ترموستات محول من النوع الجافإنه "العقل المركزي" لنظام الحماية الحرارية للمحول. يقوم هذا الجهاز الرئيسي بمراقبة درجة حرارة اللف بشكل مستمر، ويتحكم فيمراوح التبريدوتوفر الإنذارات وإشارات التعثر اللازمة لمنع ارتفاع درجة الحرارة. يعد فهم وظائفها أمرًا أساسيًا لضمان التشغيل الموثوق والآمن والفعال على المدى الطويل لأي تركيب محول من النوع الجاف. يستكشف هذا الدليل كل ما تحتاج إلى معرفته عن هذه الأجهزة التي لا غنى عنها.

ما هو ترموستات المحولات من النوع الجاف؟

ترموستات المحولات من النوع الجاف هو جهاز إلكتروني متخصص قائم على معالج دقيق مصمم لحماية السلامة التشغيلية للمحول من النوع الجاف (مثل راتنجات الإيبوكسي المصبوبة أو المشبعة ب VPI). وهو يعمل بمثابة "العقل" لنظام الإدارة الحرارية للمحول. وتتمثل مهمته الرئيسية في قياس درجة حرارة اللفات ثلاثية الأطوار للمحول بشكل مستمر عن طريق أجهزة استشعار متصلة.

واستناداً إلى قراءات درجة الحرارة في الوقت الحقيقي، يقوم منظم الحرارة تلقائياً بتنفيذ سلسلة من الإجراءات المبرمجة مسبقاً. تشمل هذه الإجراءات عرض درجة الحرارة، وتنشيط مراوح التبريد عند الوصول إلى عتبات محددة، وإطلاق إنذارات مسموعة أو مرئية للتحذيرات من ارتفاع درجة الحرارة، وفي النهاية إرسال إشارة "تعثر" إلى قاطع الدائرة الكهربائية في حالة حدوث حالة حرجة من الحرارة الزائدة لإلغاء تنشيط المحول ومنع حدوث عطل كارثي.

لماذا يعد التحكم في درجة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية للمحولات من النوع الجاف؟

وعلى عكس المحولات المغمورة بالزيت، التي تستخدم الزيت كمبرد وعازل، تعتمد المحولات من النوع الجاف على دوران الهواء والعزل العازل الصلب (مثل راتنجات الإيبوكسي). هذا العزل هو المكون الأكثر حساسية من الناحية الحرارية. ويرتبط عمر العزل، أي عمر المحول نفسه، ارتباطًا مباشرًا وأسيًا بدرجة حرارة التشغيل. حتى درجات الحرارة التي تزيد باستمرار بجزء من الدرجة عن فئتها المقدرة يمكن أن تقصر بشكل كبير من عمر المحول.

التحكم الفعال في درجة الحرارة أمر بالغ الأهمية لثلاثة أسباب رئيسية:

• حماية الأصول: حماية استثمار رأسمالي كبير من خلال منع التدهور الذي لا رجعة فيه للعزل.
• السلامة من الحرائق: إنه خط الدفاع الأول ضد الحرارة الزائدة، التي تعد سبباً رئيسياً للحرائق الكهربائية، خاصةً في المنشآت الداخلية مثل المستشفيات ومراكز البيانات والمباني التجارية.
• الموثوقية التشغيلية: تأكد من قدرة المحولات على التعامل مع أحمالها بأمان دون تعثر عرضي، مما يحافظ على استمرارية الطاقة للعمليات الحرجة.

