01ما هي الأسطوانة الكهربائية؟

تُدمج الأسطوانة الكهربائية المحرك وجهاز التخفيض في الأسطوانة. لا تتطلب وصلة تقليدية. يُحرك المحرك الموجود داخل الأسطوانة الأسطوانة مباشرةً. يتكون هيكلها تقريبًا من محرك، وجهاز تخفيض، وجسم الأسطوانة، وجهاز إحكام. بالمقارنة مع أسطوانة الدفع المنفصلة التقليدية، يكون الوصل مُخفّضًا. لا تتطلب الأسطوانة الكهربائية ذات المغناطيس الدائم حتى جهاز تخفيض لتحقيق وظيفة تنظيم السرعة بشكل متدرج ضمن نطاق واسع.

مخطط مقارنة بين الأسطوانة التقليدية ذات الدفع المنفصل والأسطوانة الكهربائية

المحرك: يُعد المحرك مصدر الطاقة للمدحلة الكهربائية. وتختلف أنواع المحركات المختارة باختلاف التطبيقات لتلبية احتياجات العمل المتنوعة. تشمل أنواع المحركات الشائعة المحركات غير المتزامنة والمحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم. تُستخدم المحركات غير المتزامنة على نطاق واسع في المدحلات الكهربائية نظرًا لبنيتها البسيطة وتكلفتها المنخفضة وتشغيلها الموثوق. أما المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم، فتحظى بقبول متزايد من المستخدمين نظرًا لصغر حجمها (لا تتطلب جهاز تخفيض السرعة)، وانخفاض استهلاكها للطاقة، وعزم دورانها العالي.

جهاز تخفيض السرعة : لتحقيق سرعة التشغيل المطلوبة في عملية الإنتاج، عادةً ما يكون من الضروري تركيب جهاز تخفيض سرعة خلف المحرك لتحقيق تحكم دقيق وزيادة عزم الدوران بما يلبي متطلبات النقل الفعلية. يعتمد جهاز تخفيض السرعة عادةً على تروس التخفيض أو التروس الدودية. تتميز تروس التخفيض بكفاءة نقل عالية ودقة عالية وعمر طويل؛ بينما تتميز التروس الدودية بنسبة نقل عالية وأداء قفل ذاتي جيد، مما يجعلها مناسبة لبعض التطبيقات التي تتطلب عزم دوران كبير ومساحة تركيب محدودة.

جسم الأسطوانة: هذا هو الجزء الرئيسي من الأسطوانة الكهربائية. يُركّب جسم الأسطوانة مباشرةً أسفل سير النقل لنقل المواد. تختلف المواد المستخدمة في صناعة جسم الأسطوانة اختلافًا كبيرًا حسب الاستخدام. عادةً ما يُصنع من فولاذ عالي الجودة يتمتع بقوة ومقاومة للتآكل كافية لضمان عدم تشوهه أو تآكله بسرعة كبيرة أثناء الاستخدام طويل الأمد.

جهاز الإحكام: لمنع دخول الغبار والرطوبة والشوائب الأخرى إلى الأسطوانة الكهربائية، يجب أن تتمتع الأسطوانة بإحكام جيد. وأثناء عملية الإحكام، من الضروري ضمان تبديد الحرارة داخل الأسطوانة.

02 أنواع الأسطوانات الكهربائية

هناك أنواع عديدة من البكرات الكهربائية، وتختلف تأثيرات توفير الطاقة لكل نوع اختلافًا كبيرًا. حاليًا، يُصنف البكرات الكهربائية بشكل رئيسي حسب نوع المحرك، والذي يُقسم بدوره إلى ثلاث فئات: البكرات الكهربائية غير المتزامنة، والبكرات الكهربائية المتزامنة ذات المغناطيس الدائم، والبكرات الكهربائية ذات التيار المستمر بدون فرش.

الأسطوانة الكهربائية المتزامنة ذات المغناطيس الدائم: يُوضع محرك متزامن ذو مغناطيس دائم داخل جسم الأسطوانة، مما يوفر نطاقًا واسعًا لتنظيم السرعة دون الحاجة إلى جهاز تخفيض السرعة. وهي مناسبة للتطبيقات متوسطة وكبيرة الطاقة، مثل مناجم الفحم، وصناعة الصلب، والمعادن غير الحديدية، وغيرها من الصناعات. وقد تجاوزت قدرة الأسطوانات الكهربائية المتزامنة ذات المغناطيس الدائم في بلدي حاليًا 1000 كيلوواط. وبالمقارنة مع أجهزة الدفع المنفصلة التقليدية، تُقلل الأسطوانة الكهربائية المتزامنة ذات المغناطيس الدائم من الحاجة إلى أجهزة الاقتران والتخفيض، كما يتميز محرك المغناطيس الدائم بكفاءة نقل أعلى من المحرك غير المتزامن، مما يُحقق أفضل توفير في الطاقة.

المدحلة الكهربائية ذات التيار المستمر بدون فرش: تحتوي هذه المدحلة على محرك تيار مستمر بدون فرش وجهاز تخفيض سرعة داخل جسم الأسطوانة، وهي مناسبة للتطبيقات منخفضة الطاقة، مثل الصناعات الغذائية والدوائية والتعبئة والتغليف وغيرها، ويتراوح نطاق قدرتها عادةً من بضع مئات من الواط إلى بضعة كيلوواط. تتميز المدحلات الكهربائية ذات التيار المستمر بدون فرش بإمكانية التشغيل المعياري، حيث يمكن تعديل عدد المدحلات الكهربائية وفقًا لحمل النقل لتحقيق تحكم دقيق وتشغيل معياري. ونظرًا لانخفاض استهلاكها للطاقة، فإنها لا تمثل سوى نسبة ضئيلة من إجمالي استهلاك الطاقة في المؤسسات، لذا لا يشعر المستخدمون بتأثيرها الكبير في توفير الطاقة.

