يُذكركم موردو أجهزة تغذية الطاقة لمحولات التردد بأنه في ظل التطور الصناعي الحالي في الصين، تزداد مشاركة محولات التردد، كجزء من معدات الطاقة والكهرباء، في الإنتاج الصناعي. ومع ذلك، فإن معظم المستخدمين لا يدركون بيئة تركيب محولات التردد وسلامتها، مما يؤدي إلى تذبذب التكاليف والسلامة. إن فهم تركيب واختيار محولات التردد يُساعد المستخدمين على توفير التكاليف، وتقليل فترات التوقف، وتحسين سلامة أنظمة التحكم في الحركة.
غالبًا ما تكون التكلفة العامل الحاسم عند اختيار موقع وطريقة تركيب محولات الجهد المنخفض. ومع ذلك، فإن إعطاء الأولوية للتكلفة على القرارات الرئيسية المتعلقة بتركيب محولات التردد قد يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الملكية. كما أنه يزيد من احتمالية حدوث انقطاعات مفاجئة، ويخلق مشاكل محتملة تتعلق بالسلامة.
سواءً كان المستخدم يخطط لتركيب مُحوِّل التردد في منشأة جديدة أو قائمة، ينبغي مراعاة الجوانب البيئية والسلامة التالية أولاً. لا يُمكن تحسين أداء مُحوِّل التردد إلا عندما يفهم المستخدمون المخاطر والفوائد الكامنة لخيارات التركيب.
1. القضايا البيئية لمحولات التردد
ارتفاع درجة الحرارة هو أكبر عدو لموثوقية محولات التردد. إذا كانت الإدارة غير فعالة، فقد تتراكم الحرارة على وصلة ترانزستور الطاقة في ناقل الحركة. قد يؤدي هذا إلى ذوبان الطبقات الاجتماعية. كما يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى إتلاف وحدة الطاقة الذكية لمحول التردد، مما يؤثر على مئات المكونات والتجمعات الصغيرة المنفصلة التي تعمل معًا داخل محول التردد.
من منظور بيئي، يُعد تركيب محول تردد في مركز التحكم في المحركات (MCC) خيارًا مثاليًا. UL-845: متطلبات وخطوات اختبار مركز التحكم في المحركات لمعالجة مشاكل إدارة ارتفاع درجة الحرارة في جميع أنحاء نظام MCC. هذا يعني أن على مصنعي MCC إثبات سلامة محول التردد المُركّب في MCC، أو أن الحرارة الناتجة عنه لن تُلحق الضرر بالمعدات الأخرى داخل MCC.
مع ذلك، من المهم تذكر أن إدارة الحرارة وتجميع المعدات المدرجة في قائمة UL-845 بشكل صحيح لا يمكن إنجازهما إلا من قِبل مصنعي مركز التحكم بالمحرك (MCC). حتى مصنعي الخزائن المعتمدين بموجب UL-508a لا يمكنهم إضافة محولات التردد إلى مركز التحكم بالمحرك (MCC) ولا يمكنهم الاحتفاظ بمخزونهم من أجهزة UL-845. إذا لم تكن وحدة ضمن مركز التحكم بالمحرك (MCC) مدرجة في قائمة UL-845، فإن قائمة مركز التحكم بالمحرك (MCC) بأكملها غير صالحة.
إذا تم تركيب مجموعة من محولات التردد داخل خزانة تحكم صناعية (ICP) بدلاً من مركز التحكم بالحركة (MCC)، فسيُثقل ذلك كاهل المستخدم النهائي بإدارة الحرارة. إذا كان من الضروري عزل خزانة التحكم الصناعية (ICP)، فعادةً ما يلزم وجود مجموعة من معدات تكييف الهواء للحفاظ على درجة الحرارة الداخلية ضمن الحد الأقصى المسموح به لتصميم محول التردد (أو الحد الأقصى المسموح به لمكونات ICP الأخرى). كقاعدة عامة، يُطلق محول التردد ما يقارب 3% من إجمالي الطاقة المتدفقة عبره كإشعاع حراري إلى البيئة المحيطة.
