اینورتر چیست؟

اینورتر (inverter) یک دستگاه الکترونیک قدرت است که برای تبدیل ولتاژ DC به ولتاژ AC استفاده می‌شود. اگرچه برق DC در ابزارهای کوچک الکتریکی استفاده می‌شود، اکثر تجهیزات خانگی با برق AC کار می‌کنند. ازاین‌رو ما به یک روش کارآمد برای تبدیل برق DC به برق AC نیاز داریم. اینورتر یک دستگاه ساکن است.

به گفته سایت سنا برق توان اینورتر می‌تواند یک شکل از نیروی الکتریکی را به اشکال دیگر برق تبدیل کند اما نمی‌تواند برق تولید کند؛ بنابراین این دستگاه یک مبدل است نه یک ژنراتور. بیشتر مردم فکر می‌کنند که اینورتر یک تولیدکننده برق است درحالی که چنین نیست.

می‌توان از آن به‌عنوان یک دستگاه مستقل مانند برق خورشیدی یا برق پشتیبان برای لوازم‌خانگی استفاده کرد. اینورتر برق DC را از باتری‌ها می‌گیرد و در زمان قطع برق به برق AC تبدیل می‌شود. اینورتر برق مورداستفاده در شبکه سیستم قدرت برای تبدیل برق DC عمده به برق AC تأمین می‌کند و این ابزار یعنی در انتهای دریافت خطوط انتقال HVDC استفاده می‌شود.

اینورتر چگونه کار می‌کند؟

ولتاژ خروجی AC اینورتردر اغلب موارد برابر با ولتاژ خط شبکه تنظیم می‌شود که معمولا 120 یا 240 VAC است، حتی وقتی اینورتر درحال کار باشد و توزیع برق تغییر کند. این مسئله باعث می شود اینورتر دستگاه های زیادی که برای برق استاندارد طراحی شده اند را تغذیه کند. برخی اینورترها نیز ولتاژ خروجی پیوسته یا قابل انتخاب دارند. این مسئله بستگی به کاربرد آن ها و همچنین نوع دستگاهی دارد که از برق خروجی اینورتر استفاده می کند.

بیایید کار یک اینورتر را با یک مثال درک کنیم. فرض کنید که یک لامپ به باتری متصل است؛ بنابراین جریان از طریق لامپ عبور می‌کند. لامپ دارای دو پایانه است که "A" و "B" هستند. ترمینال مثبت و منفی باتری به ترتیب با ترمینال "A" و "B" وصل شده و لامپ روشن می‌شود. حالا پایانه‌های باتری را عوض کنید. لامپ در این شرایط نیز روش می‌شود؛ بنابراین، تفاوت در هر دو مورد چیست؟

در اینجا یک‌چیز متفاوت است و آن‌هم جهت جریان AC است.

حالا تصور کنید که می‌توانید باتری را با سرعت 50 یا 60 دور در دقیقه بچرخانید. چه اتفاقی خواهد افتاد؟ جهت 50 یا 60 بار تغییر می‌کند. این دقیقاً شبیه به برق AC است؛ و فرکانس 50 یا 60 هرتز است. این مثال فقط برای درک اصل کار یک اینورتر است و عملاً اینورتر هرگز این‌طور کار نمی‌کند و قطعات چرخشی ندارد.

اینورتر از کلیدهای الکترونیک قدرت مانند IGBT، MOSFET استفاده می‌کند و تعداد سوئیچ‌ها به نوع اینورتر بستگی دارد.

از آنجایی که موتورهای الکتریکی مصرف برق بالایی دارند، مهم ترین مزیت استفاده از اینورترها کاهش مصرف برق در واحدهای صنعتی پرمصرف است. اینورتر با تنظیم برق ورودی دستگاه هنگام به کار افتادن و کار کردن آن، جلوی مصرف بیش از حد برق را می‌گیرد. اینورترها می‌توانند تا 70 درصد کاهش مصرف برق به همراه داشته باشند. از دیگر مزایای راه‌اندازی نرم دستگاه، ضربه وارد نشدن به قسمت‌های مکانیکی آن مثل گیربکس‌ها، تسمه و زنجیرها است که باعث بیشتر شدن عمر مفید این قطعات مکانیکی می‌شود.

درایو چیست؟

درایو یا همان اینورتر دستگاهی است که با کنترل سرعت چرخش موتور باعث بهبود حرکت و کنترل موتور می شود. به کمک درایو آسانسور میتوان این موارد به همراه خیلی موارد کنترلی و حفاظتی دیگر را به راحتی و با تنظیم تنها چند پارامتر درایو انجام داد. بصورتیکه امروزه تقریبا هرکجا که موتور استفاده شده، یک دستگاه درایو نیز در کنار موتور برای کنترل و بهبود حرکت موتور قرار داده شده است.

به زبان ساده VFD یا درایو فرکانس متغیر یک دستگاه الکترونیکی به‌حساب می‌آید که ازآن‌جهت کنترل موتور القایی AC یا موتور سنکرون استفاده می‌کنند. یک VFD گشتاور، سرعت و جهت موتور را می‌تواند کنترل می‌کند و همچنین موتور را به‌آرامی راه‌اندازی کند و با شتاب کنترل‌شده به‌سرعت موردنظر برساند. با درایو امکان کاهش سرعت نیز کنترل می‌شود و با کنترل دلخواهی می‌توان سرعت را با آن کاهش داد.

