שקיעות מתח – האויב השקט של הציוד האלקטרוני המתקדם ושל רציפות הייצור

שקיעת מתח נפוצה משחשבתם. ביכולתה לעצור תהליכי ייצור, ונחשול המתח שחוזר בעקבותיה אף יכול לפגוע באופן בלתי הפיך בציוד אלקטרוני רגיש. עד לא מזמן, הפתרונות לצמצום התופעה הזו היו מכאניים ויקרים. כעת יש שחקן חדש בשוק המציע פתרון אלקטרוני ונגיש המבטיח איכות מתח מיטבית בכל רגע נתון

חשמל

האדם חקר את החשמל מאז שחר האנושות, אולם רק במאה ה-18 וה-19 המחקר של תופעת החשמל והמגנטיות תפס תאוצה והגיע לשיא עם המצאת הנורה החשמלית הראשונה ע"י תומס אדיסון. המצאה שללא ספק שינתה את פני האנושות כאשר הנגישה את החשמל לכל בית ובית. 

מאז עברו ימים רבים ואנחנו לא מצליחים אפילו לתאר את החיים שלנו ללא האלמנט הכל-כך חיוני הזה – חשמל. רק כאשר פתאום הוא נעלם (דהיינו, יש הפסקת חשמל), אנחנו מבינים עד כמה אנחנו מסתמכים עליו בכל היבט בחיי היומיום.

שקיעת מתח – שקטה אך הרסנית

בניגוד להפסקות חשמל, שבהן אספקת החשמל נעצרת כליל ומורגשת מיד, שקיעות מתח הן הפרעות פחות מורגשות, אולם הדבר בהחלט לא מעיד על פוטנציאל הנזק שלהן. הן הרסניות ויכולות לגרום נזק לציוד הייצור ולציוד אלקטרוני רגיש (תמונה 1).

שקיעת מתח מוגדרת כנפילה באספקת המתח מתחת לסף 90% ועד לסף 5% מהמתח הנומינלי. אורך הזמן של השקיעות יכול להיות כ-50 עד 500 מילי-שניות, ולעיתים רחוקות אף להימשך שנייה שלמה. אם לתאר באופן ציורי את המתח כגלים, שקיעת מתח הינה הגעה של גל "חלש" שאינו מספיק בשביל להמשיך ולהניע את הציוד שצורך את החשמל. אנחנו נרגיש כאילו פתאום למכונת הייצור "אין מספיק כוח" להמשיך לעבוד, צגים או מנורות יהבהבו. ציוד רגיש יכול להיפגע ומכונת ייצור יכולה להיעצר או לחילופין לייצר מוצרים תקולים במהלך זמן השקיעה. התופעה הזו יכולה לנבוע ממספר סיבות: התנעות של מכונות גדולות, חתך רשת נמוך וקצרים במתח עליון או במתח גבוה. הפרעה זו שכיחה מאוד וכ-80% מהפרעות החשמל הינן שקיעות מתח. התקן האירופאי EN 50160 מאפשר עשרות עד 1000 שקיעות מתח בשנה בעומקים ומשכי זמן משתנים!

תמונה 1: שקיעת מתח – שרטוט סכמתי.
השפעת שקיעת המתח על ייצור בתעשיית הפלסטיק

לאור העובדה שחלק לא מבוטל של מפעלי ייצור פלסטיק נמצאים בפריפריה, ובעיקר בקיבוצים, איכות קווי המתח הגבוה (KV22 ו KV33) אינה גבוהה ואורך הקווים לעיתים משפיע על רמת האחזקה שלהם. באזורים אילו אנו יודעים לומר שכמות שקיעות המתח הינה הגבוהה ביותר . 

מכונות ייצור כגון אקסטרודר או מכונות הזרקה תוכלנה להתמודד עם שקיעות מתח עד גבול מסוים (בסביבות 15% שקיעה ממתח נומינלי). מגמת המעבר למכונות הזרקה חשמליות בעלת יתרונות רבים אבל היא מעלה אף יותר את רגישות הציוד לשקיעות המתח. גם ציוד היקפי, רובוטיקה או מכונות העובדות במהירויות גבוהות (אריגת סיבים או חוטים, לדוגמה), יכולים להינזק באופן משמעותי, עד כדי שבר במכונה.

