الحمل الزائد على محرك مطحنة الحبيبات: ستة أسباب وترتيب اختبار واحد

يفصل مرحل الحماية من الحمل الزائد، وتتوقف المطحنة، ويعيد المشغّل ضبطه، وبعد عشرين دقيقة يفصل مرة أخرى. وبحلول إعادة الضبط الثالثة يكون الحديث قد انتقل إلى المحرك — عمره، وملفاته، وما إذا كان المورد قد أرسل محركًا معيبًا.

عادةً ما يكون هذا المكان الخاطئ للبحث. في مطحنة الكريات ذات قالب الحلقة، يمثل المحرك الرئيسي آخر مكوّن في سلسلة تبدأ من رطوبة نشارة الخشب وتنتهي بالفجوة بين البكرات والقالب. وعندما تزداد هذه السلسلة حملًا، يبلّغ المحرك عن ذلك بسحب التيار، وفي النهاية بالفصل. أصلح المحرك وسيعود العطل. اقرأ الفصل بشكل صحيح وستجد السبب في غضون ساعة.

ابدأ بالتيار، لا بالقاطع

يحمل كل محرك تيار الحمل الكامل (FLA) على لوحة بياناته. وتُضبط حماية الحمل الزائد حول هذا الرقم، وليس حول ما تسحبه المطحنة في يوم جيد. ينشر أحد مصنّعي المطاحن الصينيين ممارسته الخاصة في الضبط بوصفها 105–110% من تيار الحمل الكامل، وهو نطاق معقول: مرتفع بما يكفي لتجاوز فترة رطبة في التغذية، ومنخفض بما يكفي لحماية الملف.

لذا قبل لمس أي شيء، سجّل أربعة أرقام: التيار في لحظة الفصل، ودرجة حرارة هيكل المحرك، وإعداد المغذي، ورطوبة الدفعة التي كانت قيد التشغيل. إذا كان تيار الفصل قريبًا من إعداد المرحل، فإن المطحنة كانت محمّلة بشكل زائد فعليًا والسبب في المنبع. أما إذا فصلت عند مستوى أقل بكثير من ذلك، فإن المرحل مضبوط بشكل خاطئ أو أن الحماية ترى عطلًا لا علاقة له بالحمل.

هذا التمييز وحده يوفر معظم التخمين. فالمطحنة التي تفصل عند 100% من تيار الحمل الكامل يُطلب منها أكثر مما تستطيع. أما المطحنة التي تفصل عند 60% من تيار الحمل الكامل فلديه ا مشكلة كهربائية أو ميكانيكية لا علاقة لها بمعدل التغذية.

السبب 1: تغذية رطبة جدًا

الماء مزيّت في القالب وحِمل على المحرك في الوقت نفسه، والتوازن ضيق. وتحدد Biomass Connect النطاق القابل للعمل عند رطوبة 10–15% لعملية التحبيب، مع تراجع المتانة والكثافة فوق ذلك.

ما يحدث فوق النطاق هو أمر ميكانيكي. يتبخر البخار في قناة الكبس، وتلطخ المادة بدلًا من أن تُقص، وتبدأ الثقوب بالانسداد، وترتفع المقاومة أسرع مما يمكن خفض المغذي. فيرتفع الأمبير، وتنخفض درجة حرارة القالب لأن طاقة الاحتكاك المتولدة أقل، وغالبًا ما يفعل المشغّل — وهو يراقب قالبًا باردًا — أسوأ شيء ممكن ويزيد التغذية.

الفحص هو قراءة الرطوبة عند مدخل المطحنة، لا عند مخرج المجفف. خذ عينة يدوية من المادة التي تدخل المغذي فعليًا، مرة كل ساعة خلال الموسم الرطب. المقياس عند مخرج المجفف يخبرك بما فعله المجفف؛ أما السير وحاوية التخزين المؤقت والنواتج المرتجعة فكلها تغيّرها قبل وصولها إلى القالب.

السبب 2: قالب مسدود أو متآكل أو غير مناسب

القالب المسدود جزئيًا هو الحمل الزائد البطيء الكلاسيكي. نصف الثقوب مسدودة بمادة متصلبة من تشغيل رطب سابق، لذا يجب أن تمر نفس الكمية عبر مساحة مفتوحة أصغر. يرتفع الأمبير، وينخفض الإنتاج، وتبدو الأعراض تمامًا كمحرك مُتعَب.

ينتج التآكل بصمة معاكسة ونفس النتيجة. الثقوب التي تآكلت لتصبح بيضاوية تسمح للمادة بالمرور بشكل غير متساوٍ، فتنبض الحمولة بدلًا من أن ترتفع، وتتراجع جودة الكريات. والقالب الذي أكمل حملته ليس قالبًا يعمل بتكلفة منخفضة.

ثم هناك خطأ المواصفات: قالب بطول ضغط لا يناسب مادة التغذية. قصير جدًا فتتفتت الكرية، فيضيّق المشغّل فجوة البكرة للتعويض، ويدفع المحرك الثمن. طويل جدًا فيُطلب من المطحنة دفع المادة عبر قناة لا تستطيع تفريغها عند معدل التغذية ذلك. قراءة نسبة الضغط بشكل صحيح تستحق ساعة قبل طلب القالب التالي.

