دليل المحرك الكهربائي الحالي المباشر: الاختيار والمواصفات وقرارات التعديل التحديثي

400 كيلو واط محرك كهربائي يعمل بالتيار المباشر على الطرف الرطب لآلة الورق يحافظ على السرعة في حدود 0.1% عبر نطاق 20:1، لأن جهد عضو الإنتاج يضبط السرعة بينما يضبط تيار المجال عزم الدوران. هذا الانقسام هو السبب وراء استمرار طلب آلات التيار المستمر لعمليات الترجيع والرافعات والبثق وحوامل المطاحن العكسية، على الرغم من أن محركات التيار المتردد ذات التردد المتغير تفوز تقريبًا بكل مشروع جديد. السؤال الضيق الذي تواجهه معظم المصانع مختلف: هل لا يزال محرك التيار المستمر هو الإجابة الصحيحة لآلة معينة مدفوعة، وما الذي تنتمي إليه المواصفات للحفاظ على تشغيله لمدة خمسة عشر عامًا أخرى؟

تهيمن رسوم التحديث على هذه النهاية من السوق. عندما يتم تحديد أبعاد الإطار والاقتران وعلبة التروس والأساس حول جهاز يعمل بالتيار المستمر، فإن التبديل في محرك التيار المتردد بالإضافة إلى محرك الأقراص يعني عادةً إعادة تشكيل الواجهة الميكانيكية وإعادة توجيه حوامل الكابلات وإعادة التحقق من صحة نموذج عزم الدوران في عملية لا يمكنها تحمل انقطاع طويل. غالبًا ما يكون الحفاظ على المحرك الحالي واستبدال المحول والإمداد الميداني وجهاز التغذية المرتدة هو الطريق الأقصر للعودة إلى الإنتاج.

يغطي باقي هذا الدليل ماهية محرك التيار المستمر، وأين لا يزال يتفوق على محرك التيار المتردد، وما هي الأرقام التي تحدد المواصفات، وكيف تفشل هذه الآلات، وكيفية شراء واحدة دون وراثة مشاكل مصنع آخر.

ما هو المحرك الكهربائي ذو التيار المباشر في الواقع؟

المحرك الكهربائي ذو التيار المباشر عبارة عن آلة دوارة تقوم بتحويل الطاقة الكهربائية DC إلى عزم دوران ميكانيكي عن طريق تغذية التيار من خلال مبدل التيار وفرشاة مثبتة في ملف عضو الإنتاج بينما يقوم ملف المجال المزود بشكل منفصل بإنشاء التدفق المغناطيسي. يتناسب عزم الدوران مع تيار عضو الإنتاج مضروبًا في تدفق المجال. ترتفع السرعة مع جهد عضو الإنتاج وتنخفض مع زيادة تدفق المجال. ونظرًا لأن هذين المتغيرين يأتيان من مصادر طاقة مستقلة، فإن الماكينة توفر عزم الدوران المقدر عند التوقف التام وتحتفظ بالسرعة المحددة بدون نموذج الدوار.

خمس جمعيات تحمل كل ما يهم في الخدمة:

• أعمدة الإطار والمجال، التي تحمل التدفق الرئيسي، وفي الإطارات الأكبر حجمًا، يوجد ملف تعويضي يلغي تفاعل عضو الإنتاج تحت وجه القطب.
• أقطاب داخلية، موصلة على التوالي مع عضو الإنتاج، والتي تعمل على عكس التيار في الملف أثناء مرورها بالفرشاة وتحافظ على عملية التبديل خالية من الشرر.
• المحرك الرقائقي، الذي يحول لفه التيار إلى عزم الدوران.
• العاكس ومعدات الفرشاة، الأجزاء الوحيدة التي تتآكل أثناء الخدمة العادية.
• دائرة التبريد، عادة ما تكون IC06 ذات تهوية منفصلة أو IC17 هواء-هواء على الإطارات الكبيرة، وIC411 على الإطارات الأصغر.

تحتاج الآلات المثارة بشكل منفصل إلى مصدر حقل قوي: تيار المجال الذي يتدلى أثناء انخفاض جهد المحطة يغير التدفق، ويغير السرعة، ويمكن أن يدفع حافة الفرشاة إلى الشرارة خلال بضع دورات. إن أجهزة الإثارة الثابتة التي تحافظ على ثبات تيار المجال في ظل تباين العرض هي ما يحافظ على إمكانية التنبؤ بالتخفيف واستقرار السرعة على مدار عمر الخدمة الطويل.

