اینورتر صنعتی چیست؟| همه چیز در مورد اینورتر

اینورتر صنعتی چیست و چه کاربردی دارد؟ چگونه کار می کند؟مزایایی که اینورترهای صنعتی به همراه دارند و معایب استفاده از اینورتر چیست. واژه اینورتر، به انگلیسی “Inverter” به‌عنوان مبدل جریان مستقیم به متناوب به کار می‌رود. 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 اتوماسیون صنعتی است که به طور گسترده در سیستم های الکتریکی مدرن استفاده می شود (به عنوان مثال – لوازم هوشمند، 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 ذکر 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. با ما در این مقاله از مارش شاپ همراه باشید تا به بررسی اهمیت اینورتر صنعتی بپردازیم.

تاریخچه اینورتر

مخترع اینورتر دیوید پرینس است. او به‌عنوان یکی از افراد پیش‌گام در نام‌گذاری کلمه اینورتر شناخته می‌شود. او در سال ۱۹۲۵ مقاله‌ای با عنوان “The Inverter” در مجله GE Review منتشر کرد. در این مقاله، پرینس تمام المان‌های ضروری برای ساخت یک اینورتر مدرن را توضیح داده است. قبل از پرینس، اینورتر در حوزه ماشینی (ترکیبی از موتور و ژنراتور) وجود داشته، اما نام مشخصی برای آن در نظر گرفته نشده بود.

کار اینورتر چیست؟

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.

انواع اینورتر از لحاظ ولتاژ ورودی و خروجی

اینورترها یا همان درایوهای AC به دو دسته ولتاژ پایین (LV) و ولتاژ متوسط (MV) طبقه بندی می شوند. از لحاظ ولتاژ ورودی نیز به تک فاز و سه فاز تقسیم می شوند.

ورودی	خروجی	تصویر
اینورتر تک فاز	تک فاز
اینورتر تک فاز	سه فاز 220 ولت
اینورتر سه فاز	سه فاز 380 ولت

انواع اینورتر سه فاز و تک فاز

اینورترها در صنعت برق، مصارف خانگی و صنعتی، مانند ماشین لباسشویی، یخچال، آسانسورهای خانگی، پمپ‌های آب، کولرهای گازی و سایر دستگاه‌هایی که حرکت در آن‌ها وجود دارد، استفاده می‌شوند. اینورترها به‌وسیله تقویت‌کننده‌ها فرکانس و سطح ولتاژ تولیدی را به سطح ولتاژ و فرکانس موردنیاز کاربر تبدیل کرده و برق AC خروجی را با ولتاژ و فرکانس موردنظر تأمین می‌کنند. با استفاده از برق AC تولیدشده در خروجی اینورتر، می‌توان موتورهای AC سه‌فاز مختلف را کنترل و راه‌اندازی کرد.

اینورتر سه فاز چیست

یکی از انواع اینورترها، اینورتر سه‌فاز است که از سه سیم تشکیل شده و میان هر دو سیم آن ۱۲۰ درجه اختلاف وجود دارد. در این نوع اینورترها از مدارهای Delta و Wye استفاده می‌شود و تنظیمات آن‌ها متفاوت است. در مدل Delta، سیم خنثی وجود ندارد، اما در مدل Wye علاوه بر سیم خنثی، سیم اتصال به زمین نیز وجود دارد. منابع انرژی و برق سه‌فاز دارای جریان پایدار و سرعت ثابت هستن که  این امر به حمل بار بیشتر کمک می‌کند.

