الإقلاع المتكرر وتوافق الشفة عند استبدال المحرك الكهربائي لمضخة رفع الضغط

منظومة رفع الضغط (الهيدروفور) هي ترتيب من مضخة وخزان يحافظ على الضغط في شبكة المياه لمبنى أو منشأة ضمن نطاق ثابت. فعند فتح الصنبور ينخفض الضغط ويشغّل مفتاح الضغط المضخة؛ وعندما يبلغ الضغط القيمة العليا تتوقف المضخة. وهذا المنطق البسيط في التشغيل قد يجبر المحرك على الإقلاع عشرات بل مئات المرات خلال اليوم. وعندما يحترق محرك مضخة رفع الضغط أو يلزم تجديده يبرز أمران: هل يعمل المحرك في ترتيب مناسب لهذه الإقلاعات المتكررة، وهل سيستقر المحرك الجديد تماماً على جسم المضخة من الشفة. ويتناول هذا المقال الأمرين بخطوات قابلة للتطبيق في الموقع.

حدّدوا أولاً نوع المضخة: محرك قياسي أم محرك بعمود خاص؟

تنقسم المضخات المستخدمة في مجموعات رفع الضغط إلى مجموعات مختلفة بحسب طريقة توصيلها بالمحرك. وهذا التمييز يحدد مباشرة ما إذا كان يمكن الاستبدال بمحرك قياسي.

• المضخات العاملة بمحرك قياسي ذي شفة: للمضخة محملها وعمودها الخاصان، أو يُوصل المحرك بمحوّل المضخة بشفة IEC قياسية وطرف عمود قياسي. ومعظم المضخات الرأسية متعددة المراحل والمضخات الأفقية ذات الوصلة من هذه المجموعة. وفي هذه الحالة يمكن استخدام محرك ثلاثي الطور قياسي بعد التأكد من توافق الشفة والعمود.
• المضخات أحادية الكتلة (مونوبلوك): تُركّب دفاعة المضخة مباشرة على عمود المحرك، وتعمل الحشوة أو مانع التسرب الميكانيكي على عمود المحرك. وفي بعض هذه المضخات يكون عمود المحرك بطول أو قطر أو تسنين خاص بمصنّع المضخة. ومثل هذا المحرك لا يُعد مماثلاً للمحرك القياسي؛ فيلزم عمود خاص ويجب السؤال عن الاستبدال بشكل منفصل مع لوحة بيانات المحرك ومعلومات المضخة.

أسهل طريقة لمعرفة المجموعة التي تنتمي إليها المضخة هي النظر إلى التوصيل بين المضخة والمحرك قبل فك المحرك. فإذا ظهر بينهما محوّل ووصلة فالاستبدال بمحرك قياسي ممكن على الأرجح. أما إذا كان جسم الدفاعة موصولاً مباشرة بالغطاء الأمامي للمحرك ولا توجد وصلة بينهما فالبنية أحادية الكتلة.

كيف يُجهد الإقلاع المتكرر المحرك؟

يسحب المحرك غير المتزامن عند بدء التشغيل المباشر لحظة الإقلاع تياراً يبلغ عدة أضعاف التيار الاسمي. ورغم قِصر مدة هذا التيار فإنه يولّد حرارة في الملف. وإذا لم يعمل المحرك بين إقلاعين مدة كافية لتصريف هذه الحرارة أو لم يتوقف مدة كافية، ترتفع حرارته قليلاً مع كل دورة. وفي منظومات رفع الضغط يتقدم هذا التراكم غالباً دون أن يُلاحظ، وفي النهاية يشيخ عزل الملف.

وللإقلاع المتكرر أثر ميكانيكي آخر. ففي كل إقلاع تتلقى الوصلة والعمود والمحامل صدمة عزم مفاجئة؛ وتتآكل ملامسات مفتاح الضغط والملامس الكهربائي في كل مرة أيضاً. ولذلك فإن مشكلة محرك رفع الضغط لا تنبع غالباً من المحرك نفسه، بل من مدى تكرار تشغيل النظام له.

