LearnElectricals · أسئلة الإنترفيو · القسم 4 من 9
الانفرتر بقى في كل مكان، والإنترفيو بيحب يسأل عن الأعطال: «الانفرتر بيدّي OV وقت الوقوف، ليه؟». الأسئلة دي عامة لكل الماركات. أكواد العطل وأرقام الباراميترات بتختلف من ماركة للتانية، فقول الفكرة وبعدين قول «وبرجع للمانيوال للباراميتر بالظبط».
3 أجزاء: رِكتيفاير (دايودات) بيحوّل الـ AC لـ DC، الـ DC Bus فيه مكثفات بتنعّم الجهد، والإنفرتر (IGBTs) بيقطّع الـ DC بسرعة بطريقة PWM فيطلع للموتور جهد وتردد متغيرين.
الموتور بيشوف الجهد على شكل نبضات بعرض متغير، بس التيار بسبب حث الملفات بيطلع تقريبًا Sine.
فيه كمان: دايرة شحن مبدئي (Precharge) للمكثفات، وترانزستور فرملة (Brake Chopper) في أغلب الأحجام الصغيرة والمتوسطة، وكارت كنترول.
عشان الفيض المغناطيسي في الموتور يفضل ثابت. موتور 400 V / 50 Hz نسبته 8 V/Hz، فعلى 25 Hz الانفرتر يدّيه حوالي 200 V. لو طلّع 400 V على 25 Hz القلب هيتشبّع والتيار يعلى جدًا، ولو قلّل الجهد زيادة العزم هيقل.
فوق 50 Hz الجهد مبيقدرش يزيد عن جهد الشبكة، فالنسبة بتقل وده اسمه Field Weakening.
عند سرعات قليلة جدًا بيتزوّد شوية جهد (Torque Boost) عشان يعوّض هبوط الجهد في مقاومة الملفات.
V/f: بيطلّع جهد بنسبة ثابتة مع التردد من غير ما يحسب العزم، بسيط ومناسب للمراوح والمضخات وأكتر من موتور على انفرتر واحد. Sensorless Vector: بيحسب الفيض والعزم من نموذج للموتور، فبيدّي عزم أعلى في السرعات القليلة وتنظيم سرعة أحسن، ومحتاج بيانات الموتور وأوتو تيون. Closed Loop Vector: نفس الفكرة مع إنكودر، عزم كامل حتى عند سرعة صفر ودقة عالية.
| V/f | Sensorless Vector | Closed Loop | |
|---|---|---|---|
| عزم عند سرعة قليلة | ضعيف | كويس | كامل لحد صفر |
| دقة السرعة | بيتأثر بالسليب | أحسن بكتير | عالية جدًا |
| أكتر من موتور | ينفع | لا | لا |
| محتاج | بيانات بسيطة | بيانات + Auto-tune | + إنكودر |
أمثلة استخدام الـ Vector: سيور محمّلة، خلاطات، أوناش، ماكينات بثق.
لما يكون فيه أكتر من موتور على نفس الانفرتر، لما الموتور قدرته أصغر بكتير من الانفرتر، لما يكون فيه فلتر Sine أو كابل طويل جدًا والصانع بيطلب V/f، أو أحمال خاصة زي اختبار الترانسات وبعض الأفران.
لو فيه أكتر من موتور على انفرتر واحد، كل موتور لازم يكون ليه أوفرلود ريليه خاص بيه، لأن الحماية الإلكترونية في الانفرتر بتشوف التيار الكلي بس.
في V/f عند السرعات القليلة، جزء من الجهد بيضيع في مقاومة الملفات، فالفيض بيقل والعزم يضعف. الـ Torque Boost بيزوّد الجهد شوية في الترددات القليلة عشان يعوّض ده.
لو زوّدته زيادة: القلب يتشبّع، التيار يعلى من غير عزم زيادة، الموتور يسخن، والانفرتر ممكن يفصل OC وقت البداية.
في وضع الـ Vector الانفرتر بيعمل التعويض ده لوحده أوتوماتيك.
