صفحة 1 من 30 123411 ... الأخيرةالأخيرة
النتائج 1 إلى 10 من 299

الموضوع: اسئلة شائعة عن المحركات والتحكم واجاباتها

  1. #1
    عضو مجلس إدارة المنتديات الصورة الرمزية DriveMaster
    تاريخ التسجيل
    Sep 2005
    الدولة
    EGYPT
    المشاركات
    86

    اسئلة شائعة عن المحركات والتحكم واجاباتها

    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.
    رحم الله استاذى الدكتور توفيق رضوان واسكنه فسيح جناته...الرجاء الدعاء له بالمغفرة.ولى بحسن الخاتمة......

  2. #2
    عضو مجلس إدارة المنتديات الصورة الرمزية DriveMaster
    تاريخ التسجيل
    Sep 2005
    الدولة
    EGYPT
    المشاركات
    86

    مشاركة: اسئلة شائعة عن المحركات والتحكم واجاباتها

    سؤال 2
    ماذا يحدث لو كان لدى محرك 460V / 60 Hz وتم توصيله على 380V / 50 Hz مباشرة؟
    [mark=33FF00]الاجابة:[/mark]

    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.
    الرد مع إقتباس

  3. #3
    رئيس مجلس إدارة المنتديات و المشرف العام الصورة الرمزية sayed saad
    تاريخ التسجيل
    Sep 2005
    الدولة
    الكويت
    المشاركات
    6,249

    مشاركة: اسئلة شائعة عن المحركات والتحكم واجاباتها

    اقتباس المشاركة الأصلية كتبت بواسطة DriveMaster
    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.
    الأخ الزميل مهندس DriveMaster
    السلام عليكم و رحمة الله و بركاته
    اشكرك نيابه عن جميع الأعضاء المهتمين بهذا الموضوع ربنا يجعل هذا العمل فى ميزان حسناتك و لى استفسار لو سمحت
    ارجو توضيح الفقرة رقم 3 و هى كيف ان الفلتر يقوم بتقليل dv/dt ؟
    ثانيا شرح دائرة توضح كيف يعمل الأنفرتر ان أمكن
    تقبل تحياتى
    مهندس / سيد سعد

    رئيس مجلس الإدارة و المشرف العام
    على شبكة منتديات رابطة مهندسى الكهرباء العرب
    1 - منتديات نظم القوى الكهربائية و شبكات النقل
    2 -المنتدى العلمى لمهندسى الشركة المصرية لنقل الكهرباء


  4. #4
    عضو مجلس إدارة المنتديات الصورة الرمزية DriveMaster
    تاريخ التسجيل
    Sep 2005
    الدولة
    EGYPT
    المشاركات
    86

    مشاركة: اسئلة شائعة عن المحركات والتحكم واجاباتها

    وظيفة الفلتر فى الانفرتر المغذى لمحرك حثى

    Output Line Filters For PWM inverter Fed Induction Motor


    مقدمة:

    من المعروف ان الانفرتر PWM يمكنه انتاج تيار مقارب جدا للشكل الجيبى (sinusoidal) ولكن الجهد الخارج من الانفرتر ليس بالشكل الجيبى حيث انه به switching او معدل تقطيع عالى مما قد يسبب انهيار عزل المحرك مباشرة بسبب الجهد العالى الذى قد ينتج بسبب swithing او يسبب انهيار العزل ايضا بعد فترة من التشغيل بسبب ظاهرة الكلال (fatigue electric insulation failure).

    اذا من الواضح ان تردد switching يؤثر مباشرة على عزل المحرك والكابل المغذى ايضا. عمليا switching بتردد يصل الى 12 KHz يؤدى الى معدل عالى جدا فى تغير الجهد مع الزمن dv/dt والذى يسبب بدورة فى اجهاد شديد للعزل.

    والشكل رقم 1 على سبيل المثال يوضح شكل موجة الجهد الخارجة من انفرتر يعمل ب بمعدل تقطيع 6 KHz وعلى تردد 50 Hz. والمسافة بين الانفرتر والمحرك 750 ft والجهد 400 فولت. وقد لوحظ ان هناك موجات للجهد تصل الى 1460 فولت!!

    فى هذا المثال تمثل الكابلات الموصلة من الانفرتر الى المحرك وكانها خطوط نقل transmission line فلذلك الجهد العالى على اطراف المحرك بسبب ظاهرة معروفة وهى الموجات المرتدة reflected waves.
    وقد لوحظ ايضا ان المحرك يتعرض الى تغيرات فى الجهد عالية dv/dt اى نبضات الجهد تتغير بقيمة عالية جدا فى زمن صغير جدا. وعدد هذه النبضات فى زمن معين يحدده switching frequency او معدل التقطيع كما ذكر سالفا المستخدم فى الانفرتر. وهذا قد يؤدى بدوره الى انهيار عزل المحرك.


