دانلود رایگان نرم افزار

تاریخچه اینورتر یا درایو   AC ؟

در گذشته همواره برای بارهایی که نیاز به کنترل سرعت دقیقی داشتند از موتورهای جریان مستقیم یا DC استفاده می‌شد. اما به دلیل میزان استهلاک بالای جاروبک‌ها و سایر اجزای این نوع موتورها ، مسئله استفاده از موتورهای القایی و کنترل سرعت آنها کم کم معروف شد.

اولین درایو یا اینورتر ، در سال ۱۹۵۸ توسط یک شرکت آمریکایی تولید شد. به تدریج امکانات و قابلیت‌های بیشتر و بهتری توسط شرکت‌های متعدد دیگری به اینورتر‌ها اضافه شد و اینورتر‌هایی با قابلیت‌های بیشتری وارد بازار شدند.

امروزه ۱۰ درصد از کل موتورهایی که در سراسر جهان مورد استفاده هستند مجهز به اینورتر می‌باشند.

وظیفه اینورتر الکتروموتور چیست؟

همانطور که گفتیم اینورتر عمل کنترل سرعت یا دور الکتروموتور را انجام می‌دهد. این تجهیز قادر است دور الکتروموتور را از صفر تا چندین برابر دور نامی‌موتور و بطور پیوسته تغییر دهد. با کنترل سرعت  الکتروموتورها ، پروسه‌های صنعتی منعطف تر می‌شوند و در بسیاری از کاربردها صرفه جویی انرژِی نیز رخ می‌دهد.

علاوه بر آن ، با استفاده از اینورترها ،جریان راه اندازی دریافتی از شبکه ، به میزان زیادی کاهش پیدا می‌کند. بطوریکه این جریان خیلی کمتر از جریان نامی‌الکتروموتور است.

اینورترها همچنین می‌توانند الکتروموتور را بطور نرم و کاملا کنترل شده استارت و استپ نمایند. زمان استارت و استپ را میتوان به دقت تنظیم نمود. این زمان‌ها می‌توانند کسری از ثانیه و یا صدها دقیقه باشد. توانایی اینورتر در استارت و استپ نرم موجب کاهش قابل ملاحظه تنش‌های مکانیکی در کوپلینگ‌ها و سایر ادوات دوار می‌گردد.

اینورتر یا درایو چگونه سرعت یک موتور را کنترل می‌کند؟

اینورتر بین منبع تغذیه و موتور‌های القایی قرار می‌گیرد. برق با ولتاژ Ac که ولتاژ و فرکانس ثابتی دارد، وارد اینورتر می‌شود. ولتاژ ورودی توسط این تجهیز به ولتاژ DC تبدیل می‌شود که دارای ریپل‌هایی می‌باشد. در ادامه توسط یک مدار میانی ، این ریپل‌ها حذف شده و ما دارای یک ولتاژ DC ثابت خواهیم بود.

در نهایت اینورتر ،  این ولتاژ DC را تبدیل به یک ولتاز AC با ولتاژ و فرکانس متغیر خواهد کرد که ما به عنوان کاربر و یا اپراتور می‌توانیم براساس کاتالوگ و تنطیمات هر اینورتر ، فرکانس و ولتاژ خروجی و تحویلی به موتور را تنظیم و از این طریق کنترل دور و یا گشتاور الکتروموتور را در اختیار بگیریم.

فرآیند تغییر سرعت در اینورترها با تغییر چه پارامتری امکان پذیر است؟

با تغییر میزان فرکانس تحویلی به موتور از طریق کنترل سوئیچ‌های ترانزیستورهای اینورتر ، می‌توان میزان سرعت دورانی شفت الکتروموتور را کنترل کرد. اگر فرکانس بیشتری به موتور اعمال شود ، شاهد افزایش دور و در صورتی که فرکانس کمتری به موتور اعمال شود شاهد کاهش دور در الکتروموتور خواهیم بود.