كيف يعمل منظم الحرارة؟

يعمل منظم الحرارة كعملية حلقة مغلقة مباشرة وموثوقة:

1. الاستشعار: توجد ثلاثة مستشعرات درجة حرارة PT100 مدفونة مسبقًا في أعماق اللفات ثلاثية الأطوار (A وB وC) للمحول لقياس درجة الحرارة باستمرار عند أكثر النقاط سخونة.
2. إرسال الإشارات: يرسل كل مستشعر إشارة مقاومة متغيرة إلى منظم الحرارة. تختلف قيمة المقاومة بدقة مع درجة الحرارة.
3. التحويل والعرض: تقوم الدوائر الداخلية للثرموستات بتحويل إشارات المقاومة هذه إلى قراءة رقمية دقيقة لدرجة الحرارة (بالدرجات المئوية أو الفهرنهايت) وتعرضها على اللوحة الأمامية، وعادةً ما تعرض درجات الحرارة على ثلاث مراحل في وقت واحد أو تتنقل بينها.
4. قارن وتصرف: يقارن المعالج الدقيق في الثرموستات باستمرار درجة الحرارة القصوى المقاسة مع نقاط الضبط التي يحددها المستخدم (على سبيل المثال، درجة حرارة بدء تشغيل المروحة، ودرجة حرارة الإنذار، ودرجة حرارة الرحلة).
5. تفعيل الترحيل: عندما تتجاوز قراءة درجة الحرارة نقطة الضبط، سيتسبب الثرموستات في تعشيق مرحل الإخراج المناسب أو فصله، والذي بدوره سينشط ملف فصل التحويلة لمروحة التبريد أو الإنذار أو قاطع الدائرة الرئيسي.

ما هي الوظائف الأساسية لمنظم الحرارة؟

• عرض درجة الحرارة على ثلاث مراحل: يوفر قراءة رقمية واضحة في الوقت الحقيقي لدرجات حرارة المراحل الثلاث للملف (A، B، C) وغالبًا ما يتضمن القدرة على عرض أعلى درجة حرارة للمرحلة.
• تحكم أوتوماتيكي بمروحة التبريد: يبدأ تشغيل مراوح تبريد المحول ويوقفها تلقائيًا بناءً على عتبات درجة الحرارة المحددة مسبقًا. توفر معظم منظمات الحرارة أيضًا تحكمًا يدويًا لأغراض الاختبار.
• إنذار الحرارة الزائدة: يعمل على تنشيط مرحل متخصص عندما تتجاوز درجة الحرارة نقطة ضبط التحذير عالية المستوى. يتم توصيل هذا المرحل عادةً بإنذار أو ضوء وامض لتنبيه موظفي الصيانة.
• رحلة درجة الحرارة الزائدة: يتم تنشيط مرحل الرحلة الآمن من الفشل عندما تصل درجة الحرارة إلى مستوى حرج وخطير. يتم توصيل هذه الإشارة بملف تحرير التحويلة في قاطع الدارة الرئيسي، مما يؤدي إلى فصل المحول على الفور عن مصدر الطاقة لمنع حدوث عطل كارثي.
• اكتشاف فشل المستشعر: يراقب باستمرار حالة مستشعر PT100 المتصل بشكل مستمر. إذا كان المستشعر مفتوحًا أو كان به دائرة كهربائية قصيرة، سيشير منظم الحرارة إلى وجود عطل، مما يمنع اتخاذ إجراء بناءً على بيانات خاطئة.
• اتصال البيانات (اختياري): تحتوي العديد من منظمات الحرارة الحديثة على منافذ اتصال RS485 باستخدام بروتوكول Modbus، مما يسمح بالمراقبة عن بُعد والتكامل مع SCADA أو أنظمة إدارة المباني (BMS).

ما هو مستشعر PT100؟ لماذا نستخدمه؟

"PT100" هو نوع المستشعر القياسي في الصناعة المستخدم مع منظمات الحرارة هذه. ويمكن تقسيم الاسم على النحو التالي:

• PT. يمثل البلاتين، مادة عنصر الاستشعار.
• 100: يشير إلى أن المستشعر لديه مقاومة دقيقة 100.0 أوم عند درجة حرارة 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت).