    شكل رقم 1 موجة الجهد الخارجة من الانفرتر

    وهذا ما دفع مصممى المحركات الى مراعاة ذلك عند تصميم المحرك نفسه فمثلا محرك NEMA category B صمم ليتحمل جهد لحظى حتى 1000 فولت بزمن ارتفاع risi time ليس اقل من 2 ميكروثانية او (dv/dt) اقل من 500 فولت لكل واحد ميكروثانية. وهنا ظهرت الحاجة الملحة لاستخدام الفلاتر للتقليل من قيمة dv/dt التى يتعرض لها المحرك.

    عنما يغذى المحرك بكابلات طويلة فانها تعمل كخطوط نقل transmission line والدائرة المكافئة له هى كما موضح بشكل رقم 2 . وتعتمد قيمة capacitance C inductance L, على طول الكابل


    شكل رقم 2 الدائرة المكافئة لخط النقل

    وباسترجاع خصائص خطوط النقل عندما تكون معاوقة خط النقل اقل من معاوقة الحمل فيحدث ظاهرة الارتداد reflection للجهد والتيار وذلك فى حالات ال switching ويكون الجهد على اطراف الحمل اكبر. والجدول التالى يوضح علاقة معامل زيادة الجهد المرتد p مع قدرة المحرك:



    شكل 3

    ويمكن حساب معامل الارتداد من العلاقات التالية




    شكل 4 حساب معامل الارتداد reflected wave


    وللمحركات الاقل من 25 HP يكون قيمته 1.0 اما اذا استخدمنا كابلات طويلة فقد يصل المعامل الى 0.5 اى يتضاعف الجهد.. وهناك حسابات لاطوال الكابلات المناسبة لكل حالة من حالات switching frequency وطول الكابل الحرج اى اقصى طول للكابل يمكن استخدامه.

    وهنا تظهر الحاجة لمعاجة هذه الظاهرة المتمثلة فى ارتفاع معدل تغير الجهد بالنسبة للزمن الناتج من PWM و طول الكابل المناسب لتغذية المحرك. وقد اثمرت الابحاث الى تركيب ما يعرف ب المرشحات او الفلتر filters وتعددت انواعها. ويمكن سرد بعض منها كما يلى


    انواع الفلاتر
    ا(1) المعاوقة التعويضية:

    مبدئيا من المعروف انه فى الكابلات اذا تساوت معاوقى الكابل مع معاوقة الحمل فلا توجد هناك اى موجات منعكسة. ولكن كيف يمكن تحقيق ذلك؟ .. النظرية هى وضع معاوقة بالتوازى مع المحرك لتحقيق التوازن بين معاوقة الخط ومعاوقة المحرك. ولكن عمليا هناك صعوبة فى وضع هذه المعاوقة على اطراف المحرك ولذلك الاختيار الثانى فى وضع هذه المعاوقة بعد خرج الانفرتر مباشرة هو الاوقع.

    (2) المرشح الجيبى
    الطريقة الثانية وهى ما يسمى low pass sine wave filter وتتكون من مفاعلة حثية reactor ومفاعلة سعوية capacitor imp. على اطراف الانفرتر. كما هو موضح من شكل 5

    وبتركيب هذا الفلتر يمكن الحصول على جهد بعد الفلتر كما هو موضح بالشكل ويقارب جدا الشكل الجيبى.



    شكل رقم 5

    (3) المرشح ذو الممانعة الحثية Reactor:

    الطريقة الثالثة هى استخدام reactor فقط بالتوالى مع اطراف الانفرتر ويوضح الشكل رقم 6 طريقة التوصيل والجهد بعد الفلتر. ويلاحظ ان موجة الجهد بدات تتاثر بتاثير PWM . ويكون زمن ارتفاع الجهد اكبر من 4 ميكروثانية وهذا مستحب جدا

    (4) مرشح ذو snubber للترددات العالية

    الطريقة الرابعة هى وضع ما يسمى high frequency snubber كما هو موضح بشكل رقم 7
    وتتكون من reactor بالتوازى مع مقاومة ومكثف توازى. ويكون زمن ارتفاع الجهد اكبر من 2 ميكروثانية ويكون اقصى تردد تقطيع ل PWM هو 3.75 KHz ولا يكون هناك حظر على طول الكابل


    شكل رقم 6




    ويمكن تلخيص فوائد الفلتر كما يلى

    1- حماية المحرك من التأثير السئ لطول كابلات التوصيل
    2- تقليل dv/dt للجهد على اطراف المحرك
    3- اطالة عمر مكونات القدرة للانفرتر
    4- تقليل ال harmonice
    5- تقليل التيارات العالية الفجائية surge currents
    6- تقليل درجة حرارة تشغيل المحرك
    7- تحسين معامل قدرة تشغيل المحرك

