راهنمای خرید اینورتر (درایو)

نکات مهمی که در خرید اینورتر باید مد نظر داشت

درایو های فرکانس متغیر(VFDها) می توانند مصرف انرژی را کاهش بدهند، کنترل در لحظه را بهبود داده و طول عمر موتور را افزایش دهند. انتخاب اینورتر مناسب برای کارکرد شما نیازمند اطلاعاتی در این زمینه است. در این مقاله سعی می کنیم که شما را برای خرید یک اینورتر(درایو) مناسب راهنمایی کنیم.

در ابتدا باید ببینید که آیا اینورتر گزینه مناسبی برای کاربری شما است یا خیر؟

ابتدایی ترین کارکرد اینورتر (درایو فرکانس متغیر) تغییر سرعت موتور القایی سه فاز است. اینورتر همچنین کنترل استپ و استارت غیر اضطراری ، شتاب دهی، کاهش سرعت نرم و حفاظت در برابر اضافه بار را فراهم می کند. علاوه بر این، اینورترها می توانند مقدار جریان راه اندازی را با شتاب دهی تدریجی موتور کاهش دهند. به همین دلایل، اینورترها برای استفاده در کانوایرها، فن ها و پمپ ها مناسب هستند و می توان از سرعت تحت کنترل الکتروموتور بهره مند شد.
اینورتر در ابتدا برق ورودی AC را به برق DC تبدیل می کند، که در مرحله بعد به برق سه فاز AC با فرکانس و دامنه ولتاژ دلخواه تبدیل می شود. بر مبنای مقدار تنظیم شده، اینورتر مستقیما ولتاژ و فرکانس خروجی را برای کنترل سرعت موتور تغییر می دهد. نکته ای که اهمیت دارد این است که تبدیل برق AC ورودی به باس DC و سپس تبدیل و برگداندن آن به موج سینوسی – می تواند 4% از توانی که می توانست مستقیما موتور را تغذیه کند در اینورتر تلف کند. به همین دلیل اینورترها برای موتورهایی که در کارکرد معمولی در سرعت کامل خود کار می کنند. به صرفه نیستند. ناگفته نماند که، اگر گاهی اوقات نیاز داریم که سرعت موتور تغییر کند ولی معمولا موتور در دور نامی خودش کار می کند ، استفاده از یک کنتاکتور بای پاس همراه با اینورتر می تواند راندمان آن را حداکثر کند.

 

برای دریافت مشاوره حرفه ای روی بنر زیر کلیک کنید.

دلایل خود را برای انتخاب اینورتر معین کنید

 صرفه جویی انرژی، کنترل و محدود کردن جریان راه اندازی، گشتاور و سرعت کاری قابل کنترل، توقف کنترل شده و کارکرد معکوس می توانند از دلایل شما برای خرید اینورتر باشد. اینورتر (درایو فرکانس متغیر) مصرف انرژی را به طور ویژه در بارهای شامل فن های سانتریفوژ و پمپ ها کم می کند. نصف کردن سرعت یک فن با اینورتر مقدار توان مورد نیاز کارکرد آن را به یک هشتم کاهش می دهد چونکه توان فن با مکعب (توان 3) سرعت آن متناسب است. بسته به اندازه موتور، مقدار صرفه جویی در انرژی هزینه خرید اینورتر را در کمتر از دو سال باز می گرداند.

راه اندازی یک موتور AC با اتصال مستقیم به ولتاژ تغذیه (DOL) بسته به اندازه موتور نیاز به جریان راه اندازی زیادی از 2 تا 8 برابر جریان نامی موتور (FLA) دارد. که می تواند تاثیر قابل توجهی بر شبکه توزیع داشته و باعث ایجاد افت ولتاژ و صدمه به تجهیزات حساس شود. استفاده از اینورتر افت ناگهانی ولتاژ ناشی از راه اندازی الکتروموتور را حذف می کند و جریان مورد نیاز و هزینه دیماند برق از شبکه برق را کاهش می دهد.

