درایو اینورتر دستگاهی الکترونیکی است که می تواند دور موتور الکتریکی را کم یا زیاد کند. همچنین اینورتر این قابلیت را دارد تا 20% دور موتور را بدون افت قدرت کاهش یا افزایش دهد. البته وظیفه های دیگری مثل مانند کنترل سرعت و گشتاور موتورهای الکتریکی را نیز بر عهده دارند. این اینورترها را به نام های دیگری مثل درایو، درایو فرکانس متغیر، کنترل دور موتور VFD نیز می شناسند. در این بخش ما با اینورتر الکتروموتور و کاربرد آن آشنا می شویم. البته قبل از آن کمی با ساختار الکتروموتور و اینکه این اینورتر در کجا به کمک الکتروموتور صنعتی می آید، می پردازیم.
الکتروموتورها در صنایع مختلف به عنوان نیروی محرکه شناخته می شوند. در واقع نیروی لازم برای کارکرد خطوط تولید و دیگر تجهیزات را تامین می کند. الکتروموتور نیروی الکتریسیته را از شبکه برق دریافت می کند و آن را به نیروی مکانیکی تبدیل می کند. در هنگام استارت، الکتروموتور چندین برابر بیشتر از جریان نامی می تواند برق مصرف کند. همین دلیل می تواند باعث آسیب رسیدن به شبکه برق و تجهیزات و ماشین آلات برقی ما شود. در این مرحله به منظور جلوگیری از این آسیب از اینورترها استفاده می کنیم.
نحوه کار اینورتر چگونه است؟
نحوه کار این دستگاه به این صورت است که برق ابتدا وارد درایو اینورتر می شود که از یک واحد یکسو کننده عبور می کند که باعث می شود جریان AC به جریان DC تبدیل شود. همانطور که می دانید جریان DC دارای نویزهایی است که در اینورتر این نویزها بوسیله یک خازن از بین می روند.
این اینورترها در اکثر وسایلی که ما با آن ها سر و کار داریم مانند وسایل الکترونیکی کوچک، وسایل حمل و نقل، لوازم اداری و… وجود دارند. این درایوها برای کار به برق نیاز دارند. به دلیل اینکه این دستگاه می تواند سرعت الکتروموتور را با فرایند در حال انجام یکسان کند و در نتیجه از هدر رفتن انرژی جلوگیری می کند. این موضوع برای کاربری هایی مانند کارخانه که انرژی و مواد هدر رفته می تواند به کسب و کارشان آسیب برساند، موضوع بسیار مهمی است و به همین دلیل استفاده از اینورتر را به امری ضروری تبدیل می کند. بنابراین می توان گفت که این اینورترها برای کنترل دور موتورهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد که باعث افزایش بهره وری و همجنین صرفه جویی در مصرف انرژی می شود.
نحوه کار درایو اینورتر فرکانس متغیر VFD
درایو اینورتر VFD یا درایو فرکانس متغیر یا VFD که مخفف عبارت “Variable Frequency Drive” می باشد که کنترل کننده موتورهای الکتریکی است. به این صورت عمل می کند که ولتاژ و فرکانس را تغییر می دهد و تا موتور با سرعت و ولتاژ بهینه کار کند. در برخی از کاربری ها نیازی نیست تا موتور با توان و دور حداکثری خود کار کند که در این شرایط ما می توانیم از درایو VFD استفاده کنیم تا فرکانس را کاهش دهد و ولتاژ مناسب با بار اعمال شده روی موتور را تنظیم کند. همچنین در بعضی از کاربری ها نیاز است تا سرعت موتور تغییر کند که در این مورد نیز می توانیم از اینورتر VFD استفاده کنیم تا به آسانی سرعت گردش موتور را کاهش یا افزایش دهد و سرعت مورد نیاز موتور را تنظیم کند.
این مدل از درایو اینورتر که با اختصار به آن VFD می گویند با کنترل کردن جریان برق ورودی AC باعث می شود تا بتواند دور چرخش موتور الکتریکی را تنظیم و کنترل کند و در هنگام راه اندازی نرم تر عمل کند. فرکانس رابطه ای مستقیم با مقدار گردش دور الکتروموتور دارد و اینگونه است که هر مقدار فرکانس افزایش پیدا کند سرعت دور موتور الکتریکی زیاد می شود. اینورتر به جریان برق DC نیاز دارد و این جریان برق از برق AC شهری با ولتاژی برابر 220 ولت و فرکانس 50 هرتز فراهم می گردد. این برق رسانی به این صورت است که در آغاز برق AC به DC تبدیل می شود و با استفاده از یک اینورتر به برق AC لازمه تبدیل می گردد.
