درایو فرکانس متغیر (VFD) چیست؟

در این مقاله درباره ساختمان، نحوه کار و دلایل استفاده ار درایو فرکانس متغیر (VFD) اطلاعات مناسبی گردآوری و ارائه شده است.

درایو فرکانس متغیر (VFD) چیست؟

درایو فرکانس متغیر یا Variable Frequency Drive که به صورت مخفف VFD نامیده می شود، نوعی کنترل کننده موتور است که با تغییر دادن فرکانس و ولتاژ اعمال شده به الکتروموتور آن را به گردش در می آورد. نامهای دیگر VFD :درایو سرعت متغیر، درایو سرعت قابل تنظیم، درایو فرکانس قابل تنظیم، درایو AC، میکرودرایو و اینورتر هستند. فرکانس (یا هرتز) به طور مستقیم با سرعت موتور (RPM) مرتبط است. به عبارت دیگر، فرکانس بیشتر باعث گردش سریعتر موتور و افزایش RPM می شود. اگر یک کاربرد نیاز ندارد که موتور در سرعت کامل نامی خود کار کند ، VFD را می توان جهت کاهش فرکانس و ولتاژ، برای تطبیق با نیازمندی های بار موتور الکتریکی مورد استفاده قرار داد. اگر کاربری سرعت مورد نیازش تغییر کند، VFD به آسانی با افزایش یا کاهش سرعت موتور می تواند موتور را با این نیاز تطبیق دهد.

درایو فرکانس متغیر چگونه کار می کند؟

اولین طبقه درایو AC فرکانس متغیر، یا VFD، کانورتر (مبدل) است. کانورتر شامل ۶ عدد دیود است. که شبیه شیر یک طرفه در سیستم های لوله کشی عمل می کنند. 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 است) 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. بدینسان، ما با خاموش و روشن شدن هر دیود ۶ پالس جریان را داریم. این روش VFD شش پالس نامیده می شود، که ترکیب استاندارد برای درایوهای فرکانس متغیر جریان است. جریان در اینورتر برای مثال فرض کنیم که درایو در یک سیستم قدرت ۴۸۰V کار می کند. ۴۸۰V ولتاژ موثر (rms) است. پیک ولتاژ در یک سیستم ۴۸۰V مقدار ۶۷۹ ولت است. همان طور که می بینید، باس dc درایو فرکانس متغیر دارای یک ولتاژ dc با ریپل AC است. ولتاژ تقریبا بین ۵۸۰V و ۶۸۰V نوسان می کند. باس دی سی ما می توانیم با اضافه کردن یک خازن بر روی باس DC 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 ۶۵۰VDC می شود. ولتاژ حقیقی بستگی به عواملی مانند سطح ولتاژ خط AC تغذیه کننده درایو ، سطح عدم تعادل ولتاژ روی سیستم قدرت، بار موتور، امپدانس سیستم قدرت، و هر راکتور یا فیلتر هارمونیکی که بر روی درایو قرار گرفته اند. دارد. مبدل پل دیود که ولتاژ AC را به DC تبدیل می کند. بعضی اوقات 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. جریان در اینورتر توجه کنید که در یک VFD واقعی، سوئیچهای نشان داده شده در عمل ترانزیستور هستند.   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 تزتیب فرکانس مورد نظر خود را تولید نماییم. ما می توانیم هر فاز را مثبت، منفی یا صفر کنیم. جریان خروجی اینورتر موج سینوسی آبی رنگ تنها برای مقایسه نشان داده شده است. درایو در حالت واقعی این موج سینوسی را تولید نمی کند. توجه کنید که خروجی از VFD یک شکل موج مستطیل شکل است. VFD ها خروجی سینوسی تولید نمی کنند. این شکل موج مربعی انتخاب خوبی برای سیستم توزیع توان نیست، اما برای استفاده در موتور کاملا مناسب است. اگر ما بخواهیم فرکانس موتور را به ۳۰Hz کاهش دهیم، آنگاه ما به راحتی خروجی اینورتر را خیلی آهسته تر سوئیچ زنی می کنیم. اما، اگر ما فرکانس را به ۳۰Hz کاهش دهیم، آنگاه به منظور ثابت نگه داشتن نسبت V/Hz بایستی ولتاژ را به ۲۴۰V کاهش دهیم. ( به تئوری درایو V/F ثابت مراجعه کنید). چگونه ما خواهیم توانست ولتاژ را کاهش دهیم در حالی که تنها ولتاژی که داریم ولتاژ باس ۶۵۰VDC است؟ این کار مدولاسیون پهنای پالس نامیده می شود. تصور کنید که ما بتوانیم فشار آب مسیر را با باز و بسته کردن بسیار سریع شیر موجود، کنترل کنیم. ذر حالیکه انجام این کار در سیستم های لوله کشی عملی نخواهد بود، به خوبی در مورد VFD ها به کار گرفته می شود. توجه کنید در طی نیم سیکل اول، در نصف زمانهای یک سیکل ولتاژ را در خروجی داریم و در نیم سیکل دیگر ولتاژی نداریم. از اینرو، متوسط ولتاژ خروجی ۲۴۰V، معادل نصف ولتاژ باس تغذیه ۴۸۰V است. با کنترل پالسهای خروجی، می توانیم هر ولتاژ متوسطی که بخواهیم بر روی خروجی VFD ایجاد کنیم.