VFD ها به شما این امکان را می‌دهند که از یک موتور برای انواع فرآیندها و شرایطی استفاده کنید که ممکن است به‌ سرعت‌های متفاوتی نیاز داشته باشند. نام های دیگر VFD عبارت‌اند از:

• درایو سرعت قابل تنظیم
• درایو فرکانس قابل تنظیم
• درایو ولتاژ متغیر/فرکانس متغیر
• درایو AC
• میکرو درایو
• معکوس کننده
• درایو با سرعت متغیر

برعکس فرکانس ثابت ارائه‌شده توسط برق شهری که یک موتور را در تمام مدت با سرعت کامل کار می‌کند، درایو فرکانس متغیر انعطاف‌پذیری و همچنین صرفه‌جویی در هزینه را در تولید و سایر صنایع فراهم می‌کند.

VFD ها در طیف وسیعی از انواع و رتبه‌بندی‌ها از کمتر از 1 اسب بخار تا هزاران اسب بخار در دسترس هستند. همچنین، می‌توانید از میان کنترل اسکالر PWM V/HZ، کنترل بردار حلقه بسته PWM، کنترل برداری حلقه باز، کنترل مستقیم گشتاور (DTC) و سایر روش‌های کنترل موتور را انتخاب کنید.

نحوه کار درایو

یک درایو فرکانس متغیر که از سه عنصر اصلی یکسو کننده، اینورتر و فیلتر تشکیل‌شده است. این دستگاه ولتاژ و فرکانس AC را برای تبدیل ولتاژ به DC به پل یکسو کننده می‌دهد و در طرف مقابل، از خازن و سلف‌ها برای فیلتر کردن جریان DC استفاده می‌کند، سپس در مرحله آخر ولتاژ DC را به AC معکوس می‌کند و آن را در فرکانسی که مدنظر کاربر قرار دارد به موتور می‌فرستد.

همچنین در این دستگاه ریزپردازنده یا دستگاه‌های پردازنده سیگنال دیجیتال با PLC و رابط‌های کاربری (از طریق HMI یا صفحه‌کلید) ارتباط می‌گیرد و سرعت موتور را کاملاً نظارت و مشکلات را ردیابی و بررسی می‌کند.

مدار کنترل سوئیچینگ دستگاه‌های قدرت را برای فعال کردن اجزای برق در ترتیب درست هماهنگ می‌کند. و از طرفی سرعت موتور با تغییر ولتاژ و فرکانس ارائه‌شده توسط خروجی دستگاه متغیر می‌شود.

همچنین VFD نسبت ولت به فرکانس را ثابت نگه می‌دارند و با این کار گشتاور موتور را حفظ می‌کنند. در این دستگاه واحدهای پیشرفته و اجزاء از الگوریتم‌های هوشمند برای بهبود عملکرد موتور استفاده می‌کنند. به صورت کلی می‌توان گفت که درایوها ولتاژ و فرکانس را به یک ولتاژ و فرکانس دیگر تبدیل می‌کنند و با این کار سرعت موتور را بدون اینکه گشتاور را تغییر دهند، کنترل می‌کنند.

مزایای درایوها چیست؟

درایوها مزایای بسیار زیادی به همراه دارند که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. صرفه‌جویی در انرژی و بهبود کارایی دستگاه‌ها
2. تبدیل توان در برنامه‌های هیبریداسیون
3. تطابق سرعت درایو با الزامات فرآیند
4. تطابق گشتاور یا قدرت یک درایو را با الزامات فرآیند
5. بهبود محیط کار
6. سطوح سروصدای کم
7. کاهش استرس مکانیکی روی ماشین‌ها برای افزایش طول عمر آن‌ها
8. اصلاح الگوی مصرف

علاوه بر این، درایوهای امروزی قابلیت‌های شبکه و تشخیص را برای کنترل بهتر عملکرد و افزایش بهره‌وری یکپارچه می‌کنند؛ بنابراین، صرفه‌جویی در انرژی، کنترل هوشمند موتور و کاهش پیک جریان کشیده شده سه دلیل عالی برای انتخاب یک VFD به‌عنوان کنترل‌کننده در هر سیستم موتور محور است.

VFD بیشتر برای کنترل فن‌ها، پمپ‌ها و کمپرسورها مورداستفاده قرار می‌گیرد. همچنین سافت استارترها و کنتاکتورهای سراسری دیگر انواع کمتر پیچیده کنترل‌کننده موتور هستند.

سافت استارتر یک درایو است و در هنگام راه‌اندازی یک موتور الکتریکی، یک شیب ملایم به‌سرعت کامل می‌دهد. همچنین کنتاکتور سراسری نوعی کنترل‌کننده موتور است که ولتاژ کامل خط را به موتور الکتریکی اعمال می‌کند.

تفاوت بین درایو و اینورتر

همان‌طور که انتظار می‌رود تا بدین جا بامطالعه کامل مطالب بالا باید تا حدودی تفاوت بین اینورتر و درایو برای شما مشخص‌شده باشد. به زبان بسیار ساده کار یک اینورتر با کار یک درایو بسیار فرق دارد.

وظیفه یک اینورتر تبدیل انواع جریان‌های برق به همدیگر است که بیشترین استفاده از آن در تبدل جریان DC به جریان AC است. از طرفی درایو یک وظیفه کاملاً متفاوتی به عهده دارد. درایو فرکانس متغیر (VFD) یک دستگاه الکترونیکی است که سرعت موتورهای القایی AC را کنترل می‌کند و معمولا شامل یک اینورتر است.

منبع: sbtelectric.com