الکتروموتور عمود نصب برج خنک کننده

الکتروموتور یکی از اجزای مهم برج خنک کننده است. این سیستم وظیفه انتقال قدرت به پروانه برج خنک کننده را بر عهده دارد و قطعه‌ی پروانه نیز جریان هوای درون برج خنک کننده را تأمین می‌کند. الکتروموتور برج خنک کننده در شرایط متفاوت جوی و محیطی مانند: باران، برف، گردوغبار کار می‌کند و باید بتواند در برابر این شرایط مقاومت بالایی داشته باشد. به همین سبب مسئله عایق‌بندی الکتروموتور از اهمیت خاصی برخوردار است. البته فرایند عایق‌بندی موتور الکتریکی باید به‌درستی صورت گیرد تا از ورود آب و رطوبت به داخل سیستم کولینگ جلوگیری شود.

الکتروموتور جریان مستقیم (DC)

الکتروموتورهای جریان مستقیم اولین نوع موتورهای الکتریکی هستند که مورد استقبال بسیاری قرار گرفته‌اند. اصطلاح موتور DC برای اشاره به هر ماشین الکتریکی دوار که انرژی الکتریکی جریان مستقیم را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند، استفاده می‌شود. الکتروموتور DC قطعه‌ای شگفت‌انگیز از تجهیزات الکتریکی است که زندگی ما را از بسیاری جهات متحول کرده است. بایستی بدانید که موتورهای جریان مستقیم می‌توانند از نظر اندازه و قدرت متفاوت باشند؛ از موتورهای کوچک در اسباب‌بازی‌ها و لوازم‌خانگی گرفته تا مکانیزم‌های بزرگی که وسایل نقلیه سنگین را به حرکت در می‌آورند، آسانسورها و بالابرها را می‌کشند و کارخانه‌های نورد فولادی را به جنبش می‌اندازند.

موتورهای جریان مستقیم شامل دو بخش کلیدی:

هستند. استاتور بخش ثابت موتور و محرک حرکت آرمیچر است. در یک الکتروموتور برج خنک کننده ، استاتور یک میدان مغناطیسی دوار را فراهم می‌کند تا آرمیچر را به چرخش سوق دهد. در این سیستم از مجموعه ثابتی آهنربا در استاتور و چند سیم‌پیچ استفاده می‌شود تا جریان مغناطیسی تولید نمایند. یک یا چند سیم‌پیچ عایق، دور هسته موتور پیچیده می‌شود تا میدان مغناطیسی را متمرکز کند. کموتاتور (کلید الکتریکی دوار) نیز کمک می‌کند تا جریان الکتریکی به سیم‌پیچ‌ها اعمال گردد. کموتاتورها این امکان را فراهم می‌کنند تا به هر سیم‌پیچ انرژی موردنیاز داده شود و یک نیروی چرخشی ثابت (گشتاور) ایجاد گردد.

سیم‌پیچ‌ها هنگامی‌که به ترتیب روشن و خاموش می‌شوند، یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد می‌شود که با میدان‌های مختلف آهن‌رباهای ثابت استاتور تعامل داشته باشد. نهایتاًَ طی این پروسه، گشتاور ایجاد کرده و باعث چرخش آن می‌شوند. کاربرد های موتور جریان مستقیم (DC) الکتروموتور برج خنک کننده جریان مستقیم در انواع مختلفی طراحی می‌شوند و به لطف همین تنوع، در کاربردهای متنوعی مورداستفاده قرار می‌گیرند. در بخش قبل برخی از کاربردهای این نوع سیستم معرفی شدند، اما به طور اجمالی می‌توان بیان نمود:

