کنترل دور موتورهای الکتریکی

کنترل دور موتورهای الکتریکی

3_1_ كنترل دور موتور AC توسط PLC و ساختار برنامه

در گذشته برای اینکه بتوانند سرعت موتورها را کنترل کنند از موتورهای چند سرعته استفاده میکردند. دلیل این امر هم کاهش جریان در هنگام راه اندازی بود. تا اینکه اینورتر ها در صنعت به کار گرفته شدند. البته از نقش سافت استارت ها هم نباید غافل شد. سافت استارتها همانطور که از نامشان پیداست با استارت نرم جریان راه اندازی را کاهش میدهند. ولی هیچ وقت یک سافت استارت انعطاف پذیری و کارایی های یک اینورتر را نخواهد داشت. اساس کار اینورتر بدین صورت است که با اعمال جریان با فرکانس متغییر می توان سرعت یک سیستم را کنترل کرد. برای حل این مشکل , ورودی آنالوگ را در اینوترها تعریف کرده اند، و توسط ورودی آنالوگ می توان یک ولتاژ 0 تا 10 ولت DC به اینورتر تزریق نمود که اینورتر نیز با دریافت این ولتاژ می تواند سرعت یک سیستم را تغییر دهد. این ولتاژ میتواند از یک پتانسیومتر و یا کارت خروجی آنالوگ یک PLC ارسال شود. سپس PLC تصمیم میگیرد که در هر لحظه سرعت موتور چقدر باشد این تصمیم از طریق ورودی های آنالوگ و دیجیتال و با استفاده از برنامه نوشته شده در آن اتخاذ میگردد. آنگاه تصمیم گرفته شده را از طریق ماژول خروجی آنالوگ به صورت ولتاژ DC بین 0 تا 10 ولت به ورودی آنالوگ اینورتر می دهد و اینورتر هم به تناسب ولتاژ DC اعمال شده در ورودی فرکانس خروجی را تغییر داده و دور موتور تغییر میکند .
مزاياي استفاده از كنترل كننده هاي دور موتور هم در بهبود بهره وري توليد، و هم در صرفه جوئي مصرف انرژي در كاربردهائي نظير فنها، پمپها،كمپروسورها و ديگر محركه هاي كارخانجات، در سالهاي اخير كاملاً مستند سازي شده است. كنترل كننده هاي دور موتور قادرند مشخصه هاي بار را به مشخصه هاي موتور تطبيق دهند.اين اسباب توان راكتيو ناچيزي از شبكه مي كشند و لذا نيازي به تابلوهاي اصلاح ضريب بار ندارند .
موتورهاي AC كاربرد فراواني در صنعت دارد. شايد كمتر مركز صنعتي را بتوان يافت كه در آن چندين موتور AC يافت نشود. بنابراين كنترل دور موتورها يكي از اساسي ترين نياز يك مركز صنعتي است. با توجه به امكان ارتباط PLC با درايورها و مسألة اتوماسيون، امروزه عمل كنترل دور نيز توسط PLC ها صورت مي گيرد.

3_2_ كنترل دور موتور AC به صورت آنالوگ

يكي از مهمترين مزاياي روشهاي كنترلي آنالوگ، اين است كه كنترل صورت گرفته، يك كنترل ديناميكي است و بنابراين اين روش بسيار دقيق بوده و در پروسه هاي بسيار حساس مورد استفاده قرار مي گيرد.
در صورت استفاده از اين روش، PLC به يك مدول آنالوگ اضافي نيز احتياج خواهد داشت. در واقع PLC توسط اين مدول يك سيگنال آنالوگ mA 20-4 در خروجي خود ايجاد مي كند كه اين سيگنال مستقيماً به يكي از ترمينال هاي ورودي درايور متصل مي شود. (اين ترمينال در تمامي درايورها به همين منظور تعبيه شده است) با فعال شدن اين ترمينال ورودي، درايور فرمان لازم براي سرعت مورد نظر را صادر مي كند. بدين صورت كه سيگنال mA 4 معرف سرعت 0 و سيگنال mA20 معرف ماكزيمم سرعت موتور مي باشد. در اين برنامه فرض شده است كه يك موتور AC با حداكثر سرعت rpm 3000 در دسترس باشد و ما مي خواهيم اين موتور را در سرعت rpm 1500 راه اندازي كنيم. البته قبل از پرداختن به ادامة اين مثال و چگونگي نوشتن اين برنامه لازم مي دانيم مختصري راجع به كارتهاي آنالوگ (مدول آنالوگ) PLC بيان گردد.