درایو فرکانس متغیر (VFD) چیست؟

درایو فرکانس متغیر (VFD Inverter) کنترل‌کننده‌ای است که با تغییر ولتاژ و فرکانس، سرعت و ولتاژ موتورهای الکتریکی را تنظیم می‌کند. درایو VFD می‌تواند فرکانس و ولتاژ مطابق با بار روی موتور را کاهش دهد و در کاربردهایی که نیاز به تغییر سرعت موتور است، سرعت موردنیاز را فراهم کند. این نوع اینورتر با کنترل فرکانس برق ورودی AC، دور چرخش الکتروموتور را تنظیم و راه‌اندازی نرم آن را انجام می‌دهد. برق DC موردنیاز اینورتر از برق AC شهری تأمین می‌شود و با تغییر فرکانس و ولتاژ، سرعت چرخش موتور را کنترل می‌کند. درایو فرکانس متغیر قادر است موتورهای سه‌فاز با توان مختلف را کنترل و راه‌اندازی کند.

انواع اینورتر بر اساس نوع موتور الکتریکی

 باتوجه‌به نوع موتور الکتریکی، اینورترها به انواع زیر تقسیم می‌شوند:

1. اینورترهای ولتاژ متغیر: (VFD) این نوع اینورترها برای کنترل سرعت موتورهای الکتریکی با استفاده از تغییر ولتاژ و فرکانس AC استفاده می‌شوند. این نوع اینورتر ولتاژ و فرکانس ورودی را تنظیم و سرعت موتور را به طور پیوسته کنترل می‌کند.
2. اینورترهای ماتریکس: این نوع اینورترها برای کنترل موتورهای الکتریکی با استفاده از ترکیب ولتاژ و فرکانس AC و ولتاژ و جریان DC استفاده می‌شوند.
3. اینورترهای تورک وکتور: این نوع اینورترها برای کنترل دقیق سرعت و گشتاور موتورهای الکتریکی استفاده می‌شوند. ابن نوع اینورتر با تولید گشتاور مستقل از سرعت (گشتاور تورک وکتور) در ماشین‌آلات دقیق و روباتیک کاربرد دارد.
4. اینورترهای باتری: این نوع اینورترها برای تبدیل برق DC از باتری‌ها به برق AC استفاده می‌شوند. این نوع اینورتر در سیستم‌های خورشیدی، سیستم‌های ذخیره انرژی و سیستم‌های پشتیبانی از قطع برق کاربرد دارد.
5. اینورترهای خانگی: این نوع اینورترها برای استفاده در منازل و ساختمان‌ها برای تبدیل برق DC به برق AC برای استفاده در سیستم‌های خورشیدی و سایر منابع تجدیدپذیر استفاده می‌شوند. این مدل بیشتر در مصارف خانگی و کوچک‌ترین نیازهای برق مورداستفاده قرار می‌گیرد.

اينورتر ها از نظر فاز و شكل موج خروجی

باتوجه‌به فاکتورهای متفاوت، اینورترها از نظر شکل موج خروجی به سه دسته اینورتر موج مربع، موج سینوسی و شبه سینوسی تقسیم می شوند.

اینورتر موج مربع 

اینورترهای موج مربع، شکل موج خروجی ولتاژ را به‌صورت مربعی تولید می‌کنند. بااین‌حال، این نوع اینورترها کمترین استفاده را در مقایسه با سایر انواع دارند، زیرا بیشتر لوازم‌خانگی بر اساس شکل موج سینوسی طراحی شده‌اند. استفاده از اینورتر با شکل موج مربعی برای دستگاه‌هایی که بر اساس شکل موج سینوسی کار می‌کنند، ممکن است به آن‌ها آسیب برساند. این نوع اینورترها قیمت مناسبی دارند، اما استفاده آن‌ها محدود است.

اینورتر موج سینوسی

اینورترهای سینوسی ولتاژ خروجی را به شکل سینوسی تولید می‌کنند. این نوع اینورترها تقریباً در تمام وسایل خانگی به‌کاررفته و بهترین خروجی را ارائه می‌دهد. همچنین به لحاظ درست کار‌کردن دستگاه‌ها قابل‌اطمینان است. اینورترهای سینوسی اغلب گران هستند، اما بیشترین کاربرد را دارند.