روش‌های کنترل دور الکتروموتور در اینوتر‌ها:

همانطور که می‌دانید، انواع مختلفی از ماشین آلات در صنعت موجود هستند. روش‌های استاندارد کنترلی در اینورترهای AC ، برای کنترل این ماشین آلات ، دو روش اسکالر و برداری (وکتور) هستند. در ادامه به بررسی این روش‌ها می‌پردازیم.

روش کنترل اسکالر یا V/F در اینورتر :

این روش را در صنعت با اسم‌هایی مانند مدولاسیون عرض پالس (PWM) ، کنترل فرکانس V/F یا VVVF نیز می‌شناسند.

در این روش ، ابتدا ولتاژ AC به ولتاژ DC تبدیل شده سپس بوسیله مدولاتور، دنباله پالسی از ولتاژ با فرکانس متغیر به موتور ارسال می‌شود.

در روش کنترل اسکالر ،  مقدار V/F ثابت است بنابراین با افزایش فرکانس ، ولتاژ افزایش می‌یابد و در نهایت ، در این حالت کنترلی روی گشتاور موتور وجود ندارد و تغییرهای کنترلی ولتاژ و فرکانس هستند که بطور غیر مستقیم موتور را کنترل می‌کنند.

به علت عدم استفاده از فیدیک ، کنترلی روی موقعیت یا سرعت شافت موتور وجود ندارد. همچنین استفاده از مدولاتور باعث ایجاد تاخیر در پاسخ به گشتاور به سرعت می‌شود.

پس به طور کلی ، این روش برای ثابت نگه داشتن نسبت ولتاژ و فرکانس خروجی درایو است.

به عنوان مثال، یک درایو ۲۰۰ ولت AC ، در فرکانش ۶۰ هرتز ، ولتاژ خروجی ۲۰۰ ولت و در فرکانس ۳۰ هرتز ، ولتاژ خروجی ۱۰۰ ولت را دارند. از آنجایی که رابطه مستقیمی‌بین ولتاژ و فرکانس داریم، از این درایو‌ها ، می‌توانیم برای کنترل همزمان چند الکتروموتور استفاده کنیم.

این روش به دلیل عملکرد و پاسخ کند بودن تریستور‌ها میزان دقت را در کنترل سرعت پایین می‌آورد و خطا را بالا می‌برد.

روش کنترل برداری یا وکتور در اینورتر :

این روش، نسبت به روش قبل جدیدتر است و به دلیل معایبی که در روش V/F وجود دارد، این روش، جایگزین روش قبلی شد.

در روش اسکالر ، متغیرهای کنترلی ، غیر حقیقی هستند. در صورتی که در این روش تلاش شده که  متغیرهای حقیقی الکتروموتور مانند شار و گشتاور ، کنترل شوند.

برای کنترل بردار شار و گشتاور الکتروموتور ، جریان آن باید قابل کنترل باشد. اما در این الکتروموتورها کنترل سیستمی‌روی جریان آن‌ها وجود ندارد. از طرفی جریان الکتروموتور تابعی ازجریان استاتور است که بنابراین با استفاده از محاسبات ریاضی پیچیده با توجه به وجود این رابطه بین جریان الکتروموتور و جریان استاتور ، شار آن قابل کنترل هستند. در ضمن با استفاده از فیدیک ، می‌توان موقعیت و سرعت الکتروموتور را کنترل کرد. با وجود دقت درسرعت و پاسخ سریع به تغییرات گشتاور ، احتیاج به فیدبک و مدولاتور از معایب این درایوها است.

در این روش ترانزیستورهای پاسخ سریع جایگزین تریستورهای کند پاسخ شدند و همین امر باعث شد تا در روش وکتور شاهد دقت بالا در کنترل سرعت الکتروموتورها باشیم و میزان خطا به صفر برسد.