السبب 3: فجوة البكرات وحالتها

تحدد الفجوة بين غلاف البكرة ووجه القالب مدى جهد المطحنة لكل طن. ضيقة جدًا فتقوم البكرات بعمل معدني-معدني؛ يبقى الأمبير مرتفعًا حتى دون تغذية، ويصقل وجه القالب حتى يصبح كالمرآة. فضفاضة جدًا فتنزلق البكرات: تدور المطحنة، ويبدو الأمبير سليمًا، ولا يخرج تقريبًا شيء، وهو ما يسيء المشغّلون قراءته غالبًا كأنه مشكلة تغذية ويستجيبون بفتح المغذي أكثر.

افحص الفجوة والقالب متوقف والبكرات حرة، وافحص أغلفة البكرات بحثًا عن الأخاديد في الوقت نفسه. فالغلاف المخدود يمسك بشكل غير متساوٍ وينتج الحمل المتموج الذي يفصل المرحلات في مطحنة تبدو سليمة على المؤشر معظم اليوم.

السبب 4: بدء تشغيل مطحنة ممتلئة بالفعل

من المفترض أن تبدأ مطحنة الحبيبات فارغة، مع إيقاف وحدة التغذية. عزم الفصل على قالب فارغ منخفض. أما بدء تشغيل المطحنة نفسها والقالب ممتلئ بعد انقطاع التيار الكهربائي، فيعني مطالبة المحرك بفصل كتلة من الكتلة الحيوية المضغوطة — وهو أقسى حمل سيواجهه على الإطلاق، وحمل لا صُمم أي منحنى حماية من الحمل الزائد لتحمّله بشكل متكرر.

هناك عادتان تمنعان حدوث ذلك. أولاً، القفل التبادلي: يجب ألا يبدأ المحرك الرئيسي إلا إذا كانت وحدة التغذية متوقفة والقالب خالياً، ويجب أن تتوقف وحدة التغذية فوراً عند فصل المحرك الرئيسي. ثانياً، روتين بدء التشغيل بعد أي توقف غير مخطط له — شغّل المطحنة نبضياً، واستمع، وإذا كان القالب ممتلئاً فنظّفه يدوياً بدلاً من إجباره. يوجد مسمار قص أو اقتران أمان على الدفع الرئيسي للسبب نفسه؛ إذا كانت لديك واحدة، فاعرف مكانها قبل أن تحتاج إليها.

تحتاج المطاحن الكبيرة أيضاً إلى مساعدة لرفع كتلة القالب والبكرات إلى السرعة المطلوبة، ولهذا تنتشر بادئات النجمة-المثلث والبادئات الناعمة في هذا الحمل. ويصف مورّدو المحركات الذين يخدمون هذا السوق متطلب البدء الفارغ وحماية مسمار القص بالمصطلحات نفسها، وهو تحقق متقاطع مفيد عندما لا تتطابق لوحتك الكهربائية. وإذا استبدل أحدهم البادئ بملامس مباشر على الخط «لتبسيط» اللوحة، فتوقّع فصلاً عند بدء التشغيل وانخفاضات في الجهد ستشعر بها بقية المنشأة.

ال ملاحظات اختيار محرك مطحنة الحبيبات من أحد مصنّعي المحركات تؤكد النقطة نفسها: يعمل المحرك الرئيسي قرب الحمل الكامل لساعات، لذا فإن تصميم البدء والحماية ليس تفصيلاً.

السبب 5: مصدر الطاقة لا يطابق ما تفترضه لوحة البيانات

هذا هو السبب الذي يُغفل لأن المطحنة تعمل بشكل جيد معظم الوقت. عدم اتزان الجهد هو المتسبب المعتاد، وتأثيره على محرك ثلاثي الطور أسوأ مما يتوقعه معظم مهندسي المنشآت.

ال إرشادات أنظمة المحركات من وزارة الطاقة الأمريكية صريحة بشأن ذلك: يجب أن يبقى عدم الاتزان عند أطراف المحرك دون 1%، وفوق ذلك يجب تخفيض قدرة المحرك وفق NEMA MG-1، وتُلغى ضمانات معظم المصنّعين. وتتبع عقوبة ارتفاع درجة الحرارة علاقة بسيطة — فالزيادة تساوي تقريباً ضعف مربع نسبة عدم الاتزان. فمحرك بارتفاع 80 °م يعمل عند عدم اتزان 2% يكتسب نحو 6.4 °م. وبما أن عمر العزل ينخفض إلى النصف لكل 10 °م إضافية في درجة حرارة الملف، فإن حالات عدم الاتزان الصغيرة تتراكم لتقصر عمر المحرك.