اینورتر موج سینوسی اصلاح شده یا شبه سینوسی

ساختار این نوع اینورتر، پیچیده‌تر از اینورتر موج مربعی است، اما نسبت به اینورتر موج سینوسی ساختار ساده‌تری دارد. خروجی این نوع اینورتر نه شبیه سینوس است و نه به طور کامل به موج مربع شباهت دارد، بلکه چیزی میان این دو است.

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.

کاربرد اینورتر

کاربرد اصلی اینورتر را می توان در سه دسته بندی اصلی اینورتر برق خودرو، جوشکاری و کنترل دور الکتروموتور و پمپ های صنعتی و خانگی  تقسیم بندی کرد. کاربرد اینورتر در صنایع مختلف به ترتیب عبارتند از:

• نوار نقاله
• پارکینگ های طبقاتی
• برق اضطراری
• 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 عمدتا 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.

تفاوت اینورتر و درایو

درایوها مسئول تنظیم ولتاژ، فرکانس، توان ورودی و خروجی هستند، درحالی‌که اینورترها فقط ولتاژ و توان خروجی را تغییر می‌دهند. در اینورترها، تبدیل جریان مستقیم به جریان متناوب اتفاق می‌افتد، اما درایوها علاوه بر این تبدیل، جریان را یکسان‌سازی می‌کنند که منجر به کنترل دور موتور می‌شود. همچنین، در اینورترها برخلاف درایوها، قطعات متحرک وجود ندارند.

اینورتر یا درایو تک فاز به سه فاز چیست؟

اینورترها یا درایوهای صنعتی قابلیت راه‌اندازی الکتروموتورهای سه‌فاز با برق تک‌فاز را دارند که این یکی از مزیت‌های اساسی آن‌هاست. اینورترها و درایوهای تک‌فاز، برای کارگاه‌ها و مکان‌هایی که به دلایلی به برق سه‌فاز دسترسی ندارند، مناسب هستند.

مزایای اینورتر و درایو تک فاز به سه فاز

درایوهای تک‌فاز به سه‌فاز دارای مزایای متعددی هستند. این درایوها قابلیت راه‌اندازی موتورهای سه‌فاز تا ۴ کیلووات را دارند. همچنین، قادر به چپ و راست‌گرد کردن الکتروموتور بوده و در استارت اولیه به کاهش ضربه‌های مکانیکی کمک می‌کنند. از طریق جلوگیری از جریان کشش اولیه الکتروموتور، می‌توانند از خرابی‌های ناشی از جریان بالایی که در استارت اولیه ایجاد می‌شود، جلوگیری کنند.

همچنین، با کاهش صدا و نویز خروجی الکتروموتور، این درایوها برای مصرف‌کنندگان پمپ‌های خانگی که از صدای الکتروپمپ‌ها شکایت دارند، مناسب هستند. به دلیل عدم دسترسی اکثر منازل به برق سه‌فاز، درایوهای تک‌فاز به سه‌فاز برای کنترل دور الکتروپمپ و نصب سنسورها جهت سطح‌سنجی آب در طبقات مختلف بهترین گزینه هستند.

 اجزای درایو فرکانس متغیر و نحوه عملکرد آن

اینورترها دارای سه بخش اصلی هستند. بخش مبدل یا کانورتر، برق ورودی ۳ فاز را به شکل موج DC تبدیل می‌کند. سپس صافی خازنی یا باس DC، ریپل‌های شکل موج DC را حذف کرده و آن را به یک موج DC تقریباً صاف تبدیل می‌کند. در نهایت، بخش اینورتر با استفاده از سوئیچینگ فرکانس بالا و تکنیک PWM، برق DC را به یک‌شکل موج سینوسی مربعی تبدیل می‌کند.

