اینورتر یک نوع دستگاه الکتریکی است که در بسیاری از دستگاه‌ها یافت می‌شود. از وسایل خانه چون کامپیوتر گرفته تا دستگاه‌های صنعتی. برای اینکه بدانیم اینورتر چیست؛ در ابتدا باید بدانیم که کار اصلی‌اش، تبدیل جریان برق DC به جریان برق AC است. این بدان معنی است که اینورتر جریان برق مستقیم یعنی DC را به جریان متناوب یعنی AC تبدیل می‌کند. پس از این تبدیل می‌توان از جریان برق مستقیم در ولتاژ و فرکانس مورد نیاز و مناسب استفاده کرد. برای آشنایی بیشتر با تعریف اینورتر و کاربردهای آن با این مقاله همراه شوید.
اینورتر چیست؟
هنگامی که جریان برق مستقیم نیاز به کنترل و تبدیل به جریان برق متناوب داشته باشد از اینورتر استفاده می‌شود. چرا که ولتاژ و فرکانس جریان برق متناوب را می‌توان کنترل کرد. اینورترها دارای قطعات متحرک نیستند. در حقیقت تعداد زیادی از وسایل کاربردی برای کنترل جریان برق مستقیم از اینورتر استفاده می‌کنند.
برای مثال در منبع تغذیه کامپیوترها از اینورتر استفاده شده است. بسیاری از دستگاه‌های بزرگ صنعتی نیز دارای اینورتر هستند. در حقیقت اینورتر یک نوع نوسان‌ساز الکترونیکی است که قدرت بالایی دارد. این دستگاه می‌تواند بدون پایین آوردن قدرت و گشتاور موتور، AC سه‌فاز را کنترل کند.
اینورترها به چند دسته تقسیم می‌شوند؟
تمام اینورترها دارای خروجی سه‌فاز هستند؛ اما ورودی آن‌ها دو دسته است. برخی از اینورترها ورودی تک‌فاز و برخی دیگر ورودی سه‌فاز دارند. اینورترهایی با توان بالاتر از سه اسب بخار، در دسته ورودی‌های سه‌فاز قرار می‌گیرند. اینورترهای با توان کمتر گاهی دارای هشدار هستند. این هشدار ازآن‌رو است که برای روشن کردن لامپ‌های فلورسنت معمولی از آن‌ها استفاده نشود. دلیل وجود هشدار بر روی این دسته از اینورترها هم این است که خازن موجود در آن‌ها به شکل موازی با لامپ وصل می‌شود. در صورت نیاز می‌شود خازن را برداشت تا این هشدار نیز برداشته و مشکل حل شود.
در چه قسمت‌هایی از اینورتر استفاده می‌شود؟
پس از اینکه دانستیم اینورتر چیست و چند دسته است خوب است بدانیم که اینورترها در سه قسمت استفاده می‌شود:
- در قسمت فعالیت‌های گشتاور ثابت از اینورتر استفاده می‌شود. این قسمت‌ها را نوارهای نقاله، میکسرها، اکسترودرها و ازاین‌دست تشکیل می‌دهند.
- در قسمت فعالیت‌های گشتاور متغیر از اینورتر استفاده می‌شود. فن‌ها و پمپ‌ها دارای گشتاور متغیر هستند.
- در قسمت فعالیت‌های توان ثابت از اینورتر استفاده می‌شود. این قسمت‌ها را کشش و دستگاه‌های ماشینی در دست دارند.
اینورتر چه ویژگی‌هایی دارد؟
دلیل استفاده از اینورتر ویژگی‌هایی است که با آن‌ها یک موتور سالم‌تر کار می‌کند. اینورتر باری که به یک موتور وارد می‌شود را برآورد می‌کند. متناسب با این بار به موتور، برق وارد می‌کند و حتی این میزان را کمی پایین‌تر نگه می‌دارد تا سلامت موتور حفظ شود. در راستای اینکه می‌خواهیم بدانیم اینورتر چیست؛ جالب است که این ویژگی‌ها را درباره این دستگاه بدانیم:
- اینورتر مصرف انرژی را کاش می‌دهد.
- وسیله‌ای است که موجب کاهش هزینه برق می‌شود.
- اینورتر عمر موتور را طولانی‌تر می‌کند چرا که مانع از فشار بیشتر به آن می‌شود.
- از موتور در برابر اضافه‌بار محافظت می‌کند.
- با استفاده از اینورتر می‌توان با امکاناتی چون برق خانگی، موتور سه‌فاز را راه‌اندازی کرد بدون این مشکلی پیش بیاید.
