ارتفاع درجة حرارة محرك VFD: دليل بسيط لمديري المشتريات المشغولين

إن فتح لوحة المحرك في يوم حار يذكرني دائمًا بمدى السرعة التي يمكن أن تسوء بها الأمور عندما يبدأ المحرك الذي يعمل بنظام VFD في العمل بشكل أكثر سخونة مما ينبغي.

ارتفاع درجة حرارة محرك VFD¹ يحدث ذلك عندما تدفع إعدادات التحميل أو التبريد أو الأسلاك أو VFD المحرك إلى ما هو أبعد من حدود درجة الحرارة الآمنة. عادةً ما يؤدي فحص الحمل وتدفق الهواء والمعلمات وظروف الكابل إلى حل معظم الحالات بسرعة.

وثق بي، مديرو المشتريات المشغولون ليس لديهم الوقت لتخمين مصدر المشكلة.

ما الذي يسبب ارتفاع درجة حرارة محركات VFD؟

في بعض الأحيان يكون السبب واضحًا، وأحيانًا يكون مخفيًا في تفاصيل صغيرة، مثل طرف توصيل مفكك لم يفكر أحد في التحقق منه.

معظم ارتفاع درجة حرارة محرك VFD¹ يأتي من قضايا التحميل²أو ضعف التبريد أو معلمات VFD خاطئة أو توصيلات سيئة أو توافقيات أو تقادم المحرك أو أخطاء في أجهزة VFD.

فلننظر بشكل أعمق حتى تتمكن من اكتشاف المشكلات بسرعة، حتى لو لم تكن مهندسًا.

1) القضايا المتعلقة بالتحميل

عندما يعمل المحرك بجهد أكبر مما ينبغي، ترتفع درجة الحرارة بسرعة.
غالبًا ما يجبر الحمل الزائد أو الانسداد الميكانيكي أو المعدات ذات القصور الذاتي العالي المحرك على سحب تيار أكثر من تصنيفه، مما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة بسرعة.

لقد رأيت هذا يحدث في بيوت المضخات التشيلية حيث أدى حجر صغير عالق في المكره إلى جعل النظام بأكمله يعمل كما لو كان يسحب جبلًا. وفجأة قفز التيار، وطبخ المحرك نفسه في منتصف الطريق.

إليك كيفية ظهور مشكلات التحميل عادةً:

• الحالية أعلى من لوحة الاسم
• تحمل التآكل أو التشحيم السيئ
• تشويش المضخة أو انسدادها الجزئي
• عزم دوران ثقيل أثناء بدء التشغيل على الآلات ذات القصور الذاتي العالي

نظرة أعمق

يجبر الحمل العالي المحرك على توليد المزيد من عزم الدوران، ويتطلب عزم الدوران تيارًا. التيار يولد الحرارة – بهذه البساطة.
إذا حاول VFD دفع المحرك من خلال نظام ميكانيكي محشور، فإن كل ثانية تضيف ضغطًا على اللفات النحاسية والعزل.

بالنسبة لأدوار المشتريات، يعد هذا أمرًا مهمًا لأن تحديد حجم المحرك الصحيح³و نظام مكثف الصحيح، أو محرك الفرامل المناسب يتجنب 80% من حالات التحميل الزائد. في Dongchun، عندما يطلب العملاء في بيرو أو نيجيريا المساعدة في تحديد الحجم، عادةً ما أطلب ما يلي:

• نوع الآلة
• دورة العمل
• تردد البدء/الإيقاف
• زيادات الحمل المتوقعة

يتيح لي هذا مطابقتها مع محرك أحادي الطور ML، MY، YCL، YC أو نموذج IE3/IE4 ثلاثي الطور عالي الكفاءة والذي يتعامل مع التحميل الزائد بشكل أفضل. القرارات الصغيرة هنا تمنع حدوث مشكلات كبيرة في السخونة لاحقًا.

2) ضعف تبريد المحرك

مشاكل التبريد هي القتلة الصامتين.