• عملکرد مبدل AC به DC

درایو فرکانس متغیر یا VFD یا درایو AC از یک مبدل یا Converter با ۶ دیود تشکیل شده است که وظیفه یک‌سوسازی جریان را دارند. به‌عنوان‌مثال، درصورتی‌که ولتاژ فاز A بزرگ‌تر از ولتاژ فاز‌های B و C باشد، دیود فاز A باز می‌شود و جریان را عبور می‌دهد. همچنین، زمانی که ولتاژ فاز B بزرگ‌تر از فاز A باشد، دیود فاز B باز می‌شود و دیود فاز A بسته می‌شود. همین مورد برای سه دیودی که در سمت منفی باس DC قرار دارند نیز صادق است. به همین دلیل، با باز و بسته‌شدن هر دیود، ۶ پالس جریان تولید می‌شود. این نوع اینورترها به‌عنوان اینورترهای ۶ پالس شناخته می‌شوند و رایج‌ترین نوع اینورترها هستند.

• عملکرد باس DC:

خازن‌های موجود در باس DC وظیفه صاف‌کردن موج و حذف ریپل‌ها را دارند. این خازن‌ها ریپل‌های AC را جذب کرده و ولتاژ DC صاف را ایجاد می‌کنند. در درایوهای با ولتاژ ورودی ۴۸۰ ولت RMS، ریپل‌های AC در باس DC معمولاً کمتر از ۳ ولت هستند و در نتیجه ولتاژ باس DC تقریباً ۶۵۰ ولت است. البته، ولتاژ واقعی بستگی به عواملی مانند سطح ولتاژ خط AC تغذیه درایو، سطح عدم تعادل ولتاژ در سیستم قدرت، بار موتور، امپدانس سیستم قدرت یا وجود فیلتر یا رآکتور درایو دارد.

• عملکرد اینورتر یا مبدل DC به AC:

در درایوهای فرکانس متغیر، ولتاژ DC با استفاده از تکنولوژی PWM به شکل موج سینوسی مربعی با ولتاژ و فرکانس دلخواه تولید می‌شود. اینورترها از ترانزیستورها، MOSFETها یا IGBTها برای تولید این موج استفاده می‌کنند. در حالت ترانزیستوری، سه جفت ترانزیستور به کار می‌روند تا خروجی سه‌فاز تولید شود. فرکانس خروجی معمولاً در بازه ۰ تا ۲۰ هرتز است و برخی درایوها فرکانس تا ۴۰۰ هرتز را نیز پشتیبانی می‌کنند.

• موج PWM چیست؟

PWM یا Pulse Width Modulation به معنای مدولاسیون پهنای پالس است. این تکنیک، با تغییر زمان روشن/خاموش‌شدن پالس، سیگنال آنالوگ متغیر را ایجاد می‌کند. تکنیک PWM قادر است بدون درنظرگرفتن بار، ولتاژ خروجی ثابت با مقادیر متغیر را تولید کند. در این تکنیک، عرض پالس تغییر می‌کند؛ ولی فرکانس ثابت باقی می‌ماند.

روش های کنترلی درایو فرکانس متغیر (VFD)

 

 

