3 مشاكل رئيسية في تداخل محرك الأقراص المترددة، وكيفية التخفيف من حدتها

مقدمة في تداخل محرك الترددات المترددة وتأثيره على أنظمة الأتمتة

إن تداخل VFD هو في الأساس ضوضاء عالية التردد ناتجة عن إجراءات تبديل الأجهزة الإلكترونية للطاقة - وحدات IGBT في محركات أقراص VFD يتم تشغيل وإيقاف تشغيله آلاف المرات في الثانية الواحدة (وفقًا لمبدأ تشغيل محرك الترددات المتذبذبة)، مما يؤدي إلى نوعين من التلوث: ضوضاء كهربائية كهرومغناطيسية موصلة من محرك الترددات المتذبذبة التي تدخل شبكة الطاقة عبر الكابلات، وضوضاء كهربائية مشعة من محرك الترددات المتذبذبة التي تتسرب من لوحة VFD السكن. تتسبب المخاطر بشكل مباشر في أعطال جهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC), وتشويه إشارة المستشعر، ووقت تعطل النظام، ولا يوجد موقع صناعي محصن ضدها. ستتناول هذه المقالة ثلاثة تحديات أساسية: كيف يؤثر تداخل محرك الترددات المتذبذبة على لوحات التحكم في الحواسيب الصغيرة، وكيف تقاوم محركات الترددات المتذبذبة التداخل الكهربائي الخارجي والداخلي، وكيف يؤدي ضعف جودة شبكة الطاقة إلى أعطال محركات الترددات المتذبذبة، مما يوفر حلاً شاملاً من مصادر التشويش إلى مسارات الانتشار.

كيف يؤثر تداخل VFD على لوحات تحكم الحواسيب الصغيرة

في أنظمة التحكم التي تستخدم محركات التردد المتغير (VFDs) أو الحواسيب الصغيرة أو أجهزة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة (PLCs). أثناء تصميم النظام أو التعديل التحديثي، يجب إيلاء اهتمام خاص لما يلي تداخل vfd تؤثر على لوحات التحكم. ونظراً لأن العديد من لوحات التحكم في الحواسيب الصغيرة المصممة خصيصاً تتسم بسوء التصميم ولا تتوافق مع معايير التوافق الكهرومغناطيسي الدولية، فإن إدخال محرك الترددات المتردد غالباً ما يؤدي إلى vfd emi مشاكل - سواء كانت موصلة أو مشعة - والتي يمكن أن تسبب سلوكًا غير طبيعي للنظام. لذلك، فإن التدابير المضادة المناسبة ضرورية.

1- التأريض المناسب

يجب توصيل أسلاك التأريض الخاصة بالمحركات ومكونات الطاقة الأخرى بشكل موثوق به عبر قضيب توصيل تأريض. يفضل توصيل أرضية درع لوحة التحكم في الحواسيب الصغيرة بأرضية مستقلة. في البيئات التي بها مشكلات ضوضاء محرك vfd, ، يوصى بتوصيل طبقة التدريع الخاصة بالمستشعرات وواجهات الإدخال/الإخراج بأرضية التحكم في اللوحة.

2.تصفية مدخلات الطاقة

تثبيت فلتر emi لمرض الترددات الباعثة للضوء (VFD), أو المحاثات ذات الوضع المشترك، أو حلقات الفريت عالية التردد على مدخلات الطاقة في لوحة التحكم طريقة فعالة من حيث التكلفة لتحقيق إخماد الترددات الباعثة للضوء الكهرومغناطيسي. في المناطق ذات التداخل الإشعاعي الشديد - مثل المناطق القريبة من محطات GSM أو المحطات القاعدية اللاسلكية - يمكن إضافة حاويات التدريع الشبكي المعدني حول لوحة التحكم.

3.تصفية المدخلات والمخرجات لمحرك الترددات الراديوية المتردد

إضافة فلتر emi لمرض الترددات الباعثة للضوء (VFD) في مدخلات VFD يمكن أن يمنع الانبعاثات الموصلة إلى شبكة الطاقة. يحسن تركيب مفاعلات التيار المتردد والتيار المستمر عند مدخلات التيار المتردد (L1، L2) من عامل الطاقة ويقلل من التلوث التوافقي. في الحالات التي يقع فيها المحرك على بعد أكثر من 100 متر من VFD، يوصى بتركيب مفاعل تيار متردد عند الخرج (L3) لمعالجة تيارات التسرب الناتجة عن المعلمات الموزعة بين كابلات الخرج والأرض، ولتقليل الانبعاثات المشعة الخارجية. من الطرق الفعالة للغاية استخدام قناة فولاذية أو كابل vfd المحمي, مع تأريض غلاف القناة أو درع الكابل بشكل موثوق. ومع ذلك، إذا لم يتم تركيب مفاعل الإخراج (L3)، باستخدام قناة فولاذية أو كابل vfd المحمي يمكن أن تزيد السعة الموزعة إلى الأرض وقد تؤدي إلى أعطال التيار الزائد. ومن الناحية العملية، عادةً ما يتم اختيار طريقة أو أكثر من هذه الطرق بناءً على احتياجات النظام.

4.تدريع وعزل الإشارات التناظرية

يجب أن تكون مدخلات المستشعر التناظري وإشارات التحكم محمية بشكل صحيح ومعزولة كهربائيًا. يوصى بتجنب استخدام الإشارات التناظرية في أنظمة VFD، خاصةً عندما تتجاوز مسافة التحكم مترًا واحدًا أو عندما تتقاطع عدة خزانات. عادةً ما تدعم محركات عزم الدوران المتردد إعدادات متعددة السرعات والتحكم في التردد الرقمي، وهي كافية لمعظم حالات الاستخدام. إذا كان التحكم التناظري ضروريًا، تأكد من استخدام كابل vfd المحمي وقم بتطبيق التأريض أحادي النقطة على جانب المستشعر أو VFD. إذا كان تداخل vfd لا يزال قائمًا، يلزم عزل التيار المستمر/التردد المستمر. يمكن تحقيق ذلك باستخدام وحدات DC/DC القياسية أو عن طريق تحويل الإشارة التناظرية إلى تردد عبر تحويل V/F، ثم العزل من خلال قواطع ضوئية وتغذية الإشارة إلى طرف إدخال التردد.

كيف تقاوم محركات الترددات الصوتيات المترددة التداخل الكهربائي الخارجي والداخلي

عندما تكون الأحمال الدافعة عالية التردد مثل ماكينات اللحام أو مزودات الطاقة الكهربائية أو مزودات الطاقة الكهربائية بالقرب من نظام إمداد الطاقة الخاص بمزودات الطاقة VFD - أو عند استخدام محركات ذات حلقات انزلاقية -تداخل vfd يمكن أن تتسبب بسهولة في حدوث أعطال حماية في محرك VFD. لتقليل تأثير vfd emi, ، يوصى بالتدابير التالية:

1.إضافة مكونات التصفية في جانب الإدخال

قم بتركيب محاثات ومكثفات في جانب مدخلات VFD لتشكيل شبكة مرشح LC. هذا يشكل شبكة أساسية فلتر VFD RFI إعداد يساعد على حماية VFD من الضوضاء الخارجية عالية التردد.

2.عزل مصدر إمداد الطاقة VFD

تأكد من أن محول عزم الدوران المتردد يتلقى الطاقة مباشرة من جانب الجهد المنخفض للمحول. تعزز هذه الممارسة موثوقية تركيب vfd وتجنب الخطوط المشتركة مع الأحمال المولدة للضوضاء.

3.استخدم محولاً مخصصاً عندما يكون ذلك ممكناً

إذا سمحت الظروف، استخدم محولاً منفصلاً حصريًا لمحرك الترددات البطيء. يساعد ذلك على عزل تداخل vfd على مستوى مصدر الطاقة.

4.درع أسلاك التحكم الخارجي

عند استخدام أطراف التحكم الرقمية الخارجية لتبديل الإشارات، و أسلاك التحكم في VFD طويلة، يجب دائمًا استخدام الكابلات المحمية. إذا تم وضع كل من خطوط التحكم وخطوط الطاقة في نفس خندق الكابل، فيجب أن تكون خطوط التحكم محمية ويجب توجيه خطوط الطاقة الرئيسية من خلال قناة فولاذية لتقليل التداخل المتبادل ومنع حدوث أعطال في محرك الترددات الراديوية المتغيرة بسبب تداخل vfd.

5.منع تداخل الإدخال التناظري

عند استخدام أطراف التحكم التناظرية، إذا كانت مسافة الأسلاك أقل من متر واحد، تكون الكابلات المحمية مع تأريض أحادي النقطة في جانب VFD كافية. في البيئات الأطول أو عالية الضوضاء، حيث تداخل المدخلات التناظرية لمحرك الترددات اللاسلكية من المحتمل، أضف وحدات عزل التيار المستمر/التناوب المستمر على جانب VFD، أو استخدم محول V/F لتوفير أوامر إدخال التردد بدلاً من التحكم التناظري في الجهد/التيار.

6.تحسين موثوقية الاتصالات

بالنسبة لطرف الاتصال الخارجي، استخدم كابلات مزدوجة ملتوية محمية وقم بتوصيل طبقة التدريع من جانب VFD بـ PE. إذا كان تداخل vfd لا تزال شديدة، فإن تأريض الدرع عند أرضية مزود طاقة التحكم (GND) يعد خيارًا أيضًا.

