ما الذي يسبب عطل الجهد الزائد في وحدة VFD؟ وكيف يمكن منع حدوثه مرة أخرى؟

I. أسباب أعطال الجهد الزائد في المحولات التردديّة

الجهد الزائد عند مدخل الطاقة

التقلبات الشبكة

قد يتقلب جهد الشبكة ذاته. على سبيل المثال، خلال فترة الحمل المنخفض للشبكة، بسبب تقلص الحمل، قد يزداد جهد الشبكة. إذا كان نطاق الجهد المسموح به للمحول الترددي محدودًا، عندما يتجاوز جهد الشبكة هذا النطاق، سيعمل على إحداث عطل جهد زائد في المحول الترددي. بشكل عام، قد يتقلب جهد الشبكة ضمن نطاق ±10% - 15% من الجهد المقنن. إذا كان نطاق تحمل الجهد للمحول الترددي ضيقًا نسبيًا، فمن السهل أن يُثير عطل جهد زائد.

الصواعق الكهربائية

في الأحوال الجوية العاصفية، قد تصيب الصواعق الكهربائية خطوط الطاقة القريبة. الجهد الزائد الذي يولده هذا الصاعق الكهربائي سيتسلل على طول الخط. عندما يدخل إلى مدخل الطاقة للمحول الترددي، سيتسبب في زيادة حادة لجهد الدخل للمحول الترددي في اللحظة، مما يتجاوز بكثير جهده التشغيلي الطبيعي، وبالتالي يثير عطل جهد زائد.

رد الفعل الطاقي التجديد

تباطؤ أو فرملة محرك سريع

عندما يتم تباطؤ أو فرملة المحرك بسرعة، سيولد المحرك طاقة كهربائية تجديدية. على سبيل المثال، في بعض المعدات التي تتطلب بدء ووقف متكرر، مثل المصاعد والرافعات، أثناء عملية النزول السريع أو التوقف للمحرك، بسبب القصور الذاتي، سيكون سرعة المحرك أعلى من السرعة المتزامنة المقابلة لتواتر خرج المحول الترددي. في هذه الحالة، سيتحول المحرك من حالة الاستهلاك إلى حالة الإنتاج. إذا لم يتم امتصاص أو استهلاك الطاقة الكهربائية التجديدية التي تم إنتاجها بواسطة المحول الترددي في الوقت المناسب، فسيسبب ذلك زيادة في جهد الحافلة المستمرة للمحول الترددي، مما يثير عطل جهد زائد.

خصائص الحمل المحتملة للحمل

بالنسبة لبعض الأحمال ذات الطاقة المحتملة، مثل هبوط الأجسام الثقيلة على الرافعات وهبوط مقصورة المصعد، سيتم تحويل الطاقة الكامنة للحمل إلى طاقة كهربائية وردتها إلى المحول الترددي أثناء عملية الهبوط. إذا لم يكن للمحول الترددي وحدة فرملة وممانع فرملة مناسبين لمعالجة هذه الطاقات التجديدية، فسيتسبب ذلك في زيادة كبيرة في جهد الحافلة المستمرة وإحداث عطل جهد زائد.

أعطال داخلية للمحول الترددي

عطل دارة الكشف عن الجهد

تستخدم دائرة الكشف عن الجهد داخل المحول الترددي لمراقبة جهد الدخل والحافلة المستمرة. إذا تعطلت هذه الدائرة، مثل تلف العنصر الكاشف أو الاتصال السيئ بالخط، فقد يؤدي ذلك إلى خطأ في قيمة الجهد المكتشف. يمكن لهذا الإشارة الخاطئة من الجهد أن تجعل المحول الترددي يعتقد خطأً أن الجهد مرتفع للغاية، مما يؤدي إلى تحذير عطل جهد زائد، حتى لو كان الجهد الفعلي ضمن النطاق الطبيعي.

عطل الوحدة الفراملة

تعتبر الوحدة الفراملة مكونًا مهمًا لمعالجة الطاقة التجديدية للمحرك. إذا تعطلت الوحدة الفراملة، مثل تلف الترانزستور ثنائي القطب المعزول (IGBT) أو انقطاع ممانع الفرملة، عندما ينتج المحرك طاقة تجديدية، لا يمكن للوحدة الفراملة العمل بشكل طبيعي ولا يمكنها استهلاك الطاقة التجديدية بشكل فعال، مما يؤدي إلى زيادة جهد الحافلة المستمرة وإثارة عطل جهد زائد.