کنترل کردن جریان راه اندازی همچنین باعث افزایش طول عمر موتور می شود چونکه جریان هجومی راه اندازی مستقیم با ولتاژ خط عمر مورد انتظار برای الکتروموتور را کاهش می دهد. این کاهش عمر موتور به صورت ویژه در کاربردهایی که استپ و استارت های متوالی دارند قابل توجه است. درایوهای فرکانس متغیر اساسا جریان راه اندازی را کاهش می دهند. که طول عمر موتور را افزایش داده و نیاز به بازپیچی سیم پیچی آن را به حداقل می رساند.

قابلیت تغییر سرعت کاری موتور اجازه می دهد کنترل فرآیند بهینه شود. بسیاری از اینورترها اجازه می دهند که از راه دور با استفاده از یک پتانسیومتر، کی پد، PLC و یا کنترل کننده حلقه فرآیند سرعتشان کنترل شود. اینورتر همچنین می تواند گشتاور اعمال شده را محدود کند تا از ماشین آلات و محصول نهایی حفاظت گردد.

کنترل در هنگام توقف، شکستن یا ضایعات محصول و همچنین فرسودگی و استهلاک تجهیزات را به حداقل ممکن می رساند ، چونکه فازهای خروجی می توانند بصورت الکترونیکی سوئیچ شوند. اینورتر همچنین نیاز به مدار راه اندازی معکوس ندارد و درگر نیازی به آن نیست.

انتخاب اندازه صحیح برای بار مورد نظر

در هنگام انتخاب اندازه و توان نامی اینورتر، پروفایل باری را که می خواهد بچرخاند در نظر بگیرید. بار ثابت یا متغیر خواهد بود؟ در آن استپ و استارت های متوالی رخ خواهد داد یا کارکرد پیوسته خواهد داشت؟ پیک جریان و گشتاور را در نظر بگیرید. پیک جریان از کارکرد موتور تحت بدترین شرایط کار آن بدست می آید. جریان نامی موتور FLA را چک کنید، که بر روی پلاک موتور درج شده است. توجه کنید که اگر سیم پیچی موتور بازپیچی شده است. FLA آن ممکن است از مقداری که در پلاک درج شده است کمی بیشتر باشد.

اینورتر را بر اساس مقدار توان نامی سایز نکنید. به جای آن، اینورتر را بر اساس حداکثر جریان مورد نیاز برای حداکثر گشتاور خروجی سایز کنید. اینورتر باید حداکثر مقدار مورد نیاز موتور را پوشش دهد. ممکن است لازم شود که اینورتر بزرگتر از سایز تهیه کنید. در برخی کاربری ها به دلیل شرایط راه اندازی یا بارگذاری های شدید لحظه ای شرایط اضافه بار موقتی ایجاد می شود.  کارایی موتور بر اساس جریان اینورتر می تواند کاهش یابد. برای مثال، یک  کانوایر بارگزاری شده ممکن است به گشتاور شکست بیشتری نیاز داشته باشد و از اینرو توانی که از اینورتر می کشد افزایش می یابد.

بسیاری از اینورتر ها طوری طراحی شده اند که می توانند تا 60 ثانیه در شرایط اضافه بار 150% کار کنند. برای مواردی که اضافه بار بیشتر از 150% دارند یا زمان اضافه بار آن بیشتر از 60 ثانیه طول می کشد از اینورتر بزرگتر از سایز استفاده می کنند. ارتفاع کاری عامل مهم دیگری در انتخاب سایز مناسب برای اینورتر می باشد، چرا که اینورتر ها به صورت هوا خنک می باشند. در ارتفاعات بالا هوا رقیق تر می شود که باعث کاهش خاصیت خنک کنندگی آن می شود. بیشتر اینورتر ها به گونه ای طراحی شده اند که تا ارتفاع 1000 متری در ظرفیت 100% خود به درستی کار می کنند ولی برای ارتفاعات بالاتر باید درایو بزرگتر از سایز انتخاب شود.

