اینورتر یک وسیله پیشرفت تکنولوژی در دنیای مدرن است. به لطف اینورتر، بهره وری از ماشین آلات و همچنین صرفه جویی در انرژی و هزینه های عملیاتی برای صنایع مختلف بهبود یافته است. اینورترها در زندگی و تولید به ویژه در صنعت کاربرد فراوانی دارند.
اینورتر یک قطعه ضروری از تجهیزات برق است که به طور گسترده در سیستم های الکتریکی مدرن استفاده می شود (به عنوان مثال – لوازم هوشمند، اتوماسیون صنعتی، موتورهای الکتریکی، و بسیاری دیگر از دستگاه های قدرت) و همچنین به طور گسترده ای برای تأمین انرژی دستگاه های الکترونیکی (مانند چراغ ها، تلویزیون ها، رایانه ها و غیره) که جریان برق را تنظیم می کنند، استفاده می گردد.
قابل ذکحر است که برای منابع انرژی تجدیدپذیر (مانند سیستم‌های خورشیدی و توربین‌های بادی)، اینورترها نقش برجسته‌ای دارند که انرژی تجدیدپذیر را به برق AC تبدیل می‌کنند و برق AC را به شبکه تغذیه می‌کنند. در این مقاله اطلاعاتی در مورد اینورتر صنعتی چیست؟ مزایایی که اینورترهای صنعتی به همراه دارند و اهمیت آن مورد بررسی قرار می گیرد؛ پس از شما دعوت می کنیم این مقاله را دنبال کنید.
اینورتر چه کاری انجام می دهد؟
امروزه اغلب دستگاه های برقی مانند تهویه هوا و یخچال ها مجهز به اینورتر هستند تا مصرف انرژی را کاهش دهند. اینورترها درایوهای AC یا VFD (درایو فرکانس متغیر) نیز نامیده می شوند. آنها دستگاه های الکترونیکی هستند که می توانند DC (جریان مستقیم) را به AC (جریان متناوب) تبدیل کنند. همچنین وظیفه کنترل سرعت و گشتاور موتورهای الکتریکی را بر عهده دارند.
موتورهای الکتریکی در اکثر وسایلی که ما برای انجام کارهایی مانند وسایل الکترونیکی کوچک، حمل و نقل و لوازم اداری استفاده می کنیم، یافت می شوند. این موتورها برای کار به برق نیاز دارند. تطبیق سرعت موتور با فرآیند مورد نیاز برای جلوگیری از اتلاف انرژی ضروری است. در کارخانه ها، انرژی و مواد هدر رفته می تواند کسب و کار را در معرض خطر قرار دهد، بنابراین از اینورترها برای کنترل موتورهای الکتریکی استفاده می شود که باعث افزایش بهره وری و صرفه جویی در انرژی می شود.
جهت مشاهده و خرید انواع اینورتر صنعتی کلیک کنید
اینورتر صنعتی یا درایو AC چیست؟
اینورتر صنعتی یا درایو AC بین منبع تغذیه و موتور الکتریکی کار می کند. برق به درایو AC می رود و آن را تنظیم می کند. سپس قدرت تنظیم شده به موتور ارسال می شود. یک درایو AC از یک واحد یکسو کننده، یک مدار میانی DC و یک مدار تبدیل معکوس تشکیل شده است. واحد یکسو کننده داخل درایو AC می تواند یک طرفه یا دو طرفه باشد. اولی می تواند موتور را با گرفتن انرژی از شبکه الکتریکی شتاب داده و راه اندازی کند. یکسو کننده دو طرفه می تواند انرژی چرخش مکانیکی را از موتور گرفته و به سیستم الکتریکی بازگرداند. یک مدار DC توان الکتریکی را برای استفاده واحد تبدیل معکوس ذخیره می کند.
قبل از اینکه برق تنظیم شده توسط موتور دریافت شود، در داخل درایو AC فرآیندی را طی می کند. برق ورودی به واحد یکسو کننده می رود و ولتاژ AC به ولتاژ DC تبدیل می شود. مدار میانی DC ولتاژ DC را صاف می کند. سپس در مدار تبدیل معکوس جریان می یابد تا ولتاژ DC را دوباره به ولتاژ AC تبدیل کند.
این فرآیند به درایو AC اجازه می دهد تا فرکانس و ولتاژ عرضه شده به موتور را بسته به نیاز فرآیند تنظیم کند. هنگامی که ولتاژ خروجی در فرکانس بالاتری باشد، سرعت موتور افزایش می یابد. این بدان معنی است که سرعت موتور را می توان از طریق رابط اپراتور کنترل کرد.
