ما هي التعديلات اللازمة لاستخدام VFD للتحكم في السرعة مع محرك DC؟

يعد استخدام محرك التردد المتغير للتحكم في السرعة (VFD) مع محرك التيار المستمر موضوعًا غالبًا ما يتم طرحه في مناقشات الهندسة الصناعية والكهربائية. باعتباري أحد موردي VFD للتحكم في السرعة، فقد واجهت العديد من الاستفسارات حول التعديلات المطلوبة لجعل هذه المجموعة تعمل بفعالية. في منشور المدونة هذا، سوف أتعمق في الجوانب الفنية وأشرح التعديلات اللازمة لاستخدام جهاز التحكم في السرعة VFD مع محرك DC.

فهم الأساسيات: VFDs ومحركات التيار المستمر

قبل أن نناقش التعديلات، دعونا نفهم بإيجاز الاختلافات الأساسية بين محركات VFD ومحركات التيار المستمر. تم تصميم VFD في المقام الأول للتحكم في سرعة محرك التيار المتردد عن طريق تغيير التردد والجهد للإمداد الكهربائي. من ناحية أخرى، يعمل محرك التيار المستمر بالتيار المباشر، وعادةً ما يتم التحكم في سرعته عن طريق ضبط جهد عضو الإنتاج أو تيار المجال.

التحدي الرئيسي في استخدام VFD مع محرك DC يكمن في حقيقة أن VFDs تولد تيارًا متناوبًا، بينما تتطلب محركات DC تيارًا مباشرًا. ولذلك، من الضروري إجراء بعض التعديلات لسد هذه الفجوة وضمان التوافق.

تعديلات لاستخدام VFD مع محرك DC

1. التصحيح

التعديل الأول والأكثر أهمية هو تحويل خرج التيار المتردد لـ VFD إلى تيار مباشر. ويمكن تحقيق ذلك باستخدام دائرة المعدل. المقوم هو جهاز كهربائي يحول التيار المتردد (AC) إلى تيار مباشر (DC). هناك نوعان رئيسيان من المقومات: مقومات نصف الموجة ومقومات الموجة الكاملة. للاستخدام مع VFD ومحرك DC، عادةً ما يُفضل مقوم الموجة الكاملة لأنه يوفر خرج تيار مستمر أكثر استقرارًا واستمرارًا.

يمكن دمج المقوم في النظام إما خارجيًا أو كجزء من واجهة مصممة خصيصًا بين VFD ومحرك التيار المستمر. عند اختيار مقوم، من المهم مراعاة تصنيف الطاقة الخاص به، والذي يجب أن يكون كافيًا للتعامل مع المتطلبات الحالية لمحرك التيار المستمر.

2. التصفية

بعد التصحيح، قد يظل خرج التيار المستمر يحتوي على بعض التموجات، وهو مكون تيار متردد غير مرغوب فيه. لتنعيم جهد التيار المستمر وتقليل التموج، يلزم وجود دائرة ترشيح. المكثفات تستخدم عادة لهذا الغرض. يقوم المكثف بتخزين الطاقة الكهربائية ويطلقها عندما ينخفض ​​الجهد، مما يقلل من التقلبات في خرج التيار المستمر.

يعتمد حجم ونوع المكثف على متطلبات الطاقة لمحرك التيار المستمر وكمية التموج التي يمكن تحملها. في بعض الحالات، يمكن أيضًا استخدام محاثات إضافية مع المكثفات لتشكيل دائرة مرشح أكثر فعالية.

3. تنظيم الجهد والتيار

تم تصميم VFDs للتحكم في سرعة محركات التيار المتردد عن طريق تغيير التردد والجهد. عند استخدامه مع محرك DC، يجب تنظيم جهد الخرج والتيار بعناية لضمان التشغيل السليم للمحرك. يمكن تحقيق ذلك باستخدام منظمات الجهد ومحددات التيار.

تحافظ منظمات الجهد على جهد خرج ثابت بغض النظر عن التغيرات في جهد الدخل أو الحمل. من ناحية أخرى، تمنع محددات التيار المحرك من سحب تيار زائد، مما قد يؤدي إلى تلف المحرك أو VFD. يمكن تنفيذ هذه المنظمات والمحددات باستخدام الدوائر الإلكترونية مثل المنظمات الخطية أو منظمات التبديل.

4. واجهة التحكم

للاستفادة الكاملة من إمكانيات التحكم في السرعة لـ VFD، يجب إنشاء واجهة تحكم مناسبة بين VFD ومحرك DC. قد يتضمن ذلك استخدام أجهزة استشعار لقياس سرعة وموضع المحرك وإعادة هذه المعلومات إلى VFD. يمكن لـ VFD بعد ذلك ضبط جهد الخرج والتيار وفقًا لذلك لتحقيق السرعة والأداء المطلوبين.

