مقدمة:
تخيل انه طلب منك اختيار محرك لتطبيق معين وطلب منك وضع المواصفات الفنية له فماذا ستفعل؟ هنا لا تصلح التجربة فيجب ان تعى جيدا كل ما يتعلق بمواصفات المحرك. ولهذا ففى هذه المقالة استعرض هذا الموضوع على هيئة نقاط يجب الاهتمام بها
1- ما هو نوع المحرك المطلوب قفص سنجابى Cage ام ذو حلقات انزلاق Slipring :
الحقيقة ان اختيار هذا ام ذاك يتعلق بنوع الحمل المطلوب ادارته و طريقة بدء الدوران و معدل تشغيل الحمل duty ومصدر الجهد. ومن والوجهة الاقتصادية والصيانة يكون محرك القفص السنجابى cage هو الافضل. وعموما يمكن معرفة اسس اختيار محرك slipring من النقاط التالية
أ. اذا كان التطبيق application يحتاج عزم بدء عالى مع تيار بدء منخفض
ب. اذا كان طبيعة التطبيق تحتاج الى زمن تسارع كبير لكبر قيمة عزم القصور الذاتى للحمل.
ج. عندما تكون طبيعة التشغيل تشمل على تشغييل متكرر كاحمال الاوناش مثلا
اريد ان اضيف ان ما سبق ذكره من نقاط هى بصورة عامة فمثلا محرك القفص السنجابلى ايضا يمنه ادار احمال ذات عزم قصور ذاتى كبير ولكن اذا لم يكن الحمل متكرر التشغيل والايقاف.
اما من الوجهه الاقتصادية فان محرك cage يكون اوفر. اما اذا استخدم Slipring فانه بالاضافة الى سعر الشراء العالى فان تكاليف تشغيله اعلى ايضا لان التحكم فى تشغيله يتم عن طريق مقاومات خارجية تستهلك طاقة غير مستفاد منها.
2- محرك Slipring:
الاستخدام الاساسى لهذا المحرك هو الحصول على عزم بدء عالى مع تيار منخفض وذلك بواسطة تركيب مقاومات خارجية فى دائرة rotor. وهذه الميزة تجعل هذه المحركات مثالية فى الاحمال الميكانيكية ذات قيم عزم القصور الذاتى العالية والتى بطبيعة الحال تحتاج الى زمن كبير مسبيا للتسارع من السكون الى السرعة اامقننة rated. وتستخدم هذه المحركات ايضا فى التطبيقات التى من طبيعتها التشغيل والايقاف المستمر وعكس الحركة فوجود المقاومات الخارجية على دائرة rotor يحد كثيرا من التيار الى قيم امنة ومناسبة للتشغيل. ويظهر شكل رقم 1 طريقة توصيل المقاومات الخارجية والشكل رقم 2 يوضح تاثير قيمة المقاومات على منحنى اداء المحرك.
بزيادة قيمة المقاومات يزداد عزم البداية للمحرك ويقل التيار حتى نحصل على افصى عزم ممكن من المحرك. وهنا يجب ان ناخذ حذرنا فانه بزيادة المقاومات عن الحد الذى يعطى اقصى عزم يبدا عزم البداية فى الانخفاض.