- یک اینورتر می‌تواند سرعت و جهت حرکت موتور را تغییر دهد.
- اینورتر می‌تواند سرعت حرکت موتورهای سه‌فاز را تغییر داده و بیشتر کند.
- اگر ولتاژ ورودی به موتور متغیر باشد؛ اینورتر می‌تواند با کنترل ولتاژ، موتور را در حال کار نگه دارد.
- اینورتر امکان کنترل از راه دور دارد و می‌توان با استفاده از آن حرکت را برنامه‌ریزی کرد.
اینورتر چگونه از موتور محافظت می‌کند؟
اینورتر موتور را به نرمی راه‌اندازی می‌کند تا هیچ ضربه مکانیکی به آن وارد نشود. هنگامی که گیربکس‌ها، کوپلینگ‌ها، زنجیرها و تسمه‌ها سالم بماند عمر موتور نیز طولانی‌تر می‌شود. اگر می‌خواهید بدانید اینورتر چیست این نکته که اینورتر طول عمر مفید موتور را با حفاظت از اجزای آن زیاد می‌کند؛ نکته مهمی است. چرا که در راستای همین امر، اجازه وارد شدن اضافه‌بار به موتور نمی‌شود.
در صورت ورود اضافه‌بار، اینورتر موتور را خاموش می‌کند و به کاربر پیام می‌دهد که اضافه‌بار وارد موتور شده و می‌تواند به آن آسیب بزند. چرا که اضافه‌بار می‌تواند موجب داغ‌کردن موتور و سوختن آن شود. اگر دستگاهی چون اینورتر وجود نداشته باشد در موتورهایی با توان بالا، میزان جریان برق بیشتری وارد سیستم می‌شود. این جریان بالا می‌تواند موتور را از کار براندازد.
با وجود اینورتر، جریان بالای برق به‌صورت اتوماتیک کنترل می‌شود و همان‌گونه که پیش‌تر گفتیم هزینه مصرف برق نیز کاهش خواهد داشت. بدون اینورتر میزان جریان وارده به موتور به هنگام راه‌اندازی، تقریباً شش برابر میزان جریان نامی موتور است. اما اگر اینورتر باشد دو دهم، میزان جریان در هنگام راه‌اندازی موتور است.
کار مهم دیگری که اینورتر در راستای محافظت از موتور انجام می‌دهد؛ نگه‌داشتن فشار ثابت در پمپ‌هاست. به این دلیل که اینورتر دورهای مختلفی به‌صورت حافظه‌ای دارد. اینورتر می‌تواند یک موتور یک دور را به یک موتور چند دور تبدیل کند که سرعت‌های متفاوتی دارد؛ بنابراین با تغییر دور موتور می‌تواند فشار داخل پمپ‌ها را ثابت نگه دارد.
کاربردهای اصلی اینورتر چیست؟
تا به این قسمت مقاله گفتیم که اینورتر چیست. کاربردهای اصلی اینورتر هم از تعریف و ویژگی‌هایش، اصلاً دور نیست. اینورتر سرعت موتور را با کنترل از راه دور تنظیم می‌کند، بدون نیاز به کنتاکتور می‌تواند جهت دور را تغییر دهد، بدون نیاز به برق اصلی می‌توان با آن موتور را روشن یا خاموش کرد و همچنین از موتور در برابر بالارفتن ولتاژ و آسیب‌های مکانیکی محافظت می‌کند. مهم‌ترین کاربردهای اینورتر را با هم بخوانیم.
اینورتر موجب کاهش مصرف انرژی می‌شود
بیشترین میزان مصرف انرژی در صنعت، مصرف انرژی الکتریکی است. اما چگونه می‌شود با حفظ راندمان بالای دستگاه‌های صنعتی در مصرف انرژی نیز صرفه‌جویی کرد؟ یکی از مهم‌ترین راهکارها استفاده از اینورترهاست. پیش‌تر به این مسئله اشاره شد که از ویژگی‌های مهم اینورتر پایین آوردن مصرف برق است.
هنگامی که در حوزه صنعت موفق به ایجاد کاهش انرژی الکتریکی شویم؛ هزینه تولید نیز به‌شدت کاهش خواهد یافت. اینورتر راندمان موتور را بالا می‌برد و این کار را با کنترل توان موتور در نسبت با میزان مصرف برق آن انجام می‌دهد. اینورتر محاسبه می‌کند که توان یک موتور برای انجام چه اندازه است و با تغییر ولتاژ، برق وارده را کنترل می‌کند. با این کار هم بیش از توان موتور به آن ولتاژ وارد نمی‌شود؛ و همچنین مصرف انرژی الکتریکی و هزینه آن نیز پایین می‌آید.
