אילו פרמטרי הגנה מתאימים יש להגדיר כאשר מנוע סינכרוני עם מגנטים קבועים לקומפרסור אויר עובד בשיתוף עם ציוד ממיר תדר

הפקת אויר דחוס תעשייתית מהווה אחת מהשירותים התעשייתיים שצורכים את כמות האנרגיה הגדולה ביותר באוטומציה תעשיותית, וצורכת עד 25% מההספק החשמלי הכולל של המתקנה. כדי להיפטר מההשהיה הרציפה המבזבזת אנרגיה, חבילות מדחסים מודרניות משתמשות במנוע סינכרוני עם מגנטים קבועים למדחס אויר, שנשלט על ידי מנוע משתנה (VFD) מיועד במיוחד. עם זאת, מדחסי בורג סיבוביים פועלים תחת תנודות פנאומטיות קיצוניות. שסתומים מתכווננים לקליטה גורמים להתנגדות מומנט מכנית לנוע מחצי אפס כמעט ועד 100% עומס מלא תוך מילישניות. כאשר הביקוש לאויר יורד באופן חד, הדחה מהירה של האויר מהמדחס עלולה לאלץ זמנית את ציר המנוע לפעול בכיוון ההפוך.

תנודות עומס פנאומטי וסיכונים בשיתוף פעולה בין המדחס והמניע

מחזור לחצים מהיר במדחסי בורג תעשייתיים

למחברי ברגים סיבוביים יש שינויים פתאומיים בהתנגדות מכנית במהלך דריסה של הכניסה ופעולה של המניע ללא עומס. מנוע הגריז חייב לספק תגובה מיידית של מומנט בזמן העמסה, תוך מניעת עלייה חדה מדי של הזרם. אם לולאות הזרם של הממיר מאחרות, זרמים מעביריים גבוהים יגרמו להפעלת שגיאה של חוסר-עומס (OC) לא רצויה. מצד שני, פריקה מהירה עלולה להחזיר אנרגיה קינטית למתח הישר של הממיר, מה שיוצר שגיאות של מתח יתר (OV).

סיכונים של דימגנטיזציה של הרוטור, מתח יתר וرنינה מכנית

הפעלה של מנוע עם מגנטים קבועים תחת פרמטרי ממיר שלא تمכוּן כראוי יוצרת סיכונים חמורים. גלים של זרם הסטатор בשילוב טמפרטורות פעילות גבוהות מציגים את מגנטי ה- NdFeB לסיכון לדימגנטיזציה בלתי הפיכה. בנוסף, סריקות תדר משתנות בטווח 20 הרץ עד 80 הרץ יפגשו בהכרח בתדרי רنين מכניים טבעיים של קצות האוויר של המחברים הברגיים והצינורות, מה שעלול לגרום לאי-יציבות מכנית קטסטרופלית. כדי להגן על הציוד, ENNENG מספק פתרונות תעשייתיים חזקים מנוע חשמלי למחשף אויר PMSM פתרונות בתחומים של 5 קילוואט עד 5 מגהוואט, וטווחי מתח פעילות של 110 וולט עד 690 וולט, כולל תצורות הגנה ממוקדות על הממיר.

התאמת פרמטרים חשמליים אוטומטית ומטריצות פרמטרי הגנה

זיהוי מדויק של המנוע: התנגדות הסטטור (Rs), השראות הציר הישיר (Ld), השראות הציר הרבעוני (Lq) וקבוע כוח הגרר החוזר (Ke)

לשיתוף פעולה תקין בין הממיר למנוע דרושה מודל מתמטי מדויק של מנוע מחשף האויר מסוג PMSM בתוכנת הבקרה הווקטורית. יש לקבוע במדויק את ערכי ההתנגדות של הסטטור (Rs), השראות הציר הישיר (Ld), השראות הציר הרבעוני (Lq) וקבוע כוח הגרר החוזר (Ke) באמצעות התאמה אוטומטית סיבובית או סטטית של המנוע. מאחר שמנועי מחשפי אויר עם מגנטים קבועים פנימיים מציגים נבדלות מגנטית (Lq > Ld), הזנת ערכים מדויקים של השראות מאפשרת לאלגוריתם הבקרה הממוקדת בשדה (FOC) לחשב את מיקום הרוטור בצורה מושלמת ולפרק את הזרם המייצר מומנט (Iq) מהזרם האחראי לשדה (Id), ובכך להיפטר מרעשים של זרם ותנודות מומנט.

הנחיות להגדרות הגנה של הממיר

• ערכי חסימה של חשמל עליון: לקבוע את הגבול התרמי ההישרי ב-120% מהזרם הנקוב של המנוע, עם גבול שיא זמני קצר שחוסם באופן מוחלט ב-150% למשך 10 שניות, כדי להגן על מגנטים של יסודות קלים מפני שדות שגורמים לדימגנטיזציה.
• ניהול מתח הסבב ה-DC: לאפשר בקרות מתח замורר פעילות או חוצצים של בלימת דינמיקה כדי לספוג את האנרגיה הריגנרטיבית במהלך פריקת הקצה האווירי המהירה, מבלי להפעיל התראות של עליית מתח בסבב ה-DC.
• התאמת תדירות הנושא: לכייל את תדירות הנושא של PWM בין 4 קילוהרץ ל-6 קילוהרץ. הגדרה זו מאוזנת בין הפעלה שקטה לבין הפחתת מתח ה-dv/dt על בידוד המנוע ופיחות בחום המופק מהחלפת ה-IGBT בממיר.
• רצועות דילוג למניעת רזוננס: לזהות את תדרי הרזוננס המכניים הטבעיים של חבילת המניע באמצעות ניתוח רעידות בעזרת מד מהירות, ולתכנות רצועות דילוג של ±1.5 הרץ בתוכנת הממיר כדי למנוע עצירה על מהירויות הרמוניות קריטיות.