واژه AC به معنای جریان متناوب است که مخفف عبارت “Alternating Current” می باشد و DC مخفف “Direct Current” به معنای جریان مستقیم است.
انواع اینورتر الکتروموتور
از نظر نوع فاز می توانیم اینورترها را به دو دسته تک فاز و سه فاز تقسیم کنیم. یک دسته بندی دیگری نیز وجود دارد که بر اساس شکل موج خروجی است که از این نظر به چهار دسته تقسیم می گردد.
- موج مربعی
- سینوسی اصلاح شده یا شیه سینوسی (MSW)
- سینوسی خالص (PSW)
تبدیل برق تک فاز به سه فاز توسط اینورتر
در مقدار کیلووات پایین شما می توانید با استفاده از یک اینورتر از برق خانگی برای راه اندازی الکتروموتور، گیربکس و پمپ سه فاز استفاده کنید. چرا که یکی از کاربردهای اینورتر تبدیل برق تک فاز به سه فاز است.
مزایای استفاده از درایو اینورتر الکتروموتور
- کاهش چشمگیر مصرف برق
- افزایش طول عمر الکتروموتور
- شروع به کار بهینه تر الکتروموتور
- کنترل دقیق استپ و دور الکتروموتورها
- تغییر جهت چپ گرد و راست گرد
- راه اندازی الکتروموتور سه فاز به وسیله برق تک فاز
- و…
موارد کاربرد درایو فرکانس متغیر
- استفاده در پمپ های صنعتی، خانگی
- بوستر پمپ ها
- فن های صنعتی
- آسانسورها
- نوار نقاله (کانوایر)
- اکسترودر
- ماشین آلات بسته بندی
- ماشین آلات خم و برش، جوش کاری
- منبع تغذیه
- پارکینگ های طبقاتی
- ماشین آلات صنعت تزریق پلاستیک
- منبع های برق اضطراری
- انواع حرثقیل های سقفی
- گرمکن های القایی
- پنل های خورشیدی
- بلوئر
- و…
انتقال انرژی از طزیق HVDC
مزیت استفاده از این روش این است که می توانید حجم زیادی از انرژی را در مسافت زیاد با کمترین مقدار هدر رفت منتقل کنید. این روش به این صورت است که در مرحله اول برق AC را به برق DC تغییر می دهد و پس از آن از طریق اینورتر برق DC را به جریان برق AC با فرکانس بالاتر تبدیل می کند.
کاربرد درایو اینورتر در پنل خورشیدی
برق خروجی پنل های خورشیدی از نوع DC است که نور خورشید را به وسیله اینورتر دریافت و ذخیره سازی می کنند و سپس توان دریافتی را به برق AC تبدیل می کنند.
اینورتر در منبع تغذیه
درایو صنعتی برق DC را از منابعی مثل باطری، پنل های خورشیدی (Solar Panel) و… دریافت و تبدیل به برق AC می کند. همچنین برق خروجی را می توانید به هر مقدار ولتاژی که نیاز داشته باشید تبدیل کنید. می توانید با استفاده از میکرو اینورترها به صورت مستقیم جریان برق را از پانل های خورشیدی به جریان متناوب AC تبدیل کنید.
درایو صنعتی در منابع برق اضظراری
در شرایطی که برق اصلی یا شهری دسترسی ندارید می توانید از باتری و اینورتر به عنوان منبع تغذیه اضطراری (UPS) استفاده نمایید. زمانی هم که به برق اصلی دسترسی پیدا کردید می توانید برای شارژ کردن باتری ها از یکسو کننده استفاده کنید
کاربرد اینورتر در گرمکن القایی
جهت افزایش فرکانس برق اصلی در گرمکن های القایی می توانید از اینورتر استفاده کنید که باعث ایجاد گرما در فلزات و فرایند سفت و نرم شدن آنها شود. این کار به این صورت انجام می شود که در مرحله اول برق AC به جریان DC با فرکانس بالا تبدیل می گردد و پس از آن به واسطه اینورتر برق DC به AC با فرکانس بیشتر تبدیل می شود.