چرا از یک VFD استفاده می کنیم؟

مزایای VFD ها، اینورترها و درایوها " را نیز می توان مطالعه نمود.

۱- مصرف انرژی را کاهش داده و در هزینه های انرژی صرفه جویی می کند. اگر شما یک کاربری دارید نیاز به کار در سرعت کامل ندارد، انگاه، شما می توانید هزینه های انرژی خود را با کنترل موتور توسط یک درایو فرکانس متغیر کاهش دهید. این یکی از مزایای درایوهای فرکانس متغیر است. VFD ها به شما اجازه می دهند که سرعت تجهیزات گردان متصل به موتور را با توجه به نیازمندی بار منطبق کنید. روش دیگری برای این کار وجود ندارد. امروزه بیش از ۶۵ درصد توان مصرفی در شبکه مربوط به مصارف الکتروموتورها است. بهینه سازی سیستمهای کنترل موتور با نصب کردن و یا ارتقای VFDها می تواند مصرف انرژی در تاسیسات شما را به میزان ۷۰ درصد کاهش دهد. علاوه بر این، استفاده از VFD ها کیفیت محصولات را افزایش داده و هزینه های تولید محصول را کاهش می دهد. ترکیب مشوقهای مالیاتی مربوط به کاهش مصرف انرژی و تخفیف شرکت برق، می تواند باعث بازگشت سرمایه خیلی کوتاه مدت ۶ ماهه شود.

۲- تولید محصول را با کنترل دقیق تر افزایش می دهد. با کارکرد موتورها در موثرترین سرعت برای کاربرد مورد نیاز شما، اشتباهات کمتری رخ داده و از اینرو، میزان تولید افزایش خواهد یافت، در نتیجه درآمد شرکت شما افزایش می یابد. با نصب بر روی کانوایرها و تسمه ها ضربه راه اندازی حذف می گردد و پروسه انجام کار سریعتر می شود.

۳- عمر تجهیزات را افزایش داده و نیاز به تعمیرات و نگهداری را کاهش می دهد. در صورت استفاده از VFD عمر تجهیزات افزایش یافته و زمان خواب دستگاه برای تعمیرات و نگهداری کاهش می یابد. هنگامی که موتورها با VFD کنترل می شوند سرعت بهینه موتور تامین می شود. چونکه VFD ها ولتاژ و فرکانس را بطور بهینه کنترل می کنند، VFD حفاظت بهتری از موتور در مواردی نظیر اضافه بارهای حرارتی الکتریکی، حفاظت فاز، اضافه ولتاژ و یا کم بودن ولتاژ و غیره انجام می دهند. در صورتی که موتور با استفاده از VFD راه اندازی گردد موتور یا بار گردان در معرض شوک لحظه ای راه اندازی مستقیم با ولتاژ خط قرار نخواهد گرفت. و به نرمی و خیلی آرام راه اندازی می شود و از اینرو فرسایش جعبه دنده و تسمه ها حذف می شود. همچنین یک روش بسیار مناسب برای کاهش ضربه قوچ (آن گونه که نامیده می شود) است. چون که می تواند سیکلهای شتاب گیری و شتاب دهی خیلی نرم داشته باشد.

همچنین در پایان مطالعه " نکات مهم در خرید درایو فرکانس متغیر " نیز می تواند شما را در امر خرید یاری نماید.

