درایو فرکانس متغیر (VFD) چیست؟ 3 مزیت درایو همراه ویدئو

درایو فرکانس متغیر یا Variable Frequency Drive که به صورت مخفف VFD یا اینورتر 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.

هنگامی که 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.

در مورد درایو فرکانس متغیر یک ویدئوی زبان انگلیسی داریم که در موسسه موتور درایو ویرایش ترجمه و به صورت حرفه ای زیر نویس شده است. (مدت زمان ویدئو 4 دقیقه و 30 ثانیه و حجم آن در کیفیت 720p مقدار 22 مگابایت است) در صورت علاقه در ادامه مشاهده بفرمایید.

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.

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.

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 حالی که 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.

تفاوت درایو فرکانس متغیر (VFD)، درایو سرعت متغیر (VSD)، اینورتر و میکرو درایو چیست؟

در واقع سرعت یک الکتروموتور رابطه مستقیم با فرکانس دارد. یعنی اگر بخواهیم سرعت را کنترل کنیم، باید فرکانس را کنترل کرد از اینرو درایو فرکانس متغیر همان درایو سرعت متغیر است. که در برخی کتابها به آن درایو یا میکرو درایو هم می گویند. اما در مورد اینورتر این مورد در بازار ایران به درایو فرکانس متغیر گفته می شود. یعنی در بازار به کنترل کننده سروو درایو می گویند و به درایو فرکانس متغیر که موتور القایی را کنترل می کند اینورتر گفته می شود. از آن طرف به مبدل های برق خودرویی که برق 12 یا 24 ولت را به 220 ولت AC تبدیل می کنند هم اینورتر می گویند. اصلا بلبشویی است.

ما یک مقاله دیگر هم در این مورد با نام اینورتر چیست و چگونه کار می کند؟ داریم که به طور مفصل در مورد درایو فرکانس متغیر یا اینورتر توضیح داده است. می توانید این مقاله جالب و خواندنی را هم در وبسایت ما ملاحظه بفرمایید.

چرا از یک درایو فرکانس متغیر (VFD) استفاده می کنیم؟

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 درایو فرکانس متغیر عمر تجهیزات افزایش یافته و زمان خواب دستگاه برای تعمیرات و نگهداری کاهش می یابد. هنگامی که موتورها با درایو فرکانس متغیر یا 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.

درایو فرکانس متغیر (VFD) یا اینورتر را از کجا تهیه کنیم؟

موتور درایو عرضه کننده انواع درایوهای فرکانس متغیر در برندهای مختلف می باشد و نمایندگی بخش زیادی از اینورترهای بازار را در اختیار دارد. در حالت کلی در حال حاضر اینورتر تکنولوژی جا افتاده ای است و تولید کنندگان چینی و ایرانی هم در این زمینه تولیدات خیلی خوبی دارند لذا مساله اصلی خرید اینورتر قیمت، امکانات مورد نیاز و پشتیبانی آنها است. برای خرید اینورتر برندهای زیر دارای گارانتی واقعی و کیفیت مناسبی می باشند.

اینورتر های ایرانی

• اینورتر پرتو صنعت
• اینورتر آگر
• اینورتر پنتاکس

اینورترهای چینی

• اینورتر اینوت
• اینورتر اچ پی مونت
• اینورتر تتا

اینورترهای کره جنوبی

• اینورتر ال اس
• اینورتر آیمستر

اینورترهای اروپایی نیز کیفیت خیلی خوبی دارند اما به دلیل تحریم ها با واسطه وارد ایران می شوند و لذا موجودی، گارانتی و خدمات مناسبی ندارند و معمولا در هنگام استفاده از آنها و در صورت نیاز به تعمیرات و سرویس با محدودیت مواجه خواهید شد.

ما در مقاله جداگانه ای به مزایای درایو فرکانس متغیر یا اینورتر پرداخته ایم. مطالعه این مقاله هم می تواند مفید واقع شود. در پایان اگر سوالی دارید می توانید در پایین همین مقاله سوال خود را درج کنید در کمترین زمان ممکن (کمتر از 48 ساعت) پاسخگو هستیم. اگر در مورد نوشته نقدی داشتید و یا تجربه مفیدی در استفاده از درایوهای فرکانس متغیر دارید با ما و خوانندگان این وبسایت به اشتراک بگذارید. متشکرم