از الزامات ترمز آگاهی کافی داشته باشید

در بارهای معمولی، عموما اضافه ولتاژ هنگام شتاب گیری (کاهش شتاب) رخ نمی دهد. برای کاربری هایی با بارهای سنگین اینورتر به صورت خودکار زمان شتابگیری را افزایش می دهد. البته برای اینکه بتوانیم یک بار سنگین را به سرعت متوقف کنیم به یک مقاومت ترمز دینامیک نیاز خواهیم داشت.
زمانی که سرعت موتورها در حال کم شدن است مانند ژنراتور عمل می کنند، و سیستم ترمز دینامیک به اینورتر اجازه می دهد که یک گشتاورترمز اضافی ایجاد کند. معمولا اینورترها می توانند بین 15 تا 20 درصد گشتاور ترمز را بدون تجهیزات جانبی فراهم کنند. در صورت لزوم، افزودن یک مقاومت ترمز خارجی گشتاور کنترل ترمز اینورتر را افزایش می دهد. (برای افزایش سرعت توقف بارهای سنگین و استپ استارت های مکرر)

نیاز به ورودی و خروجی کنترلی (I/O) را نیز در نظر بگیرید

اغلب اینورتر ها می توانند با سیستم های کنترلی ادغام شوند.سرعت موتور می تواند به صورت دستی و از طریق پتانسیومتر یا صفحه کلید موجود در برخی مدل از اینورتر ها تنظیم شود. علاوه بر این تقریبا تمام اینورتر ها چند پورت I/O دارند و و اینورترهای سطح بالاتر دارای چندین درگاه I / O و ارتباطات کامل هستند که می توانند به سیستم های کنترلی متصل شوند و سرعت موتور به صورت خودکار تنظیم کنند.

اغلب اینورترها چندین ورودی و خروجی و حداقل یک ورودی و یک خروجی دارند. ورودی ها اینورتر را به دستگاه های کنترلی مانند شستی ها، سوییچ سلکتور ها، و خروجی های PLC متصل می کند. این سیگنال ها معمولا برای توابعی مانند استپ استارت، جلو عقب، خطای خارجی، انتخاب سرعت از پیش تعیین شده، ریست خطا و فعال و غیر فعال کردن PID استفاده می شود.

خروجی ها می توانند ترانزیستور، رله، یا پالس های فرکانس باشد. خروجی ترانزیستور معمولا واسطه ها را به پی ال سی ها، کنترل کننده های حرکت، چراغ سیگنال ها و رله های کمکی متصل می کند. خروجی های رله معمولاً دستگاه های ac و سایر تجهیزات را با نقطه زمین خاص خود هدایت می کنند ، زیرا کنتاکت های رله زمین تجهیزات خارجی را جدا می کنند.خروجی فرکانس معمولا یک سیگنال مرجع سرعت را به ورودی آنالوگ پی ال سی یا یک اینورتر دیگر که بصورت فالووینگ کار می کند ارسال می کند.

عموما خروجی های اکثر اینورتر ها از نوع ترانزیستوری هستند. گاهی یک یا چند رله نیز برای ایزولاسیون از دستگاه های جریان بالا تعبیه می شود. خروجی خروجی پالس فرکانس معمولا در اینورتر های پیشرفته تر وجود دارند. ورودی آنالوگ برای ارتباط اینورتر با سیگنال های خارجی 0 تا 10 ولت DC یا 4 تا 20 میلی آمپر مورد استفاده قرار می گیرد.این سیگنال ها می توانند بیانگر یک نقطه تعیین سرعت و/یا فیدبک کنترل حلقه بسته باشد. خروجی آنالوگ می تواند برای ارسال سیگنال به سایر اینورتر ها جهت تعیین یک نقطه تنظیم استفاده شود تا بقیه تجهیزات هم از سرعت اینورتر اصلی تبعیت کنند. و یا می تواند برای انتقال سیگنال های سرعت، گشتاور و جریان به سمت PLC یا دیگر کنترلرها مورد استفاده باشد.

حالت (مود) کنترلی مناسبی را انتخاب کنید

انتخاب حالت کنترلی اینورتر به شدت به نوع کاربری بستگی دارد. سه حالت کنترلی اینورتر عبارتند از: ولت بر هرتز( V/Hz)، کنترل برداری بدون سنسور (که کنترل برداری حلقه باز نیز می گویند) و کنترل برداری حلقه بسته. اینورتر های ولت بر هرتز( V/Hz) از نسبت بین ولتاژ و فرکانس برای توسع ی شار عملیاتی جهت تامین گشتاور عملیاتی موتور استفاده می کنند. اینورتر های کنترل برداری حلقه باز بدون نیاز به استفاده از فیدبک انکودر، دارای کنترل دقیق گشتاور بر روی طیف وسیعی از سرعت می باشد.کنترل ولت بر هرتز برای بسیاری از کاربرد ها مانند فن و پمپ مناسب می باشد. برای کاربری هایی که نیاز به تنظیم سرعت دقیق تری دارند از روش های کنترل برداری حلقه باز و حلقه بسته استفاده می شود.

