وحدة كبح الطاقة الراجعة لأنظمة UPS من غورير إلكترونيك

هل لديك UPS ومع ذلك تفقد آلتك الحماية؟

في تطبيقات ماكينات CNC والقطع بالليزر والمصاعد والأحمال الديناميكية الأخرى، قد تنشأ طاقة راجعة أثناء التباطؤ أو الكبح الكهربائي أو تغيير الاتجاه. ويتوقف وصول هذه الطاقة إلى تغذية UPS على تصميم منظومة القيادة. ليست كل عملية انتقال إلى مسار التجاوز أو كل إنذار ناتجة عن الطاقة الراجعة؛ ويجب تقييم مرحلة التشغيل وسجلات UPS معاً.

لماذا ينتقل UPS إلى مسار التجاوز؟

قد ينتقل UPS إلى مسار التجاوز بسبب زيادة الحمل أو الحرارة أو عطل أو ظروف التغذية أو نمط تشغيله. وعندما يعيد حملٌ راجع الطاقة إلى خرج UPS، قد يظهر إنذار أو يحدث انتقال إلى مسار التجاوز أو يتوقف خرج العاكس، بحسب تصميم UPS وسلوك وسائل الحماية فيه.

يختلف تباطؤ المحاور والكبح الكهربائي والتوقف المؤقت ضمن دورة الإنتاج العادية عن الإيقاف بأمر المشغّل أو الإيقاف الاضطراري. ولا يثبت سكون الآلة وخمولها، بحد ذاته، وجود طاقة راجعة. وقد تتغير شروط الحماية التي يوفرها العاكس عند العمل على مسار التجاوز؛ وتتوقف النتيجة على تصميم UPS وتغذية مسار التجاوز.

لماذا ينتقل UPS إلى مسار التجاوز عند نزول المصعد أو كبحه؟

في المصاعد المغذاة عبر UPS، قد تنشأ طاقة راجعة تبعاً لحمل المقصورة وتوازن الثقل الموازن واتجاه الحركة وتصميم منظومة القيادة. وإذا وقع إنذار UPS أو انتقال إلى مسار التجاوز أثناء النزول أو التباطؤ أو التوقف عند الطابق، يُقيَّم توقيت الحدث مع قدرة منظومة القيادة على إعادة الطاقة. ولا يثبت النزول وحده حدوث استرجاع للطاقة؛ فقد تعود الطاقة أيضاً في ظروف أخرى للحمل والحركة. ويُقيَّم تطبيق وحدة الكبح وفق تغذية UPS الخاصة بالمصعد ودورة تشغيله.

ترد الأسئلة التفصيلية عن الأعراض في قسم الأسئلة الشائعة أدناه.

وحدة غورير إلكترونيك لكبح الطاقة الراجعة في تغذية UPS

وحدة كبح الطاقة الراجعة لأنظمة UPS. حل في إلكترونيات القدرة طُوِّر للحد من آثار الأحمال الراجعة على بنية تغذية UPS. تُقيَّم الملاءمة وفق تصميم UPS والحمل وملف الأحداث. مجالات التطبيق مذكورة مرة واحدة أدناه؛ وللتوصيل ومبدأ التشغيل قسم رئيسي مستقل.

وحدة موصولة مباشرة على التوازي مع خرج UPS والحمل الراجع

تُوصل الوحدة بخرج التيار المتردد AC لوحدة UPS التي تغذي الحمل الراجع، على التوازي مع الحمل. ولا يغيّر تركيبها توصيلات ناقل التيار المستمر DC داخل UPS.

يُكبَح ارتفاع الجهد الناجم عن عودة الطاقة من الحمل نحو تغذية UPS عبر مسار حمل مضبوط. ويعالج ذلك الإنذارات ومشكلات مسار التجاوز الناتجة عن الطاقة العائدة في التطبيقات الملائمة.

مجالات التطبيق

تشمل مجالات التقييم الصناعية ماكينات CNC وآلات القطع بالليزر وأنظمة المؤازرة والروبوتات الصناعية والرافعات وأنظمة الرفع والمصاعد ومنصات الاختبار وآلات الإنتاج التي تتحكم فيها منظومات القيادة. ويُفحص لكل تطبيق على حدة ما إذا كانت آثار الطاقة الراجعة تصل إلى تغذية UPS.