3_3_ مدول آنالوگ

همانطور كه ميدانيم PLC به تنهايي قادر به ايجاد سيگنال آنالوگ در خروجي خود نيست و براي اين منظور احتياج به مدولهاي آنالوگ دارد. در شكل 3-1 ساختار يك مدول آنالوگ خروجي نمايش داده شده است. همانطور كه در شكل مشخص است، مدولهاي آنالوگ از دو بخش اصلي تشكيل شده اند كه شامل يك مبدل D/A و چند طبقة تقويت كننده مي باشد.

براي ايجاد يك سيگنال آنالوگ اساس كار بدين صورت است كه:

ابتدا بايد مقدار مورد نظر كه قرار است به يك سيگنال آنالوگ تبديل شود، به يك رجيستر خاص (كه به همين منظور در PLC تعبيه شده است) انتقال داده شود. بنابراين ارتباط نرم افزاري كارت آنالوگ با PLC توسط همين رجيستر انجام مي گيرد. رجيسترهاي ورودي آنالوگ با نام AIW (16 بيتيِ وروديِ آنالوگ)، و رجيسترهاي خروجي آنالوگ با نام AQW (16 بيتيِ خروجيِ آنالوگ) مي باشند. اگر بخواهيم دادة ما به صورت يك جريان در خروجي ظاهر شود، حداكثر از 11 بيت ميتوانيم استفاده كنيم (باقيِ بيتها صفر هستند) و اگر بخواهيم دادة ما بصورت خروجي ولتاژ باشد، از 12 بيت براي اين منظور ميتوان استفاده نمود. (بايد به اين نكته توجه داشت كه ما قادر به نشاندن بيتهايي كه در شكل صفر قرار داده شده اند نيستيم)

فرمت كلي يك AQW

در تمامي مدولهاي آنالوگ تعدادي خاص ديپ سوئيچ (DIP Switch) قرار داده شده است كه ما با تنظيم آنها مي بايست حد تفكيك (Resolution)، بازة اندازه گيري، با علامت يا بدون علامت بودن داده، و نوع داده (جريان يا ولتاژ) را تعيين كنيم. با اين مقدمه فرض كنيد كه مي خواهيم توسط PLC و با استفاده از يك مدول آنالوگ خروجي، يك سيگنال ايجاد كنيم، مثلاً يك سيگنال از نوع جريان و با مقدار mA 15.
حد تفكيك مبدل ديجيتال به آنالوگ (D/A) را در اينجا 10 ميكرو آمپر براي هر شماره قرار داده ايم. اين بدين معنا است كه اولين عدد ما كه 0000000000000000 مي باشد، در خروجي جريان mA0 ايجاد مي كند. حال مقدار بعدي كه ما در خروجي مي توانيم داشته باشيم 10 است كه برابر عدد 0000000000010000 است. (دقت شود كه 4 بيت اول همواره صفر است)

3_4_ نحوة كنترل سرعت موتور (كنترل دور)

فرض كنيد كه يك موتور AC با حداكثر دور rpm 3000 در دسترس است و ما مي خواهيم اين موتور را در سرعتrpm 1500راه اندازي و كنترل كنيم. روشي كه ما در برنامة خود استفاده كرده ايم، روش سادة معادلة خط است.

با توجه به شكل سرعت ماكزيمم موتور( ) معادل عدد (جريان 20) است كه بايد در AQW بار شود و حالت توقف موتور يعني سرعت صفر( ) معادل عدد (جريان 4) مي باشد.
اكنون معادلة خط گذرنده از اين دو نقطه را مي نويسيم

و براي ايجاد سرعت 1500 داريم:
بنابراين براي توليد سرعت 1500 بايد عدد 19200 را در AQW لود كنيم كه اين عدد برابر سيگنال 12 مي باشد.

