المسموح بها للرأس وتدفق الهواء المطلوب.

لذلك يجب الحفاظ على عدد أقطاب المحرك عند الاستبدال. فمثلًا إذا رُكّب طراز رباعي الأقطاب بالقدرة نفسها مكان محرك ثنائي الأقطاب، يدور الضاغط بنحو نصف السرعة ما دامت البكرات لم تتغير، وينخفض التدفق بشكل ملحوظ. والعكس أخطر: فوضع محرك ثنائي الأقطاب مكان ترتيب رباعي الأقطاب قد يرفع رأس الضاغط فوق السرعة المسموح بها. وإذا كان تغيير السرعة مطلوبًا فعلًا فيجب إعادة حساب نسبة البكرات والتحقق من حدود صانع الضاغط.

• سجّلوا السرعة الاسمية وعدد الأقطاب المدونين على لوحة بيانات المحرك القديم.
• سجّلوا قطر كلتا البكرتين ونوع السير (عدد المجاري والمقطع).
• اعثروا على سرعة الرأس المذكورة في لوحة بيانات الضاغط أو كتالوجه؛ وتحققوا من اختيار المحرك والبكرة وفق هذه القيمة.

طرف العمود والبكرة وشدّ السير

في التوصيل بالقارنة يحمل عمود المحرك العزم فقط إلى حد كبير. أما في التوصيل بالسير فإن شدّ السير يطبّق على طرف العمود قوة جانبية مستمرة يتحملها المحمل الأمامي. وكلما كانت البكرة أقرب إلى طرف العمود وأضيق قلّ الحمل الواقع على المحمل. وتحريك البكرة على العمود نحو الخارج أو شدّ السير أكثر من اللازم من الأخطاء الشائعة التي تقصّر عمر المحمل.

• توافق المحور: يجب أن يتوافق محور بكرة المحرك مع قطر عمود المحرك الجديد ومقاس الخابور. وأبعاد العمود مرتبطة بالهيكل؛ ويمكنكم إيجاد القيم في الكتالوج الفني وكتالوج المنتجات وفي الرسومات الفنية ثنائية الأبعاد.
• المحاذاة: يجب أن تكون بكرتا المحرك والضاغط في المستوى نفسه؛ فالمحاذاة المنحرفة تآكل السير من الجانب وتُحدث ضجيجًا.
• ترتيب الشدّ: يُثبَّت المحرك غالبًا على الأرجل B3 فوق سكة شدّ أو قاعدة منزلقة. وإذا كان رمز هيكل IEC للمحرك الجديد مماثلًا للقديم فإن ثقوب الأرجل تكون في المكان نفسه ويمكن استخدام السكة الحالية.
• الغطاء الواقي: يجب تغطية السير والبكرة بواقٍ لا يقطع هواء تبريد المحرك.

الإقلاع وتوصيل الجهد

في الضواغط الصغيرة يشيع الإقلاع المباشر؛ وكلما كبرت القدرة يُفضَّل الإقلاع بطريقة النجمة-المثلث للحد من تيار الإقلاع. وهنا يكون جهد لوحة بيانات المحرك هو الحاسم. فطرازات HEM Motor ثلاثية الطور بقدرة 4 kW فما فوق موسومة 400/690 V (Δ/Y)؛ وتعمل على شبكة 400 V بتوصيل المثلث، ولذلك فهي مناسبة للإقلاع بطريقة النجمة-المثلث. أما الطرازات بقدرة 3 kW فما دون فموسومة 230/400 V (Δ/Y)؛ وتوصل نجمةً على شبكة 400 V، ولذلك لا يمكن إقلاعها بطريقة النجمة-المثلث. وإذا كانت لوحتكم الحالية بنظام النجمة-المثلث فاختاروا المحرك وفق هذا التمييز.