تم اختيار حساسات PT100 لهذا التطبيق الحرج نظرًا لخصائصها الممتازة:

• دقة وخطية عالية: يتمتع البلاتين بعلاقة دقيقة للغاية وموثقة جيدًا بين المقاومة ودرجة الحرارة، مما يسمح بقياسات دقيقة للغاية وقابلة للتكرار على نطاق واسع.
• ثبات متميز: وهي تُظهر انجرافًا ضئيلًا جدًا على مدى فترات زمنية طويلة، مما يضمن بقاء قراءات الثرموستات موثوقة لسنوات عديدة دون إعادة معايرة.
• المتانة: وهي مصممة لتحمل الاهتزازات الميكانيكية والضغوط الحرارية داخل المحول.

كيف يمكنني تثبيت منظم الحرارة وتهيئته بشكل صحيح؟

التركيب السليم أمر بالغ الأهمية للتشغيل الموثوق. وبينما ينبغي دائماً اتباع دليل الشركة المصنعة المحدد، فإن الخطوات العامة هي كما يلي:

1. السلامة أولاً: تأكد من إلغاء تنشيط المحول بالكامل وإغلاقه قبل بدء أي عمل.
2. التركيب: عادةً ما يتم تركيب وحدة الترموستات على ضميمة المحول أو في خزانة تحكم قريبة.
3. توصيل المستشعر: قم بتوصيل الأسلاك الثلاثة من مستشعرات PT100 الثلاثة بأطراف الإدخال المقابلة في الجزء الخلفي من الثرموستات. يوصى بشدة باستخدام كابل محمي للحد من الضوضاء الكهربائية.
4. أسلاك الطاقة والترحيل: قم بتوصيل طاقة التيار المتردد أو التيار المستمر بأطراف توصيل الطاقة بالثرموستات. قم بتوصيل مرحلات الإخراج (المروحة، الإنذار، الرحلة) بالأجهزة الخارجية المناسبة (ملف ملامس المروحة، الإنذار، ملف تحرير تحويلة قاطع الدائرة).
5. التكوين: قم بتشغيل الطاقة واستخدم أزرار اللوحة الأمامية للوصول إلى قائمة الإعداد. هنا سوف تقوم ببرمجة قيم نقطة الضبط الرئيسية لبدء/إيقاف تشغيل المروحة وتنشيط الإنذار وتنشيط الرحلة وفقًا لمواصفات الشركة المصنعة للمحول.

ماذا يحدث في حالة حدوث زيادة في درجة الحرارة؟

يوفر الثرموستات استجابة ذكية على مراحل لمنع حدوث أضرار:

• المرحلة 1 - بدء تشغيل المروحة: مع زيادة حمل المحول، ترتفع درجة حرارة اللف. عندما تتجاوز نقطة ضبط "بدء تشغيل المروحة" (على سبيل المثال 100 درجة مئوية)، يقوم منظم الحرارة بتنشيط مرحل المروحة، الذي يبدأ تشغيل مروحة التبريد لتبديد الحرارة.
• المرحلة 2 - إنذار ارتفاع درجة الحرارة العالية: إذا كان الحمل مرتفعًا جدًا أو كانت درجة الحرارة المحيطة شديدة، فقد تستمر درجة الحرارة في الارتفاع على الرغم من تشغيل المروحة. عندما تتجاوز نقطة ضبط "الإنذار" (على سبيل المثال 130 درجة مئوية)، يقوم الثرموستات بتنشيط مرحل إنذار، لتنبيه الموظفين إلى حالة غير طبيعية تحتاج إلى معالجة.
• المرحلة 3 - الرحلة الحرجة: هذا هو مقياس السلامة النهائي. إذا وصلت درجة الحرارة إلى نقطة ضبط "الرحلة" الحرجة (على سبيل المثال 150 درجة مئوية)، فهذا يشير إلى حالة خطرة قد تؤدي إلى فشل فوري في العزل. يقوم الثرموستات بتنشيط مرحل التعثر، الذي يرسل إشارة إلى قاطع الدارة الرئيسي لفصل الطاقة عن المحول وحمايته من التلف الدائم.