تتعلق الأمثلة القائمة للتصوير بالرنين المغناطيسي والتصوير المقطعي والجراحة الروبوتية والعلاج الإشعاعي وأجهزة الطرد المركزي المختبرية الكبيرة بالتقييم التقني لبنية تغذية UPS المرتبطة بها. ولا تتضمن ادعاءً بالتوصيل المباشر بإلكترونيات الجهاز الطبي الداخلية أو بالتوافق مع الأجهزة الطبية أو بالحصول على شهادة اعتماد لها.

كيف تُحدَّد القدرة ودورة التشغيل؟

يراعي تحديد الحجم الملائم قدرة UPS وخصائص الحمل والقدرة والطاقة العائدتين ومدة الحدث ومعدل تكراره ودورة التشغيل معاً. ويُحدَّد حجم وحدة التحكم ومقاومة الكبح والحماية والتبريد وفق التطبيق الفعلي.

تقييم دمج الوحدة مع أنظمة UPS المعيارية

قد يؤدي الربط الخارجي لناقلات DC في وحدات صُممت بناقلات مستقلة إلى مخاطر تقنية تتعلق بتنظيم الجهد والتيارات الدائرية وتقاسم الحمل وتنسيق الحماية. ويعتمد سلوك انتشار العطل على بنية UPS.

لا يربط تطبيق الوحدة الموازي للخرج ناقلات DC الخاصة بالوحدات بعضها ببعض. ويراعي دمجها مع أنظمة UPS المعيارية والمثبتة في الرفوف بنية الوحدات لدى المصنّع وتقاسم الحمل عند الخرج وتنسيق الحماية.

الأسئلة الشائعة

1. لماذا قد يؤدي حمل راجع في ماكينة CNC أو آلة ليزر إلى انتقال UPS إلى مسار التجاوز؟

أثناء التباطؤ ضمن دورة الإنتاج أو الكبح الكهربائي، قد تعيد منظومة قيادة ذات تصميم مناسب الطاقة إلى تغذية UPS. تختلف استجابة UPS بحسب الطراز؛ وليست كل حالة انتقال إلى مسار التجاوز ناتجة عن طاقة راجعة. راجع تقييم سجل الأحداث والقياسات.

2. هل يحل اختيار UPS أكبر حجماً المشكلة؟

لا تضمن زيادة القدرة الاسمية وحدها الحل. يُقيَّم تحديد الحجم وفق ملف الحمل وطاقة الحدث ودورة التشغيل معاً.

3. كيف تُوصل وحدة الكبح إلى UPS؟

تُوصل بخرج AC لوحدة UPS على التوازي مع الحمل، وليس بناقل DC. راجع وصف التوصيل والتركيب الرئيسي.

4. هل يمكن استخدامها مع أنظمة UPS المعيارية والمثبتة في الرفوف؟

يمكن تطبيقها في المشاريع الملائمة. لا تُجمع ناقلات DC الخاصة بالوحدات. ويراعي الدمج بنية وحدات UPS وتقاسم الحمل عند الخرج وتنسيق الحماية.

5. هل يحتاج كل نظام UPS إلى هذا الحل؟

لا. يجب أولاً تقييم سبب الحدث وخصائص الطاقة الراجعة للحمل؛ ولا تكون الوحدة مطلوبة تلقائياً للأحمال العادية التي تعمل دون مشكلات.

6. هل ينجح مع أنظمة UPS من الفئة الأساسية والمتوسطة؟

مع التقييم التقني وتحديد الحجم المناسبين، يمكن استخدام أنظمة UPS من الفئة الأساسية والمتوسطة أيضاً في تطبيقات الأحمال الراجعة الملائمة. ويجب أن يلبي UPS متطلبات التغذية العادية للحمل الموصول.

7. كيف تُحدَّد القدرة المناسبة؟

إضافةً إلى قدرة UPS بوحدة kVA، تُقيَّم القدرة والطاقة العائدتان ومدة الحدث ومعدل تكراره ودورة التشغيل. راجع قسم تحديد الحجم.

8. ما المختلف في الجيل الجديد الذي تتحكم فيه وحدة MCU؟

يوفر الإصدار المتحكم به عبر MCU بيان الحالة على شاشة LCD وحدود التشغيل ومراقبة الحرارة وإدارة المراوح. راجع قسم الخصائص.

9. هل لا يزال نظام ناقل DC من الجيل السابق يُنتج؟

صُنّع نظام ناقل DC السابق واستُخدم ميدانياً نحو ست سنوات. وتوقف إنتاجه وبيعه بعد تطوير الحل الجديد الموصول على التوازي.

