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 تامین می کند. الکتروموتور برج خنک کننده در شرایط متفاوت جوی و محیطی مانند: باران، برف، گرد و غبار کار می کند و باید بتواند در برابر این شرایط مقاومت بالایی داشته باشد. به همین سبب مسئله عایق بندی الکتروموتور از اهمیت خاصی برخوردار است. البته فرآیند عایق بندی موتور الکتریکی باید به درستی صورت گیرد تا از ورود آب و رطوبت به داخل سیستم کولینگ جلوگیری شود.
الکتروموتور جریان مستقیم (DC)
الکتروموتور های 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 می کند، استفاده می شود. الکتروموتور DC قطعه‌ای شگفت انگیز از تجهیزات الکتریکیست که زندگی ما را از بسیاری جهات متحول کرده است.
بایستی بدانید که موتورهای جریان مستقیم می توانند از نظر اندازه و قدرت متفاوت باشند؛ از موتورهای کوچک در اسباب بازی ها و لوازم خانگی گرفته تا مکانیزم های بزرگی که وسایل نقلیه سنگین را به حرکت در می آورند، آسانسورها و بالابرها را می‌کشند و کارخانه های نورد فولادی را به جنبش می‌اندازند. در تولید پکینگ برج خنک کننده کیفیت مواد خام مورد استفاده اهمیت حیاتی دارد و بروی لیست قیمت برج های خنک کننده تأثیرگذار است
موتورهای جریان مستقیم شامل دو بخش کلیدی:
هستند. استاتور بخش ثابت موتور و محرک حرکت آرمیچر می‌باشد. در یک الکتروموتور برج خنک کننده DC، 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 سیم پیچ استفاده می شود تا جریان مغناطیسی تولید نمایند. یک یا چند سیم پیچ عایق، دور هسته موتور پیچیده میشود تا میدان مغناطیسی را متمرکز کند.
کموتاتور (کلید الکتریکی دوار) نیز کمک میکند تا جریان الکتریکی به سیم پیچ‌ها اعمال گردد. کموتاتورها این امکان را فراهم میکنند تا به هر سیم پیچ انرژی مورد نیاز داده شود و یک نیروی چرخشی ثابت (گشتاور) ایجاد گردد. سیم پیچ ها هنگامیکه به ترتیب روشن و خاموش می شوند، یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد میشود که با میدانهای مختلف آهن رباهای ثابت استاتور تعامل داشته باشد. نهایتاَ 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 می شوند و به لطف همین تنوع، در کاربردهای متنوعی مورد استفاده قرار می گیرند. در بخش قبل برخی ازکاربردهای این نوع سیستم معرفی شدند، اما به طور اجمالی میتوان بیان نمود:
- در کاربرد های کوچک مثل ابزار ها، اسباب بازی ها و وسایل خانگی مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.
- 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 کولیگ تاورها بسیار مقرون به صرفه‌تر از موتور الکتریکی جریان متناوب است. از همین رو این سیستم ها از محبوبیت بسیار زیادی برخوردار هستند.
- می توان بیان داشت که تنها نقطه ضعف این سیستم ها در برج خنک کننده هزینه آن ها است. البته با توجه به صرفه جویی در مصرف انرژی، این هزینه قابل جبران می باشد.
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 برج خنک کننده با تغییر ولتاژ قابل کنترل می باشد.
- به راحتی بر روی کولینگ تاور نصب می شوند.
- 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 به سرعت انجام می شود.
- این نوع سیستم می تواند قابل استفاده برای برج هایی با توان بالا نیز باشد. گرچه که باید به مسئله‌ی 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:
- بدلیل استفاده از قطعات بسیار که ممکن است در گذر زمان فرسوده شوند و با توجه به سرعت زیاد، باعث خسارات جبران ناپذیری میشوند. به‌همین جهت در توان های بالا کمتر مورد استفاده قرار می گیرند.
- از قطعات زیادی تشکیل شده اند که در صورت فرسودگی و از کار افتادن، تعویض آن ها هزینه بر است.
- نیاز به سرویس و نگهداری در دوره های کوتاه مدت دارند.
جریان مغناطیسی دوم ممکن است توسط آهنربا های دائمی، برجستگی رلوکتانس (دارای قطب های مغناطیسی بیرون زده) و یا سیم پیچ های الکتریکی ایجاد شود. موتورهای خطی جریان متناوب که کمتر مورد استفاده قرار می گیرند، براساس اصول مشابه موتورهای دوار عمل می نمایند. اما قسمت های ثابت و متحرک آن ها به صورت خط مستقیم چیده شده اند و به جای چرخش، حرکت خطی ایجاد می کنند.
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 سیم پیچ روتور استفاده میشود. در برج خنک کننده مدار بسته با کاهش ضرورت تصفیه فیزیکی و شیمیایی آب، کاهش مصرف آب و کاهش عملیات نگهداری آنها در نهایت کاهش هزینه های مصرفی را در پی خواهد داشت
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. در نتیجه موتور القایی نمی تواند گشتاور نزدیک به سرعت موتور سنکرون را تولید کند که در آن القا وجود ندارد. در مقابل موتور سنکرون از آهنرباهای دائمی، قطب های برجسته یا روتور به صورت مستقل استفاده می کند.
