أخبار

محركات التردد المتغيرة ذات الطاقة المتوسطة والمنخفضة للأغراض العامة (محولات التردد VFD) هي عادة محولات من نوع الجهد التي تستخدم وضع عمل AC-DC-AC. عند تشغيل VFD لأول مرة ،بسبب سعة كبيرة جدا من مكثف المرشح على جانب DC، فهي تعادل الدائرة المختصرة للتيار في لحظة الشحن، مما يؤدي إلى تيار تدفق كبير جدا.إذا لم يتم إضافة مقاومة شحن بين جسر المباشر والمكثف الكهربائي، فهي تعادل الدائرة القصيرة المباشرة من إمدادات الطاقة 380 فولت إلى الأرض، والتيار اللانهائي الفوري من خلال جسر المباشر سوف يسبب جسر المباشر للانفجار.بعد إضافة مقاومة الشحن للحد من التيار، إذا لم يتم توصيل أي رلاي أو مكونات أخرى بالتوازي ، فإن استهلاك الطاقة لمقاوم الشحن سيكون كبيرًا جدًا.

على سبيل المثال، بالنسبة إلى VFD 22kW، هناك 45A على الأقل من التيار على محطة PN (حافلة DC).إذا كان هناك مشكلة مع جزء "اتصال دائرة التحكم" (مثل مشاكل الجودة مع المرورات أو thyristors، وما إلى ذلك) ، فإن مقاومة الشحن سوف تتلف بسبب التسخين المفرط بعد تشغيل VFD لفترة من الوقت.يتم توصيل المقاومة الشاحنة بسلسلة في دائرة الشحن للحد من التيار أثناء تشغيل الكهرباء لحماية المكونات في دائرة الدخول مثل المصححيطلق عليه أيضًا مقاومة عازلة أو مقاومة بدء في بعض الكتب. يتم عرض دائرة بدء تشغيل جهاز Siemens 6SE701G VFD في الرسم البياني المرفق.

بعد الانتهاء من الشحن ، تقوم دائرة التحكم بتقصير المقاومة من خلال اتصالات رله أو ثيريستور لإكمال عملية تشغيل عاكس تردد VFD.إذا تم تشغيل و إيقاف تشغيل طاقة مدخل التيار المتردد من جهاز VFD بشكل متكرر، أو إذا كانت جهات الاتصال في جهة الاتصال بالتحويل غير متصلة بشكل جيد أو إذا زادت مقاومة التوصيل في التايريستور ،الشحن المتكرر أو وقت الشحن الطويل للغاية سيؤدي إلى حرق مقاومة الشحنلذلك، قبل استبدال المقاومة الشحن، يجب تحديد السبب قبل أن يمكن وضع VFD في استخدام مرة أخرى.

ومع ذلك ، في بعض محولات تردد VFD ، تقوم وحدة المعالجة المركزية باكتشاف الجهد وخفض التردد أثناء التشغيل. إذا كانت محطات الرؤية لملفات المواصلات فضفاضة وتسبب اتصالًا سيئًا ، فستكون هناك مشكلة في تحويل التردد.و الجهاز اللاصق يفشل في التشغيل، سيتسبب التيار الكبير أثناء بدء التشغيل في انخفاض كبير في الجهد عبر مقاومة الشحن.يتم الكشف عن الانخفاض المفاجئ في الجهد المباشر للدائرة الرئيسية من قبل دائرة الكشف عن الجهد، وسوف تصدر وحدة المعالجة المركزية أمرًا بتخفيض التردد. عندما يتم تفريغ VFD أو تحميله بشكل خفيف ، فإن دائرة الكشف "ستبلغ على الفور" عن خطأ في انخفاض الجهد ،وسوف يقوم وحدة المعالجة المركزية على الفور إيقاف الجهاز للحمايةفي هذه الحالة، المقاوم ليس لديه الوقت ليحرق قبل أن يتوقف VFD ويحمي نفسه.

01كيف تختار قيمة المقاومة لمقاومة الشحن؟

بعد تصحيح طاقة التيار المتردد 380 فولت ، فإنه يشحن المكثف الإلكتروليتي من خلال مقاومة الشحن. عندما يصل الجهد إلى قيمة معينة (على سبيل المثال ، DC 200V) ،يبدأ مصدر الطاقة المساعد في توفير الطاقة إلى لوحة التحكم، مما يسمح لها بالعمل. بعد ذلك يتم تنشيط المرور أو thyristor ، وتجاوز مقاومة الشحن. في لحظة التشغيل ، كلما كانت قيمة المقاومة لمقاومة الشحن أقل ،كلما زاد التيار الذي يتدفق عبر جسر المباشرفنيي إصلاح محولات الترددات VFD المبتدئين غالباً ما يتصلون ليستفسروا إذا كان استبدال مقاومة الشحن بمقاومة أصغر قد يسبب انفجار جسر المُستقيم مباشرةً عند بدء التشغيل.الإجابة هي لا.