• در کاربردهای کوچک مثل ابزارها، اسباب‌بازی‌ها و وسایل خانگی مختلف مورداستفاده قرار می‌گیرند.
• مورد دیگر کاربردهای الکتروموتور DC به مصارف کوچک کارگاهی شامل نوار نقاله و صفحه گردان مربوط میشود.
• در کاربردهای بزرگ صنعتی، استفاده از موتورهای جریان مستقیم شامل کاربرد های ترمز و حرکت معکوس نیز می شود.
• حرکت فن در برخی از برج های خنک کننده نیز یکی دیگر از کاربردهای موتور الکتریکی جریان مستقیم است. اگر چه فن ها به طور صنعتی از موتورهای جریان متناوب (AC) استفاده می کنند، اما تعداد بسیاری از فن های سقفی به کمک الکتروموتورهای جریان مستقیم به حرکت در می آیند.
• استفاده از الکتروموتور برج خنک کننده جریان مستقیم برای حرکت فن در کولینگ‌تاورها بسیار مقرون‌به‌صرفه‌تر از موتور الکتریکی جریان متناوب است. از همین رو این سیستم‌ها از محبوبیت بسیار زیادی برخوردار هستند.
• می‌توان بیان داشت که تنها نقطه‌ضعف این سیستم‌ها در برج خنک کننده هزینه آن‌ها است. البته باتوجه‌به صرفه‌جویی در مصرف انرژی، این هزینه قابل‌جبران است.

مزایای الکتروموتور جریان مستقیم برج خنک کننده

• الکتروموتور برج خنک کننده جریان مستقیم بسیار دقیق و سریع عمل می کنند. اما عملکرد سریع این موتورها در برج های خنک کننده بزرگ ممکن است مشکلات بسیاری ایجاد نماید.
• سرعت الکتروموتور پکینگ برج خنک کننده با تغییر ولتاژ قابل‌کنترل است.
• به‌راحتی بر روی کولینگ‌تاور نصب می‌شوند.
• هنگام شروع به کار سیستم کولینگ، گشتاور بالایی را برای حرکت فن فراهم می آورد. (برای کاربرد هایی با توان بالا پیشنهاد نمی شوند؛ زیرا هرچه ظرفیت برج خنک کننده بیشتر باشد به گشتاور کمتری نیاز است).
• شروع، توقف، شتاب گیری و معکوس کردن به‌سرعت انجام می‌شود.
• این نوع سیستم می‌تواند قابل‌استفاده برای برج‌هایی با توان بالا نیز باشد. گرچه که باید به مسئلهٔ فرسودگی قطعات در گذر زمان نیز توجه داشت!

معایب الکتروموتور برج خنک کننده جریان مستقیم انواع الکتروموتور جریان مستقیم (DC)، البته که دارای چندین عیب کلی نیز می باشند:

• به دلیل استفاده از قطعات بسیار که ممکن است در گذر زمان فرسوده شوند و باتوجه‌به سرعت زیاد، باعث خسارات جبران‌ناپذیری می‌شوند. به همین جهت در توان‌های بالا کمتر مورداستفاده قرار می‌گیرند.
• از قطعات زیادی تشکیل شده‌اند که در صورت فرسودگی و ازکارافتادن، تعویض آن‌ها هزینه بر است.
• نیاز به سرویس و نگهداری در دوره‌های کوتاه‌مدت دارند.

جریان مغناطیسی دوم ممکن است توسط آهنرباهای دائمی، برجستگی رلوکتانس (دارای قطب‌های مغناطیسی بیرون‌زده) و یا سیم‌پیچ‌های الکتریکی ایجاد شود. موتورهای خطی جریان متناوب که کمتر مورداستفاده قرار می‌گیرند، بر اساس اصول مشابه موتورهای دوار عمل می‌نمایند. اما قسمت‌های ثابت و متحرک آن‌ها به‌صورت خط مستقیم چیده شده‌اند و به‌جای چرخش، حرکت خطی ایجاد می‌کنند. دو نوع اصلی موتورهای جریان متناوب، الکتروموتور برج خنک کننده القایی و سنکرون هستند. موتورهای القایی یا موتور الکتریکی ناهم‌زمان، برای القای جریان روتور در سیم‌پیچ روتور استفاده می‌شود. درحقیقت با کمک ایجاد یک تفاوت کوچک در سرعت بین میدان مغناطیسی چرخان استاتور و سرعت محور روتور، این عملیات از سوی الکتروموتور برج خنک کننده القایی صورت می‌پذیرد.