کاربرد اینورتر در وسایل نقلیه چگونه است؟
امروزه از اینورتر برای کنترل توان کشش موتور در بعضی از وسایل نقلیه برقی مثل قطار برقی و خودروهای برقی یا هیبریدی مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از این اینورترها در وسیله های نقلیه برقی باعث پیشرفت تکنولوژی و فناوری آن ها شده است. در وسایل نقلیه که به ترمز احیا کننده مجهز هستند، اینورتر انرژی خود را از موتور می گیرد و در باتری ذخیره می کند.
صرفه جویی در مصرف برق به وسیله اینورتر الکتروموتور
- درایو صنعتی یا همان اینورتر به صورت خودکار مقدار بار وارده به موتور را تشخیص می دهد و به نسبت همان بار، جریان را وارد موتور می کند. مقدار این جریان در بیشتر مواقع از جریان نامی موتور کمتر می باشد. در نتیجه موتور مقدار برقی که نیاز دارد را از شبکه دریافت می کند و سرانجام مصرف برق و هزینه ها کاهش پیدا می کند.
- اداره برق در بعضی مواقع مصرف کنندگانی را که بار راکتیو از شبکه برق مصرف می کنند را جریمه می کند که برای حل این مشکل کارخانه ها بانک خازنی را نصب می کنند. یکی از این موارد موتورهای القایی هستند که بار راکتیو مصرف می کنند که این مشکل با استفاده از اینورتر حل می شود. چرا که خود اینورتر دارای بانک خازن می باشد که در نتیجه مصرف بار راکتیور را جبران می کند. در این حالت دیگر شما شامل جریمه اداره برق نمی شوید و نیازی به نصب بانک خازن به صورت مجزا نیست.
- در بسیاری از صنایع و کاربری ها راه اندازی موتورها در ابتدا به ولتاژ برق زیادی نیاز دارند و ولتاژ شبکه برق را کاهش می دهند و باعث آسیب به تاسیسات و دیگر دستگاه و ماشین آلات برقی می شود. اما اگر از اینورتر استفاده کنید این جریان برق کنترل می شود و از این اتفاق جلوگیری می شود.
وجه اختلاف اینورتر با درایو
- درایوها به طور کلی می توانند ولتاژ، فرکانس و توان ورودی و مقادیر خروجی را تنظیم و کنترل کنند. این در حالی است که اینورتر فقط می تواند ولتاژ و توان خروجی را تغییر دهد.
- اینورتر می تواند جریان برق را مستقیم را به برق متناوب معکوس کند، اما درایوها علاوه بر این کار می توانند عمل یکسو سازی جریان برق را انجام دهند که در نتیجه باعث کنترل دور موتور می شود.
- درایوها قطعات متحرکی دارند که در اینورترها خبری از قطعات متحرک نیست.
درایو اینورتر تک فاز به سه فاز چیست؟
همانطور که قبل تر نیز گفتیم شما می توانید با استفاده از درایو صنعتی یا اینورتر الکتروموتورهای سه فاز را با برق تک فاز راه اندازی کنید. این امکان خوبی است تا کارگاه ها و محیط هایی که به هر دلیلی به جریان برق سه فاز دسترسی ندارند، بتوانند از اینورتر استفاده کنند.
ویژگی های این نوع درایو
- امکان راه اندازی الکتروموتور سه فاز تا 4 کیلووات (البته این مقدار می تواند در هر برند الکتروموتور متفاوت باشد.)
- قابلیت راست گرد و چپ گرد کردن موتور الکتریکی
- کاهش آسیب و ضربه های مکانیکی در زمان استارت اولیه
- جلوگیری از جریان کشی اولیه الکتروموتور
- کاهش میزان صدا و نویز خروجی موتور الکتریکی
این نوع درایوهای تک فاز به سه فاز در پمپ های خانگی به دلیل عدم دسترسی به برق سه فاز، بیشترین کاربرد را دارد. همچنین برای کنترل دور الکتروپمپ و نصب سنسورها برای اطمینان از مقدار آب رسیده به طبقات، می تواند گزینه مناسبی باشد.
نکاتی که هنگام خرید درایو تک فاز به سه فاز باید رعایت کنید!