ما هي الميزات الرئيسية التي يجب البحث عنها عند الشراء؟

عند اختيار منظم الحرارة، ضع في اعتبارك الخصائص التالية:

• الدقة والدقة: ابحث عن دقة عالية (على سبيل المثال ± 1 درجة مئوية) ودقة لا تقل عن 0.1 درجة مئوية.
• عرض واضح: من الضروري وجود شاشة LED أو شاشة LCD كبيرة ساطعة أو شاشة LCD يسهل قراءتها من مسافة بعيدة.
• مرحلات موثوقة: تأكد من أن مرحلات الإخراج لديها تصنيفات تلامس مناسبة للأحمال التي ستقوم بتبديلها (خاصةً ملفات ملامس المروحة).
• منافذ الاتصال: يُعتبر منفذ RS485 Modbus ميزة مهمة في التركيبات الحديثة، مما يتيح المراقبة عن بُعد وتسجيل البيانات.
• غلاف متين: يجب أن يكون منظم الحرارة مزودًا بعلبة متينة وتصنيف IP مناسب (على سبيل المثال IP54 على اللوحة الأمامية) لحمايته من الغبار والرطوبة.
• التصديق: ابحث عن شهادات السلامة والجودة ذات الصلة، مثل CE أو UL، للتأكد من أن المنتجات تفي بالمعايير الدولية.

ما هي بعض المشكلات الشائعة في استكشاف الأخطاء وإصلاحها ؟

معظم مشاكل منظمات الحرارة تتعلق بالتركيب أو المستشعرات. وفيما يلي بعض السيناريوهات الشائعة:

• قراءات درجة الحرارة غير صحيحة: يحدث هذا عادةً بسبب التوصيلات غير السليمة لمستشعر PT100 أو التوصيلات المفكوكة أو الضوضاء الكهربائية. افحص جميع التوصيلات وتأكد من أن الكابل المحمي مؤرض بشكل صحيح.
• خطأ" أو يظهر رمز خطأ على الشاشة: ستعرض معظم أجهزة الترموستات رمز خطأ (مثل "E-01" أو "خطأ") في حالة تعطل المستشعر. يشير هذا عادةً إلى وجود دائرة مفتوحة (سلك مكسور) أو دائرة قصيرة في المستشعر أو أسلاكه.
• لا يتم تشغيل/إيقاف تشغيل المروحة بشكل صحيح: تحقق من إعداد درجة حرارة تشغيل/إيقاف تشغيل المروحة في قائمة الثرموستات. إذا كان الإعداد صحيحًا، فتحقق من الأسلاك الموصلة إلى مرحل موصل المروحة وتأكد من أن المرحل نفسه يعمل بشكل صحيح.

كيف تساعد أجهزة تنظيم الحرارة هذه الشبكة الذكية؟

على الرغم من أن منظم الحرارة الأساسي يعمل بشكل مستقل، فإن منظم الحرارة الحديث المزود بمنفذ اتصال RS485 هو عامل تمكين رئيسي للشبكة الذكية ومبادرات الصناعة 4.0. من خلال توصيل الثرموستات بنظام SCADA مركزي أو نظام إدارة المباني (BMS)، يصبح المحول عقدة ذكية على الشبكة.

يمكن تحقيق هذا الاتصال:

• المراقبة عن بُعد: يمكن للمشغلين عرض بيانات درجة الحرارة في الوقت الفعلي والتاريخية من غرفة تحكم مركزية دون الحاجة إلى التواجد الفعلي في موقع المحول.
• الصيانة التنبؤية: من خلال تحليل اتجاهات درجات الحرارة على المدى الطويل وبيانات الحمل، يمكن للبرامج المتطورة التنبؤ بالمشاكل المحتملة وجدولة الصيانة قبل حدوث الأعطال.
• إدارة محسّنة للحمل: يمكن لمشغلي الشبكات الحصول على فهم أوضح للقدرة الحرارية لأصول المحولات الخاصة بهم، مما يؤدي إلى توزيع أكثر ديناميكية وكفاءة للأحمال عبر الشبكة.