محرك 60 هرتز في السعودية: ما يعنيه تردد الشبكة لمكانس الشفط والمعدات المستوردة

قد يطلب مدير مصنع في الدمام ومدير مصنع في الزرقاء مكنسة الشفط الصناعية نفسها من الكتالوج الأوروبي نفسه، ومع ذلك قد تحتاج كل آلة منهما إلى تصنيف كهربائي مختلف. والسبب هو التغذية: فالشبكة السعودية تعمل على 60 هرتز، في حين صُمّمت معدات كثيرة مصنوعة في أوروبا وأُدرجت في كتالوجاتها على 50 هرتز، أما التغذية في الموقع الأردني فلا بد من قراءتها ميدانيًا. وأي تغيّر في التردد يغيّر سلوك كل محرك حثّي يعمل بالتيار المتردد في الآلة.

يشرح هذا الدليل لماذا يُعدّ محرك 60 هرتز في السعودية بندًا من بنود المواصفات، لا تفصيلًا يُترك للكهربائي يوم التشغيل. ويتناول مبدأ سرعة المحرك، وما هو معروف عن شبكات السعودية والأردن والعراق، وأنواع المعدات الأكثر تأثرًا، والأسئلة التي ينبغي طرحها على المورّد قبل توقيع الطلب.

لماذا يختلف سلوك محرك 60 هرتز في السعودية؟

يدور المحرك الحثّي بسرعة يحددها تردد التغذية وعدد أقطاب ملفه. ويعرض دليل تحسين أداء المحركات وأنظمة الإدارة الصادر عن وزارة الطاقة الأمريكية هذه العلاقة على النحو الآتي: السرعة التزامنية = 120 × التردد ÷ عدد الأقطاب، ويذكر أن معظم المحركات الحثية تعمل ضمن 1% إلى 3% من هذه السرعة.

وعند تطبيق المعادلة على الترددين الشائعين تبدو الحسابات بسيطة:

• المحرك ثنائي الأقطاب سرعته التزامنية 3,600 دورة/دقيقة عند 60 هرتز و3,000 دورة/دقيقة عند 50 هرتز.
• المحرك رباعي الأقطاب سرعته 1,800 دورة/دقيقة عند 60 هرتز و1,500 دورة/دقيقة عند 50 هرتز.
• وفي الحالتين تزيد السرعة عند 60 هرتز بنسبة 20%، لأن 60 ÷ 50 = 1.2.

قد يبدو فرق 20% في السرعة متواضعًا، لكن معظم ما في قائمة معدات التنظيف مراوح ونوافخ ومضخات، وحملها لا يرتفع بالنسبة نفسها التي ترتفع بها السرعة. وهنا يكمن الخطر الحقيقي.

ماذا نعرف عن الشبكات في السعودية والأردن والعراق؟

الثابت بالمصادر أن الشبكة السعودية تعمل على 60 هرتز، أما الأردن والعراق فينبغي التحقق منهما في الموقع. إذ تصف هيئة الربط الكهربائي لدول مجلس التعاون الخليجي شبكتها بأنها تعمل على 50 هرتز، وتذكر أنها ترتبط «بالشبكة السعودية العاملة على 60 هرتز» عبر محطة HVDC متقابلة، لأن شبكتين بترددين مختلفين لا يمكن ربطهما مباشرة. وفيما يخص الجهد، تسجّل مواصفة الهيئة السعودية للمواصفات والمقاييس والجودة (SASO) الخاصة بالمقابس قرار مجلس الوزراء رقم 324 بتغيير جهد النظام في المملكة من 220/127 فولت إلى 400/230 فولت، وتشمل مقابس تعمل عند 60 هرتز.

ويذكر مشغّل الشبكة الأردنية أن المرحلة الثانية من مشروع الربط الأردني العراقي ستكون ربطًا متزامنًا بين الشبكتين، وأن الأردن انضم إلى هيئة الربط الخليجي. لكن هذه معلومات عن الشبكة، ولا تغني عن فحص التغذية في مصنعك. وتُدرج جداول كثيرة البلدين على 50 هرتز، غير أن القراءة عند لوحة التوزيع هي الدليل الذي يُعتدّ به.