في الواقع، أثناء بدء التشغيل، والجسر المستقيم نفخ عادة لا يسببها مقاومة شحن صغيرة جدا R ولكن بدلا من ذلك من قبل R كبيرة جدا. عندما يبدأ VFD،التدفقات الحالية من خلال مقاومة الشحن لشحن المكثفبمجرد أن يكون الجهد كافياً لتشغيل مصدر الطاقة المساعد (على سبيل المثال ، 200 فولت) ، ترسل وحدة المعالجة المركزية إشارة لإغلاق المرور أو تشغيل التايريستور.إذا كان الجهد في النقطة b من الإرسال منخفضًا (ولكن أعلى من 200 فولت) بينما الجهد في النقطة a، تصحيح مباشرة من 380 فولت AC (حوالي 540 فولت DC) ، هناك فرق فولتاج كبير بين النقاط a و b. خلال لحظة التشغيل والإدارة،التيار مرتفع جداً يشبه تطبيق عدة مئات من الفولت على المقاومة الصغيرة جداًهذه الزيادة في التيار تتجاوز بكثير القدرة القياسية للجسر المباشر مما يسبب فشله

بالنسبة لمحولات الترددات VFD ذات الطاقة العالية ، فإن مقاومة الشحن أصغر. تتطلب الطاقة العالية مكثفات كهربائية أكبر ، والتي بدورها تتطلب أوقات شحن أطول.بما أن ثابت الوقت RC يحدد مدة الشحن، وتقليل المقاومة R تقلل من هذا الوقت. بشكل عام، يجب اختيار المقاومة الشحن بحيث لا تتجاوز قيمتها القصوى 300Ω وقيمتها الدنيا 10Ω على الأقل.يتم استخدام المقاومات الكبيرة لـ VFDs منخفضة الطاقة، في حين يتم استخدام المقاومات الأصغر للوحدات عالية الطاقة.

02اختيار طاقة مكثفات تخزين الطاقة

القاعدة العامة لاختيار المكثفات هي ≥60μF/A. على سبيل المثال، عاكس تردد VFD 15kW مع تيار اسمي 30A يتطلب سعة ≥60μF/A × 30A، وهو ما لا يقل عن 1800μF.لذلك، يتم اختيار أربعة مكثفات 2200μF (إثنان بالتوازي واثنان في سلسلة) أو مكثفات 4700μF (في سلسلة). يجب أيضا النظر في علامة تجارية للمكثفات ،حيث أن الجودة يمكن أن تختلف اختلافا كبيرا بين الشركات المصنعة المختلفة.

يستبدل بعض الفنيين وحدة المحول التالفة فقط عند إصلاح محول تردد VFD ، فقط لمعرفة أن الوحدة تفشل مرة أخرى بعد فترة وجيزة.قد يلومون جودة الوحدة السيئة أو بيئات التشغيل القاسية، ولكن السبب الجذري غالباً ما يكون أنهم يفشلون في تحديد سبب فشل الوحدة في المقام الأول ، تاركين القضايا الكامنة دون حل.

العوامل الداخلية التي تؤدي إلى تلف وحدة المحول تشمل تدهور المكثف ، مثل انخفاض القدرة أو الفشل الكامل ،والتي يمكن أن تكون حاسمة مثل العوامل الخارجية مثل الإفراط في الشحنلا ينبغي التقليل من شأن عواقب مشاكل المكثف. قد يتجلى انخفاض طفيف في القدرة على التحكم في الحمولة بشكل سيء.تشغيل رحلات الحافلات ذات التيار المباشر منخفضة الجهد تحت أحمال ثقيلةفشل مكثف حاد يمكن أن يسبب ضررًا مميتًا لوحدة المحول قبل أن تتمكن دائرة الكشف عن الجهد من التفاعل.

عندما تتدهور المكثفات (على سبيل المثال ، انخفاض السعة) ، قد يبدو عاكس التردد VFD طبيعيا تحت الأحمال الخفيفة ولكن يفشل تحت الحمل الكامل.حافلة التيار المباشر تفقد قدرات تخزين الطاقة وتصفيتهاأثناء بدء تشغيل المحرك، زيادة استهلاك التيار يفاقم هذه النبضات.هذا يفسر لماذا اختيار مقاومة شحن صغيرة جدا يضر مكثفات الجهد العاليبينما المقاومة الكبيرة تخاطر بتفجير جسر المباشرإذا كانت القوة الكهربائية الحركية الخلفية للمحرك (EMF) أو تردد ناقل الخروج من VFD يتماشى مع تردد DC النبض، يمكن أن تحدث الرنين. جنبا إلى جنب مع الحثية الطفيلية والقدرة في الدائرة، هذا الرنين يولد فائضات الجهد الخطرة.على الرغم من أن IGBTs وديودات تشبيك الجهد في وحدة المحول لديها تصنيفات الجهد مع هوامش السلامةحتى دوائر الحماية المتطورة قد لا تتفاعل بسرعة كافية مع مثل هذه التقلبات السريعة في الجهد.

غالبًا ما تكون مشكلات المكثفات خادعة ، حيث تظهر على أنها "خطأ ناعم" يتم تجاهله بسهولة. قد يتم اختبار بعض المكثفات ضمن المواصفات ولكن لا تزال تشكل مخاطر أثناء التشغيل. في أجهزة VFD عالية الطاقة ، يمكن أن تكون هناك مشكلة في التكثيف.المكثفات التي تعرضت لسنوات من الظروف القاسية قد تتطور المحطات المتآكلة بسبب الشحن والتفريغ عالية الترددفي حين أن قياسات السعة قد تبدو طبيعية، زيادة المقاومة الداخلية تسبب انخفاضات في الجهد أثناء التشغيل، مضللة الفنيين.تدهور المكثف يمكن أن يؤدي إلى ارتفاعات في الجهدوالتي هي السبب الرئيسي لفشل الوحدة.