تأمینکننده دستگاه بازخورد انرژی به شما یادآوری میکند که مبدل فرکانس هنوز در حین کار عملکرد رضایتبخشی ندارد و در نتیجه عمر مفید آن کاهش یافته و هزینههای نگهداری قطعات آن افزایش مییابد.
با تجزیه و تحلیل محیط کاربرد، کیفیت شبکه برق، تداخل الکترومغناطیسی و سایر جنبههای مبدلهای فرکانس، برخی از مسائلی که باید مورد توجه قرار گیرند و پیشنهادات بهبود یافته برای همه مفید تلقی میشوند.
محیط کار
در کاربردهای عملی مبدلهای فرکانس، اکثر افراد آنها را مستقیماً در سایتهای صنعتی نصب میکنند تا هزینهها را کاهش دهند. عموماً مشکلاتی مانند گرد و غبار زیاد، دمای بالا و رطوبت بالا در محل کار وجود دارد. در برخی از کاربردهای صنعتی، مشکلاتی مانند گرد و غبار فلز، گازهای خورنده و غیره نیز وجود دارد. اقدامات مربوطه باید بر اساس شرایط موجود در محل انجام شود.
۱) مبدل فرکانس باید داخل کابینت کنترل نصب شود.
۲) بهتر است مبدل فرکانس را در وسط کابینت کنترل نصب کنید؛ مبدل فرکانس باید به صورت عمودی نصب شود و از نصب اجزای بزرگی که ممکن است اگزوز و ورودی را مسدود کنند، مستقیماً در بالا و پایین آن خودداری شود.
۳) حداقل فاصله بین لبههای بالایی و پایینی مبدل فرکانس و قسمت بالا، پایین، پارتیشن یا اجزای بزرگ مورد نیاز کابینت کنترل باید بیشتر از ۳۰۰ میلیمتر باشد.
۴) اگر کاربران ویژه در حین استفاده نیاز به برداشتن صفحه کلید داشته باشند، سوراخ صفحه کلید روی پنل اینورتر باید کاملاً با نوار چسب بسته شود یا با یک پنل تقلبی جایگزین شود تا از ورود مقدار زیادی گرد و غبار به داخل اینورتر جلوگیری شود.
۵) اکثر بردهای مدار چاپی و اجزای سازه فلزی داخل مبدلهای فرکانس، تحت عملیات ویژهای برای جلوگیری از رطوبت، کپک و قارچ قرار نگرفتهاند. اگر این قطعات برای مدت طولانی در معرض محیطهای کاری سخت قرار گیرند، مستعد زنگزدگی هستند. در شرایط عملیاتی با دمای بالا، میلههای مسی رسانا دچار خوردگی شدیدتری میشوند که باعث آسیب به سیمهای مسی کوچک روی برد کنترل میکروکامپیوتر و برد تغذیه درایو میشود. بنابراین، برای کاربرد در محیطهای مرطوب و حاوی گازهای خورنده، باید الزامات اساسی برای طراحی داخلی مبدل فرکانس مورد استفاده وجود داشته باشد.
۶) هنگام استفاده از مبدل فرکانس در مناطق پر گرد و غبار، به ویژه در مناطقی که دارای گرد و غبار فلزی و مواد لختهای هستند، معمولاً لازم است که کابینت کنترل به طور کامل آببندی شده و به طور ویژه با ورودی و خروجی هوا برای تهویه طراحی شود؛ بالای کابینت کنترل باید دارای یک توری محافظ و یک پوشش محافظ برای خروجی هوا باشد؛ پایین کابینت کنترل باید دارای یک صفحه پایه، ورودی هوا و سوراخهای ورودی سیم باشد و به یک توری ضد گرد و غبار مجهز باشد.
تداخل الکترومغناطیسی
در سیستمهای کنترل صنعتی مدرن، اغلب از فناوری کنترل میکروکامپیوتر یا PLC استفاده میشود. در فرآیند طراحی یا اصلاح سیستم، باید به تداخل مبدلهای فرکانس روی برد کنترل میکروکامپیوتر توجه شود. با توجه به اینکه برخی از بردهای کنترل میکروکامپیوتر طراحی شده برای مبدلهای فرکانس با استانداردهای بینالمللی EMC مطابقت ندارند، ممکن است پس از استفاده از مبدل فرکانس، تداخل هدایتی و تشعشعی رخ دهد که اغلب منجر به عملکرد غیرطبیعی سیستم کنترل میشود. روشهای زیر برای مرجع شما ارائه شده است.
۱) نصب یک فیلتر EMI در انتهای ورودی مبدل فرکانس میتواند به طور موثری تداخل هدایتشده مبدل فرکانس را در شبکه برق سرکوب کند. نصب راکتورهای ورودی AC و DC میتواند ضریب توان را بهبود بخشد، آلودگی هارمونیک را کاهش دهد و به اثرات جامع خوبی دست یابد. در برخی موارد که فاصله بین موتور و مبدل فرکانس از ۱۰۰ متر بیشتر میشود، bpqjs.com نیاز به اضافه کردن یک راکتور خروجی AC در سمت مبدل فرکانس دارد تا حفاظت جریان نشتی ناشی از پارامترهای توزیع سیم خروجی به زمین را حل کند و تداخل تابش خارجی را کاهش دهد.
