يُذكركم مُورِّدو مُحوِّلات التردد المُخصَّصة لحقول النفط بأنَّ المُحرِّكات الكهربائية تُعَدُّ حاليًا الأدوات الدوارة الأكثر استخدامًا. مع تطوُّر مُحوِّلات التردد وانتشارها، يزداد استخدام المُحرِّكات الكهربائية مع مُحوِّلات التردد. ومع ذلك، لا بدَّ من مُواجهة العديد من المشاكل عند استخدام مُحوِّلات التردد والمُحرِّكات الكهربائية معًا:
1. هل يمكن لمبدئ التشغيل الناعم للمحرك توفير الطاقة؟
إن تأثير توفير الطاقة لبدء التشغيل الناعم محدود، ولكنه يمكن أن يقلل من تأثير البدء على شبكة الطاقة، ويحقق بدء تشغيل سلس، ويحمي لفائف المحرك.
وفقًا لنظرية الحفاظ على الطاقة، نظرًا لتعقيد دوائر التحكم، فإن التشغيل السلس لا يوفر الطاقة فحسب، بل يزيد أيضًا من استهلاكها. مع ذلك، يمكنه تقليل تيار بدء تشغيل الدائرة، ويلعب دورًا وقائيًا.
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.
هل هناك علاقة بين التحميل الزائد للمحرك والدائرة القصيرة؟
هناك نوعان من الحمل الزائد للمحرك؛ الأول هو الحمل الزائد الميكانيكي: وهو الحمل الزائد الناجم عن تجاوز الحمل الدافع للقيمة المقدرة أو تعرض نظام النقل للتشويش، والذي لا علاقة له بدائرة كهربائية قصيرة. 2. الحمل العادي: إذا تم تحميل تيار المحرك بشكل زائد، فقد يكون ذلك بسبب التأريض المحلي أو الدوائر القصيرة بين الدورات في لفات المحرك.
ما هو تطبيق تنظيم سرعة التردد المتغير؟ وما هي فوائده؟
ما هو تطبيق تنظيم سرعة التردد المتغير؟
يمكن تطبيقه على الآلات الدوارة ذات متطلبات تنظيم السرعة.
ما هي فوائد تنظيم سرعة التردد المتغير؟
قبل تطبيق تنظيم السرعة بالتردد المتغير (نظريًا، كان مُطبّقًا بالفعل، لكن تطبيقه الفعلي كان بعد اختراع إلكترونيات الطاقة)، كان تنظيم السرعة التقليدي يستخدم التيار المستمر. عيوب تنظيم السرعة بالتيار المستمر هي:
① محركات التيار المستمر لها هياكل معقدة وتكاليف صيانة عالية
② بسبب وجود المبدل، لا يوجد مجال كبير لزيادة طاقة محرك التيار المستمر.
لذلك، فإن فوائد تنظيم سرعة التردد المتغير هي:
① يمكنه تحقيق نفس أداء تنظيم السرعة الممتاز مثل تنظيم سرعة التيار المستمر لمحركات التيار المتردد.
② صيانة المحركات غير المتزامنة ذات القفص السنجابي بسيطة ومريحة.
③ لا يوجد حد لقوة محركات التيار المتردد بسبب المبدل.
كيفية قياس مقاومة العزل للمحرك؟
إذا كان المحرك عبارة عن محرك تيار متردد ثلاثي الطور، قم بقياس مقاومة العزل بين الطور والأرضية لملفات المحرك ثلاثية الطور.
إذا كان محرك تيار مستمر، فقم بقياس توصيل ملف المحرك بالأرض، ولف الإثارة المتتالية بالأرض، ولف الإثارة الثانوية بالأرض، ولف الإثارة المتتالية بالإثارة الثانوية. اختر الهزاز المناسب وفقًا لمستوى جهد المحرك المختبر.
خطوات القياس:
--- افصل مصدر الطاقة
---التفريغ الأرضي
---إذا كان محرك التيار المتردد ثلاثي الطور، فافتح نقطة المركز (إن أمكن)
---إذا كان محرك تيار مستمر، ارفع الفرشاة.
---استخدم طاولة اهتزاز لقياس مقاومة العزل بين المراحل وللتأريض بشكل منفصل
---التفريغ الأرضي
---استعادة الخط
---تسجيل مقاومة العزل ودرجة الحرارة المحيطة.
6. ما هو المبدئ عديم الفرشاة وغير الدوري؟
بادئ الحركة بدون فرش أو حلقات هو جهاز بدء تشغيل يتغلب على عيوب المحركات غير المتزامنة الملفوفة المجهزة بحلقات انزلاق وفرش كربونية وأجهزة بدء تشغيل معقدة، مع الحفاظ على مزايا تيار بدء التشغيل المنخفض وعزم بدء التشغيل العالي للمحركات الملفوفة. يمكن استبدال محركات التيار المتردد غير المتزامنة ثلاثية الطور ذات الدوار الملفوف JR وJZR وYR وYZR (باستثناء محركات السرعة المتغيرة والمجهزة بكاميرات إدخال) التي كانت تستخدم في الأصل بادئات مقاومة، ومفاعلات، ومقاومات متغيرة حساسة للتردد، ومقاومات متغيرة سائلة، وبادئات تشغيل ناعمة ببادئات "بدون فرش أو حلقة مفتوحة".