عند تهوية وحدة التحكم المركزية (ICP)، يجب أن يكون إجمالي حجم تبادل الهواء عند أعلى درجة حرارة خارجية كافيًا للحفاظ على درجة الحرارة الداخلية ضمن نطاق الحد الأقصى المسموح به لمحول التردد. علاوة على ذلك، إذا كان الهواء الخارجي المتداول يحتوي على غبار أو رطوبة، فيجب استخدام فلاتر للتخلص من التلوث. قد يؤدي صيانة الفلاتر واستبدالها بانتظام إلى ارتفاع درجة حرارة المكونات.
بالنسبة لمحوّل التردد المُركّب في وحدة التحكم المركزية (ICP)، تُعد ترك مسافة كافية حوله لضمان تدفق هواء طبيعي أمرًا بالغ الأهمية. يتطلب كل تصميم لمحوّل تردد حدًا أدنى من الخلوص، بما في ذلك الخلوص العلوي والسفلي والجانبي، وهو أمر بالغ الأهمية لتبريد اللوحات والمكونات الداخلية. غالبًا ما يُخطئ بعض مصنعي الخزانات عديمي الخبرة في افتراض أن قنوات الكابلات المشقوقة لن تُشكّل عائقًا، ولذلك يُركّبونها بالقرب من محول التردد. ومع ذلك، تُصبح هذه القنوات عائقًا أمام تدفق الهواء الطبيعي، ولا تُتيح ترك مسافة كافية، مما يؤدي غالبًا إلى تعطل محول التردد قبل الأوان.
عادةً ما تكون محولات الطاقة المثبتة على الحائط مزودة بمراوح تدفع الهواء عبر هيكلها الخارجي لتحقيق التبريد. كما يجب مراعاة المواد الأخرى التي قد توجد في الهواء المحيط، بما في ذلك بخار الماء، وزيت المحرك، والغبار، والمواد الكيميائية، والغاز. قد تدخل هذه المواد إلى محول التردد وتُسبب تلفًا، أو تُسبب تراكمًا للرواسب، مما يُقلل من كفاءة التبريد. يُعد منع العوائق من إعاقة تدفق الهواء أمرًا بالغ الأهمية في محولات الطاقة المثبتة على الحائط. يجب تجنب بعض الغازات، مثل كبريتيد الهيدروجين، لأنها قد تُسبب تآكل لوحات الدوائر المطبوعة ومكونات التوصيل. علاوة على ذلك، عند استخدام بعض أنواع ناقل الحركة، من الضروري الحفاظ على الرطوبة النسبية أعلى من الحد الأدنى، لأن انخفاضها الشديد قد يُسبب مشكلة الكهرباء الساكنة عند تدفق الهواء عبر المكونات.
هذا مهمٌّ بشكل خاصّ لمحوّلات الجهد المنخفض التي لا تستخدم طلاءً مطابقًا على لوحات دوائرها. بالنسبة لمحوّلات التردد ذات المحركات التي تزيد قدرتها عن 400 حصان، فهي كبيرةٌ جدًا بحيث لا يُمكن تركيبها على الجدران، ولا يُمكن تركيبها إلا في هياكل مُستقلة يُمكن تثبيتها على الأرض. تتطلب هذه المحولات المُثبّتة على الخزانة قناة هواء مُنفصلة لتبريد المُشتّت الحراري.
يتعين على المستخدمين فهم المخاطر والفوائد الكامنة في خيارات التثبيت المختلفة من أجل تحسين أداء محول التردد.
2. سلامة محول التردد المناسب
عند تحديد كيفية ومكان تركيب محول التردد، يجب إيلاء اهتمام خاص لسلامة القوس الكهربائي. السبب الأكثر إقناعًا لتركيب محول تردد في مركز التحكم الآلي (MCC) هو توافق سلامته مع التصميم العام للمركز. عند تركيب محولات التردد في مركز التحكم الآلي، ترتبط جميع مسائل سلامة الأفراد بعملية اتخاذ القرار في المركز. لضمان أداء مركز التحكم الآلي في مقاومة القوس الكهربائي، يجب أن تكون خزانة محول التردد قادرة على تحمل الأقواس الكهربائية.
بالإضافة إلى حماية قوس الوميض، هناك أيضًا قضايا أخرى تتعلق بسلامة الأفراد تتعلق بتثبيت MCC: في وحدة MCC UL-845، يجب أن يكون محول التردد في مجموعة تسلسلية تم اختبارها تقع في القائمة (والتي يجب أن يتم تنفيذها بواسطة الشركة المصنعة لـ MCC)، ويجب أن يتوافق مستواه مع تصنيف الدائرة القصيرة MCC أو يتجاوزه.
