المشاهدات: 0 المؤلف: محرر الموقع وقت النشر: 2026-08-03 الأصل: موقع
تحجيم العاكس هو عملية اختيار العاكس مع تصنيف الطاقة المناسب، ونطاق الجهد، والقدرة الحالية، والقدرة على التحميل الزائد، ووظائف التشغيل لتطبيق معين.
إن اختيار العاكس فقط من خلال مقارنة تصنيف الكيلووات الخاص به مع الحمل لا يمكن الاعتماد عليه دائمًا. قد يتطلب المحرك عزم دوران عاليًا لبدء التشغيل، ويجب أن يتطابق العاكس الشمسي مع جهد وتيار المجموعة الكهروضوئية، ويجب أن يوفر العاكس الهجين أحمال الذروة المستمرة والقصيرة المدى.
وبالتالي فإن طريقة التحجيم الصحيحة تعتمد على نوع العاكس المستخدم. إن VFD للمحرك الصناعي، والعاكس الشمسي المرتبط بالشبكة، والعاكس الهجين المزود ببطارية تخزين، وعاكس المضخة الشمسية، لكل منها متطلبات حجم مختلفة.
يتضمن تغيير حجم العاكس مطابقة العاكس للظروف الكهربائية والميكانيكية للنظام بأكمله.
تشمل العوامل الرئيسية عادة ما يلي:
قوة الحمل المستمر.
ذروة أو قوة الطفرة.
متطلبات بدء تشغيل المحرك؛
الجهد والمرحلة.
التصنيف الحالي
نوع التحميل؛
حجم الصفيف الكهروضوئي؛
طاقة البطارية وقدرة الطاقة؛
بيئة التشغيل
وظائف الحماية والاتصالات المطلوبة.
يجب أن يكون العاكس كبيرًا بما يكفي لتشغيل الحمل المقصود بأمان، ولكن اختيار نموذج كبير دون داعٍ يمكن أن يزيد التكلفة، ويقلل من كفاءة التشغيل، ويجعل التحكم في النظام أقل ملاءمة.
الخطوة الأولى هي دائمًا تحديد نوع العاكس والحمل الذي سيتحكم فيه.
أ يتحكم VFD في سرعة وعزم دوران محرك التيار المتردد عن طريق تغيير تردد الخرج والجهد.
بالنسبة لـ VFD، عادة ما يكون التيار المقنن للمحرك وواجب الحمل أكثر أهمية من مجرد مقارنة تصنيف كيلووات المحرك مع تصنيف كيلووات محرك الأقراص.
شبكة مربوطة يقوم العاكس الشمسي بتحويل طاقة التيار المستمر من الألواح الشمسية إلى طاقة تيار متردد للأحمال في الموقع أو تصدير الشبكة.
يتطلب تحديد الحجم التحقق من طاقة المصفوفة الكهروضوئية، وجهد الدائرة المفتوحة، والحد الأقصى لتيار الإدخال، ونطاق جهد MPPT، وطاقة خرج التيار المتردد، ومتطلبات الشبكة المحلية.
أ يقوم العاكس الهجين بإدارة الطاقة الشمسية وتخزين البطارية وكهرباء الشبكة والأحمال المتصلة.
يجب أن يكون حجمه وفقًا لطاقة التحميل المستمرة، وذروة الطلب، ومتطلبات النسخ الاحتياطي، وطاقة البطارية، ووضع التشغيل المتوقع.
للحصول على شرح تفصيلي لأوضاع التشغيل الخاصة به، راجع مقالة مسرد Hybrid Inverter.
أ يقوم عاكس المضخة الشمسية بتحويل الطاقة الكهروضوئية إلى خرج تيار متردد يمكن التحكم فيه لمضخة المياه.
بالإضافة إلى قوة المحرك، يجب أن يأخذ التصميم في الاعتبار معدل التدفق، والرأس الإجمالي، وظروف المصفوفة الكهروضوئية، وتيار المحرك، ومتطلبات بدء تشغيل المضخة، والطلب على المياه.
ونظرًا لاختلاف طريقة تحديد الحجم بين أنواع العاكس هذه، فلا ينبغي استخدام نفس الحساب لكل تطبيق.
الحمل المستمر هو الطاقة التي يجب أن يوفرها العاكس أثناء التشغيل العادي.