3- جسم المحرك ودرجة الحماية Degree of Protection
درجة الحماية يعبر عنها بالكود IPxx حيث ان المحركات القياسية درجة الحماية لها تحدد كالاتى:
IP 44 , IP 45 , IP 46 , IP 54 , IP 55, IP 56
ولكل رقم مدلول كالاتى:
مجموعة 1 : حماية من الاجسام الغريبة الاكبر من 12 مم
IP 20 : لايوجد حماية ضد الماء
IP 21 : لا يتاثر اذا تساقطت عليه قطرات الماء عموديا (IP 21)
IP 22 : لا يتأثر اذا تساقطت عليه قطرات الماء بزاوية من 15 الى عموديا
المجموعة الثانية: : حماية من الاجسام الغريبة الاكبر من 1 مم
IP 44 : لا يتاثر برزاز المياه من اى اتجاه
IP 45 : لا يتاثر بالمياه اذا تم توجيهها اليه مباشرة من خلال فتحات تسريب مثلا من اى اتجاه
IP 46 : لا يتاثر اذا تم تعرضه لكمية كبيرة من المياه مثلا فى المحركات على ظهر السفن
المجموعة الثالثة: حماية ضد الغبار Dust
IP 54: لا يتاثر برزاز المياه من اى اتجاه
IP 55: لا يتاثر بالمياه اذا تم توجيهها اليه مباشرة من خلال فتحات تسريب مثلا من اى اتجاه
IP 56: لا يتاثر اذا تم تعرضه لكمية كبيرة من المياه مثلا فى المحركات على ظهر السفن
4- طريقة تبريد المحرك
عادة ما تركب مروحة تبريد على نفس عمود محور دوران المحرك من الخلف. ويمكن تلخيص اكواد التبريد كما يلى:
IC 01 : التبريد يتم بدخول الهواء الى المحرك والخروج منه ثانية
IC 01 41 : يحتوى على دائرتى تبريد خارجية على الهيكل الخارجى للمحرك وفتحات تبريد داخلية
41 IC 00 : لا يحتوى على مروحة تبريد والتبريد يتم من خلال فتحات داخلية
IC 01 61 : يحتوى على دائرتى تبريد معزولتين عن بعضهما البعض احداهما بواسطة مبادل حرارى مثبت فوق المحرك والاخرى داخل المحرك ويتبادلان الحرارة بينهما.
5- البيئة المحيطة
المواصفات القياسية تحدد ان اقصى حرارة للهواء المحيط ب 40 درجة مئوية واقصى ارتفاع يستخدم فيه المحرك هو 1000 متر فوق سطح البحر واقصى رطوبة هى 95% . وهناك جداول خاصة تحدد خواص عزل المحرك المطلوب تبعا للعوامل السالف ذكرها. على سبيل المثال اذا كان لدينا محرك سوف يعمل فى درجة هواء محيط قيمتة حوالى 45 درجة مئوية ودرجة عزل المحرك (B)
يمكننا تحميله حتى 96.6% من حمله المقنن... وهكذا
6- الرطوبة النسبية:
يجب اخذها فى الاعتبار حيث تؤثر قيمتها على اختيار استخدام سخانات motor heaters
7- مكان التشغيل :
حيث يؤثر عللى اختيارات عديدة للمحرك. ويمكن تلخيص كثير مما سبق كالتالى:
أ- مكان مغلق نظيف نستعمل IP 22
ب- مكان غير مغلق نستعمل IP 44
ت- مكان مغلق غير نظيف IP 44/54
ث- مكان يتعرض لرزاز مياه IP 46
ج- مكان يتعرض لمياه كتيرة IP 46
ح- مكان به كيماويات IP 44
خ- مكان به صناعات حديدية او مناجم IP 44 / 54
8- درجات عزل المحرك
تصنف درجات عزل ملفات المحرك تبعا لاقصى درجة حرارة للتشغيل المتواصل. فكل درجة عزل يقابلها درجة حرارة مناسبة لهذا العزل
9-طريقة دخول الكابلات للمحرك:
يحدد كمان تركيب المحرك ومسار الكابلات المغذية له المكان المناسب لاختيار مكان فتحة الدخول فى علبة تجميع المحرك Terminal Box . تحدد الاشكال من 5 الى 8 الاماكن المختلفة فى دخول كابلات المحركات.
10- اتجاه الدوران:
اتجاه دوران المحرك تم الاتفاق عليه قياسيا بانه فى اتجاه عقارب الساعة اذا نظرنا من ناحية عمود الدوران. واذا اردنا عكس اتجاه دوران المحرك فهناك حالتين اولاهما اذا كان للمحرك 6 اطراف يتم التبديل كما هو موضح بشكل رقم 9. اما اذا كان للمحرك 3 اطراف يتم التبديل كما هو موضح بشكل رقم 10
11- طريقة بدء الحركة:
ثؤثر طريقة بدء الحركة فى اختيار المحرك ولذلك سنلقى الضوء على الطرق الشائعة:
1- البدء المباشر:
نضع الجهد الكلى مباشرة على اطراف المحرك ويكون تيار البدء عالى جدا من 2 الى 6 اضعاف التيار المقنن للمحرك مكا هو موضح فى شكل 11 و 12. ويسبب هذا التيار مفاقيد نحاسية بحوالى 36 ضعف المفاقيد العادية. ولهذا يجب الحرص عند اختيار هذا المحرك لهذا النوع من التشغيل.
