14/05/2017
سؤال وجواب في المحركات
سؤال 1: ما هو الفرق بين المحرك العادى والمحرك المصمم للعمل على الانفرتر؟
الاجابة:
المحرك المصمم للعمل على الانفرتر يسمح بتشغيله اعلى من السرعة المقننة له ولذلك فان المواصفات التالية يجب ان تتوفر فيه:
1- قابلية عزل الملفات للعمل مع الجهد الخارج من الانفرتر من حيث درجة العزل ضد التغيرات السريعة فى الجهد voltage transient dv/dt والتى تسبب اجهادات متكررة على العزل قد تؤدى لانهياره.
2- درجة حرارة التشغيل المسموح بها اعلى من المحرك العادى حيث انه فى السرعات المنخفضة تدور مروحة التبريد المركبة على المحرك بسرعة منخفضة وبذلك تنخفض كفاءة تبريد المحرك.
3- يحتاج المحرك الى فلتر وذلك لتقليل dv/dt وايضا للسماحية بطول اكبر للكابل المغذى للمحرك
4- المحرك يصمم لتحمل اهتزازات ميكانيكية اعلى mechanical vibration
من ناحية التصميم الميكانيكى لتثبيت الملفات فلا يوجد فرق بينهما.
سؤال 2: المعلومات الاتية مكتوبة على لوحة المحرك فماذا تعنى؟
Duty : SI
RISE: 55 C
IP : 55
IC : 411
الاجابة:
Duty S1 : تعنى ان المحرك مصمم على تشغيل مستمر مع حمل ميكانيكى ثابت
RISE: 55 C: تعنى اقصى درجة حرارة مسموح بها عند الحمل الكامل فوق درجة خرارة الهواء المحيط (عادة تصمم على 40 درجة) اى ان الحرار الكلية لجسم المحرك لا تزيد عن 95 درجة
IP 55 : درجة حماية المحرك حيث اول عدد 5 يعنى حماية ضد الغبار وثانى رقم 5 تعنى حماية ضد المياه المباشرة.
IC411 : تعبر عن تبريد المحرك فرقم 4 يعنى تبريد سطحى للمحرك ورقم 1 يعنى ان هواء التبريد الداخلى للمحرك يعتمد على سرعته و اخر رقم 1 يعنى ان هواء التبريد الخارجى للمحرك يعتمد ايضا على سرعته. ويسمى تبريد المحرك Totally enclosed fan ventilation
محرك تبريد IC411
سؤال 3: اذا استعملت انفرتر لخفض سرعة المحرك هل يؤثر ذلك على قدرته؟
الاجابة:
نعم لان قدرة المحرك تتناسب مع سرعته اى التردد الخارج من الانفرتر. فمثلا خفض السرعة من 50 هرتز الى 25 هرتز تنخفض قدرة المحرك الى النصف.
, وايضا نتيجة لانخفاض سرعة المحرك يقل معدل التبريد لانخفاض سرعة دوران مروحة التبريد وتقل تبعا لذلك القدرة المسموح باستخدامها.
سؤال 4:
ما هى طريقة vector Control للتحكم فى سرعة المحرك بواسطة الانفرتر ولماذا هى مختلفة ؟
الاجابة:
للاجابة على هذا السؤال احب ان اوضح اولا الطريقة التقليدية للتحكم وهى V/F او Volt/Hertz وهى امداد المحرك بالجهد المطلوب متناسبا مع التردد المطلوب المكافئ للسرعة المطلوبة بغض النظر عن حمل المحرك الميكانيكى والسرعة الفعلية التى يدور بها المحرك. مثلا نريد سرعة 1000 rpm وبالتالى الانفرتر يحسب الجهد المطلوب وليكن 250 volt ولكن عند قياس السرعة الحقيقية للمحرك نجهد 950rpm وايضا تختلف مع التحميل.... وكل هذا والانفرتر لا يعلم شيئا عن المحرك... فهو هنا نطلق عليه اعمى blind. وبالتالى لا يمكن استخدامه فى التطبيقات ذات الحساسية العالية للسرعة.
اما طريقة vector control فهى تعرف كل ما يدور فى المحرك من متغيرات... السرعة... العزم.... الفيض....زاوية العضو الدائر... كل شئ حتى انها تستطيع عمل نموذج رياضى للمحرك وهو يدور ومتزامن مع المحرك الاصلى. ولهذا فان التحكم فى السرعة يكون بدقة عالية جدا 1000 rpm يعنى 1000 rpm وايضا سرعة عالية جدا للاستجابة لتغير الحمل على المحرك.
اما ما هو مميز جدا فى هذه الطريقة انها تتعامل مع المحرك وكانه محرك DC من ناحية التحكم الكامل المنفصل للتيار المسبب للعزم (فى محرك dc هو تيار armature) والتيار المسبب للفيض (فى محرك dc هو تيار field ) وذلك باستخدام نماذج رياضية وتحليل مجهات يتم حسابها اولا باول بسرعة فائقة جدا تصل الى اقل من 100 ميكروثانية. وهذه الميزة تجعل المحرك يستجيب لاوامر تغيير السرعة فى اقل من 100 ميلى ثانية اى استجابة سريعة وبدقة عالية.
