كيف يمكن لمحرك VFD ثلاثي الطور التحكم في سرعة المحرك؟

تعد محركات التردد المتغير ثلاثية الطور (VFDs) مكونات لا غنى عنها في البيئات الصناعية والتجارية الحديثة، حيث توفر تحكمًا دقيقًا في سرعة المحرك، وعزم الدوران، والأداء العام. باعتباري موردًا موثوقًا به لـ VFD ثلاثي الطور، فإنني على دراية جيدة بالتعقيدات التقنية والتطبيقات العملية لهذه الأجهزة الرائعة. تهدف هذه المدونة إلى إزالة الغموض عن تشغيل محركات VFD ثلاثية الطور وشرح كيفية التحكم الفعال في سرعة المحرك.

فهم أساسيات المحركات ثلاثية الطور وVFDs

قبل الخوض في كيفية تحكم VFD ثلاثي الطور في سرعة المحرك، من الضروري فهم المبادئ الأولية للمحركات ثلاثية الطور. تعد المحركات ثلاثية الطور عنصرًا أساسيًا في التطبيقات الصناعية نظرًا لكفاءتها العالية وموثوقيتها وتشغيلها السلس. إنهم يعتمدون على مجال مغناطيسي دوار يتم توليده بواسطة ثلاثة تيارات متناوبة تختلف في الطور بمقدار 120 درجة عن بعضها البعض. يتم التحكم في سرعة المحرك ثلاثي الطور بواسطة تردد مصدر الطاقة وعدد الأقطاب في المحرك، كما هو موضح بالصيغة:

[ن=\فارك{120f}{ص}]

حيث (n) هي السرعة المتزامنة للمحرك بالدورات في الدقيقة (RPM)، و (f) هو تردد مصدر الطاقة بالهرتز (هرتز)، و (p) هو عدد الأقطاب في المحرك.

من ناحية أخرى، فإن VFD ثلاثي الطور هو جهاز إلكتروني يمكنه تغيير التردد والجهد المزود لمحرك ثلاثي الطور. من خلال ضبط هذه المعلمات، يمكن لـ VFD التحكم في سرعة المحرك على نطاق واسع، مما يوفر مستوى عاليًا من المرونة والكفاءة.

مكونات نظام VFD ثلاثي الطور

يتكون VFD النموذجي ثلاثي الطور من ثلاثة أقسام رئيسية: المقوم، وناقل التيار المستمر، والعاكس.

1. المعدل

المقوم هو الجزء الأمامي من VFD. وتتمثل وظيفتها الأساسية في تحويل طاقة التيار المتردد الواردة ثلاثية الطور إلى طاقة تيار مستمر. ويتم تحقيق ذلك من خلال مجموعة من الثنائيات أو الثايرستور. في معظم VFDs الحديثة، يتم استخدام مقوم جسر الصمام الثنائي بشكل شائع. يأخذ المقوم التيار المتردد، الذي له جهد واتجاه متغير باستمرار، ويحوله إلى جهد تيار مستمر نابض.

2. حافلة العاصمة

ناقل DC عبارة عن قسم لتخزين وتصفية الطاقة. إنه يعمل على تنعيم جهد التيار المستمر النابض الناتج عن المقوم إلى جهد تيار مستمر ثابت نسبيًا. تُستخدم المكثفات عادةً في ناقل التيار المستمر لتخزين الطاقة الكهربائية وتقليل تموج الجهد. يعمل هذا الجهد الثابت للتيار المستمر كمدخل للمرحلة التالية، وهي العاكس.

3. العاكس

العاكس هو قلب VFD عندما يتعلق الأمر بالتحكم في السرعة. يأخذ جهد التيار المستمر من ناقل التيار المستمر ويحوله مرة أخرى إلى جهد تيار متردد ثلاثي الطور. المفتاح هنا هو أنه يمكن ضبط تردد وجهد خرج التيار المتردد بدقة. يستخدم العاكس ترانزستورات ثنائية القطب معزولة (IGBTs) أو غيرها من أجهزة التبديل عالية الطاقة لتشغيل وإيقاف جهد التيار المستمر بسرعة، مما يخلق شكل موجة تيار متردد مكافئ بالتردد والجهد المطلوب.

كيف يتحكم VFD ثلاثي الطور في سرعة المحرك

يعتمد التحكم في سرعة محرك ثلاثي الطور باستخدام VFD بشكل أساسي على مبدأ تغيير تردد مصدر الطاقة. كما ذكرنا سابقًا، فإن سرعة التواقت لمحرك ثلاثي الطور تتناسب طرديًا مع تردد مصدر الطاقة. لذلك، من خلال تغيير تردد خرج VFD، يمكننا تغيير سرعة المحرك.

بالإضافة إلى التردد، يقوم VFD أيضًا بضبط جهد الخرج وفقًا للتردد للحفاظ على نسبة فولت ثابتة لكل هرتز (V/هرتز). وهذا أمر بالغ الأهمية لأن المجال المغناطيسي في المحرك يتم تحديده بنسبة V / هرتز. إذا كان الجهد مرتفعًا جدًا بالنسبة للتردد، فقد يسخن المحرك بسبب التدفق المغناطيسي الزائد. على العكس من ذلك، إذا كان الجهد منخفضًا جدًا، فقد لا يكون لدى المحرك عزم دوران كافٍ للعمل بشكل صحيح.