ماذا يحدث حين تعمل آلة مصممة على 50 هرتز بتغذية 60 هرتز؟

تدور الآلة المصممة على 50 هرتز أسرع عند 60 هرتز، وفي المراوح والنوافخ تطلب هذه السرعة الإضافية قدرة أكبر بكثير من نسبتها. فدليل المراوح الصادر عن وزارة الطاقة الأمريكية يعرض قوانين المراوح: يزداد تدفق الهواء بنسبة السرعة، والضغط بمربعها، والقدرة بمكعبها. ويذكر أيضًا أن المراوح ذات الإدارة المباشرة تعمل في حدود نسبة مئوية قليلة من السرعة التزامنية للمحرك، فلا تستطيع امتصاص هذا التغيير.

وعلى سبيل التوضيح فقط، فإن مروحة تدور أسرع بنسبة 20% تطلب وفق قانون المكعب نحو 1.2 × 1.2 × 1.2، أي قرابة 1.7 مرة من قدرة العمود. والنوافخ الحقيقية لا تتبع القانون المثالي بدقة، ولهذا يجب أن يصنّفها صانعها، لكن الاتجاه واضح. ويحذّر الدليل نفسه من أن المحرك المحمّل فوق طاقته يفصل نفسه عادةً بمفاتيح الحماية الحرارية أو حماية التيار، فيكون أول عرَض في الموقع فصلًا متكررًا مزعجًا، لا عطلًا مفاجئًا.

وتؤثر السرعة كذلك في أمور غير كهربائية: عمر المحامل، والإجهاد على الدفّاعة (impeller)، والضجيج، والتفريغ الذي يولّده النافخ ذو القناة الجانبية. فالآلة التي تعمل على تغذية 60 هرتز لا تعمل بالضرورة ضمن حدود تصميمها.

هل الجهد بأهمية التردد نفسها؟

نعم، ويُفحص كلٌّ منهما على حدة. يذكر دليل المحركات الصادر عن وزارة الطاقة الأمريكية أن المحركات مصممة للعمل ضمن ±10% من جهدها المقنن، وأن الانحراف يُفضَّل ألا يتجاوز ±2%. ويضيف أن انخفاض الجهد بنسبة 10% في محرك حثّي من التصميم B يخفض عزمه بنحو 20%، وأن عدم الاتزان بين الأطوار إذا بلغ 5% قد يجعل تيارات الأطوار تختلف بما يصل إلى 40%.

ويعني ذلك عمليًا ثلاثة فحوص: الجهد الاسمي عند نقطة الاستخدام، والجهد المقيس تحت الحمل، والاتزان بين الأطوار. فالمصنع الذي تمتد كابلاته طويلًا إلى صومعة بعيدة أو منطقة تحميل قد يجد عند المقبس جهدًا أقل مما عند لوحة التوزيع الرئيسية، وهذا مهم لمكنسة شفط ثقيلة ثلاثية الطور تُشغَّل في الطرف البعيد من الموقع.

ما المعدات الأكثر تأثرًا بالتردد؟

أكثر المعدات تأثرًا تلك التي تحرّك الهواء أو السوائل بمحرك تيار متردد، أما المعدات التي تقتصر على التسخين فمسألتها الأساسية هي الجهد. والجدول الآتي نقطة انطلاق للحوار مع المورّد، لا تصنيفًا لأي طراز:

تنشر DUPUY صحائف بياناتها مع بيان التغذية، فمثلًا 400 فولت ثلاثي الطور و50 هرتز للطرازين M 70 وM90. وهذا مفيد، لأنه يحدد لك بدقة ما تطلبه حين تكون الوجهة مصنعًا يعمل على 60 هرتز. ويتناول دليل مكانس الشفط أحادية الطور أم ثلاثية الطور الخيارات الكهربائية الأخرى التي تُدرس إلى جانب التردد.