• الکتروموتورهای جریان متناوب با طراحی ساده ارائه می‌شوند.
• قیمت معقول‌تری نسبت به انواع دیگر موتورهای الکتریکی دارند.
• باتوجه‌به عایق‌بندی مناسب به سرویس کمتری نیاز دارند، به همین سبب هزینه‌های سرویس و نگه‌داری کمتری نسبت به موتورهای جریان مستقیم خواهند داشت.
• اتصال کامل به یک منبع تغذیه می‌یابند.
• نصب و راه‌اندازی آن‌ها در برج خنک کننده آسان است.
• سرعت آن‌ها قابل‌تنظیم و کنترل است.
• گشتاور موردنیاز متناسب با ظرفیت برج خنک کننده را تأمین می‌نمایند.
• گشتاور الکتروموتور قابل تنظیم است.
• عایق بندی مناسب و مقاوم در برابر آب، گرد و غبار و… دارند. چنانچه عایق‌بندی نامناسبی انجام شود، عملکرد فن و در نتیجه برج خنک کننده مختل می‌گردد.

اجزای الکتروموتور برج خنک کننده

به‌طورکلی هر الکتروموتور از سه بخش استاتور، روتور و محفظه تشکیل شده است: استاتور: شامل تعدادی آهنربا است که داخل یک سیم‌پیچ قرار می‌گیرند و یک جریان الکتریکی را برای حرکت روتور تأمین می‌نمایند. روتور: ایجاد جریان مکانیکی موردنیاز برای حرکت فن برج خنک کننده را تأمین می‌نماید. محفظه الکتروموتور: تمامی اجزای سیستم در آن قرار می‌گیرند. بر روی محفظه فین های بسیاری قرار گرفته است که باعث انتقال حرارت موتور به محیط اطراف و خنک‌سازی موتور می‌گردد.

انواع الکتروموتور برج خنک کننده

• الکتروموتور های برج خنک کننده تک فاز
• الکتروموتورهای سه فاز

الکتروموتور تک فاز

موتور الکتریکی تک‌فاز یک موتور دوار است که به کمک انرژی الکتریکی، انرژی مکانیکی تولید می‌کند. عوامل مختلفی از جمله مقدار تولید، مواد اولیه، ضخامت و تکنولوژی تولید، در قیمت پکینگ فیلمی مؤثر هستند . انرژی الکتریکی موردنیاز این موتور توسط منبع تغذیه تک‌فاز تأمین می‌گردد. این سیستم‌ها شامل دو نوع سیم‌کشی هستند:

• سیم کشی گرم و
• سیم کشی خنثی.

ذکر این نکته نیز الزامیست که: موتور الکتریکی تک‌فاز می‌تواند تا ۳ کیلووات توان تولید کند و تنها یک ولتاژ متناوب دارد. نکته دیگر اینکه الکتروموتور تک‌فاز در انواع مختلفی تولید می‌گردد که این تنوع در نحوه تولید گام دوم است.

الکتروموتورهای سه فاز

الکتروموتور سه‌فاز نوعی موتور جریان متناوب است و می‌توانند یک موتور القایی و یا یک موتور سنکرون باشند. این نوع موتورها در صنعت به‌صورت گسترده‌ای مورداستفاده قرار می‌گیرند. (موتور الکتریکی القایی به‌صورت تک‌فاز نیز طراحی می‌شود و فقط برای کاربردهای کوچک مورداستفاده هستند). الکتروموتور برج خنک کننده سه‌فاز معمولاً از نوع قفس سنجابی برای کولینگ‌تاورها استفاده شده و با توان‌های مختلفی تولید می‌شوند. نحوه اتصال الکتروموتور به فن برج خنک کننده اتصال الکتروموتور برج خنک کننده به فن می تواند به دو صورت:

• مستقیم (دایرکت درایو)
• یا به صورت غیر مستقیم به کمک سیستم کاهنده دور (تسمه پولی)

صورت می‌پذیرد. گیربکس و سیستم کاهنده دور رابطی بین موتور و فن برج خنک کننده توسط تسمه یا چرخ‌دنده قدرت موتور هستند. در برج‌های خنک کننده با ظرفیت‌های پایین موتور با دور پایین به‌صورت کوپل مستقیم به فن متصل می‌گردد، اما در برج‌های خنک کننده با ظرفیت‌های بالا، افزایش دور باعث صدمات بسیاری به فن، و دیگر قسمت‌های برج خنک کننده می‌گردد، برای حل این مشکلات از سیستم کاهش دور یا گیربکسی استفاده می‌شود.

