چه چیزی سیستم های محرک الکتریکی است

تعریف

سیستم محرک الکتریکی به عنوان مکانیزمی طراحی شده است که برای تنظیم سرعت، گشتاور و جهت موتور الکتریکی. در حالی که هر سیستم محرک الکتریکی ممکن است ویژگی‌های منحصر به فرد خود را داشته باشد، این سیستم‌ها چند ویژگی مشترک نیز دارند.

سیستم‌های محرک الکتریکی

شکل زیر نمایی از پیکربندی معمول شبکه توزیع برق در سطح کارخانه را نشان می‌دهد. در این پیکربندی، سیستم محرک الکتریکی تغذیه جریان متناوب (AC) خود را از مرکز کنترل موتور (MCC) می‌گیرد. MCC به عنوان یک مرکز مرکزی عمل می‌کند که مسئول توزیع برق به چندین محرک قرار گرفته در یک منطقه خاص است.

در کارخانه‌های تولید در مقیاس بزرگ، معمولاً تعداد زیادی MCC در حال عملیات هستند. این MCC‌ها به نوبه خود تغذیه برق خود را از مرکز کنترل برق اصلی (PCC) دریافت می‌کنند. هم MCC و هم PCC معمولاً از شیرکننده‌های مدار هوایی به عنوان عناصر اصلی کنترل تغذیه برق استفاده می‌کنند. این عناصر کنترلی برای مدیریت بارهای الکتریکی با ظرفیت‌های تا ۸۰۰ ولت و ۶۴۰۰ آمپر طراحی شده‌اند و اطمینان از مدیریت قابل اعتماد و کارآمد برق در سیستم محرک الکتریکی و زیرساخت کل کارخانه را می‌دهند.

در شکل زیر سیستم محرک موتور القایی کنترل شده با انوترون GTO نشان داده شده است:

اجزاء اصلی سیستم‌های محرک الکتریکی

اجزاء کلیدی این سیستم‌های محرک عبارتند از:

• سوئیچ AC ورودی

• بلوک تبدیل‌کننده و معکوس‌کننده برق

• سوئیچ‌گر DC و AC خروجی

• منطق کنترل

• موتور و بار مرتبط با آن

جزئیات اجزای اصلی سیستم توان الکتریکی در ذیل توضیح داده شده است.

سوئیچ‌گر AC ورودی

سوئیچ‌گر AC ورودی شامل واحد سوئیچ - فیوز و کنتکتور توان AC است. این اجزا معمولاً دارای ظرفیت ولتاژ و جریان تا ۶۶۰V و ۸۰۰A هستند. به جای کنتکتور معمولی، اغلب از کنتکتور مونتاژ شده روی میله استفاده می‌شود و یک شیرکننده مدار هوایی به عنوان سوئیچ ورودی عمل می‌کند. استفاده از کنتکتور مونتاژ شده روی میله ظرفیت‌ها را تا ۱۰۰۰V و ۱۲۰۰A گسترش می‌دهد.

این سوئیچ‌گر با فیوز ظرفیت بالای خرابی (HRC) با ظرفیت تا ۶۶۰V و ۸۰۰A مجهز شده است. علاوه بر این، شامل یک مکانیسم محافظ حرارتی برای حفاظت از سیستم در برابر بارگذاری بیش از حد است. در برخی موارد، کنتکتور سوئیچ‌گر می‌تواند با یک شیرکننده مدار کیسه‌ای جایگزین شود تا عملکرد و حفاظت بهبود یابد.

بلوک تبدیل‌کننده / معکوس‌کننده توان

این بلوک به دو بخش اصلی تقسیم می‌شود: الکترونیک قدرت و الکترونیک کنترل. بخش الکترونیک قدرت شامل دستگاه‌های نیمه‌رسانا، رادیاتورهای گرمایی، فیوز‌های نیمه‌رسانا، مهارکننده‌های سرشار و مراوح خنک‌کننده است. این اجزا با هم کار می‌کنند تا وظایف تبدیل توان بالا را انجام دهند.

بخش الکترونیک کنترل شامل مدار تریگر، تأمین کننده توان تنظیم شده خود و مدار محرک و جداکننده است. مدار محرک و جداکننده مسئول کنترل و تنظیم جریان توان به موتور است.

وقتی سیستم محرک در یک پیکربندی حلقه بسته کار می‌کند، شامل یک کنترل‌کننده همراه با حلقه‌های بازخورد جریان و سرعت است. سیستم کنترل شامل جداکننده سه پورتی است که اطمینان می‌دهد تغذیه توان، ورودی‌ها و خروجی‌ها با سطوح عایق‌بندی مناسب جدا شده‌اند تا ایمنی و قابلیت اطمینان را افزایش دهند.

مهارکننده‌های سرشار خط

مهارکننده‌های سرشار خط نقش مهمی در حفاظت از تبدیل‌کننده نیمه‌رسانا از پرتوده‌های ولتاژ ایفا می‌کنند. این پرتوده‌ها می‌توانند به دلیل روشن و خاموش شدن بارهای متصل به خط برق رخ دهند. مهارکننده سرشار خط، در ترکیب با القایی، مؤثر در مهار این پرتوده‌های ولتاژ است.

هنگامی که شیرکننده ورودی عمل می‌کند و جریان تغذیه را قطع می‌کند، مهارکننده سرشار خط مقداری از انرژی محبوس را جذب می‌کند. با این حال، اگر مدولاتور توان یک دستگاه نیمه‌رسانا نباشد، ممکن است نیازی به مهارکننده سرشار خط نباشد.

منطق کنترل

منطق کنترل برای تعامل و توالی عملیات مختلف سیستم محرک تحت شرایط عادی، خطا و اضطراری استفاده می‌شود. تعامل طراحی شده است تا عملیات نامتعارف و ناامن را جلوگیری کند و تمامیت سیستم را تضمین کند. از طرف دیگر، توالی اطمینان می‌دهد که عملیات محرک مانند شروع، ترمز، معکوس کردن و حرکت کوتاه در یک توالی پیش‌تعیین شده انجام شوند. برای وظایف تعامل و توالی پیچیده، معمولاً از یک کنترل‌کننده منطق برنامه‌پذیر (PLC) استفاده می‌شود تا کنترل انعطاف‌پذیر و قابل اعتماد فراهم کند.