هو تردد تقطيع الـ IGBTs في الـ PWM، غالبًا من 2 لـ 16 kHz. لو عليته: صوت الموتور يقل (يبعد عن الصوت المسموع)، التيار ينعم، بس فقد الحرارة في الانفرتر يزيد (لازم Derating)، تيار التسريب والتشويش يزيدوا، والإجهاد على عزل الموتور مع الكابلات الطويلة يزيد. لو وطيتها: الانفرتر أبرد وتسريب أقل، بس صفير الموتور أعلى.
حوالي 1.35 × جهد الخط، يعني حوالي 540 V DC (وممكن يوصل حوالي 565 V من غير حمل، ويعلى أكتر وقت الفرملة). وفي انفرتر سينجل فيز 230 V حوالي 325 V DC. المكثفات بتفضل مشحونة دقايق بعد الفصل.
لازم تستنى الوقت المكتوب على الانفرتر (غالبًا من 5 لـ 15 دقيقة حسب الحجم)، وبعدين تقيس بين +DC و −DC (أو P و N) وتتأكد إنه قريب من صفر قبل ما تلمس أي طرف.
لمبة الشحن (Charge LED) لو طافية مش دليل كافي إن الجهد راح.
لما الحمل يزق الموتور (وقت التهدئة السريعة أو حمل نازل زي ونش أو سير منحدر)، الموتور بيشتغل مولّد ويرجّع طاقة للـ DC Bus فالجهد يعلى. الـ Brake Chopper بيفتح لما الجهد يعدّي حد معيّن ويحرق الطاقة دي في المقاومة على هيئة حرارة.
بنحتاجها مع: أحمال قصورها الذاتي كبير ومطلوب وقوف سريع (مراوح كبيرة، طنابير، سنترفيوج)، أوناش وأحمال رأسية، سيور نازلة.
اختيارها:
البدائل: وقت تهدئة أطول، خاصية منع الـ OV (Stall Prevention)، وحدة Regen ترجّع الطاقة للشبكة، أو انفرتر AFE، أو ربط DC Bus بين انفرترات.
الانفرتر شاف تيار عدّى حد الحماية بسرعة. أسبابه: وقت تسارع قصير زيادة، شورت أو عطل أرضي في الكابل أو الموتور، حمل زرجن ميكانيكيًا، بيانات موتور غلط أو Torque Boost كبير، تشغيل على موتور لسه بيلف من غير Flying Start، أو كونتاكتور على الخرج بيفتح ويقفل والانفرتر شغّال.
ابدأ بسؤال: بيفصل إمتى؟
سجّل كود العطل وتاريخ الأعطال (Fault History)، كتير من الانفرترات بتسجّل التردد والتيار وقت العطل.
جهد الـ DC Bus علي فوق الحد. أشهر سبب: وقت التهدئة (Decel) قصير والحمل قصوره الذاتي كبير فالموتور بيرجّع طاقة. أسباب تانية: حمل بيزق الموتور (ونش نازل)، جهد الشبكة عالي أو فيه Spikes، مقاومة فرملة مش متوصّلة أو مقطوعة أو الفرملة مش متفعّلة.
الحلول: طوّل وقت التهدئة، فعّل خاصية منع الـ OV، ركّب أو افحص مقاومة الفرملة، أو اختار وقوف حر (Coast to Stop) لو التطبيق يسمح.
لو بيدّي OV وهو واقف خالص، شوف جهد الشبكة ومكثفات تحسين الباور فاكتور اللي بتدخل وتخرج.
جهد الـ DC Bus وقع تحت الحد. أسبابه: جهد الشبكة واطي أو بيقع وقت تشغيل أحمال كبيرة، فاز مقطوع أو فيوز ضارب في الدخل، وصلة سايبة، كونتاكتور الدخل بيرفرف، أو مشكلة جوه الانفرتر زي ريليه الشحن المبدئي أو مكثفات ضعيفة.