• مد کنترلی V/F (ولتاژ/فرکانس): در این روش، با کاهش فرکانس، ولتاژ نیز کاهش می‌یابد و این نسبت بین ولتاژ و فرکانس برای تأمین گشتاور موتور استفاده می‌شود. منحنی V/F که شامل الگوهای مختلف است، تعیین می‌کند که چه ولتاژی باتوجه‌به فرکانس تعریف شده به موتور اعمال شود. این روش برای کنترل بارهایی که گشتاور متغیر دارند؛ مانند پمپ و فن، مناسب است و بهبود راندمان موتور و جلوگیری از خطاهای درایو را فراهم می‌کند.
• کنترل برداری حلقه باز یا SVC (Sensor less Vector Control) بدون سنسور: مد کنترلی SVC یا بدون سنسور، یک روش کنترل موتورها است که بر اساس اندازه‌گیری جریان مغناطیسی عمل می‌کند. در این روش، ولتاژ خروجی بر اساس جریان تولید شده توسط موتور بدون نیاز به سنسور جداگانه تنظیم می‌شود. این روش امکان کنترل مستقیم شار و گشتاور موتور را فراهم و با استفاده از فیدبک جریانی، مقدار موردنیاز گشتاور و شار را تشخیص داده و تنظیم می‌کند. این روش قابلیت محدودکردن گشتاور را داشته و محاسبات برداری انجام می‌دهد. همچنین، قابلیت راه‌اندازی گشتاور بالا و کنترل دقیق سرعت را در فرکانس‌های پایین‌تر فراهم می‌کند.
• کنترل برداری حلقه بسته (Close Loop Vector) با سنسور: مد کنترلی CVC یا وکتور سنسور دار، از انکودر برای فیدبک موقعیت و سرعت استفاده می‌کند. این روش دقت بیشتری نسبت به مدل‌های قبلی داشته و درصد خطای کمتری دارد. با استفاده از انکودر، می‌توان تا ۲۰۰ درصد گشتاور نامی را در سرعت صفر دستیابی کرد و در صورت پشتیبانی درایو، قابلیت کنترل موقعیت مانند درایوهای سرو کنترل را دارد. این روش امکان قفل‌کردن شفت موتور در سرعت صفر را فراهم می‌کند.
• مد کنترلی گشتاور (Torque Control): مد کنترلی TC قابلیت کنترل فرکانس و گشتاور را دارد و برای کنترل دستگاه‌هایی مانند بازکننده‌ها و جمع‌کننده‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرد. همچنین، در برخی موارد مانند ورق پلاستیک، سیم‌جمع‌کن‌ها و دستگاه‌های کششی که نیاز به گشتاور ثابت دارند، کاربرد دارد.

چرا از درایو فرکانس متغیر یا VFD استفاده می کنیم؟

نصب درایوهای VFD در سیستم‌های موتوری می‌تواند به صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش هزینه‌ها منجر شود. با تنظیم سرعت موتور و تجهیزات مرتبط به میزان بار موردنظر، مصرف انرژی تا ۷۰ درصد کاهش می‌یابد. علاوه بر این، کنترل دقیق سرعت موتور می‌تواند به افزایش تولید و درآمد شرکت کمک کند. همچنین، با استفاده از VFD ها، طول عمر تجهیزات بهبود و نیاز به تعمیر و نگهداری کاهش می‌یابد. این درایوها به موتور حفاظت بیشتری در مقابل شوک‌ها و نقص ولتاژ و افزایش بار ارائه می‌دهند که منجر به کاهش خرابی و فرسایش تسمه‌ها و جعبه‌دنده‌ها می‌شود.

تجهیزات جانبی اینورتر

برای رعایت استانداردهای بین‌المللی و بهره‌وری بهتر از اینورترها، نصب استاندارد آن‌ها ضروری است. همچنین، در صورت نیاز باید از لوازم جانبی زیر استفاده شود:

• چوک ورودی: محافظت در برابر نویزهای الکتریکی و امواج بازگشتی.
• چوک خروجی: کاهش نویزهای الکتریکی و حفاظت از تجهیزات متصل به خروجی.
• فیلتر ورودی: حذف نویزها و تنظیم کیفیت ولتاژ و جریان ورودی.
• فیلتر خروجی: کاهش نویزها و بهبود کیفیت ولتاژ و جریان خروجی.
• مقاومت ترمز: تنظیم سرعت و تخلیه انرژی در فرایندهای ترمزکردن.
• یونیت یا چاپر ترمز: کنترل سیستم ترمز و جلوگیری از خطرات ناشی از افزایش سرعت موتور در فرایندهای ترمزکردن.

