يُذكركم مُورِّد مُحوِّلات التردد المُختصة: لماذا يُستخدم مُحوِّل تردد عند استبدال مُحرِّك المُطابق للمُعدَّات بمحرك مُحوِّل تردد؟ ما التغييرات التي يُحدثها مُزوِّد طاقة مُحوِّل التردد في تطبيقات المُحرِّكات؟ فيما يلي مُناقشة مُوجزة لمُحوِّلات التردد للمُحرِّكات، تُحلِّل كيف أحدثت تغييرات جذرية في تطبيقات المُحرِّكات.
نظرة عامة على محولات التردد للمحركات
هناك ما يقرب من ثلاثة أنواع من محولات التردد للمحركات
النوع الوظيفي العادي
يمكن تلبية وظيفة تنظيم السرعة الأساسية لتحويل التردد v/f للتطبيقات العامة ذات المتطلبات المنخفضة لدقة تنظيم السرعة وأداء التحكم في عزم الدوران.
نوع وظيفي عالي
يتم استخدام تنظيم سرعة التردد المتغير V/F مع وظيفة التحكم في عزم الدوران بشكل شائع للأحمال ذات عزم الدوران الثابت في المصاعد.
التحكم في المتجه أو التحكم في عزم الدوران المباشر
يجب على التطبيقات عالية الأداء مثل لف الفولاذ وصناعة الورق التي تتطلب أداءً ديناميكيًا عاليًا أن تستخدم محولات تردد التحكم المتجه.
تطبيق محول التردد
في عصر لم تكن فيه تقنية محولات التردد ناضجة بعد، كانت التطبيقات عالية الأداء، مثل المراوح ومضخات المياه، مُجهزة في الغالب بمحركات غير متزامنة ثلاثية الطور متعددة السرعات ومتغيرة الأقطاب. ومع ذلك، وبسبب التنظيم التدريجي للسرعة، لم يكن من الممكن تحقيق تنظيم سلس للسرعة على نطاق واسع، ناهيك عن تحسين الأداء. في الوقت الحاضر، تُستخدم محولات التردد على نطاق واسع، ويمكن لمحركات تحويل التردد المصممة خصيصًا للأحمال، مثل المراوح والمضخات، الحفاظ على مستويات عالية من الأداء الكهربائي، مثل الكفاءة ومعامل القدرة، في جميع نطاقات السرعة، من خلال تحسين التصميم.
ثلاثة مستويات للقفز في الحمل أو تنظيم الإخراج للمراوح والمضخات وما إلى ذلك
طرق الضبط التقليدية. بضبط فتحة صمام ومدخل الهواء أو المخرج لتنظيم إمداد الهواء والماء، تكون طاقة الإدخال عالية، وتُستهلك كمية كبيرة من الطاقة في عملية إغلاق الصمام والمدخل.
محرك غير متزامن ثلاثي الأطوار متعدد السرعات بأقطاب متغيرة، مع تنظيم متدرج للسرعة. عند التشغيل بأقصى حمل، يعمل المحرك بسرعة عالية؛ وعند الحاجة إلى تعديل كمية الهواء أو إمداد الماء، يتحول المحرك إلى سرعة متوسطة أو منخفضة، مما يُقلل بشكل كبير من طاقة الإدخال ويُحقق توفيرًا كبيرًا في الطاقة.
تنظيم سرعة التردد المتغير للمحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور مع تنظيم السرعة المتدرج. عند استخدام تنظيم سرعة التردد المتغير، في حال انخفاض متطلبات معدل التدفق، يمكن تلبية هذه المتطلبات بتقليل سرعة المضخة أو المروحة. عادةً، يتميز محرك التردد المتغير المخصص لهذا التطبيق بمؤشرات أداء مُحسّنة على نطاق واسع من السرعات، مع نسبة عالية باستمرار بين "معدل التدفق واستهلاك الطاقة".
تطبيق البدء السلس وتحويل التردد المتزامن للمغناطيس الدائم
تُدار المحركات غير المتزامنة بواسطة محولات تردد، والتي لا تُحقق فقط تنظيمًا سلسًا للسرعة، بل تتحكم أيضًا في تيار بدء تشغيل المحرك ضمن نطاق أقل من ضعف التيار المُصنّف، ويمكن أن يصل عزم بدء التشغيل إلى ضعف عزم الدوران المُصنّف تقريبًا. لذلك، لا تُواجه المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور المُدارة بواسطة محولات التردد أي مشكلة في بدء التشغيل، وتتميز ببدء تشغيل سلس عالي الأداء.
تُشغَّل جميع المحركات المتزامنة عالية الأداء ذات المغناطيس الدائم، مثل محركات المغناطيس الدائم المخصصة لمركبات الطاقة الجديدة ومحركات المغناطيس الدائم التي تعمل بالسفن، بواسطة محولات تردد. تستخدم هذه التطبيقات عادةً محولات التردد كوحدات طاقة تشغيل متخصصة عالية التكامل، تُصنَّع بشكل متكامل مع هيكل المحرك لتكوين نظام محرك متزامن ذي مغناطيس دائم.
لقد وسّع محرك التردد المتغير مجالات تطبيق المحركات، متجاوزًا العديد من القيود التصميمية، مثل توربينات الرياح منخفضة السرعة ذات الدفع المباشر التي تصل إلى عشرات أو مئات الدورات، ومغازل الدفع المباشر عالية السرعة التي تصل إلى عشرات الآلاف من الدورات، والمحركات المتخصصة لمحركات السيارات. مع تطور التطبيقات والتحسين المستمر للمتطلبات المهنية، ستتطور محولات التردد للمحركات حتمًا نحو اتجاهات متعددة الأبعاد، مثل التكامل الكهروميكانيكي العالمي عالي الأداء والمتخصص، والتطبيقات الذكية المتقدمة، مما يعزز الابتكار المستمر والارتقاء بمفاهيم تصميم المحركات وتصنيعها.