    واخيرا اوضح الدوائر العملية لتركيب الفلتر
    شكل الفلتر العملى كما هو موضح بشكل رقم 7




    شكل رقم 7



    والشكل التالى يوضح توصيل الفلتر على اطراف الانفرتر



    شكل رقم 8


    تعليق ختامى:


    كما وضح فان switching frequency للانفرتر عامل مؤثر وخطير وزيادتها عند حد معين يسبب مخاطر كبيرة للكابل والمحرك على السواء ولكن فى نطاق الترددات المعتدلة (من 2 الى 4 كيلوهرتز) فانه يؤدى الى تحسن اداء المحرك من حيث التيار حيث يدفع التيار الى اخذ الشكل الجبيى بنعومة اكثر smoothing وهذا يؤدى الى تحسين خواص المحرك الديناميكية
    رحم الله استاذى الدكتور توفيق رضوان واسكنه فسيح جناته...الرجاء الدعاء له بالمغفرة.ولى بحسن الخاتمة......

  5. #5
    عضو مجلس إدارة المنتديات الصورة الرمزية DriveMaster
    تاريخ التسجيل
    Sep 2005
    الدولة
    EGYPT
    المشاركات
    86

    استخدام الانواع المطورة من IGBT للحد من dv/dt

    Soft Switching Technology


    مقدمة
    تستخدام مغيرات السرعة طريقة PWM لتوليد نبضات فائقة السرعة لعنصر IGBT لانتاج جهد متغير وتردد متغير للتحكم فى سرعة المحركات. ونتيجة ان IGBT يمكن ان يغذى بنبضات تصل سرعتها الى 15 Khz فقد نحصل على بعض التحسينات والمميزات وهى:
    1- نستطيع الحصول على عزوم اكبر خاصة فى السرعات القريبة جدا من الصفر
    2- تشغيل هادئ للمحرك وخفض نسبة الضوضاء
    3- تحسين استقرار نظام التحكم عند السرعات البطيئة وذلك لتقليل نسبة الاهتزازات فى السرعة.

    ولكن للاسف سرعة تردد النبضات ل IGBT تؤدى الى نتائج غير مرغوب فيها حيث ينتج منها تغيرات سريعة جدا للجهد بالنسبة الى الزمن dv/dt مما يؤدى الى حدوث اجهادات على عزل المحرك.

    وبالقاء نظرة سريعة على PWM نجد ان موجة الجهد الممثلة بموجة جيبية وعمليا الجهد المغذى الى الحرك مباشرة يكون 380 volt وبتردد 50 هرتز ويكون الجهدpeak على المحرك والكابل المغذى له 537 فولت ولذلك اذا كان عزل المحرك يقبل حتى 1000 فولت فليس هناك اى مشكلة.





    شكل رقم 1

    وبالنظر الى الجهد المعدل بواسطة PWM كما فى شكل رقم1 نجد ان الجهد مقطع اى يرتفع من الصفر الى اقصى قيمة له عدد كبير جدا من المرات بحسب قيمة تردد التقطيع switching frequency . اما عن الزمن الذى سيرتفع فيه الجهد من الصفر الى اقصى قيمة كما هو موضح فى شكل رقم 2 فيعتمد على فيمة معاوقة المحرك بالنسبة الى قيمة معاوقة الكابل المغذى له. واختلاف القيمتين ينتج ما يسمى الجهود المنعكسة reflected voltage wave
    وتسبب هذه الجهود المنعكسة موجات ذات peaks عالية مرات عديدة



    شكل رقم 2



    المشكلة كلها تنبع من القيمة العالية ل dv/dt ولذلك تواصلت الابحاث لمحاولة تقليل هذه القيمة من ناحية IGBT نفسه.الشكل رقم 4 يوضح قيمة dv/dt فى حالة استخدام ترنزيستور و الشكل رقم 5 يوضح خصائص IGBT من النوع العادى ويظهر فيه ان قيمة dv/dt هى 10 كيلوفولت/ميكروثانية كبيرة جدا بالمقارنة بالترانزيستور 1.5 كيلوفولت / ميكروثانية.

    ومضت الابحاث فى طريق تقليل dv/dt قدر المستطاع من ناحية IGBT الى ان توصلت الى انتاج IGBT ذو خصائص مميزة تقلل من قيمة dv/dt وسمى باسم Soft Switching IGBT

    بالمقارنة بشكل رقم نجد ان باستعمال IGBT ذو خاصية soft switching قد انخفضت نسبة dv/dt الى النصف تقريبا عند نفس ظروف التشغيل. هذا التحسن الهائل فى قيمة dv/dt سيؤدى حتما الى انخفاض قيمة الجهود العالية peaks على المحرك. ولهذا نستطيع استخدام المحرك بدون الى احتياطات.



