اینورتر

اینورتر چیست؟

در این بخش به معرفی و کاربردهای گوناگون اینورتر (درایو) خواهیم پرداخت. الکتروموتورها که یکی از قطعات صنعتی پرکاربرد در دنیا می باشند، زمانی که اختراع گردیدند و در صنایع مختلف به کار گرفته شدند یک نقطه ضعف بسیار مهم و اساسی داشتند که به خودی خود قابلیت کنترل دور نداشتند. یعنی اینکه اگر الکتروموتور را به شبکه برق متصل کنیم توانایی دور متغیر را نخواهد داشت و از همان ابتدا با دور نهایی خود شروع به کار خواهد کرد. در فرآیندهای صنعتی جهت انجام بهتر کارها به چندین مقوله اساسی نیاز داریم که توضیح خواهیم داد:
1-انعطاف پذیری (FLEXIBILITY): یعنی اینکه در بیشتر فرآیندهای صنعتی نیاز به کنترل و تغییر سرعت خواهیم داشت.
2-توانایی (CAPABILITY): یعنی اینکه در بعضی فرآیندهای تولیدی و صنعتی نیاز به جابجایی قطعات داریم.
3-سازگاری (COMPATIBILITY): یعنی اینکه در پروسه های صنعتی قطعات و تجهیزات باید توانایی سازگاری با سایر قطعات را داشته باشند.
4-قابلیت اطمینان (RELIABILITY): یعنی اینکه در خطوط تولید مطمئن باشیم که موقع خطای عملکرد تجهیزات ما از آن مطلع باشیم.
با توجه به مطالب یاد شده بالا، الکتروموتورها به تنهایی قادر به انجام موارد یاد شده نیستند. مثلا اگر در سر چاه کشاورزی فقط الکتروموتور یا پمپ داشته باشیم، سیستم مورد نظر توانایی تشخیص بی باری یا خشک کار کردن پمپ را نخواهد داشت و تنها با وجود اینورتر این امکان میسر خواهد شد.
قبل از اختراع اینورترها جهت کنترل فرآیندهای صنعتی از بعضی تجهیزات مکانیکی استفاده می کردند تا بتوانند پروسه عملکرد خوبی داشته باشد. مثلا جهت کنترل و تهویه هوای سالن از قطعاتی بنام دمپرها استفاده می کردند. در این فرآیند الکتروموتورها به شدت تحت فشار هستند و استهلاک الکتروموتورها افزایش خواهد یافت.
در سال 1980 اولین اینورتر (درایو) یا AC DRIVE اختراع گردید. در سالهای اول اختراع اینورتر (درایو) این وسیله بیشتر بعنوان کنترل دور الکتروموتور استفاده می شد که به مرور زمان پیشرفت های زیادی در اینورترها ایجاد گردید به طوری که امروزه بعضی از اینورترها دارای PLC داخلی ساده و کلی امکانات دیگری هستند که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت. ماهیت کنترل دور الکتروموتورها از طریق اینورترهای کنترل دور به روش افزایش یا کاهش فرکانس می باشد یعنی با افزایش فرکانس دور الکتروموتور افزایش پیدا می کند و برعکس.

اینورتر یا درایو دستگاهی است که برای کنترل دور موتور و راه اندازی موتور استفاده می شود. به این دستگاه VFD (VARIABLE FREQUENCY DRIVE) به معنای معکوس کننده نیز گفته می شود. از اینورتر می توان برای کاهش فرکانس و ولتاژ متناسب با نیازی که موتور الکتریکی ما دارد استفاده نمود. به صورت عادی چرخش موتور الکتریکی بین صفر و 100 است. به واسطه ی اینورتر می توان دور موتور را متغیر نمود

انواع اینوتر (درایو)

به طور کلی دو نوع درایو وجود دارد:

• درایوهای AC
• درایوهای DC

درایو های DC بعلت بعضی معایبی که دارند در صنعت بسیار کم استفاده می شوند. بعضی از معایب درایوهای DC عبارتند از: استهلاک بالا، قیمت بالا، نگهداری و تعمیر زیاد، گران بودن منبع تغذیه DC.

برای کنترل دور الکتروموتورهای DC با استفاده از درایوهای DC از دو روش استفاده می گردد:

1- روش کنترل فاز 2- روش PWM

بیشتر مباحث ما در مورد اینورترهای AC می باشد که در صنایع مختلف کاربردهای فراوانی دارند. غالب بر 99 درصد اینورترهای مورد استفاده در صنعت درایوهای AC می باشند. به طور ساده می توان گفت هر جایی که الکتروموتور داشته باشیم، اینورتر هم می توانیم داشته باشیم.

ساختمان داخلی اینورتر

مدار داخلی اینورتر از 3 بخش اصلی تشکیل شده است:

1. رکتیفایر یا یکسو کننده ها
2. فیلتر یا صاف کننده موج
3. اینورتر یا IGBT

برق AC با شکل موج سینوسی وارد رکتیفایر شده و یکسو شده و سیکل منفی حذف می شود، پس از یکسو شدن برق ورودی وارد پل خازنی شده و ریپل شکل موج گرفته خواهد شد. پس از صاف شدن شکل موج وارد مدار اینورتر یا IGBT شده و از طریق IGBT به شکل موج شبه سینوسی تبدیل می شود که با استفاده از روش PWM می باشد. جالب است بدانید که شکل موج خروجی قابلیت تغییر فرکانس را داشته و توانایی تغییر فرکانس و تغییر ولتاژ بصورت مستقل را خواهد داشت. این قابلیت باعث خواهد شد که گشتاور و سرعت نیز مستقل از هم قابل تغییر باشند چون سرعت با فرکانس و گشتاور با ولتاژ رابطه مستقیم دارند.

مقایسه اینورتر AC و DC

در این بخش به مقایسه مختصر اینورترهای AC و  DC از زوایای مختلف می پردازیم. همانطور که در صنایع مختلف الکتروموتورهای AC به تعمیر و نگهداری کمتری نیاز دارند، اینورترهای AC هم از این قضیه مستثنی نیستند ولی در مقابل اینورترهای DC عکس این مطلب هستند. در بیشتر مکانهای صنعتی از لحاظ خطرپذیری و سایر پارامترها اینورترهای AC بیشتر اینورترهای DC کاربرد دارند یعنی در بیشتر مکانها قابلیت استفاده دارند. با وجود پیچیدگی ساختمان داخلی اینورترهای AC نسبت به اینورترهای DC ولی همچنان قیمت اینورترهای AC بسیار پایین تر از اینورترهای DC می باشد. بعلت وجود کموتاتور در الکتروموتورهای DC با محدودیت سرعت زیادی روبرو هستیم ولی الکتروموتورهای AC مخصوصا در موتورهای اسپیندل سرعت موتور در بعضی مواقع به 48000 دور بر دقیقه می رسد که مزیت بسیار فوق العاده محسوب شده و همچنین اینورترهای AC نیز از لحاظ فرکانس خروجی محدودیت کمتری دارند. بعضی از اینورترهای AC فرکانس خروجی برابر با 3000 هرتز دارند که اینورتر هایتک مدل F100 را می توان نام برد. درایوهای DC گشتاور راه اندازی بالایی به نسبت درایوهای AC دارند. گشتاور راه اندازی درایوهای DC بالای 150 درصد می باشد ولی گشتاور راه اندازی درایوهای AC پایین تر هست. درایوهای AC به شدت نویز پذیر بوده و همچنین نویز زیادی نیز دارند ولی درایوهای DC به علت ساختمان ساده ای که دارند کمتر تحت تاثیر نویز قرار می گیرند. الکتروموتورهای DC به علت داشتن جاروبک و ایجاد جرقه زنی به هنگام کار، در محیط های پرخطر قابل استفاده نیستند به همین خاطر درایوهای DC نیز در چنین محیط هایی قابلیت استفاده ندارند ولی درایوهای AC چنین محدودیتی ندارند. از لحاظ پاسخ دینامیکی درایوهای AC عملکرد بهتری دارند بعلت اینکه الکتروموتورهای AC پاسخ دینامیکی بهتری دارند. در درایوهای DC سرعت کمتر از 1 درصد را نمی توانیم داشته باشیم یعنی اینکه اگر یک الکتروموتور DC داشته باشیم که سرعت نامی آن 3000 دور باشد نمی توانیم دور الکتروموتور مذکور را به کمتر از 30 دور بر دقیقه کاهش دهیم ولی در اینورترهای AC چنین محدودیتی نداریم.

نام های مختلف اینورتر

اینورترها نام ها و اسامی مختلفی دارند و در دفترچه راهنمای اینورترها به نام مختلفی اشاره می شود. در اینجا چند عنوان که کاربردهای بیشتری دارند مورد بررسی قرار خواهد گرفت. پرکاربردترین این عناوین عبارتند از:

• AC DRIVE
• درایو
• VFD (variable frequency drive)
• VSD (variable speed drive)
• اینورتر (inverter)
• VVVF (variable frequency variable voltage)
• FC (frequency control)

عملکرد اینورتر چگونه است؟

اینورتر وسیله ای الکتریکی است که جریان مستقیم DC را همیشه از باتری به جریان متناوب AC خانگی می کند تا بتواند توسط وسایل متداول مورد استفاده قرار گیرد.

اینورترها همچنین وظیفه کنترل سرعت و گشتاور موتور های الکتریکی را بر عهده دارند. سرعت گردش موتور با ولتاژ و فرکانس موتور رابطه مستقیم دارد. بدین شکل که هر چه ولتاژ و فرکانس بیشتر شود، سرعت گردش موتور نیز افزایش پیدا می کند. هنگامی که بار موتور الکتریکی، ولتاژ و فرکانس کمتری نیاز دارد، از اینورتر جهت پایین آوردن فرکانس و ولتاژ استفاده می شود. بعلاوه، هر وقت قصد پایین آوردن سرعت موتور الکتریکی را داشتیم، می توانیم از اینورتر جهت کاهش سرعت استفاده کنیم. به طور مثال، زمانی که داخل ماشین لباس کمی می ریزید، ماشین وزن لباس ها را تشخیص می دهد و و با قدرت و سرعت کمتری به گردش در می آید.

کاربرد اینورتر چیست؟

هر گونه حرکتی که به وسیله الکترموتور انجام می شود، از طریق اینورتر به حرکتی کنترل شده تر و هوشمندانه تر تبدیل گردد. بطور مثال زمانی که از پمپ آب برای هتل استفاده می شود، بر اساس مقدار شیر های باز که در حال مصرف آب هستند، سرعت گردش پمپ تغییر می کند و سبب می شود که در مواقع مصرف کم، ای فشار زیادی نداشته باشد. بعلاوه، اینورتر سرعت چرخش لباس ها در ماشین را طبق مقدار وزن لباس های ریخته شده در آن و همچنین عملکرد کمپرسور یخچال را بر اساس مقدار مواد موجود در یخچال تنظیم می کند.

در کاربری‌ های صنعتی از اینورتر برای فعالیت‌ هایی که گشتاور ثابت هستند مانند میکسر، اسکرودر، نوار نقاله و همچنین برای فعالیت هایی که توان ثابت می باشند مثل کشش و برای فعالیت هایی که گشتاور متغیرند از جمله پمپ صنعتی و فن استفاده می شود. علاوه براین ، در سانتریفیوژ نیز از اینورتر استفاده می شود. دور سانریفیوژ به وسیله اینورتر بسیار افزایش می یابد و ذرات کوچک مواد از یکدیگر جدا می شوند.