10. ما المعلومات المطلوبة للتقييم التقني؟

تلزم بيانات UPS والآلة ولوحات المواصفات وسجلات الإنذار ومرحلة التشغيل وقت الحدث. راجع قائمة معلومات التقييم الموحدة.

11. لماذا يصدر UPS إنذاراً أو صفيراً رغم عدم انقطاع الشبكة؟

لا تقع الإنذارات عند انقطاع الشبكة وحده. وتُقيَّم صلتها بتباطؤ دورة الإنتاج أو الكبح باستخدام السجلات؛ ولا يُعد سكون الآلة وخمولها وحده دليلاً على الطاقة الراجعة.

12. لماذا ينتقل UPS أحياناً إلى مسار التجاوز ويعمل طبيعياً في أحيان أخرى؟

قد تختلف السرعة والحمل الميكانيكي وظروف الدورة؛ وقد توجد أيضاً أسباب أخرى للانتقال إلى مسار التجاوز. تُقارَن الدورات التي ظهرت فيها المشكلة بالدورات التي لم تظهر فيها.

13. لماذا يبقى UPS في مسار التجاوز بدلاً من العودة تلقائياً إلى العاكس؟

تحد بعض طرازات UPS عدد مرات العودة التلقائية إلى عمل العاكس بعد الانتقال إلى مسار التجاوز؛ ويبلغ الحد في بعض الطرازات عشر عمليات انتقال. يعتمد الحد وسلوك إعادة التشغيل على الطراز. ويجب كذلك معالجة سبب الأحداث المتكررة.

14. لماذا تفيد إعادة تشغيل UPS مؤقتاً ثم يعود الانتقال إلى مسار التجاوز؟

قد تعيد إعادة التشغيل، في بعض الطرازات، ضبط عدّاد أو حالة حماية. وإذا استمر سبب الحدث فقد تتكرر المشكلة؛ وليست إعادة التشغيل المتكررة حلاً دائماً.

15. لماذا ينتقل UPS إلى مسار التجاوز مع أن سجل أعطاله لا يُظهر خطأ؟

قد لا تُسجَّل الأحداث القصيرة برمز عطل منفصل في كل الطرازات. يُقيَّم توقيت الانتقال ومرحلة التشغيل والقياسات المتاحة معاً؛ ولا يثبت غياب رمز العطل، بحد ذاته، وجود طاقة راجعة.

كيف تُقيَّم سجلات الأحداث والقياسات معاً؟

تُقيَّم سجلات إنذار UPS والانتقال إلى مسار التجاوز مع مرحلة إنتاج الآلة والطوابع الزمنية لأي قياسات. ويحدد التقييم توقيت وقوع إنذار بلا انقطاع للشبكة بالنسبة إلى تباطؤ المحاور أو كبحها.

قد لا يكفي شكل موجة واحد أو قيمة قياس منفردة لإثبات السبب. ويحدد الفنيون المؤهلون نطاق القياسات الميدانية اللازمة.

قرارات التطبيق على بنية UPS القائمة

يُقيَّم أولاً ما إذا كان UPS القائم يستطيع تغذية الحمل العادي ويُحدَّد سبب الحدث. ويمكن أن تظل بنية UPS القائمة صالحة للاستخدام في التطبيقات التي يمكن فيها ضبط آثار الطاقة الراجعة على نحو مناسب. ولا يثبت تصنيف UPS ضمن الفئة الأساسية أو المتوسطة، وحده، الملاءمة أو عدمها.

اطّلع على مجالات التطبيق

راجع القائمة الكاملة الموحدة للتطبيقات ونطاق التقييم الخاص ببنية تغذية الأجهزة الطبية.

الفرق عن الكبح عبر ناقل DC

يكمن الفرق الرئيسي بين طريقة التوصيل الموازي لخرج AC الحالية والطريقة السابقة التي تتحكم في ناقل DC في موضع التوصيل والتدخل. ويُشرح مبدأ تشغيل المنتج الحالي في قسم التوصيل الرئيسي.

صنعت غورير إلكترونيك نظامها السابق المتحكم به عبر ناقل DC وباعته واستخدمته ميدانياً مدة تقارب ست سنوات. ثم أوقفت إنتاجه وبيعه بعد تطوير الحل الموازي الجديد.

