اختيار المحرك الكهربائي للمروحة الحلزونية: سرعة الدفّاعة والقدرة وتوافق السير والبكرة

عند اختيار محرك المروحة الحلزونية (الطاردة المركزية) يُحدَّد أولًا بأي سرعة يجب أن تدور الدفّاعة، ثم تُحسب القدرة التي تسحبها المروحة عند هذه السرعة، وأخيرًا تُحدَّد نسبة البكرات التي تسد الفرق بين سرعة المحرك وسرعة الدفّاعة. والترتيب مهم: فاختيار البكرة «مما هو متوفر» يغيّر تدفق المروحة وحمل المحرك معًا. تشرح هذه المقالة هذه الخطوات الثلاث بأمثلة رقمية في المراوح الحلزونية العاملة بالسير والبكرة.

الخطوة 1: من أين تُعرف سرعة الدفّاعة؟

يعتمد تدفق المروحة الحلزونية (نصف القطرية) والضغط الذي تولّده على قطر الدفّاعة وبنية ريشها وسرعتها. ويعطي صانع المروحة هذه العلاقة في منحنى المروحة أو في جدول الاختيار. وعند إدخال التدفق وضغط النظام اللذين تحتاجهما المنشأة في هذا الجدول تُقرأ مقابلهما سرعة الدفّاعة. وهذه هي نقطة البداية في اختيار المحرك؛ لا سرعة المحرك نفسه.

إذا كنتم تجددون محرك مروحة قائمة فيمكنكم إيجاد سرعة الدفّاعة في الموقع أيضًا: استخدموا السرعة الاسمية على لوحة بيانات المحرك وقطر بكرة المحرك وقطر بكرة المروحة.

سرعة الدفّاعة = سرعة المحرك × قطر بكرة المحرك / قطر بكرة المروحة

فمثلًا إذا كانت في محرك 1460 دورة/دقيقة بكرة محرك 150 mm وبكرة مروحة 200 mm فإن الدفّاعة تدور بنحو 1095 دورة/دقيقة. ويجب أخذ أقطار البكرات من قطر الخطوة (القطر الفعّال) الذي يجلس عليه السير؛ فالحساب بالقطر الخارجي يعطي انحرافًا صغيرًا لكنه قابل للقياس.

الخطوة 2: كم kW تسحب المروحة عند تلك السرعة؟

تُحسب القدرة التي تطلبها المروحة من العمود بقسمة القدرة التي تنقلها إلى الهواء على كفاءة المروحة:

قدرة العمود (kW) = التدفق (m³/s) × الضغط الكلي (Pa) / (1000 × كفاءة المروحة)

إذا كان التدفق معروفًا بوحدة m³/h فيُحوَّل إلى m³/s بالقسمة على 3600. وتُقرأ كفاءة المروحة من منحنى المروحة عند نقطة التشغيل. ويُضاف إلى هذه القيمة هامش لفواقد نقل الحركة بالسير وللانحرافات المحتملة في التشغيل، ثم تُختار أول قدرة محرك قياسية أعلى منها.

لأن العلاقة بين القدرة والسرعة في المراوح حادة، فإن الأخطاء الصغيرة في حساب السرعة تظهر مضخّمة في القدرة. ووفق قوانين المراوح، في النظام نفسه:

• يتغير التدفق بالتناسب الطردي مع السرعة.
• يتغير الضغط مع مربع السرعة.
• تتغير القدرة مع مكعب السرعة: إذا زادت سرعة الدفّاعة 10% تزداد القدرة المسحوبة بنحو 33%.

لذلك فإن تصغير بكرة المروحة «لزيادة التدفق قليلًا» قد يأخذ المحرك سريعًا إلى الحمل الزائد. وإذا كان سيُجرى تغيير في البكرات فيجب إعادة حساب الحاجة إلى القدرة عند السرعة الجديدة، والتأكد من صانع المروحة من أعلى سرعة مسموح بها للدفّاعة.