3_5_ اینورتر چیست ؟

اینورتر به دستگاه هایی گفته می‌شود که جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می‌کند. فرکانس، ولتاژ و توان تولیدی ادوات الکترونیکی می‌تواند به فرکانس، ولتاژ و توان دلخواه تبدیل گردد. اینورترها هم می‌توانند تکفاز باشند هم سه فاز. در واقع، کار این مبدل‌ها برعکس کار یکسوکننده‌ها است. اینورترها قطعات متحرک ندارند و در طیف گسترده‌ای از ابزارهای کاربردی استفاده می‌شوند، از منبع تغذیه کامپیوتر گرفته تا ابزارهای بزرگ حمل و نقل. اینورترها معمولاً برای تأمین جریان AC از منابع DC مانند پانل‌های خورشیدی یا باتری مورد استفاده قرار می‌گیرند. اینورتر را می توان یک نوسان ساز الکترونیکی قدرت بالا تصور کرد. دلیل نام‌گذاری آن، این است که این دستگاه عمل عکس مبدل متداول برق AC به DC را انجام می‌دهد. کاربرد دیگر اینورترها (یا درایور AC)، کنترل سرعت یک موتور AC سه فاز است بدون آنکه قدرت و گشتاور موتور کاهش یابد. اینورترها در ظرفیتهای مختلف ساخته می‌شوند مثلاً برای یک موتور با توان ۲۰ اسب بخار باید از اینورتر 20 اسب بخار استفاده کرد. از نظر ورودی، اینورترها به دو دسته تک فاز و
سه فاز تقسیم می‌گردند، اگر چه خروجی همه آن‌ها سه فاز است. برای اینورترهای با توان بالای ۳ اسب فقط از ورودی سه فاز استفاده می‌گردد.

3_6_ ویژگی و مزایای اینورتر

1_ تنظیم كننده سرعت موتور (كنترل دور)
2_ تغیر دهنده جهت دور به راحتی و بدون نیاز به كنتاكتور
3_ روشن و خاموش نمودن موتور بدون نیاز به قطع و وصل برق اصلی
4_ حفاظت موتور در مقابل افزایش ولتاژ و جلوگیری از آسیب دیدن موتور در برابر اضافه بار
5¬_ صرفه جویی در مصرف انرژی
6_ راه اندازی نرم
7_ قابلیت کنترل از راه دور
8_ کاهش استهلاک و افزایش مقاومت و طول عمر دستگاه
9_ جلوگیری از گرم كردن و در نهایت سوختن موتور در كابرد هایی كه موتور به طور مداوم چپگرد و راستگرد و یا خاموش می شود
10_ امكان استفاده از برق تكفاز 220 ولت به جای سه فاز 380 ولت برای راه اندازی موتورهای سه فاز حداكثر با توان سه اسب بخار. به این معنا كه می توان با برق خانگی یك موتور سه فاز را كاملا به صورت عادی راه اندازی نمود .
11_ قابلیت داشتن دورهای مختلف به صورت حافظه ای .تبدیل یك موتور یك دور به یك موتور چند دور با سرعتهای دلخواه ،امكان ایجاد فشار ثابت در كاربرد پمپها به این ترتیب است كه با تغییر دور موتور فشار مورد نظر را ثابت نگه میدارد . به عنوان مثال فشار آب یك مخزن را ثابت نگه می دارد بنابراین در هنگام مصرف آب دور موتور به صورت خودكار زیاد می شود و در هنگامی كه آب مصرف نمی گردد دور موتور به صورت خودكار كاهش می یابد . بنابراین دور موتور با مقدار مصرف تغییر می نماید بنابراین آب با فشار ثابت به تمام نقاط می رسد .

3_7_ کاربرد موتور های الکتریکی و اینورتر در کجاست؟

امروزه استفاده از موتور الکتریکی اعم از سه فاز و تک فاز در اغلب پمپ های کشاورزی، آسانسور، خط تولید، کارخانه صنعتی و… که از تجهیزات اتوماسیون صنعتی استفاده می کنند دیده می شود و برای استفاده دقیق از آن و کنترل سرعت و گشتاورش به درایو صنعتی یا همان اینورتر نیاز هست.

3_8_ کاربرد اینورتر صنعتی AC در صرفه‌ جویی انرژی

اگر ما الکتروموتور AC داریم که لازم نیست با سرعت کامل راه اندازی شوند، می‌ توانیم با کنترل موتور با درایو صنعتی یا اینورتر AC هزینه‌ های انرژی را به شدت کاهش دهیم. اینورتر های AC به ما این امکان را می‌ دهند تا سرعت تجهیزات موتور را با تجهیزات فرایند مطابقت دهیم یعنی ما یک سری تجهیزات داریم که نیاز هست آن الکتروموتوری که در آن تجهیز وجود دارد با سرعت خاصی به گردش در آید که اینورتر میاد این کار را برایمان انجام می دهد.

