درایو
اینورتر یا درایو یکی از تجهیزات بسیار کاربردی در صنعت برق و اتوماسیون صنعتی میباشد که سبب عملکرد بهینه ی موتورهای الکتریکی می شود.
درایوها تجهیزاتی میباشند که آنها را جهت کنترل ولتاژ یا کنترل فرکانس استفاده میکنند. اینورترها می‌توانند موتور را به شکل نرم و کاملا مدیریت شده استارت و استپ نمایند.
اینورتر ها در مصارفی همچون جرثقیل‌ها، آسانسورها و …که عدم وجود ضربه در راه‌اندازی و توقف موتور دارای اهمیت میباشد، استفاده میشوند و کاربرد دارند.
تنظیم دور موتورها توسط درایو سبب صرفه‌جویی در انرژی میشود. و همچنین درایو، از شبکه جریان راه‌اندازی کمتری دریافت می‌کند.
موتورهای الکتریکی به دو گروه DC و AC تقسیم میشوند
موتورهای DC یا جریان مستقیم، موتورهایی میباشند که بوسیله جریان مستقیم عمل میکنند. نخستین وسیله تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی این موتورها بودند. موتورهای DC دارای امکاناتی از جمله کنترل راحت، پاسخ بسیار سریع دینامیکی جهت تغییر سرعت میباشند. این موتورها دارای معایبی همچون قیمت بالا، نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر، نیاز به انکودر یا تاکومتر برای فیدبک سرعت نیز میباشد.
با در نظر گرفتن معایب موتورهای DC و پیشرفت و ساخت موتورهای ACوهمچنین مزیت هایی که موتورهای AC دارا میباشند، کاربرد موتورهای AC در صنعت بسیار بیشتر از موتورهای DC میباشد.
موتورهای AC مزیت های بیشتری نسبت به موتورهای DC هم اندازه دارند که شامل مواردی همچون اندازه کوچکتر، قدرت بیشتر میباشد. علاوه بر اینها موتورهای AC طراحی ساده و ارزان قیمت، سبک و مقاوم در برابر ضربه میباشند.
درایوها امکان کار با برق سه فاز یا تک فاز را دارند اما خروجی آنها به شکل سه فاز میباشند.
ویژگی های درایو
تنظیم کننده سرعت موتور
تغییر جهت دور موتور بدون استفاده از کنتاکتور
انجام حفاظت‌های الکتریکی همچون افزایش ولتاژ و اضافه جریان و …
راه‌اندازی نرم موتور و افزایش طول عمر موتور به منظور جلوگیری از وارد شدن ضربه به قسمت‌های گوناگون موتور
صرفه‌جویی در مصرف انرژی
درایوها اکثرا در موارد زیر کاربرد دارند:
فعالیت‌های گشتاور ثابت همچون میکسرها، اکسترودرها، نوارهای نقاله،…
فعالیت‌های گشتاور متغیر همچون فن و پمپ
فعالیت‌های توان ثابت همچون دستگاه‌های کشش و دستگاه‌های ماشینی
کاربرد درایو صنعتی به طور کلی، کنترل دور موتور و تنظیم ولتاژ و فرکانس در الکتروموتورهای تک‌فاز یا سه‌فاز میباشد. اینورتر صنعتی که نام آن در بعضی موارد به جای درایو به کار می‌رود، درواقع قسمتی از این دستگاه است. در ادامه این مطلب میخواهیم با انواع اینورتر صنعتی ایرانی، درایو سنگین کار و نحوه‌ی عملکرد آنها آشنا شویم.
درایو صنعتی ایرانی AC
در این نوع درایو الکتریکی در مرحله اول انرژی وارد آن میشود و پس از تغییرات لازم در ولتاژ و فرکانس وارد موتور میشود. در این درایو یکسوکننده ای وجود دارد که بوسیله آن، جریان برق ورودی به DC تبدیل میشود و سپس به خازن‌ها منتقل میشود. در مرحله‌ی بعد پس از خروج از خازن‌ها وارد بخش اینورتر صنعتی ایرانی میشود. اینورتر صنعتی ایرانی مجددا جریان DC را به AC تبدیل می‌کند و سپس آن را به موتور می‌فرستد.
بعضی از کاربردها و مزایای این درایو صنعتی:
- صرفه‌جویی در مصرف انرژی و همچنین هزینه های جانبی موتور
- کاهش صداهای اضافی
- حرکت نرم موتور (این ویژگی از مهم‌ترین موارد است که در درایو آسانسور باعث کم شدن تکان‌های ناگهانی میشود.)
