المحركات الكهربائية لمخفضات السرعة

يخفّض مخفض السرعة الدورات العالية القادمة من المحرك إلى الدورات المنخفضة التي تحتاجها الآلة، ويضاعف في الوقت نفسه عزم الدوران على عمود الخرج بالنسبة ذاتها. ويتوقف مقدار العزم عند خرج المخفض على قدرة المحرك المركّب على مدخله وعلى سرعته. تشرح هذه الصفحة كيفية اختيار المحركات غير المتزامنة القياسية ثلاثية الطور التي تُركّب على مخفضات السرعة الحلزونية الدودية والحلزونية والحلزونية المخروطية وذات الأعمدة المتوازية؛ أما صفحات التطبيقات الأخرى فتجدونها في قائمة المحركات الكهربائية للقطاعات.

تقاسم العمل بين المحرك ومخفض السرعة

يعمل المحرك غير المتزامن براحة عند سرعته الخاصة: فالمحرك ثنائي الأقطاب يعمل بسرعة تزامنية تقارب 3000 دورة/دقيقة، ورباعي الأقطاب 1500، وسداسي الأقطاب 1000 دورة/دقيقة. أما أسطوانة السير الناقل أو ريشة الخلاط أو أسطوانة الرافعة فتدور ببضع عشرات من الدورات في الدقيقة. ويسدّ مخفض السرعة هذا الفارق. فنسبة التخفيض تقسم سرعة المحرك على سرعة الخرج، وإذا أهملنا الفواقد فإن عزم الخرج يُضرب تقريبًا بالنسبة نفسها.

ولهذه العلاقة نتيجتان في اختيار المحرك. الأولى أن قدرة المحرك تُحدَّد من عزم الخرج وسرعة الخرج اللذين تحتاجهما الآلة؛ فلا يُختار المحرك بالنظر إلى حجم جسم المخفض وحده. والثانية أنه إذا تغيّر عدد أقطاب المحرك مع بقاء نسبة المخفض كما هي، تتغيّر سرعة الآلة أيضًا. لذلك يجب أن يكون المحرك البديل من فئة السرعة نفسها للمحرك القديم.

أنواع مخفضات السرعة وتأثيرها على المحرك

مخفض السرعة الحلزوني الدودي

يدير اللولب الموجود على عمود المحرك ترسًا برونزيًا على عمود الخرج؛ ويكون الدخل والخرج متعامدين. يعطي نسبة تخفيض عالية في حجم صغير، وهو هادئ وشائع في آلات التعبئة والتغليف والسيور الناقلة الصغيرة وإدارة الأبواب والجرعات. وبما أن احتكاك الانزلاق فيه مرتفع فإن كفاءته أقل من مخفضات التروس؛ ويجب إضافة هذا الفاقد إلى قدرة المحرك. وفي بعض الأنواع ذات النسب العالية يصعب تدوير عمود الخرج عكسيًا، لكن لا ينبغي استخدام هذه الخاصية بديلًا عن المكابح.

مخفض السرعة الحلزوني وذو الأعمدة المتوازية

تخفّض التروس ذات الأسنان المائلة السرعة على مراحل. كفاءتها عالية، وتتحمل عزومًا كبيرة، وتُفضَّل في إدارة السيور والروافع القادوسية والخلاطات والبثاقات التي تعمل باستمرار. ويمكن تركيب الأنواع المسطحة ذات الأعمدة المتوازية على العمود مباشرة على أسطوانة السير الناقل.

مخفض السرعة الحلزوني المخروطي

يحوّل الترس المخروطي في المرحلة الأولى الحركة بزاوية 90°، وتكمل المراحل الحلزونية التالية النسبة. يُستخدم بدلًا من المخفض الحلزوني الدودي حيث يُطلب ترتيب بزاوية قائمة مع كفاءة عالية؛ ويُرى كثيرًا في السيور الناقلة الثقيلة وإدارة حركة الرافعات.