بالنسبة للنظام الذي يحتوي على عدة أحمال كهربائية، قم بإدراج كل حمل وتحديد الأحمال التي يمكن أن تعمل في نفس الوقت. لا تقم ببساطة بإضافة كل الأجهزة أو الآلات إذا لم يتم استخدام بعضها في وقت واحد.
الحساب الأساسي هو:
إجمالي الحمل المستمر = مجموع جميع الأحمال العاملة في نفس الوقت
على سبيل المثال، إذا كان النظام يوفر الإضاءة، ومعدات التحكم، والمضخة، وجهاز الاتصالات، فيجب حساب طاقة التشغيل العادية بناءً على استخدامها الفعلي المتزامن.
يجب أن يتضمن الحساب هامشًا هندسيًا معقولًا لخطأ القياس والتغيرات المستقبلية وتغير التشغيل العادي. ومع ذلك، لا ينبغي أن يكون الهامش مفرطا.
غالبًا ما يتم وصف الأحمال بالواط أو الكيلووات، ولكن يمكن أيضًا التعبير عن تقييمات العاكس بـ VA أو kVA.
ويمكن تقدير العلاقة على النحو التالي:
الطاقة الظاهرة (كيلو فولت أمبير) = الطاقة الحقيقية (كيلوواط) ÷ عامل القدرة
يتطلب الحمل ذو عامل طاقة أقل طاقة وتيارًا أكثر وضوحًا لنفس القوة الحقيقية.
بالنسبة للأنظمة أحادية الطور وثلاثية الطور، يمكن تقدير التيار باستخدام الصيغ التالية:
قوة واضحة على مرحلة واحدة:
كيلو فولت أمبير = الجهد × التيار ÷ 1000
ثلاث مراحل الطاقة الواضحة:
كيلو فولت أمبير = √3 × الجهد × التيار ÷ 1000
توفر هذه الصيغ تقديرًا أوليًا. يجب أن يأخذ التحجيم النهائي أيضًا في الاعتبار الكفاءة والتوافقيات ودرجة حرارة التشغيل وطريقة تصنيف الشركة المصنعة.
تستهلك بعض الأحمال طاقة أكبر بكثير أثناء بدء التشغيل مقارنةً بالتشغيل العادي.
تشمل الأمثلة الشائعة ما يلي:
المحركات الحثية؛
مضخات؛
الضواغط
معدات التبريد.
المشجعين مع الجمود العالي.
محولات؛
أدوات كهربائية معينة.
إذا لم يتمكن العاكس من توفير تيار البدء، فقد ينخفض الجهد أو قد يتعطل العاكس على الرغم من أن قوة التشغيل العادية تقع ضمن تصنيفه.
عندما يتم التحكم في المحرك بواسطة VFD، يمكن للمحرك زيادة تردد الخرج تدريجيًا وتقليل إجهاد البداية. وهذا عادةً ما يجعل بدء تشغيل المحرك أسهل من بدء التشغيل المباشر عبر الإنترنت.
ومع ذلك، لا يزال يتعين اختيار VFD وفقًا لما يلي:
المحرك المقدر الحالي.
عزم الدوران البداية؛
تحميل الجمود.
وقت التسارع
واجب الزائد.
نطاق سرعة التشغيل.
بالنسبة لتطبيقات الخدمة الشاقة، قد يحتاج محرك الأقراص إلى تصنيف حمل زائد أعلى حتى عندما يبدو تصنيف الطاقة للخدمة القياسية متطابقًا مع المحرك. IFIND يمكن تقييم مجموعة منتجات VFD وفقًا لظروف المحرك والحمل.
بالنسبة للنظام خارج الشبكة أو النظام الاحتياطي، يجب أن يدعم العاكس كلاً من الأحمال المستمرة العادية والأحمال المفاجئة قصيرة المدى.
تعتمد سعة الطفرة المطلوبة على المعدات. قد تتطلب المضخة أو الضاغط طاقة أكبر بكثير أثناء بدء التشغيل مقارنةً بالتشغيل الثابت.
يجب أن يحدد النظام الأحمال التي يجب أن تبدأ في نفس الوقت. إذا بدأت عدة محركات معًا، فقد تكون سعة العاكس المطلوبة أعلى بكثير من مجموع قوة تشغيلها.
يجب أن يبدأ تحجيم VFD عادةً بتيار المحرك بدلاً من قوة المحرك.
قم بتأكيد المعلومات التالية:
القوة المقدرة
الجهد المقنن.
التصنيف الحالي.
التردد المقدر؛
السرعة المقدرة
مرحلة؛
طريقة الاتصال
نوع المحرك
طريقة العزل والتبريد.
