درایو یا اینورتر چیست و چگونه کار می کند

درایو یا اینورتر چیست

به موتور کنترلری که موتور الکتریکی را با تغییر فرکانس و ولتاژ منبع موتور الکتریکی هدایت می کند، اینورتر یا درایو می گویند. نام های دیگر اینورتر، درایو سرعت متغیر، درایو با سرعت قابل تنظیم، درایو با فرکانس قابل تنظیم، درایو فرکانس متغیر، درایو AC، میکرو درایو نیز می باشد.
فرکانس (هرتز) مستقیما با سرعت موتور (RPM) در ارتباط است. به عبارت دیگر، هرچه فرکانس بیشتر باشد، سرعت بیشتر است. اگر کاربردی به موتور الکتریکی جهت راندن در سرعت کامل نیاز نداشته باشد، با خرید اینورتر صنعتی می توانید باعث کاهش فرکانس و ولتاژ تا رساندن به خواسته های بار موتور الکتریکی شوید. زمانی که الزامات سرعت موتور تغییر کند، اینورتر می تواند به آسانی سرعت موتور را تا رسیدن به سرعت مورد نظر پایین و بالا ببرد.

آنچه در این محتوا می خوانید

طرز کار درایو چیست؟

اولین قسمت یک اینورتر، مبدل است. مبدل از 6 دیود تشکیل شده است که مشابه والوهای چک استفاده شده در سیستم های لوله کشی است. دیودها اجازه عبور جریان تنها در یک جهت را می دهند. جهت با فلش در شکل دیود نشان داده شده است. برای مثال هر زمان که یک ولتاژ فاز A (ولتاژ مشابه فشار در سیستم های لوله کشی است) مثبت تر از ولتاژهای فاز B یا C باشد، آن دیود باز می شود و اجازه ی عبور جریان را می دهد.

زمانی که ولتاژ فاز B مثبت تر از ولتاژ فاز A باشد، سپس دیود فاز B باز شده و دیود فاز A بسته می شود. همین روال برای سه دیود در سمت دیگر باس اتفاق می افتد. بنابراین از آنجایی که هر دیود باز و بسته می شود، 6 پالس جریان می گیریم که اینورتر شش پالسه نامیده می شود که پیکر بندی استاندارد برای اینورتر است.

اگر تصور کنیم که درایو با یک سیستم قدرت 480V کار می کند، 480V مقدار RMS است. در یک سیستم 480V مقدار پیک، 679V می باشد. همانطور که مشاهده می شود، باس DC اینورتر مقدار ولتاژ DC با ریپل AC دارند. ولتاژ تقریبا بین 580V و 680V می باشد.

ac و dc چیست و بررسی تفاوت های آن

می توان با اضافه کردن یک خازن از ریپل AC روی باس DC رهایی یافت. خازن با روشی مشابه یک مخزن یا انباشتگر در یک سیستم لوله کشی عمل می کند. این خازن، ریپل AC را جذب نموده و ولتاژ DC خالص تحویل می دهد. ریپل ac روی باس DC معمولا کمتر از 3 ولت است. بنابراین، ولتاژ باس DC تقریبا 650VDC می شود. ولتاژ حقیقی به سطح ولتاژ خط تغذیه AC درایو،سطح ولتاژ نامتوازن سیستم قدرت، بار موتور، امپدانس سیستم قدرت و هر راکتور یا فیلتر هارمونیک روی درایو بستگی دارد.

مبدل پل دیود که AC را به DC تبدیل می کند، گاهی اوقات فقط به عنوان یک مبدل معرفی می شود. مبدلی که DC را به AC تبدیل می کند نیز مبدل نامیده می شود، اما برای تشخیص آن از مبدل دیود، اکثرا “اینورتر ” نامیده می شود. در صنعت معمول شده است که به هر مبدل DC به AC ، اینورتر گفته شود.

می توان با اضافه کردن یک خازن از ریپل AC روی باس DC رهایی یافت. خازن با روشی مشابه یک مخزن یا انباشتگر در یک سیستم لوله کشی عمل می کند. این خازن، ریپل ac را جذب نموده و ولتاژ dc خالص تحویل می دهد. ولتاژ ریپل ac روی باس DC معمولا کمتر از 3 ولت است. بنابراین، ولتاژ باس DC تقریبا 650VDC می شود. ولتاژ حقیقی به سطح ولتاژ خط تغذیه AC درایو،سطح ولتاژ نامتوازن سیستم قدرت، بار موتور، امپدانس سیستم قدرت و هر راکتور یا فیلتر هارمونیک روی درایو بستگی دارد.

توجه داشته باشید که در یک اینورتر واقعی، سوییچ های نشان داده شده واقعا ترانزیستور هستند. زمانی که یکی از سوییچ های بالا در اینورتر را ببندیم، فاز موتور به باس DC مثبت متصل شده و ولتاژ فاز، مثبت می شود. زمانی که یکی از سوییچ های پایین مبدل را ببندیم، آن فاز به باس DC متصل شده و منفی می شود. بنابراین، ما می توانیم هر فاز موتور را به خواست خود مثبت یا منفی کرده و هر فرکانسی که می خواهیم تولید نماییم. پس می توانیم هر فاز را مثبت، منفی و یا صفر کنیم.