على سبيل المثال، عندما نريد تقليل سرعة المحرك، فإن VFD يقلل من تردد الخرج. وفي الوقت نفسه، فإنه يخفض جهد الخرج بشكل متناسب للحفاظ على نسبة V/هرتز ثابتة. بهذه الطريقة، يمكن للمحرك أن يعمل بكفاءة بسرعة أقل مع عزم الدوران المناسب. وبالمثل، عند زيادة سرعة المحرك، يقوم VFD بزيادة التردد والجهد بطريقة منسقة.

ميزات التحكم في السرعة المتقدمة

بالإضافة إلى التحكم الأساسي في السرعة المعتمد على التردد، توفر محركات VFD الحديثة ثلاثية الطور عددًا كبيرًا من الميزات المتقدمة لتعزيز أداء المحرك وكفاءته.

المستشعر - تحكم أقل في المتجهات

المستشعر - التحكم الأقل في المتجهات هو خوارزمية تحكم متطورة تستخدم في العديد من VFDs. فهو يسمح لـ VFD بالتحكم في عزم دوران المحرك وسرعته بشكل مستقل، حتى بدون استخدام أجهزة استشعار السرعة الخارجية. من خلال تحليل التيار والجهد للمحرك، يمكن لـ VFD تقدير موضع دوار المحرك وضبط الخرج وفقًا لذلك. وينتج عن ذلك تحكم أكثر دقة في السرعة، واستجابة ديناميكية أفضل، وتحسين كفاءة الطاقة.

مغلق - التحكم في الحلقة

في بعض التطبيقات التي تتطلب دقة عالية للغاية، يمكن استخدام التحكم في الحلقة المغلقة. يتضمن ذلك استخدام مستشعر السرعة، مثل جهاز التشفير، لتقديم ملاحظات إلى VFD. يقوم VFD بمقارنة سرعة المحرك الفعلية مع السرعة المحددة ويقوم بإجراء تعديلات في الوقت الفعلي على تردد الخرج والجهد لتقليل خطأ السرعة. يُستخدم التحكم في الحلقة المغلقة بشكل شائع في تطبيقات مثل الأدوات الآلية والروبوتات وأنظمة النقل.

تطبيقات VFDs ثلاثية الطور

تجد VFDs ثلاثية الطور تطبيقات في مجموعة واسعة من الصناعات، بدءًا من التصنيع وحتى أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC).

التصنيع الصناعي

في مصانع التصنيع، يتم استخدام VFDs للتحكم في سرعة سيور النقل، والمضخات، والمراوح، والأدوات الآلية. من خلال ضبط سرعة المحرك وفقًا لمتطلبات الإنتاج، يمكن لهذه الأنظمة العمل بكفاءة أكبر، وتقليل استهلاك الطاقة، وتحسين جودة المنتج. على سبيل المثال، يمكن إبطاء الحزام الناقل أثناء عملية التحميل والتفريغ ومن ثم تسريعه أثناء مرحلة النقل.

أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء

غالبًا ما تستخدم أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) محركات VFD ثلاثية الطور للتحكم في سرعة المراوح والمضخات. وهذا يسمح للنظام بضبط تدفق الهواء وتدفق المياه وفقًا للطلب الفعلي، مما يؤدي إلى توفير كبير في الطاقة. على سبيل المثال، في مبنى المكاتب الكبير، يمكن لـ VFD أن يبطئ المراوح خارج ساعات الذروة عندما يكون المبنى أقل إشغالًا.

توصيات المنتج

كمورد لـ VFD ثلاثي المراحل، أوصي بمنتجات مختلفة بناءً على متطلبات التطبيق المختلفة. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب طاقة تبلغ حوالي 15 كيلو وات، لدينا15 كيلو وات ففدهو اختيار ممتاز. إنه يوفر أداءً موثوقًا وميزات تحكم متقدمة بسعر تنافسي.

إذا كنت تتطلع إلى التحكم في محرك أحادي الطور، فلدينامحرك متغير السرعة لمحرك أحادي الطوريوفر حلاً فعالاً من حيث التكلفة مع تنظيم سلس للسرعة.

بالإضافة إلى ذلك، لدينا مجموعة منالخدمة العادية والثقيلة VFDأجهزة مصممة لتلبية متطلبات الحمل المختلفة. سواء كنت بحاجة إلى VFD لتطبيقات الخدمة الخفيفة أو الاستخدام الصناعي الثقيل، فلدينا المنتج المناسب لك.

خاتمة

تعتبر محركات VFD ثلاثية الطور أدوات قوية للتحكم في سرعة المحرك، مما يوفر فوائد عديدة مثل توفير الطاقة، وتحسين الكفاءة، والتحكم الدقيق. ومن خلال فهم كيفية عملها وميزاتها المتقدمة، يمكنك اتخاذ قرارات مستنيرة عند اختيار VFD لتطبيقك المحدد. سواء كنت تعمل في مجال التصنيع الصناعي، أو التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، أو أي صناعة أخرى تتطلب التحكم في سرعة المحرك، يمكن لشركتنا توفير محركات VFD ثلاثية الطور عالية الجودة لتلبية احتياجاتك.

إذا كنت مهتمًا بمنتجاتنا أو كانت لديك أي أسئلة حول VFDs ثلاثية المراحل، فلا تتردد في الاتصال بنا للشراء والتفاوض. نحن ملتزمون بتزويدك بأفضل الحلول وخدمة العملاء الممتازة.

مراجع

• تشابمان، سج (2012). أساسيات الآلات الكهربائية. ماكجرو - هيل.
• بولتون، دبليو (2016). الالكترونيات الصناعية. روتليدج.