خزائن الإثارة المخصصة والقياسية للتحكم في المحركات تعمل خزانات الإثارة القابلة للتخصيص على تنظيم تيار المجال للحفاظ على التدفق المستقر والسرعة والتبديل لأنظمة المحركات المثارة بشكل منفصل. عرض المنتج →

حيث لا يزال المحرك الكهربائي ذو التيار المباشر يتفوق على محرك التيار المتردد

يعد محرك التيار المستمر هو الخيار الأفضل في أربع حالات محددة: يلزم عزم الدوران الكامل عند السرعة صفر، ويكون نطاق عزم الدوران الثابت أوسع من 10:1، ويجب الحفاظ على الواجهة الميكانيكية الحالية حتى مجرى مفتاح العمود، أو يحتاج الحمل إلى عزم دوران انفصالي عالي جدًا بدون علبة تروس. خارج هذه الحالات، يكون المحرك التحريضي المزود بمحرك يتم التحكم فيه عن طريق المتجهات أرخص في الشراء، وأرخص في الصيانة، وأكثر كفاءة في التشغيل.

على أرضية المتجر، تتبع واجبات DC التي تبقى على قيد الحياة نمطًا يمكن التنبؤ به:

لم يتم اختيار أي من هذه الواجبات من أجل الكفاءة. ويتم اختيارها لأن الماكينة التي يتم تشغيلها أو نافذة العملية أو ميزانية الانقطاع لا تترك وسيلة أرخص للحفاظ على نفس الأداء.

الأرقام التي تحدد مواصفات محرك التيار المستمر

تحدد خمس قيم معظم مواصفات محرك التيار المستمر: جهد المحرك، جهد المجال، السرعة الأساسية، السرعة القصوى، وعزم الدوران المطلوب عند السرعة صفر. التبريد، وفئة العزل، وتصنيف العلبة، ونوع التغذية الراجعة، كلها تتبع دورة العمل والبيئة المحيطة بالجهاز.

عادةً ما يتم تثبيت جهد المحرك بواسطة المحول الذي سيغذي المحرك، لذا فهو القيد الأول الذي يجب تأكيده وليس الأخير. التموج مهم بقدر ما يهم القيمة الاسمية: التموج العالي من محول الحمل الخفيف يرفع تسخين عضو الإنتاج ويقصر عمر فيلم العاكس، وهذا هو السبب في تحديد دورة العمل وتصنيف المحول معًا.

هذه النقاط حقيقية، لكنها نادراً ما تقرر المشروع بنفسها. يؤدي التعديل التحديثي الذي يعيد استخدام المحرك الحالي إلى تجنب الأعمال الميكانيكية ووقت التشغيل ومخاطر العملية؛ يتم استرداد عقوبة الطاقة فقط عبر سنوات من التشغيل المستمر. عندما تعمل الآلة 8000 ساعة في السنة، فإن التغييرات الحسابية وحساب دورة الحياة الكاملة ينتمي إلى حالة العمل.

كيف يفشل محرك التيار المستمر وما هي تكلفته؟

نادرًا ما تموت آلة التيار المستمر عند لفها؛ يموت في العاكس. يعتبر تآكل الفرشاة، وانهيار الفيلم، والإثارة، والفلاش الكهربائي من أكثر حالات التوقف غير المخطط لها لمحرك التيار المستمر، وكل منها يتطور ببطء بما يكفي ليتم اكتشافه من خلال الفحص المجدول.

• انهيار فيلم العاكس. تعمل درجة الفرشاة الخاطئة أو الرطوبة المنخفضة أو هواء التبريد الملوث على إزالة طبقة الأكسيد، ويحدث الشرر في غضون أسابيع.
• ارتداء الفرشاة والثرثرة. يؤدي فقدان ضغط الزنبرك أو العاكس البيضاوي أو اهتزاز الماكينة إلى تسريع التآكل وترك مسارات غير متساوية للفرشاة.
• ومضة ضوئية. يحدث الحمل الزائد المفاجئ أو فقدان المجال عبر أذرع الفرشاة وينتهي عادةً بتحريك عاكس التيار في الموقع أو في ورشة العمل.
• الإنتربول وتعويض أخطاء اللف. يظهر الاتصال غير المحكم أو المنعطف القصير على شكل شرارة شديدة تحت الحمل وليس عند عدم التحميل.
• شيخوخة العزل. واجب دوري ودورة حرارية عزل حديد التسليح الهش قبل وقت طويل من شكوى المحامل.
• تلوث. يهاجم غبار الكربون ورذاذ الزيت والرطوبة الموجودة في هواء التبريد كلا من العزل والأغشية، ويصبح غبار الكربون الموجود على الورق أو خطوط الطعام مشكلة في جودة المنتج.

وهذا أيضًا هو السبب في أن إعادة البناء هي إجابة مشروعة. إن إعادة لف أجزاء المحرك DC، وكشطها وإعادة ربطها، ثم إعادة تركيب معدات الفرشاة على الرسومات الأصلية، غالبًا ما تكلف جزءًا صغيرًا من المحرك الجديد وتحافظ على الواجهة الميكانيكية دون تغيير. يعتمد القرار على حالة رافعات المبدل وعلى ما إذا كان اللب والعمود الأصليان لا يزالان في حدود التسامح.

كيفية تحديد ومصدر محرك التيار المستمر دون التعرض للحرق

ابدأ من الآلة التي يتم تشغيلها، وليس من اللوحة القديمة. إن البديل الذي يتطابق مع لوحة الاسم ولكنه يتجاهل أداة التوصيل ودورة العمل والظروف المحيطة هو النوع الأكثر تكلفة من الحلول الصحيحة.