طالما أن المواصفات العامة لمركز التحكم بالآلات (MCC) تُلبي شروط الموقع، فسيضمن ذلك إمكانية إثبات اتصال كل وحدة داخل مركز التحكم بالآلات (MCC) بالنظام. عادةً ما تُنقل واجهة التفاعل بين الإنسان والآلة (HMI) اللازمة لتمكين المستخدمين من الوصول إلى مُحوّل التردد إلى خارج باب خزانة وحدة المعدات على شكل مركز التحكم بالآلات (MCC)، ما لم يُنص على خلاف ذلك. هذا يعني أنه عندما يرغب المُشغّلون في قراءة أو ضبط أو برمجة أو تشخيص أعطال مُحوّل التردد على شاشة العرض، فلن يحتاجوا إلى فتح باب خزانة وحدة المعدات وتعريضها لمخاطر السلامة داخل الخزانة.
عند تركيب محول تردد داخل وحدة التحكم المتكاملة (ICP)، يجب مراعاة العديد من جوانب السلامة. إذا لم يشترط المستخدم تصنيف تيار قصر الدائرة (SCCR) في تعليمات الشراء، فسيوفر بعض مصنعي وحدة التحكم المتكاملة تصنيف تيار قصر الدائرة (ICP) بـ 5 كيلو أمبير. هذا يعني أنه لا يمكن للمستخدمين توصيل وحدة التحكم المتكاملة بأنظمة طاقة ذات تيار عطل محتمل (AFC) أعلى من 5 كيلو أمبير. مع ذلك، في الواقع، من غير المرجح تحقيق تيار عطل محتمل (AFC) بـ 5 كيلو أمبير في التطبيقات الصناعية، خاصةً عند استخدام مصدر طاقة بجهد 480 فولت. علاوة على ذلك، تتطلب متطلبات السلامة من وميض القوس الكهربائي والقفل/الوضع علامة فصل قاطع الدائرة الرئيسي لوحدة التحكم المتكاملة، وقفل أي عملية أو توصيل داخل وحدة التحكم المتكاملة ووضع علامة عليها قبل البدء.
من الصعب للغاية إدارة عدة قواطع دوائر تمر عبر أبواب الخزائن. عند إيقاف تشغيل جزء من النظام وضرورة إيقاف تشغيل النظام بأكمله، يُعدّ استخدام قاطع الدائرة المتكاملة (ICP) أكثر فعالية من استخدام وحدة التحكم بالحركة (MCC) أو محول تردد منفصل. في الوقت نفسه، يُعدّ قاطع الدائرة المتكاملة (SCCR) بالغ الأهمية أيضًا لمحولات التردد المثبتة على الحائط والخزانة. حاول، إن أمكن، شراء محول التردد كوحدة مجمعة، حيث سيتم دمج قاطع الدائرة الرئيسي وجهاز الحماية من التيار الزائد في المجموعة الكاملة لمحول التردد. هذا يحل مشكلة قاطع الدائرة المتكاملة (SCCR) وغيرها من مشاكل السلامة الكهربائية.
من المشكلات الأخرى المتعلقة بمحولات التردد الكبيرة ثقل وزنها. على سبيل المثال، غالبًا ما يستخدم فنيو الصيانة أدوات ورافعات، بل وحتى رافعات شوكية، مما يُعرّض محول التردد والعمال للخطر. يمكن تصميم هيكل يستخدم تجميعًا خاصًا يشبه الشاحنة، مع قضبان داخلية أسفل خزانة العاكس، مما يوفر طريقة بسيطة وآمنة لنقل مكونات المعدات الثقيلة. إن سهولة الوصول والسلامة وسهولة الصيانة وملاءمة تركيب محول التردد لها آثار طويلة المدى لن تتضح فورًا خلال مرحلتي التصميم والتخطيط. من خلال فهم المخاطر والفوائد الكامنة لخيارات التركيب المختلفة، يمكن للمستخدمين تحسين أداء العاكس طوال دورة حياته، مع تقليل وقت التوقف عن العمل ومخاطر السلامة.