پروفایل کنترل خود را در نظر بگیرید

دیگر نکته مهم، انتخاب پروفایل کنترل مناسب می باشد که به نوع کاربری بستگی دارد. پروفایل های کنترل که باید در نظر گرفت شامل: شتاب، کاهش سرعت، خطی بودن سطح رمپ، کنترل گشتاور، ترمز و PID می باشد. بیشتر این پارامترها تقریبا روی همه ی انواع اینورتر های موجود در بازار وجود دارد بجز PID که شاید در مدل های پایه عرضه نشود.

این پارامترها قابل برنامه ریزی هستند و اپراتور از طریق صفحه کلید (کی پد) یا ارتباطات دیجیتالی به آنها دسترسی دارد. لازم است که این پارامتر ها را بشناسیم و با نحوه عملکرد هر کدام آشنا شویم. معمولا در دفترچه راهنمای اینورتر ها اطلاعات خوبی راجع به انتخاب و برنامه ریزی پروفایل کنترلی وجود دارد.

آپشن های ارتباطی را در نظر بگیرید

بسیاری از اینورترها دارای یک یا چند رابط ارتباط دیجیتال داخلی هستند. البته در مدل های اقتصادی معمولا از یک درگاه سریال مثل مودباس RS-232/RS-485. ارتباطات اترنت و فیلد باس نیز آپشن هایی هستند که روی اکثر اینورتر ها تعبیه شده.
اینورترها را می توان با استفاده از یک درگاه ارتباط دیجیتال به دستگاه های دیگر مثل پی ال سی (PLC) یا سیستم های کنترلی مبتنی بر کامپیوتر متصل کرد. این دستگاه ها می توانند از طریق درگاه دیجیتالی اینورتر را کنترل کنند که دیگر نیازی به درگاه های آنالوگ نخواهد بود. پی ال سی یا کامپیوتر با استفاده از ارتباط دیجیتال می تواند پارامتر های مختلف اینورتر مانند سرعت، جریان و خطاهای مختلف را مانیتور کنند.

از آنجایی که ماکزیمم طول کابل شبکه RS-232 حدود 15 متر می باشد از لحاظ عملیاتی دارای محدودیت می باشد. نوع ارتباط این کابل یک به یک می باشد در نتیجه می تواند یک اینورتر را به یک کنترلر وصل کند. در مقابل یک کابل شبکه RS-485 می تواند تا 1200 متر طول داشته باشد و اتصال چند دستگاه را برقرار کند. اتصال اترنت یک اتصال ارزان قیمت و در عین حال با کارایی بالا می باشد که ارتباط بین سیستم کنترلی و اینورتر ها را فراهم می کند. بعضی از اینورتر ها قابلیت اتصال به شبکه اینترنت و کنترل از راه دور را نیز دارند.

از الزامات نصب و عملیاتی غافل نشوید

اینورترها مقدار قابل توجهی گرما تولید می کنند. این گرما می تواند باعث شود که دمای محفظه از دمای نامی اینورتر بالاتر برود. برای اینکه دمای محفظه در محدوده معینی قرار بگیرد لازم است از سیستم های تهویه و خنک کننده استفاده شود.برای تعیین ماکزیمم (بیشینه) دمای قابل تحمل باید محاسبات و اندازه گیری دمای محیط نیز انجام شود.

همچنین جوانب احتیاطی عملیاتی باید رعایت شود. برای مثال باید حواسمان باشد که موتور به مدت طولانی در دور پایین کار نکند چرا که با این کار به خاطر کاهش جریان هوای ایجاد شده با پروانه موتور، دمای موتور از حد مجاز آن بالاتر می رود. وقتی یک موتور استاندارد در سرعت پایین کار می کند بار در خروجی باید کاهش پیدا کند. اگر در نظر دارید در سرعت پایین از تمام گشتاور خروجی استفاده شود باید از یک موتور inverter-duty استفاده کنید. برای قطع و وصل اینورتر از کنتاکتور یا سوئیچ دیسکانکت استفاده نکنید، با این کار عمر اینورتر کاهش پیدا می کند.قطع ناگهانی برق اینورتر در حین کار فقط در مواقع اضطراری باید انجام شود.

 برای دریافت مشاوره و تامین تجهیزات حفاظت الکتروموتور به صفحه ی قیمت ترموسوئیچ ، سوئیچ اورلود و ترمیستور PTC مراجعه کنید.

هارمونیک ها را فراموش نکنید

تمام بارهای غیر خطی که شامل هرنوع یکسو کننده ای باشد ایجاد هارمونیک می کند. در صورتی که این هارمونیک ها بیش از حد باشند باعث افزایش بی رویه دما و آسیب رساندن به تجهیزات، ترانسفورماتورها و حتی سیم کشی شبکه توزیع شوند.

دو نوع فیلتر داریم که می توانیم به کمک آن ها هارمونیک های ناشی از اینورتر را کاهش دهیم. فیلتر هارمونیک پسیو شامل راکتورهای خط AC و چوک ها. راکتورها و چوک ها هارمونیک های اینورتر و شکاف ولتاژی خط را کاهش می دهندفیلترهای هارمونیک اکتیو شکل موج جریان هارمونیک را نمونه برداری می کنند ، آن را معکوس می کنند و شکل موج موج معکوس را برای خنثی کردن هارمونیک ها به خط تغذیه می کنند. برخی از فیلترهای اکتیو همچنین دارای مدارهای ترمز پویا هستند که در حین کم کردن سرعت، به موتور کمک می کنند جریان برگشتی را بر روی خط AC قرار دهند.

راکتورهای خط یا بار خروجی از موتور و عایق کابل در برابر اتصال کوتاه اینورتر و آسیب امواج رفلکتیو IGBT ها محافظت می کند. همچنین  با نرم کردن شکل موج جریان باعث روان تر و خنک تر کار کردن موتور می شوند. برای کارکرد موتور های غیر اینورتری و همچنین در جایی که سیم کشی بین موتور و اینورتر بیشتر از 23 متر می شود استفاده از راکتور های خط خروجی توصیه می شود.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

پیشنهاد موتور درایو برای دوستانی که به مبحث اینورتر ، درایو و سافت استارتر علاقه مند هستند مطالعه مقالات زیر می باشد.

1- درایو یا VFD مناسب پمپ کدام است؟

2- دفترچه فارسی اینورتر اینوت invt GD10

3- نمایندگی اینورتر پرتو صنعت در لاله زار

4- راه اندازی اینورتر اینوت INVT GD20

5- تعیین کابل های موازی در درایو فرکانس متغیر یا اینورتر

6- راه اندازی چند موتور با یک اینورتر

7- راهنمای خرید اینورتر (درایو)

8- اینورتر چیست و چگونه کار می کند؟

9- سروو موتور چگونه کار می کند؟

10- روش اتصال اینورتر به موتور

11- محاسبه مقاومت ترمز اینورتر (درایو فرکانس متغیر)

12- دلایل پیشتازی اینورتر یا VFD ها

13- تنظیم پارامترهای اصلی سافت استارتر

14- چرا به درایوهای سرعت متغیر (VSD) نیاز داریم؟

15- انتخاب سافت استارتر یا درایو سرعت متغیر (VSD) ؟

16- سافت استارتر (Soft Starter) چیست؟

17- رینگ زمین کننده شفت موتور – متعلقات ضروری VFD

18- چرا شما باید در درایو خود از راکتور خط استفاده کنید؟

19- راکتور خط چیست و چگونه به درایو موتور شما کمک می کند؟

20- شش تصور رایج غلط در مورد درایو فرکانس متغیر

21- مزایای VFD ها، اینورترها و درایوها

22- نکات مهم در خرید درایو فرکانس متغیر

23- درایو فرکانس متغیر (VFD) چیست؟