في حالات مختلفة ، قد يكون من الضروري تحويل تردد التيار الأولي إلى تيار بجهد تردد منظم. هذا مطلوب ، على سبيل المثال ، عند تشغيل المحركات غير المتزامنة لتغيير سرعة دورانها. تناقش هذه المقالة الغرض من تشغيل محول التردد ومبدأه.
محتوى
ما هو محول التردد
محول التردد (FC) هو جهاز كهربائي يحول وينظم بسلاسة التيار المتردد أحادي الطور أو ثلاثي الطور بتردد 50 هرتز إلى نوع مماثل من التيار بتردد من 1 إلى 800 هرتز. تستخدم هذه الأجهزة على نطاق واسع للتحكم في تشغيل مختلف الآلات الكهربائية غير المتزامنة ، على سبيل المثال ، لتغيير وتيرة دورانها. هناك أيضًا أجهزة للاستخدام في الشبكات الصناعية ذات الجهد العالي.
تنظم المحولات البسيطة التردد والجهد وفقًا لخاصية V / f ، وتستخدم الأجهزة المعقدة التحكم في النواقل.
محول التردد هو جهاز معقد تقنيًا ولا يتكون فقط من محول تردد ، ولكنه يتمتع أيضًا بحماية ضد التيار الزائد والجهد الزائد وقصر الدائرة. أيضًا ، قد يكون لهذه المعدات خنق لتحسين شكل الموجة والمرشحات لتقليل التداخل الكهرومغناطيسي المختلف. هناك محولات إلكترونية ، بالإضافة إلى أجهزة آلات كهربائية.
مبدأ تشغيل محول التردد
يتكون المحول الإلكتروني من عدة مكونات رئيسية: مقوم ، مرشح ، معالج دقيق وعاكس.
المعدل يحتوي على مجموعة من الثنائيات أو الثايرستور التي تصحح التيار الأولي عند الإدخال إلى المحول. تتميز محولات الصمام الثنائي بغياب تام للتموجات ، فهي غير مكلفة ، ولكنها في نفس الوقت أجهزة موثوقة. تخلق المحولات القائمة على الثايرستور إمكانية تدفق التيار في كلا الاتجاهين وتسمح بعودة الطاقة الكهربائية إلى الشبكة عند فرملة المحرك.
منقي تستخدم في أجهزة الثايرستور لتقليل أو القضاء على تموج الجهد. يتم تنفيذ التنعيم باستخدام مرشحات سعوية أو حثية سعوية.
معالج دقيق - عبارة عن رابط تحكم وتحليل للمحول. يستقبل الإشارات ويعالجها من المستشعرات ، مما يسمح لك بضبط إشارة الخرج من محول التردد باستخدام وحدة تحكم PID مدمجة.أيضًا ، يسجل مكون النظام هذا بيانات الأحداث ويخزنها ، ويسجل ويحمي الجهاز من الأحمال الزائدة ، والدوائر القصيرة ، ويحلل وضع التشغيل ويوقف تشغيل الجهاز في حالة التشغيل الطارئ.
العاكس يستخدم الجهد والتيار للتحكم في الآلات الكهربائية ، أي للتحكم بسلاسة في تردد التيار. ينتج مثل هذا الجهاز مخرجات "جيبية خالصة" ، مما يسمح باستخدامه في العديد من الصناعات.
يتكون مبدأ تشغيل محول التردد الإلكتروني (العاكس) في مراحل العمل التالية:
- يتم تصحيح التيار المتردد الجيبي أحادي الطور أو ثلاثي الطور بواسطة جسر الصمام الثنائي أو الثايرستور ؛
- بمساعدة المرشحات الخاصة (المكثفات) ، يتم ترشيح الإشارة لتقليل أو إزالة تموجات الجهد ؛
- يتم تحويل الجهد إلى موجة ثلاثية الطور بمعلمات معينة باستخدام دائرة كهربائية وجسر ترانزستور ؛
- عند إخراج العاكس ، يتم تحويل النبضات المستطيلة إلى جهد جيبي مع معلمات محددة.
أنواع محولات التردد
هناك عدة أنواع من محولات التردد ، وهي الأكثر شيوعًا حاليًا للإنتاج والاستخدام:
محولات الكهروميكانيكية (الحث الكهربائي): تُستخدم في الحالات التي يكون فيها من المستحيل أو غير المناسب استخدام FCs الإلكترونية. من الناحية الهيكلية ، تكون هذه الأجهزة عبارة عن محركات غير متزامنة بدوار طور ، تعمل في وضع محول المولد.
هذه الأجهزة عبارة عن محولات ذات تحكم رقمي. عند إخراج هذا الجهاز ، يتم إنشاء جهد بسعة وتردد معينين للحفاظ على تدفق مغناطيسي معين في لفات الجزء الثابت.يتم استخدامها في الحالات التي لا يكون فيها من الضروري الحفاظ على سرعة الدوار اعتمادًا على الحمل (المضخات والمراوح وغيرها من المعدات).