الأسباب الشائعة لزيادة عدد مرات الإقلاع

• انخفاض الضغط المسبق للخزان: في الخزان ذي الغشاء ينخفض ضغط جهة الهواء مع الوقت. فيصبح الخزان غير قادر على تخزين الماء وتقلع المضخة مع كل استهلاك صغير.
• تمزق الغشاء: يمتلئ الخزان كلياً بالماء ولا تبقى له وظيفة التخميد؛ فتعمل المضخة وتتوقف على فترات قصيرة جداً.
• ضبط فرق مفتاح الضغط ضيقاً: إذا كانت قيمتا الضغط الدنيا والعليا متقاربتين جداً تعمل المضخة بدورات قصيرة.
• التسربات في النظام: التسرب المستمر من خزان طرد أو صمام يؤدي إلى إقلاع المضخة على فترات منتظمة حتى ليلاً.
• عطل صمام عدم الرجوع: عندما تتوقف المضخة يرتد الماء إلى الخلف، فينخفض الضغط بسرعة وتقلع المضخة مجدداً.

فحص هذه النقاط قبل تركيب المحرك الجديد يمنع تكرار العطل نفسه في وقت قصير. فإذا كان المحرك قد احترق وكان في الضغط المسبق للخزان أو في الغشاء مشكلة، فسيواجه المحرك الجديد ظروفاً مماثلة.

ما التدابير التي يمكن التفكير فيها للإقلاع المتكرر؟

أكثر الطرق فعالية لحل مشكلة الإقلاع المتكرر هي تقليل عدد مرات الإقلاع من جانب النظام. أما في جانب المحرك فتُدرس المقاربات التالية:

• سعة الخزان والضغط المسبق: ضبط الضغط المسبق بشكل صحيح وفق القيمة الدنيا لمفتاح الضغط، وتكبير حجم الخزان عند الحاجة، يقللان عدد مرات الإقلاع مباشرة.
• ضبط فرق الضغط: ترك نطاق معقول بين الضغطين الأدنى والأعلى يجعل المضخة تعمل مدة أطول في كل دورة.
• التحكم بالضغط الثابت بمحول التردد: يضبط المشغل سرعة المضخة وفق الاستهلاك بدلاً من إيقافها وتشغيلها؛ فتقل صدمة الإقلاع وعدد مرات الإقلاع بشكل ملحوظ. وسلاسلنا ثلاثية الطور مناسبة للتحكم بالسرعة بمحول التردد؛ وفي التشغيل الطويل بعزم كامل عند سرعة منخفضة قد تلزم مروحة خارجية، وإذا كان الكابل بين المشغل والمحرك طويلاً يُدرس مرشح dv/dt أو مرشح جيبي؛ وتُبلَّغ هذه الظروف عند الطلب. والتفاصيل موجودة في سؤال استخدام الإنفرتر.
• الحماية الحرارية الصحيحة: يجب ضبط المرحّل الحراري وفق التيار الاسمي على لوحة بيانات المحرك. والمرحّل المضبوط على قيمة أعلى لا يحمي المحرك في الإقلاعات المتكررة.

في نظام عدد إقلاعاته في الساعة مرتفع، اذكروا بوضوح عند الطلب نمط التشغيل الحالي والمخطط؛ ويُقيَّم معاً مدى ملاءمة المحرك لهذا الظرف.

توافق الشفة: لا تعتمدوا على اسم B5 وB14

في معظم مضخات رفع الضغط يُوصل المحرك بمحوّل المضخة من الشفة. ويُرى في هذا التوصيل نوعان أساسيان من الشفة:

• B5 (شفة كبيرة بثقوب): على الشفة ثقوب حرة، وتمر البراغي عبر الشفة لتُثبت في المحوّل.
• B14 (شفة صغيرة بثقوب ملولبة): الشفة قريبة من الغطاء الأمامي وفي الثقوب تسنين؛ وتُربط البراغي من جهة المحوّل في شفة المحرك. وهي شائعة في المضخات الرأسية متعددة المراحل.

حتى في هيكل IEC نفسه قد توجد متغيرات من شفة B14 بأحجام مختلفة. ولذلك فإن معلومة "بشفة B14" وحدها غير كافية؛ ويجب مقارنة القطر الخارجي للشفة وقطر التمركز ودائرة الثقوب وعدد الثقوب بالمحرك القديم. كما يجب أن يناسب قطر العمود وطوله الوصلةَ أو صرة الدفاعة. ويمكن أخذ هذه المقاسات في الموقع بالقدمة ومقارنتها بالرسومات الفنية؛ كما يتضمن الكتالوج الفني وكتالوج المنتجات 2026 المقاسات بحسب الهيكل.

تُقدَّم أشكال التركيب بحسب الهيكل: تتوفر خيارات B3 وB5 وB14 وB34 وB35 والرأسية V1/V3/V5/V6/V15؛ ويُتأكد من مقاس الشفة عند الطلب. وفي المضخات الرأسية متعددة المراحل يعمل المحرك عادةً بشفة في وضع رأسي والعمود إلى الأسفل؛ وفي هذه الحالة يجب ذكر وضع التركيب صراحة عند الطلب.