2- توصيلة نجمة / دلتا:
فى هذا النوع يجب ان يخرج من المحرك 6 اطراف وباستخدام هذه الطريقة يقل تيار البدء الى الثلث بالمقارنة بتيار الطريقة المباشرة.
ويوضح شكل رقم 13 منحنى التيار لهذه الطريقة بالمقارنة بالطريقة المباشرة
ويجب الانتباه ان عزم بدء المحرك سيقل باستخدام هذه الطريقة ولذلك يجب ان نضمن ان عزم بدء المحرك اذا بدا بتويصيله نجمة يكون اعلى من عزم الحمل المطلوب كما هو موضح بشكل رقم
3- البدء بمحول نفسى Auto-Transformer :
يستخدم لخفض الجهد عند البداية ونستطيع الحصول على جهود متدرجة منه للتحكم فى كلا من عزم وتيار البدء. وعادة ما يكون تدرج الجهد فيه من 50% الى 100% على خطوات ثابتة شكل رقم 15. وجدير بالذكر ان تيار وعزم البدء ينخفضان بانخفاض الجهد بنسبة تربيعية للانخفاض الجهد. ويوضح شكل 16 تاثير خفض الجهد على تيار وعزم المحرك.
12- طبيعة التشغيل DUTY
Duty هى حسابات قيمة الحمل ومدة تعرض المحرك لهذا الحمل. ولحسابات duty يلزم معرفة الاتى:
- قيمة عزم القصور الذاتى للحمل
- عدد مرات بدء المحرك فى الساعة
- قيمة الحمل
- زمن تأثير الحمل
- عدد مرات توقف المحرك فى الساعة
- طريقة فرملة المحرك (ميكانيكية – كهربية)
وتعرف Duty Cycle بواسطة Sx كالاتى:
S1 : تشغيل مستمر مع حمل ثابت كما هو موضح بشكل رقم
S2 : تشغيل لفترة محددة مع حمل ثابت وبعد ايقاف المحرك يجب ان تنخفض درجة حرارته الى حرارة الجو المحيط ثم يمكن بدءه ثانية. وياتى بعد S2 الزمن الازم للتوقف شكل رقم
S3 : تشغيل متقطع وفترة التوقف زمنها قليل وتلزم لازالة مغنطة المحرك فقط وليس للتبريد. وياتى بعد S3 معامل التشغيل S3 -35
ومن الشكل يمكن حسابه كالاتى
معامل التشغيل = N/(N+R) ( نسبة مئوية)
حيث N : زمن وجود الحمل
R : زمن عدم وجود الحمل
S4 : تشغيل متكرر يحتوى على ثلاث قترات ( بداية starting – تشغيل بحمل ثابت – فترة توقف ازالة مغنطة).
ويمكن حساب معامل التشغيل كالاتى:
معامل التشغيل : (D+N)/(D+N+R)
S5 : تشغيل متكرر يحتوى على (بدء حركة – تشغيل مع حمل ثابت –فرملة – توقف لفترة زمنية)
يحسب معامل التشغيل كالاتى:
معامل التشغيل = (D+N+F) / (D+N+F+R)
وتوضع النسبة المئوية بعد قيمة S5 مثلا S5 – 40 اى النسبة 40%
S6 : تشغيل متكرر مستمر بدون توقف يحتوى على فترة يعمل فى وجود حمل والاخرى يعمل بدون حمل
معامل التشغيل = ( N ) / ( N+V )
* تعليق ختامى:
فى النهاية اود ان اقول ان هناك عوامل اخرى متعددة مثل سرعة المحرك المناسبة وهل سيستخدم مغير سرعة وما هو حجم جسم المحرك المناسب وغيرها من الاشياء
منقوووول
رد مع اقتباس
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة مرتضى التركي
