عند إضافة محرك تردد متغير (VFD) إلى نظام موجود , قد تظهر العديد من المشكلات المحتملة .

انخفاض التبريد بسرعة منخفضة

تعتمد معظم المحركات التي تعمل عبر الخط على مروحة داخلية , يحركها العمود للتبريد . عندما يتم تشغيل المحرك باستخدام VFD , تنخفض سرعة عمود المحرك (سرعة المحرك) وستتسبب في انخفاض التبريد من العمود مروحة مدفوعة . إذا كان الحمل عبارة عن حمل عزم متغير قياسي , مثل مروحة أو مضخة (ينخفض الحمل على المحرك أضعافًا مضاعفة مع السرعة) , قد لا تكون هناك حاجة إلى تبريد إضافي .

ومع ذلك ، , إذا تم تثبيت المحرك الحالي في تطبيق له عزم دوران ثابت (مثل التردد العاكس الضاغطor العاكس مضخة المياه , مطحنة , أو بثق) , ثم سيبقى نفس الحمل على المحرك حيث يتم تقليل السرعة , وسوف يسخن المحرك . لهذا النوع من التطبيقات , إضافة منفاخ خارجي ( أو مروحة إضافية) توفر تبريدًا كافيًا للمحرك ليعمل بأقل من السرعة المقدرة . يضمن هذا المنفاخ الإضافي أن يتحرك هواء كافٍ فوق اللفات لإبقائها باردة عندما تكون المروحة الداخلية غير كافية .

إذا كان المحرك يحتوي على مستشعرات درجة حرارة مدمجة في ملفاته , مثل أجهزة كشف درجة الحرارة المقاومة , فيمكن استخدامها لمراقبة درجة الحرارة والتأكد من أن VFD وتشغيل السرعة المنخفضة لا يسببان تلفًا في عزل المحرك .

جهد المحرك

تتوفر الفولتية الناتجة لـ vfds لمطابقة أي جهد محرك موجود تقريبًا . ولكن , قليل جدًا , إن وجد , vfds لها خرج مباشر 13 , 800 فولت لمحركات الجهد العالي جدًا . في هذه الحالات , غالبًا ما يكون استخدام محول تصعيد على خرج VFD ضروريًا لمطابقة جهد المحرك . سيمثل هذا المحول خسارة أكبر بنسبة 1 بالمائة تقريبًا في نظام VFD , وهذا يجب أن يكون تم تقييمها خلال مرحلة التحليل لفعالية التكلفة .

تردد المحرك

يمكن أن تتطابق ترددات خرج vfds مع أي تردد بمحرك . منذ ثلاث مراحل AC vfd يتحكم في سرعة المحرك وتردده , يمكن أن يسمح ذلك لمحرك مُصنَّف لنظام طاقة واحد , 60 هرتز (هرتز) , على سبيل المثال , ليتم تشغيله بفعالية وبتقييم كامل على نظام طاقة 50 هرتز .

سرعة المحرك

قد تعتمد محامل المحرك على سرعة التشحيم . المحامل المضادة للاحتكاك مناسبة تمامًا للتشغيل المتغير السرعة , ولكن قد تحتاج محامل الأكمام إلى عناية خاصة لضمان تشحيمها بشكل صحيح حيث يعمل المحرك بسرعات منخفضة . وهذا من المحتمل يكون أكثر أهمية للعمليات منخفضة السرعة , مثل الزحف , تحديد المواقع , الإحماء أو الضغط على الساحل .

من المعروف أن المحركات الحثية عالية السرعة (تلك التي تحتوي على قطبين مغناطيسيين مصممين للتشغيل عند 3 , 600 دورة في الدقيقة عند 60 هرتز) لها صدى حاسم للعمود في نطاق 2 , 200 إلى 2 , 800 rpm . للمحركات التي تعمل بسرعة ثابتة عبر الخط , هذا الرنين ليس مهمًا لأن المحرك لا يعمل هناك أبدًا . ولكن , نظرًا لأن VFD يمكنه التحكم في المحرك بأي سرعة ضمن نطاق السرعة المسموح به , يجب توخي الحذر لتجنب تشغيل المحرك بسرعة قريبة من رنينه . تمتلك معظم MV vfds القدرة على " التخطي " أو عدم التشغيل عند ترددات معينة لتجنب مناطق الرنين هذه .