شکل موج سینوسی آبی صرفا جهت مقایسه نمایش داده شده است. درایو این موج سینوسی را تولید نمی کند. توجه داشته باشید که خروجی اینورتر شکل موج مربعی است. اینورتر، شکل موج خروجی سینوسی تولید نمی کند. شکل موج مربعی برای هدف کلی سیستم توزیع، انتخاب مناسبی نمی باشد اما برای یک موتور کاملا کافی است.

اگر بخواهیم فرکانس موتور را به 30 هرتز کاهش دهیم، می توان به سادگی ترانزیستورهای خروجی اینورتر را قطع کنیم. اما اگر فرکانس را به 30 هرتز کاهش دهیم، می بایست ولتاژ را نیز به 240V کاهش دهیم تا نسبت V/HZ حفظ شود. حال چگونه ولتاژ را کاهش دهیم اگر تنها ولتاژی که داریم 650VDC باشد؟ این روش PWM یا مدولاسیون پهنای باند نامیده می شود.

تصور کنید که فشار یک خط آب را با قطع و وصل کردن والوها در سرعت بالا می توان کنترل کرد. درحالی که این عمل برای سیستم لوله کشی عملی نیست، برای اینورتر به خوبی کار می کند. توجه داشته باشید که در نیم سیکل اول، ولتاژ در نصف زمان ON و در نیمی دیگر OFF است. با پالس دادن به خروجی، می توان به هر ولتاژ متوسط در خروجی VFD دست یافت. جهت کسب اطلاعات بیشتر می توانید مقاله درایو فرکانس متغیر را مطالعه نمایید.

درایو فرکانس متغیر چیستدریافت

بررسی مهمترین کاربردهای درایو یا اینورتر

کاهش مصرف و هزینه های انرژی

اگر کاربری به راه اندازی در سرعت بالا نیاز ندارد، می توان با کنترل موتور توسط اینورتر، هزینه های انرژی را کاهش داد که انرژی سیوینگ از مزایای اینورتر محسوب می شود. اینورتر این امکان را به شما می دهد که سرعت تجهیزات موتور درایو را بر اساس نیاز بار تطابق دهید. هیچ روش دیگری برای کنترل موتور الکتریکی AC وجود ندارد که چنین امکانی را به شما بدهد.

امروزه سیستم های موتور الکتریکی مسئول بیش از 65% مصرف توان در صنعت هستند. بهینه سازی سیستم های کنترل موتور با نصب اینورتر می تواند تا 70% مصرف انرژی را کاهش دهد. به علاوه مصرف اینورتر کیفیت محصول را بهبود بخشیده و هزینه های تولید را کاهش می دهد. ترکیب مشوق های مالیاتی بهره وری انرژی و تخفیفات صنایع،بازده سرمایه گذاری نصب اینورتر در کمتر از شش ماه است.

افزایش تولید با کنترل فرآیند قوی تر

با اداره کردن موتور در بهینه ترین سرعت، اشتباهات کمتری رخ داده و بنابراین سطوح تولید افزایش می یابد که موجب افزایش درآمد شما می شود. روی نوار نقاله و کمربند، تکان های شدید در شروع حذف می شود.

افزایش عمر تجهیزات و کاهش نگهداری

زمانی که تجهیزات شما توسط اینورتر کنترل شوند و از سرعت بهینه موتور مطمئن باشید، طول عمر بیشترو خرابی کمتری در نتیجه ی نگه داشت خواهند داشت. به علت کنترل بهینه اینورتر بر فرکانس و ولتاژ موتور، اینورتر حفاظت بهتری بر موتور شما برای مسائلی مانند اضافه بار، اضافه ولتاژ، حفاظت فاز و … دارد. زمانی که بار را با اینورتر راه اندازی می کنید، موتور و بار در معرض شوک فوری قرار نگرفته و بسیار نرم راه اندازی می شود در نتیجه تسمه، دنده و یاتاقان حذف می گردد.

جمع بندی نهایی درباره اهمیت استفاده از درایو یا اینورتر

همان طور که در این مقاله به آن اشاره کردیم درایو و اینورتر دو اصطلاحی هستند که در زمینه کنترل سرعت موتورهای الکتریکی به خصوص در صنایع مختلف بسیار استفاده می‌ شوند. اگرچه این دو اصطلاح گاهی به جای هم به کار می‌ روند، اما تفاوت‌ هایی در عملکرد و کاربرد آن‌ ها وجود دارد. مهمترین مزایای خرید اینورتر تک فاز و سه فاز شامل امکان تنظیم دقیق سرعت موتور متناسب با نیازهای کاربرد، کاهش مصرف انرژی در حالت‌ های بدون بار یا بار کم، کاهش استهلاک موتور، کنترل دقیق جریان و گشتاور موتور، امکان پیاده‌ سازی کنترل‌ های پیشرفته و غیره می باشد. از درایو و یا اینورتر می توانید در صنایع مختلف با توجه به نیازهای خاص خود، استفاده کنید. اگر قصد خرید اینورتر دلتا و سایر برندهای معتبر اینورتر در بازار را دارید، می توانید با خیال آسوده به مجموعه بارمان اتوماسیون سایا مراجعه کرده و سفارشات خود را ثبت کنید.