طرازات نموذجية: بالقدرات الشائعة في مجموعات رفع الضغط

تعمل مضخات رفع الضغط عادةً بمحركات ثنائية الأقطاب، أي بسرعة تزامنية 3000 دورة/دقيقة. والطرازات التالية أمثلة؛ وتحدد حاجةَ مضختكم إلى القدرة لوحةُ بيانات المضخة ولوحةُ بيانات المحرك القديم.

هذه الطرازات الثلاثة بلوحة بيانات 230/400 V (Δ/Y): ففي شبكة 400 V ثلاثية الطور تُوصل نجمة (Y). وإذا كان في اللوحة الحالية بدء تشغيل نجمة-دلتا فلن تكون متوافقة مع هذه المحركات؛ وفي هذه الحالة يجب ذكر ترتيب اللوحة عند الطلب. وجميعها بحماية IP55 وعزل من الفئة F. وفي غرف المضخات المغلقة والجافة يسهّل الهيكل من الألمنيوم التركيب؛ وفي الأقبية الرطبة أو غرف المضخات التي يتطاير فيها الماء يمكن النظر في الهيكل من حديد الزهر. والسعر الحالي في صفحات المنتجات. والمعلومات الخاصة بتطبيقات المضخات موجودة في صفحة المحركات الكهربائية للمضخات.

مثال افتراضي: استبدال المحرك في منظومة رفع الضغط لعمارة سكنية

هذا المثال خيالي، ولا يروي حالة عميل حقيقية. لنفترض أن محرك المضخة الرأسية متعددة المراحل في مجموعة رفع الضغط بقبو عمارة سكنية قد احترق. وتُقرأ على لوحة البيانات 2.2 kW وثنائي الأقطاب و230/400 V؛ والمحرك موصول بالمضخة بشفة B14.

• تحققوا من نوع المضخة: يظهر بين المحرك والمضخة محوّل ووصلة؛ فالاستبدال بمحرك قياسي ذي شفة ممكن.
• حافظوا على القدرة والسرعة: 2.2 kW وثنائي الأقطاب يشيران إلى الطراز ذي الرمز 90L-2.
• قيسوا الشفة: تُؤخذ مقاسات القطر الخارجي لشفة B14 في المحرك القديم وقطر التمركز ودائرة الثقوب ومقاسات العمود، وتُقارن بالرسم الفني؛ ويُتأكد من مقاس الشفة عند الطلب.
• ابحثوا عن سبب الإقلاع: عند فحص الضغط المسبق للخزان يتبين أنه منخفض؛ فيُضبط الضغط المسبق ويُراجع فرق مفتاح الضغط.
• اضبطوا الحماية: يُضبط المرحّل الحراري وفق تيار لوحة بيانات المحرك الجديد؛ ويُذكر وضع التركيب (رأسي والعمود إلى الأسفل) عند الطلب.

الخلاصة وما يجب إرساله قبل الطلب

الاستبدال الناجح لمحرك مضخة رفع الضغط لا يتحقق بإيجاد محرك بالقدرة نفسها فقط، بل بإزالة سبب الإقلاع المتكرر ومطابقة الشفة بالقياس. ولا تنسوا أن المحرك القياسي قد لا يكون مناسباً في المضخات أحادية الكتلة وذات العمود الخاص. ولكي نحدد المحرك المناسب لكم أرسلوا ما يلي:

• صورة لوحة بيانات المحرك القديم والقدرة والسرعة والجهد المدونة عليها
• نوع المضخة (رأسية متعددة المراحل، أفقية، أحادية الكتلة) ولوحة بيانات المضخة
• نوع الشفة (B5، B14) ومقاساتها، وقطر العمود وطوله، ووضع التركيب
• طريقة بدء التشغيل (مباشر، نجمة-دلتا، مشغل) والتواتر التقديري للإقلاع
• ظروف البيئة في غرفة المضخات (رطوبة، تطاير الماء)

يمكنكم الوصول إلى خيارات محركات المضخات وأسعارها من صفحة شراء المحركات الكهربائية. وإذا لم تكونوا متأكدين من الطراز الذي سيستقر على مضختكم فأرسلوا إلينا لوحة بيانات محرككم؛ كما أن صفحة التواصل متاحة لأسئلتكم.