    شكل رقم 3




    شكل رقم 4




    شكل رقم 5



    والشكل رقم 6 يوضح مقارنة بين الترانزيستور العادى و IGBT العادى و IGBT ذو خاصية soft switching من حيث طول الكابل والجهد peak الواصل للمحرك ويظهر بوضوح مميزات soft swiching IGBT عن النوع القياسى.



    شكل رقم 6

    ويمكن تلخيص الفوائد من هذهالخاصية كلالاتى

    تقليل الاجهادات على عزل المحرك يؤدى الى زيادة عمر تشغيل المحرك
    امكانية استعمال محركات ذات قيمة عزل 1000 فولت يؤدى الى الاقتصاد فى سعر المحرك والمشروع ككل
    زيادة طول الكابل المغذى للمحرك بدون وضع فلتر والذى بدوره يؤدى الى تقليل اقتصاديات المشروع

  6. #6
    V.I.P Member
    تاريخ التسجيل
    Jan 2006
    الدولة
    kuwait
    المشاركات
    76

    مشاركة: اسئلة شائعة عن المحركات والتحكم واجاباتها

    جزاك الله خيرا أيها الأخ الكريم
    أرجو من حضرتك توضيح الفرق بين كل من:

    *Sensorless vector inverter
    *Drive with Torque control
    *Field-oriented vector inverter
    *Flux Vector Inverter


  7. #7
    عضو مجلس إدارة المنتديات الصورة الرمزية DriveMaster
    تاريخ التسجيل
    Sep 2005
    الدولة
    EGYPT
    المشاركات
    86

    مشاركة: اسئلة شائعة عن المحركات والتحكم واجاباتها

    [QUOTE=خالد المهندس] جزاك الله خيرا أيها الأخ الكريم
    أرجو من حضرتك توضيح الفرق بين كل من:

    *Sensorless vector inverter
    *Drive with Torque control
    *Field-oriented vector inverter
    *Flux Vector Inverter

    [/QUOTE

    *Sensorless vector inverters
    نوع التحكم فى هذا الانفرتر يسمى Vector Control وهى تقنية حديثة يتم بها التحكم فى المحرك الثأثيرى بنفس منطق التحكم فى محرك التيار المستمر ويعطى خصائص متميزة من حيث سرعة الاستجابة ودقة التحكم فى السرعة والعزم. ويسمى sensorless لانه لا يستخدم انكودر لقياس سرعة المحرك بل يتم حسابها رياضيا

    Drive with Torque control:

    يعنى ذلك اننا نتحكم فى مقدار العزم الذى يخرجه المحرك ولا نتحكم فى سرعته حيث انه فى هذه الطريقة نحدد امر العزم ونرك السرعة التى يدور بها المحرك تحدد بواسطة الحمل الميكانيكى ولا نتحكم بها. ويطبق فى داخل برمجة مغير السرعة PI Torque controller
    ما PI Speed controller فانه فى هذه الحالة لا يعمل. وغالبا ما تستخدم هذه الطريقة فى العمليات الصناعية التى تحتاج الى عزم ميكانيكى ثابت ...مثلا فى صناعة الورق نجد ان الورق الذى يتم درفلته بين محركين يجب ان يكون العزم النسبى بينهما ثابتا كى لا ينقطع Paper Sheet وهكذا

    *Field-oriented vector inverter:
    هو نفس Sensorless vector inverter ولكن يشمل وجود انكودر او عدمه... واعتبره هو الاسم الاكاديمى لهذه الانواع

    *Flux Vector Inverter:

    هو نفس المسمى السابق و لا فرق

  8. #8
    عضو مجلس إدارة المنتديات الصورة الرمزية DriveMaster
    تاريخ التسجيل
    Sep 2005
    الدولة
    EGYPT
    المشاركات
    86

    مشاركة: اسئلة شائعة عن المحركات والتحكم واجاباتها

    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.
    رحم الله استاذى الدكتور توفيق رضوان واسكنه فسيح جناته...الرجاء الدعاء له بالمغفرة.ولى بحسن الخاتمة......

