كمورد لمحركات التردد المتغيرة ثلاثية الطور (VFDs) ، واجهت العديد من الاستفسارات المتعلقة بكيفية عمل هذه الأجهزة المتطورة في البيئات المسببة للتآكل. هذا الموضوع له أهمية قصوى لأن العديد من التطبيقات الصناعية ، مثل محطات المعالجة الكيميائية ، ومرافق معالجة مياه الصرف الصحي ، وحفارات النفط في الخارج ، تعرض المعدات للمواد المتآكلة للغاية. يعد فهم الآليات والتحديات التشغيلية لـ ثلاث مراحل VFDs في مثل هذه الظروف القاسية أمرًا بالغ الأهمية لضمان الأداء الموثوق وطول العمر.
المبادئ الأساسية لتشغيل ثلاث مراحل VFD
قبل الخوض في تفاصيل التشغيل في البيئات المسببة للتآكل ، من الضروري فهم المبادئ الأساسية لـثلاث مرحلة VFD. يعد VFD من ثلاث مراحل جهازًا إلكترونيًا يتحكم في سرعة محرك AC ثلاثي الطور عن طريق تغيير التردد والجهد الموفر للمحرك. وهو يتألف من ثلاثة أقسام رئيسية: المقوم ، وحافلة DC ، والعاكس.
يقوم قسم المقوم بتحويل طاقة التيار المتردد المكونة من ثلاث مراحل إلى طاقة التيار المستمر. يتم تحقيق ذلك عادةً باستخدام مجموعة من الثنائيات أو الثايرستورات المرتبة في تكوين الجسر. ثم يتم تخزين قوة التيار المستمر في حافلة DC ، والتي تتكون من المكثفات التي تساعد على تهدئة جهد التيار المستمر وتوفير مصدر طاقة مستقر للعاكس.
قسم العاكس مسؤول عن تحويل قوة التيار المستمر إلى طاقة التيار المتردد من ثلاث مراحل مع تردد وجهد متغير. يتم إنجاز ذلك باستخدام أجهزة أشباه الموصلات مثل الترانزستورات الثنائية القطب المعزولة (IGBTs) أو الترانزستورات الميدانية لترانزستورات الميدان المعدنية للأكسيد (MOSFETs). من خلال التحكم في تبديل هذه الأجهزة ، يمكن للعاكس إنشاء جهد وتردد يتوافق مع متطلبات المحرك.
التحديات في البيئات المسببة للتآكل
بيئات التآكل تشكل عدة تحديات لتشغيل ثلاث مراحل VFDs. الشاغل الرئيسي هو تدهور المكونات الإلكترونية بسبب وجود مواد تآكل مثل الأحماض والقلويات والأملاح والرطوبة. يمكن أن تسبب هذه المواد تآكل لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) ، الموصلات ، وغيرها من المكونات المعدنية ، مما يؤدي إلى حالات فشل كهربائية ، دوائر قصيرة ، وتقليل الأداء.
التحدي الآخر هو تراكم الغبار والأوساخ والملوثات الأخرى على سطح VFD وداخل العلبة. في البيئات المسببة للتآكل ، يمكن أن تتفاعل هذه الملوثات مع المواد المسببة للتآكل لتشكيل مسارات موصلة ، والتي يمكن أن تسبب التداخل الكهربائي وتلف المكونات الإلكترونية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يعزز وجود الرطوبة نمو العفن والبكتيريا ، مما قد يؤدي إلى زيادة أداء VFD.
تدابير وقائية
لضمان التشغيل الموثوق به لثلاث مراحل VFDs في البيئات المسببة للتآكل ، يمكن تنفيذ العديد من تدابير الحماية. يمكن تصنيف هذه التدابير على نطاق واسع إلى نوعين: الحماية المادية والحماية الكهربائية.
الحماية البدنية
- تصميم العلبة: يجب أن يكون VFD في حاوية مناسبة توفر الحماية ضد دخول المواد المسببة للتآكل والغبار والرطوبة. يجب أن تصنع العلبة من مادة مقاومة للتآكل مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو الألياف الزجاجية وينبغي أن يكون لها درجة عالية من تصنيف حماية الاشتراك (IP). على سبيل المثال ، يوفر العلبة المصنفة IP66 حماية كاملة ضد دخول الغبار والحماية ضد طائرات المياه القوية.
- الطلاء والطلاء: يمكن طلاء مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور والمكونات المعدنية الأخرى في VFD أو مطلي بمواد مقاومة للتآكل مثل الطلاء المطابق أو طلاء النيكل. الطلاء المطابق هو طبقة رقيقة من المواد الوقائية التي يتم تطبيقها على PCB لمنع دخول الرطوبة والغبار والمواد المسببة للتآكل. Plating Nickel هو عملية لإيداع طبقة من النيكل على سطح المكون المعدني لتوفير حاجز ضد التآكل.
- التصفية والتهوية: يجب تزويد العلبة VFD بالمرشحات وأنظمة التهوية لمنع تراكم الغبار والأوساخ والملوثات الأخرى. يجب تصميم المرشحات لإزالة المادة الجسيمية والغازات المسببة للتآكل من الهواء الذي يدخل العلبة. يجب تصميم نظام التهوية للحفاظ على ضغط إيجابي داخل العلبة لمنع دخول المواد المسببة للتآكل.