یک روش، رزوه کردن لولههای فولادی یا کابلهای محافظ و اتصال مطمئن پوسته لوله فولادی یا لایه محافظ کابل به زمین است. بدون اضافه کردن راکتور خروجی AC، استفاده از رزوه کردن لوله فولادی یا کابلهای محافظ، ظرفیت توزیعشده خروجی به زمین را افزایش میدهد که مستعد اضافه جریان است.
۲) محافظ الکتریکی و ایزولاسیون ورودیهای تشخیص حسگر آنالوگ و سیگنالهای کنترل آنالوگ. در فرآیند طراحی سیستم کنترل متشکل از مبدلهای فرکانس، توصیه میشود تا حد امکان از کنترل آنالوگ استفاده نشود، به خصوص زمانی که فاصله کنترل بیشتر از ۱ متر باشد و در سراسر کابینتهای کنترل نصب شود. از آنجا که مبدلهای فرکانس عموماً دارای تنظیمات سرعت چندگانه و ورودی و خروجی فرکانس سوئیچ هستند، میتوانند الزامات را برآورده کنند. در صورت لزوم کنترل آنالوگ، توصیه میشود از کابلهای محافظ استفاده شود و یک نقطه اتصال زمین از راه دور در سمت حسگر یا مبدل فرکانس ایجاد شود. اگر تداخل هنوز شدید باشد، باید اقدامات ایزولاسیون DC/DC انجام شود. میتوان از ماژولهای استاندارد DC/DC استفاده کرد، یا تبدیل v/f را میتوان به صورت نوری ایزولاسیون کرد و از ورودی فرکانس استفاده کرد.
۳) نصب فیلترهای EMI، سلفهای حالت مشترک، حلقههای مغناطیسی فرکانس بالا و غیره بر روی منبع تغذیه ورودی برد کنترل میکروکامپیوتر میتواند به طور مؤثر تداخل هدایتشده را سرکوب کند. علاوه بر این، در شرایطی که تداخل تشعشعی شدید است، مانند زمانی که ایستگاههای پایه GSM یا پیجر در اطراف وجود دارد، میتوان یک پوشش محافظ توری فلزی برای عملیات محافظ به برد کنترل میکروکامپیوتر اضافه کرد.
۴) اتصال زمین خوب. سیم اتصال زمین سیستمهای کنترل جریان قوی مانند موتورها باید به طور قابل اعتمادی از طریق یک باسبار اتصال زمین به زمین متصل شود و زمین محافظ برد کنترل میکروکامپیوتر نیز باید جداگانه به زمین متصل شود. برای شرایط خاص با تداخل شدید، توصیه میشود سنسور و لایه محافظ رابط ورودی/خروجی به زمین کنترل برد کنترل متصل شوند.
کیفیت شبکه برق
سوسو زدن ولتاژ اغلب در بارهای ضربهای مانند دستگاههای جوشکاری، کورههای قوس الکتریکی، کارخانههای فولاد و غیره رخ میدهد؛ در یک کارگاه، هنگامی که چندین مبدل فرکانس متغیر و سایر بارهای یکسوکننده خازنی در حال کار هستند، هارمونیکهای تولید شده توسط آنها باعث آلودگی جدی کیفیت شبکه برق شده و تأثیر مخرب قابل توجهی بر خود تجهیزات دارند، از عدم توانایی در کار مداوم و عادی گرفته تا آسیب رساندن به مدار ورودی تجهیزات. روشهای زیر را میتوان برای حل این مشکل اتخاذ کرد.
۱) توصیه میشود کاربران هنگام مواجهه با بارهای ضربهای مانند دستگاههای جوشکاری، کورههای قوس الکتریکی و کارخانههای فولاد، دستگاههای جبرانکننده استاتیک توان راکتیو را برای بهبود ضریب توان و کیفیت شبکه برق اضافه کنند.
۲) در کارگاههایی که مبدلهای فرکانس متمرکز هستند، توصیه میشود از یکسوسازی متمرکز و منبع تغذیه باس مشترک DC استفاده شود. توصیه میشود کاربران حالت یکسوسازی ۱۲ پالسی را انتخاب کنند. مزایای آن هارمونیکهای کم و صرفهجویی در انرژی است، به ویژه برای استارت و ترمز مکرر، که در آن موتور الکتریکی هم در سناریوهای تولید برق و هم در سناریوهای تولید برق کار میکند، مناسب است.
۳) نصب یک فیلتر LC پسیو در سمت ورودی مبدل فرکانس، هارمونیکهای ورودی را کاهش میدهد، ضریب توان را بهبود میبخشد، قابلیت اطمینان بالایی دارد و نتایج خوبی را به دست میدهد.
۴) نصب یک دستگاه PFC فعال در سمت ورودی مبدل فرکانس بهترین نتایج را به همراه دارد، اما هزینه آن نسبتاً بالاست.
این مقاله با شروع از مشکلاتی که در سیستم کاربرد عملی مبدلهای فرکانس ایجاد میشود، راهحلهای هدفمند و پیشنهادهای بهبود را برای تأثیر عوامل نامطلوب بر مبدلهای فرکانس در کاربردهای عملی، مانند تداخل خارجی، محیط استفاده و کیفیت شبکه برق، ارائه میدهد. این راهحلها میتوانند به طور مؤثر عمر مفید مبدلهای فرکانس را افزایش داده و در کاربردهای مهندسی عملی، ارزش مرجع خاصی داشته باشند.
البته، معمولاً یک یا چند روش اتخاذ میشود.