تستخدم بعض آلات الأتمتة الصناعية محركات تحريضية تقود أحمال القصور الذاتي العالية التي تعمل بسرعات تشغيلية عالية لذا يكون من الصعب احيانا تباطؤ وتوقيف هذه الأحمال الكبيرة لانه وبمجرد إزالة الطاقة الكهربية من المحرك قد يندفع المحرك حتى يتم تبديد الطاقة الحركية ثم يسير ببطء حتى يتوقف.
محرك المصعد يقود طارة الجر وتتميز الاجسام الدائرية بالقصور الذاتي العالي من ثم تسير بسرعات عالية حتى بعد قطع التيار الكهربى و بسبب المخاوف المتعلقة بالسلامة يلزم إيقافها بشكل أسرع وتتمثل إحدى ميزات مغيرات التردد في كبح التيار المستمر.
تعمل محركات الحث بالتيار المتردد ثلاثية الطور باستقبال مدخلات طاقة التيار المتردد ثلاثية الطور في لفات الجزء الثابت هذه الطاقة ثلاثية الطور تخلق مجال مغناطيسي دوار في لفات الجزء الثابت يستحث هذا الحقل المغناطيسي الدوار التيار الكهربي (EMF) والتيار المرتبط به في دوار قفص السنجاب بسبب قانون فاراداي يخلق هذا التيار المستحث حقل مغناطيسي خاص به يعارض الحركة النسبية للمجال المغناطيسي الدوار وفقًا لقانون لينز إن الحث الكهرومغناطيسي والمجالات المغناطيسية المتعارضة هو ما يسبب الدوران والعزم الدوراني الذي يتم إنتاجه في عمود المحرك.
إذا تمت إزالة دخل التيار المتردد ثلاثي الطور من الجزء الثابت للمحرك فسيتم إزالة المجال المغناطيسي الدوار وستتوقف عملية الحث الكهرومغناطيسي سوف يبقى المحرك يدور إلى ان يتوقف بالنسبة لأحمال القصور الذاتي العالية أو الأحمال الدوارة بسرعة عالية يمكن أن يستغرق عمود المحرك وقتًا طويلاً للوصول إلى موضع التوقف.
تعد عملية الكبح بحقن التيار المستمر DC هي عملية ضخ التيار (DC) في اللفات الثابتة لمحرك التيار المتردد فهو قادر على توفير توقف سريع وسيطرة على حمولة المحرك فبمجرد إزالة دخل التيار المتردد من المحرك سيتم تطبيق تيار مستمر على الجزء الثابت مما يخلق مجالًا مغناطيسيًا ثابتًا داخل لفائف الجزء الثابت بعد ذلك يبدأ العضو الدوار في قطع خطوط المجال المغناطيسي للحقل المغناطيسي الثابت مما يحفز التيار الدوامي المتعامد في الدوار بسبب قانون فاراداي فينتج هذا التيار المستحث المجال المغناطيسي الخاص به لمعارضة المجال المغناطيسي الثابت للجزء الثابت وفقًا لقانون لينز
يخلق هذا الحقل المغناطيسي المقابل في العضو الدوار عزم دوران يبطئ سرعة الدوران والحمل بسرعة هذا وتتناسب قوة عزم الكبح مع مقدار الجهد والتيار المستمر المطبق على لفائف الجزء الثابت فكلما زاد التيار المستمر على اللفات زادت قوة المجال المغناطيسي الثابت وبالتالي زاد عزم دوران الكبح المطبق لإيقاف الحمل.
من قوانين الحث فانه يعد التغيير في التدفق (أو مقدار الحقل المغناطيسي عبر السطح) ضروريًا لتحفيز القوة الدافعة الكهربائية (EMF). لذلك إذا كان الدوار في وضع صفر سرعة فمن الناحية النظرية إن EMF أو عزم دوران الكبح على الدوار سيكون صفرا ومع ذلك فانه في حالة محاولة تحريك عمود الدوران وهو متوقف أثناء تزويد التيار المستمر ستؤدي الحركة الطفيفة للدوار إلى تحفيز التيار ومجال مغناطيسي معاكس مرة أخرى مما يؤدى الى إبطاء الدوار لمطابقة المجال المغناطيسي الثابت هذا ويجب استخدام فرامل التيار المستمر فقط لتوقيف الحمل بسرعة ولكن لا يمكنها امساك الحمولة بعد التوقف.