كم عدد طرق تشغيل المكثفات للمحركات؟
هناك نوعان من البداية:
⑴ بدء تشغيل المكثف (يشير إلى فصل المكثف بعد بدء تشغيل المحرك)؛
⑵ يبدأ المكثف في العمل (يشارك المكثف في التشغيل بعد بدء التشغيل).
هل يمكن استخدام المحول كحمل لمحول التردد؟
من حيث المبدأ، يُفترض أن يكون ذلك ممكنًا، ولكنه غير عملي عمليًا. لا تتطلب محولات التردد محولات لزيادة الجهد، ويجب أن تكون هناك أنواع يمكن استخدامها للدوائر التي تزيد عن 380 فولت. إذا لزم جهد أعلى، فهناك أيضًا دوائر يمكن تحويلها مباشرةً إلى 220 فولت أو 380 فولت ثم مضاعفة الجهد للحصول على جهد عالٍ. تُستخدم محولات التردد بشكل أساسي لتشغيل الأحمال (مثل المحركات الكهربائية)، ونادرًا ما تُستخدم لتحويل تردد الطاقة. لا تقتصر وظائف محولات التردد على تحويل التردد نفسه، فهناك العديد من الوظائف الإضافية مثل الحماية المتنوعة. إذا تم استخدام محولات التردد للحصول على طاقة تحويل التردد، فلا يُنصح بذلك من منظور اقتصادي. يُنصح باستخدام دوائر تحويل تردد أخرى.
هل يمكن تعديل محول التردد إلى 1 هرتز، وما هو عدد هرتزات التي يمكن تعديلها للاستخدام؟
إذا استُخدم مُحوِّل التردد في محرك تيار متردد غير متزامن عام، فعند ضبطه على 1 هرتز، يكون التردد قريبًا من التيار المستمر، وهو أمر غير مسموح به إطلاقًا. سيعمل المحرك بأقصى تيار ضمن حدود مُحوِّل التردد، وسيُولِّد حرارة شديدة، مما قد يُؤدي إلى احتراقه.
إذا تجاوز تردد التشغيل 50 هرتز، فسيؤدي ذلك إلى زيادة فقدان الحديد في المحرك، مما يضر به أيضًا. بشكل عام، يُفضل عدم تجاوز 60 هرتز (يُسمح بتجاوزه في فترة زمنية قصيرة)، وإلا سيؤثر ذلك على عمر المحرك.
ما هو مبدأ عمل مقاومة تنظيم التردد في مُحوِّل التردد؟ لماذا يُغيِّر تعديل المقاومة التردد؟
تُستخدم مقاومة ضبط التردد في مُحوّل التردد لتقسيم جهد مرجعي قدره 10 فولت بشكل تناسبي، ثم تُعيده إلى لوحة التحكم الرئيسية. تُجري لوحة التحكم الرئيسية تحويلًا من تناظري إلى رقمي على الجهد المُعاد من المقاومة لقراءة البيانات، ثم تُحوّله إلى قيمة متناسبة مع التردد المُصنّف لإخراج تردد التيار. وبالتالي، يُمكن تعديل تردد مُحوّل التردد بضبط قيمة المقاومة.
11. هل يمكن لمحول التردد فصل تيار المحرك؟
هل يمكن فصل تحويل التردد؟ لا أستطيع! ولكن طالما أن تردد الخرج f والسرعة المتزامنة n1 يحافظان على معدل الانزلاق ضمن النطاق المستقر أو معدل الانزلاق المقنن Se، فإن ذلك يعادل فصل تيار المحرك، لأن معامل قدرة الدوار أصبح 1، وتيار الدوار هو تيار عزم الدوران الذي يحتاجه الجميع لفصله والتحكم فيه! محول التردد هو جهاز للتحكم في سرعة المحركات غير المتزامنة، ولا يمكنه إجراء أي تحكم يتجاوز الخصائص الميكانيكية للمحركات غير المتزامنة.
لماذا يكون التيار مرتفعًا عند بدء تشغيل محرك حثي؟ هل سينخفض التيار بعد بدء التشغيل؟
عندما يكون المحرك الحثي في حالة توقف، فإنه يشبه المحول من منظور كهرومغناطيسي. تُعادل لفات الجزء الثابت المتصلة بمصدر الطاقة الملف الابتدائي للمحول، ولفات الجزء الدوار في دائرة مغلقة تُعادل الملف الثانوي للمحول الذي تعرض لقصر في الدائرة؛ لا يوجد اتصال كهربائي بين لفات الجزء الثابت ولفات الجزء الدوار، بل اتصال مغناطيسي فقط. يمر التدفق المغناطيسي عبر الجزء الثابت والفجوة الهوائية ولب الجزء الدوار ليشكل دائرة مغلقة. عند الإغلاق، لم يبدأ الجزء الدوار بالدوران بعد بسبب القصور الذاتي، ويقطع المجال المغناطيسي الدوار لفات الجزء الدوار بأقصى سرعة قطع - سرعة متزامنة - مما يُحفز لفات الجزء الدوار على أقصى جهد ممكن. لذلك، يتدفق تيار كبير عبر موصل الجزء الدوار، مما يُولد طاقة مغناطيسية تُعادل المجال المغناطيسي للجزء الثابت، تمامًا كما يحتاج التدفق المغناطيسي الثانوي للمحول إلى مُعادلة التدفق المغناطيسي الابتدائي.
للحفاظ على التدفق المغناطيسي الأصلي المتوافق مع جهد مصدر الطاقة، يزيد الجزء الثابت تياره تلقائيًا. ونظرًا لارتفاع تيار الجزء الدوار في هذه اللحظة، يزداد تيار الجزء الثابت بشكل ملحوظ، حتى يصل إلى 4-7 أضعاف التيار المقنن، وهذا هو سبب ارتفاع تيار البدء.
لماذا يكون التيار صغيرًا بعد بدء التشغيل؟ مع زيادة سرعة المحرك، تنخفض سرعة قطع المجال المغناطيسي للجزء الثابت لموصل الدوار، وينخفض الجهد المستحث فيه، وينخفض التيار فيه أيضًا. وبالتالي، ينخفض أيضًا جزء تيار الجزء الثابت المستخدم لموازنة التدفق المغناطيسي الناتج عن تيار الدوار، فيتناقص تيار الجزء الثابت من كبير إلى صغير حتى يعود إلى وضعه الطبيعي.
ما هو تأثير تردد الناقل على المحولات الترددية والمحركات؟
يؤثر تردد الناقل على تيار خرج محول التردد:
(1) كلما زاد تردد التشغيل، كلما كانت دورة عمل موجة الجهد أكبر، وكلما كانت مكونات التوافقيات عالية الترتيب للتيار أصغر، أي كلما زاد تردد الناقل، وكلما كان شكل موجة التيار أكثر سلاسة؛
(2) كلما زاد تردد الناقل، كلما كان تيار الإخراج المسموح به لمحول التردد أصغر؛
(3) كلما زاد تردد الناقل، كلما كانت معاوقة السعة للمكثف السلكي أصغر (لأن Xc=1/2 π fC)، وكلما زاد تيار التسرب الناتج عن النبضات عالية التردد.
تأثير تردد الناقل على المحركات:
كلما ارتفع تردد الموجة الحاملة، قلّ اهتزاز المحرك، وانخفض ضوضاء التشغيل، وانخفضت الحرارة الناتجة عنه. ولكن كلما ارتفع تردد الموجة الحاملة، ارتفع تردد التيار التوافقي، وزاد التأثير السطحي لجزء المحرك الثابت، وزادت خسائر المحرك، وانخفضت طاقة الخرج.
لماذا لا يمكن استخدام محول التردد كمصدر طاقة لمحول التردد؟
تتكون الدائرة الكاملة لمصدر طاقة التردد المتغير من تيار متردد مستمر، وتيار متردد، وأجزاء ترشيح، لذا فإن موجات الجهد والتيار التي يُخرجها عبارة عن موجات جيبية نقية، وهي قريبة جدًا من مصدر طاقة تيار متردد مثالي. يمكنه إخراج جهد وتردد شبكة الكهرباء لأي دولة في العالم.
يتكون مُحوِّل التردد من دوائر مثل التيار المتردد المستقيم والموجة المُعَدَّلة، ويُطلق عليه عادةً مُتحكم سرعة مُحوِّل التردد. شكل موجة جهد خرجه عبارة عن موجة مربعة نبضية ذات مكونات توافقية متعددة. يتغير الجهد والتردد بشكل متناسب في نفس الوقت، ولا يمكن تعديلهما بشكل منفصل، مما لا يُلبي متطلبات مُزودات طاقة التيار المتردد. من حيث المبدأ، لا يُمكن استخدامه كمُزود طاقة، ويُستخدم عادةً فقط لتنظيم سرعة المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور.
لماذا تكون درجة حرارة المحرك أعلى عند استخدام محول التردد منها عند تردد القدرة؟
نظرًا لأن شكل الموجة الخارجة من محول التردد ليس موجة جيبية، بل موجة مشوهة، فإن تيار المحرك عند عزم الدوران المقدر يكون أعلى بنحو 10% من التيار عند تردد الطاقة، وبالتالي فإن ارتفاع درجة الحرارة أعلى قليلاً من التيار عند تردد الطاقة.
نقطة أخرى هي أنه عندما تنخفض سرعة المحرك، فإن سرعة مروحة تبريد المحرك لن تكون كافية، وسوف ترتفع درجة حرارة المحرك.