اعتبارات إضافية للمحركات المتزامنة: المثير المجال

لكي تعمل المحركات المتزامنة الحالية مع VFD , ، يجب أن يكون للمحرك المتزامن مجال تيار مباشر (DC) متاح بسرعة صفر من أجل تطوير عزم بدء وتسريع .

هناك نوعان من تصميمات المثيرات ذات المجال الحركي المتزامن مناسبة لبدء التشغيل وتشغيله على VFD: حلقات الانزلاق DC أو التيار المتردد (AC) , المثير من النوع بدون فرش .

يمكن لهذه التصميمات أن تنشط المجال في حالة توقف تام , أثناء التسارع وأثناء التشغيل . لا يمكن لنوع واحد من المحركات المتزامنة باستخدام محفز من النوع الذي لا يحتوي على فرشاة أن يطور مجالًا بسرعة صفر لأن المولد المثير يجب أن يدور بسرعة عالية لتطوير المجال الحالي .

التحكم في عامل الطاقة

يمكن استخدام محرك متزامن لتقديم مزايا الطاقة التفاعلية لنظام الطاقة . ومع ذلك , إذا تم تشغيل هذا المحرك باستخدام VFD , فإن خط طاقة المرافق يرى مستوى الطاقة التفاعلية الذي تم تعيينه بواسطة المحول الوارد للقيادة , ليس المحرك . وبالتالي , إذا تم استخدام المحرك المتزامن لتصحيح عامل القدرة للمصنع , فلن يكون هذا تطبيقًا مناسبًا لتشغيل هذا المحرك من vfd .

الجوانب الإيجابية للمحركات التي تعمل بتقنية vfd

يوفر استخدام vfds العديد من التحسينات على الإنتاج , استخدام الطاقة وصيانتها .

إنتاج

نظرًا لأن محرك vfd الذي يتم تشغيله ليس له حد لعدد مرات البدء المسموح بها في الساعة , إذا كان هناك أي شيء في العملية يوقف المحرك , فيمكن إعادة تشغيله فورًا . لمحرك يعمل بالخط , يجب على المشغلين انتظر مرحلات الحماية لتحديد ما إذا كان من الآمن إعادة تشغيل المحرك الكبير المصاب أو خطر تلف المحرك . إذا تم تشغيله باستخدام VFD , يمكن أن يتنوع الإخراج ليتناسب مع احتياجات عملية المصب .

طاقة

إذا كانت العملية تتطلب التشغيل بأقل من 100 بالمائة من المخرجات (التدفق أو السرعة) , فإن فرق الطاقة بين الحد الأقصى ونقاط التشغيل يوفر الفرصة لتوفير الطاقة . يعمل نظام VFD النموذجي بكفاءة إجمالية إجمالية تقارب 97 بالمائة . بالنسبة لتلك الأوقات التي تتطلب العملية فيها تشغيل بنسبة 100 بالمائة من المخرجات , ، فإن المزامنة مع الخط توفر اتصالاً مباشرًا للمحرك بالمرافق , مما يوفر خسائر بنسبة 3 بالمائة التي يمثلها VFD . خلال الوقت عندما يكون المحرك متزامنًا , يُترك VFD في وضع الاستعداد للسماح للمحرك بالتقاطه وتوصيله بسلاسة بـ vfd .

اعمال صيانة

يقلل التشغيل المتزامن من إجهاد المحرك وقد يطيل من عمر المحرك ويقلل من الصيانة . تشغيل العملية الصناعية بأقل من السرعة القصوى باستخدام VFD يقلل التآكل الميكانيكي على المكونات المدفوعة . وهذا واضح بشكل خاص في التطبيقات التي تستخدم الناقلات والكسارات . هذا , بالطبع , يتوقف على احتياجات الإنتاج في الوقت الذي يتم تلبيته بسرعة منخفضة .

خاتمة

تقدم هذه المقالة مخاوف محتملة لتطبيق VFD على محرك موجود وتقترح طرقًا لتخفيفها . من المهم للغاية العمل عن كثب مع مورد VFD في هذه السيناريوهات لضمان إمكانية تحويل المحرك للعمل على محرك VFD و أنه لا يتم التغاضي عن أي قضايا .