عادي جدًا يظهر UV لحظة فصل الكهربا عن الانفرتر، وده مش عطل.
قيس الجهد بين الـ 3 خطوط وقت التشغيل، وفي بعض الانفرترات فيه عطل منفصل لفقد فاز الدخل (Input Phase Loss).
أوفرلود الانفرتر بيحمي الانفرتر نفسه حسب قدرته (مثلًا 150% لمدة 60 ثانية في الـ Heavy Duty). أوفرلود الموتور هو حماية حرارية إلكترونية (I²t) مبنية على تيار الموتور اللي انت دخلته في الباراميترات. الاتنين معناهم إن التيار عالي لفترة طويلة.
الأسباب: حمل ميكانيكي زيادة، تيار الموتور في الباراميترات أقل من الحقيقي، تشغيل طويل بسرعة قليلة مع موتور بمروحة على العمود، انفرتر صغير على الحمل، أو Boost زيادة.
قارن التيار اللي الانفرتر بيعرضه بتيار النيم بليت.
حرارة المشتت (Heatsink) عدّت الحد. افحص: مروحة الانفرتر شغّالة؟ الفلاتر والمشتت مليانين تراب؟ حرارة اللوحة من جوه عالية (تكييف أو مراوح اللوحة)؟ المسافات حوالين الانفرتر كفاية؟ الكارير فريكونسي عالي؟ الحمل عالي؟
كمان شوف لو الانفرتر متركّب فوق انفرتر تاني بيسخّنه، أو في الشمس، أو حرارة المكان فوق المسموح (غالبًا 40 أو 50 °C حسب الموديل، وفوقها Derating).
بعض الانفرترات بتفرق بين OH بتاع الانفرتر وإنذار حرارة الموتور (PTC/Thermistor).
الانفرتر شايف تيار بيتسرّب للأرضي من الخرج. افصل الكهربا واستنى الـ DC Bus يفضى، فك كابلات الموتور من الانفرتر، واعمل ميجر للكابل والموتور مع بعض وبعدين كل واحد لوحده. لو الاتنين سليمين، فكّر في سعة كابل طويل أو مشكلة في دايرة القياس في الانفرتر.
أماكن العطل المعتادة: علبة أطراف الموتور فيها مية أو زيت، كابل مقطوع أو مضروب، أو ملف الموتور فيه ضعف عزل.
بعد الإصلاح شغّل الموتور على الانفرتر وراقب التيار.
بعد الـ Factory Reset: بيانات الموتور من النيم بليت (القدرة، الجهد، التيار، التردد، السرعة، والـ cosφ لو مطلوب)، وضع التحكم (V/f أو Vector)، مصدر أمر التشغيل (كيباد أو أطراف أو كوميونيكيشن)، مصدر السرعة (بوتنشيوميتر، 0-10 V، 4-20 mA، كوميونيكيشن)، أقل وأعلى تردد، وقت التسارع والتهدئة، طريقة الوقوف، وحماية الموتور. وبعدين الأوتو تيون.
بعد كده: وظايف المداخل الديجيتال (Run، اتجاه، سرعات ثابتة، Reset)، المخارج (Fault، Running)، والمخرج الأنالوج.
خلّي عندك نسخة من الباراميترات (Backup على الكيباد أو بالسوفت وير) بعد ما تخلّص.
الأوتو تيون بيخلي الانفرتر يقيس خصايص الموتور (مقاومة الستاتور، الحث، تيار المغنطة) عشان نموذج الـ Vector يبقى دقيق. الـ Rotating (الدوّار) أدق لأنه بيلف الموتور ويقيس تيار اللاحمل، بس لازم الموتور يبقى مفصول عن الحمل أو حمله خفيف جدًا. الـ Static (الثابت) بيقيس والموتور واقف، ينفع لو مش قادر تفك الحمل.
قبل الأوتو تيون لازم تدخل بيانات النيم بليت صح، وإلا النتيجة هتطلع غلط.
متعملش Rotating Tune على ونش شايل حمل أو على حمل ممكن يتحرك ويعمل خطر.
ينفع في حدود، بس فوق التردد المقنّن الجهد بيفضل ثابت عند جهد الشبكة، فالفيض بيقل والعزم المتاح بيقل تقريبًا بنسبة 50/f (القدرة تقريبًا ثابتة). لازم تتأكد إن الحمل مش محتاج عزمه الكامل وإن الموتور والحمل ميكانيكيًا يستحملوا السرعة.
مثال: على 75 Hz العزم المتاح حوالي 50/75 ≈ 67% من العزم المقنّن.
المروحة والمضخة عزمهم بيزيد مع مربع السرعة، فتشغيلهم فوق 50 Hz هيعمل أوفرلود بسرعة.
شوف أقصى سرعة في كتالوج الموتور (البلي، التوازن، المروحة).
أيوه في الأحمال اللي عزمها ثابت (سيور، كمبروسرات ترددية، خلاطات). مروحة الموتور على نفس العمود فبتبطّأ والتبريد يقل، والتيار تقريبًا زي ما هو، فالموتور يسخن. الحل: Derating، أو مروحة تبريد مستقلة (Forced Ventilation)، أو حساس حرارة PTC في الملفات متوصّل للانفرتر.
في المراوح والمضخات المشكلة قليلة لأن العزم بيقل جدًا مع السرعة.
وكمان اظبط حماية الموتور الإلكترونية في الانفرتر على نوع التبريد (Self-cooled أو Forced).
بسبب قوانين التشابه (Affinity Laws): التدفق بيتناسب مع السرعة، والضغط مع مربع السرعة، والقدرة مع تكعيب السرعة. يعني لو شغّلت المروحة على 80% سرعة، القدرة تقريبًا 0.8³ ≈ 51%.
المقارنة مع التحكم بالمحبس (Throttling) أو الـ Damper: الموتور بيلف بسرعته الكاملة وبيصرف طاقة على الضغط اللي المحبس بيضيّعه.
في أنظمة فيها ضغط ثابت أو ارتفاع ستاتيكي كبير، التوفير الحقيقي أقل من الحساب النظري.
حاجتين: (1) موجة منعكسة (Reflected Wave) بتعمل Spikes على أطراف الموتور ممكن توصل حوالي ضعف جهد الـ DC Bus فتضرب عزل الموتور. (2) سعة الكابل بتعمل تيار شحن مع كل نبضة PWM، فالانفرتر يشوف تيار زيادة ويفصل OC أو Ground Fault، والتشويش يزيد.
الحلول حسب الطول والمانيوال:
أقصى طول مسموح من غير فلتر مكتوب في المانيوال، ودايمًا أقل لو الكابل Shielded.
ينفع لو محتاجه للعزل أو للتبديل بين مواتير، بس بشرط ميتفتحش ولا يتقفلش والانفرتر طالع خرج. قفله على خرج شغّال بيعمل نطّة تيار ممكن تضرب الـ IGBTs أو تعمل OC، وفتحه وهو شغّال بيعمل Spikes.
الصح: الكونتاكتور يقفل الأول وبعدين يدّي الانفرتر أمر الـ Run، وفي الوقوف الانفرتر يقف (أو يقطع الخرج) وبعدين الكونتاكتور يفتح. وكونتاكت مساعد منه يروح للانفرتر كـ Interlock.
تشغيل وإيقاف الموتور المتكرر لازم يبقى بأمر Run/Stop للانفرتر، مش بفصل كهربا الدخل كل مرة.
لا. فك كابلات الموتور من أطراف الانفرتر U و V و W الأول، واعمل الميجر على الكابل والموتور. جهد الميجر DC العالي ممكن يبوّظ الـ IGBTs والدواير الإلكترونية.
وكمان متعملش ميجر على أطراف الانفرتر نفسه إلا بطريقة الصانع (بعضهم بيوصف اختبار معيّن مع ربط الأطراف ببعض).