הנזק לא מסתכם רק בעצירת המכונה. זמני התחזוקה עולים, הפריון נפגע, נגרם אובדן חומר גלם. איחור באספקה ומוצרים תקולים שחלילה עוברים ללקוח פוגעים במוניטין היצרן. מבחינה אנרגטית, התנעות מחדש של הציוד צורכות יותר חשמל מעבודה רציפה, וכך גם נגרם בזבוז אנרגיה וכמובן בזבוז כספי.

מה עשו עד היום? 

הפתרון המסורתי לשקיעות המתח היה הכנסה של מערכות אל-פסק אשר נותנות הגנה על מערכת הבקרה (במקרה של אקסטרודרים בעיקר), או הגנה על הכוח עצמו. מערכות אלו הינן מערכות יקרות לתחזוקה, אשר דורשות בנוסף תשתית משל עצמן (חדר ממוזג, מקום על רצפת הייצור). היתרון שלהן הוא שהן נותנות מרווח נשימה גם במקרה של הפסקות חשמל ומאפשרות עצירה וכיבוי מסודרים של קווי הייצור לעומת עצירה פתאומית כפויה. 

אחת המערכות הנפוצות בעבר הייתה Rotative UPS (UPS רוטטיבי) המגובה בגנרטור. מדובר במערכת מכאנית אשר מסתובבת ללא הרף. כאשר יש שקיעה או הפסקת חשמל, בזכות אינרציית התנועה, היא מפעילה את הגנרטור על מנת שהעבודה תוכל להימשך. היות ומדובר בציוד מכאני מסתובב, קיים כמובן בלאי טבעי של הציוד, אשר דורש תחזוקה מתמדת, וכן צריכה תמידית של חשמל, שנצרך כדי להמשיך את הסיבוב, ומכאן הדרך קצרה לעלויות אחזקה שנתיות מאד גבוהות!

תמונה 2: עקרון הפעולה של מייצב מתח אלקטרוני.
מייצב מתח אלקטרוני – הלוחם המודרני בשקיעות המתח

הבשורה החדשה בשוק הינה מייצב מתח אלקטרוני, אשר נלחם בתופעות השקיעה בצורה מודרנית יותר (תמונה 2). במקום המערכת הבזבזנית והיקרה של ציוד רוטטיבי, חברת POS, אשר עוסקת בפתרונות איכות חשמל, מציעה מייצב מתח אלקטרוני מתוצרת חברת Ortea האיטלקית, אשר דואג לאספקת מתח אחידה לציוד החשמלי. 

המייצב משווה את המתח הנכנס למתח המבוקש, ובמידה שיש שונות, יודע לתת את הפיצוי במתח וכך מקבלים חשמל איכותי ללא קפיצות או שקיעות במתח. ניתן להתקינו בטור לפני המכונה, בטור אחרי השנאי  או בטור עם לוח החלוקה הרלבנטי. מייצבי המתח האלקטרוניים מגיעים בהספקים של עד KVA2500 בטווחי תיקון של 15%+ עד 50%- מהמתח הנומינלי (400V) בזמן תגובה הקצר מ-3 מילי שניות.

תמונה 3: מייצב מתח אלקטרוני של חברת Ortea האיטלקית.

ל-POS יש ניסיון וידע נרחבים בתחום של איכות החשמל בכלל ובתעשיית הפלסטיק בפרט. החברה מציעה שירות מקיף ללקוחותיה, כולל ביצוע סקרי איכות חשמל וליווי לאחר התקנה. בישראל מותקנים מספר רב של מייצבים אלקטרונים ובנובמבר הקרוב צפויה התקנה של מייצב ומפצה שקיעות מתח בהספק של KVA1600. הספקים המיוצגים על ידי החברה הינם יצרנים אירופאים ותיקים המספקים מחלקת שירות וגיבוי טכני מלא, לצד צוות הנדסי ישראלי בעל עשרות שנות ניסיון.

למידע נוסף:
POS, נעם מצר,
058-627-0219 ,[email protected]