الأتمتة الصناعية
توصيلات التغذية الكهربائية وأنظمة التأريض لمحركات السرعة المتغيرة (VSD – Variable Speed Drives)
تُعرف أيضًا بمحركات التيار المتردد (AC Drives) أو محركات التردد المتغير (VFD – Variable Frequency Drives). هذه المحركات تُستخدم للتحكم في سرعة المحركات الكهربائية عن طريق تغيير تردد الجهد المطبق عليها. المقالة تتناول بشكل مفصل كيفية توصيل التغذية الكهربائية لهذه المحركات وكيفية تأريضها بشكل صحيح لضمان التشغيل الآمن والفعال.
1. مقدمة عن محركات السرعة المتغيرة (VSD):
- محركات السرعة المتغيرة (VSD) هي أجهزة إلكترونية تُستخدم للتحكم في سرعة المحركات الكهربائية عن طريق تغيير تردد الجهد المطبق عليها.
- تُستخدم هذه المحركات في تطبيقات متنوعة مثل أنظمة التكييف، المضخات، المراوح، والمعدات الصناعية.
- تعمل VSDs على تحسين كفاءة الطاقة وتقليل استهلاك الكهرباء عن طريق ضبط سرعة المحرك وفقًا للحمل المطلوب.
2. توصيلات التغذية الكهربائية لمحركات VSD:
- مدخل التغذية (Input Power Supply):
يتم توصيل مصدر الطاقة الكهربائية (عادةً ما يكون ثلاثي الأطوار) إلى مدخل الـ VSD. يجب أن يكون الجهد والتيار متوافقين مع مواصفات الـ VSD.- الكابلات المستخدمة: يجب استخدام كابلات ذات مقاطع عرضية مناسبة لتحمل التيار المار دون حدوث تسخين زائد.
- القواطع الكهربائية (Circuit Breakers): يتم تركيب قواطع كهربائية لحماية الـ VSD من التحميل الزائد أو حدوث قصر في الدائرة.
- مخرج الـ VSD (Output to Motor):
يتم توصيل خرج الـ VSD إلى المحرك الكهربائي. يجب أن تكون الكابلات المستخدمة هنا مقاومة للتداخل الكهرومغناطيسي (EMI) لأن الـ VSD يولد ترددات عالية قد تسبب تداخلات.- المرشحات (Filters): في بعض الحالات، يتم استخدام مرشحات (Filters) لتقليل التداخل الكهرومغناطيسي الناتج عن الـ VSD.
3. أنظمة التأريض (Earthing):
- التأريض الصحيح للـ VSD ضروري لضمان التشغيل الآمن وتقليل التداخل الكهرومغناطيسي.
- نقاط التأريض الرئيسية:
- تأريض مصدر التغذية: يجب تأريض مصدر التغذية الكهربائية بشكل صحيح وفقًا للمعايير المحلية والدولية.
- تأريض الـ VSD: يجب توصيل الطرف الأرضي للـ VSD إلى نظام التأريض العام للمنشأة.
- تأريض المحرك: يجب تأريض المحرك الكهربائي أيضًا لتجنب الصدمات الكهربائية وتقليل التداخل.
- الكابلات الأرضية: يجب أن تكون الكابلات الأرضية ذات مقاطع عرضية مناسبة وقادرة على تحمل التيار في حالة حدوث عطل.
4. التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) وكيفية تقليله:
- الـ VSDs تولد ترددات عالية يمكن أن تسبب تداخلات كهرومغناطيسية تؤثر على الأجهزة الإلكترونية القريبة.
- طرق تقليل التداخل:
- استخدام كابلات محمية (Shielded Cables) لتوصيل الـ VSD بالمحرك.
- تركيب مرشحات EMI على مدخل وخروج الـ VSD.
- التأريض الصحيح للكابلات والأجهزة.
5. معايير السلامة والجودة:
- يجب أن تكون جميع التوصيلات والتأريض مطابقة للمعايير الدولية مثل IEC 61800 (المعيار الخاص بمحركات السرعة المتغيرة).
- يجب أن يتم تركيب الـ VSD بواسطة فنيين مؤهلين لضمان السلامة والكفاءة.
6. صيانة محركات VSD:
- فحص التوصيلات: التأكد من أن جميع التوصيلات الكهربائية والأرضية مثبتة بشكل صحيح.
- تنظيف الـ VSD: إزالة الغبار والأتربة التي قد تؤثر على أداء الجهاز.
- فحص المرشحات وأجهزة الحماية: التأكد من أن المرشحات وأجهزة الحماية تعمل بشكل صحيح.