با وجود اینورتر تحول عظیمی در صنعت های مختلف به وجود آمده است. اساس اتوماسیون صنعتی به واسطه ی اینورتر متحول شده است. این دستگاه از لحاظ کاربردی دامنه ی وسیعی را فرا گرفته است و در بسیاری از صنایع مورد نیاز است. از استفاده در وسایلی مانند سیستم های گرمایشی و سرمایشی ، بالابر ها و آسانسورها ، کامپیوتر ، وسایل نقلیه ، … گرفته تا در صنایع پیشرفته و تمامی کارخانه ها مورد استفاده قرار می گیرد.

مزیت های اینورتر چیست ؟

اینورترها مزایای بسیاری دارند. مهم ترین مزیت این وسیله، هوشمند عمل کردن آن می باشد. اینورتر با تشخیص مقدار باری که به طرف موتور می رود، فرمان جریان مناسب را به موتور صادر می کند. در اکثر موارد، جریان صادر شده کمتر از جریان موتور می باشد.

مزایای دیگر اینورتر شامل موارد زیر است:

• در مصرف انرژی الکتریکی صرفه جویی می‌کند و در نتیجه سبب کاهش هزینه ها می شود.
• جریان راه‌اندازی برق را کاهش می دهد و این امر دوام و طول موتور را افزایش می دهد.
• بدون هیچ نیازی به کنتاکتور و ابزار برقی دیگر، جهت و سرعت حرکت موتور را تغییر می دهد.
• جهت حرکت موتور می تواند هوشمند سازی و برنامه ریزی شود.
• بدون اینکه برق اصلی قطع و و صل شود، موتور را خاموش و روشن می کند.
• از موتور در مقابل بار اضافی محافظت می کند و این کار مانع سوختن موتور می شود.
• باعث کار کردن موتور حتی در موقعیت هایی که ولتاژ ورود به آن به طور مداوم در حال تغییر است، می شود. امکان عملکرد موتور در شرایطی که ولتاژ ورودی به آن مدام در حال تغییر است و همچنین از موتور در مقابل بالارفتن ناگهانی ولتاژ حفاظت می کند.

نکات مربوط به خرید اینورتر چیست ؟

هنگام خرید اینورتر باید به چند مورد توجه کرد:

1. توان الکتروموتوری که برای آن می‌خواهید اینورتر بخرید را مشخص کنید. معمولا توان اینورتر باید اندکی از توان موتور بیشتر باشد. بطور مثال از اینورتر 1/5 کیلو وات برای موتور 750 وات استفاده می شود.
2. مورد دیگر اینکه الکتروموتور سه فاز خریداری کنید. چون اینورتر ها دارای خروجی سه فاز هستند. تک فاز یا سه فاز بودن برق شما اهمیتی ندارد. اینورترها توانایی تبدیل برق تک فاز به سه فاز را دارند.
3. نوع برقی که در اختیار دارید چیست؟ اگر برق شما تک فاز شهری است، باید از اینورتری استفاده کنید که دارای ورودی تک‌فاز 220 ولت باشد. همچنین اگر برق سه فاز داشته باشید، اینورتر شما باید دارای ورودی سه فاز باشد. البته اگر هر دو نون برق در دسترس است، از برق سه فاز استفاده کنید زیرا باعث بهتر عمل کردن موتور می شوند.

خرید اینورتر

خرید اینورتر ممکن است در ابتدای کار برای شما گیج کننده باشد. فروشگاه های مختلف اینورترهای متفاوتی با برندهای مختلف به فروش می رسانند. این موجب شده که انتخاب اینورتر مشکل باشد. شما می توانید با دریافت مشاوره از مشاوران ما، نسبت به انتخاب محصول مورد نظر خود اقدام نمایید.

قیمت درایو

ما تلاش می کنیم که قیمت درایو هایی که در سایت وجود دارد را به منظور سهولت کاربران به صورت روزانه آپدیت نماییم. با وجود نوسانات نا میزان ارز تلاش خواهیم کرد در فرصت های مختلف تخفیف های ویژه ای لحاظ کنیم.

آرکااینورتر افتخار دارد که با سابقه ای طولانی در زمینه ی فروش محصولات اتوماسیون و برق صنعتی مثل اینورتر پیشرو در میان رقیبان خود باشد.