آموزش اینورتر یا درایو یکی از مهمترین مواردی است که هر مهندس شاغل در صنعت باید با آن آشنا باشد.

چرا؟ چون صنعت یعنی حرکت، حرکت یعنی موتور و کنترل موتور نیز با درایو انجام می شود.

در مقاله زیر با Drive یا همان Inventor، عملکرد و کاربردهای آن آشنا خواهیم شد.

اگر به این حوزه کلیدی و درآمدزا در صنعت علاقه مندید؟؟

جای درستی را انتخاب کرده اید.

آموزش اینوتر حاوی ویدیو، عکس و متون مفصلی در آموزش اینورتر است.

حتما این آموزش را کامل مطالعه فرمایید تا با تعاریف و اصطلاحات اولیه و اساسی این حوزه آشنا شوید.

1- تکنولوژی و نحوه کار اینوتر

1-1- درایو AC چیست؟

در این قسمت با تکنولوژی و نحوه عملکرد درایوهای AC آشنا می‌شویم.

در این قسمت سعی ما بر آن است که به سوالات ایجاد شده در ذهن افراد پیرامون اینکه درایو AC چیست و چگونه کار می‌کند، پاسخ دهیم
همچنین در مورد عملکرد موتورهای AC صحبت خواهیم کرد. سپس مدل‌های مختلف درایوهای AC را بررسی می‌کنیم.

درایو AC وسیله‌ای است که با آن سرعت چرخش موتورهای alternating current) AC) را کنترل می‌کنیم.
این کار با کنترل تغییرات فرکانس منبع تغذیه انجام می‌شود.

بدون درایوهای AC، موتورهای AC به سرعت و در همان لحظه‌ای که به جریان برق متصل می‌‌شوند،
به سرعت نهایی خود رسیده و هیچ کنترلی روی سرعت چرخش موتور نداریم و این اتفاق منجر به کاهش کیفیت عملکرد موتور و گاها خرابی موتور می‌شود.

با استفاده از درایوهای AC می‌توانیم سرعت موتور را کنترل کرده و موتورهای AC را در سرعت‌های مختلف به گردش درآوریم.

سرعت موتور معمولا با واحدِ تعداد دور در دقیقه (Rotation Per Minute) یا RPM بیان می‌شود.

سرعت rpm در اینورتر

شتاب Acceleration

تغییرات سرعت در یک بازه زمانی مشخص را شتاب میگویند.

مثلا اگر سرعت یک ماشین در ۱۰ ثانیه از ۰ به ۱۰۰ متر بر ثانیه برسد؛ این ماشین در این بازه زمانی شتابی برابر با ۱۰ متر بر مجذور ثانیه دارد.
احتمالا شنیده‌اید که صفر تا صد اتومبیل فراری کمتر از ۳ ثانیه است.

شتاب سنج

1-2- موتور AC (القایی)

آشنایی با موتور AC سه فاز بخش مهم از آموزش اینورتر، ماشین ساده‌ای است که از دو بخش اصلی تشکیل شده است:

  1. قسمت ثابت (استاتور stator)
  2. قسمت گردان (روتور rotor)

استاتور قسمت جانبیِ موتور است و دارای سیم‌پیچی‌های داخلی‌ای است که
با عبور جریان از این سیم‌پیچی‌ها، خاصیت مغناطیسی‌ای در استاتور ایجاد شده و به اصطلاح استاتور مگنِت (magnet) می‌شود.
روتور قسمت گردان و داخلیِ موتور می‌باشد و روتور نیز دارای خاصیت مغناطیسی است.
نیروی مغناطیسی بین روتور و استاتور باعث ایجاد نیروهای جاذبه بین پایه‌های استاتور و روتور می‌شود.

با استفاده از اصل دافعه و جاذبه‌ی قطب‌های هم‌نام و ناهم‌نام، تغییراتی در خاصیت مغناطیسی استاتور ایجاد کرده و
به عبارت دیگر جریانِ پایه‌هایی که در شکل زیر مشاهده می‌کنید را به ترتیب تغییر داده تا میدان‌های متفاوتی داشته باشند و قطب‌های N و S آنها به ترتیب تغییر کند.
روتور نیز با توجه به خواص مغناطیسی و اصل جاذبه و دافعه، این پایه‌ها را به ترتیب دنبال می‌کند.
در این حالت روتور داخل استاتور شروع به گردش می‌کند.

موتور القایی

هدف ما در آموزش اینورتر کنترل کردن دور موتورها می باشد،
به عبارتی در آموزش اینورتر به دنبال تنظیم سرعت چرخش میدان و قطب ها در موتور القایی هستیم.

1-2-1- موتور آسنکرون Asynchronous Motor (موتور القایی)

موتورهای آسَنکرون یا موتورهای ناهمزمان، با استفاده از اصل القایی کار می‌کنند.

القا (induction)

القاء الکترومغناطیس، ولتاژی است که بر اثر یک میدان مغناطیسی در یک هادی (مثلا روتور) ایجاد می‌شود.
اصل القایی اساس عملکرد ژنراتورها، مبدل‌ها، موتورهای القایی، موتورهای سنکرون و تمامی موتورهای الکتریکی است.

خطوط میدان و ایجاد قطب های N و S در موتورهای القایی

عملکرد موتورهای آسنکرون با استفاده از اصل القایی در آموزش اینورتر

اطراف استاتور سیم‌پیچی‌هایی می‌باشد که از شش نقطه‌ی استاتور خارج شده‌اند.
با عبور برق سه فاز از سیم‌پیچی‌های استاتور (به شکل توجه کنید، شش پایه با نام‌های U , V , W داریم که به هرکدام یک فاز را وصل کرده و از پایه‌ی هم‌نامش در طرف دیگر، فاز را پس می‌گیریم)
میدان‌های مغناطیسی در داخل روتور القا می‌شود.
(هر یک از فازهای برق سه فاز نسبت به هم اختلاف فازی برابر با ۱۲۰ درجه دارند و این اختلاف فاز باعث ایجاد میدان‌های متفاوت در لحظات مختلف می‌شود)
با توجه به ساختار روتور و هادی بودن روتور، بر اثر نیروی وارده از طرف میدان‌ها ناشی از استاتور، روتور مجبور به چرخش می‌شود.

سرعت موتورهای آسنکرون وابسته به بار آنها است. (بار=مصرف کننده)

به موتورهای آسنکرون، موتور القایی می‌گویند.
البته موتورهای القایی هم از جنس سه فاز بوده و هم تک فاز تولید می‌شوند.
در کارخانجات و صنایع به علت توانایی موتورهای القایی سه فاز، از آنها استفاده می‌شود.

تاکید ما در استفاده از اینورتر و گام هایی که در بسته آموزش اینورتر خواهیم داشت بر روی کنترل دور موتورهای القایی است.
علت این امر، پرکاربرد بودن موتورهای القایی می باشد.

1-2-2- موتور سنکرون Synchronous Motor

در موتورهای سنکرونِ AC، همانند موتورهای بدون جاروبک DC، روتور دارای مغناطیس دائمی است.
(روتور موتورهای سنکرون و آسنکرون را، از نظر ظاهری با هم مقایسه کنید)

در واقع برتری موتورهای سنکرون بر موتورهای آسنکرون، مغناطیس بودن روتور است.
این باعث می‌شود که سرعت موتور آسنکرون در بهترین حالت، کمتر از موتور سنکرون مشابه خود باشد.

در موتورهای سنکرونِ AC، همانند موتورهای آسنکرون، برق سه فاز به استاتور موتور داده شده و
میدان‌های مغناطیسی‌ای ایجاد می‌شود. چون روتور دارای خاصیت مغناطیسی دائمی است،
نیروی جاذبه‌ی بین روتور و پایه‌هایی که در زیر مشاهده می‌کنید باعث ایجاد نیروی جاذبه و چرخش روتور داخل استاتور می‌شود.

در برق AC (سه فازی) که به موتور می‌دهیم، هر فاز به صورت سینوسی بوده و
هر نمودار سینوسی دارای فرکانس است. فرکانس به تعداد تکرار یک دوره تناوب در یک ثانیه گفته می‌شود و با هرتز (Hz )نشان داده می‌شود.
سرعت موتورهای سنکرون با فرکانس کنترل می‌شود.

همان‌طور که در مطالب بالا مشاهده کردید، به دلیل ساده‌تر بودن ساختمان داخلی موتورهای آسنکرون (موتورهای القایی) از آنها بیشتر از موتورهای سنکرون در صنعت استفاده می‌شود.
زیرا نه تنها قیمت ارزان‌تری دارند، عیب‌یابی و تعمیرات کمتری را نیز نیاز دارند.

1-3- روش‌های کنترل درایو AC با استفاده از آموزش اینورتر

رسیدیم به مهمترین بخش آموزش اینورتر و رورش های کنترل دور موتور با درایو.

امروزه در صنعت و بازار عمدتا سه روش اصلی برای کنترل درایو وجود دارد:

  1. (V/f): ولتاژ بر فرکانس درایو (Volts/Hz Drives)
  2. (SLV): درایوهای برداری بدون سنسور (Sensorless Vector Drives)
  3. (CLV): درایوهای فیدبک‌دارِ با سنسور (Vector Drives with feedback)

هر 3 روش فوق را در آموزش اینورتر (این مقاله) و بسته آموزش اینورتر به طور کامل فرا خواهیم گرفت.

به موارد ۱ و ۲، درایوهای بدون فیدبک گفته ‌می‌شود؛
زیرا هیچ راهی برای بررسی آنکه سرعت موتور به مقدار مطلوب ما رسیده است یا نه و تنظیم سرعت به طور دقیق، وجود ندارد بلکه
صرفاً در این دو نوع، درایو وظیفه‌ی رساندن برق به موتور را دارد.
در نتیجه این درایوها برای مواردی که نیازی به داشتن وضعیت مشخصی یا رسیدن به سرعت قانونی‌ معینی نداریم، مناسب هستند.

درایورهای CLV، درایوهای فیدبک دار هستند؛ به عبارتی این درایوها این توانایی را دارند که
سیگنال‌هایی را از دستگاه‌ها و موتور دریافت کرده و سرعت موتور و موقعیت موتور را نشان دهند.
مثلاً اگر سیگنال‌ِ فیدبک داده شده، نشان دهد که سرعت خیلی کم یا خیلی زیاد است (نسبت به مقدار مطلوبمان فاصله دارد)،
درایو این توانایی را دارد که خروجی خود را تنظیم کرده تا خطا برطرف شود.

در ادامه مقاله آموزش اینورتر با جزئیات بیشتری به بررسی این سه نوع درایو می‌پردازیم.

بررسی آموزش اینورتر

1-3-1- کنترل اسکالر یا  V/f درایو

درایوهای V/f ( وی تو اف) یا درایوهای کنترل شونده با ولتاژ و فرکانس

این درایوها به منظور کارهای ساده و اهداف کلی به کار برده می‌شوند و از یک جدول تناسب استفاده می‌کنند که
ولتاژ مشخصی را متناسب با فرکانس به خروجی می‌دهند.
این بدان معناست که می‌توانیم سرعت موتور را متناسب با فرکانسی که به جریان برق می‌دهیم، تنظیم کنیم.

تغییرات ولتاژ و فرکانس متناسب با هم بوده و سرعت نیز به صورت خطی تغییر می‌کند. برای درک بهتر به این مثال توجه کنید:

یک درایو V/f داریم که در بالاترین سرعت، می‌تواند با ولتاژ ۲۴۰v و فرکانس ۵۰Hz موتور را به گردش درآورد در نتیجه این موتور در نصفِ سرعت خود، با ولتاژ ۱۲۰v و فرکانس ۲۵Hz، کار می‌کند.

درایو VF

هرتز Hertz

فرکانس را با واحد هرتز بیان می‌کنند. هرتز بیانگرِ تعداد تکرار در یک ثانیه است.
به عبارت دیگر ۵ دور در یک ثانیه = ۵Hz

در انیمیشن زیر به خوبی این مفهوم توضیح داده شده است؛ محور افقی زمان است.

پس تا اینجا فهمیدیم که روش V/f، روشی عددی است که با نسبت ثابت ولتاژ و فرکانس، سرعت را کنترل می‌کند.

این روش دارای محدودیت‌هایی در کاربرد است و از این روش برای مواردی که تغییرات بار ناگهانی و زیاد بوده(مثلا جدا شدن محموله از جرثقیل) نمی‌توان استفاده کرد.
ولیکن در مواردی که تغییرات ناگهانی نداشته و بارهای قابل‌پیشبینی داریم، استفاده از این روش برای کنترل موتورها بسیار به‌صرفه‌تر است.

از جمله مواردی که از V/f استفاده می‌شود می‌توان به پمپ‌های گریز از مرکز، فَن‌ها ، نوار نقاله‌ها و میکسرها اشاره کرد.

1-3-2- کنترل برداری بدون سنسور SLV

درایوهای برداری بدون سنسور یا SLV ها، روشی برداری برای کنترل سرعت به وسیله‌ی درایوها هستند.
در اینجا منظور از سنسور، انکودر است. در این روش انکورد نداشته و فیدبکِ انکودری به ما داده نمی‌شود.

البته این درایوها دارای پروسسور Pulse Width Modulation) PWM) می‌باشند که به ما فیدبک ولتاژ و جریان می‌دهد. ولیکن فیدبکی برای سرعت و شتاب نداریم.

ویژگی دیگر این درایوها، گشتاور زیاد در سرعت کم بوده که این امکان را به ما می‌دهد که از آنها برای کنترل بارهای با اینرسی نسبتا زیاد(نسبتا سنگین) استفاده کنیم.

با استفاده از میکروپروسسور و پردازش سیگنال دیجیتال، درایو می‌تواند نسبت به مشخصات و شرایط موتور اطلاعاتی را داشته باشد و به صورت اتوماتیک موتور را کنترل کند.

با بهره گیری از این تکنولوژی خطای سرعت موتور به کمتر از یک درصد رسیده است و از این درایوها برای کنترل موتورها تا سرعت بالای ۱۰۰۰Hz استفاده می‌شود.

اینرسی Inertia

به مقاومت در برابر شتاب، اینرسی گویند.

وقتی از بارهای با اینرسی بالا صحبت می‌کنیم، منظورمان بارهایی است که جلوگیری می‌کنند از افزایش سرعت و شتاب موتور و آنها را آرام آرام باید جابجا کرد.
جالب است بدانید که در محافل علمی به شتاب مثبت، acceleration گفته و به شتاب منفی، decleration گویند.

تشابه اینرسی و حرکت لاکپشت

گشتاور یا Torque

نیرویی گردشی که منجر به چرخش اجسام می‌شود.
در درایوهای AC و موتورها، گشتاور متناسب با جریانی که به آنها می‌دهیم تغییر می‌کند.

گشتاور

از درایوهای SLV، نمی‌توان برای کاربردهایی که دارای تغییرات ناگهانی بار هستند، استفاده کرد و
همچنین این درایوها توانایی در دست گرفتن موتور از حالت سکون و بدون سرعت اولیه را ندارند ولیکن از آنها برای اهداف معمولی و کارهای با اینرسی بالا می‌توان استفاده کرد.

کاربرد عمده درایوهای برداری بدون سنسور در اکسترودرها، کاغذ پیچ‌ها و خطوط تولید است.

کاربرد اینورتر در چاپر

1-3-3- کنترل برداری حلقه بسته CLV

درایوهای فیدبک‌دار با سنسور، تنها درایوهای ACیی هستند که عملکردی مشابه با درایوهای DC دارند.

این درایوها، ولتاژ و جریان را با استفاده از فیدبک انکودر، نمایش می‌دهند.

از این فیدبک برای تنظیم شکل موج خروجی برای رسیدن به سرعت مطلوب استفاده می‌شود.

موتور و اینورتر

کاربرد انکودر Encoder در آموزش اینورتر

انکودر یک وسیله‌ی فیدبک‌دهنده است که یک سیگنالِ قطار پالسی را به دستگاه‌های دیگر برمی‌گرداند؛
تا با استفاده از آن، سرعت یک موتور یا یک دستگاه مکانیکی را دنبال کرده و کنترل کنیم.

در شکل زیر مکانیزم عملکرد انکودر را مشاهده می‌کنید.

اینکودرهااینکودر برای اندازه گیری سرعت موتور

به علت به کار گیری از فیدبک انکودر در درایوهای CLV، این درایوها توانایی کار کردن با بارهای با اینرسی بالا و سرعت‌های بالا را دارند.
این درایوها، خطای سرعتِ کمتر از ۱% داشته و در سرعت‌های مختلف از آنها می‌توانیم استفاده کنیم.

محدودیت‌های این درایوها در آن است که بایستی حتما کارت انکودر را داشته و همچنین فقط برای کنترل موتورها به کار برده می‌شوند.

از این درایوها برای کاربردهای سنگین مثل اسپیندل‌ها و تراش‌ها و اکسترودرها استفاده می‌شود.

این درایوها به شدت درحال رشد در صنایع پتروشیمی و صنایع درگیر با مواد شیمایی است.

در ادامه با مشاهده فیلم زیر، روش‌های کنترل درایوهای AC را بررسی می‌کنیم.

2- پیکربندی و سخت‌افزار اینورتر

2-1- پیکربندی و سخت‌افزار درایو AC

در این بخش از آموزش اینورتر بررسی می‌کنیم که چه تجهیزاتی درون درایو AC به کار برده شده است و
در مورد تجهیزاتی که می‌توانیم به درایوهای AC به منظور بهبود عملکرد آنها اضافه کنیم، بحث خواهیم کرد.

مدارات داخلی در آموزش اینورتر

2-2- نحوه کار کردن درایو AC

ساختار درونی درایو AC به گونه‌ای است که این قابلیت را به درایو AC می‌دهد که ولتاژی ثابت با فرکانس ثابت را دریافت کند و
آن را به برق سه فاز تبدیل کند تا بتوانیم برق سه فازی با ولتاژ و فرکانسِ مطلوبمان، به موتور بدهیم.

(می‌دانیم که موتور با برق سه فاز کار می‌کند و نمی‌توانیم برق DC به موتور بدهیم)

پالس ها در موتور الکتریکی

یادآوری: چهار مدل تبدیل برق بین برق AC و DC داریم:

AC to AC ترانس
AC to DC یکسوساز
DC to AC اینورتر
DC to DC کانورتر

درایو AC چگونه کار می‌کند؟

یکی از مباحث مهم در آموزش اینورتر آشنایی با طرز کار درایوهای AC است.

درایو، ابتدا برق AC را با استفاده از یکسوساز(rectifier) به برق DC تبدیل می‌کند.
برقی که به ورودی درایو داده می‌شود می‌تواند تک فاز یا سه فاز باشد اما بایستی حتما دارای ولتاژ و فرکانس ثابت باشد.
(مثلا برق شهر، برق سه فاز با ولتاژ ۲۲۰ و فرکانس ۵۰ هرتز است)

سپس برق DC تولید شده در مرحله قبل، در بانک خازنی ذخیره می‌شود؛ سطح ولتاژ DC بسیار بالاست.

سپس با عبور این ولتاژ DC از یک مدار ترانزیستوری که به مدار IGBT مرسوم است، برق DC را به برق سه فازِ AC، اینورت می‌کند.(عملیات اینورتر)
ولتاژ و فرکانس خروجی متناسب با نیاز ما قابل تغییر است و می‌توانیم آن را کاهش یا افزایش بدهیم.

مدارات داخلی اینوتر

یکسوساز Rectifier

اولین قسمت در ورودی درایو AC که برق AC را به DC تبدیل می‌کند.

یکسورسازی در اینورتر با استفاده از دیودها و تریستورها

خازن Capacitor

خازن وسیله‌ای الکتریکی است که به منظور ذخیره سازی انرژی در یک میدان الکتریکی، استفاده می‌شود.

(IGBT (Insulated Gate Bi-polar Transistors

ترانزیسوترهای عایق‌بندی شده‌ای هستند که همانند سوئیچ‌های خیلی سریع عمل کرده و
خیلی سریع روشن و خاموش می‌شوند و شکل موج خروجی درایو AC را بالا و پایین برده و تغییر می‌دهند.

آموزش اینورتر با معرفی اجزای داخلی

Pulse Width Modulation) PWM)

PWM یا مدولاسیون پالسی، فرآیندی است که با روشن و خاموش شدن خیلی سریع IGBTs، باعث می‌شود که
ولتاژ DC به صورتِ شکل موج سینوسیِ AC در خروجی ظاهر شده و آن را به موتور به دهیم.

مدولاسیون پالس در اینورتر

2-3- راکتور AC و DC

راکتور AC

راکتورهای خط AC، واسطه‌ها و کویل هایی هستند که انرژی را در میدان مغناطیسی کویل ذخیره کرده و با تغییرات جریان مخالفت می‌کنند.

راکتور خط AC(میدان مغناطیسی درون کویل) نرخ افزایش جریان را محدود کرده و
از این رو هارمونیک‌ها(تغییرات و نوسانات) را کاهش می‌دهد و درایو را از نوسانات گذرای سیستم قدرت و خسارات ناگهانی محافظت می‌کند.

همچنین این کاهش نوسانات، ریپل جریان را در DC Bus کاهش داده و در نتیجه ماندگاری خازن‌ها را بیشتر می‌کند.

رآکتورهای خط AC می‌توانند همانند بافر عمل کرده و مدار یکسوساز ورودی را از نوسانات گذرای برق و خرابی محفوظ دارند،
این پیشگیری با سوئیچ کردن و روشن و خاموش کردن بارهای القایی دیگر و تغییر در دیگر موتورها اتفاق می‌افتد.

در کنار این مزیت‌های فراوان، تعدادی نکات منفی در مورد استفاده از راکتورها نیز وجود دارد؛ مثلا افزایش هزینه‌ها، نیاز به فضای بیشتر برای پنل‌ها و کاهش بهره‌وری.

در موارد نادر ممکن است از خط درایو در طرفِ خروجی درایو AC به منظور جبران کردنِ ظرفیت القاء مغناطیسی موتورها استفاده شود؛
البته این کار به علت بازدهی خوبی که از تکنولوژی IGBT در خروجی درایوها مشاهده شده است، معمولا نیاز نیست.

اتصال درایو به شبکه برق

راکتور DC

راکتور DC، تغییرات جریان لحظه‌ای را محدود می‌کند. کاهش نرخ تغییرات، به درایو این اجازه را می‌دهد که خطرات پنهان و بالقوه را پیش از وقوع تشخیص داده و درایو متوقف شود.

راکتور DC معمولاً بین یکسوساز و بانک خازنی در درایوهای ACیی که توان‌های بالاتر از ۷٫۵‌kW دراند، قرار می‌گیرد. درایوهای DC معمولاً ارزان‌تر و و کوچکتر از درایوهای AC هستند.

راکتورهای DC، اگرچه خاصیت حفاظت بافری برای محافظت از یکسوساز ندارند اما از خراب‌شدن خازن‌ها تحت تاثیر نوسانات اضافی جریان و ریپل جریان، محافظت می‌کنند.

2-4- مقاومت ترمز Braking Resistor

بارهای با اینرسی زیاد و بارهای عمودی می‌توانند باعث شوند که
موتور زمانی‌که در حال کم‌ کردن سرعت یا متوقف شدن است، به اصطلاح اور درایو overdrive کند.

اور درایو کردن موتور باعث می‌شود که موتور همانند ژنراتور عمل کند.
ژنراتور انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌‌کند.

وقتی که موتور همانند ژنراتور عمل کرده و ولتاژ تولید کند، ولتاژ تولیدی به DC Bus برمی‌گردد.

این توان اضافی باید به نحوی مدیریت شده و مصرف شود.
از مقاومت‌ها بدین جهت استفاده می‌شود که خیلی سریع این توان اضافی را با تبدیل کردن به گرما مصرف کنند.

بدون استفاده از مقاومت‌‌ها، هر بار که اور درایو اتفاق می‌افتد،
این امکان وجود دارد که درایو با خطای Over voltage(ولتاژ اضافیِ) بانک خازنی، از کار بیافتد.

مقاومت ترمز

2-5- مقایسه اجزای درونی اینورتر و سیستم لوله کشی آب

می دانیم که تا الان مطالب زیادی درباره اینکه اینورتر چیست گفته شده.
حالا بیایید با مقایسه اجزای درونی یک اینورتر و یک سیستم ساده لوله کشی آب این موضوع را شفاف تر کنیم.

 اینورتر چیست مقایسه عملکرد اینورتر و سیستم لوله کشی آب

عملکرد دیودهایی که در اینورتر ولتاژ AC را به DC تبدیل می کنند مثل ولو یکطرفه (check valve) در سیستم آبرسانی است.
وظیفه دیود هم مثل وظیفه یک ولو یکطرفه است و به جریان تنها اجازه عبور در یک جهت را می دهد.

خازن مثل فیلتر آب (صافی آب)‌ عمل می کند تا همه چیز بدون نوسان و قابل استفاده باقی بماند.

ترانزیستور  هم مانند ولو  (valve) عمل می کند.
این جزء هر زمان که لازم باشد جریان را قطع یا وصل می کنند.
این موضوع به اینورتر اجازه می دهد که فرکانس را برای موتور تنظیم کند.

3- کاربرد اینورتر

همزمان با بررسی هر کاربرد درایو، سعی کنید تشخیص دهید که کدام نوع درایو از نظر کاربرد و صرفه اقتصادی مناسب‌ است.

3-1- فن و پمپ Fan & Pump

اصلی ترین کاربرد درایوهای AC، به گردش درآوردن فن‌ها و پمپ‌های گریز از مرکز است.

استفاده از درایوهای AC در این کاربرد، حدود %۴۰-۳۰ از مصارف جهانی درایوهای AC را به خود اختصاص می‌دهد.

استفاده از درایوهای AC برای تغییر سرعت فن‌ها و پمپ‌ها بدین معناست که می‌توانیم با بهینه‌ترین نرخ جریان، فن و پمپ را به گردش درآوریم.

کاربرد آموزش اینورتر در راه اندازی پمپ

3-2- نوار نقاله Conveyor

کاربرد دیگر درایوهای AC، کنترل سرعت نوار نقاله‌‌ها است.
استفاده از درایو در این کاربرد به علت نیازمندی ما به آرام روشن و خاموش کردن نوار نقاله، بسیار مهم است.

به آرامی روشن و خاموش کردن نوار نقاله، با کنترل و افزایش زمان رسیدن به سرعت مطلوب اتفاق می‌افتد و
با این کار از ریختن یا افتادن محصولات از روی نوار نقاله جلوگیری می‌کنیم.

همچنین مواقعی که از چندین موتور استفاده می‌شود، می‌توانیم بار و توان را بین موتورها تقسیم کرده و سرعت موتورها را هماهنگ کنیم.

نوار نقاله در آموزش اینورتر

3-3- اکسترودر Extruder

اکسترودرها، دستگاه‌هایی هستند که مواد را با تحت فشار زیاد قرار داده و به محصول ما، شکل خاصی را می‌دهند.

از درایو AC برای کنترل موتوری که در اکسترودرها به منظور بریدن قطعات با فشار زیاد است، استفاده می‌شود.

مواد مختلف ممکن است به میزان فشارهای متفاوتی برای بریده و ذوب شدن نیاز داشته باشند.

موادی که می‌توانیم آنها را اکسترود کرده و از قالب درآوریم عبارتند از فلز، پلیمر، سرامیک، بتن و مواد غذایی.

در شکل زیر قطعه‌هایی از آلومینیوم قالب زده شده را مشاهده می‌کنیم.

اکسترودر در آموزش اینورتر

3-4- کمپرسور Compressor

درایوهای AC این قابلیت را دارند که گشتاور قوی‌ای که برای روشن شدن وسایلی مانند کمپرسورها لازم است را تولید کنند.

یک کمپرسور مانند پمپ عمل کرده و یک گاز مانند هوا را از طریق یک لوله در درون یک تانک به حرکت درآورَد.

سپس می‌توانیم در کارهایمان گاز تحت فشار را با سرعت و فشار بالا استفاده کنیم.

کاربرد اینورتر در کنترل دور پمپ و موتور

3-5- نوارجمع کن و نوار پیچ‌ها Unwinder and Winder

کاربردهایی که به پیچاندن و بریدن کاغذ و مواد دیگر مربوط شده و این کار پی‌درپی انجام می‌شود از مهمترین کاربردهای درایوهای AC هستند.

چاپگرهای لیبل‌زن و برچسب‌زن ها، قرص کاغذی سفیدی را باز کرده، سپس کاغذ را با پرینتر برچسب زده و
در مرحله آخر کاغذ را با استفاده از یک برید‌ه‌گی از یکدیگر جدا می‌کنیم.

همه‌ی این کارها بایستی با دقت انجام شده و برگه‌ها دقیقا از جایی که لیبل تمام شده و لیبل بعدی زده شده است باید جدا شوند.

درایوهای AC باید سرعت چرخش موتورهای هر دو رول کاغذ را کنترل کرده و با هم هماهنگ کند.

کاربرد اینورتر در نوار جمع کن

3-6- مخلوط‌کن Mixer

از دایوهای AC برای کاربردهایی که نیاز به مخلوط کردن و ترکیب مواد و عناصر مختلفی بایکدیگر هست، استفاده می‌شود.

در برخی موارد، مدت زمانی که باید میکس کردن به طول انجامد و غلظت موادی که استفاده می‌شود، تاثیر زیادی در کیفیت محول نهایی دارد.

در برخی کاربردها از تولید محصولات غذایی گرفته تا ساخت بتن، هم‌زدن مواد با سرعت خیلی پایین یا خیلی زیاد ممکن است ما را به محصول دلخواه‌مان نرساند.

در همه‌ی این موارد درایوهای AC بسیار کمک‌کننده هستند.
موتورهای AC قدرتمند را می‌توانیم با درایوهای AC کنترل کرده و
به سرعت مطلوب و زمان مطلوب برای مخلوط کردن دست یابیم و محصولاتی با کیفیت مناسب تولید کنیم.

درایو در میکسر

3-7- سانتریفیوژ Centrifuge

از درایوهای AC در سانتریفیوژها نیز استفاده می‌شود. با استفاده از سانتریفیوژها ذرات ریز مواد مختلف از یکدیگر جدا می‌شوند.

مواد به دور یک محور ثابت می‌چرخند و به واسطه‌‌ی نیروی عمودی‌ای که از طرف محور به مواد وارد می‌شود، به ذرات کوچک تقسیم شده و کاملاً از هم جدا می‌شوند.

یک مثال ساده از کاربرد سانتریفیوژها به ماشین لباس‌شویی می‌توان اشاره کرد. وقتی که لباس‌ها با سرعت زیاد به چرخش در می‌آیند، آب از طریق سوراخ‌های جانبی وارد شده و با سرعت بالا، لباس‌ها را آب‌کشی می‌کنند.

در آزمایشگاه‌ها از سانتریفیوژ به منظور چرخاندن لوله‌های آزمایش استفاده می‌شود.

با این روش مواد متراکم درون لوله‌های آزمایش به ذرات سبک‌تر تقسیم می‌شوند.

همان طور که در عکس زیر مشاهده می‌کنید، با قرار دادن لوله‌های آزمایش در زوایای مشخص و به گردش درآوردن لوله‌ها حول محور ثابت، نیروی سانتریفیوژ باعث می‌شود که
ذرات متراکم‌تر به انتهای لوله‌ها رفته(شعاع بیشتر و فاصله بیشتر از محور، به عکس دقت کنید) و ذرات سبک‌تر و رقیق‌تر به انتهای دیگرِ لوله‌های آزمایش بروند.

درایوهای AC بهترین وسیله برای کنترل کردن سرعت موتور سانتریفیوژها هستند.

کاربرد اینورتر در سانتریفیوژ

3-8- جرثقیل و بالابر Crane and Hoist

جرثقیل دستگاهی است که با استفاده از کابل، طناب‌های قطور و زنجیر به منظور لیفت کردن وسایل استفاده

می‌شود. جرثقیل‌ها از ابزاری به نام لیفت استفاده می‌کنند که
با باز و بسته کردن کابل حول درام(محوری استوانه‌ای شکل) می‌توان از جرثقیل برای بلند کردن و انتقال اجسام استفاده کرد.

با چرخاندن کابل حول درام می‌توان اجسام را لیفت کرده(بلند کرده) و با چرخاندن در جهت عکس، اجسام را رها کرده و پایین گذاشت.

درایوهای AC، این امکان را به جرثقیل‌ها و لیفتر‌ها می‌دهد که از موتورهای AC به منظور رسیدن به مطلوبشان استفاده کنند.

کاربرد حیاتی اینورتر در کنترل جرثقیل ها و بالابر ها

در فیلم زیر بررسی می‌کنیم که کدام مدل از درایوها برای استفاده در جرثقیل‌ها و لیفترها مناسب هستند.

خلاصه مطالب آموزش اینورتر

1- در ابتدا آموختیم که اینورتر چیست و نحوه عملکرد آن چگونه است؟
با درایو و موتور AC، و روش های کنترل درایو AC آشنا شدیم.

2- سپس به بررسی نحوه کار و ساختار اینورتر پرداختیم.

3- در بخش سوم به تفصیل درباره کاربرد درایو بحث کردیم.

4- و در نهایت به آموزش VFD یکی از انواع خاص درایو پرداختیم.

* امیدواریم که این مطلب اطلاعات مفیدی درباره اینکه اینورتر چیست و چه کاربردهایی دارد، در اختیار شما قرار داده باشد.*

درباره این پست ما رو از نظرات خوبتون مطلع کنید.

ثبت اطلاعات برای دریافت آموزش رایگان

مقاله بالا بخشی از بسته جامع اتوماسیون صنعتی
(بسته جامع +30) است.

برای مشاهده کامل این بسته کلیک کنید.

مشاهده بسته اتوماسیون صنعتی
بسته جامع اتوماسیون صنعتی

در نماتک نظر دهید