   منبع : by : Craig Hartman www.vfds.com

نظرات کاربران

Responsive image
shahrokh
1397/06/10

سلام یه سوال در مورد فالت vfd روی درایو میکرو مستر 430 داشتم که این فالت بیشتر در چه زمانی ظاهر میشود ؟

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام شاهرخ جان

هر درایو ویژگیهای خودش را دارد اما اشتراکات زیادی با یکدیگر دارند متاسفانه با درایو مورد نظر شما کار نکرده ام.

Responsive image
بادرنگین
1397/04/29

سلام جناب مهندس خدا قوت.ما اگه بخواهیم روی موتور های(پمپهاو...)داخل یک بیمارستان مبدل فرکانس نصب کنیم.ایامصرف راکم می کنه اگه مصرف روکم می کنه چند درصد کم میکنه؟هزینه مبدلها چقدر میشه؟فرض کن 50موتور و پمپ داریم.می خواهیم ببینیم گه مقرون بصرفه هست اقدام کنیم.ممنون از راهنماییهای شما بزرگوار

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام قای بادرنگین

برای الکتروموتوری که با سرعتی نزدیک به سرعت سنکرون می چرخد استفاده از درایو فرکانس متغیر راندمان را افزایش نخواهد داد بلکه باعث کاهش یافتن راندمان کلی مجموعه بدلیل اضافه شدن تلفات درایو می گردد. اما اکثر افراد پس از نصب درایو ابراز می کنند که جریان ورودی آنها کاهش پیدا کرده است این بدلیل جبران توان راکتیو موتور توسط درایو است در مجموعه ای که درست خازن گذاری شده است این مزیت نیز رخ نخواهد داد. درایو فقط در دور متغیر بویژه در هنگام استفاده در فنها و پمپها می تواند در راندمان این مجموعه ها تاثیر بگذارد.

Responsive image
حسین
1397/04/07

سلام مهندس جان درایو تا چند درصد میتونه سرعت موتور القایی رو بالا تر از سرعت نامی برسونه مثلا برای سرعت سه ال چهار برابر سرعت نامی چه اتفاقی برای موتور ممکنه بیفته

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام حسین جانبرخی درایوها تا فرکانس 400 هرتز را هم پشتیبانی می کنند و خروجی 400 هرتز می دهند اما حقیقت این است که در فرکانس بالای فرکانس نامی موتور درایو در مد توان ثابت کار می کند و ولتاژ را در ولتاژ نامی ثابت نگه می دارد این کار باعث می شود با افزایش فرکانس شار موتور تضعیف گردد. و بر روی تلفات موتور و داغ شدن آن تاثیر می گذارد اما محدودیتی که خیلی زود خودشان را نشان می دهند سیستم یاتاقانها شامل بلبرینگها و نگهدارنده آنها است.

Responsive image
سیاوش
1397/02/13

سلام مهندس ایا موتورهایی رینکی میتوان با درایوvfd کنترل کرد با حالت چپ گرد و راستگرد

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام سیاوش جان

من منظور شما را خوب متوجه نشدم. اگر منظور شما موتورهای روتور سیم پیچی شده که در بازار به عنوان اسلیپ رینگ شناخته می شوند، است. در این نوع موتور با مقاومتهایی که در مدار روتور بصورت سری قرار داده می شوند جریان راه اندازی را کنترل و گشتاور راه اندازی را افزایش می دهند که فکر می کنم تمامی این عملکردها توسط درایو فرکانس متغیر قابل تامین می باشد.

Responsive image
سلطانی
1396/11/19

درود جناب مهندس شما آموزش تعمیرات هم میدین ؟ ممنون

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام جناب آقای سلطانی

جهت آموزش تعمیرات اینورتر و درایو نیاز به فضای مناسب و کارگاه مجهز می باشد. ما در حال حاضر کار تعمیرات انجام می دهیم. اما دوره آموزش تعمیرات نداریم.

