محرك كهربائي لمضخة طاردة مركزية

في المضخة الطاردة المركزية ذات السحب الطرفي تكون الدفّاعة هي التي تدفع الماء؛ لكن المحرك الكهربائي هو الذي يحدد عدد دورات الدفّاعة، والنقطة التي ستعمل عندها المضخة على منحناها، ومقدار التيار المسحوب من الشبكة عند الإقلاع. تشرح هذه الصفحة اختيار المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور الذي يشغّل المضخة الطاردة المركزية الأفقية وطريقة توصيله بالمضخة. وللجدول العام لأنواع المضخات يمكنكم مراجعة صفحتنا الرئيسية محركات المضخات الكهربائية.

قاعدة بوصلة أم مونوبلوك: ترتيبان للتوصيل

تتّحد المضخات الطاردة المركزية الأفقية مع المحرك بطريقتين مختلفتين. في الترتيب الأول تجلس المضخة والمحرك كلٌّ على حدة على الهيكل الفولاذي نفسه، ويُربط العمودان بوصلة مرنة. يكون المحرك بأرجل (B3)؛ وبما أن للمضخة جسم محامل خاصاً بها فإن الدفع المحوري للدفّاعة لا يقع على محامل المحرك.

الترتيب الثاني أحادي الكتلة: يُثبَّت الحلزون (غلاف المضخة) بالمسامير على شفة المحرك، وتجلس الدفّاعة مباشرة على عمود المحرك أو على امتداد قصير مركّب على العمود. وبما أنه لا توجد قاعدة ولا وصلة فإن المساحة تُوفَّر ويختفي عمل المحاذاة. في المقابل تتحمل محامل المحرك الدفع الهيدروليكي ووزن الدفّاعة؛ ويجب أن تتطابق الشفة وطرف العمود مع رسم الأبعاد لدى مصنّع المضخة. وفي هذا التوصيل يُستخدم هيكل B5 أو B35 بأرجل وشفة؛ والتفاصيل في صفحة المحركات ذات الشفة لدينا.

كيف يؤثر منحنى المضخة ونقطة التشغيل في المحرك؟

لكل مضخة طاردة مركزية منحنى مميز يبيّن ارتفاع الضخ مقابل التدفق عند سرعة ثابتة. كما ترسم أنابيب المنشأة وصماماتها وفرق المنسوب بين الخزانين منحنى النظام الخاص بها. والمكان الذي يتقاطع فيه المنحنيان هو نقطة التشغيل؛ وبقدر ما تضخ المضخة من ماء هناك يعطي المحرك القدرة.

في معظم المضخات ذات الدفّاعة الشعاعية ترتفع قدرة العمود مع زيادة التدفق. لذلك لا يُقيَّم المحرك وفق نقطة التصميم فقط، بل وفق أقصى نقطة يمينية قد تنزلق إليها المضخة فعلياً. فالمضخة التي تملأ خطاً فارغاً لأول مرة أو التي ينفجر أنبوبها تنزلق إلى نهاية المنحنى ويسحب المحرك تياراً زائداً. وإذا كانت كثافة السائل أعلى من الماء تزداد القدرة بالنسبة نفسها. إن خط القدرة في مجموعة منحنيات مصنّع المضخة هو أوثق معلومة لقدرة المحرك.

ضبط السرعة بدلاً من الخنق بالصمام

الطريقة القديمة لتقليل التدفق هي خنق الصمام في خط الدفع. فيشتد انحدار منحنى النظام وتضخ المضخة ماءً أقل؛ لكن جزءاً من الضغط الذي تولّده يتحول إلى حرارة في الصمام، وقد تبتعد المضخة عن نقطة أفضل كفاءة.

أما عند خفض السرعة بمحوّل التردد فإن منحنى المضخة نفسه ينخفض. ووفق قوانين التشابه يتناسب التدفق طردياً مع السرعة، ويتغير ارتفاع الضخ مع مربع السرعة، وقدرة العمود مع مكعب السرعة تقريباً. لذلك يُفضَّل التحكم في السرعة في الخطوط التي يتغير استهلاكها خلال اليوم. وفي الأنظمة ذات الارتفاع الساكن الكبير لا تستطيع المضخة إعطاء الماء إذا انخفضت السرعة تحت قيمة معيّنة؛ ويُحدَّد أدنى تردد في المشروع.

