ما هي أنظمة الدفع الكهربائي؟

التعريف

يُعرَف نظام الدفع الكهربائي بأنه آلية مصممة لتنظيم سرعة المحرك الكهربائي وعزم الدوران والتوجيه. بينما قد يمتلك كل نظام دفع كهربائي خصائص فريدة، إلا أنه يتشارك العديد من الميزات المشتركة.

أنظمة الدفع الكهربائية

توضح الصورة أدناه التكوين النموذجي لشبكة توزيع الطاقة على مستوى المصنع. في هذا الإعداد، يستمد نظام الدفع الكهربائي التيار الكهربائي البديل (AC) الوارد منه من مركز التحكم في المحرك (MCC). يعمل MCC كمركز رئيسي، يشرف على توزيع الطاقة إلى عدة أجهزة دفع موجودة في منطقة معينة.

في المصانع الكبيرة للتصنيع، غالباً ما يكون هناك العديد من مراكز التحكم في المحركات قيد التشغيل. تتلقى هذه المراكز بدورها الطاقة من المركز الرئيسي لتوزيع الطاقة المعروف باسم مركز التحكم في الطاقة (PCC). يستخدم كل من MCC و PCC عادة مقاطع الدائرة الهوائية كعناصر التحويل الرئيسية للطاقة. تم تصميم هذه المكونات التحويلية لمعالجة الأحمال الكهربائية بتصنيفات تصل إلى 800 فولت و 6400 أمبير، مما يضمن إدارة طاقة موثوقة وفعالة داخل نظام الدفع الكهربائي وهياكل المصنع الشاملة.

يظهر في الشكل أدناه محرك القلب المؤدلج المسيطر عليه بواسطة محوّل GTO:

الأجزاء الرئيسية لأنظمة الدفع الكهربائية

ما يلي هو المكونات الرئيسية لهذه الأنظمة:

• محول التيار الكهربائي الوارد AC

• وحدة تحويل الطاقة ومعمل التحويل

• أجهزة التحويل الخارجة DC و AC

• المنطق التحكمي

• المحرك والحمل المرتبط به

توضيح الأجزاء الرئيسية لنظام الطاقة الكهربائية أدناه.

أجهزة التحويل الواردة AC

تشمل أجهزة التحويل الواردة AC وحدة التحويل - المصهر وماسحة التلامس للتيار الكهربائي AC. عادةً ما تكون تصنيفات الجهد والتيار لهذه المكونات تصل إلى 660 فولت و 800 أمبير. بدلاً من ماسحة التلامس العادية، يتم استخدام ماسحة التلامس ذات التثبيت بالقضيب، ويستخدم مقطع الدائرة الهوائية كمحول وارد. استخدام ماسحة التلامس ذات التثبيت بالقضيب يزيد من قدرات التصنيف حتى 1000 فولت و 1200 أمبير.

تحتوي هذه الأجهزة على مصهر ذو قدرة انفصال عالية (HRC) مصنف لـ 660 فولت و 800 أمبير. بالإضافة إلى ذلك، تشمل آليات الحماية الحرارية لحماية النظام من الحمل الزائد. في بعض الحالات، يمكن استبدال ماسحة التلامس بأجهزة التحويل بقطعة مصبوبة لتحسين الأداء والحماية.

وحدة تحويل الطاقة / معمل التحويل

تنقسم هذه الوحدة إلى قسمين رئيسيين: الإلكترونيات القوية والإلكترونيات التحكمية. يتكون القسم الإلكتروني القوي من الأجهزة شبه الموصلة، وأجهزة تبريد الأجهزة شبه الموصلة، والمصافير شبه الموصلة، وأجهزة كبح الذروة، ومراوح التبريد. تعمل هذه المكونات معًا لتنفيذ مهام التحويل العالي للطاقة.

يتضمن القسم الإلكتروني التحكمي دائرة التنشيط، وتوفير الطاقة المنظم الخاص بها، ودائرة القيادة والعزل. تتحمل دائرة القيادة والعزل مسؤولية التحكم والتنظيم في تدفق الطاقة إلى المحرك.

عندما يعمل الجهاز في تكوين مغلق، يشمل جهاز التحكم مع حلقات رد الفعل للتيار والسرعة. يتميز نظام التحكم بتقسيم ثلاثي المنافذ، مما يضمن عزل مصدر الطاقة والمدخلات والمخرجات بمستويات العزل المناسبة لتعزيز السلامة والموثوقية.

أجهزة كبح الذروة الخطية

تلعب أجهزة كبح الذروة الخطية دورًا حاسمًا في حماية المحول شبه الموصل من الذروات الجهدية. يمكن أن تحدث هذه الذروات في خط الطاقة بسبب تشغيل وإيقاف الأحمال المتصلة بنفس الخط. تعمل أجهزة كبح الذروة الخطية، بالاشتراك مع الاندكتانس، على كبح هذه الذروات الجهدية بشكل فعال.

عندما يعمل مقطع الدائرة الوارد ويقطع إمداد التيار، فإن جهاز كبح الذروة يمتص كمية معينة من الطاقة المحتجزة. ومع ذلك، إذا لم يكن المودولاتور للطاقة جهازًا شبه موصل، فقد لا يكون جهاز كبح الذروة ضروريًا.

المنطق التحكمي

يُستخدم المنطق التحكمي لربط وتسلسل العمليات المختلفة لنظام الدفع تحت ظروف العمل العادية والأعطال والطوارئ. يتم تصميم الربط لمنع العمليات غير الطبيعية وغير الآمنة، مما يضمن سلامة النظام. بينما يضمن التسلسل أن عمليات الدفع مثل التشغيل والفreno