حفاظت افت ولتاژ در یک VFD 15KW چگونه کار می‌کند؟

من به عنوان تامین کننده درایوهای فرکانس متغیر 15 کیلووات (VFD)، اغلب با سوالاتی در مورد جزئیات فنی محصولاتمان، به ویژه در مورد حفاظت در برابر ولتاژ مواجه می شوم. در این پست وبلاگ، نحوه عملکرد حفاظت در برابر ولتاژ در VFD 15 کیلووات را بررسی خواهم کرد.

آشنایی با اصول یک VFD 15 کیلوواتی

قبل از بحث در مورد حفاظت در برابر ولتاژ، ضروری است که بدانیم VFD 15KW چیست. درایو فرکانس متغیر یک دستگاه الکترونیکی است که سرعت یک موتور AC را با تغییر فرکانس و ولتاژ عرضه شده به موتور کنترل می کند. یک VFD 15 کیلوواتی برای کار با موتورهایی با توان حداکثر 15 کیلووات طراحی شده است که آن را برای طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی و تجاری مانند تسمه نقاله، پمپ ها و فن ها مناسب می کند.

اجزای اصلی یک VFD شامل یکسو کننده، باس DC و اینورتر است. یکسو کننده برق AC ورودی را به برق DC تبدیل می کند که در گذرگاه DC ذخیره می شود. سپس اینورتر برق DC را با فرکانس و ولتاژ متغیر برای کنترل سرعت موتور به برق AC تبدیل می کند.

اهمیت حفاظت از ولتاژ کمتر

شرایط زیر ولتاژ ممکن است به دلایل مختلفی مانند نوسانات شبکه برق، کابل کشی طولانی یا بارگذاری بیش از حد سیستم الکتریکی رخ دهد. هنگامی که ولتاژ ورودی به VFD به زیر سطح معینی می‌رسد، می‌تواند چندین تأثیر منفی بر VFD و موتور متصل داشته باشد.

اولاً، ولتاژ پایین می تواند باعث شود VFD جریان بیش از حدی برای حفظ همان توان خروجی بکشد. این افزایش جریان می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد اجزای VFD شود و به طور بالقوه به دستگاه های نیمه هادی آسیب برساند و طول عمر درایو را کاهش دهد. ثانیاً، ولتاژ ناکافی می تواند باعث شود موتور به طور نامنظم کار کند و گشتاور کمتری تولید کند و خطر توقف را افزایش دهد. در برخی موارد، یک موتور متوقف می‌تواند جریان بیشتری بکشد و مشکل را تشدید کند.

حفاظت از ولتاژ پایین برای جلوگیری از این مسائل بسیار مهم است. عملکرد قابل اعتماد VFD و موتور متصل را تضمین می کند، خطر آسیب به تجهیزات را کاهش می دهد و زمان خرابی را به حداقل می رساند.

نحوه عملکرد حفاظت از ولتاژ کمتر در VFD 15 کیلوواتی

1. سنجش ولتاژ
   سیستم حفاظتی تحت ولتاژ در VFD 15 کیلوواتی با سنجش ولتاژ شروع می شود. سنسورهایی در ورودی VFD قرار می گیرند تا به طور مداوم ولتاژ AC ورودی را نظارت کنند. این سنسورها معمولاً برای اندازه‌گیری مقدار RMS (ریشه میانگین مربع) ولتاژ طراحی شده‌اند که نمایش دقیقی از سطح ولتاژ مؤثر ارائه می‌دهد.

سنسورهای ولتاژ سیگنال های ولتاژ اندازه گیری شده را به برد کنترل VFD ارسال می کنند. برد کنترل مجهز به یک میکروکنترلر است که این سیگنال ها را پردازش می کند و ولتاژ اندازه گیری شده را با مقدار آستانه از پیش تعیین شده مقایسه می کند. این آستانه معمولاً قابل تنظیم است و به کاربران این امکان را می‌دهد که سطح حفاظت از ولتاژ را با توجه به نیازهای کاربردی خاص خود تنظیم کنند.

2. مقایسه آستانه و تصمیم گیری - تصمیم گیری
   هنگامی که میکروکنترلر سیگنال های ولتاژ را از سنسورها دریافت می کند، ولتاژ اندازه گیری شده را با آستانه از پیش تنظیم شده مقایسه می کند. اگر ولتاژ اندازه گیری شده بالاتر از آستانه باشد، VFD به طور معمول کار می کند و موتور با سرعت تنظیم شده کار می کند.

با این حال، اگر ولتاژ اندازه گیری شده به زیر آستانه کاهش یابد، میکروکنترلر یک وضعیت ولتاژ پایین را تشخیص می دهد. در این مرحله، سیستم کنترل VFD یک سری اقدامات را برای محافظت از درایو و موتور آغاز می کند.