  9. #9
    عضو مجلس إدارة المنتديات الصورة الرمزية DriveMaster
    تاريخ التسجيل
    Sep 2005
    الدولة
    EGYPT
    المشاركات
    86

    الفرملة الكهربية للمحركات

    الفرملة الكهربية للمحركات



    مقدمة:
    تستخدم مغيرات السرعة فى كثير من التطبيقات العملية وتتنوع من حيث نوع التطبيق من التحكم فى السرعة او التحكم فى العزم. اكثر الانواع انتشارا هو التحكم فى المحرك بحيث ان السرعة و العزم يكون دائما فى اتجاه واحد ويسمى عمليا Single Quadrant وهذا يعنى انه دائما مسار الطاقة (الطاقة = العزم * السرعة ) يكون دائما من المصدر عبر الانفرتر الى المحرك وخير مثال على ذلك احمال الطلمبات والمراوح.
    ذكرت فى اول الحديث ما سمى Single Quadrant فهل يوجد انواع اخرى من التشغيل؟ نعم وهى

    Two Quadrant: تعرف على انها ذلك النوع من الانفرتر الذى فيه اتجاه الدوران ثابت ولكن اتجاه العزم متغير اى انه يكون موجب او سالب. اى ان انجاه الطاقة ممكن ان يكون من الانفرتر الى المحرك او من المحرك الى الانفرتر. ومثال على ذلك عند تباطؤ المروحة فان الطاقة بداخلها تتجه الى الانفرتر.

    Four Quadrant: يعرف على انه ذلك النوع الذى يمكن عكس حركته ويكون اتجاه الحركة يمكن تغييره و اتجاه العزم يمكن ايضا تغييره. فهو يشمل two quadrant ولكن فى اتجاهى الدوران الموجب والسالب.

    الشكل رقم 1 يوضح الانماط المختلفة للتشغيل


    شكل رقم 1


    حقيقة الامر ان العزم السالب يعنى فرملة braking وهذه الفرملة مطلوبة ولا غنى عنها فى الكثير من التطبيقات. استخدمت الفرامل الميكانيكية اساسيا فى كثير من التطبيقات ولكنها قد لا تفى بالغرض من وجهة نظر التحكم فى وقت الفرملة و اقتصاديات التشغيل ولهذا ظهرت الفرامل الكهربية كحل ممتاز اقتصاديا وعمليا للتحكم .

    الفرامل الكهربية:
    لها انواع متعددة ولكن قبا الخوض فى هذه الانواع يجب ان ننظر اولا الى الحمل الميكانيكى. فالمطلوب هو فرملة الحمل فى وقت محدد او ان طبيعة الحمل فى بعض فترات التشغيل يعمل فى مرحلة generation اى ان الحمل هو الذى يدير المحرك على سبيل المثال عربة تعمل بمحرك كهربى وتنحدر على طريق.
    ويجب ان نعرف ان الفرملة هى سحب طاقة من الحمل بغرض ايقافه... مثلا فرامل السيار تسحب الطاقة من حركة السيارة وتستهلكها على صورة طاقة حرارية. ولذلك يجب ان يكون النظام المفرمل قادرا على استيعاب هذه الطاقة وتحويلها الى صورة اخرى.
    هذه الطاقة تعتمد على عزم الفرملة وسرعة الحمل وتحسب الطاقة الميكانيكية للفرملة من المعادلة رقم 1





    حيث ان n هى سرعة المحرك و w هى سرعة المحرك الزاوية
    ونفهم من المعادلة انه بزيادة السرعة نحتاج الى طاقة اعلى للفرملة


    والان ماهى الطاقة الفعالة الى يستهلكها ال DRIVE
    تحسب من العلاقة




    انواع الاحمال:

    تقسم عامة الاحمال الى نوعين احمال ثابتة مع السرعة او احمال لها علاقة تربيعية مع السرعة اى عزم الحمل يتناسب مع مربع السرعة وايضا مع مكعب الطاقة power

    1- الحمل الثابت: مثال له احمال السيور conveyor



    ا




    2- العزم التربيعى: احمال المراوح والطلمبات Fan - Pump








    حسابات عزم و قدرة الفرملة المطلوبة:

    من المعروف ان فى حالة التشغيل الثابتة فان عزم المحرك يساوى عزم الحمل مضافا الية عزم الاحتكاك والذى يتناسب مع سرعة دوران المحرك. وعند التسارع او التباطؤ يظهر تاثير عزم القصور الذاتى والذى يتناسب مع معدل تغيير السرعة بالنسبة للزمن. ويمكن كتابة الصورة العامة لمعادلة العزم كالاتى




    حيث ان



    : معدل التسارع ( العجلة)


    : معامل الاحتكاك

    والان لناخذ هذه الحالة وهى ان الحمل ثابت. والانفرتر لا يستطيع توليد عزم للفرملة سالب لانه من النوع single quadrant وعلى العموم يمكن حساب عزم الفرملة المطلوب من العلاقة:





    عمليا من الصعب تحديد قيمة معامل الاحتكاك ولذلك يمكن اهماله.
    ولعدم وجود فرملة فان الحمل يتباطئ طبيعيا وياخذ زمن يعتمد اساسا على كتلة الحمل ومنها على قيمة معامل القصور الذاتى J ويمكن صياغة المعادلة على اساس انه المحرك لا يعطى عزم وتكون كالاتى:




    ويمكن حساب الزمن الطبيعى لسكون المحرك من اعادة ترتيب المعادلة السابقة:




    مثال:
    معامل الاحتكاك للحمل 60 Kgm2 وعزم الحمل 800 Nm وسرعة دوران الحمل 1000 rpm
    يكون الزمن الازم لتوقف الحمل طبيعيا هو









    حوالى 8 ثوانى !!! فى بعض التطبيقات هذا الزمن كبير جدا ولذلك يلزم عمل فرملة. وعادة الفرملة تدخل عند سرعة معينة ولندرس حالة مروحة قدرتها 90 Kw ومعامل القصور الذاتى لها 60 Kgm2 وتدور بسرعة 1000 rmp . والمطلوب ان تتوقف المروحة فى خلال 20 ثانية.
    يجب اولا ان نحسب طاقة المروحة عند بداية الفرملة من العلاقة التالية




    ويمكن حساب متوسط القدرة المطلوبة من الفرملة بقسمة الطاقة على الزمن المطلوب للفرملة.




    اذا الطاقة المطلوب سحبها من الحمل هى 16.4 Kw هذا اذا تم تطبيق الفرملة مباشرة عند 1000 rpm ولكن الافضل هو تطبيق الفرملة عند سرعات منخفضة بما لا يؤثر على الزمن الكلى للفرملة.
    مثلا من الحسابات نستنتج ان اذا تركت المروحة تتباطأ طبيعيا فان السرعة تنخفض من 1000 قحة الى 500 rpm فى زمن مقداره 10 ثوانى. وعند 500 rpm يكون الحمل فقط 25% من الحمل عند 1000 rpm وتكون الطاقة المطلوبة للفرملة ايضا اقل وبالحسابات تكون القدرة المطلوبة للفرملة من 500 rpm الى سرعة صفر حوالى 8 Kw.










    اذا يجب ان يستهلك كهربيا 8 Kw وعندما نتطرق الى انواع الفرامل الكهربية سنعرف كيف نستهلك هذه القدرة.



    ما هو مفهوم اعادة الطاقة Regeneration

    يجب ان نفهم الاتى جيدا. يدور المحرك بسرعة اقل من سرعة المصدر اى انه اذا كان تردد المصدر 50 هرتز والمحرك ذو اربع اقطاب يكون سرعته الاسمية 1500 rpm ولكن المحرك يدور بسرعة اقل من ذلك ويطلق على الفرق بين سرعة دوران المحرك وسرعة مصدر الجهد (الانزلاق او Slip) . فعندما يدور المحرك بسرعة اقل من سرعة التزامن تنتقل الطاقة من المصدر عبر الانفرتر الى المحرك الى الحمل.\
    ولكن عندما يدور المحرك بسرعة اكبر من التردد الذى يخرجه الانفرتر تنتقل الطاقة من المحرك الى الانفرتر. ويحدث ان تكون سرعة المحرك اعلى من التردد الخارج من الانفرتر فى حالة انقاص امر سرعة المحرك speed reference او فى حالة مثلا ان الحمل فى لحظة ما هو الذى يدير المحرك. وهذه الحالة تسمى Regeneration
    واذا كان الانفرتر يحتوى على diode bridge فان مسار الطاقة الراجعة من المحرك يجب استهلاكها والتخلص منها بطريقة ما.
    وعمليا بسبب الموحدات الموضوعة على IGBT كما بالشكل ترجع الطاقة من المحرك الى المكثف ببساطة يعمل المحرك كمصدر جهد متردد ويتم توحيده بواسطة هذه الموحدات.



    شكل رقم 2 مخطط انفرتر



    وتبعا لذلك تتجه الطاقة مباشرة الى المكثف فيرتفع جهده وتزيد الطاقة المخزنه داخله.

    انواع الفرامل الكهربية فى مغيرات السرعة:

    بالرجوع إلى تركيب الانفرتر نجد انه يتكون من مرحلة توحيد rectifier وتحتوى على مكثف ومرحلة تحويل inversionِDC to AC . اذا مسار الطاقة من المصدر الى دوائر التوحيد الى الانفرتر الى المحرك.

    وكما قلنا سابقا ان الفرملة هى سحب طاقة من المحرك وبالتحديد الطاقة الفعالة active power. ومن هذا الاساس يمكن تعريف عدة انواع من الفرامل الهربية كالاتى

    1- الفرملة بواسطة خفض السرعة الى السكون Ramp Speed reference Decrease to Zero


    وهذه الطريقة تعتمد على خفض امر السرعة الى الصفر خلال فترة زمنية محدة Ramp deceleration فينتج الانفرتر عزم سالب.

