العربية
English
français
Deutsch
español
中文
تُستخدم محركات التردد المتغير (VFDs) بشكل شائع للتحكم في سرعة المحرك وتحسين استهلاك الطاقة في الأنظمة الصناعية.
ومع ذلك، تعمل VFD كأحمال غير خطية. وهذا يعني أنها تسحب تيارات غير سلسة، حتى لو كان جهد التغذية موجة جيبية مثالية.
يحدث هذا لأن VFDs تغير طاقة التيار المتردد إلى تيار مستمر. ثم يقومون بتحويلها مرة أخرى إلى إشارة تيار متردد معدلة. تساعد هذه العملية على التحكم في سرعة المحرك.
على الرغم من التقدم في التكنولوجيا، مثل المحولات المتعددة النبضات (أنظمة 12 أو 18 أو 24 نبضة)، أو المحولات الأمامية النشطة، أو المرشحات التوافقية السلبية، أو المفاعلات الخطية، لا يزال من الممكن أن تتدفق التيارات التوافقية عبر النظام، مما يسبب تشويه الجهد. تمثل هذه التيارات التوافقية مشكلة لأنها تؤثر على الجودة الشاملة للطاقة الموردة للمعدات الأخرى، مما قد يؤدي إلى اضطرابات تشغيلية.
ارتفاع درجة حرارة المحولات والمحركاتيمكن أن يحدث بسبب التيارات الإضافية. يمكن أن تؤدي هذه الحرارة إلى إتلاف العزل وتقصير عمر الأجزاء الكهربائية.
خلل في الأجهزة الإلكترونية أو أجهزة الاستشعار أو أجهزة القياس: يمكن أن يتداخل التشوه التوافقي مع التشغيل الدقيق للأجهزة الحساسة.
التحميل الزائد على مكثفات تصحيح معامل القدرة: يمكن أن يؤدي وجود تيارات توافقية إلى عمل المكثفات خارج سعتها المقدرة، مما يؤدي إلى أعطال محتملة.
يمكن أن يحدث فشل مبكر لقواطع الدائرة عندما يكون هناك عدد كبير جدًا من التيارات التوافقية. يمكن لهذه التيارات أن تجعل القواطع تتعثر أو تتآكل بشكل أسرع. وذلك لأن القواطع لا تستطيع التعامل مع هذه الأحمال المتفاوتة.
التوافقيات تعطل التشغيل العادي لأنظمة توصيل الطاقة. تولد الأحمال غير الخطية توافقيات الجهد والتيار على حد سواء والتي تؤثر سلبًا على المعدات مثل المحولات والكابلات وقواطع الدائرة. تزيد هذه التشوهات من خسائر التدفئة، مما يجعل أنظمة الطاقة أقل كفاءة وأكثر عرضة للفشل. يمكن أن تكون التأثيرات فورية أو متأخرة، اعتمادًا على نوع المعدات المتضررة.
يمكن أن يؤثر تشويه الجهد الناتج عن التوافقيات بشكل كبير على توصيل الطاقة، خاصة في المنشآت ذات الأتمتة العالية. حتى المستويات الصغيرة من التشويه (منخفضة تصل إلى 2%) يمكن أن تعطل العمليات في الأنظمة الحيوية. يمكن أن يؤدي إحراز الجهد وتشويه شكل الموجة الناتج عن التيارات التوافقية إلى الإضرار بالأجهزة الحساسة. ويشمل ذلك معدات الحالة الصلبة، وأنظمة التوقيت، وأجهزة التحكم.
تصبح المشكلة أكثر وضوحًا في الأنظمة التي تعمل بواسطة المولدات الاحتياطية. تتمتع هذه المولدات بممانعة تفاعلية أعلى تتراوح بين 15% و20%. في المقابل، تتمتع محولات المرافق بمقاومة أقل، من 2% إلى 5%. وهذا الاختلاف يمكن أن يزيد من تأثيرات انخفاض الجهد والتشوه التوافقي.
