7 طرق لحل مشكلة تداخل محرك الأقراص المتردد المتغير الذي يسبب مشاكل في الترحيل

مقدمة

اليوم، أود أن أشارككم حالة تداخل واقعية لتداخل VFD واجهتها في الموقع: محرك التردد المتغير (VFD) بقدرة 200 كيلو وات كان يتسبب في تعطل المرحل أثناء التشغيل بسبب التداخل الكهرومغناطيسي (EMI). إذاً، كيف نحل هذه المشكلة؟

قبل الغوص في الرد التقني، دعوني أؤكد على نقطة رئيسية واحدة: إن مشاكل تداخل محركات الترددات المترددة في الموقع معقدة للغاية ونادراً ما يمكن التخلص منها بإجراء واحد. فهي مشاكل منهجية بطبيعتها، وغالبًا ما تكون ناجمة عن مجموعة من العوامل - بدءًا من تخطيط الإنشاءات المدنية، وتحديد مواقع المعدات، وتوجيه الكابلات، وفصل خطوط الطاقة عن خطوط الإشارة، وتصميم التأريض، إلى جودة أجهزة محرك الترددات المترددة، وأسلاك حلقة التحكم.

عندما تنشأ مشاكل التذبذب الكهرومغناطيسي لمحرك الترددات المترددة، قد يكون من الصعب للغاية تشخيصها وحلها دون وجود أيادٍ خبيرة. بعد أن أمضيت عقوداً في هذا المجال، تعاملت مع عدد لا يحصى من المشاكل المماثلة، وغالباً ما تتصل بي العديد من الشركات الكبيرة والمتوسطة الحجم للحصول على الدعم. من خلال هذه الحالة، أود أن أطلعكم على نهجي العملي وتقنياتي التي تم اختبارها ميدانيًا، على أمل أن تقدم حلولاً واضحة وحقيقية لمن يواجهون تحديات مماثلة.

1- يعد محرك الترددات الراديوية نفسه مصدرًا لـ تداخل محرك VFD

وهذا أمر لا خلاف عليه.

• على جانب الإدخال: لا يوصل جسر مقوم مقوم التيار المتردد VFD إلا أثناء جزء من الموجة الجيبية للتيار المتردد، مما يؤدي إلى حقن كميات كبيرة من التشوه التوافقي الخامس والسابع، إلى جانب ضوضاء التحويل إلى شبكة الطاقة - مما يؤدي إلى تدهور جودة الطاقة.
• على جانب الإخراج: تعمل وحدة IGBT داخل VFD كمفتاح عالي السرعة، مما يولد توافقيات عالية التردد (2 كيلو هرتز، 4 كيلو هرتز، 6 كيلو هرتز، حتى 16 كيلو هرتز) مع كل حدث تبديل. وتنتشر هذه الاضطرابات على طول مسار الإخراج وفي الأنظمة المتصلة، لتصبح سببًا مهمًا لتداخل محرك الترددات المترددات المترددة.

لهذا السبب بمجرد تشغيل محرك VFD، غالبًا ما يظهر التداخل الكهرومغناطيسي غير المتوقع الناجم عن محرك VFD بطرق يصعب على غير المتخصصين توقعها.

2-سبعة تدابير عملية لقمع تداخل محرك الأقراص المترددات الضوئية (من البسيط إلى المعقد)

2-1 تأريض الكابل المحمي - قم بتأريض طبقة الدرع دائمًا

إن الإجراء المضاد الأساسي والأكثر فعالية هو تأريض الكابل المحمي بشكل صحيح بين لوحة VFD, ومحرك الأقراص والمحرك.

غالبًا ما يتم التغاضي عن هذا الأمر، ولكن ضعف التدريع أو التأريض هو أحد الأسباب الجذرية الأكثر شيوعًا للتداخل الكهرومغناطيسي المستمر لمحرك الترددات المترددات المتغيرة في الأنظمة الصناعية.

2.2 - قم بتأريض كابينة الترحيل بشكل منفصل؛ اربط سالب 24 فولت بالأرض

تأكد من أن هيكل كابينة المرحل مؤرض بقوة. بالإضافة إلى ذلك، اربط الجانب السالب من مصدر طاقة التحكم 24 فولت بالأرض. يسمح هذا الإعداد بتفريغ أي ضوضاء أو توافقات عالية التردد مستحثة بأمان مما يقلل من تداخل المرحل والتشغيل الخاطئ الناجم عن تداخل محرك الترددات المنخفضة.