תקנים לאמנת הבטיחות ופרוטוקולי ההפעלה

התאמה לתקנים NFPA 79 ו־IEC 61800-5-1 לבטיחות

הרכבות החשמליות של מזקקות תעשייתיות חייבות לעמוד במפורש בדרישות התקן NFPA 79 (תקן חשמלי למכונות תעשייתיות) בנוגע להגנה על מעגל המנוע המשני, ניתוק תרמי ומנועי חירום מסוג Safe-Torque-Off (STO). מונעי מהירות משתנה חייבים לקיים את הדרישות הבטיחותיות של התקן IEC 61800-5-1 הנוגעות לאיזון תרמי ולתיאום בידוד. ציוד המזקقات האלקטרו-מגנטיות (PMSM) של ENNENG כולל חיישני התנגדות תרמית פלטינה מסוג PT100 דו־ערוציים המוטמעים בתוך הקצוות הסיבוביים של הליפוף הסטטורי, ומעבירים אותות טמפרטורה אנלוגיים ישירות למעגלים הגנתיים של המניע.

פרוטוקול הפעלה שדה בן ארבעה שלבים

• התאמת אוטומטית לפני העמסה: לנתק את חגורות המניע או החיבורים של המזקקה כדי לבצע זיהוי פרמטרים חשמליים סיבוביים לפני עליית הלחץ הפנאומטי הראשונית.
• גדרות חום של התוכנית: להגדיר את גבולות האזהרה לסליל הסטטור של הממיר ב-130°מ, ואת גבולות הפסקה אוטומטית בגלל תקלה ב-150°מ (בנמוך בהרבה מגבולות הבודד של מחלקה H, שהם 180°מ).
• סריקת רעידות בעזרת מד תאוצה: לבצע עלייה מבוקרת במהירות מ-20 הרץ עד 80 הרץ, ולרשום את מהירות הרעידות המרבית בכל טווח לפי סטנדרט ISO 10816 כדי לתכנת את פסי הדלגה המדויקים.
• תחזוקת מסנן הכניסה: לנקות מדי חודש את כיסויי הכניסה לאויר של המנוע ואת המסננים בארון הלחיצה כדי להבטיח זרימת אויר קירור ללא הפרעה.

יצירת קשר

למקסם את היעילות ואת משך החיים הפעולי של מערכות הנעה למחשפי אויר בעלי מהירות משתנה דרושה שיתוף פעולה חלק בין העיצוב האלקטרומגנטי של המנוע לבין תוכנת הבקרה של הממיר. ENNENG עובדת בשיתוף עם יצרני מחשפים ומהנדסי מפעלים תעשייתיים כדי לספק פתרונות נעה למחשפים מבוססי מגנט קבוע, מוגדרים מראש ובעלי אמינות גבוהה. יש ליצור קשר עם צוות ההנדסה שלנו כדי לקבל פרמטרי התאמה של המניע ובחרות מנוע מותאמות אישית למחשפים:

• ווטסאפ: +86 18562780228
• דוא"ל:  [email protected]
• טלפון: +86 532 66000559

F AQ

שאלה: אילו פרמטרי הגנה של הממיר קריטיים ביותר כשמתחברים אותו למסננת אויר מסוג PMSM?

תשובה: הפרמטרים הקריטיים ביותר כוללים את התנגדות הסטטור (Rs), השראויות הציר d/q, קבוע ה-EMF האחורי, וגבולות הזרם המרבי בפאזה. הגדרת חסימות זרם עליונות מהירות (בדרך כלל 150% מהערך המרבי למשך 10 שניות), קבועי זמן של עיכוב תרמי, ופרופילים של איטום עקב עליית מתח על קו ה-DC מונעים את עצירת הממיר ומגינים על מסננת האויר מסוג PMSM בעת דחיית עומס פנאומטי פתאומי.

שאלה: כיצד הגדרות ההגנה מונעות את האבדן הקבוע של המגנטים בדיסק הסיבוב?

תשובה: הגדרות ההגנה מונעות את האבדן הקבוע של המגנטים באמצעות חיבור של חיישני החום של הסטטור (PT100/PTC) לעקומות עיכוב תרמי של הממיר, כדי להבטיח שהטמפרטורה של הכבלי סלילים תישאר תמיד מתחת לגבול בטיחותי למגנטים. בנוסף, הגבלת זרמי הפלט המרביים של הממיר מונעת את היווצרות שדות מגנטיים טרנסיאנטיים חזקים מדי שיכולים לפגוע במגנטים הררי-הערכיות במהלך אירועים של קצר או עצירה מלאה של הדיסק.

שאלה: למה תצורת פס דילוג תדר רזוננס היא חיונית בהתקנות מנועים חשמליים מתמידים (PMSM) למדחסי אוויר?

תשובה: מדחסי אוויר מכילים ערכות מכניות מורכבות, כולל רוטורים מסולסלים, נושאי גלגלות ומחברות צינורות. כאשר מנוע חשמלי מתמיד (PMSM) למדחסי אוויר פועל בטווח מהירויות משתנה (20 הרץ–80 הרץ), תדרי הפעולה יכולים להתנגש עם נקודות הרזוננס המכניות. תכנות פסי דילוג מונע מהמתמר להישאר באופן רציף במהירויות ההרמוניות הללו, ובכך מבטל רטט מכני מחריב ומשמר את אטמי הציר והגלגלות.