1. قم بتسجيل الواجهة الميكانيكية: قطر العمود وامتداده، ومجرى المفتاح، ونمط الحافة أو القدم، والارتفاع المركزي، وأي فرامل أو تاكو مثبت على الطرف غير المتصل بالمحرك.
2. اكتب دورة العمل: مستمرة أو متقطعة، تبدأ في الساعة، دورات عكسية، درجة الحرارة المحيطة، الارتفاع، ومدة تشغيل الآلة تحت السرعة الأساسية.
3. قم بإصلاح الغلاف الكهربائي قبل طلب الأسعار: جهد عضو الإنتاج المتوفر من المحول، جهد المجال، نوع جهاز التغذية المرتدة، وما إذا كان سيتم الاحتفاظ بالمحول أو استبداله.
4. قم بتعيين متطلبات الحرارة والحماية: فئة العزل F مع ارتفاع الفئة B كحد أدنى، وتصنيف IP مطابق للغبار والغسل، وسخانات الفضاء، وRTDs ورحلة درجة حرارة متعرجة.
5. قم بالموافقة على حزمة قطع الغيار والوثائق: درجة الفرشاة ومجموعة الفرشاة، والينابيع، والحاملات، وإجراءات خدمة العاكس، وتقرير اختبار المصنع ورسم الأبعاد.

يضيف واجب المنطقة الخطرة طبقة أخرى. عادةً ما يتم توفير ماكينة التيار المستمر المزودة بمعدات فرشاة في منطقة المنطقة 1 في حاوية مقاومة للاشتعال، ويجب أن يغطي نطاق الاعتماد الصندوق الطرفي وسخانات الفضاء والتاكو بالإضافة إلى المحرك نفسه. يؤدي شراء المحرك والإمدادات الميدانية ومعدات التشغيل كحزمة متطابقة إلى إزالة معظم مخاطر التكامل؛ تقوم شركة Shanghai Pinxing Explosion-proof Motor Co., Ltd. ببناء مجموعات من المحركات ذات الجهد العالي والجهد المنخفض والمقاومة للانفجار، بالإضافة إلى أجهزة التيار المستمر وأجهزة التحكم من حولها، كما أن منشآت المشروع الموثقة أظهر ما تواجهه المعدات في مصانع الفحم والبتروكيماويات والمعادن.

نادراً ما تتوقف التعديلات التحديثية عند المحرك. إذا كان مصدر إمداد التحكم بالتيار المباشر في المصنع أقدم من محرك الأقراص الذي يغذيه، فإن استبدال أجهزة التوزيع في نفس الانقطاع يمنع إيقاف التشغيل مرة أخرى في وقت لاحق من نفس العام.

لوحات طاقة DC مخصصة لبدء تشغيل المحرك والتحكم فيه لوحات طاقة التيار المستمر لبدء تشغيل المحرك والتحكم فيه، تكون ذات صلة عندما تتطلب التعديلات التحديثية استبدال أجهزة توزيع إمداد التحكم بالتيار المستمر القديمة. عرض المنتج →

الأسئلة المتداولة حول المحركات الكهربائية ذات التيار المباشر

ما هو استخدام المحرك الكهربائي ذو التيار المباشر؟

إنه يدفع الأحمال التي تحتاج إلى عزم دوران كامل عند سرعة صفر أو نطاق عزم دوران ثابت واسع للغاية: حاملات المطاحن العكسية، وأقسام آلات الورق، ورافعات المناجم، وأجهزة البثق، ورافعات الرافعات، ومحركات المغناطيس الدائم الصغيرة في المعدات التي تعمل بالبطارية.

هل محرك DC أفضل من محرك AC مع VFD؟

بالنسبة للمنشآت الجديدة، لا. يعد محرك التيار المتردد المزود بمحرك متجه أكثر كفاءة ولا يحتاج إلى صيانة للفرشاة. بالنسبة لآلة التيار المستمر الموجودة داخل واجهة ميكانيكية ثابتة، غالبًا ما يكون الحفاظ على محرك التيار المستمر أسرع وأرخص من إعادة تشكيل مجموعة القيادة.

كم من الوقت يستمر محرك DC؟

يعد خمسة عشر عامًا أو أكثر أمرًا طبيعيًا مع فحص الفرشاة المجدول وفحوصات الأفلام والقشط الدوري للمبدل. العامل المحدد عادة هو حالة العاكس والعزل، وعدم تحمل الحياة.

هل يمكن استخدام محرك DC في منطقة خطرة؟

نعم، عادةً في حاوية مقاومة للاشتعال مزودة بمعدات فرشاة معتمدة وصندوق طرفي وملحقات. يجب أن يغطي نطاق الاعتماد كل مكون يضاف إلى الجهاز، بما في ذلك سخانات الفضاء وأجهزة التغذية المرتدة للسرعة.