2-3 عزل أنظمة التأريض الخاصة بالطاقة والتحكم

محركات VFD والمحركات تعمل في مجال الطاقة العالية وتولد ضوضاء كهربائية عالية التردد. تعمل أجهزة التحكم المنطق المنطقية القابلة للبرمجة ودوائر الترحيل في مجال الطاقة المنخفضة وهي حساسة لهذه الاضطرابات.

لا تسمح أبدًا بمشاركة أنظمة التحكم والطاقة في نفس الأرضية. قم بإنشاء أرضية واقية منفصلة لدارات التحكم، وعزلها عن مسارات التغذية المرتدة عالية التردد التي تزيد من تداخل محرك الترددات المترددة، وتسهيل تشخيص الأعطال بشكل أسرع.

2.4.2 فصل كابل الطاقة وكابل الإشارة؛ الحفاظ على مسافة 40 سم كحد أدنى

يجب توجيه كابلات الطاقة (خرج VFD، وأسلاك المحرك) وكابلات التحكم (إدخال/إخراج PLC، وأجهزة الاستشعار) بشكل منفصل. يجب أن تكون جميع خطوط التحكم محمية.

• معيار اليابان: ≥10 سم
• معيار أوروبا: ≥22 سم
• توصيتي: ≥40 سم لمزيد من الأمان

يقلل هذا الفصل من مشاكل الاقتران الإشعاعي والتداخل الكهرومغناطيسي الكهرومغناطيسي، مما يقلل من تأثير تداخل محرك الترددات المتغيرة على منطق الترحيل ودقة المستشعر.

2.5.5.RC دوائر التقطيع عبر ملفات الترحيل

قم بتركيب جهاز تقطيع RC عبر كل طرف من أطراف لفائف المرحل. يعمل ذلك على كبح طفرات الجهد الضارة والتوافقيات عالية التردد عند مصدرها - وهي طريقة قوية للقضاء على الثرثرة في المرحل أو التشغيل الخاطئ بسبب التداخل الكهرومغناطيسي لمحرك الترددات المتردد.

2.6- تقليل تردد الناقل - ولكن فقط إذا ظل المحرك مستقرًا

إن خفض تردد الموجة الحاملة PWM لمحرك VFD يقلل من التوافقيات الناتجة، مما يساعد على احتواء التداخل الكهرومغناطيسي. ولكن هذا يأتي مع تحذير: يجب أن يظل المحرك خاليًا من الاهتزازات.

قم بتقليل تردد الناقل تدريجيًا أثناء مراقبة المحرك. في حالة ظهور اهتزاز أو ضوضاء، عد فوراً إلى القيمة المستقرة السابقة. قد يتسبب المزيد من الخفض في حدوث مشكلات ميكانيكية أو تشغيلية - وقد لا يتحكم بفعالية في تداخل محرك VFD.

2.7- إضافة مفاعلات خطية إلى المدخلات والمخرجات

• مفاعل الإدخال: يقوم بتصفية ضوضاء الشبكة الواردة وتشوه الجهد، ويحقق استقرار جهد ناقل التيار المستمر
• مفاعل الإخراج: يخفف ضوضاء التبديل عالية التردد من وحدات IGBT، ويحمي لفات المحرك ويقلل من انتشار تداخل محرك VFD

تعد هذه المكونات ضرورية للتركيبات عالية الطاقة، مما يحسن التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) والمرونة الكلية للنظام ضد التداخل الكهرومغناطيسي الكهرومغناطيسي الناجم عن الترددات الكهرومغناطيسية.

الخاتمة

تسلط هذه الحالة الضوء على النطاق الكامل لتشخيص وتخفيف مشاكل التداخل الكهرومغناطيسي الناجم عن التداخل الكهرومغناطيسي لمحرك الترددات المترددات المتغيرة. وكما ترى، فإن تداخل محرك التذبذبذب المتردد ليس خطأ برمجيًا أو مرحلًا معيبًا - إنه تحدٍ معقد على مستوى النظام يتضمن التصميم الكهربائي والتأريض وبنية الأسلاك وضبط المعلمات.

فقط من خلال إجراء تشخيصات شاملة على مستوى النظام يمكننا حل مشاكل التداخل الكهرومغناطيسي الكهرومغناطيسي التي تسببها محركات الترددات المتغيرة. آمل أن يكون هذا الدليل مفيداً في مشاريعك الخاصة. إذا كنت فنيًا كهربائيًا أو مهندس صيانة، اجعل هذه المبادئ جزءًا من مجموعة أدواتك - فهي يمكن أن تساعدك على تجنب الأعطال المكلفة وضمان موثوقية النظام على المدى الطويل.