روش‌های کنترلی V/F و وکتور چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟

۱٫به دلیل ابعاد کوچک تر ترانزیستورها در درایوهایی با روش وکتور کنترل شاهد ابعاد کوچکتری نسبت به درایوهای V/F کنترل هستیم.

۲٫در روش V/F می‌توان به صورت همزمان از درایو برای کنترل چندین الکتروموتور استفاده کرد. این قابلیت در درایوهای وکتور کنترل وجود ندارد و این نوع درایوها فقط امکان پشتیبانی از یک موتور را دارند.

۳٫در روش وکتور ، شاهد ارتباط دو طرفه بین الکتروموتور و اینورتر هستیم. به شکلی که اینورتر، شرایط الکتروموتور را بررسی و براساس بازخوردی که هر لحظه از الکتروموتور می‌گیرد تصمیم می‌گیرد که فرکانس را به چه میزان افزایش و یا کاهش دهد تا سرعت موتور به میزان تنظیم شده توسط کاربر برسد. اما در روش V/F ارتباط الکتروموتور و اینورتر، یک طرفه می‌باشد.

۴٫روش وکتور دقت بالاتر و خطای کمتری داشته و براساس بازخوردی که از الکتروموتور می‌گیرد ، بهترین تغییرات را برای کنترل سرعت اعمال خواهد کرد اما این امکان در روش V/F وجود ندارد.

انتخاب نوع کنترل اینورتر یا درایو بر چه اساسی انجام می‌شود؟

انتخاب نوع کنترل اینورتر ، باید براساس گشتاور در سرعت پایین ، بازه کنترل سرعت و دقت باشد پس:

– روش V/F در مواردی که گشتاور راه اندازی پایین و تغییرات کم بار وجود داشته باشد ، استفاده می‌شود.

مانند: پمپ‌ها و فن‌ها

-روش وکتور در مواردی که گشتاور راه اندازی بالا و تغییرات زیاد بار را شاهدیم کاربرد دارد.

مانند:جرثقیل‌ها

 اینورتر یا درایو چه مزایایی در صنعت دارد؟

۱٫کنترل سرعت و گشتاور در بهینه ترین حالت ممکن.

۲٫کاهش مصرف انرژی

۳٫راه اندازی و توقف الکتروموتورها به صورت نرم

۴٫تغییر جهت گردش به سانی

۵٫کاهش نیاز به سیستم‌های حفاظتی جانبی

طبقه بندی اینورترها بر مبنی چه پارامترهایی انجام می‌شود؟

طبقه بندی اینورتر یا درایو‌ها بر اساس کلاس ولتاژی و توان منبع تغذیه انجام می‌شود.

اینورترها معمولا در کلاس‌های ولتاژی تک و سه فاز و رنج‌های ۲۰۰ ،۴۰۰ و ۶۹۰ ولتی در بازار رایج اند. این تجهیز از نظر توان منبع هم از ۱٫۵ کیلووات به بالا عرضه می‌شود.

البته ناگفته نماند که کلاس‌های تولیدی هر برند متفاوت بوده و براساس کاتالوگ‌ها قابل بررسی می‌باشد.

اینورترها در زندگی روزمره ما کجا قرار گرفته اند؟

در سال‌های گذشته نیاز به کنترل میزان سرعت الکتروموتورها به صورت چشمگیری در صنایع مختلف افزایش یافته است. این امر باعث شده اینورترها بیشتر در زندگی روزمره ما نقش ایفا کنند.  طور مثال در دستگاه‌های عکس برداری بیمارستان‌ها،آسانسورها،پله برقی‌ها،نوار نقاله‌های خط تولید شرکت‌ها،سیستم‌های ریسندگی،صنعت کاغذ و چرم سازی و بسیاری از دیگر صنایع.

برندهای معروف اینورترهای موجود در بازار:

–اینورتر پنتاکس Pentax

-اینورتر اینوت INVT

-برند LS

-برند HYUNDAI

-برند DELTA

منبع : https://teslakala.com