محركات كهربية 32 -التحكم فى سرعة المحركات الحثية بتغيير كل من جهد وتردد المصدر الكهربى مع ثبات النسبة V/F- [تقنية العاكس (Inverter)]

مقدمة 

فى المحاضرات السابقة على الروابط https://wp.me/paiFWG-yX  ، https://wp.me/paiFWG-yT تناولنا التحكم فى  سرعة المحركات الحثية بالطرق الآتية :_

1- تغيير عدد الأقطاب( Ns=120F/p ،  Nr= (1-s)F/p)

ويعيبها أن التغيير محدود بسرعتين ولا يوجد مدى لتغيير السرعة 

2- تغيير السرعة بتغيير التردد

فطبق للعلاقة (Ns=120F/P) يتحقق تغيير السرعة بتغيير التردد ولكن العزم المنتج من المحرك (T) يتناسب عكسيا مع التردد ش(  ) وتغير العزم يصحبه تغير تيار المحرك زيادة أو نقصان 

3- تغيير السرعة بتغيير جهد المصدر  (Tتتناسب طرديا مع مربع جهد المصدر)

كما رأينا سابقا فإنه مشروط بقدرة منخفضة للمحرك ومدى محدود للتغير 

4- تغيير السرعة بالتحكم بالنسبة (V/F)

بتغيير الجهد والآخرى بتغيير التردد ولكل منالثلاث طرق السابقة  عيوب ومحاذير   مما أدى إلى تقنية التحكم فى سرعة المحركات الاستنتاجية بتغيير كل من تردد وجهد المصدر الكهربى بنفس نسبة التغيير اى بثبات النسبة V/F بمعنى أوضح  ΔV/V=ΔF/F والتغيير بالنسبة وإن كانت مثالية وأفضل بكثير من الطرق التقليدية إلا أنها أكثر تعقيدا فى أجهزة ونظم تحقيقها وتحتاج الإلمام بعلم الهندسة الألكترونية فمكونات النظام التحكمى مفرداتها وحدات الكترونية تقوم بوظائف عدة لتحويل جهد المصدر الكهربى من جهد ثابت القيمة والتردد الى جهد قابل التغيير فى قيمته وتردده ، فهى تشمل وحدات إلكترونية عديدة فى نسق يعالج الموجة الكهربية للمصدر تابت القيمة والتردد ليخرج موجة كهربية قابلة لتغيير كل من القيمة والتردد بنسبة V/F ثابتة فلا يتأثر عزم دوران المحرك لثبات الفيض المغناطيسى الدوار وتسمى بالانفرتر 

مكونات منظومة التحكم بالنسبة V/F ش(1)

1. موحد ضغط عالى لجهد المصدر الكهربى (H.V Rectifier) .

2.  مرشح ترددات منخفضة (Low Pass Filter)(تنعيم خرج الموحد وتخليصه من التعرجات فى مستواه )

3.  مغير جهد مستمر(DC-DC-Converter). وحدة (SMPS_Switchjng Mode Power Source)

4. عاكس (Inverter). (محول التيار المستمر إلى متردد)

5. مانع توافقيات (Harmonic Filter) . خرج الانفرتر موجة مربعة تتم تنقيتها من التوافقيات لاستخراج موجة جيبية نقية ش(4)

6. حافز نبضات العاكس(Gate Pulse Drive) . لضبط تردد السوتشات الإلكترونية بوحدة الانفرتر على التردد المطلوب

7.  مقارن تردد ى  (Frequency Dedection)  لمقارنة عينة من تردد الخرج ومراجعته ومطابقته بالتردد المطلوب وتصحيه 

8.  كاشف ترددى (Frequency-Discriminator).  لاستخلاص عينة من تردد الخرج 

9. معدل بعرض النبضة (PWM). للتحكم فى مستوى الجهد لخرج الوحدة 

10. مكبر عمليات لانحراف الجهد (Voltage Error-Amp)

 وكل وحدة منها تحتاج إلى شرح طويل وافى فى محاضرات منفصلة    

وفى الشكل الصندوقى الوظائفى ما يعطى صورة مختصرة عن تحويل مصدر جهد ثابت القيمة والتردد إلى مصدر متغير القيمة والتردد، وقد ساعد على انتشار تقنية الانفرتر التقدم الهائل فى تكنولوجيا صناعة الجوامد من أشباة الموصلات وانتاج سوتشات إلكترونية عالية القدرة فائقة السرعة من IGBT ، وال MOSFET ، وال ثاريستور

                         

                                                 ش(1)                                                                                                            ش(3)

    مظومة تحويل المصدر الكهربى إلى مصدر قابل لتغيير الجهد والتردد        مرشح الموجة المربعة من التوافقيات لاستخراج موجة جيبية 

                           ش (2)                                                                                                                    ش (4)

              الشكل الصندوقى  للمظومة                                                                  الموجة المربعة ماهى إلا سلسلة من موجات نوافقية                                                                                                                                                            بمضاعفات تردد التوافقية الرئيسة فى السلسة