يُذكركم موردو معدات توفير الطاقة في المصاعد بأن مُحوّلات التردد تُستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات، مثل تكييف الهواء والمصاعد والصناعات الثقيلة. فيما يلي، سنشرح أساسيات استخدام مُحوّلات التردد في المصاعد:
1. ما هو محول التردد؟
محول التردد هو جهاز للتحكم في الطاقة الكهربائية يستخدم وظيفة التشغيل والإيقاف لأجهزة أشباه الموصلات للطاقة لتحويل مصادر تردد الطاقة إلى تردد آخر.
2. ما هي الاختلافات بين PWM و PAM؟
PWM هو اختصار لـ "تعديل عرض النبضة" (Pulse Width Modulation) باللغة الإنجليزية، وهو طريقة لضبط قيمة الخرج وشكل الموجة بتغيير عرض نبضة سلسلة النبضات وفقًا لنمط معين. PAM هو اختصار لـ "تعديل سعة النبضة" (Pulse Amplitude Modulation) باللغة الإنجليزية، وهو طريقة تعديل تضبط قيمة الخرج وشكل الموجة بتغيير سعة نبضة سلسلة النبضات وفقًا لقاعدة معينة.
3. ما هو الفرق بين نوع الجهد ونوع التيار؟
يمكن تقسيم الدائرة الرئيسية لمحول التردد تقريبًا إلى فئتين: نوع الجهد هو محول تردد يحول التيار المستمر لمصدر الجهد إلى تيار متردد، ومرشح دائرة التيار المستمر هو مكثف؛ نوع التيار هو محول تردد يحول التيار المستمر لمصدر التيار إلى تيار متناوب، مع مرشح دائرة التيار المستمر والمحث.
4. لماذا يتغير الجهد والتيار في محول التردد بشكل متناسب؟
يتولد عزم دوران المحرك غير المتزامن من تفاعل التدفق المغناطيسي للمحرك مع التيار المار عبر الدوار. عند التردد المُصنّف، إذا كان الجهد ثابتًا مع انخفاض التردد فقط، فسيكون التدفق المغناطيسي كبيرًا جدًا، وستتشبع الدائرة المغناطيسية، وفي الحالات الشديدة، سيحترق المحرك. لذلك، يجب تغيير التردد والجهد بشكل متناسب، أي عند تغيير التردد، يجب التحكم في جهد خرج مُحوّل التردد للحفاظ على تدفق مغناطيسي مُحدد للمحرك وتجنب حدوث ظاهرتي ضعف المغناطيسية والتشبع المغناطيسي. تُستخدم طريقة التحكم هذه عادةً في مُحوّلات التردد الموفرة للطاقة في المراوح والمضخات.
5. عندما يتم تشغيل المحرك الكهربائي بواسطة مصدر تردد الطاقة، يزداد التيار عندما ينخفض الجهد؛ بالنسبة لمحرك محول التردد، إذا انخفض الجهد أيضًا عندما ينخفض التردد، فهل يزداد التيار؟
عندما ينخفض التردد (عند السرعة المنخفضة)، إذا تم إخراج نفس الطاقة، يزداد التيار، ولكن في ظل حالة عزم الدوران الثابت، يظل التيار دون تغيير تقريبًا.
6. ما هو تيار البدء وعزم البدء للمحرك عند استخدام محول التردد للتشغيل؟
باستخدام محول تردد للتشغيل، يزداد التردد والجهد بالتناسب مع تسارع المحرك، ويقتصر تيار البدء على أقل من 150% من التيار المقنن (125% إلى 200% حسب الطراز). عند التشغيل مباشرةً من مصدر طاقة رئيسي، يكون تيار البدء 6-7 أضعاف، مما يؤدي إلى صدمات ميكانيكية وكهربائية. باستخدام محرك محول التردد، يمكن بدء التشغيل بسلاسة (مع وقت بدء أطول). يبلغ تيار البدء 1.2 إلى 1.5 ضعف التيار المقنن، ويتراوح عزم البدء بين 70% و120% من عزم الدوران المقنن. بالنسبة لمحولات التردد المزوّدة بوظيفة تعزيز عزم الدوران تلقائيًا، يكون عزم البدء أعلى من 100%، ويمكن تشغيلها بحمل كامل.
7. ماذا يعني وضع V/f؟
عندما ينخفض التردد، ينخفض الجهد V أيضًا بشكل متناسب، كما هو موضح في الإجابة 4. يتم تحديد العلاقة التناسبية بين V وf مسبقًا مع مراعاة خصائص المحرك، وعادةً ما تكون هناك العديد من الخصائص المخزنة في جهاز التخزين (ROM) الخاص بوحدة التحكم، والتي يمكن تحديدها باستخدام المفاتيح أو الأقراص.
8. كيف يتغير عزم المحرك عندما يتغير V و f بشكل متناسب؟
عندما ينخفض التردد وينخفض الجهد بشكل متناسب، فإن انخفاض معاوقة التيار المتردد مع ثبات مقاومة التيار المستمر سيؤدي إلى انخفاض عزم التأريض الناتج عند السرعات المنخفضة. لذلك، عند قيمة V/f عند الترددات المنخفضة، يلزم زيادة جهد الخرج قليلاً للحصول على عزم بدء تشغيل معين. يُسمى هذا التعويض "البدء المُحسَّن". يمكن استخدام طرق مختلفة لتحقيق ذلك، بما في ذلك التشغيل التلقائي، أو اختيار وضع V/f، أو ضبط مقياس الجهد.