ویژگیهای الکتروموتور جریان متناوب برج خنک کننده
- الکتروموتور های جریان متناوب با طراحی ساده ارائه می شوند.
- قیمت معقول تری نسبت به انواع دیگر موتورهای الکتریکی دارند.
- با توجه به عایق بندی مناسب به سرویس کمتری نیاز دارند، به همین سبب هزینه های سرویس و نگه داری کمتری نسبت به موتور های جریان مستقیم خواهند داشت.
- اتصال کامل به یک منبع تغذیه می یابند.
- نصب و راه اندازی آن ها در برج خنک کننده آسان است.
- سرعت آن ها قابل تنظیم و کنترل است.
- گشتاور مورد نیاز متناسب با ظرفیت برج خنک کننده را تامین می نمایند.
- گشتاور الکتروموتور قابل تنظیم است.
- عایق بندی مناسب و مقاوم در برابر آب، گرد و غبار و… دارند. چنانچه عایق بندی نامناسبی انجام شود، عملکرد فن و در نتیجه برج خنک کننده مختل میگردد.
اجزای الکتروموتور برج خنک کننده
به طور کلی هر الکتروموتور از سه بخش استاتور، روتور و محفظه تشکیل شده است:
استاتور: شامل تعدادی آهنربا است که داخل یک سیم پیچ قرار می گیرند و یک جریان الکتریکی را برای حرکت روتور تامین می نمایند.
روتور: ایجاد جریان مکانیکی مورد نیاز برای حرکت فن برج خنک کننده را تامین می نماید.
محفظه الکتروموتور: تمامی اجزای سیستم در آن قرار می گیرند. بر روی محفظه فین های بسیاری قرار گرفته است، که باعث انتقال حرارت موتور به محیط اطراف و خنک سازی موتور می گردد.
انواع الکتروموتور برج خنک کننده
- الکتروموتور های برج خنک کننده تک فاز
- الکتروموتورهای سه فاز
که در ادامه به تشریح هر دو نوع این موتورهای الکتریکی خواهیم پرداخت:
الکتروموتور تک فاز
موتور الکتریکی تک فاز یک موتور دوار است که به کمک انرژی الکتریکی ، انرژی مکانیکی تولید می کند. انرژی الکتریکی مورد نیاز این موتور توسط منبع تغذیه تک فاز تامین می گردد. این سیستم ها شامل دو نوع سیم کشی هستند:
- سیم کشی گرم و
- سیم کشی خنثی.
ذکر این نکته نیز الزامیست که:
موتور الکتریکی تک فاز می تواند تا 3 کیلو وات توان تولید کند و تنها یک ولتاژ متناوب دارد. نکته دیگر اینکه الکتروموتور تک فاز در انواع مختلفی تولید می گردد که این تنوع در نحوه تولید فاز دوم است.
الکتروموتورهای سه فاز
الکتروموتور سه فاز نوعی موتور جریان متناوب است و می توانند یک موتور القایی و یا یک موتور سنکرون باشند. این نوع موتورها در صنعت به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. (موتور الکتریکی القایی به صورت تک فاز نیز طراحی می شود و فقط برای کاربرد های کوچک مورد استفاده هستند). الکتروموتور برج خنک کننده سه فاز معمولا از نوع قفس سنجابی برای کولینگ تاورها استفاده شده و با توان های مختلفی تولید می شوند.
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 چرخ دنده قدرت موتور هستند. در برج های خنک کننده با ظرفیت های پایین موتور با دور پایین به صورت کوپل مستقیم به فن متصل می گردد، اما در برج های خنک کننده با ظرفیت های بالا، افزایش دور باعث صدمات بسیاری به فن، و دیگر قسمت های برج خنک کننده می گردد، برای حل این مشکلات از سیستم کاهش دور یا گیربکسی استفاده می شود.
نکات مهم الکتروموتور برج خنک کننده
معمولاً در فرآیندهایی مورد استفاده قرار می گیرد که نیاز به دفع حرارت مازاد سیال وجود دارد. این سیستمها در محیط های بسیار متفاوت و در دماهای مختلف (از منفی 50 درجه سانتیگراد تا مثبت 80 درجه سانتی گراد) نصب می شوند. هر نوع از برج های خنک کننده مشخصات و اطلاعات فنی مربوط به خود را دارند، به همین دلیل نمی توان قیمت دقیق خرید برج خنک کننده چیلر را بیان کرد.
آب، گرد و غبار 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 می شوند:اولویت اصلی این است که اطمینان حاصل شود که اجزای داخلی موتور خشک باقی بمانند. فرآیند خنک سازی با کمک آب و تبخیر انجام میشود. درنتیجه آب اضافی حاصل از آن باید به طور موثری منحرف شود تا نتواند به الکتروموتور ها نفوذ کند.