الفروق التقنية بالتفصيل

في الطريقة السابقة المتحكم بها عبر ناقل DC، تُفعّل مقاومة الكبح عندما يصل جهد الناقل إلى العتبة المضبوطة. وتؤثر مدة أحداث الطاقة الراجعة وتكرارها في الإجهاد الواقع على المكثفات ومرحلة القدرة؛ ويعتمد سلوك إعادة الشحن عبر المقوّم أو دائرة تصحيح معامل القدرة PFC على بنية التحكم في UPS.

قد يسبب الجمع الخارجي لناقلات DC المستقلة مخاطر تقنية تتعلق بالتيارات الدائرية وعزل الأعطال. ولا تستخدم الطريقة الموازية الحالية هذا الجمع؛ ويُعالج دمجها مع الأنظمة المعيارية وفق بنية UPS المعنية وتنسيق الحماية فيها.

التحكم الذكي ومراقبة التشغيل

يجمع الإصدار المتحكم به عبر MCU بين التحكم الآني وشاشة LCD لبيان الحالة وحدود التشغيل ومراقبة الحرارة وإدارة المراوح. وتدعم هذه الوظائف مراقبة النظام أثناء التشغيل الأولي والخدمة.

تحكم آني بالمتحكم الدقيق

تدير بنية التحكم عبر MCU عملية الكبح في الوقت الفعلي. وتدعم مراقبة حالة التشغيل وحدود التشغيل القابلة للضبط أعمال التشغيل الأولي والخدمة.

شاشة LCD ومراقبة الحرارة

تعرض شاشة LCD حالة التشغيل وقيم الحدود ومعلومات الحرارة والتحذيرات، مما يتيح مراقبة حالة وحدة التحكم أثناء التشغيل الأولي والخدمة.

إدارة حرارية مضبوطة

تُراقَب درجات حرارة كتلة القدرة ومقاومة الكبح، وتُدار المراوح وفق ظروف الحرارة. وتُدرس الحماية والتبريد مع مدة الحدث ومعدل تكراره ودورة التشغيل الخاصة بالتطبيق.

تحديد حجم وتركيب مرن

يُحدد موضع مجموعة التحكم وإمكانية الوصول للخدمة وتهوية مقاومة الكبح خارج UPS بحسب المشروع. وللتوصيل الكهربائي راجع وصف التوصيل الرئيسي.

مجال تطبيق جديد لمقدمي خدمة UPS ومورديه ومستورديه

يمكن لمقدمي خدمة UPS ومورديه ومستورديه طلب تقييم تقني خاص بالتطبيق اعتماداً على معلومات UPS والحمل وسجلات الأحداث. ويُحدد للمشروع حجم الحل ونطاق الطقم أو اللوحة والتشغيل الأولي والدعم الميداني. ويوفر ذلك حزمة حل تقنية لاستخدام بنية UPS القائمة في تطبيقات الأحمال الراجعة الملائمة.

خبرة في إلكترونيات القدرة والإلكترونيات الصناعية منذ عام 1975

تعمل غورير إلكترونيك في إلكترونيات القدرة والإلكترونيات الصناعية منذ عام 1975، وتنجز العملية كاملة بمرافقها التقنية الخاصة، من تحليل الأعطال وتصميم الدوائر إلى تصنيع النماذج الأولية والاختبارات المختبرية والتطبيق الميداني.

اطلب تقييماً تقنياً لتطبيقك

للتقييم التقني، قدّم اسم الشركة المصنّعة لوحدة UPS وطرازها وقدرتها، وتفاصيل الآلة ومنظومة القيادة، وصور لوحات المواصفات، وسجلات الإنذار والانتقال إلى مسار التجاوز، ومرحلة التشغيل الدقيقة عند وقوع الحدث. ويمكن إرفاق قياسات أجراها مختصون وفيديو قصير للتشغيل إذا توفرا.

بالنسبة إلى المصاعد، قدّم أيضاً ارتفاع الحركة والسرعة والحمل الاسمي وعدد المقصورات المتصلة بوحدة UPS وتكرار الاستخدام إن توفرت. تُستخدم هذه السجلات لتقييم السبب وملاءمة تطبيق وحدة الكبح، ولتحديد نطاق القدرة والتبريد والتركيب.

اطلب تقييماً تقنياً | اطّلع على كتيب الأحمال الصعبة على UPS ‏(PDF) | اقرأ مقالتي على LinkedIn