اینورتر چیست ؟

Inverter اینورتر یک دستگاه الکترونیکی است که همانطور که از نامش پیداست برق AC را به برق DC تبدیل میکند و سپس میتواند برق DC را به AC تبدیل کند. از آنجایی که برق AC را نمیتوان ذخیره کرد . با تبدیل آن به برق متناوب DC میتوان آن را ذخیره کرد و در مواقع لزوم آن را به برق متناوب AC تبدیل کرد . در ادامه این مقاله در خصوص اینورتر درایو صحبت خواهیم کرد .

درایو فرکانس متغیر دستگاهی برای راه اندازی الکتروموتور های القایی است که بوسیله آن سرعت الکتروموتور با تنظیم فرکانس منبع تغذیه کنترل میشود .

اینورتر در واقع بخشی از یک درایو است . اینورتر قلب درایو است . اما به صورت عمومی هر دو را با یک نام میشناسند.

اینورتر یا درایو شامل سه زیر مجموعه است

• یک مبدل که برق AC متناوب را به DC تبدیل میکند.
• باتری یا مجموعه ای از باتری ها که برق DC را صاف و ذخیره میکنند و معمولا خازنی هستند.
• یک معکوس کننده که برق DC را به AC سه فاز با توان و فرکانس متغییر تبدیل میکند.

درایو چیست ؟

درایو فرکانس متغییر Variable Frequency Drive که به اختصار VFD شناخته میشود نوعی کنترل کننده موتور الکتریکی است که آن را با تغییر فرکانس و ولتاژ منبع تغذیه به حرکت در می آورد . درایو همچنین دارای قابلیت کنترل شیب بالا و پایین آمدن سرعت موتور در هنگام استارت و توقف آن است.

در نتیجه ی اعمال تغییر فرکانس و ولتاژ ، تغییر سرعت خروجی الکتروموتور اتفاق می افتاد که اصطلاحا به انها درایو کنترل کننده سرعت میگویند .

دلایلی که میخواهیم سرعت الکتروموتور را تغییر دهیم

• صرفه جویی در مصرف انرژی و ارتقای راندمان و کارایی سیستم
• تبدیل توان
• تنظیم سرعت بر اساس نیاز سیستم
• تنظیم گشتاور و قدرت با الزامات سیستم
• بهبود محیط کار
• کاهش سطح صدای موتور ( به عنوان مثال برای فن ها و پمپ های خانگی )
• کاهش تنش های مکانیکی در دستگاه و ماشین الات به جهت افزایش طول عمر آنها
• اصلاح اوج مصرف انرژی به جهت کاهش هزینه مصرف انرژی و کوچک کردن موتور مورد نیاز دستگاه

مزایای استفاده از درایو یا اینورتر

بعلاوه موارد ذکر شده درایو های امروزی دارای قابلیت شبکه ای و عیب یابی هستند که این امر موجب کنترل بهتر عملکرد اجرایی دستگاه ها و افزایش بهره وری و عملکرد یکپارچه آنها میشود .

بنابرین صرفه جویی در مصرف انرژی ، کنترل هوشمند موتور ، کاهش پیک جریان مصرفی سه دلیل عالی برای انتخاب درایو فرکانس متغیر در هر سیستم با موتور الکتریکی محرک هستند.

استفاده از درایو اینورتر در چه مواردی رایج است ؟

رایج ترین موارد استفاده از درایور های فرکانس متغیر VFD در کنترل فن ها ، پمپ ها ، کمپرسورها ، نوارنقاله ها ، پنل های خورشیدی ، بوستر پمپ ها ، آسانسور ، فن های صنعتی ، فن گلخانه و الکتروموتور کولری BLDC … است .

حدود 75 درصد از این کاربری ها امروزه در سطح جهانی از درایو ها استفاده میکنند. از آنجایی که قوانین و مقررات سخت گیرانه ای در کشور های توسعه یافته در خصوص مصرف انرژی وضع شده است. استفاده از درایو ها را امری ضروری برای صاحبان کارخانه ها و کارگاه ها تبدیل کرده است.

انواع دیگر درایو ها

سافت استارتر ها و کنتاکتورهای سراسری از انواع کمتر پیچیده اینورتر درایوهای الکتروموتور ها هستند . سافت استارتر دستگاهی است که در هنگام راه اندازی موتور الکتریکی با شیب ملایمی آن را به سرعت حداکثر می رساند .

کنتاکتور سراسری نوعی درایو یا کنترل کننده است که ولتاژکامل خط را به الکتروموتور اعمال میکند .

مزیت اصلی استفاده از درایو فرکانس متغییر

یک درایو فرکانس متغییر میتواند توان ورودی به موتور الکتریکی را مطابق با انرژی مورد نیاز تجهیزات و ماشین آلات متصل به آن تغییر دهد . به این ترتیب در مصرف انرژی صرفه جویی میکند و به عبارتی دیگر مصرف انرژی را بهینه میکند.

یک درایو میتواند به صورت قابل توجهی مصرف انرژی را در مقایسه با یک سیستم به صورت مستقیم متصل به منبع تغذیه کاهش دهد. در سیستم اتصال مستقیم الکتروموتور با سرعت حداکثری و بدون توجه به نیاز دستگاه کار میکند.

• استفاده از درایو باعث صرفه جویی در مصرف برق یا سوخت میشود. و مصرف انرژی را تا 40 درصد کاهش می دهد .

• استفاده از درایو به طور قابل توجهی انتشار نیتروژن دی اکسید و نیتریک اسید NO_{x و} کربن دی اکسید CO₂ را کاهش می دهد .