II. الإجراءات لمنع تكرار أعطال الجهد الزائد في المحولات التردديّة

تثبيت المفاعلات الدخلية وأجهزة حماية الاندفاع

المفاعل الدخلي

يمكن لتثبيت المفاعل الدخلي أن يحد بشكل فعال من تقلبات جهد الشبكة والتناغمات في الشبكة. يمكنه تسوية التيار الدخلي وتقليل تأثير التغيرات المفاجئة لجهد الشبكة على المحول الترددي. على سبيل المثال، في بعض البيئات الصناعية ذات جودة شبكة رديئة، من خلال تثبيت مفاعل دخلي مناسب، يمكن تقليل نطاق تقلبات جهد الشبكة وتقليل معدل حدوث أعطال الجهد الزائد في المحولات التردديّة.

جهاز حماية الاندفاع

يمكن لأجهزة حماية الاندفاع أن تتجاوز الجهد الزائد إلى الأرض عند حدوث الصواعق الكهربائية أو أي جهد زائد آخر، مما يحمي المحول الترددي من الأضرار الناجمة عن جهد الاندفاع. في المناطق ذات الصواعق الكهربائية المتكررة أو الأماكن ذات المتطلبات العالية لاستقرار الشبكة، يعتبر تثبيت أجهزة حماية الاندفاع أمرًا ضروريًا للغاية. يمكنه تقييد جهد الاندفاع إلى نطاق آمن في اللحظة ومنع أعطال الجهد الزائد في المحول الترددي بسبب الصواعق الكهربائية وغيرها من الأسباب.

إعداد وحدات الفرملة وممانعات الفرملة بشكل مناسب

وحدة الفرملة

وفقًا لقوة المحرك وخصائص الحمل وسعة المحول الترددي، يجب اختيار وتكوين وحدة الفرملة بشكل مناسب. بالنسبة للمعدات ذات الفرملة المتكررة أو الأحمال المحتملة، تأكد من أن وحدة الفرملة لديها قدرة فرملة كافية لمعالجة الطاقة التجديدية التي ينتجها المحرك في الوقت المناسب. على سبيل المثال، في نظام التحكم بالرافعات، يجب اختيار الوحدة الفرملة المناسبة بناءً على وزن الرفع وسرعة الهبوط للرافعة لكي تستهلك بشكل فعال الطاقة التجديدية أثناء هبوط الأجسام الثقيلة.

ممانع الفرملة

يجب أن يتوافق قيمة المقاومة وقوة ممانع الفرملة مع وحدة الفرملة والمحرك. يمكن لممانع الفرملة المناسب أن يحول الطاقة التجديدية للمحرك إلى طاقة حرارية ويقوم بإطلاقها لمنع تراكم الطاقة التجديدية داخل المحول الترددي وزيادة جهد الحافلة المستمرة. عند تكوين ممانع الفرملة، يجب النظر في عوامل مثل حجم الطاقة التجديدية للمحرك ومعايير التحكم بوحدة الفرملة لضمان أن ممانع الفرملة يمكنه استهلاك الطاقة التجديدية بشكل فعال ومنع أعطال الجهد الزائد.

صيانة وفحص المحولات التردديّة بشكل منتظم

فحص الدوائر الداخلية

قم بفحص الدوائر الداخلية للمحول الترددي بشكل منتظم، بما في ذلك المكونات الرئيسية مثل دارات الكشف عن الجهد ووحدات الفرملة. تحقق من ما إذا كانت العناصر الكاشفة طبيعية وما إذا كانت اتصالات الخطوط ثابتة. على سبيل المثال، باستخدام أدوات الكشف المهنية، تحقق من دقة مستشعر الجهد في دارة الكشف عن الجهد. إذا كان مكسورًا، يجب استبداله في الوقت المناسب لضمان دقة الكشف عن الجهد ومنع أعطال الجهد الزائد الناجمة عن الأخطاء في الكشف.

فحص إعدادات المعلمات

تحقق من مدى معقولية إعدادات المعلمات للمحول الترددي. على سبيل المثال، يجب تعديل حد الحماية من الجهد الزائد وفقًا لقدرة تحمل الجهد الفعلية وسيناريو التطبيق للمحول الترددي. إذا تم ضبط حد الحماية من الجهد الزائد منخفضًا جدًا، فقد يتسبب ذلك في إعطاء المحول الترددي إنذارات خاطئة بشكل متكرر؛ وإذا تم ضبطه مرتفعًا جدًا، فقد لا يكون قادرًا على حماية المحول الترددي من مخاطر الجهد الزائد الحقيقية في الوقت المناسب. في نفس الوقت، تحقق أيضًا من المعلمات المتعلقة بالتحكم في الفرملة وتنظيم الجهد لضمان صحتها.