    2- الفرملة بواسطة مقاومة ومقطع Braking resistor and braking chopper:

    فى مرحلة ايقاف المحرك ينتج طاقة فى المحرك بسبب عملية الفرملة ويجب التخلص منها.
    تعتمد هذه الطريقة على سحب الطاقة من المحرك وهذه الطاقة الناتجة من المحرك تخزن فى المكثف الموجود فى الانفرتر وتظهر على صورة جهد فترتفع قيمة الجهد.

    اذا الطاقة الناتجة من فرملة المحرك تظهر على صورة ارتفاع فى الجهد على المكثف ولكن
    للحد من قيمة ارتفاع الجهد على المكثف هناك طريقتين:

    اولهما ان يوقف الانفرتر مسار الطاقة من المحرك الى المكثف:
    وهذا يتم بتحديد اقصى قيمة لعزم الفرملة (العزم السالب) للحصول على جهد ثابت للمكثف او (dc-link voltage)
    وتسمى هذه الطريقة بالحماية ضد زيادة الجهد على dc-link وهى مستخدمة بكثرة فى الانفرتر.

    الطريقة الثانية وهى استهلاك الطاقة الزائدة فى مقاومة حرارية. توصل هذه المقاومة بالتوازى مع المكثف عن طريق دائرة تقطيع Chopper Switch. وببساطة طريقة العمل كالاتى: عند حدوث الفرملة تتجه الطاقة من المحرك الى dc-link فيرتفع الجهد على المكثف. عند وصول الجهد على المكثف الى قيمة معينة بيدا chopper فى العمل فيضع المقاومة فى طريق الطاقة فتستهلكها بحيث تحافظ دائما على قيمة جهد المكثف. وبهذا تتحول الطاقة الى حرارة تماما كالفرملة الميكانيكية.


    شكل رقم 3 توضيح مكان تركيب المقاومة بين طرفى L1-L2





    شكل رقم 4 ديناميكية رجوع الطاقة واستهلاكها فى المقاومة




    شكل رقم 5 صورة مقاومة عمليا


    ولهذا النظام مميزات عديدة وهى
    - بسيط
    - غير مكلف
    - لا يعتمد عمل chopper على وجود جهد على دخل الانفرتر وهذه مثلا حالة مهمة جدا وخاصة فى تطبيقات المصاعد اذا انقطع التيار الكهربى.
    ولكن له عيوب وهى
    - ضياع الطاقة على صورة طاقة حرارية وبذلك لا يستفاد منها
    - الاحتياج الى نظام تبريد للمقاومة
    متى اذا نستعمل هذه الطريقة؟
    - اذا كان النظام يحتاج الى فرملة بصورة متعددة
    - كمية الطاقة الازمة للفرملة صغيرة نسبيا مقارنة بالطاقة الازمة لتغذية الحمل
    - الاحتياج للفرملة خلال حالة انقطاع مصدر الجهد


    3 .الفرملة بواسطة استخدام Anti-parallet thyristor brigde

    هل نستطيع ارجاع الطاقة الى المصدر بدلا من استهلاكها فى المقاومة الحرارية كالطريقة السابقة؟ نعم اذا استخدمنا دائرتى توحيد بواسطة ثايرستور احداهما عكس الاخرى. احداهما تسمى forward bridge وتغذى الانفرتر فى حالة التشغيل العادى والاخرى تسمى reverse bridge و تعمل فى حالة الفرملة لارجاع الطاقة الى المصدر.

    شكل رقم 6 مخطط ل anti-paralled thyristor bridge


    ويتم التحكم بشكل مستمر فى زاوية اشعال الترانزيستور لكى نحافظ دائما على جهد Vdc ثابت.




    3- الفرملة بواسطة حقن التيار:
    هذه الطريقة تعتمد على ايقاف المجال الدوار بواسطة وضع جهد ثابت dc على اطراف لمحرك. ويمر تيار dc فى ملفات المحرك. وعمليا يتم انقاص سرعة المحرك بواسطة خفض امر السرعة speed reference على صورة ramp ثم عند سرعة معينة يتم تغذية المحرك بجهد مستمر ( عن طريق الانفرتر ايضا) فيقف المحرك.
    يظهر شكل رقم 7 عملية دخول الفرملة عند سرعة مقابلة ل 3 هرتز بقيمة جهد 2% لمدة زمنية محددة t2 لايقاف المحرك تماما.
    وشكل رقم 8 يوضح توصيل المحرك فى حالة الحقن
    وشكل رقم 9 يوضح مقارنة بين التوقف الطبيعى والتوقف بواسطة امر السرعة والتوقف بواسطة الحقن.