اهمیت استفاده از اینورترهای صنعتی
اینورترهای صنعتی تجهیزاتی با قدرت بالا هستند که می توانند از قطع برق محافظت کنند. چندین صنعت با قدرت به عنوان عنصر حیاتی برای عملیات آن کار می کنند. صنایعی مانند تولید برق، حمل‌ونقل، تولید، تولید نفت و غیره باید بدون وقفه کار کنند. تعطیلی فعالیت‌های آن منجر به زیان مالی خواهد شد. همه این صنایع برای عملیات صنعتی بدون وقفه، نیاز به منبع تغذیه مداوم و ثابت دارند. کاربردهای صنعتی مانند تامین برق سیگنالینگ ریلی و شبکه، فرار فرودگاه، ایستگاه کنترل خط لوله و کارخانه تولیدی به منبع تغذیه مداوم نیاز دارد.
قطعی برق، نوسانات و افت برق بزرگترین تهدید برای صنایع تولیدی است. سازمان های صنعتی در برابر تغییرات منبع تغذیه آسیب پذیر هستند. صدمات ناشی از قطع برق، البته ویرانگر خواهد بود. قطعی برق که نزدیک به ده ثانیه طول می کشد می تواند منجر به وقفه لحظه ای در تولید شود. این می تواند به تجهیزات و ماشین آلات صنعت تولید آسیب برساند. بنابراین برای مدیریت قطعی برق و قطع برق، باید یک اینورتور صنعتی کارآمد و قوی نصب شود.
بنابراین صنایع اطمینان حاصل می کنند که اینورترهای صنعتی مناسب را که مقیاس پذیر و کارآمد هستند نصب می کنند. بنابراین اینورترهای صنعتی برای انواع صنایع و کاربردهای صنعتی اهمیت بیشتری دارند. صنایع باید اینورترهای صنعتی مناسب را از نظر بار قدرت و کارایی آن انتخاب کنند.
تقسیم بندی اینورترهای صنعتی (درایو AC)
درایوهای AC به دو دسته ولتاژ پایین (LV) و ولتاژ متوسط (MV) طبقه بندی می شوند. در تهیه درایوهای AC، عوامل مختلفی باید در نظر گرفته شود.
یک درایو LV دارای خروجی 240 تا 600 ولت جریان متناوب (VAC) است. آنها معمولا در تسمه نقاله، کمپرسورها و پمپ ها استفاده می شوند. از آنجایی که درایوهای LV استرس کمتری به موتور وارد می کنند، حداقل تعمیر و نگهداری مورد نیاز است. همچنین انرژی کمتری مصرف می کند. یک درایو LV فرکانس بالا و عملکرد بهتر موتور در ولتاژ پایین تولید می‌کند و در نتیجه هزینه تولید را کاهش می‌دهد.
از طرف دیگر، ولتاژ پایین جریان بیشتری ایجاد می کند. اگر درایوهای LV با ماشین‌های اسب بخار بالا (HP) استفاده شود، گرمای بیشتری تولید می‌کند و دمای اتاق را افزایش می‌دهد. جریان بیشتر به معنای گرمای تولید شده بیشتر است. در همین راستا، نصب دریچه ها و تهویه مطبوع اضافی ضروری است.
موتورهای الکتریکی عظیم و چند مگاواتی در نیروگاه ها و کارخانه های فرآوری فلزات از درایوهای MV استفاده می کنند. آنها خروجی 4160 VAC دارند اما می توانند تا 69000 VAC بروند. آنها برای دستیابی به ولتاژ خروجی بالا به ولتاژ ورودی بالایی نیاز دارند. از نظر هزینه، درایوهای MV به بریکرها و ترانسفورماتورهای بزرگتر و گران قیمت نیاز دارند. آنها از نظر فیزیکی در مقایسه با درایوهای LV بزرگتر هستند. درایوهای MV نیز بر خلاف درایوهای LV که می توانند توسط تیم تعمیر و نگهداری برق داخلی نگهداری شوند، تحت نظارت یک مهندس OEM تحت تعمیر و نگهداری منظم قرار می گیرند.
انواع کاربرد اینورتر
- اینورتر بیشتر در منابع تغذیه بدون وقفه (UPS) استفاده می شود. وظیفه مدار اینورتر برق در UPS تبدیل برق DC به برق AC در سطح ولتاژ مورد نیاز است.
- در کاربردهای صنعتی و تجاری (به عنوان مثال درایو سرعت قابل تنظیم AC مانند ASD، گرمایش القایی و غیره)، اینورتر برای کنترل ولتاژ ورودی درایو موتور AC استفاده می شود.
- در لوازم خانگی (مانند یخچال، تهویه مطبوع و غیره) اینورتر برای کنترل سرعت کمپرسور و تنظیم توان مورد نیاز بسیار ضروری است.
- اینورتر عمدتاً در سیستم های انرژی خورشیدی و سیستم های توربین بادی استفاده می شود. در سیستم های انرژی تجدیدپذیر، اینورتر برق ورودی DC را از پانل های خورشیدی یا توربین بادی به برق متناوب تبدیل می کند که با سایر وسایل سازگار است و برق AC را به شبکه تامین می کند. این اینورترها به عنوان “اینورترهای متصل به شبکه” شناخته می شوند.
- در هواپیماهای برقی و وسایل نقلیه الکتریکی (EV)، اینورتر برق مهمترین وسیله برای تبدیل و تنظیم توان است.