تفاوت درایو فرکانس متغییر و درایو AC و درایو سرعت متغییر در چیست ؟

هیچ . این نام ها همه به یک نوع دستگاه گفته میشود . درایو فرکانس متغییر ، اینورتر های VFD یا درایو ولتاژ متغییر همه یک چیز است که به این نوع دستگاه ها گفته میشود .

انواع اینورتر یا درایو

از آنجایی که درایو ها در صنایع مختلف به صورت گسترده ای استفاده میشوند انواع مختلفی دارند. درایو های تک فاز و سه فاز به گونه ای تکامل یافته اند که برای کاربری های متنوعی مورد استفاده قرار گیرند. تفاوت در انواع اینورتر درایو شامل روش های مورد استفاده برای کنترل فرکانس و سرعت و ولتاژ و توان است .

وقتی الکتروموتورهای سه فاز و تک فاز به صورت مستقیم به منبع برق وصل شوند سرعت موتور ثابت است و بدون توجه به میزان بار و نیاز دستگاه با سرعت حداکثری کار میکند و این موضوع اصلا به صرفه نیست .

با توجه به این که موتور های الکتریکی حدود 40 %  از مصرف انرژی الکتریکی در جهان را به خود اختصاص داده اند. اتصال مستقیم آنها به برق اصلا به صرفه نیست .

• در نتیجه استفاده از درایو ها به معنی هزینه انرژی کمتر ، هزینه نگهداری کمتر ، تعمیرات کمتر و طول عمر بیشتر و ردپای کربن کمتر در محیط زیست است .

اینورتر چه کار می کند ؟

اینورتور ها همانطور که از نامشان پیداست معکوس کننده جریان برق DC به AC و همچنین تبدیل تک فاز به  برق سه فاز هستند. یکی از مشکلات اساسی استفاده در مصرف برق AC این است که نمیتوان آن را ذخیره کرد و باید در لحظه استفاده شود. معمولا در صنعت برای ذخیر جریان برق باید برق متناوب شهری را از یک اینورتر عبور داد و به برق جریان مستقیم تبدیل نمود. سپس آن را ذخیره کرد. و در صورت نیاز دوباره توسط  اینورتر INVERTER به برق متناوب AC تبدیل کرد .

تفاوت اینورتر و درایو

در واقع اینورتر ها بخشی از درایو ها هستند . همانطور که پیشتر گفتیم اینورتور قلب درایو است . اما درصنعت به صورت کلی ممکن است با نام های یکدیگر تعریف و اطلاق میشوند.

در اینورتر ها میتوانیم ولتاژ و همچنین توان خروجی را تنظیم کرد. اما در درایو با تنظیم ولتاژ و فرکانس و توان ورودی میتوانیم مشخصات خروجی دستگاه را تنظیم کنیم.

• اینورتر ها فقط ولتاژ و توان خروجی را تغییر میدهند.
• در اینورتر ها بر خلاف درایو ها هیچ نوع قطعه متحرکی وجود ندارد.

اینورتر تک فاز به سه فاز

1. از مزایای اینورتر ها قابلیت راه اندازی الکتروموتور های سه فاز با برق تک فاز است .
2. اینورتر تک فاز به سه فاز در کارکارگاه هایی که دسترسی به برق سه فاز ندارند مورد استفاده قرار میگیرند.
3. قابلیت راه اندازی موتور های سه فاز تا توان 4 کیلووات یا 5.5 اسب با برق تکفاز از دیگر مزایای اینورتر تک فاز به سه فاز است.
4. کاهش ضربه های مکانیکی در هنگام استارت و توقف موتور دیگر مزیت اینورتر درایو است.
5. جلوگیری از مصرف جریان بیشت از حد در زمان استارت موتور
6. کاهش صدا و نویز دستگاه

مواردی که باید در هنگام خرید درایو اینورتر به آن توجه کنید

در هنگام خرید اینورتور حتما یک سری پارامتر های اساسی را باید رعایت کنید. عدم توجه به این نکات باعث اتلاف وقت و وارد شدن خسارت به الکتروموتور و سایر دستگاه ها میشود.

• توان اینورتر باید حتما با توان الکتروموتور برابر یا بیشتر از آن باشد.
• مثلا برای الکتروموتور 5.5 کیلووات نمیتوان از اینورتر 4 کیلووات استفاده کرد.
• جریان خروجی اینورتر باید بیشتر از جریان نامی الکتروموتور باشد.
• نوع برق ورودی و ولتاژ شبکه ( اینورتر تک فاز یا سه فاز – ولتاژ خروجی اینورتر 220 سه فاز یا 380 سه فاز )
• مشخصات ذکر شده بر روی پلاک الکتروموتور
• نوع بار و گشتاور اعمالی به موتور (مثلا ثابت یا متغیر)
• شرایط محیطی

نکته

خروجی اکثر اینورترهای تک فاز به سه فاز ولتاژ 220v است. برای همین حتما باید به پلاک الکتروموتور سه فازی که میخواهید راه اندازی کنید توجه کنید . ولتاژ آن باید 220-380 باشد.

تفاوت اینورتر AC و DC در چیست ؟

از درایو Ac در شرایط محیطی سخت استفاده میشود. درایور AC تعمیر و نگهداری کمتری دارد. قیمت درایو AC کمتر است . استفاده از درایو AC رایج تر است. درایو AC محدود سرعت وسیع تری را شامل میشود. درایو DC نویز پذیری کمتری دارد.