السرعة الصحيحة لدخل مخفض السرعة

تُعطى النسب وعزوم الخرج في كتالوجات مصنّعي مخفضات السرعة عادةً لدخل رباعي الأقطاب بسرعة تقارب 1500 دورة/دقيقة. ولهذا يُستخدم المحرك رباعي الأقطاب في معظم أنظمة الإدارة بمخفض السرعة. ومع أن المحرك ثنائي الأقطاب أصغر وأخف بالقدرة نفسها، فإن السرعة العالية عند دخل المخفض لا تناسب كل مخفض من حيث عمر التروس والمحامل؛ فتحققوا من أعلى سرعة دخل يسمح بها المخفض. أما المحرك سداسي الأقطاب فيعطي عزمًا أكبر بالقدرة نفسها، ويمكن أن يقلل عدد مراحل المخفض في أنظمة الإدارة منخفضة السرعة التي تتطلب نسبة عالية جدًا.

على سبيل المثال، يعطي طراز الألمنيوم 4 kW 112M-4 من HEM Motor عزمًا اسميًا قدره 26.3 Nm عند سرعة اسمية 1,450 دورة/دقيقة. وبالقدرة نفسها يعطي طراز حديد الزهر ثنائي الأقطاب 4 kW 112M-2 عزمًا قدره 13.1 Nm عند 2,905 دورة/دقيقة. لذلك فإن عزم الدخل الذي سيُضرب بنسبة المخفض يختلف بنحو الضعف تقريبًا حسب عدد الأقطاب؛ والقيم التفصيلية موجودة في مقال جدول العزم.

توافق الشفة والعمود والتركيب

أول ما يجب التحقق منه في أنظمة الإدارة بمخفض السرعة هو الوصلة الميكانيكية. فإذا كان المحرك يُركّب مباشرة على شفة دخل المخفض، فيجب أن يكون قطر التمركز في شفة المحرك وثقوب التثبيت وقطر العمود ومقاس الخابور مطابقة تمامًا لدخل المخفض. وفي المخفضات الصغيرة والمتوسطة تشيع وصلة B14 ذات الشفة الصغيرة، وفي المخفضات الكبيرة وصلة B5 ذات الشفة الكبيرة. أما في الترتيب الذي يُوصَل فيه المحرك ذو الأرجل والمخفض كلٌّ على حدة بواسطة قارنة، فيُختار B3، أو B34 وB35 حيث تُستخدم الأرجل والشفة معًا.

تقدّم HEM Motor جميع هذه الوصلات، وكذلك أوضاع V1 وV3 وV5 وV6 وV15 لأنظمة الإدارة العمودية، بحسب الهيكل؛ ويتم التحقق من مقاس الشفة والعمود معكم عند الطلب. وللتحقق من المقاسات يمكنكم مراجعة صفحتي الرسومات الفنية والمحركات ذات الشفة B5 وB14، وللترتيب ذي الأرجل والشفة صفحة محركات B34 وB35.

إذا كان المحرك يُركّب والعمود إلى الأسفل أو إلى الأعلى فإن حمل المحامل وظروف الإحكام تتغيّر؛ فاذكروا الوضع بوضوح عند الطلب.

هيكل من الألمنيوم أم من حديد الزهر؟

تغطي سلسلة HEM Motor ذات الهيكل الألمنيوم المجال 0.25–11 kW، وسلسلة هيكل حديد الزهر المجال 0.55–355 kW. في المحركات الصغيرة والمتوسطة القدرة المعلّقة على المخفض بالشفة، تقلل خفة الهيكل الألمنيوم الحمل الواقع على شفة المخفض؛ وتدخل في هذه المجموعة آلات التغليف والتعبئة وإدارة السيور الخفيفة. أما في المخفضات الموجودة في مغذيات الكسارات التي تتحمل أحمالًا صدمية والسيور الثقيلة والخلاطات والآلات الاهتزازية فتبرز متانة هيكل حديد الزهر. وتفاصيل هذا الاختيار مشروحة في سؤال الألمنيوم أم حديد الزهر.