Responsive image
داریوش دلبری
1396/11/01

با سلام تازگی این سایتو سرچ کردم خیلی عالی و پرمحتواست ازتون ممنونم یک سوال داشتم یه تردمیل اینورتورش فرمان نمیده یعنی تا ورودی 220 داریم اما خروجی نداریم اولن اینورتورهای تردمیل چه نوعیند دومن وقتی تردمیل تا ورودی 220 داشته باشه اما فرمان استارت توسط کی پد تردمیل نده مشکل اصلیش کجاست در ضمن اینورتور روی مانیتورش اصلن روشن نمیشد منتظر راهنمای خوبتون هستم با سپاس

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام داریوش جان

من تا حالا ساختمان داخلی تردمیل را ندیدم اما اگر صفحه مانیتور هم ظاهر نمی شود احتمال دارد تغذیه کنترل کننده آسیب دیده باشد.

Responsive image
شهرام
1396/09/30

سلام.بسیار متشکر از مطالب ارزشمندی که در سایت قرار دادین.من یه سوال برام پیش اومده.یه موتور 2.1 کیلووات دارم که از طریق یه درایو LS با توان 2.2 کیلووات راه اندازی میشه.وقتی فرکانس رو روی 50 هرتز تنظیم میکنم ولتاژی که به موتور از طریق درایو اعمال میشه 170 ولته.خب من توقع دارم با توجه به پلاک موتور وقتی فرکانس رو به 50 میبرم ولتاژ 380 به موتور برسه.ممنون میشم اگه راهنمایی کنین یا اگه مطلبی در این خصوص دارین توو سایت بزارین.بازم تشکر از سایت وزینتون

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام شهرام جان

ممنونم از لطفی که به ما دارید.در کارکرد درایو معمولا ولتاژ نامی موتور در فرکانس نامی آن اعمال می شود. احتمالا تنظیمات درایو نیاز به بازبینی دارد. دفترچه راهنمای درایو را اگر ندارید دانلود کنید و درایو را مجددا تنظیم کنید.

Responsive image
محمود
1396/06/29

با سلام. مدیر محترم سایت موتوردرایو با اجازه شما محتوای این صفحه را کپی کردم و در سایت خودم (مهرادکیت) گذاشتم. البته در انتهای متلب به عنوان رفرنس ادرس سایت شما را هم قرار میدهم.

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام دوست من

کپی کردن محتوای سایت مطابق با خواسته موسسه نیست. ما خود هیچ محتوایی را کپی نکرده ایم. و انتظار داریم داریم که دیگران نیز این کار را نکنند. محتوای موجود با صرف هزینه قابل توجهی ایجاد شده است. ما راضی به کپی شدن محتوای مطالب خود در دیگر سایتها نیستیم.

Responsive image
بهرادفر
1396/04/21

سلام یه vfd مدل آی پی ۵ آ دارم که روی موتور نصب هست،ولی تنظیمات آن و روش سیم کشی و نصبش رو نمیدونم لطفا اگر اطلاعاتی دارید برام روی ایمیلم بفرستید که بتونم نصب و راه اندازیش کنم،البته کاتالوگ فارسی هم اگه دارید عنایت بفرمائید متشکرم

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام آقای بهرادفر

در صورتی که درایو شما از برندهای TECO و TETA  باشد تا حدودی می توانم به شما کمک کنم. برای راه اندازی در حالت کلی در اینترنت مدل vfd را سرچ کنید و راهنمای استفاده آن را دانلود کنید.

Responsive image
شعبانی یعقوب
1395/12/14

با سلام و تشکر از متن جنابعالی.من نیز با همین گرایش تحصیلی هستم.تمایل دارم اگر زحمت نباشه جهت پایان نامه ازتون کمک بگیرم.دوست دارم کا طرح من کاریردی باشه که بشه از اون خدماتی را دریافت نمود.نظری دارید بفرمایید... ارادتمند

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

جناب آقای شعبانی  خوشحال می شوم بتوانم به شما کمک کنم. ما خدماتی که برای مشاوره و تدریس ارائه می کنیم مطابق تعرفه های درج شده در بخش مشاوره حرفه ای وبسایت است اما برای دانشجویان پرسیدن سوال پیوسته رایگان بوده و رایگان خواهد ماند. اگر نیاز می بینید می توانید از شماره تلفن درج شده در بالای صفحه اصلی استفاده کنید.

Responsive image
mehdi
1395/11/11

خوبه

Responsive image
رضا
1395/10/26

خیلی عالی بود متشکرم

Responsive image
محسن
1395/09/06

خیلی خوب بود ممنون از قلم گیرای شما.

نظر خود را ثبت نمایید

CAPTCHA code