 |
| طريقة توصيل المحرك الكهربائي مع المحول الترددي vfd |
طريقة تشغيل المحرك الكهربائي بالمحول الترددي VFD مع المخطط
أصبحت أجهزة التحكم في سرعة المحركات الكهربائية المعروفة باسم VFD (Variable Frequency Drive) من أهم المعدات المستخدمة في الأنظمة الصناعية الحديثة. يتيح هذا الجهاز التحكم الدقيق في سرعة المحرك وعزمه من خلال تغيير التردد والجهد الكهربائي المغذي للمحرك، مما يساهم في تقليل استهلاك الطاقة وتحسين الأداء وزيادة العمر التشغيلي للمعدات على الرغم من ارتفاع تكلفته مقارنة بوسائل التشغيل التقليدية، إلا أنه يوفر الطاقة كما يقلل الأعطال الميكانيكية والكهربائية، وتحسين جودة التشغيل والتحكم، تجعله استثمارا اقتصاديا مربحا على المدى الطويل في مختلف التطبيقات الصناعية مثل المضخات والمراوح والسيور الناقلة والضواغط.
في هذا المقال سنتعرف على مبدأ عمل جهاز VFD، وطريقة توصيله بمحرك ثلاثي الطور، وأهم إعداداته، بالإضافة إلى مزاياه وتطبيقاته الصناعية المختلفة.
ما هو جهاز المحول الترددي VFD :
جهاز VFD أو محول التردد هو جهاز إلكتروني يستخدم للتحكم في سرعة المحركات الكهربائية ثلاثية الطور، خاصة المحركات غير المتزامنة (Induction Motors)، وذلك عن طريق تغيير تردد الجهد المطبق على المحرك.
يعتمد عمله على تحويل التيار المتردد AC إلى تيار مستمر DC ثم إعادة تحويله إلى تيار متردد AC بتردد وجهد قابلين للتحكم.
مكونات جهاز المحول الترددي VFD :
1- المقوم (Rectifier) :
يقوم بتحويل الجهد المتردد القادم من الشبكة الكهربائية إلى جهد مستمر DC.
2- دائرة الربط المستمر (DC Bus) :
تتكون من مكثفات تعمل على تنعيم الجهد المستمر وتخزين الطاقة الكهربائية.
3- العاكس (Inverter) :
يقوم بتحويل الجهد المستمر إلى جهد متردد بتردد متغير باستخدام ترانزستورات IGBT.
مبدأ عمل جهاز VFD :
تعتمد سرعة المحرك الكهربائي على تردد التغذية الكهربائية، لذلك فإن تغيير التردد يؤدي مباشرة إلى تغيير سرعة دوران المحرك.
N = (120 × f) ÷ P
- N : السرعة التزامنية (دورة/دقيقة).
- f : التردد (Hz).
- P : عدد الأقطاب.
كلما زاد التردد زادت سرعة المحرك، وكلما انخفض التردد انخفضت السرعة.
طريقة توصيل محرك ثلاثي الطور مع جهاز VFD :
 |
| مخطط توصيل المحرك الكهربائي مع المحول الترددي variator |
طرق التحكم في المحرك بواسطة VFD
- التحكم من لوحة المفاتيح (Keypad).
- التحكم بواسطة أزرار Start و Stop.
- التحكم بواسطة Potentiometer.
- التحكم بواسطة PLC أو HMI.
- التحكم عبر بروتوكول Modbus RS485.
الإعدادات الأساسية للمحول الترددي VFD :
قبل تشغيل المحرك يجب إدخال البيانات الموجودة على لوحة المحرك:
- القدرة الاسمية (kW).
- الجهد الاسمي (V).
- التيار الاسمي (A).
- التردد الاسمي (Hz).
- السرعة الاسمية (RPM).
- زمن التسارع (Acceleration Time).
- زمن التباطؤ (Deceleration Time).
مزايا استخدام جهاز VFD :
- التحكم الكامل في سرعة المحرك.
- تقليل تيار الإقلاع.
- توفير الطاقة الكهربائية.
- تقليل الصدمات الميكانيكية.
- إمكانية عكس اتجاه الدوران بسهولة.
- زيادة العمر التشغيلي للمحرك.
- حمايات كهربائية متقدمة.
الحمايات التي يوفرها جهاز VFD :
- الحماية من زيادة التيار (Overcurrent).
- الحماية من زيادة الحمل (Overload).
- الحماية من ارتفاع الجهد (Overvoltage).
- الحماية من انخفاض الجهد (Undervoltage).
- الحماية من ارتفاع درجة الحرارة (Overtemperature).
- الحماية من فقدان الطور (Phase Loss).
تطبيقات أجهزة VFD في الصناعة :
- المضخات.
- المراوح.
- السيور الناقلة.
- الضواغط.
- الرافعات.
- خطوط الإنتاج الآلية.
- أنظمة التهوية والتكييف.
أخطاء شائعة يجب تجنبها :
- اختيار VFD بقدرة أقل من قدرة المحرك.
- إدخال بيانات محرك غير صحيحة.
- عدم تأريض الجهاز والمحرك بشكل صحيح.
- تشغيل أو فصل الكونتاكتور بين الـ VFD والمحرك أثناء التشغيل.
- عدم توفير التهوية الكافية للجهاز.
الخلاصة :
يعد جهاز VFD من أهم أجهزة التحكم المستخدمة في الصناعة الحديثة، حيث يسمح بالتحكم الدقيق في سرعة المحركات ثلاثية الطور، وتقليل استهلاك الطاقة، وتحسين كفاءة التشغيل، بالإضافة إلى توفير مجموعة واسعة من الحمايات الكهربائية التي تضمن تشغيل المحرك بأمان وموثوقية عالية.