Kako nihanje napetosti vpliva na delovanje električnih ventilov?
Pustite sporočilo
Električni ventili pretvorijo električno energijo v mehansko energijo, da poganjajo gibanje jedra ventila, da se uravnava ali odreže tekočino. Ta proces pretvorbe energije je zelo odvisen od stabilne in znotraj sperske napajalne napetosti. Vendar v resničnih industrijskih okoljih napajalna napetost ni vedno konstantna. Dejavniki, kot so nihanja obremenitve z električnim omrežjem, izgube linij in začetek in zaustavitev velike opreme, lahko povzročijo spremembe v napajalni napetosti. To nihanje napetosti, bodisi nad ali pod nazivno vrednostjo, bo pomembno vplivalo na delovanje električnega ventila. Razumevanje teh učinkov in sprejemanje ustreznih ukrepov sta potrebna predpogoj za zagotovitev dolgoročnega stabilnega delovanja električnih ventilov.
Ko električni ventil naleti na napajalno napetost, nižjo od spodnje meje nazivnega območja, je najbolj neposreden vpliv, da se bo izhod navora s pogonskim motorjem znatno zmanjšalo. Izhodni navor motorja je običajno sorazmeren kvadratu napetosti, zato lahko majhno zmanjšanje napetosti povzroči veliko zmanjšanje navora. To slabljenje navora pomeni, da je zmožnost motorja premagati delovni upor ventila (vključno s srednjim pritiskom, trenjem pakiranja, silo za tesnjenje sedežev ventila itd.).
Specifične manifestacije vključujejo: Odpiranje ali zapiranje ventila je nenormalno počasen in ne more doseči oblikovanega časa potovanja; V začetnem trenutku, ko mora premagati veliko statično silo trenja ali razliko v tlaku, motor morda ne bo mogel začeti in je v "zataknjenem" stanju; Ali pa lahko ventil stagniran zaradi povečane odpornosti na sredini in ga ni mogoče v celoti odpreti ali v celoti zaprti, kar ima za posledico prekinitev postopka ali notranjega puščanja, kar vpliva na kakovost izdelka ali povzroči izgubo materiala. Resnejše je, da ko motor poskuša oddati navor pri nizki napetosti, če je obremenitev pretežka in se hitrost zmanjša ali celo stagnira, se bostator tok močno poveča (blizu zaklenjenega rotorskega toka), kar presega nazivni delovni tok. To bo povzročilo, da se temperatura navitja v kratkem času močno dvigne, kar zlahka zažge motorično izolacijo in povzroči trajne poškodbe.
Tveganje za prekomerno napetost
V nasprotju z nizko napetostjo, ko napajalna napetost presega zgornjo mejo nazivne delovne napetosti električnega ventila, bo povzročila tudi vrsto težav. Prekomerna napetost bo prisilila motor, da deluje v nasičenem ali blizu nasičenega stanja magnetnega vezja, zaradi česar se bodo izgube histereze in izgube vrtinčev v železnem jedru dramatično povečale. To bo povzročilo, da bo celotna proizvodnja toplote motorja veliko višja od običajne. Tovrstno neprekinjeno pregrevanje je "kronični morilec" električnih zaklopk. Pospešila bo toplotno staranje izolacijskega materiala za navijanje, zaradi česar je krhka in razpokana, izolacijska trdnost pa bo znatno padla. Ko je izolacijska trdnost nižja od delovne napetosti ali prehodni prekomerni vrhunski vrh, se bo pojavil kratki vezje med vrtenjem, medfaznim ali tal, zaradi česar se motor izgoreva.
Obenem bo pretirana cena predstavljala tudi hude izzive za elektronsko krmilno enoto znotraj električnega ventila. Polprevodniške naprave, kot so napajalni moduli, gonilni čipi in vmesniki senzorjev, so podvrženi prekomernemu električnemu stresu, kar lahko privede do prezgodnjega odpovedi, odmika parametrov ali celo trenutnega razpada. Poleg tega, čeprav lahko prekomerna napetost kratkoročno omogoči motorju večji navor, bo prinesla prekomerno udarno obremenitev in stres na redukcijski menjalnik, pospešila obrabo, utrujenost in celo lomljenje prestav in ležajev ter znatno skrajšala življenjsko dobo mehanizma prenosa.
Sodobni električni ventili, zlasti uravnavanje električnih ventilov, so običajno opremljeni s kompleksnimi elektronskimi krmilnimi sistemi za sprejemanje krmilnih signalov, spremljanje položajev ventilov, doseganjem natančnega pozicioniranja in diagnoze napak ter drugih funkcij. Ta kontrolna vezja imajo velike zahteve glede stabilnosti napajalne napetosti. Huda nihanja napetosti ali neprekinjena odstopanja od običajnega območja bodo neposredno ovirala delo mikroprocesorja, vezja za pridobivanje signala in komunikacijski vmesnik znotraj kontrolne enote. Na primer, nestabilnost napetosti lahko povzroči, da odčitki senzorjev skočijo ali so netočni, kar povzroči izkrivljanje povratnih signalov položaja ventila; lahko vpliva na normalno delovanje krmilnega algoritma, kar povzroči odstopanja ali nihanja pri pozicioniranju ventilov; Prav tako lahko moti komunikacijo s krmilnimi sistemi na višji ravni (na primer PLC, DCS), kar povzroči napake ali prekinitve prenosa podatkov. To zmanjšanje natančnosti nadzora je nesprejemljivo za industrijske procese, ki zahtevajo natančen nadzor pretoka ali tlaka, in lahko vodi do nestabilne kakovosti izdelka in celo varnostnih nesreč.
Strategije obvladovanja
Da bi zmanjšali ali odpravili škodljive učinke sprememb napetosti na delovanje električnih ventilov, je mogoče sprejeti vrsto protiukrepov. V začetni fazi izbire projekta je treba skrbno ovrednotiti kakovost električnega omrežja na kraju samem in izbrati električni aktuator s širokim območjem prilagodljivosti napetosti in dobrimi značilnostmi električne zaščite (na primer vgrajene napetosti, prekomerne napetosti, pregrevanje in zaščita faznega zaporedja).
Pri zasnovi napajalnega sistema je treba za električni ventil nastaviti neodvisno napajalno linijo z zadostnim premerom žice, da se izognete deljenju vezja z velikimi udarnimi obremenitvami (kot so veliki motorji in varilni stroji), da se zmanjša padec in motnje napetosti. V situacijah, ko je kakovost električnega omrežja slaba ali obstajajo stroge zahteve glede stabilnosti, je treba opremo za kondicioniranje napajanja odločno vložiti, na primer namestitev hitrega odziva stabilizatorja elektronske izmenične napetosti, industrijsko-stopnje UPS napajanja s filtriranjem in stabilizacijskimi funkcijami filtriranja in z uporabo izolacijskih transformatorjev in filtrov za zatiranje GRID.
Hkrati se okrepita delovanje in vzdrževanje, analizatorji kakovosti energije pa se redno uporabljajo za zaznavanje napetosti, harmonikov in drugih parametrov napajalne točke ventila, da bi takoj odkrili skrite nevarnosti in dosegli napovedno vzdrževanje.