قد تواجه المولدات ذات المعاوقة الداخلية الأعلى مشكلة في التعامل مع الأحمال التوافقية. وهذا يمكن أن يؤثر على قدرتهم على الحفاظ على مستويات جهد ثابتة.
للتخفيف من هذه التأثيرات، يمكن للمولدات الأكبر حجمًا ذات المعاوقة المنخفضة أن تساعد في إدارة الأحمال التوافقية بشكل أكثر فعالية. التحليل التوافقي الصحيح مهم. فهو يساعد على التأكد من أن أنظمة المرافق والمولدات يمكنها إدارة التشوه التوافقي. بهذه الطريقة، لا تتضرر جودة الطاقة.
غالبًا ما تصبح المشكلات المتعلقة بالتوافقيات ملحوظة عند تنشيط VFDs لأول مرة. في البداية، قد تبدو المشكلات بسيطة ولا يتم اكتشافها. ومع ذلك، مع قيام الأشخاص بإضافة المزيد من محركات VFD، والمحركات، وأنظمة تصحيح معامل القدرة، يمكن أن تتصاعد هذه المشكلات.
بمرور الوقت، تصبح الأعراض مثل ارتفاع درجة حرارة المعدات والأعطال وأشكال موجة الجهد المشوهة أكثر وضوحًا. وهذا يدل على الحاجة إلى الإدارة التوافقية النشطة. وبدون التدخل المناسب، يمكن أن تؤدي هذه المشكلات إلى إصلاحات باهظة الثمن، وتوقف عن العمل، وحتى تعطل المعدات.
المرافق الحديثة ذات الإلكترونيات الحساسة: مواقع مثل مصانع تصنيع الأدوية، ومختبرات الأبحاث، ومرافق المعالجة الكيميائية معرضة بدرجة كبيرة للتشوه التوافقي. وتعتمد هذه المواقع على أنظمة مراقبة دقيقة.
وتشمل هذه منظمات درجة الحرارة والشاشات الإلكترونية. حتى المشكلات الصغيرة المتعلقة بجودة الطاقة يمكن أن تسبب اضطرابات تشغيلية. تعد الطاقة النظيفة والمستقرة أمرًا بالغ الأهمية لضمان دقة العمليات والقياسات.
المرافق ذات الأحمال المختلطة: غالبًا ما تحتوي المستشفيات والمطارات ومراكز الاتصالات والبنوك على مزيج من الأحمال. وتشمل هذه الأجهزة أجهزة التشخيص، وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، والإضاءة، وأجهزة الكمبيوتر.
عندما تسود الأحمال غير الخطية، فإنها تؤدي إلى تشويه توافقي في مصدر طاقة التيار المتردد، مما يؤثر على أداء المعدات المتصلة. تكون هذه المرافق معرضة للخطر بشكل خاص إذا كانت تستخدم مولدات احتياطية . إن الممانعة العالية لهذه الأنظمة يمكن أن تجعل المشاكل التوافقية أسوأ.
الأنظمة التي تعتمد على VFD: ترسم VFDs بطبيعتها تيارات غير خطية، مما يؤدي إلى تشويه توافقي عبر النظام. يمكن أن تؤدي هذه التيارات إلى ارتفاع الجهد، خاصة عند أطراف المحرك، عند دمجها مع كابلات التغذية الطويلة.
يمكن أن تتجاوز ذروة الجهد 1500 فولت في نظام 480 فولت، مما يشدد على عزل المحرك ويسرع من التآكل. ولمنع ذلك، غالبًا ما يضيف المهندسون مفاعلات تحميل المعاوقة. هذه عادة ما تكون 3٪ أو 5٪. ويتم تركيبها على جانب تحميل VFD عندما تكون أسلاك المحرك أطول من 110 قدم.
الأنظمة المتصلة بالمولدات: تتطلب الأنظمة التي تعمل بواسطة مولدات احتياطية تخطيطًا دقيقًا للتعامل مع الأحمال غير الخطية التي تنتجها VFDs. يمكن للمولدات كبيرة الحجم، المشابهة لتلك المستخدمة في أنظمة التشغيل الناعم، تحسين أداء المولد في ظل هذه الأحمال.
استخدام تقنيات مثل يمكن للترانزستورات ثنائية القطب ذات البوابة المعزولة ذات 12 نبضة (IGBTs) تحسين كيفية عمل محركات التردد المتغير (VFDs) مع المولدات. يمكن أن تساعد Hالمرشحات التوافقية أيضًا في هذا الأمر. ويتم ذلك عن طريق تقليل التأثيرات التوافقية.
أنظمة الإنذار الحرجة: أنظمة الإنذار، مثل أجهزة إنذار الحريق والسطو، حساسة لتشوه الجهد. هذا ينطبق بشكل خاص على أنظمة التيار المتردد الضعيفة. تؤثر هذه التوافقيات بشكل خاص على المستشفيات ومرافق البنية التحتية الحيوية التي تعتمد على أجهزة الإنذار للسلامة والأمن. تعد إدارة التوافقيات أمرًا بالغ الأهمية لضمان موثوقية هذه الأنظمة.
لإدارة المشاكل التوافقية بشكل فعال، يجب إجراء التحليل التوافقي في وقت مبكر. يمكنك إجراء هذا التقييم بالتعاون مع الشركة أو من خلال مستشار مستقل لجودة الطاقة. من المهم اتباع إرشادات IEEE 519 الخاصة بالحدود التوافقية في منشأتك. وهذا يساعد على ضمان الامتثال وتجنب المشاكل.
يمكنك استخدام pأجهزة قياس جودة الطاقةلمراقبة المستويات التوافقية وتحديد التشوه في أشكال الموجات الحالية. تعد مراقبة صحة المحولات الثانوية والمولدات الاحتياطية والإلكترونيات الحساسة أمرًا ضروريًا لاكتشاف المشكلات المحتملة قبل تفاقمها.
لمعالجة المشكلات التوافقية الحالية، تتضمن الحلول المرشحات التوافقية النشطة، المفاعلات الخطية، والترقية إلى 12- أو 18 نبضة VFDs. تقوم شركة YT Electric بتصميم مرشحاتها النشطة لإلغاء التيارات التوافقية. وهذا يساعد على تحسين عامل الطاقة ويعزز كفاءة النظام بشكل عام. بالإضافة إلى ذلك، مفاعلات تحميل المعاوقة يمكن أن تقلل من قمم الجهد وتحمي المحركات من مشكلات كابلات التغذية الطويلة.
بالنسبة للتركيبات الجديدة، يجب على المهندسين تصميم أنظمة تراعي التشوه التوافقي. يعد استخدام مقومات ذات 12 نبضة أو 18 نبضة طريقة موثوقة لتقليل التشوه التوافقي بشكل كبير، مما يضمن الاستقرار التشغيلي على المدى الطويل.
توفر الحلول المتقدمة لشركة YT Electric نهجًا موثوقًا لمعالجة التوافقيات، وتحسين كفاءة نظام الطاقة، وحماية المعدات الحساسة.
YT Electric هي أكبر شركة مصنعة للمعدات الأصلية للجهد المنخفض AHF وSVG مع أكثر من 15 عامًا من الخبرة. جميع المنتجات حاصلة على شهادات لمعايير ISO9001 وCE وCQC، وتدعمها تقارير اختبار النوع.
لمزيد من المعلومات حول كيف يمكن لـ SVG تحسين جودة الطاقة: اتصل بنا على sales@ytelect.com.
الكلمات المفتاحية: التخفيف التوافقي، النظام الكهربائي، نظام التوزيع، نقطة الاقتران المشترك
سحب الأحمال، الأحمال الخطية، جهد الخط، التشوهات التوافقية الكلية THD، ناقل التيار المستمر، الخليط المتجانس، المحاليل السائلة، التردد الأساسي
دعم شبكة IPv6