الإقلاع والإنفرتر والتسخين

يضاعف مخفض السرعة عزم إقلاع المحرك أيضًا بالنسبة نفسها. فعندما يقلع لولب ناقل ممتلئ أو سير محمّل بالتشغيل المباشر، تتعرض تروس المخفض لصدمة مفاجئة. ويخفف عاكس التردد أو بادئ التشغيل الناعم هذه الصدمة؛ كما يتيح عاكس التردد ضبط سرعة الخرج دون تغيير النسبة. وإذا كان التشغيل سيستمر طويلًا بعزم كامل عند تردد منخفض مع الإنفرتر، فإن مروحة المحرك المثبتة على العمود تتباطأ وقد يلزم مروحة تبريد إضافية؛ وإذا كان الكابل بين المحرك والمشغّل طويلًا فيُنظر في مرشح dv/dt أو مرشح جيبي. أبلغونا بهذه الحالات عند الطلب؛ والتفاصيل في صفحة المحركات المتوافقة مع الإنفرتر.

في أنظمة الإدارة بمخفض السرعة كثيرة التوقف والإقلاع، يُعدّ حساس PTC أو PT100 لمراقبة حرارة الملفات خيارًا عند الطلب، وكذلك سخان منع التكثف للمحركات الموجودة في بيئة رطبة. وفي أنظمة الرفع أو النقل المائل التي تحتاج إلى مكابح، اذكروا الحاجة إلى محرك بمكابح عند الطلب.

أمثلة على طرازات HEM لأنظمة الإدارة بمخفض السرعة

الجدول للإرشاد فقط. يُحدَّد المحرك الصحيح بتقييم عزم الخرج والسرعة اللذين تحتاجهما الآلة، ونسبة المخفض وكفاءته، وطريقة الوصل، وبيئة التشغيل معًا.

تطبيقات مخفضات السرعة حسب الآلة

أكثر مستخدمي المحركات ذات مخفض السرعة هم خطوط النقل؛ ويُعالَج هذا الموضوع بشكل منفصل في صفحتي المحركات الكهربائية للسيور الناقلة والمحركات الكهربائية لأنظمة النقل. كما تعمل خلاطات محطات الخرسانة وآلات خلط الأعلاف واللوالب الناقلة في مطاحن الدقيق بمحركات ذات مخفض سرعة.

المعلومات المطلوبة لعرض السعر

اكتبوا الآلة الموصولة بمخفض السرعة، وقدرة المحرك (kW) وسرعته (دورة/دقيقة)، وجهد الشبكة، وطريقة التركيب (B14 أو B5 أو B3 أو B34 أو B35 أو وضع عمودي)، ومقاس شفة دخل المخفض وقطر العمود، وعدد المحركات المطلوبة. إن صور لوحات البيانات للمحرك القديم والمخفض تحل اختيار البديل في الغالب بخطوة واحدة. أسعار الطرازات موجودة في صفحات المتجر؛ وبيانات WhatsApp والهاتف موجودة في صفحة الاتصال.

الأسئلة الشائعة

هل يمكنني تركيب محرك 3000 دورة/دقيقة بدلًا من محرك 1500 دورة/دقيقة في نظام إدارة بمخفض سرعة؟

إذا لم تتغيّر نسبة المخفض فإن الآلة تدور بضعف السرعة وينخفض عزم الخرج إلى النصف. كما قد تُتجاوز سرعة الدخل التي يسمح بها المخفض. حافظوا على فئة السرعة نفسها للمحرك القديم.

شفة المحرك لا تناسب مخفض السرعة؛ ماذا أفعل؟

أرسلوا إلينا قطر التمركز في شفة دخل المخفض، ودائرة الثقوب، ومقاس العمود والخابور. ونحدد معًا المحرك ذا الشفة B5 أو B14 المناسب لحجم الهيكل وفق هذه المقاسات.

لماذا يُختار المحرك أقوى في مخفض السرعة الحلزوني الدودي؟

يسبب احتكاك الانزلاق بين اللولب والترس، خاصة عند النسب العالية، فقدانًا أكبر للقدرة مقارنة بمخفضات التروس. ويجب أخذ هذا الفاقد في الحساب وفق الكفاءة التي يعطيها مصنّع المخفض.

هل يمكنني تشغيل المحرك ذي مخفض السرعة بعاكس التردد؟

نعم، سلاسلنا ثلاثية الطور مناسبة لضبط السرعة بعاكس التردد. وإذا كان هناك تشغيل طويل بحمل كامل عند سرعة منخفضة أو كابل محرك طويل، فاذكروا الحاجة إلى التبريد والمرشح عند الطلب.