سلاسلنا ثلاثية الطور مناسبة للتحكم في السرعة بمحوّل التردد؛ وقد تلزم مروحة خارجية عند التشغيل بعزم كامل وسرعة منخفضة لفترة طويلة. وإذا كان الكابل بين المشغّل والمحرك طويلاً فيُنظر في مرشح dv/dt أو مرشح جيبي؛ أبلغونا بهذه الشروط عند الطلب. التفاصيل: المحركات الكهربائية المتوافقة مع الإنفرتر.

قطبان أم أربعة أقطاب؟

تُصمَّم دفّاعة المضخة لسرعة معيّنة؛ ويجب أن تتطابق سرعة المحرك مع السرعة المدونة على لوحة بيانات المضخة. على شبكة 50 Hz تنتمي المحركات ثنائية الأقطاب إلى فئة السرعة المتزامنة 3000 دورة/دقيقة، والمحركات رباعية الأقطاب إلى فئة 1500 دورة/دقيقة، وتدور أبطأ قليلاً تحت الحمل. فمثلاً في فئة 5.5 kW تبلغ السرعة الاسمية للنموذج 132S1-2 ‏2930 دورة/دقيقة، وللنموذج 132S-4 ‏1460 دورة/دقيقة. والعزم الاسمي للمحرك رباعي الأقطاب بالقدرة نفسها (36 Nm) يقارب ضعف عزم ثنائي الأقطاب (17.9 Nm).

تدوير المضخة بنصف السرعة يخفض التدفق إلى النصف تقريباً، وارتفاع الضخ إلى الربع. لذلك لا يمكن تركيب محرك رباعي الأقطاب مكان محرك اختير لمضخة ثنائية الأقطاب؛ أما العكس فيُجهد الدفّاعة والحشوة. وبحسب الاتجاه العام تعمل المضخات الصغيرة التي تتطلب ارتفاع ضخ عالياً بمحرك ثنائي الأقطاب، والمضخات ذات التدفق الكبير أو ظروف السحب الصعبة بمحرك رباعي الأقطاب. والقرار النهائي يعود إلى منحنى مصنّع المضخة.

NPSH وحصة السرعة في جانب السحب

يعبّر NPSH عن هامش الضغط اللازم لبقاء السائل في فوهة سحب المضخة دون أن يتبخر. فالقيمة التي توفرها المنشأة (NPSHa) تعتمد على ارتفاع السحب والفواقد في أنبوب السحب وحرارة السائل؛ أما القيمة التي تتطلبها المضخة (NPSHr) فتُعطى في مجموعة المنحنيات. وإذا لم تبقَ NPSHa أعلى من NPSHr بهامش كافٍ يبدأ التكهف: يُسمع داخل المضخة صوت كأن حصى يدور، وينخفض التدفق، ويتآكل سطح الدفّاعة.

المهم من ناحية المحرك أن NPSHr تزداد مع السرعة. فضخ التدفق نفسه بمضخة أصغر ثنائية الأقطاب قد يصعّب ظروف السحب.

محاذاة الوصلة والتشغيل الأول

في المضخات الموصولة بوصلة يجب أن يكون عمود المحرك وعمود المضخة على المحور نفسه توازياً وزاويةً. فالوصلة المرنة تتحمل الانحرافات الصغيرة لكنها لا تزيلها؛ والاهتزاز الناتج عن الانحراف يُبلي أولاً مطاط الوصلة، ثم المحامل والحشوة الميكانيكية. والقيم المسموح بها مذكورة في وثائق مصنّع الوصلة والمضخة.

• يجب أن تجلس أرجل المحرك الأربع كلها تماماً على القاعدة؛ ولا يُنتقل إلى المحاذاة بالمقياس أو بالليزر قبل إزالة الرِّجل التي يبقى تحتها فراغ (الرِّجل الرخوة) بالرقائق.
• يجب ألا تُحمَّل أنابيب السحب والدفع على المضخة بوزنها؛ فإجهاد الأنابيب يُفسد المحاذاة لاحقاً.
• في المضخات التي تضخ سائلاً ساخناً تُفحص المحاذاة مجدداً بعد بلوغ حرارة التشغيل.
• يُقارَن اتجاه الدوران بالسهم الموجود على الحلزون؛ فإن كان معكوساً يُبدَّل موضع طورين من أطوار التغذية. ولا تُشغَّل المضخة جافة.