يجب أن يكون جهد وتيار خرج VFD متوافقين مع المحرك.
يمكن تصنيف الحمل على أنه عزم دوران متغير، أو عزم دوران ثابت، أو للخدمة الشاقة.
غالبًا ما تكون المراوح ومضخات الطرد المركزي عبارة عن أحمال ذات عزم دوران متغير. قد تتطلب الناقلات، والخلاطات، وأجهزة البثق، والضواغط، والرافعات، ومعدات الرفع عزم دوران ثابتًا أو أداءً للخدمة الشاقة.
قد لا يكون المحرك المناسب للمروحة مناسبًا للرافعة، حتى لو كانت تقييمات قوة المحرك متشابهة.
قد يكون المحرك الذي يعمل بسرعة منخفضة منخفضًا في التبريد إذا كان يعتمد على مروحة مثبتة على عمود. إذا كان يجب أن يعمل المحرك بسرعة منخفضة لفترات طويلة، فقد تكون هناك حاجة إلى تبريد إضافي أو محرك عاكس مناسب.
يتطلب التشغيل عالي السرعة أيضًا التحقق من الحدود الميكانيكية للمحرك وتصميم المحمل وخصائص الحمل.
يمكن لأحمال القصور الذاتي العالية أن تعيد الطاقة إلى VFD أثناء التباطؤ. إذا ارتفع جهد ناقل التيار المستمر بشكل مفرط، فقد يتطلب النظام مقاومة فرامل، أو وحدة فرملة، أو محرك متجدد.
يجب مراجعة وقت التباطؤ، والقصور الذاتي للحمل، وتكرار التوقف، ووقت التوقف المطلوب أثناء التحجيم.
يتضمن تحديد حجم العاكس الشمسي مطابقة العاكس لكل من المصفوفة الكهروضوئية وحمل التيار المتردد أو اتصال الشبكة.
يجب أن يكون إجمالي طاقة التيار المستمر للمصفوفة الكهروضوئية ضمن نطاق الإدخال الموصى به للعاكس.
تعتمد نسبة الطاقة الكهروضوئية إلى العاكس المناسبة على تصميم العاكس، والظروف المحلية، واتجاه التثبيت، وأهداف النظام. قد تساعد مجموعة كهروضوئية كبيرة الحجم قليلاً في الحفاظ على خرج مفيد أثناء ضوء الشمس الضعيف، ولكن يجب عدم تجاوز الحد الأقصى لطاقة إدخال التيار المستمر للعاكس.
يجب أن يظل جهد السلسلة الكهروضوئية داخل نطاق تشغيل العاكس.
يفحص:
الحد الأقصى لجهد الدائرة المفتوحة.
نطاق الجهد MPPT.
الحد الأدنى من الجهد لبدء التشغيل.
الحد الأقصى لتيار الإدخال
عدد قنوات MPPT.
يمكن أن يكون جهد الدائرة المفتوحة في الطقس البارد أعلى من القيمة المقاسة في الظروف العادية. يجب أن يؤخذ هذا في الاعتبار أثناء تصميم السلسلة.
يجب أن يكون تصنيف خرج التيار المتردد مناسبًا للحمل المتوقع واتصال الشبكة.
بالنسبة للنظام التجاري أو الصناعي، تحقق أيضًا من:
مرحلة الإخراج
جهد الشبكة
تكرار؛
التحكم في معامل القدرة
قيود التصدير؛
متطلبات الحماية؛
قواعد الربط المحلي.
لا ينبغي اختيار العاكس الشمسي فقط وفقًا لإجمالي القوة الكهربائية للألواح الكهروضوئية.
يتطلب تغيير حجم العاكس الهجين دراسة منفصلة لطاقة العاكس وطاقة البطارية.
يحدد تصنيف طاقة العاكس مقدار الحمل الذي يمكن توفيره في وقت واحد.
يفحص:
انتاج الطاقة المستمر.
زيادة قوة الانتاج.
القدرة على بدء تشغيل المحرك؛
مرحلة الإخراج
قدرة الدائرة الاحتياطية.
مدة التحميل الزائد.
يجب فصل الأحمال الحرجة عن الأحمال غير الضرورية إذا كان النظام مخصصًا لتوفير النسخ الاحتياطي أثناء انقطاع الشبكة.
