1. טכנולוגיות ליבה ושיקולים מרכזיים
לפני החלפת המערכת, יש לבצע הערכה מקיפה כדי לוודא שהמערכת החדשה יכולה לעמוד בדרישות הביצועים של הציוד המקורי.

התאמת ביצועים ובחירה

הספק ומומנט: ההספק והמומנט המדורגים (במיוחד מומנט התחלתי וקיבולת עומס יתר) של מנוע AC חייבים להיות לפחות שווים או טובים יותר מאשר מנוע DC המקורי.
צריך לנתח את סוגי העומסים (מומנט קבוע, הספק קבוע, משאבת מאוורר וכו').

טווח מהירויות: מנועי DC ידועים בטווח ויסות המהירות הרחב שלהם.
מהירות מנוע ה-AC עצמו קבועה יחסית, אך בעזרת ממיר תדרים ניתן להשיג ויסות מהירות.
יש צורך לאשר האם מנוע ה-AC המטרה יכול לעמוד בדרישות המהירות הגבוהות והנמוכות ביותר של התהליך תחת הנעה בתדר משתנה.

התאמת אינרציה: עבור יישומים דינמיים הדורשים התחלה ועצירה מהירות, יש לקחת בחשבון את האינרציה הסיבובית של רוטור המנוע כדי להבטיח את מהירות התגובה של המערכת.

החלפת מערכת בקרה (שינויים מרכזיים)

מערכת הנעה DC: נשלטת בדרך כלל על ידי ווסת מהירות DC, עם מבנה פשוט יחסית.

מערכת הנעת תקשורת: יש להצטייד בממיר תדרים.
ממיר תדר ממיר מתח AC עם מתח ותדר קבועים למתח AC עם מתח ותדר מתכווננים, ובכך שולט על המהירות והמומנט של מנוע AC.

בחירת ממיר תדר: הספק ממיר התדר חייב להתאים או להיות מעט גדול מזה של מנוע AC.
במקביל, יש לבחור את רמת הביצועים של ממיר התדרים בהתאם לדרישות היישום (כגון סוג בקרת וקטור, סוג בקרת V/f).
עבור ויסות מהירות מדויק ויישומים עם מומנט גבוה במהירות נמוכה, יש לבחור ממירי תדר עם בקרת וקטור.

התקנה מכנית וחיבור

מידות התקנה: גודל הבסיס, קוטר הציר, חור המפתח, אוגן ההרכבה ומיקום חור הרגל של מנועי AC ו-DC עשויים להיות שונים.
נדרשים אימות ותכנון קפדניים של לוח המתאם או החלפת בסיס ההרכבה.

שיטת חיבור: יש לוודא שהמצמד, הגלגלת או תיבת ההילוכים יתאימו בצורה מושלמת לציר המנוע החדש.
במידת הצורך, יש לעבד מחברים חדשים.

חיווט ושיפוץ חשמליים

ספק כוח: מנועי DC משתמשים באספקת כוח DC, בעוד שמנועי AC משתמשים באספקת כוח AC תלת פאזית או חד פאזית.
אנחנו צריכים להניח את הכבלים שוב.

בלם: אם מנוע הזרם הישר המקורי מצויד בבלם, יש לוודא האם ניתן להתקין בו גם את מנוע הזרם החילופין החדש ולוודא שמעגל הבקרה שלו תואם לממיר התדרים או למערכת הבקרה החדשה.

התקן משוב: עבור מערכות הדורשות בקרת מהירות או מיקום מדויקת במיוחד, מנועי DC מגיעים בדרך כלל עם גנרטורים או מקודדים של מהירות.
בעת ההחלפה, יש צורך להתקין מקודד מאותו סוג על מנוע AC ולחבר את אות המשוב לממיר התדרים כדי ליצור בקרה בלולאה סגורה.

2. שלבי החלפה ספציפיים
תהליך החלפה סטנדרטי הוא כדלקמן:

הערכה ראשונית ורישום:

רשום את כל הפרמטרים המופיעים על לוחית השם של מנוע הזרם הישר המקורי, כולל הספק, מתח, זרם, מהירות, מתח עירור וכו'.

רשום את מידות ההתקנה המכנית ואת שיטות החיבור.

ניתוח מאפייני עומס ומחזורי עבודה.

הערכת מרחב מערכת החשמל והבקרה הקיימת.

