عند تركيب محرك متغير التردد، غالبًا ما يولي المهندسون اهتمامًا وثيقًا بقوة المحرك، والجهد، والتيار، ونوع الحمل. ومع ذلك، يتم التعامل مع المسافة بين VFD والمحرك في بعض الأحيان على أنها تفاصيل ثانوية.

في الواقع، طول كابل المحرك يمكن أن يؤثر بشكل كبير على السلوك الكهربائي لنظام VFD. عندما يصبح الكابل طويلاً، قد تتعرض أطراف المحرك لضغط جهد أعلى، وزيادة التداخل الكهرومغناطيسي، وتيار التسرب، ومشاكل أخرى غير واضحة من لوحة اسم المحرك.

يمكن أن يساعد فهم هذه التأثيرات المهندسين على اختيار الكابلات المناسبة، والتخطيط للتركيب بشكل صحيح، وتحديد ما إذا كان مطلوبًا وجود مفاعل إخراج، أو مرشح dV/dt، أو مرشح موجة جيبية.

لماذا يختلف مخرج VFD عن مصدر الطاقة العادي؟

لا ينتج VFD جهدًا جيبيًا سلسًا تمامًا بشكل مباشر. تعمل أشباه موصلات الطاقة الخاصة بها على تبديل جهد ناقل التيار المستمر بسرعة لإنشاء خرج معدل بعرض النبضة، والمعروف باسم PWM.

قد يظل تيار المحرك سلسًا نسبيًا لأن ملفات المحرك لها محاثة. ومع ذلك، فإن شكل موجة الجهد التي تنتقل عبر الكابل تتكون من نبضات تبديل سريعة ذات حواف جهد شديدة الانحدار.

عندما يتم تركيب VFD بالقرب من المحرك، تصل هذه النبضات عادةً إلى المحرك مع تشوه محدود مرتبط بالكابل. عندما يصبح الكابل أطول، تصبح خصائصه الكهربائية أكثر أهمية. يبدأ الكبل في التصرف كخط نقل بدلاً من كونه موصلًا بسيطًا.

كيف يحدث الجهد المنعكس؟

لا يتمتع كابل VFD والمحرك دائمًا بنفس المعاوقة الكهربائية. عندما تصل نبضة الجهد السريع إلى أطراف المحرك، قد يمتص المحرك جزءًا من النبضة، بينما قد ينعكس جزء آخر نحو محرك الأقراص.

يمكن أن تتحد النبضة المنعكسة مع النبضة الواردة وتزيد الجهد بشكل مؤقت عند أطراف المحرك. غالبًا ما تسمى هذه الظاهرة بجهد الموجة المنعكسة أو الجهد المنعكس.

يعتمد مقدار جهد الجهد على عدة عوامل، بما في ذلك طول الكابل، ونوع الكابل، ومقاومة المحرك، وجهد النظام، ووقت ارتفاع PWM، وتردد الناقل، والتأريض، وتصميم عزل المحرك. ولذلك، لا يوجد طول كابل واحد يعتبر "طويلاً" لكل عملية تثبيت VFD.

قد تؤدي قمم الجهد المتكررة إلى إضعاف عزل لف المحرك تدريجيًا. قد تكون المحركات القديمة أو المحركات غير المصممة لتشغيل العاكس أكثر حساسية لهذا الضغط، خاصة في أنظمة الجهد العالي.

ما هي المشاكل الأخرى التي يمكن أن تسببها كابلات المحرك الطويلة؟

الجهد المنعكس ليس مصدر القلق الوحيد. يقدم الكابل الطويل أيضًا سعة إضافية بين المراحل وبين الموصلات والأرض.

في كل مرة يتم فيها تحويل خرج VFD، يجب شحن هذه السعة وتفريغها. يمكن أن يؤدي التيار عالي التردد الناتج إلى زيادة الضغط على خرج محرك الأقراص، والمساهمة في تسرب التيار، وإنشاء تداخل كهرومغناطيسي.

تشمل الأعراض المحتملة ما يلي:

· رحلات التيار الزائد أو خطأ الأرض غير متوقعة

· زيادة ضجيج المحرك أو اهتزازه

· التداخل مع أجهزة الاستشعار أو كابلات الاتصال أو المعدات القريبة

· ارتفاع الوضع المشترك الحالي

· تيار تحمل المحرك

· زيادة درجة حرارة المحرك

· عدم الاستقرار أثناء التشغيل على ترددات معينة

لا تثبت هذه الأعراض تلقائيًا أن طول الكابل هو السبب الوحيد. يجب أيضًا التحقق من التأريض والدرع وحالة المحرك وإعدادات المعلمة وتوجيه الكابل وجودة التثبيت.

كيف يجب تركيب كابلات المحرك؟

اختيار الكابل وتركيبه هما خط الحماية الأول. يُفضل بشكل عام استخدام كابل مناسب لتشغيل العاكس، خاصة عندما يكون كابل المحرك طويلًا أو عندما تكون البيئة المحيطة حساسة للتداخل الكهربائي.

يجب أن يتم إنهاء درع الكابل بشكل صحيح وفقًا لتصميم النظام. يجب أن تكون التوصيلات الأرضية قصيرة وآمنة ومصممة لتوفير مسار منخفض المقاومة للتيار عالي التردد.

يجب فصل كابلات المحرك عن كابلات الإشارة وكابلات التشفير وأسلاك الاتصالات ودوائر التحكم ذات الجهد المنخفض. إذا كان لا بد من تقاطع كابلات الطاقة والإشارة، فإن عبورها بزاوية 90 درجة تقريبًا يمكن أن يساعد في تقليل التداخل.

يجب أيضًا تخطيط مسار الكابل بعناية. إن لف طول الكابل غير الضروري يمكن أن يزيد من التأثيرات الحثية والسعوية ويجب تجنبه بشكل عام.

متى يتم استخدام مفاعل الإخراج؟

يتم تركيب مفاعل الإخراج بين VFD والمحرك. إنه يضيف الحث إلى دائرة الإخراج ويمكن أن يقلل من تموج التيار، ويحد من التغيرات الحالية السريعة، ويقلل بعض الضغط الكهربائي الناتج عن الكابل.

بالنسبة لأطوال الكابلات المعتدلة، قد يوفر مفاعل الإخراج تحسينًا كافيًا. يمكن أن يساعد أيضًا في حماية محرك الأقراص عندما يخلق المحرك أو الكابل حالة إخراج صعبة.

ومع ذلك، فإن مفاعل الخرج لا ينتج شكل موجة جيبية وقد لا يتحكم بشكل كامل في الجهد المنعكس في كل تطبيق للكابلات الطويلة. يجب تقييم مدى ملاءمته وفقًا لـ VFD، المحرك، طول الكابل، مستوى الجهد، وتردد التشغيل.

ما هو الفرق بين مرشح dV/dt ومرشح الموجة الجيبية؟

تم تصميم مرشح dV/dt لتقليل معدل تغير الجهد والحد من قمم الجهد التي تصل إلى المحرك. يتم أخذ ذلك في الاعتبار بشكل شائع عندما يتجاوز طول كابل المحرك أو ضغط عزل المحرك ما يمكن التعامل معه من خلال حماية الإخراج الأساسية.

يوفر مرشح الموجة الجيبية مستوى أعلى من الترشيح. إنه يحول خرج PWM إلى شكل موجة أقرب بكثير إلى الجهد الجيبي قبل أن يصل إلى المحرك.

يمكن استخدام مرشحات الموجة الجيبية لكابلات المحركات الطويلة جدًا، أو المحركات الحساسة، أو التطبيقات التي تتطلب ضوضاء أقل للمحرك، أو التركيبات التي يوجد فيها المحرك بعيدًا عن معدات التحكم. وهي أكبر حجمًا وأكثر تكلفة من مفاعلات الخرج ويجب أن تكون متطابقة بشكل صحيح مع تردد التردد VFD وتردد التشغيل.

كيف يجب على المهندسين تقييم تطبيق الكابلات الطويلة؟

قبل التثبيت، يجب على المهندسين التأكد من:

· VFD الناتج الجهد والطاقة

· نوع المحرك وحالة العزل

· المسافة الفعلية بين VFD والمحرك

· نوع الكابل، والتدريع، والتوجيه

· تردد الناقل

· الحد الأقصى لتردد التشغيل

· طريقة التأريض

· متطلبات التوافق البيئي والكهرومغناطيسي

يجب دائمًا مراجعة توصيات الشركة المصنعة لطول الكابل الخاصة بـ VFD. إذا تجاوز التطبيق الشروط الموصى بها، فيجب تأكيد حماية المخرجات المناسبة قبل التشغيل.

تطبيق VEIKONG VFDs في أنظمة الكابلات الطويلة

توفر VEIKONG محركات متغيرة التردد للمضخات والمراوح والضواغط ومعدات الرفع وآلات الإنتاج والتطبيقات الصناعية الأخرى.

عند تطبيق VEIKONG VFD في نظام مزود بكابل محرك طويل، يجب على العملاء توفير معلمات المحرك، والجهد، وطول الكابل، ونوع التطبيق، وظروف التثبيت. يمكن لفرق المبيعات والهندسة لدينا المساعدة في تقييم التطبيق وتحديد ما إذا كان ينبغي النظر في حماية إضافية للمخرجات.

يمكن أن يؤدي التخطيط الصحيح للكابلات وحماية المخرجات إلى تقليل الضغط الكهربائي وتحسين موثوقية المحرك وتقليل التداخل ودعم التشغيل الأكثر استقرارًا طوال فترة خدمة النظام.

كلمات ذات صلة:

طول كابل محرك VFD

رالجهد المنعكس في أنظمة VFD

مفاعل إخراج VFD ومرشح dV/dt