3_9_ کاربرد اینورتر در ایجاد گشتاور متغیر و ثابت

بارهایی که به درایو های AC اعمال می‌ شود به دو گروه تقسیم می شود: ۱: گشتاور ثابت ۲: گشتاور متغیر
توانایی صرفه‌ جویی انرژیی بارهای گشتاور متغیر، بسیار بیشتر از بارهای گشتاور ثابت است. بارهای گشتاور متغیر شامل پمپ‌ ها و فن‌ های گریز از مرکز است که اکثرا کاربردهای HVAC که مخفف کلمه های Heating, ventilation, and air conditioning هست را تشکیل می‌ دهند،که به مجموعه تکنولوژیهای مربوط به گرمایش، تهویه و تهویه‌ مطبوع گفته می‌شود که در برگیرنده فناوری‌ های مربوط به ایجاد آسایش از طریق تهویه و ایجاد شرایط دمایی مطبوع برای محیط‌ های داخلی ساختمان است. بارهای گشتاور ثابت شامل نوار نقاله ارتعاشی، پرس پانچ، سنگ شکن، ماشین ابزارها و کاربردهای دیگری هستند که در آنها درایو از نسبت ثابت V/F پیروی می‌کند یعنی به آن اندازه که فرکانس تغییر می کند به همان نسبت ولتاژ تغییر خواهد کرد.

3_10_ کاربرد اینورتر در افزایش طول عمر تجهیزات و کاهش تعمیر و نگهداری

روش‌ های تک سرعتی، موتور را به طور ناگهانی استارت می‌زنند و آن را در معرض گشتاور استارت بالا و نوسانات جریان قرار می‌دهند که تا ۱۰ برابر جریان بار کامل است. از سوی دیگر، اینورتر های AC به طور یکنواخت و تدریجی موتور را تا سرعت عملیاتی بالا می‌ برند تا موجب کاهش تنش مکانیکی و الکتریکی، کاهش هزینه‌ های تعمیر و نگهداری و افزایش عمر موتور و تجهیزات مربوطه شوند. درایوها را می‌توان برنامه ‌نویسی کرد تا سرعت موتور را به طور بسیار تدریجی‌ تر و هموارتر بالا ببرند و می‌توانند موتور را با سرعتی کمتر از سرعت کامل به کار اندازند تا سایش و پارگی را کاهش دهند. اینورتر های AC همچنین می‌توانند موتور را با الگوهای تخصصی به کار اندازند تا تنش مکانیکی و الکتریکی را به حداقل برسانند. دلایل زیاد و مختلفی برای کاریرد اینورتر در صنعت وجود دارد. در برخی کاربردها از قبیل ماشین های کاغذ سازی نمی توانند بدون درایوها شروع به کار کنند، درحالی که در برخی کاربردهای دیگر مثل پمپ های سانتریفیوژ درایو ها می توانند به منظور (energy saving) صرفه جویی در انرژی بسیار مفید باشند.

3_11_ به طور کلی، اینورتر ها به دلایل زیر استفاده می شوند:

• تطبیق سرعت اینورتر ها با نیازمندی فرآیند.
• تطبیق گشتاور اینورتر با نیازمندی فرآیند.
• صرفه جویی در انرژی و بهبود کارآیی.

3_12_ انواع اینورتر (کنترل دور موتور) از لحاظ موج تولیدی

1. اینورتر موج مربعی (square wave inverters)

از نامناسب ترین موج های تولید شده توسط اینورتر ها، در عملکرد تجهیزات و ابزارآلات الکتریکی موج مربعی می باشد. بنابراین می توان اینورتر با موج مربعی را در دسته ی بدترین نوع اینورتر ها قرار داد که به همین خاطر نیز در بازار با کم ترین قیمت نسبت به سایر مدل ها به فروش می رسد.

2. اینورتر سینوسی اصلاح شده (modified sine wave inverters)

اینورترهای سینوسی همانطور که از اسمشان مشخص است، موج متناوب تولید می نمایند و شکل موج تولیدی آن ها ترکیبی از شکل موج مربعی و سینوسی می باشد. به همین دلیل شکل موج آن ها را شبه سینوسی نیز می نامند. اینورتر های موج سینوسی را می توان به عنوان اقتصادی ترین نوع اینورتر نام برد که نسبت به سایرین کاربرد بیشتری دارد. این اینورتر ها به دلیل مزایای زیادی که دارند، همچنین قیمت مناسبشان در اکثر وسایل برقی مانند تلویزیون ها، کامپیوتر ها، رادیو ها و بسیاری از وسایل روشنایی مورد استفاده قرار می گیرند. اما تجهیزات صنعتی نظیر موتور ها هستند که قابلیت راه اندازی با این اینورترها را ندارند. نتیجه اینکه این درایو های سینوسی را باید در کاربری های سبک به کار برد.

3. اینورتر سینوسی خالص (pure sine wave inverter)

موج تولیدی این اینورتر ها در بعضی اوقات به صورت سیکل کامل دقیقا مشابه با ولتاژ شهری می باشد. اگرچه قیمت اینورتر های سینوسی خالص بالاست، اما مزیت استفاده از این اینورتر ها در این است که آن ها می توانند هر نوع ماشین و تجهیز الکتریکی دیگری را به راحتی و بدون بروز هر گونه مشکلی راه اندازی نمایند. در حقیقت این نوع اینورتر از بهترین مدل درایو محسوب می گردد که می شود در کلیه مصارف از آن بهره گرفت.

4. اینورتر متصل به شبکه (grid tie inverter)

در مواقعی که ارتباط با شبکه برق برای ما مهم است و امکان جدا شدن از شبکه امکان پذیر نباشد و یا وقتیکه به منظور کاهش میزان هزینه برق مصرفی از انرژی خورشیدی استفاده می شود، استفاده از اینورتر های متصل به شبکه راه حل منطقی به نظر می رسد. در چنین حالتی میزان برق مصرفی شما به هر میزانی که سیستم خورشیدی برق تولید نماید، کاهش یافته و موجب کاهش هزینه ها می گردد. بنابر این قیمت این نوع اینورتر که توان ورودی یکنواختی نداشته و جهت ایجاد برق DC به برق AC نیاز به الگوی خاصی دارد، در مقایسه با کنترل دور موتور های معمولی بالاتر است.

5. اینورترهای جدا از شبکه (off grid inverter)

اینورتر جدا از شبکه را نمی توان به برق شبکه متصل نمود و نیازی هم برای اتصال به شبکه در این اینورتر ها وجود ندارد. مکانیزم عملکرد این نوع اینورتر ها به صورتی است که آن ها ولتاژ DC موجود در باتری ۱۲ ولتی را به ولتاژ AC ۲۲۰ ولتی تبدیل می نمایند و از این طریق امکان استفاده در وسایل برقی خانگی را برای مصرف کنندگان مهیا می سازند.

3_13_ اینورتر چگونه کار می کند

اولین طبقه درایو AC فرکانس متغیر، یا اینورتر، کانورتر (مبدل) است.کانورتر شامل ۶ عدد دیود است، که شبیه شیر یک طرفه در سیستم های لوله کشی عمل می کند .این دیودها اجازه می دهند جریان فقط در یک جهت که با پیکان در نماد دیود مشخص شده است جاری شود. برای مثال: هنگامیکه ولتاژ فاز A (ولتاژ مشابه با فشار در سیستمهای لوله کشی) مثبت تر از ولتاژ فازهای B یا C است، آنگاه دیود آن باز شده و جریان برقرار می شود. هنگامیکه فاز B مثبت تر از فاز A شود سپس دیود فاز B باز خواهد شد و فاز A بسته می شود. این موضوع برای دیودهایی که در بخش منفی باس قرار دارند نیز برقرار و صادق است.
بدین سان، ما با خاموش و روشن شدن هر دیود ۶ پالس جریان را داریم. این روش اینورتر شش پالس نامیده می شود، که ترکیب استاندارد برای اینورتر جریان است.

برای مثال فرض کنیم

که اینورتر در یک سیستم قدرت 480 ولت کار می کند. پیک ولتاژ در یک سیستم 480 ولت مقدار ۶۷۹ ولت است. همان طور که می بینید، باس DC inverter دارای یک ولتاژ dc با ریپل AC است. ولتاژ تقریبا بین V۵۸۰ تا V ۶۸۰ نوسان دارد.