9. هل لا يوجد طاقة خرج أقل من 6 هرتز، حيث أن الدليل ينص على نطاق سرعة 60~6 هرتز، وهو 10:1؟
يمكن أن يكون تردد خرج الطاقة أقل من 6 هرتز، ولكن بناءً على ارتفاع درجة الحرارة وعزم بدء تشغيل المحرك، يكون الحد الأدنى لتردد التشغيل حوالي 6 هرتز. في هذه الحالة، يمكن للمحرك إخراج عزم الدوران المُصنّف دون التسبب في مشاكل تسخين خطيرة. يتراوح تردد الخرج الفعلي (تردد بدء التشغيل) لمحول التردد بين 0.5 و3 هرتز حسب الطراز.
10. هل من الممكن طلب عزم دوران ثابت للمجموعات العامة للمحركات التي تزيد عن 60 هرتز؟
عادةً ما يكون ذلك غير ممكن. عندما يظل الجهد ثابتًا فوق 60 هرتز (مع وجود أوضاع تشغيل أعلى من 50 هرتز)، فإن ذلك عادةً ما يُشير إلى ثبات القدرة. عند الحاجة إلى نفس عزم الدوران عند السرعات العالية، يجب الانتباه إلى اختيار سعة المحرك والعاكس.
11. ماذا يعني "حلقة مفتوحة"؟
يُثبَّت كاشف السرعة (PG) على جهاز المحرك، ويُستخدم لإرجاع السرعة الفعلية إلى جهاز التحكم، ويُسمى هذا "الحلقة المغلقة". إذا لم يعمل مع كاشف السرعة، يُسمى "الحلقة المفتوحة". غالبًا ما تكون محولات التردد العالمية مفتوحة الحلقة، ويمكن لبعض الطرز أيضًا استخدام خيارات لإرجاع كاشف السرعة.
12. ماذا يجب أن أفعل عندما تنحرف السرعة الفعلية عن السرعة المحددة؟
في حالة الحلقة المفتوحة، حتى لو أصدر مُحوِّل التردد ترددًا مُحددًا، فإن سرعة المحرك تتراوح ضمن نطاق معدل الانزلاق المُصنَّف (1%~5%) عند التشغيل مع حمل. في الحالات التي تتطلب دقة عالية في تنظيم السرعة، وحتى عند تغيير الحمل، يتطلب التشغيل بسرعة قريبة من سرعة مُحددة، يُمكن استخدام مُحوِّل تردد مزود بوظيفة التغذية الراجعة PG (اختياري).
13. إذا تم استخدام محرك مع PG للتغذية الراجعة، فهل يمكن تحسين دقة السرعة؟
حسّن محول التردد المزود بوظيفة التغذية الراجعة PG من دقته. لكن دقة السرعة تعتمد على دقة PG نفسها ودقة تردد خرج محول التردد.
14. ماذا تعني وظيفة منع التوقف؟
إذا كان زمن التسارع المُعطى قصيرًا جدًا، وتغير تردد خرج مُحوِّل التردد بشكل أكبر بكثير من السرعة (التردد الزاوي الكهربائي)، فسيتعطل مُحوِّل التردد ويتوقف عن العمل بسبب التيار الزائد، وهو ما يُسمى بالتوقف. لمنع استمرار تشغيل المحرك بسبب التوقف، من الضروري قياس شدة التيار للتحكم في التردد. عندما يكون تيار التسارع مرتفعًا جدًا، يجب إبطاء معدل التسارع بشكل مناسب. وينطبق الأمر نفسه عند التباطؤ. ويُعرف الجمع بين الاثنين بوظيفة التوقف.
15. ما أهمية النماذج التي يتم فيها إعطاء زمن تسارع وزمن تباطؤ منفصلين، والنماذج التي يتم فيها إعطاء زمن تسارع وزمن تباطؤ مشتركين؟
يمكن حساب التسارع والتباطؤ بشكل منفصل لأنواع مختلفة من الآلات، وهو مناسب للتسارع قصير المدى، أو التباطؤ البطيء، أو الحالات التي تتطلب زمن دورة إنتاج دقيقًا للأدوات الآلية الصغيرة. ومع ذلك، في حالات مثل ناقل الحركة بالمروحة، تكون أزمنة التسارع والتباطؤ طويلة نسبيًا، ويمكن حسابهما معًا.
16. ما هو الكبح المتجدد؟
إذا تم تقليل تردد الأوامر أثناء تشغيل المحرك الكهربائي، فإنه سيصبح مولدًا غير متزامن ويعمل كفرامل، وهو ما يسمى بالفرملة المتجددة (الكهربائية).
17. ما هي تغذية الطاقة للمصعد؟
تحويل طاقة التيار المستمر غير المُجدية للمصعد إلى طاقة تيار مُتردد فعّالة وقابلة للاستخدام. تتم عملية إعادة تغذية طاقة التيار المُتردد المُقلوبة بشكل مُتزامن إلى الشبكة المحلية المُحيطة بالمصعد لإعادة استخدامها.