ما الذي تسأل عنه المورّد قبل الطلب؟

اطلب التصنيف الكهربائي للطراز المحدد عند ترددك وجهدك، كتابيًا، قبل إصدار الطلب. وهذه قائمة تحقق عملية:

• التردد والجهد المقننان للطراز المعروض، كما يظهران على لوحة البيانات التي سيُشحن بها. وإذا حملت لوحة بيانات المحرك سطرين منفصلين لـ 50 هرتز و60 هرتز، فاقرأ سطر 60 هرتز، لأن الجهد والتيار والسرعة المقننة قد تختلف بينهما.
• الأداء عند 60 هرتز: تدفق الهواء، والتفريغ أو الضغط، والتيار المسحوب، لا أرقام كتالوج 50 هرتز وحدها.
• بيانات المحرك والحماية: التيار المقنن وإعدادات الحماية الموصى بها لتغذيتك.
• نوع القابس والمقبس عند نقاط الاستخدام، وهل يُورَّد الكابل مركّبًا أم منفصلًا.
• وثائق المطابقة اللازمة للاستيراد ولاعتماد الموقع نفسه، ومنها شهادة ATEX حيث تكون المنطقة مصنّفة.
• قطع غيار بالتصنيف نفسه: يجب أن تطابق المحركات والنوافخ البديلة نسخة 60 هرتز، فتحقق من أرقام القطع.

ضع هذه النقاط في طلب عرض السعر نفسه. ويبيّن دليل ما يجب أن يتضمنه طلب عرض سعر مكنسة الشفط الصناعية موضعها فيه، ويتناول دليل مكانس الشفط الصناعية في السعودية المواصفات السعودية الأوسع، ومنها GSO IEC 62784 للغبار القابل للاشتعال.

كيف تتحقق من تغذية الموقع قبل وصول الآلة؟

تحقق منها مع مهندس الكهرباء في الموقع، عند النقاط التي ستُوصل فيها الآلة فعلًا. وتجنّبك الخطوات الآتية المفاجآت عند التسليم:

1. حدّد نقاط الاستخدام. اذكر أين ستعمل الآلة: صالات الإنتاج، والصوامع، ومناطق التحميل، والورش.
2. اقرأ التغذية. يسجّل كهربائي الموقع الجهد الاسمي والتردد وعدد الأطوار عند كل نقطة، ويحدد المناطق التي تغذيها المولدات.
3. قارن بالعرض. طابق تصنيف المورّد لـ 60 هرتز مع هذه القراءات، بما في ذلك الجهد عند أبعد نقطة.
4. طابق المقابس والحماية. اتفق على نوع المقبس وطول الكابل وإعدادات الحماية قبل الشحن.
5. شغّل بحضور الكهربائي. عند التشغيل الأول يتحقق الكهربائي من اتجاه الدوران والتيار المسحوب والحماية، وبين يديه بيانات المورّد.

والخطوات نفسها تنطبق على مصانع الأردن والعراق، وقد تختلف نتيجة القراءة الأولى فقط. وعلى المجموعات التي تدير مصانع في أكثر من بلد من البلدان الثلاثة أن تعامل كل موقع بمواصفة مستقلة.

كيف تساعدك الفيصلية في المواصفات لموقع 60 هرتز أو 50 هرتز

تورّد الفيصلية للمشاريع (Al Faisaliah Enterprises) مكانس الشفط الصناعية ومجمّعات الغبار من DUPUY، ومولّدات البخار الجاف من TECNOVAP، وشاحنات الشفط من DISAB إلى المصانع في الأردن والسعودية والعراق، انطلاقًا من مركزها الإقليمي في العقبة. وحين ترسل بيانات تغذية موقعك مع الاستفسار، يمكن أن يذكر الطلب الموجّه إلى الصانع التردد والجهد من البداية بدل اكتشافهما بعد التسليم.

وحين تكون المسألة الكهربائية جزءًا من اختيار منظومة أوسع، كشبكة شفط مركزي أو معدات لمنطقة مصنّفة، يستطيع فريق الهندسة والاستشارات في الفيصلية المساعدة في بناء المواصفة. ويُستحسن طلب قطع الغيار والمواد الاستهلاكية بالتصنيف نفسه الذي طُلبت به الآلة.