تتدهور الأرقام بسرعة. فمثال وزارة الطاقة المحسوب حول الجهد غير المتوازن يُظهر أن عدم اتزان 3% يضيف نحو 18 °م إلى الملف ويقلّص عمر العزل المتوقع إلى نحو الربع، وأن عدم اتزان 5% يُنتج ارتفاعاً أكبر من هامش التصميم للمحرك.

للجهد غير المتوازن أسباب عادية: أحمال أحادية الطور موزعة بشكل غير متساوٍ على المحول نفسه، أو بنك محولات أصغر من الحمل، أو مكثف تصحيح معامل قدرة معطوب، أو طرف مرتخٍ. لا شيء منها غريب، وكلها غير مرئية حتى يقيسها أحد. جهاز قياس بالكماشة وعشر دقائق عند الأطراف سيخبرانك أكثر من أسبوع من إعادة ضبط المرحّل.

السبب 6: المحرك يُحرق، لا يُحمَّل زيادة

فصل الحماية بسبب الحمل الزائد وفصلها بسبب فرط الحرارة يبدوان متطابقين على اللوحة. الفرق أن أحدهما يتعلق بعزم الدوران والآخر بإزالة الحرارة.

مصانع الكريات أماكن مغبرة، وغطاء المروحة في محرك TEFC مصيدة للغبار. طبقة من نشارة الخشب فوق زعانف التبريد يمكن أن تدفع محركًا يعمل بحمل 85% إلى تجاوز حد صنفه الحراري. أضف محركًا مثبتًا في زاوية بلا تدفق هواء، أو محيطًا صيفيًا أعلى من المحيط المقنن للمحرك، وستفصل الحماية بسبب الحرارة لا التيار.

الفحوصات مادية: زعانف نظيفة، مروحة سليمة، غطاء المروحة غير مسحوق، قوائم المحرك غير مدفونة في الانسكاب، قياس المحيط عند المحرك لا عند باب المبنى. ثم افحص صندوق الأطراف بحثًا عن عزل متغير اللون وتحقق من مقاومة الملف إن كانت لديك الأداة. محرك يفصل بسبب الحرارة في فترات بعد الظهر الحارة ويعمل طوال الليل في الشتاء يخبرك عن التبريد، لا عن الحمل.

ترتيب الفرز الذي ينجح في الميدان

عندما تفصل المطحنة ولا يكون السبب واضحًا، اعمل بهذا الترتيب. ينتقل من الرخيص والسريع إلى البطيء والمكلف، ويتجنب الخطأ المعتاد المتمثل في سحب المحرك قبل فحص التغذية.

كيف يبدو التشغيل الجيد بعد ذلك

المطحنة التي تُحدَّد سعتها وتُغذَّى بشكل صحيح تعمل بنسبة 85–95% من تيار الحمل الكامل (FLA) لساعات، مع تيارات تتحرك في نطاق ضيق. هذا ليس إساءة استخدام للمطحنة، بل استخدام طبيعي لها. والتحكم الذي يبقيها على هذا النحو هو وحدة التغذية، التي تُدار من تيار المحرك الرئيسي، بحيث تتراجع الآلة قبل أن تفصل قاطع الحماية، لا بعده.

سجّل التيارات في بداية كل وردية، إلى جانب الرطوبة وساعات عمل القالب. ثلاثة أسابيع من هذا السجل ستكشف انسداد القالب أو تآكل الأسطوانة قبل أن يكشفها المرحّل، وتمنحك ما تعرضه على المورّد عندما تتعارض ادعاءات السعة مع واقع المصنع. لدينا لاستكشاف أعطال مكابس الكريات وإصلاحها يغطي الأعطال الأخرى التي تتبع النمط نفسه، ويغطي قائمة قطع الغيار ما يجب الاحتفاظ به في المخزون كي لا يؤدي تغيير قالب إلى توقف خط الإنتاج لأسبوع.

إصلاح المحرك أو استبداله: أربعة اختبارات

في نهاية المطاف يتعطل المحرك، وعادةً يُتخذ القرار بناءً على السعر. لكن ينبغي اتخاذه بناءً على هذه النقاط الأربع بدلاً من ذلك.

تنبيه واحد بشأن الصف الأول. إعادة اللفّ تعيد اللفّ، لا السبب. إذا فصلت المطحنة ستة أشهر بسبب تغذية رطبة وأُعيد لفّ المحرك مرتين، فإن العطل الثالث مشكلة عملية ترتدي زي محرك. أصلح التحكم في الرطوبة والقالب وعدم اتزان الجهد، وسيدوم المحرك التالي. تجاهلها وستشتري محركًا كل عام، وهي عادة أكثر تكلفة بكثير من مقياس رطوبة بـ400 دولار ومقياس تيار.

إذا كنت تحدد مواصفات مطحنة جديدة وتريد ضبط الجانب الكهربائي بشكل صحيح منذ البداية، فأخبر المورّد بجهد التغذية وسعة المحول وساعات التشغيل السنوية. في خط بطاقة 2 طن/ساعة، المحرك الرئيسي هو أكبر حمل منفرد في الموقع، والمطحنة المختارة دون تلك الأرقام الثلاثة هي مطحنة مختارة من الكتيّب الدعائي.