- استفاده در انتقال ولتاژ بالا (HVDC) DC
- استفاده در سلاح های الکتروشوک (مانند شوکرو غیره)
- استفاده در فناوری‌های پیشرفته مانند سیستم‌های شبکه هوشمند، Vehicle to Home (V2H) و (Vehicle to Grid (V2G
مزایای اینورتر صنعتی
برق یک نیاز ضروری صنایع است. اینورتر یک تجهیزات مستقل است که ولتاژ DC را به ولتاژ AC تبدیل می کند. اینورترها اطمینان حاصل می کنند که منبع تغذیه بدون وقفه و مداوم عمل می کند. اینورترها انواع مختلفی دارند که برای مقاصد تجاری، صنعتی و مسکونی استفاده می شوند. صنایع به استفاده از اینورتورهای صنعتی برای عملکرد مداوم عملیات صنعت نیاز دارند. اینورترها نقش مهمی در صنایع تولیدی دارند. سازندگان اینورتر می توانند اینورترهای صنعتی را بر اساس نیاز صنعتی خود سفارشی کنند. در اینجا به اهمیت و مزایای استفاده از اینورتورهای صنعتی پی خواهید برد.
- صرفه جویی در انرژی
کاربردهای فن و پمپ به طور قابل توجهی از درایوهای AC سود می برند. برتر از دمپرها و کنترل های روشن/خاموش، استفاده از درایوهای AC می تواند با کنترل چرخش موتور، مصرف انرژی را 20 تا 50 درصد کاهش دهد. شبیه کاهش سرعت ماشین است. به جای استفاده از استراحت، می توان با فشار ملایم پدال گاز، سرعت خودرو را کاهش داد.
- Soft Starter
یک درایو AC موتور را با ارائه توان در فرکانس پایین راه اندازی می کند، سپس فرکانس و سرعت موتور را به تدریج افزایش می دهد تا به سرعت مورد نظر برسد. اپراتورها می توانند شتاب و کاهش سرعت را در هر زمان تنظیم کنند که برای پله برقی ها و تسمه نقاله ایده آل است تا از ریزش بار جلوگیری شود.
- جریان شروع کنترل شده
برای راه اندازی موتور، هفت تا هشت برابر جریان تمام بار موتور AC طول می کشد. درایو AC جریان راه اندازی را کاهش می دهد و در نتیجه موتور کمتری به عقب می پیچد و این باعث افزایش عمر موتور می شود.
- کاهش اختلالات خط برق
راه اندازی یک موتور AC در سراسر خط می تواند تخلیه عظیمی را در سیستم توزیع برق ایجاد کند و باعث کاهش ولتاژ شود. تجهیزات حساس مانند رایانه ها و حسگرها با روشن شدن یک موتور بزرگ خاموش می شوند. درایو AC این کاهش ولتاژ را با حذف برق از موتور به جای خاموش شدن از بین می برد.
- به راحتی جهت چرخش را تغییر می دهد
درایوهای AC می توانند عملیات شروع و توقف مکرر را انجام دهند. برای تغییر جهت چرخش پس از تغییر فرمان چرخش فقط به جریان کمی نیاز دارد. میکسرهای پایه می توانند خروجی مناسبی را به عنوان جهت چرخش تولید کنند و تعداد دورها را می توان با درایو اینورتر کنترل کرد.
- نصب ساده
درایوهای AC از قبل برنامه ریزی شده اند. قدرت کنترل لوازم جانبی، خطوط ارتباطی و سرنخ‌های موتور از قبل سیم‌کشی شده‌اند. پیمانکار فقط باید خط را به منبع تغذیه ای که درایو AC را تامین می کند وصل کند.
- حد گشتاور قابل تنظیم
درایوهای AC با کنترل دقیق گشتاور می توانند از موتورها در برابر آسیب محافظت کنند. به عنوان مثال، در یک دستگاه گیر کردن، موتور به چرخش خود ادامه می دهد تا زمانی که دستگاه اضافه بار باز شود. یک درایو AC را می توان طوری تنظیم کرد که مقدار گشتاور اعمال شده به موتور را محدود کند تا از حد مجاز گشتاور بیشتر نشود.
- حذف اجزای محرک مکانیکی
یک درایو AC می تواند سرعت کم یا زیاد مورد نیاز بار را بدون دستگاه ها و گیربکس های افزایش یا کاهش سرعت ارائه دهد. این امر باعث صرفه جویی در هزینه های تعمیر و نگهداری و نیازهای فضای کف می شود.
جمع بندی
شرکت ها و صنعت گران در تلاش برای صرفه جویی در مصرف انرژی هستند. این امر باعث توسعه اینورترها در ماشین آلات و حتی وسایل معمولی شده است. اینورترها مخفی و در اتاق هایی با تهویه مناسب ذخیره می شوند. با این وجود، آنها نقش مهمی در صرفه جویی در انرژی دارند. توانایی کنترل دقیق دستگاه های اداری بسته به تقاضا می تواند مصرف انرژی و ضایعات تولید را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