تمنع مجاري الهواء المسدودة أو المروحة المكسورة أو الزعانف المغطاة بالغبار تبديد الحرارة بشكل مناسب، مما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة المحرك حتى عند الحمل العادي.

أرسل لي أحد المستودعات في الإكوادور ذات مرة صورًا لمحرك يبدو وكأنه كان يعيش داخل كيس دقيق. بعد تنظيفه، اختفت الحرارة الزائدة مثل السحر.

نظرة أعمق

يعتمد التبريد على تدفق الهواء النظيف. عندما يحجب الغبار أو القطن أو الزيت مسار التهوية، فحتى المحرك الذي يعمل بحمل 60% قد يصل إلى درجة حرارة حرجة. وإذا كان المحرك يعمل في التردد المنخفض (<10 هرتز)، تدور المروحة ببطء شديد وينهار نظام التبريد.

غالبًا ما يحل الفحص البسيط هذا:

بالنسبة للمنشآت الطويلة - مثل الخطوط الناقلة في جنوب أفريقيا - نضيف أحيانًا مراوح تبريد مستقلة⁴ للحفاظ على تدفق الهواء ثابتًا حتى عند سرعات VFD المنخفضة.

3) إعدادات VFD خاطئة

يعد هذا أحد أهم الأسباب، وغالبًا ما يكون السبب الأكثر تجاهلًا من قبل المديرين المشغولين.

تؤدي منحنيات V/F غير الصحيحة، أو تردد الموجة الحاملة العالي، أو أوقات التسارع القصيرة، أو بيانات لوحة الاسم الخاطئة إلى زيادة تسخين التيار والمحرك.

أتذكر أنني قمت بتعديل VFD لأحد العملاء في تايلاند: تم تجاوز تردد الناقل إلى الحد الأقصى "لأن الأصوات الأعلى أفضل".
لا. إنه فقط يجعل المزيد من الحرارة.

نظرة أعمق

هذه الإعدادات هي الأكثر أهمية:

• تردد الناقل⁵ - قيمة عالية = المزيد من تبديل IGBT = الحرارة
• تعزيز عزم الدوران - مرتفع جدًا ← التشبع المغناطيسي
• وقت التسارع - قصير جدًا ← الارتفاع الحالي
• معلمات الجهد/التيار غير صحيحة → التحكم غير الفعال
• تشغيل طويل الأمد أقل من 10 هرتز → لا يوجد مروحة تبريد

قاعدة جيدة:
أدخل قيم لوحة المحرك تمامًا كما هو مكتوب.

بفضل محركات IE3 عالية الكفاءة (المعتمدة من TUV)، لاحظت أن إدخال المعلمة الصحيح وحده يخفض درجة الحرارة بمقدار 10-15 درجة مئوية في بعض التركيبات.

4) مشاكل الكابلات وإمدادات الطاقة⁶

في بعض الأحيان يكون المحرك سليمًا، لكن الطاقة التي تغذيه ليست كذلك.

يؤدي الجهد الزائد أو الجهد المنخفض أو الكابلات الطويلة أو المحطات السائبة أو سوء التأريض إلى زيادة الخسائر والحرارة داخل المحرك.

ذات مرة، اشتكى عميل من ألبانيا من "ضعف الحركة". لقد وجدنا طرفًا مفكوكًا جدًا لدرجة أنه أصبح أسودًا بسبب الحرارة. أدى التشديد لمدة 10 ثوانٍ إلى إصلاح كل شيء.

نظرة أعمق

الكابلات الطويلة (>50 م) زيادة:

• انخفاض الجهد
• الإجهاد dv/dt
• تيار التسرب

يمكن أن يتسبب ذلك في تسخين العزل، خاصة في المحركات القديمة.

الإصلاحات الموصى بها:

خاتمة

عادة ما يأتي ارتفاع درجة حرارة محرك VFD من أسباب بسيطة: الحمل، تدفق الهواء، الإعدادات الخاطئة، الأسلاك، أو تقادم المعدات. إذا قمت بفحص هذه الخطوات خطوة بخطوة، فيمكنك حل معظم المشكلات بسرعة، حتى بدون معرفة تقنية عميقة.