Kako fluktuacija napona utječe na performanse električnih ventila?
Ostavite poruku
Električni ventili pretvaraju električnu energiju u mehaničku energiju kako bi potaknuli kretanje jezgre ventila kako bi regulirali ili odsjekli tekućinu. Ovaj postupak pretvorbe energije vrlo ovisi o stabilnom naponu i u okviru napona. Međutim, u stvarnim industrijskim okruženjima napon napajanja nije uvijek konstantan. Čimbenici kao što su fluktuacije opterećenja napajanja, gubici linije i početak i zaustavljanje velike opreme mogu uzrokovati promjene u naponu opskrbe. Ova fluktuacija napona, bilo iznad ili ispod nazivne vrijednosti, imat će značajan utjecaj na performanse električnog ventila. Razumijevanje ovih učinaka i poduzimanje odgovarajućih mjera potrebni su preduvjeti kako bi se osiguralo dugotrajno stabilno djelovanje električnih ventila.
Kada se električni ventil susreće s naponom napajanja nižim od donje granice njegovog nazivnog raspona, najravniji je utjecaj da će se izlaz zakretnog momenta od pogonskog motora značajno smanjiti. Izlazni moment motora obično je proporcionalan kvadratu napona, tako da malo smanjenje napona može rezultirati velikim smanjenjem okretnog momenta. Ovo prigušivanje okretnog momenta znači da je motorna sposobnost da prevlada radni otpor ventila (uključujući srednji tlak, trenje pakiranja, silu brtvljenja sjedala za ventil itd.) Velično oslabljena.
Specifične manifestacije uključuju: postupak otvaranja ili zatvaranja ventila je abnormalno spor i ne može dostići dizajnirano vrijeme putovanja; U početnom trenutku kada treba prevladati veliku silu statičkog trenja ili razlike u tlaku, motor možda neće moći pokrenuti i nalazi se u stanju "zaglavljenog"; ili ventil može stagnirati zbog povećanog otpora u sredini i ne može se u potpunosti otvoriti ili potpuno zatvoriti, što rezultira prekidom procesa ili unutarnjeg curenja, što utječe na kvalitetu proizvoda ili uzrokuje gubitak materijala. Ono što je ozbiljnije jest da kada motor pokušava izvesti okretni moment pri niskom naponu, ako je opterećenje preteško, a brzina smanjuje ili čak stagnira, struja statora naglo će se povećati (blizu zaključane rotorne struje), daleko prelazeći nazivni radna struja. To će uzrokovati da se temperatura namota naglo poraste u kratkom vremenskom razdoblju, što lako može sagorjeti izolaciju motora i prouzrokovati trajno oštećenje.
Rizik od prekomjernog napona
Suprotno niskom naponu, kada napon napajanja premaši gornju granicu nazivnog radnog napona električnog ventila, također će uzrokovati niz problema. Prekomjerni napon natjerat će motor da radi u zasićenom ili blizu zasićenog stanja magnetskog kruga, uzrokujući da se gubici histereze i gubici vrtložne struje u jezgri željeza dramatično povećaju. To će uzrokovati da ukupna stvaranje motora topline bude mnogo veće od uobičajenog. Ova vrsta kontinuiranog pregrijavanja je "kronični ubojica" električnih ventila. Ubrzat će toplinsko starenje izolacijskog materijala za namotavanje motora, čineći ga krhkim i pukotinama, a čvrstoća izolacije značajno će pasti. Jednom kada je čvrstoća izolacije niža od radnog napona ili prolaznog vrha prenapona, pojavit će se i međufazni, međufazni ili prizemni kratki spoj, što uzrokuje izgaranje motora.
Istodobno, prenapona će također predstavljati teške izazove elektroničkoj upravljačkoj jedinici unutar električnog ventila. Poluvodički uređaji kao što su moduli napajanja, čipovi vozača i sučelja senzora podliježu prekomjernom električnom stresu, što može dovesti do preranog kvara, odvajanja parametara ili čak trenutnog raspada. Osim toga, iako prenapona može omogućiti motoru da u kratkom roku izbaci veći zakretni moment, on će donijeti prekomjerno opterećenje udara i stres u redukcijski mjenjač, ubrzati habanje, umor, pa čak i lomljenje zupčanika i ležajeva, a značajno skratiti vijeka vijek trajanja mehanizma prijenosa.
Moderni električni ventili, posebno regulirajući električne ventile, obično su opremljeni složenim elektroničkim upravljačkim sustavima za primanje upravljačkih signala, praćenje položaja ventila, postizanje preciznog pozicioniranja i dijagnoze grešaka i drugih funkcija. Ovi upravljački krugovi imaju visoke zahtjeve za stabilnost napona napajanja. Teške fluktuacije napona ili kontinuirana odstupanja od normalnog raspona izravno će ometati rad mikroprocesora, kruga za prikupljanje signala i komunikacijskog sučelja unutar upravljačke jedinice. Na primjer, nestabilnost napona može uzrokovati da očitanja senzora skaču ili budu netočna, što uzrokuje izobličenje signala povratnog položaja ventila; Može utjecati na normalan rad kontrolnog algoritma, uzrokujući odstupanja ili oscilacije u pozicioniranju ventila; Također može ometati komunikaciju s upravljačkim sustavima gornje razine (kao što su PLC, DCS), uzrokujući pogreške u prijenosu podataka ili prekida. Ovo smanjenje točnosti kontrole neprihvatljivo je za industrijske procese koji zahtijevaju precizno kontrolu protoka ili tlaka, a može dovesti do nestabilne kvalitete proizvoda, pa čak i sigurnosnih nesreća.
Strategije suočavanja
Kako bi se smanjili ili uklonili štetni učinci promjena napona na performanse električnih ventila, može se usvojiti niz protumjera. U početnoj fazi odabira projekta treba pažljivo procijeniti kvalitetu napajačke mreže na licu mjesta, a treba odabrati električni aktuator sa širokim rasponom prilagodljivosti napona i dobrim karakteristikama električne zaštite (poput ugrađenog prekomjernog napona, prekomjerne struje, prekomjernog zagrijavanja i zaštite od faze).
U dizajnu sustava napajanja, za električni ventil treba postaviti neovisnu liniju napajanja s dovoljno promjera žice kako bi se izbjeglo dijeljenje kruga s velikim udarnim opterećenjima (poput velikih motora i strojeva za zavarivanje) kako bi se smanjio pad i smetnje na liniju. Za situacije u kojima je kvaliteta električne mreže loša ili postoje strogi zahtjevi za stabilnošću, opremu za kondicioniranje napajanja treba uložiti odlučno, poput ugradnje elektroničkog stabilizatora napona za brzo reagiranje, industrijskog stupnja povećanja napajanja s funkcijama filtriranja i stabilizacije napona, ili korištenjem izolacijskih transformatora i filtera.
Istodobno se ojačavaju rad i održavanje, a analizatori kvalitete snage redovito se koriste za otkrivanje napona, harmonika i drugih parametara točke napajanja ventila, kako bi se brzo otkrili skrivene opasnosti i postigli prediktivno održavanje.
