ما هو تردد ضاغط الهواء ذو المضخة اللولبية؟

توضيح المفهوم: ضاغط الهواء اللولبي وتردد التشغيل

في المجال الصناعي، يُقصد عادةً بـ«ضاغط الهواء ذو المضخة اللولبية» ما يليضاغط الهواء اللولبي. تقوم هذه الأجهزة بضغط الغاز من خلال تزاوج الدوّار اللولبي. وعند مناقشة «التردد» الخاص بها، يُشار أساسًا إلى مفهومين: الأول هو محرك القيادةتردد مدخل الطاقةثانياً، في تقنيات التردد المتغير الحديثةالتحكم في تردد التشغيل.

تشغيل بتردد التيار الكهربائي: تردد الشبكة الكهربائية القياسي

بالنسبة لضواغط الهواء اللولبية التقليدية ذات التردد الثابت (التردد الصناعي)، يعتمد ترددها التشغيلي بشكل مباشر على معايير شبكة الكهرباء في المنطقة التي تعمل فيها. إذ يظل سرعة دوران المحرك متزامنة تمامًا مع تردد مصدر الطاقة، ولا يمكن تعديلها ذاتيًا.

• 50Hz معيارفي الصين ومعظم الدول الأوروبية والآسيوية، يبلغ التردد القياسي لشبكات الكهرباء الصناعية 50Hz عند هذه الترددات، يبلغ السرعة التزامنية الشائعة للمحركات رباعية الأقطاب عادةً 1500 دورة في الدقيقة، بينما تتراوح السرعة الاسمية الفعلية عادةً بين 1450 و1480 دورة في الدقيقة.
• 60Hz معيار: في أمريكا الشمالية وبعض المناطق الأخرى، يبلغ التردد القياسي لشبكة الكهرباء 60Hz. في هذه اللحظة، تبلغ السرعة التزامنية للمحرك 1800 دورة في الدقيقة، وترتفع السرعة الاسمية الفعلية تبعًا لذلك، كما أن كمية التدفق الخارجي ستكون أعلى من 50Hz زاد في البيئة.

تشغيل بتردد متغير: تردد تحكم قابل للضبط

من أجل مواكبة الطلب المتغير على الغاز وتحقيق كفاءة الطاقة، تُعتمد تقنية التحكم بالتردد بشكل واسع في ضواغط الهواء اللولبية الحديثة. إذ يعمل محول التردد على تعديل سرعة دوران المحرك بشكل متدرج من خلال تغيير تردد التيار الكهربائي المُزوَّد إلى المحرك.

• نطاق ضبط التردد: عادةً ما يمكن ضبط تردد تشغيل ضاغط الهواء العاكس في20Hz إلى 50Hz(أو 60 هرتز) ضمن نطاق تردد واسع قابل للضبط. تدعم بعض الطرازات عالية الأداء نطاقًا أوسع من الترددات.
• مطابقة سعة الشحنعند انخفاض كمية الهواء المطلوبة، يخفض نظام التحكم تردد التشغيل، مما يؤدي إلى انخفاض سرعة دوران المحرك وتناقص كمية الهواء الخارجة، وبالتالي تجنّب هدر الطاقة الناتج عن التشغيل دون حمل.
• التحكم بالضغط الثابتمن خلال المراقبة الفورية لضغط شبكة الأنابيب، يقوم محول التردد بضبط تردد الإخراج بشكل ديناميكي، مما يضمن أن يعمل ضاغط الهواء دائمًا عند نقطة التردد المثلى التي تلبي الطلب الحالي، مع الحفاظ على استقرار ضغط الإمداد بالهواء.

تأثير إعداد التردد على أداء الجهاز

يُعدّ تحديد وتثبيت التردد التشغيلي بشكل مناسب أمرًا بالغ الأهمية لطول عمر ضاغط الهواء وكفاءته في استهلاك الطاقة.

احتياطات التشغيل عند التردد المنخفضعندما تبقى الترددات في نطاق منخفض لفترة طويلة، ينخفض سرعة دوران المحرك بشكل كبير. وقد يؤدي ذلك إلى نقص في كمية الهواء المتدفق من مروحة التبريد المدمجة بالمحرك، مما يسبب ضعفاً في تبديد الحرارة؛ وفي الوقت نفسه، تنخفض سرعة دورة زيت التشحيم في وحدة الضاغط اللولبي، ما قد يؤثر على كفاءة التزييت والتبريد. لذلك، عادةً ما يُدرج نظام التحكم بتردد المحرك حدّاً أدنى للحماية من انخفاض التردد.

اعتبارات التشغيل عالي الترددعندما تقترب الترددات من الحد الأقصى أو تصل إليه (50 هرتز أو 60 هرتز)، يكون الجهاز يعمل بأقصى حمل. وفي هذه الحالة، يزداد التآكل الميكانيكي نسبيًا، كما تبلغ استهلاكات الطاقة ذروتها. ينبغي أن يضمن التصميم النظامي السليم أن يلبي التردد المُصنَّف للجهاز أقصى احتياجات المصنع من الغاز، وذلك لتفادي الخسائر الإضافية الناجمة عن التشغيل المستمر عند الحد الأقصى للتردد.