يجب أن تكون البطارية قادرة على توفير التيار المطلوب بواسطة العاكس. قد تظل البطارية ذات سعة الطاقة الكافية غير مناسبة إذا لم تتمكن من توفير طاقة التفريغ المطلوبة.
تحدد طاقة البطارية المدة التي يمكن للنظام أن يعمل فيها.
التقدير الأساسي هو:
وقت النسخ الاحتياطي = طاقة البطارية القابلة للاستخدام ÷ متوسط طاقة التحميل
سيكون وقت النسخ الاحتياطي الفعلي أقل بعد الأخذ في الاعتبار كفاءة العاكس، وحدود تفريغ البطارية، ودرجة الحرارة، والقدرة الاحتياطية، وتغير الحمل.
على سبيل المثال، قد يتطلب النظام ذو الحمل العالي على المدى القصير عاكسًا قويًا ولكنه قد لا يتطلب مدة احتياطية طويلة. قد يتطلب نظام آخر ذو حمل أصغر يعمل طوال الليل طاقة عاكسة أقل ولكن سعة طاقة بطارية أكبر.
يؤثر وضع التشغيل المقصود أيضًا على الحجم. قد يتطلب الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية وإدارة الحمل الأقصى والنسخ الاحتياطي في حالات الطوارئ والتشغيل خارج الشبكة إعدادات وهوامش سعة مختلفة.
يجب أن يبدأ تحديد حجم المضخة الشمسية بمتطلبات المياه بدلاً من العاكس.
تحديد كمية المياه التي يجب توصيلها في اليوم أو الساعة أو دورة الري.
يجب أن يأخذ الحساب في الاعتبار:
الطلب على المحاصيل أو الماشية؛
طريقة الري
الاختلاف الموسمي
سعة خزان التخزين
ضوء الشمس المتاح
جدول الضخ.
قد يشمل الرأس الديناميكي الإجمالي ما يلي:
ارتفاع الرفع العمودي
سحب جيد
ارتفاع التسليم
احتكاك الأنابيب
خسائر الصمامات والمرشحات؛
الضغط المطلوب عند المخرج.
يجب اختيار المضخة وفقًا لكل من التدفق والرأس.
تحقق من جهد محرك المضخة، والطور، والتيار المقنن، والتردد، والطاقة، وخصائص البدء.
يجب أن يدعم عاكس المضخة الشمسية أيضًا جهد وتيار دخل المجموعة الكهروضوئية. لا يمكن لتقييم قوة المحرك وحده تأكيد ما إذا كان حجم نظام الضخ الشمسي الكامل صحيحًا.
يتغير الإشعاع الشمسي على مدار اليوم. يجب أن توفر المصفوفة الكهروضوئية جهدًا كافيًا لبدء تشغيل العاكس وطاقة كافية لتشغيل المضخة بشكل موثوق.
يجب أن يأخذ النظام في الاعتبار درجة الحرارة والتظليل والغبار وفقدان الكابلات والتغيرات الموسمية.
قد يكون لدى العاكسين اللذين لهما نفس تصنيف الكيلووات سعة حمل زائد مختلفة، أو أداء زيادة مفاجئ، أو تصنيفات حالية، أو حدود تشغيل مختلفة.
قد تقوم المحركات والضواغط بتعطيل عاكس صغير الحجم أثناء بدء التشغيل حتى عندما تبدو قوة تشغيلها مقبولة.
لا ينبغي أن يكون حجم الناقل أو الرافعة للخدمة الشاقة مثل مروحة عزم الدوران المتغير.
تتطلب بعض المحولات تخفيضًا في درجات الحرارة المحيطة العالية أو ارتفاعات التثبيت العالية. يمكن أن يؤثر تصميم التهوية والعلبة أيضًا على القدرة القابلة للاستخدام.
يتكلف العاكس الكبير الحجم أكثر وقد يعمل بشكل غير فعال عند الأحمال الخفيفة جدًا. يجب أن تعتمد السعة الإضافية على متطلبات حقيقية، مثل التوسع المستقبلي أو الطلب المتزايد أو التشغيل الشاق.
في الأنظمة الهجينة، تحدد قوة العاكس مقدار الحمل الذي يمكن تشغيله مرة واحدة. تحدد طاقة البطارية المدة التي يمكن أن يستمر فيها الحمل.
هذه هي عوامل الحجم ذات الصلة ولكن مختلفة.
قبل اختيار العاكس، تأكد من:
نوع العاكس
قوة الحمل المستمر.
الذروة وقوة البداية.
المحرك المقدر الحالي.