3. پاسخ به شرایط ولتاژ کمتر
   • فعال سازی آلارم: هنگامی که یک وضعیت کم ولتاژ تشخیص داده می شود، VFD ابتدا زنگ هشدار را فعال می کند. این آلارم می تواند به صورت یک نشانگر بصری روی پنل نمایشگر VFD یا یک سیگنال صوتی باشد. آلارم به اپراتور یا پرسنل تعمیر و نگهداری هشدار می دهد که مشکلی در ولتاژ ورودی وجود دارد و به آنها اجازه می دهد اقدامات لازم را انجام دهند.
   • کاهش خروجی موتور: برای جلوگیری از کشیدن جریان بیش از حد و گرمای بیش از حد VFD، سیستم کنترل ممکن است توان خروجی موتور را کاهش دهد. این کار را با کاهش فرکانس و ولتاژ عرضه شده به موتور انجام می دهد. این کاهش توان خروجی به حفظ تعادل بین ولتاژ ورودی موجود و توان مورد نیاز موتور کمک می کند.
   • خاموش شدن: در شرایط شدید تحت ولتاژ، که در آن ولتاژ به طور قابل توجهی به زیر آستانه برای مدت طولانی کاهش می یابد، VFD ممکن است به طور کامل خاموش شود. این آخرین راه حل برای محافظت از درایو و موتور در برابر آسیب است. هنگامی که VFD خاموش می شود، برق رسانی به موتور را متوقف می کند و موتور متوقف می شود. VFD تا زمانی که ولتاژ ورودی به سطح قابل قبولی برگردد در حالت خاموش باقی می ماند و در این مرحله می توان آن را به صورت دستی مجددا راه اندازی کرد.

عوامل موثر بر عملکرد حفاظت تحت ولتاژ

1. تنظیم آستانه
   دقت حفاظت در برابر ولتاژ تا حد زیادی به تنظیم مناسب ولتاژ آستانه بستگی دارد. اگر آستانه بیش از حد بالا تنظیم شود، VFD ممکن است به دلیل نوسانات جزئی ولتاژ، پیش از موعد خاموش شود و باعث خرابی غیر ضروری شود. از طرف دیگر، اگر آستانه خیلی پایین تنظیم شود، VFD و موتور ممکن است برای مدت طولانی در معرض شرایط بالقوه آسیب رسان تحت ولتاژ قرار گیرند.

2. زمان پاسخگویی
   زمان پاسخگویی سیستم حفاظتی تحت ولتاژ نیز بسیار مهم است. زمان پاسخ سریع به VFD اجازه می دهد تا به سرعت شرایط تحت ولتاژ را شناسایی کرده و به آن پاسخ دهد و خطر آسیب را به حداقل برساند. با این حال، اگر زمان پاسخ خیلی کوتاه باشد، VFD ممکن است بیش از حد به افت ولتاژ موقت حساس باشد، که منجر به آلارم های کاذب و خاموش شدن های غیر ضروری شود.

   

محصولات و برنامه های مرتبط

ما علاوه بر VFD های 15 کیلوواتی خود، طیف وسیعی از محصولات مرتبط را نیز ارائه می دهیم37 کیلووات VFD. این VFD های با قدرت بالاتر برای موتورهای بزرگتر مورد استفاده در کاربردهای صنعتی سنگین مناسب هستند.

ماکنترل کننده درایو فرکانسویژگی های کنترل پیشرفته ای را برای VFD ها ارائه می دهد که به کاربران امکان می دهد سرعت موتور را دقیقاً تنظیم کنند و مصرف انرژی را بهینه کنند.

برای کاربردهایی که یک منبع تغذیه تک فاز باید به برق سه فاز تبدیل شود، ماVFD تک فاز به 3 فازمحصولات راه حل مناسبی را ارائه می دهند.

نتیجه گیری

حفاظت در برابر ولتاژ پایین یکی از ویژگی های حیاتی VFD 15 کیلوواتی است که عملکرد مطمئن و ایمن درایو و موتور متصل را تضمین می کند. VFD با نظارت مداوم بر ولتاژ ورودی، مقایسه آن با آستانه از پیش تعیین شده و انجام اقدامات مناسب در شرایط ولتاژ پایین، می تواند از آسیب به اجزای خود جلوگیری کرده و از خرابی پرهزینه جلوگیری کند.

اگر در بازار یک VFD 15 کیلووات با کیفیت بالا یا هر یک از محصولات مرتبط ما هستید، از شما دعوت می کنیم برای بحث در مورد خرید با ما تماس بگیرید. تیم کارشناسان ما آماده کمک به شما در یافتن راه حل مناسب برای نیازهای برنامه خاص شما هستند.

مراجع

• "درایوهای فرکانس متغیر: اصول، عملیات و عیب یابی" نوشته موهان ندونگادی
• کتاب راهنمای الکترونیک قدرت نوشته محمد رشید