وظيفة تتبع سرعة محرك AC (بداية هارب)

وظيفة تتبع سرعة محرك AC (بداية هارب)

وظيفة تتبع السرعة هي ميزة تقنية مهمة لمحول التردد. يتم استخدامه بشكل أساسي عندما يكون المحرك في حالة الدوران (مثل السواحل بالقصور الذاتي ، وسحب الحمل ، وما إلى ذلك). يمكن لمحول التردد اكتشاف السرعة الفعلية والمرحلة الفعلية للمحرك وإعادة تشغيل المحرك بتردد مناسب لتجنب التيار الزائد أو الجهد الزائد أو الصدمة الميكانيكية الناتجة عن عدم تطابق التردد في لحظة بدء التشغيل. تُعرف هذه الميزة أيضًا باسم "Start" أو "تتبع السرعة بدون استشعار" أو "إعادة التشغيل التلقائي" ، ويتم رؤيتها عادة في السيناريوهات التي تكون فيها البدايات المتكررة والموقف مطلوبة أو حيث يكون القصور الذاتي الحمل كبيرًا.

1. المبادئ الأساسية والتنفيذ الفني

1. مبدأ العمل

مرحلة الكشف: عندما يتلقى محول التردد إشارة البدء ، يكتشف أولاً تردد الجهد المتبقي والطور على أطراف المحرك من خلال محول تيار (CT) أو محول الجهد (PT) ، ويحسب السرعة الفعلية الحالية للمحرك.

المرحلة المتزامنة: يقوم محول التردد بسرعة بضبط تردد الإخراج إلى نقطة تردد يطابق سرعة المحرك الحالية استنادًا إلى السرعة المكتشفة (على سبيل المثال ، إذا كانت سرعة المحرك الحالية تتوافق مع تواتر 20 هرتز ، فإن محول التردد يخرج 20 هرتز أولاً) ، وتجنب الزيادات الحالية التي تسببها قفزات التردد أثناء بدء التشغيل.

مرحلة التسارع السلس: بعد تأكيد مزامنة التردد ، يزيد محول التردد تدريجياً من تردد الإخراج إلى القيمة المستهدفة وفقًا لمنحنى التسارع مسبقًا (مثل الخطية أو على شكل S) ، مع إكمال عملية بدء التشغيل.

2. النقاط الفنية الرئيسية

الكشف بدون استشعار: لا يلزم تثبيت تشفير إضافي. يتم استخدام الخوارزمية المدمجة فقط لمحول التردد لتحليل قوة الطاقة الكهروموتية للمحرك (EMF) أو الطرفي الطرفي/الطول الموجي الحالي. إنه مناسب لمشاريع التجديد أو سيناريوهات منخفضة التكلفة.

الاستجابة السريعة: عادة ما يكون وقت الكشف في حدود 10 إلى 100 ميلي ثانية ، مما يضمن أن المحرك يكمل المزامنة قبل تباطؤ كبير بسبب السواحل بالقصور الذاتي ، وبالتالي تجنب فشل بدء التشغيل الناجم عن اختلافات السرعة المفرطة.

الخوارزمية التكيفية: يمكن أن تحدد معلمات حركية مختلفة (مثل الحث والمقاومة) ، وهي متوافقة مع المحركات غير المتزامنة (IM) والمحركات المتزامنة المغناطيسية الدائمة (PMSM).

الثاني. سيناريوهات التطبيق النموذجية

معدات التحميل عالية الوصلات

المشهد: المشجعين ومضخات المياه والطرد المركزي ومطاحن الكرة وأحزمة النقل وغيرها من المعدات التي لا تزال تدور بسبب القصور الذاتي بعد إغلاقها.

نقطة الألم: إذا تم بدء محول التردد مباشرة قبل أن يتوقف المحرك تمامًا ، فإن طريقة البدء التقليدية ستؤدي إلى زيادة التيار بسبب تراكب قوة القدرة الكهرومترات المضادة وجهد إمداد الطاقة الناجم عن عدم التطابق بين سرعة المحرك وتردد الإخراج للتردد (الذي قد يؤدي إلى الحماية الإضافية) أو تلف الإقرار وتردد التهوية.

القيمة: يمكن أن تبدأ وظيفة تتبع السرعة بشكل مباشر بشكل مباشر أثناء عملية السواحل الخاصة بالمحرك ، وتجنب وقت الانتظار في وقت التوقف وتعزيز كفاءة الإنتاج (مثل إعادة التشغيل السريع بعد إيقاف الطوارئ للمروحة في مصنع الأسمنت).

2. نظام الربط متعدد الحواس

المشهد: في المعدات مثل آلات الطباعة ، وآلات النسيج ، وخطوط إنتاج صنع الورق حيث تعمل محركات متعددة بشكل متزامن ، عندما يتوقف محرك واحد بسبب عطل ويتم إعادة تشغيله.