    شكل رقم 8 طريقة توصيل المحرك فى حالة حقن التيار المستمر



    شكل رقم 9 عمليات الفرملة المختلفة


    a : توقف طبيعى بدون فرملة
    b: توقف بواسطة تغيير امر السرعة decelerating speed reference
    c : حقن تيار 150% من تيار المحرك
    d : خقن تيار 200% من تيار المحرك




    شكل رقم 7 عملية حقن التيار




    واخيرا نريد نقول ان فرملة المحرك الكهربية تتيح خاصية التحكم فى زمن الفرملة وهذا لا يتحقق فى الفرامل الميكانيكية ولكن لا يمكننا الاستغناء تماما عن الفرملة الميكانيكية. فمثلا عند توقف المحرك تماما من الافضل ادخال فرملة ميكانيكية للمحافظة على وضعه وايضا لضمان عدم تحرك الحمل على سبيل المثال احمال الاوناش. اما اذا استمرت الفرملة بعد عند السرعة صفر فان المحرك سوف ترتفع حرارته.
    وقد نلجا فرملة المحرك كهربيا فقط والحفاظ عليه فى زضع الثبات بواسطة ما يسمى تشغيل المحرك بسرعة صفر Zero Speed Operation وتظهر هذه الطريقة جليا عند استخدام طريقة Vector Control كمتحكم. وسيتضح ذلك امشاء الله عند الحديث على Vector Control







    رحم الله استاذى الدكتور توفيق رضوان واسكنه فسيح جناته...الرجاء الدعاء له بالمغفرة.ولى بحسن الخاتمة......

  10. #10
    رئيس مجلس إدارة المنتديات و المشرف العام الصورة الرمزية sayed saad
    تاريخ التسجيل
    Sep 2005
    الدولة
    الكويت
    المشاركات
    6,249

    مشاركة: اسئلة شائعة عن المحركات والتحكم واجاباتها

    الأخ الكريم م/ DriveMaster
    السلام عليكم و رحمة الله و بركاته
    حقيقى لا توجد كلمة شكرا توافيك حقك فى هذة المحاضرة القيمة (محاضرة علمية عملية) جزاك الله عنا خيرا
    و انا أعلم مدى المجهود المبذول فى كتابة هذة المحاضر بالذات لانه للاسف حتى الأن جميع المنتديات العربية لا تحتوى على طريقة مباشرة لكتابة المعادلات الهندسية و حضرتك مدعم المقاله كلها بمعادلات فى صيغة صور و بالطبع هذا اسلوب مرهق و متعب للغاية للكاتب واقول لك بارك الله لك فى اولادك وجعلهم من الصالحين ان شاء الله و جعل عملك فى ميزان حسناتك

    و اخيرا اكرر شكرى للاخ الزميل DriveMaster

    تقبلوا تحياتى
    مهندس / سيد سعد

    رئيس مجلس الإدارة و المشرف العام
    على شبكة منتديات رابطة مهندسى الكهرباء العرب
    1 - منتديات نظم القوى الكهربائية و شبكات النقل
    2 -المنتدى العلمى لمهندسى الشركة المصرية لنقل الكهرباء


صفحة 1 من 30 123411 ... الأخيرةالأخيرة

معلومات الموضوع

الأعضاء الذين يشاهدون هذا الموضوع

الذين يشاهدون الموضوع الآن: 1 (0 من الأعضاء و 1 زائر)

المواضيع المتشابهه

  1. المحركات الخطوية والتحكم بها
    بواسطة أحمد خضور في المنتدى قسم المحركات الكهربية و دوائر التحكم المبرمج PLC
    مشاركات: 15
    آخر مشاركة: 19-03-12, 11:40 PM
  2. المحركات الخطوية والتحكم بها
    بواسطة أحمد عباس محمد في المنتدى قسم المحركات الكهربية و دوائر التحكم المبرمج PLC
    مشاركات: 0
    آخر مشاركة: 19-09-11, 09:24 PM
  3. مغيرات التردد والتحكم فى سرعة المحركات الكهربائية
    بواسطة elnaggary في المنتدى قسم المحركات الكهربية و دوائر التحكم المبرمج PLC
    مشاركات: 7
    آخر مشاركة: 22-10-10, 10:54 AM
  4. اسئلة شائعة عن المحركات والتحكم واجاباتها
    بواسطة DriveMaster في المنتدى SIMATIC Automation systems (Siemens)
    مشاركات: 167
    آخر مشاركة: 03-01-10, 10:50 AM
  5. أسئلة شائعة عن المحركات والتحكم واجاباتها
    بواسطة ابراهيم السويح في المنتدى قسم المحركات الكهربية و دوائر التحكم المبرمج PLC
    مشاركات: 3
    آخر مشاركة: 20-05-07, 11:34 AM

الكلمات الدلالية لهذا الموضوع

المفضلات

المفضلات

ضوابط المشاركة

  • لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
  • لا تستطيع الرد على المواضيع
  • لا تستطيع إرفاق ملفات
  • لا تستطيع تعديل مشاركاتك
  •  

 

 

Flag Counter