العربية
English
français
Deutsch
español
中文
ما هو محرك السرعة المتغيرة (VSD/VFD)؟
محرك السرعة المتغيرة (VSD)، والذي يُطلق عليه أيضًا اسم محرك التردد المتغير (VFD) أو محرك السرعة القابلة للتعديل (ASD)، هو جهاز إلكتروني يتحكم في سرعة وعزم دوران المحرك الكهربائي التيار المتردد عن طريق تغيير تردد المحرك والجهد المدخل.
كيف تسبب التوافقيات؟
التصميم الداخلي لمحول التردد المتغير هو السبب الجذري:
مقوم الإدخال: الواجهة الأمامية لمحول التردد المتغير القياسي هي مقوم جسر الصمام الثنائي يقوم هذا المكون بتحويل جهد التيار المتردد الجيبي الوارد إلى جهد تيار مستمر.
الحمل غير الخطي: يسحب المُقوِّم التيار من مصدر الطاقة فقط عند ذروة موجة الجهد، بدلاً من سحب تيار جيبي مستمر وسلس. هذا السحب القصير والنبضي للتيار مشوه للغاية.
التيارات التوافقية: يمكن تقسيم شكل موجة التيار المشوه هذا رياضيًا إلى تردد أساسي (مثل 60 هرتز) وسلسلة من التيارات ذات التردد الأعلى والتي تكون مضاعفات للتردد الأساسي (مثل 180 هرتز (الثالث)، 300 هرتز (الخامس)، 420 هرتز (السابع)، إلخ). وهذه هي التوافقيات .
لماذا تشكل التوافقيات مشكلة؟
تتدفق التيارات التوافقية مرة أخرى عبر نظام توزيع الكهرباء، مما يتسبب في العديد من المشكلات:
ارتفاع درجة حرارة المحولات والكابلات والأسلاك المحايدة: تتسبب التوافقيات في زيادة التيار الجذري التربيعي و"تأثير الجلد"، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة ومخاطر الحرائق المحتملة.
انقطاع مزعج لقواطع الدائرة: يمكن أن تتسبب الأشكال الموجية المشوهة في تعثر القواطع حتى عندما يكون التيار الجذر التربيعي المتوسط الفعلي ضمن الحدود.
تشويه الجهد: تسبب التيارات التوافقية تشوهًا في الجهد التوافقي، مما قد يؤثر على المعدات الحساسة الأخرى المتصلة بنفس نقطة الاقتران المشتركة (PCC).
مشاكل المولدات: يمكن أن يسبب تداخل وارتفاع درجة الحرارة في المولدات الاحتياطية.
فشل بنك المكثفات: يمكن أن تتفاعل التوافقيات مع مكثفات تصحيح عامل القدرة، مما يؤدي إلى التحميل الزائد والفشل.
تلف البيانات وخلل في المعدات: يمكن أن تتعطل الأجهزة الإلكترونية الحساسة مثل أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة وأجهزة الاستشعار وأجهزة الكمبيوتر بسبب الطاقة الضوضائية.
أن مرشح التوافقيات النشطة هو جهاز إلكتروني متطور متصل بالتوازي مع الأحمال غير الخطية (مثل محركات التردد المتغير) للتخفيف من التوافقيات.
كيف يعمل مرشح التوافقيات النشط؟
يعمل على مبدأ "التدخل المدمر":
المراقبة في الوقت الحقيقي: تقوم أجهزة الاستشعار المتقدمة بقياس شكل موجة تيار الحمل بشكل مستمر.
التحليل اللحظي: يقوم معالج الإشارة الرقمية عالي السرعة (DSP) بتحليل الشكل الموجي ويحسب المكونات التوافقية الموجودة.
حقن التيارات المضادة: يقوم AHF على الفور بتوليد وحقن التيارات التوافقية التي متساوي في المقدار ولكنه متعاكس في الطور (خارج الطور بمقدار 180 درجة) إلى التوافقيات المقاسة.
إلغاء: تعمل هذه "التوافقيات المضادة" على إلغاء التيارات التوافقية الأصلية من محركات الأقراص ذات التردد المتغير، مما يؤدي إلى شكل موجة تيار جيبية نظيفة تتدفق مرة أخرى إلى مصدر الطاقة.
المزايا الرئيسية لمرشحات التوافقيات النشطة:
الأداء الديناميكي: إنها تعوض التوافقيات في الوقت الحقيقي، مما يجعلها مثالية للأنظمة حيث تتغير الأحمال باستمرار (على سبيل المثال، محركات الأقراص ذات التردد المتغير التي تتسارع وتتباطأ).
الترشيح متعدد التوافقيات: يمكنهم التخفيف من نطاق واسع من التوافقيات (عادة ما يصل إلى الدرجة الخمسين أو أعلى) في وقت واحد.
تصحيح معامل القدرة: الأكثر حداثة مرافق الرعاية الصحية المنزلية يمكن أيضًا توفير الطاقة الرائدة أو التفاعلية (kVAR) لتصحيح عامل القدرة الضعيف، وهو أحد الآثار الجانبية الشائعة لمحركات التردد المتغير.
المرونة وقابلية التوسع: يمكن تحديد حجمها لتناسب الأحمال الكبيرة الفردية أو لوحة كهربائية كاملة تخدم محركات تردد متغير متعددة.
لا يوجد خطر الرنين: على عكس المرشحات السلبية، لا تتفاعل مرشحات AHF مع معاوقة النظام ولا يمكنها التسبب في ظروف رنين خطيرة.
يوضح الرسم التخطيطي التالي كيفية تثبيت مرشح التوافقيات النشط فيما يتعلق بمحركات التردد المتغير ومصدر الطاقة:
أن مرشح التوافقيات النشطة يوصى به بشدة عندما:
لديك عدد كبير من محركات الأقراص ذات التردد المتغير على نظام واحد.
تشكل محركات التردد المتغير جزءًا كبيرًا من سعة المحول (على سبيل المثال، >25%).
أنت تواجه مشكلات في جودة الطاقة (ارتفاع درجة الحرارة، وتعطل قواطع الدائرة).
تخضع خدماتك لحدود صارمة فيما يتعلق بالتشويه التوافقي (IEEE 519 هو معيار شائع).
لديك معدات حساسة أخرى على نفس مصدر الطاقة.
باختصار، بينما محركات السرعة المتغيرة تعتبر ممتازة لتوفير الطاقة والتحكم في العمليات، وهي مصدر رئيسي لـ التلوث التوافقي . مرشحات التوافقيات النشطة هي الحل الحديث والديناميكي والفعال للقضاء على هذه التوافقيات وحماية البنية التحتية الكهربائية لديك وضمان الامتثال لمعايير جودة الطاقة.
دعم شبكة IPv6