اینورتر چگونه مصرف برق را کاهش می دهد؟

اینورترها به‌صورت هوشمند میزان بار موتور را تشخیص داده و جریان متناسب با آن را ارائه می‌دهند که در بسیاری از مواقع کمتر از جریان اسمی موتور است. همچنین با استفاده از اینورترها می‌توان مصرف بار راکتیو موتور را کاهش داد و نیاز به نصب بانک خازنی جداگانه نیست. به‌این‌ترتیب، موتور فقط بار اکتیو را از شبکه برق مصرف می‌کند و جریمه برقی ندارد.

اینورتر جوشکاری چیست؟

دستگاه جوش اینورتر، نسل جدیدی از دستگاه‌های جوشکاری است که به دلیل سبکی و قابلیت انجام جوش با کیفیت، در بازار بسیار محبوب است. این دستگاه‌ها قادرند جریان AC ورودی را به جریان DC خروجی تبدیل و برق کمتری نسبت به دستگاه‌های جوش ترانسی مصرف کنند. منبع تغذیه با فرکانس بالا و جریان کم، جهت تغذیه ترانسفورماتور استفاده شده و منجر به کاهش اندازه و وزن دستگاه می‌شود.

تفاوت کارکرد دستگاه جوش قدیمی با دستگاه جوش اینورتر چیست ؟

دستگاه جوش اینورتر با دستگاه جوش قدیمی در نحوه تبدیل جریان ورودی به جریان خروجی (DC) متفاوت است. اینورترها سبک‌تر و قدرت جوش مستحکم‌تر و یکنواخت‌تری دارند. مزایای استفاده از دستگاه‌های جوش اینورتر شامل افزایش کیفیت جوشکاری، صرفه‌جویی در مصرف انرژی، قابلیت حمل آسان، و ولتاژ بالا است.

عملکرد اینورترها از لحاظ ارتباط با شبکه برق چگونه است؟

اینورترها دارای دو حالت اتصال به شبکه و جدا از شبکه هستند:

• اینورتر متصل به شبکه: در حالت متصل به شبکه، اینورترها با الگوی خاصی جریان DC را به AC تبدیل می‌کنند و معمولاً در زمان‌هایی که اتصال به برق شبکه و مدیریت مصرف برق مهم است، استفاده می‌شوند.
• اینورتر جدا از شبکه: در حالت جدا از شبکه، اینورترها بدون نیاز اتصال به برق شبکه، قادر به تبدیل ولتاژ DC باتری‌های ۱۲ ولتی به ولتاژ ۲۲۰ ولتی AC هستند و بیشتر در وسایل برقی خانگی مورداستفاده قرار می‌گیرند.

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.

سوال متداول

معنی اینورتر چیست ؟

واژه اینورتر، به انگلیسی “Inverter” به‌عنوان مبدل جریان مستقیم به متناوب به کار می‌رود. اینورتر کاربردهای بسیار متنوع و فراوانی داشته و تقریباً در هر جایی که نیاز به تبدیل جریان مستقیم به جریان متناوب است، نقش اساسی ایفا می‌کند. به‌عنوان‌مثال، برای تبدیل برق تولید شده توسط صفحه‌های خورشیدی، باتری‌ها، دستگاه‌های جوش، کولرهای گازی، ماشین لباسشویی و سایر دستگاه‌ها از این نوع مبدل برای کاهش مصرف برق استفاده می‌شود.

اینورتر چگونه کار می کند؟

اینورترها مبدل‌هایی هستند که برق مستقیم را به برق متناوب تبدیل می‌کنند. آن‌ها می‌توانند ولتاژ و فرکانس برق را تغییر داده و برای تأمین برق متناوب در خروجی استفاده شوند. همچنین، اینورترها می‌توانند برق AC را به برق DC تبدیل کنند. یکی از کاربردهای رایج اینورترها در دستگاه‌های جوشکاری است که به‌عنوان اینورتر جوشکاری شناخته می‌شوند.