البكرات الكهربائية غير المتزامنة: تُوضع المحركات غير المتزامنة وأجهزة التخفيض داخل جسم الأسطوانة، وهي مناسبة للتطبيقات الصغيرة والمتوسطة الحجم، مثل الخدمات اللوجستية، ومواد البناء، ونقل الموانئ، ونقل الحبوب، والصناعات التحويلية عالية الاستهلاك للطاقة كصناعة الورق. يتراوح نطاق الطاقة عادةً من بضعة كيلوواط إلى مئات الكيلوواط. بالمقارنة مع أجهزة الدفع المنفصلة التقليدية، تُقلل البكرات الكهربائية غير المتزامنة بشكل أساسي من عدد الوصلات، ويكون تأثيرها في توفير الطاقة أقل قليلاً من النوعين السابقين من البكرات الكهربائية.

03 كيفية تحقيق الحفاظ على الطاقة وخفض الانبعاثات باستخدام الأسطوانات الكهربائية

تتمتع الأسطوانات الكهربائية بالعديد من المزايا، مثل كفاءة النقل العالية، والحجم الصغير، والضوضاء المنخفضة، والتشغيل الذكي، والصيانة المريحة، مما يحسن بشكل كبير من تأثير توفير الطاقة للمؤسسات:

كفاءة نقل عالية وتأثير كبير في توفير الطاقة: تعمل البكرات الكهربائية على تقليل الوصلات وتتمتع بكفاءة نقل أعلى؛ بعض البكرات الكهربائية ذات المغناطيس الدائم لا تتطلب حتى أجهزة تخفيض، كما أن كفاءة نقلها تتحسن بشكل ملحوظ مقارنة بالبكرات التقليدية ذات المحرك المنفصل، مما يساهم بشكل كبير في الحفاظ على الطاقة وتقليل الانبعاثات في المؤسسات.

صغر الحجم، وخفة الوزن، وتوفير المساحة والمواد: تتطلب بكرات الدفع المنفصلة التقليدية، التي تُركّب محركاتها وأجهزة تخفيض السرعة على جانب البكرات، مساحة تركيب أكبر، بينما تُركّب محركات وأجهزة تخفيض السرعة في البكرات الكهربائية داخل البكرات، مما يجعلها أصغر حجمًا، وتستخدم مواد وأجزاء أقل، وأخف وزنًا. وهذا يجعل تركيب وتشغيل المعدات أكثر سهولة وتوفيرًا للطاقة.

انخفاض الضوضاء، مما يقلل من تكاليف الطاقة والمواد اللازمة لمعالجة الضوضاء للمؤسسات: توجد المحركات وأجهزة تقليل الضوضاء الخاصة بالبكرات الكهربائية داخل البكرات، مما يقلل بشكل فعال من الضوضاء في بيئة العمل ويقلل من استهلاك الطاقة والمواد الناتج عن الحاجة إلى التعامل مع التلوث الضوضائي في بعض المؤسسات.

التشغيل الذكي والنمطي أكثر توفيراً للطاقة: غالباً ما تستهلك بكرات القيادة المنفصلة التقليدية الكثير من الكهرباء في وضع الخمول أو التشغيل غير الضروري لأنها لا تستطيع التحكم بدقة في خرج الطاقة؛ يمكن أن تكون البكرات الكهربائية ذكية ونمطية، ويمكنها ضبط معلمات تشغيل المحرك في الوقت الفعلي وفقاً لحمل العمل وظروف التشغيل، وتحقيق تحكم دقيق في السرعة وخرج عزم الدوران، وزيادة تحسين استخدام الطاقة، وتحسين الحفاظ على الطاقة وخفض الانبعاثات بشكل كبير للمؤسسات.

سهولة الصيانة، وتوفير القوى العاملة واستهلاك الطاقة: تحتوي بكرات القيادة المنفصلة التقليدية على وصلات وأجهزة تخفيض السرعة، لذلك فهي تحتاج إلى استهلاك الكثير من الزيت للتشحيم أثناء أعمال الصيانة اليومية، كما تتطلب صيانة متكررة من قبل الموظفين.

تتخلص الأسطوانة الكهربائية من الحاجة إلى تغيير الزيت وصيانة الوصلات والمخفضات، مما يجعل الصيانة اليومية أكثر ملاءمة وكفاءة، مما يوفر تكاليف العمالة وتكاليف المواد واستهلاك الطاقة للمؤسسات.

خاتمة

بالمقارنة مع بكرات الدفع المنفصلة التقليدية، تحسّنت كفاءة توفير الطاقة للبكرات الكهربائية بشكل ملحوظ. ووفقًا لبيانات جمعية صناعة الآلات الثقيلة الصينية، يتجاوز الإنتاج السنوي لصناعة معدات نقل الأحزمة في بلدي 12 مليار يوان، ويتجاوز الطلب السنوي على أجهزة الدفع مليون كيلوواط. سيُحسّن الاستخدام واسع النطاق للبكرات الكهربائية توفير الطاقة في صناعة معدات نقل الأحزمة بأكملها بشكل كبير.