لأن خرج الانفرتر نبضات PWM بتردد عالي. المكثف هيبقى شبه شورت للنبضات دي، فيسحب تيار ضخم ويضرب الانفرتر أو يفصل OC، والمكثف نفسه هيسخن وممكن يفرقع.
الانفرتر نفسه باور فاكتور الدخل بتاعه (Displacement) عالي أصلًا، قريب من 0.95 أو أكتر، فالمكثفات مش محتاجة على أحمال الانفرتر.
لو فيه لوحة مكثفات عامة في المصنع، والانفرترات كتير، اتأكد إنها Detuned عشان الهارمونيكس.
كابل موتور Shielded متماثل، والشيلد متوصّل 360° (بجلاند أو Clamp معدني) عند الانفرتر وعند الموتور. أرضي الموتور يرجع للانفرتر جوه نفس الكابل، والانفرتر نفسه متأرّض كويس على شاسيه اللوحة. وكابلات الإشارة بعيد عن كابلات القدرة.
التيار مبيتأثّرش بمقاومة السلك ولا بالتشويش زي الجهد، فينفع لمسافات أطول. والـ 4 mA كبداية (Live Zero) بيخلّيك تكشف قطع السلك: لو الإشارة وقعت تحت حوالي 2 أو 3 mA، الانفرتر يقدر يدّي إنذار أو يروح لسرعة أمان.
لازم تختار نوع الدخل صح في الباراميتر وفي الجمبر أو الـ DIP Switch.
مع 0-10 V، قطع السلك بيبان كأنه أمر سرعة صفر، ومفيش طريقة تفرّق.
نفس الانفرتر ليه تقنينين: Heavy Duty (HD) بيستحمل أوفرلود حوالي 150% لمدة 60 ثانية وتياره المقنّن أقل، للأحمال الثابتة العزم (سيور، كمبروسرات، خلاطات). Normal أو Light Duty (ND) بيستحمل حوالي 110 إلى 120% لمدة 60 ثانية وتياره المقنّن أعلى، للمراوح والمضخات.
يعني انفرتر مكتوب عليه 11 kW ND ممكن يبقى 7.5 kW HD.
النسب بالظبط بتختلف من صانع لصانع، شوف الكتالوج.
اختار الانفرتر على تيار الموتور مش على الـ kW بس، خصوصًا مع المواتير كتيرة الأقطاب لأن تيارها أعلى.
الـ Setpoint هو الضغط المطلوب (مثلًا 4 bar)، والـ Feedback من ترانسميتر ضغط 4-20 mA على دخل أنالوج. الانفرتر بيقارن ويزوّد أو يقلل السرعة عشان يثبّت الضغط. وبيتظبط Sleep (يقف لما الطلب يقل والسرعة تفضل قليلة فترة) و Wake-up (يقوم لما الضغط يقع تحت حد).
خطوات:
الـ Flying Start (أو Speed Search): الانفرتر بيدوّر على سرعة الموتور اللي لسه بيلف ويمسكه من عندها بدل ما يبدأ من صفر، مفيد في المراوح اللي بتلف من الهوا أو بعد انقطاع كهربا لحظي. من غيره ممكن يفصل OC. الـ Slip Compensation: الانفرتر بيزوّد التردد شوية مع زيادة الحمل عشان يعوّض السليب، فالسرعة الفعلية تفضل قريبة من المطلوبة.
في الـ V/f من غير Slip Compensation، موتور 4 Pole على 50 Hz هيلف حوالي 1450 بدل 1500 مع الحمل.
الـ Slip Compensation محتاج سرعة الموتور المقنّنة تبقى متدخّلة صح.
مفيش أسئلة على البحث أو الفلتر ده. جرّب كلمة تانية أو اختار «الكل».
الإجابات دي عامة وبتغطي الشائع في الشغل. أرقام الباراميترات وأكواد الأعطال بتختلف من ماركة للتانية، والمانيوال والكود المحلي هما المرجع. علامات «عارفها» و«مش عارفها» بتتسجّل على الجهاز ده بس.