أهم الإصلاحات لمشكلات الجهد الزائد ومشكلات احتراق المقاوم لمحرك الجهد المتردد
دراسة حالة ميدانية: الأسباب الجذرية والحلول للأسباب الجذرية للجهد الزائد المتكرر لمحرك الجهد الزائد ومقاومة الكبح
اليوم، أود أن أشارككم حالة كلاسيكية لكنها صعبة في العالم الواقعي. بدأت بتعليق من أحد مستخدمي صناعة التعدين. في حين أن المشكلة تبدو واضحة للوهلة الأولى، إلا أن استكشاف الأخطاء وإصلاحها ليس بالأمر السهل. هذه الحالة هي مثال نموذجي لخلل في الجهد الزائد لمحرك الجهد الزائد VFD - وهو أمر يجب أن يكون كل مهندس على دراية به.
خلفية العطل: نفس VFD، احتراق مقاوم الكبح المتكرر
المعدات المعنية عبارة عن ماكينة غربلة صينية فولاذية ترددية طولها 10 أمتار تُدار بمحرك غير متزامن ثلاثي الأطوار بقدرة 7.5 كيلوواط، بستة أقطاب ذات 6 أقطاب، يتم التحكم فيه بواسطة 18.5 كيلو واط VFD 18.5 كيلو واط. يعمل النظام بثبات منذ خمس سنوات. أثناء تركيب محرك الترددات المترددة، استخدم المستخدم كابلات نحاسية نحاسية النواة بطول 18 مترًا وطول 4 مم². ومع ذلك، على مدى العامين الماضيين، كان محرك الترددات المترددة يحرق مقاومات الكبح بشكل متكرر.
في البداية، تم استخدام مقاوم كبح بقدرة 1.5 كيلوواط، والذي فشل بسرعة. تم استبداله لاحقًا بمقاوم بقوة 4.8 كيلوواط، 36 أوم، والذي قدم تحسنًا طفيفًا - لكنه فشل مرة أخرى في غضون ستة أشهر. سألنا المستخدم: لماذا يتعطل مقاوم الكبح كثيرًا؟ هل هي مشكلة في اختيار محرك vfd أم مسألة إعدادات معلمة تحكم غير صحيحة؟
تحليل مشكلات الجهد الزائد لمحرك الترددات الراديوية المتردد
1- الطاقة المتجددة تتجاوز قدرة الكبح بمحرك الأقراص المتردد المتردد
تقع في قلب هذه المشكلة حالة الجهد الزائد لمحرك التردد المتردد. نظرًا للهيكل والوزن الضخم للشاشة المتذبذبة وتأثيرها الترددي المتكرر، يولد النظام قصورًا ميكانيكيًا عاليًا للغاية. أثناء كل عملية انعكاس، يبدأ المحرك في إعادة تغذية النظام بالطاقة (أي الكبح المتجدد).
تتدفق هذه الطاقة المتجددة إلى ناقل التيار المستمر لمولد التيار المتردد المتغير، مما يزيد من جهده بسرعة. واستنادًا إلى الحسابات، تصل ذروة طاقة التجدد إلى 15 كيلوواط، بينما لا يستطيع مقاوم الكبح 4.8 كيلوواط تبديد هذه الطاقة في الوقت المناسب. ونتيجة لذلك، يصبح نظام الكبح الديناميكي لمُجدِّد التيار المتردد مشبعًا، مما يؤدي إلى حدوث أعطال في ناقل التيار المستمر ذات الجهد الزائد لمُجدِّد التيار المتردد وحرق المقاوم.
2- إعدادات معلمات VFD غير المعقولة تؤدي إلى تأخر الاستجابة
كشف الفحص الإضافي أن وقت تسارع محرك عزم الدوران المتردد كان مضبوطًا على وقت قصير جدًا (الافتراضي: 10 ثوانٍ)، وتأخير الكبح طويل جدًا - مما أدى إلى ضعف استجابة نظام كبح محرك عزم الدوران المتردد مما جعله غير قادر على استهلاك الطاقة في الوقت المناسب، مما تسبب في ارتفاع جهد ناقل التيار المستمر.
وبالإضافة إلى ذلك، قد يكون الكابل 4 مم² مقبولاً بالنسبة للكابلات القياسية مضخة vfd أو أحمال المحركات ذات الجهد العالي مثل مضخات المياه، ولكنها غير ملائمة للماكينات ذات القصور الذاتي العالي والاهتزازات الثقيلة. ويزيد الكابل الرفيع من مقاومة الخط ويزيد من سوء كبح ارتفاع الجهد - مما يشكل تحديات أكبر لحماية ناقل التيار المستمر العاكس.
