هل يزيد تكبير المحرك الكهربائي للمضخة التدفق؟ فحوص قبل الاستبدال

لا؛ فالمحرك الأكبر الذي يدور بالسرعة نفسها لا يزيد تدفق المضخة الطاردة المركزية. فكمية الماء التي ستضخها المضخة لا تحددها قدرة المحرك، بل قطر الدافعة وسرعة المضخة ومقاومة الشبكة التي يواجهها الماء. والمحرك لا يفعل سوى تلبية القدرة التي تطلبها المضخة؛ وتبقى القدرة الزائدة على العمود دون استخدام. وإذا كان المطلوب فعلاً زيادة التدفق، فإن ما يجب تغييره غالباً هو المضخة أو الدافعة أو شبكة الأنابيب؛ ويُختار المحرك وفقاً لنتيجة هذا التغيير.

تقسيم العمل بين المضخة والمحرك

يدور المحرك غير المتزامن بسرعة يحددها تردد الشبكة وعدد الأقطاب. فالمحرك رباعي الأقطاب يعمل بسرعة نحو 1450 دورة/دقيقة، وثنائي الأقطاب بنحو 2900 دورة/دقيقة. وعندما تكبر قدرة المحرك لا تتغير هذه السرعة؛ بل ينزلق تحت الحمل بضع دورات أقل، لا أكثر.

أما المضخة فتعمل عند هذه السرعة الثابتة وفق منحناها الخاص. ويحدد قطر الدافعة وبنية ريشها أي ضغط تستطيع توليده عند أي تدفق بسرعة معينة. وتحدد مقاومة الشبكة (طول الأنابيب، والقطر، والأكواع، والصمامات، وارتفاع الضخ) موضع المضخة على هذا المنحنى. ونقطة تقاطع منحنى المضخة مع منحنى الشبكة هي نقطة التشغيل.

في هذه الصورة يكون دور المحرك محدوداً: توفير قدرة العمود عند نقطة التشغيل. فإذا رُكِّب محرك 11 kW على مضخة تحتاج 7.5 kW فستسحب المضخة 7.5 kW أيضاً؛ ويعمل المحرك بحمل جزئي.

ما الذي يغيّر التدفق فعلاً؟

خلاصة الجدول: كل تغيير حقيقي يزيد التدفق يحمّل المحرك حملاً أكبر. أي أن الترتيب الصحيح ليس "كبّر المحرك ليزداد التدفق"، بل "أجرِ التغيير الذي يزيد التدفق، ثم كبّر المحرك وفقاً لذلك عند الحاجة".

لماذا يُعد تغيير السرعة محفوفاً بالمخاطر؟

ما يبدو أسرع طريق لزيادة التدفق هو تركيب محرك ثنائي الأقطاب بدلاً من محرك رباعي الأقطاب. وفي هذه الحالة تتضاعف السرعة تقريباً. ووفق العلاقات التقريبية يتضاعف التدفق مرتين، ويزداد ارتفاع الضخ أربع مرات، وتزداد قدرة العمود ثماني مرات. فمثلاً المضخة التي تسحب 1.5 kW عند 1450 دورة/دقيقة تتطلب نظرياً نحو 12 kW عند 2900 دورة/دقيقة.

النتائج العملية لذلك:

• قد لا تكون دافعة المضخة ومحاملها وجلبة حشوها الميكانيكية مصممة لهذه السرعة؛ ويجب عدم تجاوز السرعة القصوى التي يسمح بها صانع المضخة.
• تسوء الظروف في جهة السحب؛ ويزداد خطر التكهف.
• قد لا تتحمل الأنابيب والصمامات والمعدات ضغطاً أعلى بأربع مرات.
• المحرك بالهيكل نفسه لا يستطيع تقديم هذه القدرة؛ ويلزم محرك أكبر بكثير وقاعدة أكبر.

في احتياجات الضبط الصغيرة يكون عاكس التردد طريقاً أكثر تحكماً، لكن حد السرعة الذي تسمح به المضخة يبقى سارياً. 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. وتجاوز 50 Hz بالعاكس يتطلب التحقق من حدود المحرك والمضخة كلٍّ على حدة.

الفحوص الواجب إجراؤها قبل تغيير المحرك

شكوى "المضخة لا تضخ كما كانت" لا تتعلق بالمحرك في أغلب الأحيان. قبل طلب محرك جديد أجروا الفحوص التالية:

• اتجاه الدوران: المضخة الطاردة المركزية التي تدور بالاتجاه المعاكس تضخ بعض الماء، لكن التدفق والضغط ينخفضان بشكل ملحوظ. وإذا تغيّر تسلسل الأطوار فقد تغيّر الاتجاه أيضاً.
• السرعة الفعلية للمحرك: قارنوها بالسرعة الاسمية على لوحة البيانات. فالسرعة المنخفضة بشكل ملحوظ تشير إلى هبوط في الجهد أو إلى حمل زائد.
• تآكل الدافعة: في الماء الرملي أو الكاشط تتآكل الدافعة وحلقات التآكل مع الوقت؛ وكلما كبر الخلوص بينهما فقدت المضخة جزءاً من التدفق بالتسرب الداخلي.
• جهة السحب: المصفاة المسدودة أو أنبوب السحب الذي يسحب الهواء أو انخفاض منسوب الماء كلها تقلل التدفق.
• تغيير الشبكة: قد يكون خط مضاف حديثاً أو مرشح أو ارتفاع نقطة الضخ قد أزاح نقطة التشغيل.
• التيار الذي يسحبه المحرك: إذا كان التيار أقل بكثير من قيمة لوحة البيانات فالمضخة تعمل بحمل منخفض؛ والمشكلة ليست في قدرة المحرك.