الحماية الكهربائية
- حماية زيادة: غالبًا ما تكون البيئات المسببة للتآكل عرضة للارتفعات الكهربائية بسبب ضربات البرق ، واضطرابات شبكة الطاقة ، وعوامل أخرى. يجب أن يكون VFD مزودًا بأجهزة حماية الطفرة مثل متغيرات أكسيد المعادن (MOVs) أو أنابيب تصريف الغاز (GDTs) لحماية المكونات الإلكترونية من الأضرار الناجمة عن الطهيات الكهربائية.
- التأريض والترابط: التأريض المناسب والترابط ضروريان لضمان سلامة وموثوقية VFD في البيئات المسببة للتآكل. يجب أن يكون VFD مستندًا إلى نظام أرضي منخفض التبعية لمنع تراكم الكهرباء الثابتة وتوفير مسار للأخطاء الكهربائية. يجب ربط العلبة والمكونات المعدنية الأخرى من VFD معًا لضمان الاستمرارية الكهربائية ولمنع تكوين الاختلافات الكهربائية المحتملة.
- أنظمة المراقبة والتشخيص: يجب تجهيز VFD بأنظمة المراقبة والتشخيص لاكتشاف وتشخيص أي مشاكل محتملة قبل أن تسبب أضرارًا كبيرة. يمكن لهذه الأنظمة مراقبة المعلمات مثل درجة الحرارة والجهد والتيار والتردد ويمكن أن توفر التنبيهات والتحذيرات عند اكتشاف ظروف غير طبيعية.
دراسات الحالة
لتوضيح أهمية تدابير الحماية في البيئات المسببة للتآكل ، دعونا ننظر في بعض دراسات الحالة.
مصنع المعالجة الكيميائية
كان مصنع المعالجة الكيميائية يعاني من فشل متكرر في VFDs الثلاثة المرحلة بسبب الطبيعة المسببة للتآكل للمواد الكيميائية المستخدمة في عملية الإنتاج. تم إيواء VFDs في حاويات قياسية توفر حماية محدودة ضد دخول المواد المسببة للتآكل. نتيجة لذلك ، تم تآكل مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور والمكونات المعدنية الأخرى من VFDs ، مما أدى إلى فشل كهربائي وتقليل الأداء.
لمعالجة هذه المشكلة ، استبدل المصنع العبوات القياسية مع حاويات الفولاذ المقاوم للصدأ IP66 ومغلفة مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور بطبقة مطابقة. بالإضافة إلى ذلك ، قام المصنع بتثبيت نظام تصفية وتهوية لمنع تراكم الغبار والملوثات داخل العبوات. حسنت هذه التدابير بشكل كبير موثوقية VFDs وخفضت تواتر الفشل.
مرفق معالجة مياه الصرف الصحي
كان مرفق معالجة مياه الصرف الصحي يستخدم ثلاث مراحل VFD للسيطرة على سرعة المضخات والمحفلات في عملية المعالجة. كانت VFDs موجودة في بيئة رطبة ورطبة ، والتي كانت مفضية لنمو العفن والبكتيريا. تسبب وجود الرطوبة والعفن في تآكل مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور والمكونات المعدنية الأخرى من VFDs ، مما يؤدي إلى فشل كهربائي وتقليل الأداء.
لحل هذه المشكلة ، قام المرفق بتثبيت نظام إزالة الرطوبة لتقليل الرطوبة داخل حاويات VFD. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المنشأة مغلفة مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور مع طبقة مطابقة للمبيدات الفطرية لمنع نمو العفن والبكتيريا. هذه التدابير ألغت بشكل فعال مشاكل التآكل وتحسين موثوقية VFDs.
خاتمة
في الختام ، يتطلب تشغيل VFD من ثلاث مراحل في بيئة تآكل دراسة متأنية للتحديات وتنفيذ تدابير الحماية المناسبة. من خلال فهم المبادئ الأساسية لتشغيل VFD ، وتحديد التحديات المحتملة في البيئات المسببة للتآكل ، وتنفيذ تدابير الحماية المادية والكهربائية ، من الممكن ضمان الأداء الموثوق به وطول عمر VFD.
إذا كنت تبحث عن موثوقةمحرك التردد لمحرك ثلاث مراحليمكن أن تعمل في بيئات تآكل ، نحن هنا للمساعدة. ملكناثلاث مراحل VFDsتم تصميمها وتصنيعها لتلبية أعلى معايير الجودة والموثوقية. نحن نقدم أيضا مجموعة منمحركات العاكس المرحلة الواحدةللتطبيقات التي تتوفر فيها طاقة المرحلة الواحدة. اتصل بنا اليوم لمناقشة متطلباتك المحددة ومعرفة المزيد حول منتجاتنا وخدماتنا.
مراجع
- Dorf ، RC ، & Bishop ، RH (2016). أنظمة التحكم الحديثة. بيرسون.
- Mohan ، N. ، Undeland ، TM ، & Robbins ، WP (2012). إلكترونيات الطاقة: المحولات والتطبيقات والتصميم. وايلي.
- سين ، الكمبيوتر (2010). مبادئ الآلات الكهربائية وإلكترونيات الطاقة. وايلي.