ما می توانیم با اضافه کردن یک خازن بر روی باس DC اینورتر از ریپل AC خلاص شویم. یک خازن مانند یک مخزن یا انباره در سیستم لوله کشی عمل می کند. این خازن ریپل AC را جذب کرده و یک ولتاژ صاف تحویل می دهد. ریپل AC بر روی باس DC نوعا کمتر از ۳ ولت است. بنابراین، ولتاژ روی باس DC تقریبا VDC ۶۵۰ می شود.
• ولتاژ حقیقی و تغییرات آن در اینورتر

ولتاژ حقیقی و تغییرات آن

بستگی به عواملی مانند سطح ولتاژ خط AC تغذیه کننده درایو (ولتاژ شبکه)، سطح تعادل یا عدم تعادل ولتاژ روی سه فاز سیستم قدرت، بار موتور، امپدانس سیستم قدرت، و مدل راکتور چوک ورودی یا چوک خروجی فیلتر هارمونیکی که بر روی اینورتر قرار گرفته اند، دارد در واقع تمامی این موارد روی ولتاژ لینک dc تاثیر مستقیم دارد .مبدل پل دیود که در ورودی اینورتر است ولتاژ AC را به DC تبدیل می کند. بعضی اوقات دربعضی از منابع آموزشی تنها با عنوان کانورتر شناخته می شود. مبدلی که ولتاژ DC را به ولتاژ AC بر می گرداند نیز یک کانورتر است، اما برای تمایز دادن از مبدل دیودی، با عنوان اینورتر شناخته می شود. در صنایع متداول شده است که هر مبدلی که DC را به AC تبدیل می کند به عنوان اینورتر شناخته می شود.

اینورتر VFD

توجه کنید که در اینورتر VFD فوق، سوئیچهای نشان داده شده در عمل، ترانزیستور هستند.
نصب چوک روی لینک DC اینورتر یک استاندارد و یک اجبار است مخصوصا در اینورتر هایی با توان بالای ۱۵کیلووات. حتما در زمان خرید یک درایو این نکته را مد نظر قرار دهید. اگر در حال استفاده از اینورتری در سیستم خود هستید و اینورتر فوق چوک یا همان فیلتر لینک DC را ندارد به فکر نصب آن برای حفاظت از اینورتر و افزایش طول عمر آن باشید. وقتی ما یکی از کلیدهای بالایی اینورتر را می بندیم، فازی از موتور که به آن متصل است به مثبت باس DC متصل می گردد و ولتاژ مثبت روی آن فاز می افتد و هنگامی که یکی از کلیدهای پایینی را در اینورتر می بندیم، فاز به منفی باس DC متصل شده و ولتاژ آن منفی می شود. بدین سان، ما می توانیم هر فازی را که می خواهیم مثبت یا منفی کنیم و بدین ترتیب فرکانس مورد نظر خود را تولید نماییم. ما می توانیم هر فاز را مثبت، منفی یا صفر کنیم.

خروجی اینورتر

توجه کنید که خروجی اینورتر یک موج مستطیل شکل است توجه داشته باشید اینورترها خروجی سینوسی تولید نمی کنند. این شکل موج مربعی انتخاب خوبی برای سیستم توزیع توان نیست، اما برای استفاده در موتور کاملا مناسب است.

• نسبت ولتاژ به فرکانس در مد کاری V/F در اینورتر فرکانسی

اگر ما بخواهیم فرکانس موتور را به Hz ۳۰ کاهش دهیم، آنگاه ما به راحتی خروجی اینورتر را خیلی آهسته تر سوئیچ زنی می کنیم. اما، اگر ما فرکانس را به Hz ۳۰ کاهش دهیم، آنگاه به منظور ثابت نگه داشتن نسبت V/Hz بایستی ولتاژ را به V ۲۴۰ کاهش دهیم. شما با نصب چوک خروجی میتوانید ۳۰% شکل موج خروجی را به سمت سینوسی صوق دهید و با اضافه کردن فیلتر سینوسی به عنوان طبقه دوم فیلتر در خروجی اینورتر شکل موج اینورتر خود را تا ۹۰% سینوسی کنید.

• مدولاسیون پهنای پالس (PWM)

چگونه ما می توانیم ولتاژ خروجی را کاهش دهیم در حالی که تنها ولتاژی که داریم ولتاژ باس VDC ۶۵۰ است؟ این کار مدولاسیون پهنای پالس (PWM) نامیده می شود.
تصور کنید که ما بتوانیم فشار آب مسیر را با باز و بسته کردن بسیار سریع شیر موجود، کنترل کنیم. در حالیکه انجام این کار در سیستم های لوله کشی عملی نخواهد بود، به خوبی در مورد اینورتر ها به کار گرفته می شود. توجه کنید در طی نیم سیکل اول، در نصف زمان های یک سیکل ولتاژ را در خروجی داریم و در نیم سیکل دیگر ولتاژی نداریم. ازاین رو، متوسط ولتاژ خروجیV ۲۴۰ ، معادل نصف ولتاژ باس تغذیه 480 ولت است. با کنترل پالس های خروجی، می توانیم هر ولتاژ متوسطی که بخواهیم بر روی خروجی inverter ایجاد کنیم و این معجزه اینورتر است. در واقع شما با در دست داشتن یک اینورتر با تغذیه ورودی VAC 400 میتوانید موتوری با ولتاژ نامی VAC 200 یا ۱۱۰ VAC را راه اندازی کنید.

