يذكرك مزود جهاز تغذية الطاقة بأن محول التردد لا يزال يعاني من بعض الأداء غير المرضي أثناء التشغيل، مما يؤدي إلى تقصير عمر الخدمة وزيادة تكاليف الصيانة لمكوناته.
عند تحليل بيئة التطبيق وجودة شبكة الطاقة والتداخل الكهرومغناطيسي والجوانب الأخرى لمحولات التردد، هناك بعض القضايا التي يجب ملاحظتها واقتراحات التحسين التي يُعتقد أنها مفيدة للجميع.
بيئة العمل
في التطبيقات العملية لمحولات التردد، يُركّبها معظم الناس مباشرةً في المواقع الصناعية لتقليل التكاليف. عادةً ما تُواجه أماكن العمل مشاكل تتعلق بارتفاع نسبة الغبار، وارتفاع درجة الحرارة، والرطوبة. وفي بعض التطبيقات الصناعية، تُواجه أيضًا مشاكل تتعلق بغبار المعادن، والغازات المسببة للتآكل، وما إلى ذلك. لذا، يجب اتخاذ الإجراءات اللازمة بناءً على حالة الموقع.
1) يجب تثبيت محول التردد داخل خزانة التحكم.
2) من الأفضل تثبيت محول التردد في منتصف خزانة التحكم؛ يجب تثبيت محول التردد بشكل عمودي، وتجنب تثبيت المكونات الكبيرة التي قد تعيق العادم والمدخل مباشرة أعلى وأسفل.
3) يجب أن تكون المسافة الدنيا بين الحواف العلوية والسفلية لمحول التردد والجزء العلوي أو السفلي أو الحاجز أو المكونات الكبيرة الضرورية لخزانة التحكم أكبر من 300 مم.
4) إذا احتاج المستخدمون الخاصون إلى إزالة لوحة المفاتيح أثناء الاستخدام، فيجب غلق فتحة لوحة المفاتيح الموجودة على لوحة العاكس بشكل صارم بشريط لاصق أو استبدالها بلوحة مزيفة لمنع دخول كمية كبيرة من الغبار إلى داخل العاكس.
٥) معظم لوحات الدوائر المطبوعة والمكونات الهيكلية المعدنية داخل محولات التردد لم تخضع لمعالجة خاصة لمنع الرطوبة والعفن والفطريات. عند تعرضها لبيئات عمل قاسية لفترات طويلة، تكون المكونات الهيكلية المعدنية عرضة للصدأ. عند التشغيل في درجات حرارة عالية، تتعرض قضبان النحاس الموصلة لتآكل أشد، مما يُلحق الضرر بالأسلاك النحاسية الصغيرة في لوحة تحكم الحاسوب الدقيق ولوحة طاقة المحرك. لذلك، في التطبيقات في البيئات الرطبة والغنية بالغازات المسببة للتآكل، يجب أن تكون هناك متطلبات أساسية للتصميم الداخلي لمحول التردد المستخدم.
6) عند استخدام محول التردد في المناطق المتربة، وخاصة في المناطق ذات الغبار المعدني المتعدد والمواد المتكتلة، فإنه من المطلوب عمومًا أن تكون خزانة التحكم محكمة الغلق بالكامل ومصممة خصيصًا مع مدخل ومخرج هواء للتهوية؛ يجب أن يحتوي الجزء العلوي من خزانة التحكم على شبكة واقية وغطاء واقي لمخرج الهواء؛ يجب أن يحتوي الجزء السفلي من خزانة التحكم على لوحة أساسية ومدخل هواء وفتحات مدخل سلكية، ومجهز بشبكة مقاومة للغبار.
التداخل الكهرومغناطيسي
في أنظمة التحكم الصناعية الحديثة، تُستخدم غالبًا تقنية التحكم بالحواسيب الصغيرة أو أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC). أثناء تصميم النظام أو تعديله، يجب الانتباه إلى تداخل محولات التردد على لوحة تحكم الحواسيب الصغيرة. نظرًا لأن بعض لوحات تحكم الحواسيب الصغيرة المصممة لمحولات التردد لا تتوافق مع معايير التوافق الكهرومغناطيسي الدولية، فقد يحدث تداخل موصل وإشعاعي بعد استخدام محول التردد، مما يؤدي غالبًا إلى خلل في نظام التحكم. الطرق التالية مُقدمة للرجوع إليها.
١) يُمكن لتركيب مُرشِّح EMI على طرف دخل مُحوِّل التردد أن يُخفِّض بفعالية التداخل الموصل لمُحوِّل التردد على شبكة الكهرباء. يُمكن لتركيب مُفاعلات تيار مُتردِّد ومُستمرّ دخل أن يُحسِّن مُعامل القدرة، ويُقلِّل التلوث التوافقي، ويُحقِّق تأثيرات شاملة جيدة. في بعض الحالات التي تتجاوز فيها المسافة بين المُحرِّك ومُحوِّل التردد ١٠٠ متر، تحتاج bpqjs.com إلى إضافة مُفاعل تيار مُتردِّد مُخرَج على جانب مُحوِّل التردد لحل مشكلة حماية تيار التسرب الناتجة عن مُعاملات توزيع سلك الخرج إلى الأرض، وتقليل تداخل الإشعاع الخارجي.