نکات مهم الکتروموتور برج خنک کننده

معمولاً در فرایندهایی مورداستفاده قرار می‌گیرد که نیاز به دفع حرارت مازاد سیال وجود دارد. این سیستم‌ها در محیط‌های بسیار متفاوت و در دماهای مختلف (از منفی ۵۰ درجه سانتیگراد تا مثبت ۸۰ درجه سانتی‌گراد) نصب می‌شوند. آب، گردوغبار و نمک از جمله چالش‌های سختی هستند که انواع الکتروموتور برج خنک کننده باید قادر به تحمل آن باشند. هنگامی که موتورهای الکتریکی برای کار در برج خنک کننده آماده می‌شوند: اولویت اصلی این است که اطمینان حاصل شود که اجزای داخلی موتور خشک باقی بمانند. فرایند خنک‌سازی با کمک آب و تبخیر انجام می‌شود. درنتیجه آب اضافی حاصل از آن باید به طور مؤثری منحرف شود تا نتواند به الکتروموتورها نفوذ کند.

نمک، مواد شیمیایی، رطوبت و آلودگی تنها برخی از عواملی هستند که باعث تخریب اجسام فلزی می‌شوند. هنگامی که ماشین‌آلات در معرض شرایط کاری دشوار قرار می‌گیرند، معمولاً به پوشش خاصی نیاز دارند تا از خوردگی محافظت شوند. به‌عنوان‌مثال پمپی که در محیط مرطوب کارخانه قرار دارد، موتوری در بالای توربین بادی یا جرثقیلی است که بر روی عرشه دکل نفتی کار می‌کند. بسته به نوع برج خنک کننده، نصب الکتروموتور نیز می‌تواند یک چالش باشد. فن‌های محوری در بسیاری از موارد مورداستفاده قرار می‌گیرد که در آن موتور بایستی به‌صورت عمودی نصب گردد. گرچه صرف‌نظر از نحوه نصب، پایدار بودن و محافظت در برابر لرزش بسیار مهم است.

کلاس حفاظتی موتور الکتریکی :طبق استانداردهای جهانی، هر وسیله الکترونیکی باید سطح حفاظتی خود را در برابر نفوذ اجسام جامد و مایع اعلام نماید. برای الکتروموتورها نیز یک کلاس حفاظتی تعیین می‌گردد. بخش نخست آن IP به معنای «حفاظت در برابر نفوذ» و ۲ عدد پس از آن تعیین‌کننده میزان نفوذ جسم خارجی به دستگاه است. درواقع کلاس حفاظتی مربوط به مشخصات محفظه دستگاه و شرایط عملکرد محیطی است؛ و به مشخصات الکتریکی دستگاه مربوط نمی‌شود. کلاس حفاظتی برای کل سازه اعمال میشود و به پارامترهایی مانند:

• نوع فلز مورد استفاده
• ساختار سطح و
• فواصل نگهداری

بستگی دارد. برای تهیه الکتروموتور برج خنک کننده باید اطمینان حاصل کرد از کلاس حفاظتی صحیح سیستم متناسب با شرایط محیطی و کاری دستگاه برج خنک کننده. عموماً کلاس‌های حفاظتی بالاتر از IP55 برای الکتروموتور برج خنک کننده مناسب هستند و در برابر نفوذ گردوغبار و مایعات محافظت می‌شوند. حفاظت بیشتر را می‌توان با افزودن نوارهای حرارتی که با تراکم در موتورها مقابله می‌کنند، استفاده از حلقه‌ها و واشرهای مخصوص آب‌بندی توسعه‌یافته و محافظت سیم‌پیچ‌ها در برابر خوردگی به دست آورد.

نقش پروانه برج خنک کننده بر عملکرد الکتروموتور

پروانه بخش حیاتی هر فن است. طراحی پروانه از چندین پارامتر تشکیل شده است. به این معنی که می‌توان بر اساس زاویه تیغه، مشخصات تیغه و تعداد تیغه‌ها، پروانه‌ها را به‌صورت مشخص و متناسب با پروژه طراحی نمود. بسته به نوع پروانه، از پلی‌پروپیلن (احتمالاً با فایبرگلاس یا پلاستیک تقویت شده) یا آلومینیوم تولید می‌شوند. این ترکیبات تقریباً تضمین می‌کنند که پروانه همیشه به طور یک‌پارچه با فن همراه خواهد بود و عملکرد و راندمان کاری بهتری را ارائه خواهد کرد. نوع و جنس پروانه بر عملکرد الکتروموتور تأثیرگذار است و متناسب با هم طراحی و تأمین می‌گردند.