• ساختارو قسمت های مختلف یک اینورتر

اشکال زیر را مشاهده کنید تا ببینید ساختارو قسمت های مختلف یک اینورتر چه شکلی دارند
ساختارو قسمت های مختلف یک اینورتر
چوک ورودی
چوک ورودی از یک بوبین سیم پیچی تشکیل شده است که در هنگام عبور جریان از آن، یک میدان مغناطیسی را تشکیل می دهد .این میدان مغناطیسی میزان افزایش جریان را محدود کرده، و از اینرو چوک ورودی هارمونیک ها را کاهش می دهد و درایو را از امواج بلند روی سیستم قدرت محافظت می کند. نقطه ضعف چوک ورودی AC این است که افت ولتاژ در سراسر آن وجود دارد. این ضعف می تواند سبب ایجاد خطای Under Voltage در سیستم هایی شود که در آن ها ولتاژ ورودی پایدار نیست و نوسانات شدید ولتاژی دارند. علاوه بر این، این افت ولتاژ می تواند ولتاژ باس DC را کاهش دهد و بر خروجی درایو تأثیر منفی بگذارد در نهایت چوک های AC معمولا بزرگ تر از چوک های DC و گران تر از آن ها هستند.
چوک AC بسته شده قبل از یکسوساز یک درایو

3_15_ مزیت های استفاده از چوک ورودی:

– کاهش هارمونیک های تولیدی از سمت درایو
– بهبود ضریب توان (power factor)
– حفاظت دیود های یکسوساز ورودی (Rectifier)

3_16_ چوک DC

چوک های DC معمولا کوچک تر از چوک های AC هستند و امپدانس لازم برای کاهش هارمونیک بدون افت ولتاژ را اضافه می کنند و از امواج جریان محافظت می کنند. یکی دیگر از دلایل توصیه مکرر تیم مهندسی و مراکز نصب و فروش اینورتر در دنیا به استفاد از چوک DC حفاظت از خازن های اینورتر و افزایش شدید عمر آنها نیز هست.

چوک DC بسته شده به باس DC یک درایو

3_17_ مزیت های استفاده از چوک DC

– افزایش عمر مفید خازن های قدرت
– بهبود ضریب توان (power factor)
– کاهش هارمونیک های تولیدی از سمت درایو

3_18_ زمین کردن با چوک های AC و DC

زمین کردن (Grounding ) جریان های خطا نیز بسیار حائز اهمیت است به طوری که این جریان ها از طریق درایو برقرار نمی شوند و به آن آسیب می رسانند. چوک های ورودی AC ذاتا قابلیت انجام این کار را دارند درحالیکه چوک DC سینگل-کویل قادر به انجام این کار نیست، البته چوک های DC دو-کویل این قابلیت را دارا هستند.

3_19_ چوک خروجی

این نوع از چوک ها، چوک خروجی، لود چوک (Output Reactor , Loud Reactor)نامیده می شوند. زیرا بین خروجی درایو و موتور نصب می شوند. از جمله مشکلاتی که با نصب این چوک ها در خروجی درایو برطرف می شود می توان به کاهش دمای موتور، کاهش سروصدای موتور، افزایش راندمان موتور و محافظت در برابر اتصال کوتاه اشاره کرد.