نقطة الألم: إذا لم تتم مزامنة سرعة محرك واحد مع سرعة المحركات الجارية الأخرى عند إعادة التشغيل ، فسيؤدي ذلك إلى تغيير مفاجئ في التوتر المادي (مثل كسر القماش أو التجاعيد الورقية).

القيمة: من خلال تتبع سرعة الدوران ، يمكن للمحرك الذي تم إعادة تشغيله مطابقة سرعة التشغيل الحالية للنظام ، والحفاظ على مزامنة متعددة الآلات وتقليل معدل الخردة.

3. سيناريوهات لاستعادة انقطاع التيار الكهربائي أو إعادة تعيين الخطأ

السيناريوهات: المعدات التي يجب إعادة تشغيلها بسرعة عند استعادة شبكة الطاقة أو القضاء على العيوب بعد إغلاقها بسبب تقلبات شبكة الطاقة ، وحماية فشل العاكس ، وما إلى ذلك (مثل مضخات معالجة مياه الصرف الصحي ، محرضات أوعية التفاعل الكيميائي).

نقطة الألم: تتطلب طريقة البدء التقليدية في انتظار توقف المحرك تمامًا عن الدوران ، مما قد يؤدي إلى انقطاع تدفق العملية أو تلف المعدات (مثل تدفق مياه الصرف الصحي ، تصلب المواد).

القيمة: يمكن أن تبدأ مباشرة عندما لا يتوقف المحرك تمامًا ، مما يؤدي إلى تقصير وقت الاسترداد وتقليل خسائر انقطاع الإنتاج.

4.

في سيناريوهات مثل الرافعات التي تقلل من الأشياء الثقيلة والمصاعد تتحرك فارغة ، تستمر المحركات في حالة توليد الطاقة في التدوير بسبب الحمل عند توقفها.

نقطة الألم: قد تتسبب بدء التشغيل المباشر في جهد حافلة DC لمحول التردد إلى الارتفاع بسبب وجود المحرك في حالة توليد الطاقة (حماية الجهد الزائد) ، أو توليد تيار كبير.

القيمة: يمكن أن تكتشف وظيفة تتبع السرعة أولاً اتجاه دوران المحرك وسرعته ، والبدء في تردد مطابق ، وفي الوقت نفسه تستهلك طاقة التغذية المرتدة من خلال وحدة الكبح لضمان بداية آمنة.

ثالثا. المزايا والقيود الوظيفية

ميزة أساسية

تجنب التأثير الزائد: الحد من التيار البدء إلى ضمن مرتين التيار المقنن (قد يصل البداية التقليدية إلى 5 إلى 7 مرات) لحماية محول التردد والمحرك.

اختصر وقت البدء: ليست هناك حاجة إلى الانتظار حتى يتوقف المحرك تمامًا. يمكن أن تبدأ مباشرة أثناء السواحل ، وتحسين كفاءة النظام (على سبيل المثال ، يتم تقليل وقت إعادة تشغيل المروحة من دقيقتين إلى 30 ثانية).

تقليل التآكل الميكانيكي: القضاء على تأثير التروس وانزلاق الحزام الناجم عن فرق السرعة في لحظة بدء التشغيل ، وتوسيع عمر خدمة المكونات الميكانيكية.

تعزيز موثوقية النظام: التكيف مع الطلب على الانتعاش السريع بعد إغلاق الطوارئ ، وخاصة في سيناريوهات الإنتاج المستمر (مثل البتروكيماويات والصلب الصلب).

القيود

تكون دقة الكشف عن السرعة المنخفضة محدودة: عندما تكون سرعة المحرك أقل من 10 ٪ إلى 20 ٪ من السرعة المقدرة (مثل الاقتراب من حالة الإغلاق) ، تكون إشارة قوة الكهرومتر الخلفية ضعيفة ، مما قد يؤدي إلى فشل الكشف ويتطلب التحول إلى وضع البدء التقليدي.

الاعتماد القوي على المعلمات الحركية: إذا كانت المعلمات المحرك المسبق لمحول التردد (مثل الطاقة المقدرة ورقم القطب) لا تتطابق مع الموقف الفعلي ، فقد يؤدي ذلك إلى انحراف في حساب السرعة ، ويجب إعادة تحديد المعلمات.

مطلوب وحدة الفرامل الاختيارية: بالنسبة لأحمال الاستخدام العالية أو سيناريوهات التغذية المرتدة للطاقة ، يجب تكوين مقاوم الكبح الإضافي أو وحدة التغذية المرتدة لاستهلاك الطاقة المتجددة التي قد يتم إنشاؤها أثناء عملية بدء التشغيل.