انتبهوا عند الإقلاع: الدفّاعة ذات الريش المائلة للخلف والمائلة للأمام

في الدفّاعات ذات الريش المائلة للخلف يبلغ منحنى القدرة ذروة، ولا يكاد يتجاوز قيمة معينة حتى لو زاد التدفق؛ ويُختار المحرك وفق هذه الذروة. أما في الدفّاعات ذات الريش المائلة للأمام (كثيفة الريش) فتستمر القدرة في الازدياد مع التدفق. فإذا شُغّلت مثل هذه المروحة دون مجارٍ أو والمخمد مفتوح بالكامل فقد يتجاوز المحرك تياره الاسمي. اذكروا نوع المروحة وترتيب المخمد عند الطلب.

الخطوة 3: نسبة البكرات وعدد أقطاب المحرك

تحدد سرعة المحرك التي سيُوصَل بها إلى سرعة الدفّاعة المطلوبة نسبةَ البكرات. وفي المراوح العاملة بالسير والبكرة يُستخدم المحرك رباعي الأقطاب (1500 دورة/دقيقة متزامنة) أكثر من غيره؛ لأنه يصل إلى كثير من سرعات المراوح بنسبة معقولة. وفي سرعات الدفّاعة العالية جدًا يُطرح المحرك ثنائي الأقطاب، وفي الدفّاعات الكبيرة بطيئة الدوران المحرك سداسي الأقطاب.

القيم في الجدول أمثلة حسابية. وكلما كبرت النسبة إما أن تصغر بكرة المحرك أو تكبر بكرة المروحة. والبكرة الصغيرة للمحرك تنقل القدرة نفسها بقوة سير أعلى؛ وهذا يُحمّل عمود المحرك والمحمل الأمامي أكثر. ولا يجب النزول تحت أصغر قطر بكرة يوصي به صانعو السيور لكل مقطع سير.

فحوص جانب المحرك في ترتيب السير والبكرة

• موضع البكرة: ركّبوا بكرة المحرك أقرب ما يمكن إلى كتف العمود. فكلما بقيت البكرة بعيدًا عند طرف العمود زاد العزم الواقع على المحمل.
• شدّ السير: السير المشدود بإفراط يُجهد المحمل، والسير المرتخي يُسخّن السير والبكرة بالانزلاق. وتثبيت المحرك على سكة شدّ (مزلقة) يسهّل الضبط.
• محاذاة البكرات: يجب أن تكون سطوح البكرتين في المستوى نفسه. فالبكرة غير المحاذاة تآكل السير من جانبه وتولّد اهتزازًا.
• طريقة التركيب: في المراوح العاملة بالسير يكون المحرك عادةً على الأرجل (B3) ويجلس على هيكل المروحة أو المزلقة. ووفق المعلومات العامة في الموقع تُقدَّم خيارات B3 وB5 وB14 وB34 وB35 والرأسية V1/V3/V5/V6/V15 حسب الهيكل؛ ويُؤكَّد مقاس الشفة عند الطلب.
• طرف العمود: إذا كانت البكرة الحالية ستُركَّب على المحرك الجديد فيجب أن يتوافق قطر العمود ومقاس الخابور مع محور البكرة. والأبعاد موجودة في الكتالوج الفني وكتالوج المنتجات 2026.

اطّلعوا على طرازات HEM Motor المناسبة وأسعارها الحالية في قسم البيع عبر الإنترنت. والمعلومات الخاصة بتطبيقات المراوح موجودة في صفحة محركات المراوح الصناعية.

مثال افتراضي: مروحة عادم لكابينة طلاء

القيم أدناه افتراضية واختيرت لبيان تسلسل الحساب. لنفترض أن مروحة حلزونية يجب أن تولّد ضغطًا كليًا 1500 Pa عند تدفق 14,400 m³/h (4 m³/s)؛ وأنه قُرئ من منحنى المروحة لهذه النقطة سرعة دفّاعة 1100 دورة/دقيقة وكفاءة مروحة 0.70.

• قدرة العمود: 4 × 1500 / (1000 × 0.70) ≈ 8.6 kW.
• الهامش: بعد إضافة هامش لفواقد السير وتغيرات فتحة المخمد يُختار محرك 11 kW.
• نسبة البكرات: مع محرك رباعي الأقطاب سرعته الاسمية 1465 دورة/دقيقة تكون النسبة ≈ 1.33. ولبكرة محرك 160 mm تكون بكرة المروحة نحو 213 mm، ويُحسب باختيار أقرب قطر قياسي ثم يُعاد فحص سرعة الدفّاعة.
• المحرك: 11 kW، 4 أقطاب، هيكل IEC 160M. وفي جهة العادم من كابينة الطلاء، في موضع خارج المروحة يسحب هواءً نظيفًا، يمكن تفضيل الهيكل من حديد الزهر.