نکته ای که باید بدانید این است که ورودی این نوع درایو، 220 ولت تک فاز می باشد و خروجی آن سه فاز 220 ولت است. برخی بر این باورند که می توانند از این مدل درایو خروجی 3 فاز 380 ولت دریافت کنند که نادرست است. در نتیجه باید پلاک الکتروموتور سه فاز را پیش از خرید اینورتر بررسی کنید.
- سربندی الکتروموتور باید مثلث 220 ولت باشد.
- باید با توجه به پلاک الکتروموتور، اینورتر را خریداری نمایید.
- در محیطی که می خواهید از این درایو استفاده کنید باید برق آن مکان از قبل بررسی شود.
- باید توجه داشته باشید که فرکانس الکتروموتور با اینورتر یکسان باشد. چنانچه فرکانس الکتورموتور با اینورتر باهم مغایرت داشته باشند می تواند باعث سوختن موتور شود.
اجزای تشکیل دهنده درایو اینورتر
اینورترها یا درایوهای صنعتی به طور کلی از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند که عبارت اند از:
- مبدل Converter : برق ورودی سه فاز جریان متناوب AC از طریق اینورتر وارد بخش مبدل می شود و به شکل موج مستقیم DC تبدیل می گردد.
- صافی خازنی (باس DC) : موج DC وارد این قسمت می شود که باعث حدف ریپل های آن می شود و تبدیل به یک موج DC نسبتا صاف می شود.
- اینورتر : با استفاده از مدارهای سوئیچینگ با فرکانس بالا و تکنیک PWM در این بخش، برق DC به شکل موج سینوسی مربعی می شود.
نحوه تبدیل جریان AC به DC
اولین طبقه از درایو اینورتر، مبدل یا یکسو کننده است که تشکیل شده از 6 عدد دیوید می باشد که وظیفه یکسو سازی را دارد و تنها از یک جهت به جریان مجوز عبور می دهد. برای مثال هر زمان که ولتاژ فاز A مثبت تر از فاز B و C باشد، دیوید فاز A باز می شود و جریان فاز A می تواند عبور کند و اگر ولتاژ B از A مثبت تر شود، جریان A متوقف و فاز B حریان پیدا می کند. همین شرایط برای 3 دیویدی که در قسمت منفی باس DC هستند نیز عمل می کند. در نتیجه با باز و بسته شدن هر دیوید 6 پالس جریان دریافت می نماییم. همچنین به اینورترهایی که به این صورت کار می کنند، اینورترهای 6 پالس می گویند که از پرکاربردترین نوع اینورترها است.
طریقه کار باس DC
خروجی DC دارای ریپل های AC است. در باس DC خازن هایی وجود دارد که وظیفه آن ها صاف کردن موج و حذف ریپل ها می باشد. خازن ریپل AC را جذب می کند و ولتاژ DC صاف را ایجاد می نمایید. درایوهایی که ولتاژ ورودی موثر (RMS) آن ها 480 ولت است، ریپل AC در باس DC معمولا کمتر از 3 ولت می باشد. در نتیجه ولتاژ باس DC حدود 650 ولت است. اما ولتاژ واقعی به عواملی مانند سطح ولتاژ خط AC تغذیه درایو، میزان عدم تعادل ولتاژ در سیستم قدرت، بار موتور و… وابسته است.
چگونه یک اینورتر الکتروموتور مناسب انتخاب کنیم؟
برای انتخاب یک اینورتر سازگار با کاربری شما، ابتدا باید مواردی را در نظر داشته باشید.
- برق ورودی: باید بدانیم که می خواهیم از جریان برق سه فاز استفاده کنیم یا تک فاز
- توان الکتروموتور: باید در نظر داشته باشیم که الکتروموتور ما چقدر توان دارد و چه مقدار برق نیاز دارد.
- نوع کاربری الکتروموتور: از الکتروموتور برای چه کاری می خواهیم استفاده کنیم، تا اینورتر مناسب با آن کاربری را انتخاب کنیم.
- و…
خرید از آرشا صنعت
شما می توانید انواع درایو اینورتر الکتروموتور را از آرشا صنعت نمایندگی رسمی برتدهای معتبر خارجی با ضمانت اصالت کالا خریداری نمایید. برای مشاوره و دریافت اسعتلام قیمت با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.
مطالب مرتبط: