امروزه از انواع درایو الکتریکی یا اینورتر صنعتی به عنوان روشی جدید برای راهاندازی یک الکتروموتور استفاده می شود. درایو یا اینورتر علاوه بر استارت موتور به منظور کنترل دور و ولتاژ و … امکاناتی را فراهم مینماید. در گذشته نه چندان دور و حتی در دنیای امروز از موتور بسیار بهره گرفته میشود اما درایو با توجه به قابلیتهای زیادی که برای راهاندازی و کنترل دور فراهم ایجاد میکند بسیار محبوب و پرطرفدار شده است.
انواع درایو الکتریکی یا اینورتر چیست؟
اولین هدف در اختراع درایو تغییر و کنترل دور الکتروموتور بود. بدین معنی که پس از روشن شدن الکتروموتور بتوان سرعت چرخش شافت خروجی آن را تغییر داد و نه اینکه فقط دو حالت خاموش و روشن فراهم نماید.
از نظر علمی درایو با اینورتر تفاوت دارد اما در بازار و صنعت کاربران این دو را یک تجهیز میدانند. VFD ، FC و VVVF نیز از نامهای درایو میباشد.
انواع درایو الکتروموتور
به طور کلی درایو به دو دسته AC و DC تقسیم میشود. درایو AC و DC چه تفاوتی با هم دارند؟
از آنجا که موتور DC نسبت به موتور AC گرانتر و کم کاربرد تر است، درایو DC کم کاربردتر و گرانتر از درایو AC است.
گشتاور راه اندازی موتور DC نسبت به AC بیشتر است به همین دلیل درایو DC گشتاور راهاندازی بالاتری نسبت به AC دارد.
سادگی ساخت درایو DC باعث میشود که میزان نویز پذیری آن نسبت به درایو AC کمتر باشد.
ممکن است درایو متصل شده به الکتروموتور در یک محیط مرطوب قرار گرفته باشد درایو DC با توجه به جرقه زنی در این گونه محیطها کاربرد ندارد. اما درایو AC را میتوان حتی در محیطهای مرطوب استفاده نمود.
مزیتهای انواع درایو الکتریکی
ورود درایو یا اینورتر صنعتی به صنعت مزیتهای بسیار زیاد و البته قابل توجهی را ایجاد نموده است که در زیر به برخی از آنها اشاره میشود:
استفاده از درایو به جای مدار چپگرد یا راستگرد یا ستاره مثلث
به منظور ایجاد یک مدار چپگرد یا راستگرد بایستی دو کنتاکتور، یک کنترل فاز و یک بی متال یا کنترل بار به کار گرفته شود. اما اگر از درایو یا اینورتر بهره گرفته شود دیگر نیاز به تجهیزات ذکر شده برای ایجاد مدار چپ گرد یا راستگرد نیست.
همچنین به منظور ایجاد یک مدار ستاره مثلث بایستی سه کنتاکتور، یک کنترل فاز و یک بیمتال یا کنترل بار استفاده شود. اما چنانچه از درایو یا اینورتر بهره گرفته شود به تجهیزات فوق نیاز نمیباشد.
کنترل قدرت
در روش کنترل بار متغیرهای حقیقی موتور مانند شار و گشتاور کنترل میشود. بنابراین میتوان قدرت یا گشتاور موتور را با درایو مدیریت نمود.
کنترل دور
درایو قادر است دور الکتروموتور را از صفر تا چند برابر دور نامی موتور به طور کاملاً پیوسته تغییر دهد. با کنترل سرعت یا دور الکتروموتور پروسههای صنعتی انعطاف پذیرتر میگردد و در بسیاری از موارد صرفه جویی انرژی نتیجه کنترل دور میباشد درایو همچنین قادر است یک الکتروموتور را به طور کاملاً نرم و کنترل شده استارت و استاپ نماید. به عبارت دیگر میتواند باعث شود الکتروموتور از سرعت صفر با یک شیب دلخواه به سرعت ماکسیمم برسد و همچنین از سرعت ماکسیمم با یک شیب از پیش تعیین شده به صفر برسد.
افزایش عمر تجهیزات صنعتی
کنترل دقیق دور و گشتاور الکتروموتور باعث میگردد تا از تحمیل بار الکتریکی ناگهانی و سنگین جلوگیری شود. نتیجه این کنترل دقیق کاهش تنشهای مکانیکی و الکتریکی در موتور است. راهاندازی نرم موتور ضربههای مکانیکی در قسمتهای مختلف موتور و تجهیزات حرکتی دیگر در دستگاه صنعتی یا یک خط تولید را کاهش میدهد. از این رو هزینههای تعمیر و نگهداری به مراتب کمتر میشود و عمر موتور و دیگر تجهیزات متحرک افزایش مییابد.
کاهش مصرف انرژی
هنگامی که یک الکتروموتور راه اندازی میشود جریان هجومی بسیار بالاست. این جریان اولیه مصرفی به میزان قابل توجهی از جریان نامی الکتروموتور بیشتر است. جریان راهاندازی بالا باعث هدر رفت انرژی در موتور و سیستمهای مرتبط به آن میشود. با استفاده از درایو و قرار دادن آن بین جریان ورودی و موتور میتوان جریان راهاندازی الکتروموتور را کاهش داد. در نتیجه آن بهبود کارایی و کاهش مصرف انرژی حاصل میگردد.
کاربردهای درایو در صنعت
با توجه به کاربردهای بسیار فراوان الکتروموتور میتوان بیان نمود که درایو نیز در هر مکانی که الکتروموتور وجود دارد قابل استفاده است. علت آن این است که به منظور استفاده مطلوب از الکتروموتور بایستی درایو یا اینورتر به آن متصل باشد. با درایو میتوان کنترل دقیق سرعت الکتروموتور، کاهش جریان راهاندازی، استارت و استاپ نرم، کنترل از راه دور و کاهش مصرف انرژی در الکتروموتور را حاصل نمود. بی تردید در همه پروسههای صنعتی و در همه خطوط تولید موارد ذکر شده نیاز است. بنابراین کاربرد درایو در کنار الکتروموتور یک واقعیت بدیهی است. موارد زیر مثالهایی از موارد کاربرد درایو میباشد. میکسرهای صنعتی، پمپ و فن، جرثقیلهای سقفی، آسانسور ،نوار نقاله و …
چگونگی انتخاب درایو برای الکتروموتور
درایوها در مدلهای مختلفی تولید میشوند. برای انتخاب یک درایو مناسب در میان انواع درایو الکتریکی بایستی پارامترهایی که در زیر اشاره میشود را در نظر گرفت. بهتر است خود خریدار سعی کند به نحوه انتخاب درایو مناسب آگاه باشد تا اگر فروشنده همه پارامترهای لازم را در نظر نگرفت خریدار در انتخاب درایو الکتروموتور مناسب دچار اشتباه نشود.
نوع و محل استفاده
میدانیم که درایو به الکتروموتور متصل میشود. ابتدا بایستی تعیین گردد که کاربرد الکتروموتور دقیقاً چیست؟ ممکن است بار از نوع گشتاور ثابت یا گشتاور متغیر باشد. به عنوان نمونه جرثقیل که باعث بلند شدن بار از یک نقطه به نقطه دیگر میشود از نوع بار گشتاور ثابت است. اما پمپ و فن و کاربردهایی مانند آن در دسته گشتاور متغیر قرار میگیرد. درایوهای گشتاور ثابت تحمل اضافه بار بیشتری را دارند. از این رو در ابتدا نوع کاربرد الکتروموتور و نوع بار برای انتخاب نوع درایو مهم محسوب میگردد.
پلاک موتور
با توجه به اطلاعاتی که بر روی پلاک یک الکتروموتور درج میگردد میتوان درایو مناسب را انتخاب نمود. اطلاعاتی نظیر ولتاژ کاری، توان نامی، مقدار فرکانس، کلاس حفاظتی، دمای محیط و چرخه کاری و کلاس عایقی در انتخاب درایو مناسب تاثیرگذار است.
درجه حفاظت درایو الکتروموتور
ممکن است محلی که الکتروموتور یا درایو قرار است نصب گردد پر از گرد و غبار باشد و یا میزان رطوبت بالایی داشته باشد. از این رو بایستی به مقدار آی پی یا درجه حفاظت در انتخاب درایو دقت نمود. انواع درایو الکتریکی تولید شده است و در بازار موجود است. مهم است که در انتخاب همه عوامل در نظر گرفته شود.
مقدار ارتفاع و دما
برای کارکرد درایو موتور الکتریکی بازه دمایی مشخصی تعیین گردیده است. هرچه که مقدار کیلووات درایو بیشتر باشد بازه دمایی کارکرد درایو کوچکتر میشود. بنابراین مهم است که درایو در چه دمایی قرار است کار کند.
ارتفاع محلی که درایو در آن قرار است کار کند در انتخاب آن تاثیر گذاراست. زیرا که به طور پیش فرض ارتفاع ۱۰۰۰ متر از سطح دریا برای کار درایو در نظر گرفته شده است. اگر ارتفاعات بیشتری مد نظر است بایستی در انتخاب لحاظ شود.
ورودی و خروجی
پیش از انتخاب درایو بایستی تعداد و نوع ورودی و خروجی (دیجیتال و آنالوگ) مدنظر خود را مشخص کنیم.
نوع برق ورودی به اینورتر صنعتی
ممکن است الکتروموتور ما از نوع تک فاز و یا سه فاز باشد. همچنین ممکن است برق ورودی ما از نوع تک فاز و یا سه فاز باشد. درایو موتورهای الکتریکی در سه مدل تک فاز به سه فاز، سه فاز به سه فاز و تک فاز به تک فاز تولید شدهاند. بنابراین بسته به برق مصرفی الکتروموتور و برق ورودی بایستی نوع درایو را انتخاب نمود.
معروف ترین سازنده های انواع درایو الکتریکی
دلتا ، LS، زیمنس، هیمل ، سانیو و …