المحرك في خطوط الماء الساخن والتدوير

تعمل مضخات التدوير في دوائر التدفئة المركزية وتسخين العمليات وماء التبريد شهوراً دون توقف؛ والعامل الحاسم هو حرارة اللف والمحامل في التشغيل المستمر. وإذا كان هواء تبريد المحرك في غرفة المرجل ساخناً فاذكروا ذلك عند الطلب.

تنتقل حرارة السائل الساخن نحو المحرك عبر الحلزون والعمود. في الترتيب بوصلة يكون هذا الأثر ضعيفاً لأن جسم محامل المضخة يقع بينهما؛ أما في الترتيب أحادي الكتلة فيتلقى الغطاء الأمامي للمحرك ومحمله حرارة أكبر. وفي غرف المضخات الرطبة التي تشهد توقفات موسمية قد يظهر تكاثف في اللف؛ وسخان منع التكاثف وحساس اللف PTC/PT100 خياران عند الطلب. كما ترشدكم صفحة محركات قطاع HVAC في تجهيزات المباني.

مطابقة المحرك حسب ترتيب المضخة

النماذج في الجدول أمثلة؛ والاختيار النهائي يتم وفق منحنى المضخة والسرعة المطلوبة وطريقة التركيب وظروف التشغيل. ويُؤكَّد مقاس الشفة والعمود عند الطلب.

ما يجب إبلاغنا به قبل الطلب

لكي نطابق المحرك الصحيح بسرعة اكتبوا لنا: نوع المضخة والآلة أو المنشأة الموصولة بها، والقدرة المطلوبة (kW)، والسرعة (دورة/دقيقة)، وجهد الشبكة، وطريقة التركيب (B3، B5، B35…) والعدد. وصورة لوحة بيانات المضخة ولوحة بيانات المحرك المفكوك هي أقصر طريق؛ وتشرح صفحة إرسال صورة لوحة البيانات كيفية ذلك.

جميع النماذج بهيكل الألمنيوم وحديد الزهر مدرجة بأسعارها في قسم شراء محرك كهربائي؛ والمحركات المسلَّمة من المخزون تُشحن من المستودع في تركيا. وللأسئلة الخاصة بالمشاريع يمكنكم التواصل معنا من صفحة اتصل بنا.

الأسئلة الشائعة

هل يمكن تركيب محرك قياسي على مضخة أحادية الكتلة؟

نعم إذا كانت الشفة وطرف العمود بالمقاس الذي تتطلبه المضخة. فبعض المضخات أحادية الكتلة تستخدم عموداً ممدداً أو مشغولاً خصيصاً؛ وفي هذه الحالة قد لا يكون العمود القياسي مناسباً. شاركوا رسم أبعاد المضخة أو لوحة بيانات المحرك القديم عند الطلب.

هل من الصحيح خفض تيار المحرك بخنق الصمام؟

ينخفض التيار لأن التدفق يقل؛ لكن كلما اقتربت المضخة من الطرف الأيسر للمنحنى قد تزداد السخونة والاهتزاز فيها، كما يضيع جزء من الضغط في الصمام. وإذا كان التدفق يتغير باستمرار خلال اليوم فإن التحكم في السرعة حل أنسب.

ماذا يحدث إذا وصلت محركاً بسرعة 1450 دورة/دقيقة بمضخة 2900 دورة/دقيقة؟

تعطي المضخة نحو نصف التدفق وربع ارتفاع الضخ؛ وفي معظم المنشآت لا يصل الماء إلى النقطة المطلوبة. اختاروا سرعة المحرك دائماً وفق لوحة بيانات المضخة.

هل يؤثر التكهف في المحرك أيضاً؟

لا يؤثر في اللف مباشرة، لكن الاهتزاز يصل إلى محامل المحرك عبر العمود والوصلة. وعند سماع صوت التكهف يجب فحص خط السحب وهامش NPSH؛ فتغيير المحرك لا يحل المشكلة.