في الضاغط الذي يعمل بمفتاح الضغط يجب ضبط قاطع حماية المحرك أو المرحّل الحراري وفق تيار لوحة بيانات المحرك. وقد شرحنا بالتفصيل في أي عطل تتدخل عناصر الحماية في مقالتنا عن حماية المحرك. وغرفة الضاغط عادةً ساخنة وفيها بخار زيت؛ فتأكدوا أن مروحة المحرك تستطيع سحب هواء نظيف. والحماية IP55 مخصصة للغبار ورذاذ الماء، لكنها لا تحل مشكلة سخونة المحرك في غرفة ساخنة جدًا وعديمة التهوية.

أمثلة على الطرازات

اختيرت الطرازات أدناه من نطاق القدرات الشائع في دفع الضواغط. وجميعها رباعية الأقطاب (1500 دورة/دقيقة متزامنة)، بحماية IP55 وعزل من الفئة F. ويجب تحديد القدرة التي يحتاجها ضاغطكم فعلًا بالنظر معًا إلى قيمة صانع الضاغط ولوحة بيانات المحرك الحالي.

الهيكل من الألمنيوم خيار يسهل نقله وتركيبه على هيكل الضاغط؛ أما في المواقع التي يكثر فيها الاهتزاز والصدمات فالهيكل من حديد الزهر بديل أكثر صلابة. والمعلومات العامة حول تطبيقات الضواغط موجودة في صفحة محركات الضواغط لدينا.

مثال افتراضي على الاستبدال

التسلسل التالي ليس تطبيقًا حقيقيًا لعميل، بل مثال توضيحي. لنفترض أن محرك ضاغط مكبسي ثنائي المرحلة في ورشة قد احترق. ويُقرأ على لوحة البيانات 5.5 kW، ونحو 1450 دورة/دقيقة، و400/690 V، وهيكل 132S؛ وبكرة الضاغط أكبر بوضوح من بكرة المحرك.

• لأن القدرة وعدد الأقطاب والهيكل ستبقى كما هي فإن الطراز المرشح هو 5.5 kW 132S-4؛ وسرعته الاسمية 1460 دورة/دقيقة، ومع بقاء نسبة البكرات دون تغيير تبقى سرعة الضاغط عمليًا كما هي.
• إذا كان المحرك القديم يفصل المرحّل الحراري كثيرًا فيُبحث أولًا عن السبب: صمام التفريغ، أو صمام عدم رجوع يسرّب، أو سير مشدود بإفراط، أو غرفة ضاغط عديمة التهوية. والانتقال إلى محرك أكبر دون معالجة المشكلة يُخفي السبب الجذري.
• إذا كان في اللوحة مُشغّل نجمة-مثلث فإن الطراز الموسوم 400/690 V متوافق مباشرة.
• إذا كانت البكرة القديمة تناسب قطر العمود الجديد ومقاس الخابور فيُعاد استخدامها؛ وإلا تُجهَّز بكرة بمحور جديد بالقطر نفسه ومقطع المجاري نفسه.

المعلومات التي يجب إرسالها للطلب

لتحديد محرك الضاغط بشكل صحيح من المرة الأولى، أرسلوا المعلومات التالية معًا:

• صورة لوحة بيانات المحرك الحالي (القدرة، السرعة، الجهد، رمز الهيكل)
• نوع الضاغط وضغط التشغيل، وهل يعمل بمفتاح الضغط أم بشكل متواصل
• أقطار البكرات ومقطع السير وطريقة التركيب (عادةً B3 على الأرجل)
• جهد الشبكة وطريقة الإقلاع (مباشر، نجمة-مثلث، مشغّل)
• الظروف البيئية لغرفة الضاغط (الحرارة، الغبار، بخار الزيت)

يمكنكم الاطلاع على الطرازات المناسبة وأسعارها الحالية في صفحة شراء محرك كهربائي. وإذا كانت لوحة بيانات محرككم القديم متوفرة لديكم فأرسلوا صورة لوحة البيانات لنحدد معًا الطراز المناسب لترتيب البكرات لديكم؛ ولبقية الأسئلة يمكنكم استخدام صفحة الاتصال.