3_ 20_ کاربرد اینورتر در صرفه جویی انرژی و هزینه ها

امروزه کاربری اینورتر دامنه ی وسیعی را فرا گرفته است و در بسیاری از صنایع مورد نیاز است. از استفاده در وسایلی مانند سیستم های گرمایش و سرمایش ، بالابر ها و آسانسورها ، کامپیوتر ، وسایل نقلیه ، … گرفته تا در صنایع پیشرفته و تمامی کارخانه ها مورد استفاده قرار می گیرد. بدین ترتیب استفاده از درایو می تواند سبب صرفه جویی قابل توجهی در هزینه ها شود.
یک مثال عامیانه که می توان مزایای کنترل سرعت متغیر را با آن نشان داد، اتومبیل ها هستند. اتومبیل به عنوان یکی از بخش های مهم زندگی ماست که به ندرت درباره تکنولوژی ساخت و سیستم کنترلی که نیازهای آن را فراهم می‌کند، فکر می‌کنیم. سیستم کنترل حرکت اتومبیل ها یک الگوی سرعت متغیر می باشد. از این مثال استفاده می کنیم تا نشان دهیم که چگونه اینورتر سرعت متغیر برای بهبود سرعت گشتاور و عملکرد انرژی ماشین استفاده می شود.
این مسئله به طور حسی قابل درک است که سرعت یک وسیله نقلیه توسط راننده اتومبیل به صورت پیوسته در هر لحظه در حال کنترل است. در واقع راننده اتومبیل را در شرایط مختلف جاده ای و ترافیکی با سرعت های مختلف کنترل می کند تا بتواند قوانین حاکم بر جاده ها و محدودیت های ترافیکی را رعایت کند. در یک جاده باز هدف اصلی رسیدن به یک مقصد به صورت مطمئن و در کوتاه ترین زمان، بدون زیاده‌روی در محدودیت سرعت هاست که این امر با استفاده از اینورتر امکان پذیر می شود..

3_21_ صرفه جویی در انرژی در پمپ های خانگی

یکی از کابردهای اینورترها در صنایع پمپ های خانگی است، که هم به صورت یک قطعه داخلی و هم به صورت یک قطعه خارجی بر روی الکتروپمپ ها نصب می شود و در واقع نسل جدیدی از پمپ ها دور متغیر را معرفی نموده است، وجود کنترل کننده دور در پمپ ها چندین مزیت دارد که از مهترین آنها به کاهش مصرف انرژی، کاهش استهلاک پمپ، کاهش سر و صدای پمپ و… می توان اشاره نمود، الکتروپمپ های دور ثابت به محض اینکه شیر آبی باز شود با حداکثر توان خود شروع به کار می کنند که این هم استهلاک بالای پمپ را به دنبال دارد و هم مصرف بالای برق بنابراین با استفاده از کنترل کننده های دور موتور می توان دور موتور را درست به اندازه نیاز به فشار آب تنظیم نمود تا هم مصرف آب و برق کاهش یافته و هم عمر مفید دستگاه ها و تجهیزات افزایش یابد.
3_22_ برندهای اینورتر
اینورتر در انواع برندها روانه بازار می شود. از جمله برندهای این دستگاه می توان به اینورتر DELTA ساخت کشور تایوان ، اینورتر INVT ساخت کشور چین ، اینورتر TECO ساخت کشور چین و ….. اشاره کرد.

3_23_ کنترل دور توسط اینورتر

اینورتر یک دستگاه کنترل دور موتور های AC است.که کار اصلی آن کنترل دور موتور می باشد. برای کنترل دور یک موتور از طریق اینورتر به چند طریق می توانیم عمل کنیم.
1. اول از طریق دو کلید بالا و پایینی که روی صفحه کلید خود اینورتر وجود داردکه فرکانس را بالا و پایین میکند و سرعت موتور کنترل می شود.
2. دوم ولوم و پنانسیومتری که روی خود اینورتر وجود دارد که با تغییر ولوم یا تغییر اهم فرکانس اینورتر را جا به جا کنیم و سرعت موتور را کم و زیاد کنیم.
3. سوم شبکه است که از طریق شبکه به HMI وصل می شویم و با HMI میتوانیم عدد فرکانس موتور را داخلش وارد کنیم یا یک نمودار بگذاریم که فرکانس موتور را کم و زیاد کنیم .
4. چهارم از طریق ورودی آنالوگ است که عمده تغییر دور ها از طریق ورودی آنالوگ است. که می توانیم پتانسیومتر را به ورودی آنالوگ وصل کنیم که توسط خروجی آنالوگ 0 تا 10 ولت را بدهیم به خود اینورتر تا اینورتر با تغییر ولتاژ، سرعت موتور را کنترل کند.

انورتر

خدمات ما

  • فروش تجهیزات
  • مشاوره در ساخت دستگاه ها و خطوط تولید کارخانجات
  • طراحی اتوماسیون دستگاه های کارخانجات
  • برنامه نویسی دستگاه های تمام اتوماتیک cnc , plc , کنترلر های cnc
  • تعمیرات انواع ماشین آلات و تجهیزات اتوماسیون صنعتی
  • فروش، مشاوره، طراحی، برنامه نویسی، مونتاژ، تعمیر، نصب و راه اندازی و تعویض انواع کنترلرهای cnc