בחירת ורכש של מערכת חדשה:

בהתבסס על תוצאות ההערכה, בחרו מנוע AC מתאים (בדרך כלל מנוע אסינכרוני AC או מנוע סינכרוני בעל מגנט קבוע) וממיר תדר תואם.

רכשו אביזרים מכניים, מקודדים וכבלים נחוצים.

הפסקת חשמל ובידוד בטיחותי:

נתק לחלוטין את אספקת החשמל של הציוד ובצע נהלי נעילה ותיוג כדי להבטיח את הבטיחות.

הריסת המערכת הישנה:

הסר את כל חוטי החשמל והבקרה ממנוע הזרם הישר.

שחררו את החיבור המכני והרימו את המנוע הישן.

התקנת מערכת חדשה:

התקן את לוח המתאם המכני ואת מנוע ה-AC החדש כדי להבטיח יישור וחיבור אמינים.

התקן התקני משוב כגון מקודדים.

חיווט חשמלי:

חבר את ספק הכוח התלת-פאזי להדק הכניסה של ממיר התדר.

חבר את מסוף הפלט של ממיר התדר למנוע AC.

חבר אותות בקרה (הפעלה/עצירה, הגדרת מהירות וכו') מה-PLC או הקונסולה המקוריים לממיר התדר.

חבר את קו המשוב של המקודד.

הגדרת פרמטרים וניפוי שגיאות (שלבים עיקריים):

הגדר את פרמטרי לוחית השם של המנוע (הספק, מתח, זרם, מהירות) בממיר התדרים ובצע כוונון עצמי של פרמטרי המנוע.

הגדר את מצב הבקרה (כגון בקרת וקטור), מקור המהירות, זמן האצה/האטה, ערך הגנה מפני זרם יתר וכו' בהתאם להגדרות היישום.

בצע ריצות בדיקה ללא עומס ועומס, כוונן דק את ה-PID ופרמטרים אחרים כדי להבטיח פעולה חלקה, מהירות מדויקת ומומנט מספיק.

קבלה ועדכון מסמכים:

בצעו בדיקות ריצה רציפות כדי לוודא שהביצועים עומדים בדרישות.

עדכון שרטוטים חשמליים ומדריכי תחזוקת ציוד.

3、 יתרונות ואתגרים
יתרונות עיקריים:
אמינות גבוהה, תחזוקה מועטה: מנועי AC (במיוחד מנועים אסינכרוניים מסוג סנאי) אינם כוללים מברשות וקומוטטורים, מה שמבטל את נקודות התקלה העיקריות של מנועי DC וכמעט ואינם דורשים תחזוקה, וכתוצאה מכך אורך חיים ארוך יותר.

יעילות גבוהה יותר: ברוב תנאי ההפעלה, למנועי AC מודרניים בעלי יעילות גבוהה בשילוב עם ממירי תדר יש יעילות גבוהה יותר ואפקטים משמעותיים של חיסכון באנרגיה בהשוואה למערכות הנעה DC.

הסתגלות סביבתית טובה יותר: המבנה ללא מברשות הופך אותו לניתן להתאמה טובה יותר לסביבות קשות כמו אבק, לחות וחומרים דליקים ונפיצים.

יעילות כלכלית: למרות שההשקעה הראשונית עשויה להיות גבוהה, עלות מחזור החיים המלאה בדרך כלל נמוכה יותר עקב עלויות תחזוקה נמוכות במיוחד ואפקטים של חיסכון באנרגיה.

תגובה דינמית מהירה יותר (בעת שימוש בבקרת וקטור בעלת ביצועים גבוהים): מנועים סינכרוניים בעלי מגנט קבוע בשילוב עם ממירי תדר בבקרת וקטור יכולים להשיג ביצועים דינמיים טובים יותר ממנועי DC.

אתגרים ואמצעי זהירות:
עלות השקעה ראשונית: יש צורך לרכוש גם מנוע AC וגם ממיר תדרים, וההשקעה הראשונית עשויה להיות גבוהה יותר מתיקון מנוע DC.

מורכבות טכנית: דרישות גבוהות יותר מוצגות על ידי אנשי צוות טכני, אשר צריכים להבין את העקרונות והגדרות הפרמטרים של ממירי תדר.

הפרעות הרמוניות: ממירי תדרים עלולים לייצר הרמוניות אלקטרומגנטיות, אשר עלולות להפריע לרשת החשמל ולציוד אחר. במידת הצורך, יש להתקין כורי קלט או מסננים.

שטח נדרש: ממיר התדרים דורש שטח התקנה נוסף ותנאי פיזור חום נוספים.