المحاضرة التانية والاخيرة عن Inverter

المحاضرة الثانية سنتكمل دراسة الانفرتر وبرمجة وتوصيل الانفرتر :

لقد تحدثنا في المحاضرة السابقة تركيب وانواعه وسنتكلم عن عنصر مهم جدا في الانفرتر وهو الفلتر .

وظيفة الفلترفي الانفرتر(Output Line Filters For PWM Inverter Fed Induction Motor) :

من المعروف ان الانفرتر يمكنه انتاج تيار مقارب جدا للشكل الجيبي (sinusoidal) ولكن الجهد الخارج من الانفرتر ليس بالشكل الجيبي حيث يتعرض لتقطيع عالي مما قد يسبب انهيار عزل المحرك مباشرة بسبب الجهد العالي الذي قد ينتج بسب الـ switching او يسبب ايضا انهيار العزل بعد فترة من التشغيل.

اذا من الواضح ان تردد الـ switching يؤثر مباشرة علي العزل المحرك والكابل المغذي ايضاً.

عملياً التقطيع يصل الي تردد 12KHz والذي يؤدي الي معدل عالي جدا في تغير الجهد مع الزمن dv/dt والذي يسبب بدوره في اجتهاد شديد للعزل.

والشكل التالي علي سبيل المثال يوضح شكل موجه الجهد الخارجه من الانفرتر يعمل بمعدل تقطيع 6KHz وعلي تردد 50Hz والمسافة بين الانفرتر والمحرك 750ft والجهد 400 فولت. وقد لوحظ ان هناك موجات للجهد تصل الي 1460 فولت.

في هذا المثال تمثل الكابلات الموصلة من الانفرتر الي المحرك وكانها خطوط نقل T.L فذالك الجهد العالي علي اطراف المحرك يسبب ظاهرة معروفة وهي الموجات المرتدة Reflected waves. 

وقد لوحظ ايضاً ان المحرك يتعرض الي تغيرات في الجهد عالية dv/dt اي نبضات الجهد تتغير بقيمة عالية جدا في زمن صغير جدا. وعدد هذه النبضات في زمن معين يحدده switching frequency او معدل التقطيع المستخدم في الانفرتر. وهذا قد يؤدي بدوره الي انهيار عزل المحرك.

وهذا ما دفع مصممي المحركات الي مرعاة ذالك عند التصميم المحرك نفسه فمثلا محرك NEMA category B صمم ليتحمل جهد لحظي حتي 1000 فولت بزمن ارتفاع Rise time ليس اقل من 2 ميكروثانية او dv/dt اقل من 500 فولت لكل واحد ميكروثانية.

وهنا ظهرت الحاجه الملحة لاستخدام الفلاتر لتقليل من قيمة dv/dt التي يتعرض لها المحرك.

عندما يتغذى المحرك بكابلات طويلة فانها تعمل كخطوط نقل والدارة المكافئة له هي كما موضح بالشكل التالي. وتعتمد قيمة الـ C capacitance ,L inductance علي طول الكابل.

وباسترجاع خصائص خطوط النقل عندما تكون المعاوقة خط النقل اقل من معاوقة الحمل فيحدث ظاهرة الارتداد Reflection للجهد والتيار وذلك ي حالات الـ Switching ويكون الجهد علي اطراف الحمل اكبر. والجدول التالي يوضح علاقة معامل الزيادة الجهد المرتد p مع قدرة المحرك :

انواع الفلاتر:


1-المرشح الجيبي :
الطريقة الثانية وهي ما يسمي low pass sine wave filter وتتكون من مفاعلة حثية reactor ومفاعلة حثية capacitor imp علي اظراف الانفرتر. كما في الشكل التالي 

وبتركيب هذا الفلتر يمكن الحصول علي جهد بعد الفلتر كما هو موضح بالشكل ويقارب جدا الشكل الجيبي.

2-المرشح ذو ممانعة حثية Reactor :
الطريقة الثالثة هي استخدام reactor فقط علي التوالي مع اطراف الانفرتر ويوضح الشكل التالي طريقة التوصيل والجهد بعد الفلتر. ويلاحظ ان موجه الجهد بدات تتأثر بتأثيرPWM ويكون زمن ارتفاع الجهد اكبر من 4 ميكروثانية وهذا مستحب جدا.

فوائد الفلتر :

1- حماية المحرك من التأثير السئ لطول الكابلات التوصيل.
2- تقليل dv/dt للجهد علي اطراف المحرك.
3- إطالة عمر المكونات القدرة للانفرتر.4- تقليل الـ harmonic.
5- تقليل التيارات العالية الفجائية surge current.
6- تقليل درجة حرارة تشغيل المحرك.
7- تحسين معامل القدرة تشغيل المحرك.

والشكل التالي يوضح توصيل الفلتر علي اطراف الانفرتر

توصيل الـ Inverter مع المحرك :

اولا شرح طرق برمجته والـ Key Pad  الخاصة به :

النوع AC DRIVE MICRO MASTER 420

التعرف علي Key Pad 

AC DRIVE MICRO MASTER 420 TERMINALS 

AC DRIVE MICRO MASTER 420 PARAMETERS