في بعض الحالات، يمكن استخدام وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) أو وحدة التحكم الدقيقة لإدارة واجهة التحكم. يمكن برمجة هذه الأجهزة لتنفيذ خوارزميات تحكم معقدة وضمان التشغيل السلس والفعال لمحرك التيار المستمر.

اعتبارات لأنواع مختلفة من محركات التيار المستمر

1. التحويلة - محركات التيار المستمر المجروحة

تحتوي محركات التحويلة - الجرح DC على ملف ميداني متصل بالتوازي مع ملف عضو الإنتاج. عند استخدام VFD مع محرك DC ملفوف، من المهم التأكد من الحفاظ على تيار المجال عند مستوى ثابت. يمكن تحقيق ذلك باستخدام مصدر طاقة منفصل للملف الميداني أو عن طريق دمج دائرة تنظيم التيار في النظام.

2. السلسلة - محركات التيار المستمر المجروحة

السلسلة - تحتوي محركات DC الملفوفة على ملف ميداني متصل على التوالي مع ملف عضو الإنتاج. تتمتع هذه المحركات بعزم دوران مرتفع ولكن سرعتها تختلف بشكل كبير مع الحمل. عند استخدام VFD مع محرك DC ذو ملف متسلسل، يجب إيلاء اهتمام خاص لتنظيم التيار والجهد لمنع ارتفاع درجة الحرارة وتلف المحرك.

3. المركب - محركات التيار المستمر المجروحة

تجمع محركات DC المركبة بين خصائص محركات الجرح التحويلية والمتسلسلة. لديهم كلاً من لف حقل التحويل ولف الحقل المتسلسل. تعد التعديلات المطلوبة لاستخدام VFD مع محرك DC مركب أكثر تعقيدًا وقد تتضمن تحكمًا منفصلاً في تيارات المجال التحويلية والمتسلسلة.

فوائد استخدام VFD مع محرك DC

على الرغم من التعديلات المطلوبة، هناك العديد من الفوائد لاستخدام VFD مع محرك DC. واحدة من المزايا الرئيسية هي كفاءة الطاقة. يمكن لـ VFDs ضبط سرعة المحرك وفقًا لمتطلبات الحمل، مما يؤدي إلى توفير كبير في الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، توفر VFDs تحكمًا دقيقًا في السرعة، وهو أمر ضروري للعديد من التطبيقات الصناعية.

فائدة أخرى هي تحسين الأداء الحركي. من خلال التحكم في الجهد والتيار بشكل أكثر دقة، يمكن لـ VFD تقليل التآكل على محرك DC، وبالتالي إطالة عمره. وهذا يمكن أن يؤدي إلى انخفاض تكاليف الصيانة وزيادة الموثوقية.

توصيات المنتج

كمورد لـ VFD للتحكم في السرعة، يمكنني أن أوصي ببعض منتجاتنا المناسبة للاستخدام مع محركات DC بعد التعديلات اللازمة. ملكنامحرك تيار متردد منخفض الجهديقدم مجموعة واسعة من الميزات والقدرات للتحكم في سرعة المحرك. إنه ذو مخرجات عالية الجودة ويمكن دمجه بسهولة مع مقوم ودائرة ترشيح للاستخدام مع محرك DC.

ملكنامحرك التيار المترددهو خيار ممتاز آخر. إنه يوفر تحكمًا دقيقًا ومصممًا ليكون متوافقًا مع أنواع مختلفة من المحركات. مع التعديلات المناسبة، يمكن استخدامه بشكل فعال مع محرك DC.

بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب التحكم أحادي المحور، لديناالعاكس أحادي المحورهو خيار عظيم. إنه يوفر خوارزميات تحكم متقدمة ويمكن تخصيصه لتلبية المتطلبات المحددة لنظام محرك DC.

خاتمة

يتطلب استخدام التحكم في السرعة VFD مع محرك DC العديد من التعديلات، بما في ذلك التصحيح، والترشيح، وتنظيم الجهد والتيار، وإنشاء واجهة تحكم مناسبة. في حين أن هذه التعديلات قد تبدو معقدة، إلا أنها توفر فوائد كبيرة من حيث كفاءة الطاقة، وأداء المحرك، وتوفير التكاليف.

إذا كنت مهتمًا باستخدام VFD مع محرك DC لتطبيقك، فأنا أشجعك على الاتصال بنا لمزيد من المناقشة. يمكن لفريق الخبراء لدينا أن يزودك بمعلومات مفصلة وإرشادات حول التعديلات المطلوبة ويساعدك على اختيار VFD الأكثر ملاءمة لاحتياجاتك. نحن نتطلع إلى فرصة العمل معك ومساعدتك في تحقيق الأداء الأمثل لنظام محرك التيار المستمر لديك.

مراجع

• أساسيات الآلات الكهربائية، ستيفن ج. تشابمان
• إلكترونيات الطاقة: المحولات والتطبيقات والتصميم، موهان، أوندلاند، وروبنز