טכנולוגיית -Reliable 400 Hz HF

400 הרץ – תדירות גבוהה

תדירות גבוהה היא מונח נפוץ לתיאור של סוג מסוים של זרם חשמלי, כלומר זרם (אמפר) עם תדירות גבוהה יותר מה-60-50 הרץ הסטנדרטיים שניתן למצוא ברוב הציוד החד-פאזי או התלת-פאזי הרגיל.

תדירות רגילה = 50 או 60 הרץ = 50 או 60 מחזורים בשנייה.

תדירות גבוהה, במקרה שלנו, היא מקסימום 500 הרץ = 500 מחזורים בשנייה.

תדירות גבוהה, אצל רוב הספקים האחרים של ציוד לחיתוך בטון בתדירות גבוהה, היא 1000 הרץ = 1000 מחזורים בשנייה.

לקריאה נוספת על 400 הרץ מול 1000 הרץ >>

frequency

 

איור של תדירות
למה תדירות גבוהה יותר מ-50 הרץ?

 

הסיבה שבגללה אנחנו רוצים להשתמש בתדירות גבוהה יותר מ-50 הרץ, היא שאנחנו רוצים שהמנועים החשמליים יסתובבו במהירות גבוהה יותר מזו של מנועים סטנדרטיים.

אם המומנט קבוע, אזי תדירות גבוהה יותר (הרץ) => מהירות גבוהה יותר (סיבובים לדקה) => הספק גבוה יותר.

מנוע חשמלי תלת-פאזי אסינכרוני בגודל מסוים, שמפיק מומנט מסוים, מסוגל לייצר יותר הפסק אם מגדילים את מהירות הסיבוב של המנוע. כדי לגרום למנוע להסתובב מהר יותר, גם השדה המגנטי צריך להסתובב מהר יותר, והדבר מושג באמצעות העלאה של תדירות הזרם.

אם המומנט של המנוע נותר קבוע, הכוח יגדל באופן יחסי לעלייה בתדירות. אם מכפילים את התדירות, המהירות של המנוע תוכפל גם היא, ואם המומנט נותר קבוע, גם ההספק יוכפל.

400 הרץ מול 1000 הרץ

כפי שכבר הוסבר, אם מכפילים את מהירות הסיבוב של מנוע, והמומנט נותר קבוע, ההספק יוכפל. אם כן, בתיאוריה, ככל שהתדירות גבוהה יותר, כך המנוע יהיה קטן וקל יותר עבור אותו הספק.

אבל לכל דבר יש גם צד מעשי, ואנחנו חיפשנו אמינות יותר מאשר יחס מיטבי של משקל להספק. בניגוד לרוב היצרנים האחרים, בחרנו לעבוד עם תדירות בסיס של 400 הרץ. זהו הסטנדרט של מנועים בתעשיית התעופה. מנוע של 4 קטבים שמונע באמצעות זרם של 400 הרץ יסתובב במהירות של 12,000 סיבובים לדקה. מנוע של 4 קטבים שמונע באמצעות זרם של 1000 הרץ יסתובב במהירות של 30,000 סיבובים לדקה.

P = M x N
       9550

P = הספק בקילוואט
M = מומנט ב-Nm
N = מהירות הסיבוב בסיבובים לדקה
9550 = קבוע

דוגמא למערכת של 50 הרץ ומנוע בעל 4 קטבים, מהירות מנוע 1,450 סיבובים לדקה:

P = 11 Nm x 1450 rpm = 1.67 kW
              9550

דוגמא למערכת של 440 הרץ ומנוע בעל 4 קטבים, מהירות מנוע 13,000 סיבובים לדקה:

P = 11 Nm x 13000 rpm = 15 kW
              9550

דוגמא למערכת של 1000 הרץ ומנוע בעל 4 קטבים, מהירות מנוע 29,000 סיבובים לדקה:

P = 11 Nm x 29000 rpm = 33.4 kW
             9550

ההספק הוא יחסי למהירות

מכיוון שב-Tractive אנחנו מעדיפים לבסס את העיצובים שלנו על עקרונות מוצקים, המנועים של 1000 הרץ מעולם לא היוו אופציה. לא קל לגרום למסבים לשרוד בסביבה הקשוחה הזו, והדבר יגרום ללקוח בעיות בטווח האורך. אנחנו מריצים את המנועים שלנו על תדר בסיס של 400 הרץ, ועולים עד ל-440 הרץ לכל היותר. באופן הזה אנחנו יכולים להאריך את חייהם של המסבים ואין צורך בתחזוקה תכופה.

הרצה של מנוע ב-1000 הרץ היא דרך זולה לקבל מנוע חזק יחסית בעל משקל נמוך. אבל קיימים יותר מדי חסרונות עם מערכת מהסוג הזה. מכיוון שאנו מריצים את המנועים שלנו ב-12,000 סיבובים לדקה, יש לדבר השלכות מבחינת המשקל, אבל ניתן לפצות עליהן באמצעות שימוש במנוע באיכות גבוהה יותר, כלומר מנוע עם רוטור מנחושת בצורת כלוב סנאים. רוטור הנחושת שנבנה ביד מציע הספק גבוה בכ-30% מאשר רוטור מאלומיניום יצוק, אבל הייצור שלו יקר יותר. עדיין, אנחנו יודעים שזו הדרך הנכונה, מכיוון שאמינות היא תמיד גורם חשוב בעיצובים שלנו.

rotor-and-stator

 

copper-squirrel

Stator ורוטור מנחושת בצורת כלוב סנאים באיכות גבוהה