في المراوح التي تنقل هواءً قد يُكوّن بيئة قابلة للانفجار مثل بخار الطلاء، قد يلزم المحرك حماية خاصة؛ وقد تقع هذه المهمة خارج نطاق السلسلة القياسية في كتالوج HEM Motor لعام 2026. أبلغونا حتمًا بفئة البيئة.

أمثلة على الطرازات

فيما يلي طرازات رباعية الأقطاب شائعة في المراوح الحلزونية العاملة بالسير والبكرة. وجميعها بحماية IP55 وعزل من الفئة F وتغذية 400/690 V (Δ/Y) و50 Hz.

• 132S-4 بهيكل من الألمنيوم: 5.5 kW، 1460 دورة/دقيقة، IEC 132S، 36 Nm. لمراوح التهوية والعادم متوسطة الحجم.
• 160M-4 بهيكل من حديد الزهر: 11 kW، 1465 دورة/دقيقة، IEC 160M، 71.7 Nm. لتطبيقات مثل مروحة العادم في المثال.
• 180M-4 بهيكل من حديد الزهر: 18.5 kW، 1470 دورة/دقيقة، IEC 180M، 120.2 Nm. لمراوح العمليات عالية الضغط ومراوح شفط الغبار.

الخلاصة ومتطلبات الطلب

في المروحة الحلزونية يُختار المحرك الصحيح بتحديد سرعة الدفّاعة أولًا، ثم القدرة عند تلك السرعة، وأخيرًا نسبة البكرات. وإذا تغير أحد هذه الثلاثة يُعاد فحص الاثنين الآخرين. شاركوا في طلبكم ما يلي:

• لوحة بيانات المروحة أو منحناها (التدفق، الضغط، سرعة الدفّاعة، نوع الدفّاعة)
• قطرا بكرتي المحرك والمروحة، ومقطع السير وعدده
• صورة لوحة بيانات المحرك القديم ورمز الهيكل ومقاس العمود
• طريقة التركيب، وهل تُستخدم سكة شدّ
• حرارة الهواء المنقول وحالة الغبار والرطوبة

أرسلوا صورة لوحة بيانات محرككم الحالي وسرعته ومعلومات التركيب من صفحة إرسال لوحة البيانات واطلبوا عرض سعر للطراز المناسب. ويمكنكم مقارنة الطرازات في قسم شراء محرك كهربائي، ولاستفساراتكم استخدموا صفحة اتصل بنا.

الأسئلة الشائعة

إذا صغّرت بكرة المروحة وزدت التدفق، فهل يكفي المحرك؟

في أغلب الأحيان لا يكفي. فكلما زادت سرعة الدفّاعة ارتفعت القدرة مع مكعب السرعة؛ ولا يجب تغيير البكرة دون حساب القدرة عند السرعة الجديدة.

في المروحة العاملة بالسير، هل يُختار محرك ثنائي الأقطاب أم رباعي الأقطاب؟

يُختار المحرك الذي يصل إلى سرعة الدفّاعة المستهدفة بنسبة بكرات معقولة. وفي معظم المراوح يكون رباعي الأقطاب؛ فالمحرك ثنائي الأقطاب قد يؤدي إلى بكرة محرك صغيرة وقوة سير عالية.

إلى أي حد يمكن أن تكون بكرة المحرك صغيرة؟

لا يجب النزول تحت أصغر قطر يوصي به صانع السير لذلك المقطع. فالبكرة الصغيرة تُجهد السير ومحمل المحرك أكثر.

هل يمكنني تشغيل المروحة العاملة بالسير بعاكس التردد؟

سلاسلنا ثلاثية الطور مناسبة للتحكم في السرعة بعاكس التردد. ويجب عدم تجاوز أعلى سرعة دفّاعة تسمح بها المروحة، وإذا كان الكابل طويلًا فيُنظر في المرشح.