وهذه المميزات هى التى فتحت الافاق امام محرك induction لعصر جديد لم يكن ليدخله بدون Vector Contol وبالتالى فامكن لهذا المحرك المظلوم سابقا كما اسميه قبل ظهور هذه الطريقة ان يحل محل محرك dc فى كثير بل والكثير من التطبيقات القديمة التى كان ولا بد ان تستخدم محرك dc.
سؤال 5
ماذا يحدث لو كان لدى محرك 460V / 60 Hz وتم توصيله على 380V / 50 Hz مباشرة؟
الاجابة:
اولا: نظرا لانخفاض التردد سيدور المحرك بسرعة اقل حوالى 20 % او بمعنى ادق 5/6 من سرعته عند 60 Hz.
ثانيا: نظرا لان سرعته ستنخفض فان معدل تبريده سينخفض ودرجة حرارته سترتفع.
ثالثا: اقصى عزم لن يتغير لان نسبة الجهد / التردد ثابتة فى الحالتين لو افترضنا ان المحرك وضع على انفرتر وتم خفض الجهد والتردد فسيبقى اقصى عزم ثابت.
سؤال 6: هل اذا تم عكس اطراف الانفرتر يتم عكس حركة المحرك؟
الاجابة:
لا تؤثر عكس اطراف الانفرتر فى اتجاه سرعة دوران المحرك حيث ان الجهد الداخل الى الانفرتر يتم توحيده الى جهد مستمر اولا قبل تغييره الى جهد متردد ذو قيمة وتردد متغير.
سؤال 7: محرك يعمل على 50 هرتز اى ,1500 rpm ومحمل ب 85% من حمله الكامل وعند رفع سرعة المحرك الى 80 هرتز توقف المحرك الانفرتر واعطىاشارة خطا ؟
الاجابة
المحرك تحت 50 هرتز تستطيع اخذ الحمل الكامل منه ولكن اذا زادت السرعة عن السرعة المقننة له لا تستطيع اخذ الحمل الكامل منه بل تقل قدرة المحرك على اخراج العزم بنسبة تربيعية عكسية من السرعة و بحسبة بسيطة
قصى حمل للمحرك =
التردد المقنن
(----------------) * الحمل الكامل 100%التردد الحالى
=
50
---- * 100% = 62.5% من الحمل الكامل
80
اى ان اقصى تحميل للمحرك هو 62.5% فقط وبما ان الحمل اساسا 85% فان المحرك قد دخل فى مرحلة تسمى stalling وهى ان الحمل على المحرك اكبر من قدرته فيسحب تيارا متزايدا ويتزامن ذلك مع نقص سرعته باستمرار وبطريقة سريعة فيحس بذلك الانفرتر ويفصل المحرك او يفرمله فيتوقف ويعطى اشارة خطأ
والشكل الاتى يوضح العلاقة بين التردد واقصى عزم يمكن الاستفادة منه
سؤال 8 : يوجد على لوحة بيانات المحرك بيان هو SF 1.15 فماذا يعنى؟
الاجابة:
SF او Service Factory هو معامل تحميل المحرك والرقم 1.15 يعنى ان المحرك يمكن تحميله اكبر من الحمل المقنن بنسبة 15% زيادة بدون حدوث مشاكل زيادة تحميل.
سؤال 9 : بالرغم من عدم تحميل المحرك من النوع induction فانه يسحب امبير كبير يقارب 35% فلماذا وهو اصلا غير محمل باى حمل؟
اجابة:
هذا طبيعى لان المحرك يسحب ما يسمى تيار اللاحمل وهو تيار تسحبة الدائرة المغناطيسية لكى ينشأ المجال وهو يتراوح ما بين 30 الى 50% حسب قدرة المحرك. وعندما يتم تحميل المحرك يبدا التيار فى الارتفاع متناسبا مع الحمل. وجدير بالذكر ان تيار اللاحمل يكون مركبة غير فعاله اى انه لا ينتج عزم وفقط ينشئ المجال داخل المحرك
سؤال 10 :عندى محرك يعمل على GearBox لتخفيض سرعته من 1500rpm الى 500rpm و اريد ان استعمل انفرتر بدلا من GearBox فكيف اختار الانفرتر
الاجابة:
- اولا نسبة تخفيض gerabox هى 3:1 ومعنى ذلك ان العزم بعد الجيربوكس عبارة عن ثلاث امثال العزم عند المحرك واذا تم تغذية الحمل مباشرة من المحرك يجب ان تستخدم محرك يعطى عزم اكبر 3مرات من المحرك المستخدم مع جيربوكس. وبالتالى فان قدرة الانفرتر ستحسب على هذا الاساس.
وبالمناسبة قدرة الانفرتر يالكيلو وات ونحصل عليها ببساطة (تقريبيا) بضرب عزم الحمل x السرعة الزاوية لدورانه وباخذ saftly factor مناسب يمكن اختيار الانفرتر