إذا أظهرت هذه الفحوص مشكلة في جهة المضخة فالحل هناك أيضاً. ولا يُستبدل المحرك إلا إذا كان غير كافٍ فعلاً، مثلاً إذا كان يعمل باستمرار عند تيار لوحة البيانات ويسخن.

متى يلزم فعلاً تكبير المحرك؟

هناك حالات يكون فيها تكبير المحرك صحيحاً، لكن السبب فيها جميعاً هو الحاجة الفعلية للمضخة إلى القدرة، لا الرغبة في زيادة التدفق:

• إذا كانت ستُركَّب دافعة أكبر على المضخة أو ستُضاف مرحلة.
• إذا أصبح المائع أكثف أو أكثر لزوجة من الماء.
• إذا كانت المضخة تعمل باستمرار في الطرف الأيمن من منحناها، أي بتدفق عالٍ وضغط منخفض، ويبلغ المحرك عند هذه النقطة تيار لوحة البيانات.
• إذا كان المحرك الحالي قد اختير أصلاً على الحد ويفصل المرحل الحراري كثيراً.

في هذه الحالات يُنظر إلى قدرة العمود التي يعطيها صانع المضخة لنقطة التشغيل الجديدة، ويُختار المحرك وفقاً لها بالقدرة الأعلى التالية. وفي طرازات HEM Motor بقدرة 75 kW وما فوق يوجد SF 1.15؛ وهذا الاحتياطي هامش أمان، وليس مبرراً لاختيار القدرة على الحد. اطّلعوا على طرازات HEM Motor المناسبة والأسعار الحالية في صفحة شراء محرك كهربائي.

طرازات نموذجية وتقييم افتراضي

فيما يلي درجتا قدرة رباعيتا الأقطاب شائعتان في دفع المضخات؛ والسرعة الاسمية لكليهما نحو 1460 دورة/دقيقة. لذلك عند تركيبهما على المضخة نفسها يعطيان التدفق نفسه. ولتطبيقات المضخات يمكنكم مراجعة صفحة المحركات الكهربائية للمضخات.

• 132S-4 حديد الزهر: 5.5 kW، 1460 دورة/دقيقة، IEC 132S، 400/690 V (Δ/Y)، التيار الاسمي 10.7 A.
• 132M-4 حديد الزهر: 7.5 kW، 1460 دورة/دقيقة، IEC 132M، 400/690 V (Δ/Y)، التيار الاسمي 14.3 A.

مثال افتراضي: لنفترض أنه أُبلغ عن انخفاض تدفق مضخة تعمل بمحرك 132S-4 بقدرة 5.5 kW في خط ري، وطُلب الانتقال إلى محرك 7.5 kW. في القياس يتبين أن المحرك يسحب نحو 6 A، أي أقل بكثير من تيار لوحة البيانات. وهذا يدل على أن المضخة لا تُجهد المحرك. ثم يتضح أن مصفاة السحب مسدودة وأن حلقة تآكل الدافعة بالية. وعند تنظيف المصفاة واستبدال حلقة التآكل يعود التدفق؛ ولا حاجة لتغيير المحرك.

الخلاصة وما يلزم لعرض السعر

المحرك الأكبر بالسرعة نفسها لا يزيد التدفق؛ فالتدفق تحدده المضخة والدافعة والسرعة والشبكة. يُفحص أولاً اتجاه الدوران والتيار والدافعة وجهة السحب؛ ولا يُعاد اختيار المحرك إلا عندما تتضح الحاجة الجديدة للمضخة إلى القدرة. وإذا كان تغيير المحرك ضرورياً فعلاً فأرسلوا ما يلي:

• صور لوحتي بيانات المحرك والمضخة (القدرة، السرعة، وقطر الدافعة إن كان معروفاً)
• قيم التيار والضغط المقيسة
• التدفق والضغط المستهدفان؛ والقدرة التي يعطيها صانع المضخة لهذه النقطة
• طريقة التركيب والجهد وطريقة بدء التشغيل

أرسلوا صورة لوحة بيانات محرككم الحالي وسرعته ومعلومات تركيبه من صفحة أرسل لوحة بيانات المحرك؛ واطلبوا عرض سعر للطراز المناسب. جميع الطرازات موجودة في صفحة البيع عبر الإنترنت لدينا؛ ولأسئلتكم المتعلقة بمطابقة المضخة والمحرك يمكنكم استخدام صفحة الاتصال لدينا.

الأسئلة الشائعة

إذا ركّبت محركاً أقوى على المضخة نفسها، فهل يزداد الضغط؟

ما دامت السرعة ثابتة فلا يتغير الضغط ولا التدفق. فالمحرك يعطي القدرة بقدر ما تطلبه المضخة؛ ولا يُستخدم الفائض.

هل يمكنني مضاعفة التدفق بتركيب محرك ثنائي الأقطاب؟

نظرياً يقترب التدفق من الضعف، لكن الحاجة إلى القدرة تزداد نحو ثماني مرات، وقد لا تكون المضخة مناسبة لهذه السرعة. ويجب عدم تجاوز السرعة التي يسمح بها صانع المضخة.

المحرك لا يضخ كما كان؛ فهل يمكن أن يكون المحرك قد ضعف؟

المحرك غير المتزامن لا يفقد قدرته تدريجياً. وسبب انخفاض التدفق غالباً هو الدوران المعاكس أو تآكل الدافعة أو انسداد السحب أو تغيير الشبكة.

هل اختيار محرك كبير مشكلة من حيث الطاقة؟

يعمل المحرك بحمل جزئي أيضاً، لكن المحرك الأكبر من اللازم يسحب تيار بدء أعلى وتزداد تكلفة الاستثمار. ويجب اختيار القدرة وفق الحاجة الفعلية للمضخة.