تتوفر الفرامل DC لمحركات الحث AC ثلاثية الطور باستخدام مغيرات التردد تحت أوضاع التشغيل V / Hz أو ASCL حيث يتوفر أوضاع مختلفة لفرملة التيار المستمر قابلة للبرمجة استنادًا إلى 5 معايير حماية تشمل معلمات كبح DC القابلة للبرمجة وهى نمط الكبح ، اختيار إدخال الكبح ، وقت الكبح ، أقصى جهد للكبح ، ومستوى / تردد بدء الكبح واعتمادًا على كيفية تعيين هذه المعلمات (الباراميترات) يمكن بدء تشغيل وظيفة الكبح DC تلقائيًا بمجرد إزالة اتجاه الدوران أو تشغيلها بمجرد تحقيق السرعة المحددة ، أو يمكن أن تتطلب وظيفة الكبح تنشيط احد المداخل فى التوصيلات
يتم وضع اعدات فرملة DC فى بعض مغيرات التردد بشكل افتراضي فبالنسبة لنمط القيادة ذو الحلقة المفتوحة فإن المعلمات الافتراضية توجد لإمكانية الكبح DC مباشرةً كإعداد افتراضي والذي يستخدم معلمات اختيار الكبح والوقت والحد الأقصى للجهد الجهد وسيتم برمجة المدخلات الرقمية القابلة للبرمجة لاستخدامه فى إدخال كبح DC وبالنسبة للإعدادات الافتراضية إذا كان هذا الإدخال الرقمي نشطًا فلن يحدث فرامل التيار المباشر إلا لفترة زمنية قصيرة محسوبة ثم يدخل مغير الترد في وضع الإيقاف وبمجرد إلغاء تنشيط المدخلات الرقمية للكبح سوف نعود لعملية القيادة العادية.
يستخدم نظام كبح DC خط ناقل ال DC الخاص بـالانفرتر لحقن التيار الكهربائي في لفائف الجزء الثابت لذلك لا توجد مكونات أو مواد إضافية ضرورية لعمل الفرامل وعلى الرغم من المميزات التى توفرها هذه الفرملة مثل عدم وجود احتكاك بالتالى لا يوجد اجزاء يتم استبدالها كل فترة الا ان تركيب الفرملة الميكانيكية يبقى مطلوبا للسيطرة على الحمولة بعد توقيفها .
ميزة أخرى لكبح DC هي اننا عندما نحاول تقليل السرعة العالية أو الحمل عالي السرعة بسرعة باستخدام منحدر التباطؤ السريع فإننا سنتعرض لخطر إعادة الطاقة الكهربية إلى الانفرتر ومن المحتمل أن يتسبب هذا في حدوث خطأ مفرط في القدرة (E.OP) في الانفرتر ولكن مع نظام الكبح DC لا نزال قادرين على تحقيق عملية الكبح السريعة لانه سيتم نقل طاقة الكبح إلى المحرك وبالتالي لا تنعكس أي طاقة متجددة على الانفرتر.
العيب الرئيسي مع هذا النظام من الكبح هو الحرارة حيث يشبه تطبيق التيار المستمر في لفائف الجزء الثابت دائرة كهربائية قصيرة بين اللفات لذلك من الضروري ألا يتم تطبيق الفرامل DC إلا لبضع ثوانٍ لتجنب ارتفاع درجة حرارة المحرك يتم ايضا امتصاص الطاقة الناتجة خلال عملية الكبح من قبل الدوار كحرارة لذلك هذا هو اعتبار حراري آخر فإذا كان يتم استخدام فرامل التيار المستمر بشكل متكرر فيجب أخذ ذلك في الاعتبار عند تقدير حجم الانفرتر والمحرك ولهذا يوصى أيضًا باستخدام الحماية الحرارية للمحرك في التطبيقات التي تستخدم نظام الفرامل DC.
تم تصميم الفرامل DC لتخفيف الحمل وليس حمل أو دعم الحمل بسبب الحث الكهرومغناطيسي والاعتبارات الحرارية المذكورة أعلاه لذا يجب عدم استخدام فرامل التيار المستمر لامساك الحمل بشكل ثابت.
نظرًا لأن تغذية الانفرتر مطلوبة لكبح حقن التيار المستمر فإن فرامل التيار المستمر لا تعتبر طريقة فرامل آمنة من الفشل ويجب عدم الاعتماد عليها لإيقاف الجهاز في حالة الطوارئ.
مصادر:
DC Injection Braking
https://kebblog.com/dc-injection-braking/
معالجات فشل الانفرتر فى السيطرة على حمولة المصعد
http://elevatorsinfo.blogspot.com/2018/02/dynamicbraking.html?m=1
طلعت عتمان
ليست هناك تعليقات: