ما هي لوحة التحكم VFD

تعريف لوحة تحكم VFD VFD

تعمل لوحة التحكم في VFD كمركز قيادة لـ محركات VFD نظام، يدمج وحدة التحكم في محرك التردد المتغير، وواجهة بين الإنسان والآلة، ودوائر الحماية. ومقارنةً بخزانات المفاتيح الكهربائية التقليدية، تتيح لوحة محرك التردد المتغير هذه إمكانية الضبط الديناميكي لسرعة المحرك وعزم الدوران (على سبيل المثال، تقليل إمداد الطاقة 50 هرتز إلى 30 هرتز)، مما يحقق إدارة دقيقة للطاقة من خلال التحكم في محرك التردد. وتكمن قيمتها الأساسية في تبسيط إعدادات معلمات محرك التردد المتغير (مثل منحنيات التسارع/التباطؤ) عبر واجهة تشغيل مرئية، مما يسد الفجوة بين التشغيل اليدوي والتحويل الذكي للطاقة.

الوظائف الرئيسية للوحة تحكم VFD VFD

1- التحكم في سرعة المحرك

يستخدم التحكم في محرك التردد المتغير VFD التحكم في محرك التردد لضبط سرعة المحرك باستمرار (0-100 هرتز)، مما يزيل التأثير الحالي لعمليات بدء التشغيل وإيقاف التشغيل التقليدية. تعمل وحدة التحكم في محرك التردد المتغير تلقائيًا على تحسين منحنيات التسارع والتباطؤ، مما يتيح لمحركات التردد المتغير نقل المعدات بسلاسة إلى السرعات المستهدفة (على سبيل المثال، تسارع المروحة من 30 هرتز إلى 45 هرتز في 8 ثوانٍ).

2- كفاءة الطاقة

تزود لوحة محرك التردد المتغير بالطاقة ديناميكيًا بالطاقة بناءً على طلب الحمل (دقة مطابقة الطاقة ± 2%). في اختبار واقعي، خفضت محطة مضخة مياه تستخدم لوحة محرك التردد المتغير استهلاك الطاقة بمقدار 58% بمعدل تدفق 40% (مقارنةً باختناق الصمام).

3- حماية المحرك

تشتمل مكونات محرك VFD على وسائل حماية مدمجة متعددة: الحد من التيار (<110% FLA) لمنع محركات VFD من التحميل الزائد، وحماية إيقاف تشغيل الدائرة القصيرة على مستوى ميكروثانية لوحدات الطاقة. تتنبأ خوارزميات النمذجة الحرارية بارتفاع درجة حرارة اللف (خطأ <±5 درجة مئوية)، مما يطيل عمر المحرك بمقدار 30%.

4- مراقبة النظام

لوحة VFD عرض في الوقت الحقيقي للمعلمات الرئيسية:

• التشوه التوافقي الكلي الكهربائي للترددات المترددة (THDi)
• درجة حرارة IGBT (تنبيه عند > 85 درجة مئوية)
• رموز الأعطال (على سبيل المثال، OC/OV)، وشاشات عرض VFD دعم تسجيل البيانات وتشغيلها (أكثر من 100 سجل حدث).

5- الاتصالات

وحدة تحكم شدادات الترددات البطيئة مدمجة في نظام التحكم الموزع عبر Modbus TCP (استجابة < 100 مللي ثانية). تدعم بطاقات الاتصالات الخاصة بلوحات شدادات التدفق المتردد المتغير (على سبيل المثال، بروفينيت) التعديل عن بُعد لمعلمات خزانة شدادات التدفق المتغير، مما يتيح إدارة مركزية للوحة التحكم في شدادات التدفق المتغير.

6- الحد من البلى والتلف

تعمل خصائص بادئ التشغيل ذات الجهد المنخفض على كبح تيار بدء التشغيل إلى <30% FLA (يصل تيار بدء التشغيل المباشر التقليدي إلى 600%). بعد اعتماد الحزام الناقل لمصنع أسمنت على الحل الميكانيكي vfd، انخفض تردد تأثير علبة التروس بمقدار 90%، وانخفضت تكاليف صيانة خزانة vfd بمقدار 42%.

مكونات لوحة تحكم VFD VFD

1- قاطع الدائرة الكهربائية الرئيسية

جهاز حماية المدخلات الأكثر أهمية في لوحة التحكم، وهو مسؤول عن التحكم في تشغيل/إيقاف تشغيل النظام بأكمله وتوفير الحماية من قصر الدائرة الكهربائية.

2- واقي زيادة التيار الكهربائي / SPD

يمنع تلف محرك التردد المتغير أو وحدة PLC الناجمة عن صواعق البرق أو ارتفاع التيار الكهربائي من الشبكة.

3- موصل التيار المتردد

تُستخدم للتحكم عن بُعد في تشغيل/إيقاف التشغيل، ويمكن أيضًا دمجها مع وظائف الإيقاف الطارئ أو التعشيق لتحقيق التحكم التلقائي.

4- محرك التردد المتغير (VFDs)

جهاز التحكم الأساسي، الذي يضبط تردد المحرك والجهد الكهربي للمحرك بناءً على إشارات التحكم في الإدخال لتحقيق التحكم في السرعة وعزم الدوران.

5- مرشح الإدخال/الإخراج

تُستخدم لتقليل التداخل التوافقي (EMC)، أو حماية المعدات الأخرى، أو منع تغذية الإشارة المرتدة من تلويث شبكة الطاقة.

6- محول التحكم

يقوم بتحويل جهد مصدر الطاقة الرئيسي (على سبيل المثال، 380 فولت) إلى جهد دائرة التحكم (على سبيل المثال، 24 فولت تيار مستمر أو 110 فولت تيار متردد).

7- مفاعل/خنق الخط

يمنع التغييرات المفاجئة في التيار، مما يعزز استقرار النظام، ويستخدم عادةً في جانب المدخلات في الأنظمة متوسطة إلى عالية الطاقة.

8- لوحة HMI / لوحة مفاتيح HMI

يُستخدم لإعداد معلمات VFD VFD ومراقبتها وتصحيحها. يتم دمجها في بعض الأحيان في لوحة VFD.

9- منطق PLC أو منطق الترحيل

تمكين التحكم التلقائي الأكثر تعقيدًا، مثل التشغيل/التوقف المتسلسل، والتبديل متعدد المضخات، والتحكم عن بُعد، والتشابك بين الأعطال.

10- الكتل الطرفية

تستخدم للتوصيل الأنيق والقابل للصيانة لإشارات الإدخال/الإخراج الخارجية وخطوط الطاقة وكابلات التحكم.

11- مروحة التبريد/نظام التهوية

يحافظ على محرك VFD ووحدة التحكم في درجات حرارة التشغيل الآمنة، وهو أمر بالغ الأهمية خاصة في اللوحات المغلقة.

استخدامات لوحات التحكم في لوحات التحكم في الترددات الراديوية المتذبذبة

1- المضخات

التحكم في مضخة VFD التعديل الديناميكي لمضخة المياه VFD سرعة مضخة المياه VFD تتطابق مع الطلب على التدفق، مما يحد من خسائر اختناق الصمام. القياسات الفعلية في محطة معالجة المياه: بعد اعتماد محرك التردد المتغير.مضخات VFDخفض استهلاك الطاقة بمقدار 521 تيرابايت 3 تيرابايت 3 تيرابايت 3 تيرابايت (مقارنةً بالتشغيل بتردد ثابت).

2-المعجبون

عند القيادة مراوح VFD مع محركات التردد المتغير، يمكن أن يؤدي تخفيض السرعة بمقدار 201 تيرابايت 3 تيرابايت إلى تقليل استهلاك الطاقة بمقدار 501 تيرابايت 3 تيرابايت (قانون مكعب لتدفق الهواء). بعد تركيب لوحة تحكم VFD VFD على مروحة سحب مستحثة في محطة توليد الطاقة، انخفضت مستويات الضوضاء من 85 ديسيبل (A) إلى 71 ديسيبل (A)، وزاد عمر المحمل بمقدار 2.3 مرة.

3.HVAC

تقوم أجهزة VFDs في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء بضبط سرعة المروحة/المضخة وفقًا للحمل الحراري (دقة التحكم في درجة الحرارة ± 0.5 درجة مئوية). يتم تنفيذها وفقًا لـوحدة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والتبريد والتكييف التعريف:

• تعمل مراوح أبراج التبريد بسرعة 30%-80% بدون خطوات
• مضخات مبردات تتطابق مع متطلبات سعة التبريد، توفير فعلي في الطاقة بمقدار 35%-60%، لتصبح تطبيقًا معياريًا لكفاءة الطاقة باستخدام VFD.

4- الناقلات

يتيح التحكم في VFD بدء/إيقاف التشغيل/التوقف الناعم لسيور النقل (تسارع <0.3 م/ثانية²) والتبديل متعدد السرعات (دقة مزامنة ±5%). تقلل محركات السرعة المتغيرة من تأثير بدء التشغيل/التوقف بمقدار 82% (مقارنةً ببدء التشغيل على شكل نجمي دلتا)، مما يقلل بشكل كبير من تآكل السير.

5- الضواغط

تقوم ضواغط VFD بضبط تدفق الهواء تلقائيًا بناءً على الطلب على الضغط (تحكم مستمر بمقدار 0-100%)، لتحل محل أوضاع الخمول التقليدية للتفريغ. تقلل محركات VFD للضواغط من دورات بدء/إيقاف التشغيل بمقدار 91% في مصانع الأغذية، مما يوفر 230,000 يوان من تكاليف الكهرباء السنوية.

6- المصاعد

التحكم في محرك التردد يدير دقة تسوية المصعد بدقة (± 3 مم). يزيل التحكم في محرك VFD تأثير تقلبات الحمل من خلال وظيفة تعويض عزم الدوران (تقلبات السرعة <0.1 م/ثانية تحت تغيرات الحمل ± 15%).

7- الآلات الصناعية الأخرى

محرك التيار المتردد VFD يطبق على أجهزة الطرد المركزي (تنظيم السرعة بدون خطوات من 0 إلى 3000 دورة في الدقيقة)، والخلاطات (تحديد عزم الدوران ±5%)، وغيرها تطبيقات VFD VFD.محرك التردد المتغير تمكّن من تنظيم سرعة الحقن في ماكينات القولبة بالحقن بأربعة مستويات، مما يجعل لوحة التحكم VFD مكونًا أساسيًا لمعدات التصنيع الذكية.

التحقق من بيانات كفاءة الطاقة في الصناعة:

المصدر: وزارة الطاقة الأمريكية “إرشادات كفاءة الطاقة في نظام المحركات” (DOE/GO-102021-5601)

اختيار لوحة التحكم VFD المناسبة

1.نوع المحرك وحجمه​

يجب اختيار محركات VFD لتتناسب مع خصائص الحمل - المحركات غير المتزامنة مناسبة للمراوح/المضخات (90% للتطبيقات الصناعية)، بينما تستخدم المحركات المتزامنة المغناطيسية الدائمة لتحديد المواقع عالية الدقة. يجب أن تكون قوة محرك التيار المتردد VFD ≥ 120% من القيمة المقدرة للمحرك. على سبيل المثال، تتطلب مضخة بقدرة 55 كيلو وات لوحة تحكم VFD بقدرة 66 كيلو وات لتجنب تحديد ذروة التيار. في تطبيقات محرك التيار المستمر، يجب أن تكون لوحات التحكم في محرك التيار المتردد والتيار المستمر مدمجة مع وحدات تغذية مرتدة للمقوم.

معادلة مطابقة الطاقة: طاقة محرك VFD (كيلوواط) ≥ طاقة المحرك (كيلوواط) × 1.2

2- خيارات التحكم

تنقسم طرق التحكم في VFD إلى ثلاثة مستويات:

مقارنة التكلفة:

• التحكم المحلي: معيار التكلفة 100%
• تكامل PLC: +15% التكلفة، +40% التوسعة الوظيفية
• الاتصال عن بُعد +25% التكلفة، +70% رؤية البيانات

3.العوامل البيئية​

يجب اختيار خزانات VFD بناءً على بيئة التركيب لتتناسب مع تصنيف الحماية المطلوب. بالنسبة للورش ذات درجات الحرارة العالية، اختر IP54 وقم بتكوين تبريد الهواء القسري بمعدل تدفق ≥200 متر مكعب/ساعة. بالنسبة للطوابق السفلية عالية الرطوبة، استخدم IP55 وقم بتركيب طلاء مضاد للتكثيف. بالنسبة لمناطق التعدين المليئة بالغبار، استخدم IP65 مع إحكام الإغلاق الكامل. تركيب محرك VFD يجب إبقاء المواقع بعيدًا عن مصادر الحرارة (بمسافة لا تقل عن >50 سم) لضمان أن يكون ارتفاع درجة حرارة المكونات الكهربائية لمحرك الترددات المترددات المتغيرة <20 كلفن (وفقًا لمعايير EN 61439). أظهرت دراسة حالة في مصنع للمواد الكيميائية أن حل IP55 كان معدل الأعطال فيه أقل بـ 62% من حل IP54.

4- الخدمة والدعم

اختر الموردين الذين يقدمون خدمات إصلاح محركات الأقراص ذات التدفق المتردد المتردد ذات الاستجابة السريعة (مع الالتزام بالوصول إلى الموقع في غضون أقل من 24 ساعة). يجب أن تتضمن صيانة محركات أقراص الترددات البطيئة تحديثات البرامج الثابتة (مثل تصحيحات الأمان) والوصول مدى الحياة إلى أدوات تشخيص برامج محركات أقراص الترددات البطيئة. يجب أن تتضمن اتفاقية خدمة محركات الأقراص ذات التدفق المتردد على المدى الطويل ما يلي:

• الصيانة الوقائية السنوية (استبدال المكثف/المروحة)
• فك تشفير الأعطال عن بُعد (دعم تحليل الكود في الوقت الحقيقي)

يكمن جوهر الاختيار في تحقيق التوازن بين الأداء وتكاليف دورة الحياة - فبينما تزيد الخدمة المتميزة من تكلفة الشراء بمقدار 81 تيرابايت 3 تيرابايت، فإنها تقلل من خسائر وقت التعطل بمقدار 401 تيرابايت 3 تيرابايت.

الخاتمة

تعمل لوحة التحكم في محركات التردد المتغير VFD كمحور ذكي لمحركات التردد المتغير، مما يتيح التحكم الدقيق في السرعة وإدارة الطاقة من خلال وحدة التحكم في محركات التردد المتغير. ويكمن جوهر عملية الاختيار في مطابقة خصائص الحمل لتطبيقات محركات التردد المتغير (على سبيل المثال، بدء التشغيل الناعم للمضخات، ونطاق السرعة الواسع للمراوح) والتكيف مع تصنيفات حماية البيئة. أثناء التنفيذ، من الضروري التنسيق بين قدرات الاستجابة الديناميكية لمحركات محركات VFD، ومتانة الأجهزة، وأنظمة دعم الخدمة لإنشاء حل شامل يمتد من تكوين المعلمات إلى التحكم في التغذية المرتدة للطاقة.