المحولات الإلكترونية: تستخدم على نطاق واسع في جميع ظروف العمل لمختلف المعدات. هذه الأجهزة متجهة ، وتحسب تلقائيًا تفاعل المجالات المغناطيسية للجزء الثابت والدوار وتوفر قيمة ثابتة لسرعة الدوار بغض النظر عن الحمل.
- سيكلوكونفيرتر.
- محولات دائرية.
- العاكس مع وصلة DC وسيطة:
- محول التردد للمصدر الحالي ؛
- محول التردد لمصدر الجهد (مع تعديل السعة أو عرض النبض).
حسب النطاق ، يمكن أن تكون المعدات:
- للمعدات بقوة تصل إلى 315 كيلو واط ؛
- محولات ناقلات للطاقة تصل إلى 500 كيلو واط ؛
- أجهزة مقاومة للانفجار للاستخدام في البيئات المتفجرة والمتربة ؛
- محولات التردد المثبتة على المحركات الكهربائية ؛
كل نوع من أنواع محول التردد له مزايا وعيوب معينة ، ويمكن تطبيقه على معدات وأحمال مختلفة ، فضلاً عن ظروف العمل.
يمكن التحكم في محول التردد يدويًا أو خارجيًا. يتم تنفيذ التحكم اليدوي من لوحة التحكم الخاصة بالعاكس ، والتي يمكنها ضبط السرعة أو إيقاف التشغيل. يتم التحكم الخارجي باستخدام أنظمة التحكم الآلي (APCS) ، والتي يمكنها التحكم في جميع معلمات الجهاز وتسمح لك بتبديل المخطط أو وضع التشغيل (عبر FC أو الالتفافية).أيضًا ، يتيح لك التحكم الخارجي برمجة تشغيل المحول وفقًا لظروف التشغيل والحمل والوقت ، مما يتيح لك العمل في الوضع التلقائي.
لماذا قد يحتاج المحرك الكهربائي إلى محول تردد؟
يتيح استخدام محولات التردد تقليل تكلفة الكهرباء وتكلفة استهلاك المحركات والمعدات. يمكن استخدامها لمحركات قفص السنجاب الرخيصة ، مما يقلل من تكاليف الإنتاج.
تعمل العديد من المحركات الكهربائية في ظروف التغيير المتكرر لأنماط التشغيل (عمليات التشغيل والتوقف المتكررة ، تغيير الحمل). تتيح لك محولات التردد بدء تشغيل المحرك بسلاسة وتقليل أقصى عزم دوران لبدء التشغيل وتسخين الجهاز. هذا مهم ، على سبيل المثال ، في آلات الرفع ويسمح لك بتقليل التأثير السلبي لبدء التشغيل المفاجئ ، وكذلك القضاء على تأرجح الحمل والارتعاش عند التوقف.
بمساعدة العاكس ، يمكنك تنظيم تشغيل المنافيخ والمضخات بسلاسة ويسمح لك بأتمتة العمليات التكنولوجية (المستخدمة في بيوت الغلايات ، في التعدين ، في قطاعي النفط وتكرير النفط ، في محطات المياه وغيرها من المؤسسات).
يتيح لك استخدام محولات التردد في الناقلات والناقلات والمصاعد زيادة العمر التشغيلي لمكوناتها ، حيث يقلل من الاهتزازات والصدمات والعوامل السلبية الأخرى عند بدء تشغيل المعدات وإيقافها. يمكنهم زيادة سرعة المحرك وتقليلها بسلاسة ، وإجراء حركة عكسية ، وهو أمر مهم لعدد كبير من المعدات الصناعية عالية الدقة.
مزايا محولات التردد:
- تقليل تكاليف الطاقة: عن طريق تقليل تيارات البدء وضبط قدرة المحرك على أساس الحمل ؛
- زيادة موثوقية ومتانة المعدات: يسمح لك بإطالة عمر الخدمة وزيادة الفترة من خدمة فنية إلى أخرى ؛
- يسمح لك بتنفيذ التحكم الخارجي وإدارة المعدات من أجهزة الكمبيوتر البعيدة والقدرة على الاندماج في أنظمة التشغيل الآلي ؛
- يمكن أن تعمل محولات التردد مع أي قوة تحميل (من كيلووات واحد إلى عشرات الميجاوات) ؛
- يسمح لك وجود مكونات خاصة في تكوين محولات التردد بالحماية من الأحمال الزائدة وفشل الطور والدائرة القصيرة ، فضلاً عن ضمان التشغيل الآمن وإغلاق المعدات في حالة الطوارئ.
بالطبع ، بالنظر إلى قائمة المزايا هذه ، قد يتساءل المرء لماذا لا تستخدمها لجميع المحركات في المؤسسة؟ الجواب هنا واضح ، للأسف ، لكن هذه هي التكلفة العالية لـ chastotnikov وتركيبها وتعديلها. لا تستطيع كل الأعمال تحمل هذه التكاليف.
مقالات مماثلة:
