اینورتر یا درایو چیست و چه کاربردی دارد؟

معرفی درایو

یکی از پرکاربرد ترین تجهیزات در اتوماسیون صنعتی و صنعت برق که سبب عملکرد بهینه‌ی موتورهای الکتریکی می‌شود اینورتر یا درایو می‌گویند. بهتر است بدانید که یکی از پرکاربردترین تجهیزات صنعتی موتورهای الکتریکی هستند که چالش‌های زیادی را برای ما به وجود می‌آورند. یکی از چالش‌های مهم که با آنها مواجه خواهیم شد نبود کنترل روی گشتاور موتور، نبود کنترل روی دور موتور و جریان راه اندازی بالا می‌باشد. درایو تجهیز با ارزشی بود که در سال ۱۹۸۰ جهت رفع این چالش معرفی شد. اینورتر یا درایو تجهیزی است که اغلب چالش‌های مربوطه موتورهای الکتریکی را رفع کرده و جهت راه اندازی موتورهای القایی بهره‌گیری می‌شود.

از نام‌های دیگر این تجهیز می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

(Frequency control)FC یا کنترل کننده فرکانس

Variable voltage variable frequency)VVVF) یا درایو ولتاژ متغیر، فرکانس متغیر

Variable speed drive)VSD) یا درایو سرعت متغیر

(Variable frequency drive)VFD یا درایو فرکانس متغیر

این تجهیز با عناوین دیگری نیز یاد می‌شود که معروف ترینشان درایو یا اینورتر می‌باشد.

به طور کل درایو یا اینورتر تحت عنوان یک مبدل شناخته می‌شود. این دستگاه جهت تبدیل جریان مستقیم (DC) به جریان متناوب (AC) استفاده میشود و بدون اینکه قدرت گشتاور موتور را کاهش دهد سبب کنترل جریان متناوب یا همان سرعت موتور می‌شود. اگر مدار داخلی درایو را بررسی کنیم، قادرهستیم که عملکرد آن را بهتر درک کنیم. سه قسمت مختلف که در زیر به آنها اشاره می‌کنیم بخش‌های تشکیل دهنده درایو هستند.

۱) مبدل AC به DC که وظیفه‌ی آن تبدیل برق AC به DC است و از ۶ دیود تشکیل شده‌ است. Converter

۲) لینک DC که وظیفه‌ی گرفتن ریپل‌های شکل موج خروجی پل دیودی و تحویل یک موج DC صاف را دارد. DC Bus

۳) مبدل DC به AC یا اینورتر که شکل موج DC را توسط سوئیچینگ IGBT به شکل موج AC به همراه آپشن کنترل فرکانس تبدیل می‌کند. Converter

بدیهی است که توانایی کنترل سرعت موتورهای القایی با کنترل فرکانس خروجی درایو به راحتی در دسترس قرار خواهد گرفت.

اینورتر یا درایو چیست و چه کاربردی دارد؟

مزیت های درایو

درایو یا اینورتر مزیت های زیادی دارد که در ادامه به برخی از مهم ترین های آنان اشاره خواهیم کرد:

۱) ذخیره‌ی انرژی: در برخی از کاربردها مثل فن و پمپ نیاز نداریم تا موتور همیشه در سرعت نامی فعالیت کند. در لحظاتی که نیاز به سرعت نامی نداریم  توسط درایو می‌توانیم فرکانس موتور را کم کرده و چنان که در مد  v/f هرچه فرکانس کاهش یابد، ولتاژ نیز کم می‌شود درایو از شبکه ولتاژ نامی را نکشیده و در نهایت در مصرف انرژی صرفه‌جویی خواهد شد.

۲) کاهش جریان راه اندازی: می‌دانید که موتور در هنگام راه اندازی جریان زیادی را از شبکه خواهد کشید که ممکن است این جریان سه الی پنج برابر جریان نامی باشد.چون هنگام راه اندازی، توسط درایو موتور کل ولتاژ شبکه را حس نمی‌کند، جریان راه اندازی محدود خواهد شد.

۳) تامین گشتاور راه اندازی: ممکن است این سوال برای شما نیز ایجاد شده باشد که هنگام کاهش جریان راه اندازی موتور، همزمان گشتاور راه اندازی بالا را نداشته و در پلن هایی مثل جرثقیل و بالابر به مشکل برخواهیم خورد. ولی خبر خوب این است که درایو مدهای کاری مختلفی دارد که vector control یکی از آنهاست. کنترل برداری یا vector control مدی است که گشتاور راه اندازی مورد نیاز جهت پلن های سنگین را تامین می‌کند.

۴) افزایش طول عمر موتور: زمانیکه موتور از طریق شبکه به صورت مستقیم راه اندازی شود، مورد ضربه‌های مکانیکی شدید قرار خواهد گرفت. در کاربردهایی که نیاز به استپ و استارت چندباره‌ی موتور دارد، این ضربات سبب کاهش طول عمر موتور می‌شوند. با حضور درایو به علت نرم راه اندازی کردن موتور دیگر این ضربه های شدید را نخواهیم داشت و درنهایت شاهد افزایش طول عمر موتور خواهیم بود.

۵) کنترل صفر تا صد سرعت موتور: براساس مدارداخلی درایو، هنگام تنظیم فرکانس سوئیچ زنی IGBT ها در اینورتر، درایو نیز این آپشن را در اختیار ما قرار می‌دهد که با هر سرعت دلخواهمان موتور را راه اندازی کنیم. بهتر است بدانید که بدون بهره‌گیری از درایو فقط می‌توانستیم موتور را در یک فرکانس یعنی فرکانس شبکه راه اندازی کنیم.

کاربرد اینورتر

همه‌ی ما شاهدِ افزایش روزافزون هزینه های مصرف انرژی هستیم که این موضوع سبب می‌شود تا صنایع به دنبال راه حلی مناسب و کاربردی جهت کاهش هزینه‌های مصرف انرژی و حتی کاهش خود مصرف انرژی نیز باشند. اینورتر با تبدیل جریان DC به AC ، قادر است به طور قابل توجهی هزینه‌های مصرف انرژی را کاهش دهد. از کاربردهای گسترده‌ی اینورترها می‌توان به کنترل دور الکتروموتورهای بهره برده شده در یخچال، سیستم تهویه، آسانسور و … اشاره کرد.

درایوهای AC در صنایع نام های مختلفی دارند. به طور مثال: INVERTER، FC،3VF ، VSD ،VFD، DRIVE، AC DRIVE

این نامگذاری ها برای بهره‌گیری در کاربردهای مختلفی است، به طور مثال در صنعت نفت و پتروشیمی تحت عنوان FC و در صنعت آسانسور تحت عنوانVF 3 شناخته می‌شود.  دیگر کاربردهای این درایوهای AC  استفاده در سیستمهای اکسترودرها و چرخ گوشت، انواع بالابرها، انواع میکسرها، چاه های کشاورزی، جرثقیل‌ها در حرکت عرضی و طولی و موتور وینچ و جهت تغییر دور چرخش تنور نان در نانوایی ها می‌باشد.