الحلول الموصى بها
الحلول طويلة الأجل (موصى بها بشدة)
- إعادة حساب مقاس مقاوم الكبح لمحرك عزم الدوران المتردد الحل الأكثر مباشرة وفعالية هو مطابقة المقاوم بشكل صحيح مع الحمل الفعلي. يوصى باستخدام مقاوم مموج بقدرة 10-15 كيلوواط (~ 20 أوم) من علامة تجارية عالية الجودة لتحسين تحمل الحمل الزائد.
- الترقية إلى VFD التجديدي إذا سمحت الميزانية، فكر في استبدال VFD بمقوم متجدد لمحرك ترددات متذبذبة متجدد يتميز بمقوم IGBT ثنائي الاتجاه. تقدم علامات تجارية مثل Siemens وABB هذه الحلول. فبدلاً من تبديد الطاقة عبر المقاومات، يرسل محرك التردد المتردد المتجدد الطاقة الفائضة إلى الشبكة - مما يقضي تماماً على مشكلة الجهد الزائد لمحرك التردد المتردد المتجدد.
- تحسين التخميد الميكانيكي قم بتركيب مخمدات هيدروليكية أو مخمدات زنبركية على طرفي الموزعة. تمتص هذه المخمدات جزءًا من الطاقة الحركية أثناء الانعكاس، مما يقلل من الطاقة التي يتم تغذيتها مرة أخرى إلى VFD - وهي طريقة ميكانيكية عملية لتخفيف ظروف الجهد الزائد في VFD عند المصدر.
الحلول المؤقتة (للمهندسين في الموقع)
- تمديد وقت التسارع إلى 20-30 ثانية يقلل من تأثير النظام ويحد من طفرات التيار المفاجئة.
- تمكين الكبح مبكراً (اضبط تأخير الكبح على 0.5 ثانية) يحسن من سرعة استجابة الكبح ويقلل من خطر إطلاق إنذارات الجهد الزائد لمحرك الجهد الزائد.
- زيادة عتبة الجهد الزائد إلى 780 فولت (الافتراضي: 760 فولت) يعطي ناقل التيار المستمر مساحة أكبر، مما يعزز تحمل النظام للأخطاء.
- تردد ناقل أقل (على سبيل المثال، من 4 كيلوهرتز إلى 2 كيلوهرتز) يقلل من التراص التوافقي والفولتية المرتفعة، مما يحسن من عمر مقاوم الكبح.
- الاستبدال بكابل 6 مم² لتحسين مطابقة معاوقة الناقل يقلل من تقلبات الجهد ويعزز استقرار النظام.
- تركيب مفاعلات الإخراج يساعد على كبح التوافقيات عالية التردد والتداخل الكهرومغناطيسي الذي يحمي كلاً من المحرك و محركات أقراص vfd.
- مقاومات الكبح المتوازية لسعة طاقة أعلى سيضاعف مقاومان بقدرة 4.8 كيلوواط بالتوازي القدرة إلى 9.6 كيلوواط ويقلل المقاومة إلى 16 أوم، مما يحسن بشكل كبير من قدرة امتصاص الطاقة.
الخلاصة: الجهد الزائد لمحرك الجهد الزائد = مخاطر التجديد الخاطئ
لا يتعلق الأمر ببساطة بمقاومات الكبح الضعيفة. بل هو استخفاف على مستوى النظام بالتأثيرات المتجددة الناجمة عن القصور الذاتي العالي. في مثل هذه التطبيقات، غالباً ما تكون مقاومات الكبح التقليدية غير كافية. ولا يمكن حل المشكلة بشكل كامل إلا بتحديد حجم مقاوم الكبح الدقيق لمقاومة الكبح بمُجدِّد التيار المتردد أو الترقية إلى تقنية مُجدِّد التيار المتردد.
بالنسبة للمهندسين، يتخطى فهم الجهد الزائد لمحرك الجهد الزائد لمحرك الجهد الزائد بالنسبة للمهندسين تفسير رموز الأعطال. فهو يتطلب فهماً كاملاً للتغذية المرتدة الديناميكية للطاقة والتصميم على مستوى النظام. نأمل أن توفر هذه الحالة نهجًا أكثر وضوحًا ومزيدًا من الثقة عند التعامل مع الأعطال المماثلة في الموقع.