خصائص عزم الدوران الحمل.
جهد الإدخال والمرحلة.
جهد الخرج والمرحلة؛
الجهد الكهروضوئي والتيار.
طاقة البطارية وطاقتها، إن وجدت؛
مدة النسخ الاحتياطي المطلوبة؛
متطلبات الكبح.
درجة حرارة التشغيل
الارتفاع والضميمة.
متطلبات الاتصالات؛
اللوائح الكهربائية والشبكية المحلية.
إن تحديد حجم العاكس هو عملية اختيار عاكس يتمتع بقدرات مناسبة من حيث الطاقة والتيار والجهد والحمل الزائد والإدخال والتحكم لبيئة تشغيل وتشغيل محددة.
قد يكون كلاهما مطلوبا. بالنسبة للأحمال البسيطة، توفر الواط أو الكيلووات نقطة البداية. بالنسبة للمحركات والمعدات الصناعية، يعد التيار المقنن وعامل الطاقة وتيار البدء وسعة التحميل الزائد ونوع الحمل أمرًا مهمًا أيضًا.
لا توجد نسبة عالمية تنطبق على كل نظام. يعتمد الهامش المطلوب على أحمال البداية، والتوسع المستقبلي، وخفض درجة الحرارة، وتغير الحمل، وواجب التطبيق.
يعد الهامش الهندسي المعقول مفيدًا، لكن المبالغة في الحجم الزائد يمكن أن تؤدي إلى زيادة التكلفة وتقليل الكفاءة.
تحقق من التيار المقدر للمحرك والجهد والمرحلة والطاقة والتردد والسرعة ونوع الحمل. ثم قم بتقييم عزم الدوران البداية، وواجب التحميل الزائد، والتسارع، والتباطؤ، والكبح، والتبريد منخفض السرعة.
يجب اختيار VFD وفقًا لمتطلبات المحرك والتطبيق، وليس معدل الطاقة وحده.
حساب طاقة الحمل المستمر، وذروة طاقة البدء، والأحمال الاحتياطية، وطاقة تفريغ البطارية، وسعة طاقة البطارية، والمدخلات الكهروضوئية، ومدة النسخ الاحتياطي المطلوبة.
يجب حساب معدل طاقة العاكس وسعة طاقة البطارية بشكل منفصل.
قد يكون العاكس الأكبر حجمًا مناسبًا عند توقع التوسع المستقبلي أو طاقة البدء العالية أو الأحمال الاحتياطية الإضافية.
ومع ذلك، فإن الحجم الزائد غير الضروري يزيد من تكلفة النظام وقد يقلل من الكفاءة عند الحمل المنخفض. وينبغي أن يكون للسعة الإضافية غرض هندسي واضح.
ابدأ بتدفق المياه المطلوب والرأس الإجمالي. ثم حدد مضخة متوافقة وقم بمطابقة العاكس مع متطلبات الجهد والتيار والمرحلة والطاقة وبدء التشغيل لمحرك المضخة.
يجب أن تظل المجموعة الكهروضوئية أيضًا ضمن نطاق الجهد والتيار المسموح به للعاكس.
يعد حجم العاكس أكثر من مجرد مطابقة تصنيف الكيلووات الخاص بالمنتج مع الحمل. تعتمد الطريقة الصحيحة على ما إذا كان النظام يستخدم VFD، أو عاكسًا شمسيًا مرتبطًا بالشبكة، أو عاكسًا هجينًا، أو عاكسًا لمضخة الطاقة الشمسية.
قد يؤثر تيار المحرك، وعزم دوران البدء، ونوع الحمل، ومدخل الطاقة الكهروضوئية، وسعة البطارية، ودرجة حرارة التشغيل، ومتطلبات الكبح، وظروف النسخ الاحتياطي على الاختيار النهائي.
يجب أن يقوم العاكس ذو الحجم المناسب بتشغيل الحمل بشكل موثوق دون زيادة الحجم غير الضروري. من خلال تقييم الظروف الكهربائية والميكانيكية والبيئية الكاملة، يمكن للمهندسين اختيار العاكس الذي يوفر الأداء المناسب والحماية وكفاءة التشغيل.
شارك تصنيف المحرك أو الحمل، وظروف طاقة الإدخال، ومتطلبات الطاقة الكهروضوئية أو البطارية، والتطبيق المقصود مع فريق IFIND. يمكننا المساعدة في تقييم قدرة العاكس المناسبة وتكوينه لنظامك.