إحدى الطرق هي تمرير أنابيب فولاذية أو كابلات محمية، وتوصيل غلاف الأنبوب الفولاذي أو طبقة حماية الكابل بالأرض بشكل موثوق. بدون إضافة مفاعل خرج تيار متردد، سيؤدي استخدام تمرير أنابيب فولاذية أو كابلات محمية إلى زيادة السعة الموزعة للخرج إلى الأرض، مما يزيد من احتمالية حدوث تيار زائد.
٢) العزل الكهربائي وعزل مدخلات كشف المستشعر التناظري وإشارات التحكم التناظرية. في عملية تصميم نظام التحكم المكون من محولات التردد، يُنصح بتجنب استخدام التحكم التناظري قدر الإمكان، خاصةً عندما تكون مسافة التحكم أكبر من متر واحد ومثبتة عبر خزائن التحكم. ولأن محولات التردد عادةً ما تحتوي على إعدادات سرعة متعددة وتبديل بين مدخلات ومخرجات التردد، فإنها تلبي المتطلبات. إذا كان التحكم التناظري ضروريًا، يُنصح باستخدام كابلات محمية وتحقيق نقطة تأريض بعيدة على جانب المستشعر أو محول التردد. إذا كان التداخل لا يزال شديدًا، فيجب تطبيق إجراءات عزل التيار المستمر/المستمر. يمكن استخدام وحدات تيار مستمر/تيار مستمر قياسية، أو عزل تحويل التردد/التردد بصريًا واستخدام مدخل التردد.
٣) يُمكن تركيب مرشحات التداخل الكهرومغناطيسي (EMI)، ومحثات الوضع المشترك، والحلقات المغناطيسية عالية التردد، وغيرها، على مصدر طاقة دخل لوحة تحكم الحاسوب الدقيق، مما يُقلل التداخل الموصل بفعالية. بالإضافة إلى ذلك، في الحالات التي يكون فيها التداخل الإشعاعي شديدًا، كما هو الحال عند وجود محطات GSM أو محطات نداء، يُمكن إضافة غطاء شبكي معدني إلى لوحة تحكم الحاسوب الدقيق لمعالجة التداخل.
٤) تأريض جيد. يجب تأريض سلك تأريض أنظمة التحكم ذات التيار القوي، مثل المحركات، بشكل موثوق عبر قضيب تأريض، كما يجب تأريض تأريض لوحة تحكم الحاسوب الدقيق بشكل منفصل. في بعض الحالات التي تشهد تداخلاً شديداً، يُنصح بتوصيل طبقة التأريض الخاصة بالمستشعر وواجهة الإدخال/الإخراج بتأريض لوحة التحكم.
جودة شبكة الطاقة
يحدث تذبذب الجهد غالبًا في أحمال التصادم، مثل آلات اللحام، وأفران القوس الكهربائي، ومصانع الصلب، وغيرها. في الورش، عند تشغيل عدة محولات تردد متغيرة، وغيرها من أحمال المقومات السعوية، تُسبب التوافقيات الناتجة عنها تلوثًا خطيرًا لجودة شبكة الكهرباء، ولها تأثير مدمر كبير على المعدات نفسها، بدءًا من عدم القدرة على العمل بشكل مستمر وطبيعي، وصولًا إلى تلف دائرة دخل المعدات. يمكن اتباع الطرق التالية لحل هذه المشكلة.
1) يوصى المستخدمين بإضافة أجهزة تعويض الطاقة الساكنة التفاعلية لتحسين معامل القدرة وجودة شبكة الطاقة عند التعامل مع أحمال التأثير مثل آلات اللحام وأفران القوس الكهربائي ومصانع الصلب.
٢) في الورش التي تُركّز فيها مُحوّلات التردد، يُنصح باستخدام نظام التصحيح المركزي ومصدر طاقة ناقل التيار المستمر. يُنصح المستخدمون باعتماد وضع التصحيح ذي الـ ١٢ نبضة. يتميز هذا الوضع بانخفاض التوافقيات وتوفير الطاقة، وهو مناسب بشكل خاص لبدء التشغيل والكبح المتكرر، حيث يعمل المحرك الكهربائي في كل من حالات توليد الطاقة الكهربائية والكهربائية.
3) يؤدي تركيب مرشح LC سلبي على جانب الإدخال لمحول التردد إلى تقليل التوافقيات المدخلة، وتحسين عامل القدرة، والحصول على موثوقية عالية، وتحقيق نتائج جيدة.
4) يؤدي تركيب جهاز PFC نشط على جانب الإدخال لمحول التردد إلى الحصول على أفضل النتائج، ولكن التكلفة مرتفعة نسبيًا.
انطلاقًا من المشاكل التي تواجه نظام التطبيقات العملية لمحوّلات التردد، تقترح هذه المقالة حلولاً مُحددة ومقترحات لتحسين تأثير العوامل السلبية على محوّلات التردد في التطبيقات العملية، مثل التداخل الخارجي، وبيئة الاستخدام، وجودة شبكة الكهرباء. تُطيل هذه الحلول عمر خدمة محوّلات التردد بفعالية، ولها قيمة مرجعية مُعينة في التطبيقات الهندسية العملية.
وبطبيعة الحال، يتم عادة اعتماد طريقة واحدة أو عدة طرق.