- کاهش استهلاک موتور و پیرو آن، کاهش هزینه‌های تعمیرات، ضایعات و تعویض‌ها
- محافظت از موتور در مقابل تحمیل بار الکتریکی ناگهانی و سنگین
درایو صنعتی ایرانی DC
در این نوع از درایوها بوسیله ولتاژ آرمیچر (جریان میدان) در موتور DC، سرعت کنترل می‌گردد. این درایو جریان متناوب AC را با استفاده از مبدل به DC تغییر می‌دهد.
تفاوت آن با AC در این میباشد که در درایوهای AC جریان بوسیله اینورتر صنعتی ایرانی تغییر می‌یابد. از دیگر تفاوت های مهم این دو درایو صنعتی در کاربرد، منبع تغذیه، شیوه تعمیر و نگهداری، اندازه و وزن، گشتاور استارت، نویزها، مصرف انرژی، مکانیسم توقف، بازخورد به مکانیسم حرکت، مدارهای کنترل و قدرت، تنظیم سرعت و… است.
گفته میشود درایوهای صنعتی DC در کنترل سرعت کم‌هزینه‌تر عمل میکنند و در نتیجه مقرون‌به‌صرفه هستند؛ اما مسئله ای که وجود دارد این است که در بلندمدت هزینه‌های درایو DC بیشتر میشود.
درایو صنعتی سرعت متغیر یا VSD
این مدل یکی از انواع درایوهای صنعتی میباشد که در ماشین‌های صنعتی جهت کنترل سرعت استفاده میشود. در بعضی صنایع و ماشین‌‌آلات صنعتی سرعت‌های مختلفی موردنیاز است.
در شرایطی که لازم باشد سرعت خروجی دائما تغییر کند و حالت پلکانی در این تغییر رخ ندهد، باید از درایو سرعت متغیر VSD استفاده کرد. بعنوان مثال در پمپ‌ها، فن‌ها و دستگاه‌های کمپرسور باید از این نوع درایو صنعتی ایرانی استفاده کرد. نتیجه‌ی استفاده از این نوع، ذخیره‌ی بیشتر انرژی نیز میباشد. بعضی از درایوهای صنعتی سرعت متغیر صرفا مکانیکی هستند. به این نوع، واریاتور نیز میگویند. بعضی دیگر الکترونیکی، هیدرولیکی و یا الکترومکانیکی هستند.
بخشی از مزایای استفاده از درایو VSD
- تنظیم سرعت؛
- کنترل مناسب فرایند حرکت (که حاصل کنترل سرعت است)؛
- کاهش مصرف برق.
VSD های مکانیکی
درایو صنعتی مکانیکی در دونوع رایج است:
- درایو تراکشن: نام دیگر این نوع، کششی است و از چند غلتک فلزی تشکیل شده که به‌هم جفت شده‌اند و انتقال توان را با کمک آنها انجام می‌دهد.
- درایو گام‌متغیر: با نام‌های دیگر تسمه‌ای و پولی هم شناخته میشوند.
VSDهای هیدرولیکی
VSD های هیدورلیکی، درایوهایی با سرعت متغیر هستند که در سه مدل وجود دارند:
- هیدرواستاتیک: این نوع یک پمپ و یک موتور هیدرولیک دارد.
- هیدرودینامیک: این درایو با نام کوپلینگ سیالی نیز شناخته میشود. در این اینورتر صنعتی جهت انتقال گشتاور شافت ورودی با سرعت ثابت از روغن، و روی شافت خروجی از روتور استفاده میشود.
- هدروویسکوز
VSD های الکتریکی
این نوع اینورتر صنعتی ایرانی نیز در سه نوع وجود دارد:
- جریان مستقیم
- جریان تناوبی
- درایو گردابی
درایو صنعتی سرعت قابل تنظیم یا ASD
نوعی دیگر از درایوهای که در ماشین‌های صنعتی درایو سرعت قابل تنظیم است. در برخی از صنایع مانند خطوط مونتاژ نیاز است که سرعت برای مونتاژ هر محصول، از پیش تنظیم شود. برای این کار عموما از اینورتر ASD استفاده می‌گردد.
مزیت‌های استفاده از این درایو
- کنترل شتاب دستگاه‌ها (برای پیشگیری از آسیب‌های احتمالی به قطعات)
- کارکرد نرم‌تر موتور و سایر قطعات در حال حرکت
- توان تنظیم کردن سرعت‌های مختلف در حرکت
- شروع حرکت آهسته
- کنترل گشتاور
- تنظیم میزان محصول تولیدی
- جبران تغییر متغیرها
- امکان تجدید جریان
- کاهش مصرف انرژی