بالنسبة للاتصالات RS232، أبقِ خط التحكم أقل من 15 مترًا. إذا كانت هناك حاجة إلى مسافات أطول، قلل من معدل الباود؛ على سبيل المثال، يتطلب الاتصال على مسافة 100 متر عادةً سرعات أقل من 600 بت في الثانية.

بالنسبة للاتصال RS485، يجب مراعاة مقاومات المطابقة الطرفية. في التحكم الرقمي VFD الأنظمة التي تستخدم اتصالات ناقل المجال عالي السرعة، واستخدام كابلات اتصال متخصصة وتأريض متعدد النقاط لضمان موثوقية أعلى ومناعة أفضل ضد التداخل الكهرومغناطيسي الكهرومغناطيسي.

كيف تؤدي جودة شبكة الطاقة الرديئة إلى أعطال فيفد

في البيئات الصناعية التي توجد فيها أحمال نبضية عالية التردد مثل ماكينات اللحام أو إمدادات الطاقة الكهربائية أو وحدات الطاقة الإلكتروليتية، تكون تقلبات الجهد والوميض شائعة، مما يؤدي إلى حدوث تذبذبات خطيرة مشكلات شبكة كهرباء VFD. عندما تعمل المئات من محركات التردد المترددات المتغيرة الجهد والأحمال الأخرى المقومة بالسعة في وقت واحد في ورشة عمل، فإن النظام يواجه التوافقيات vfd, تلويث جودة الطاقة بشكل كبير والتسبب في تلويثها بشكل كبير على مستوى المعدات تداخل vfd. في الحالات الخفيفة، تفشل الأنظمة في العمل بشكل مستمر؛ وفي الحالات الشديدة، قد تتلف دائرة إدخال المعدات.

للتخفيف من حدة تداخل vfd, ، يوصى بالتدابير التالية:

1.إضافة أجهزة التعويض التفاعلية الثابتة

في البيئات ذات الأحمال النبضية عالية التردد، يُنصح المستخدمون بتركيب معدات تعويض الطاقة التفاعلية مثل vfd pfc أنظمة لتحسين معامل القدرة وتعزيز جودة الطاقة VFD الأداء.

2.استخدام التقويم المركزي ومشاركة ناقل التيار المستمر

بالنسبة لورش العمل التي تحتوي على تركيز عالٍ من محركات عزم الدوران المتردد (VFDs)، يوصى باستخدام التقويم المركزي وإمداد ناقل تيار مستمر مشترك. يُفضل تكوين مقوم 12 نبضة، حيث إنه يقلل بشكل كبير من التوافقيات vfd, ويوفر الطاقة، وهو مناسب بشكل خاص للتطبيقات ذات الكبح المتكرر، والتحريك، والتجديد. يساعد هذا النهج على كبح تداخل vfd أثناء انتقالات الحمل الديناميكية.

3.تركيب مرشحات التوافقي السلبي

إضافة مرشح توافقي سلبي (مرشح LC) في جانب المدخلات من VFD هو حل فعال من حيث التكلفة وموثوق به لقمع التوافقيات المدخلات وتحسين معامل القدرة. وهو فعال بشكل خاص في تقليل مشكلات شبكة كهرباء VFD والحد من تداخل vfd على مستوى العرض.

4.استخدام أجهزة PFC النشطة

بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب جودة طاقة فائقة، يمكن للمستخدمين تثبيت vfd pfc المعدات عند مدخلات VFD. على الرغم من أن هذا الحل أكثر تكلفة، إلا أنه يوفر أفضل أداء في التخلص من تداخل vfd وضمان استقرار عالٍ للنظام - مثالي لسيناريوهات ذات جودة الطاقة VFD المتطلبات.

خاتمة - بناء أنظمة VFD المرنة للترددات الكهرومغناطيسية

في البيئات الكهرومغناطيسية المعقدة، يعد بناء أنظمة VFD المقاومة للتداخل الكهرومغناطيسي أمرًا ضروريًا. تركيب مرشح توافقي سلبي و مفاعل خط VFD على جانب الإدخال يكبح بشكل فعال التوافقيات VFD ويعزز استقرار الشبكة. تنفيذ VFD PFC تعمل الأجهزة على تحسين عامل القدرة وتقليل التداخل التوافقي عند المصدر. يساعد التأريض السليم وعزل الإشارات التناظرية وتقنيات التدريع في تقليل تداخل VFD المخاطر. بالنسبة لأحمال الترددات العالية التردد أو إعدادات الطاقة المركزية، فإن معالجة مشكلات شبكة الطاقة الكهربائية ذات الترددات المنخفضة جداً يضمن بشكل منهجي تشغيل المعدات بشكل مستقر وفعال.