در حوزه صنعت هنگامی که بتوانید مصرف انرژی الکتریکی را پایین بیاورید؛ دارای مزیت‌هایی چون تخفیف و پاداش خواهید شد. ازاین‌رو هنگامی که می‌پرسید اینورتر چیست؟ به خودتان پاسخ دهید وسیله‌ای است که تا 70% مصرف انرژی الکتریکی را پایین می‌آورد و در راستای این مصرف بهینه انرژی هزینه برق تولید به‌شدت پایین خواهد آمد.
مثال مهم
به طور مثال اینورتری که در پمپ‌های صنعتی استفاده می‌شود می‌تواند موجب بهینه‌سازی مصرف آب شود و هزینه نگهداری آب را پایین بیاورد. اینورتر صنعتی می‌تواند جریان، ولتاژ و سرعت را در موتور کنترل کند. هنگامی که این متغیرها توسط یک دستگاه متناسب با دور موتور و میزان انرژی وارده به اندازه نیاز کنترل شود؛ طول عمر موتور افزایش یافته و با مصرف بهینه انرژی روبرو خواهید بود. در پمپ‌های صنعتی نیز همین‌گونه است؛ بنابراین یکی از بخش‌های مهم در صنعت و تولید استفاده از اینورتر صنعتی پمپ است.
اینورتر طول عمر موتور و دیگر تجهیزات را افزایش می‌دهد
به‌تناوب در این مقاله به افزایش طول عمر موتور توسط اینورتر اشاره کرده‌ایم. چرا که یکی از مهم‌ترین کاربردهای اینورتر بالا بردن طول عمر موتور است. یک موتور بدون اینورتر، با ورود انرژی الکتریکی بدون کنترل به آن، می‌تواند دچار آسیب‌هایی شود. این آسیب‌ها نکاتی چون بالا و پایین شدن ناگهانی ولتاژ، وارد شدن بار اضافی انرژی الکتریکی و اتصال فاز به فاز است.
آسیب‌های این‌چنینی موجب کاهش طول عمر موتور می‌شود. پس جواب دیگر اینورتر چیست؟ این خواهد بود که اینورتر، وسیله‌ای است که با کنترل انرژی الکتریکی مانع از رسیدن آسیب به موتور می‌شود؛ بنابراین طول عمر موتور با این شکل کنترل افزایش می‌یابد.
یکی از مهم‌ترین زمان‌هایی که موتور آسیب می‌بیند به هنگام استارت خوردن و راه‌اندازی آن است. به این حالت شوک زمان استارت می‌گویند. اینورتر جریان الکتریکی را به هنگام استارت موتور پایین می‌آورد تا مانع از شوک زمان راه‌اندازی موتور شود. با استفاده از اینورتر موتور نرم‌تر استارت می‌خورد. در نوار نقاله و آسانسور استفاده از این نوع اینورتر بسیار مهم است. با یک استارت نرم، موتور دچار ضربه‌های مکانیکی نمی‌شود.
مثال مهم
در نوار نقاله، اینورتر صنعتی می‌تواند سرعت موتور و گشتاور آن را کنترل کند. این کار را همان‌طور که پیش‌تر به آن اشاره کردیم با کنترل ولتاژ ورودی و تغییر فرکانس انجام می‌دهد. هنگامی که اینورتر، سرعت و گشتاور موتور نوار نقاله را تنظیم کند؛ آسیبی به آن نخواهد رسید. اگر موتور به هر دلیل دچار مشکل شود، اینورتر تمام تجهیزات را خاموش می‌کند تا آسیبی به موتور وارد نشود.
اینورتر حرکت موتور را به طور هوشمند برنامه‌ریزی می‌کند
برنامه‌ریزی هوشمند توسط اینورتر، خود دستگاه را هوشمند می‌کند. اگر موتور دچار مشکل شود احتیاجی به قطع کردن منبع اصلی برق نیست. موتور خود را خاموش می‌کند تا کاربر مسئله پیش‌آمده را حل کند. این‌گونه موتور باز اضافه را تحمل نمی‌کند و آسیب نمی‌بیند. سیستمی که هوشمند شود با استفاده از اینورتر، سرعت و جهت حرکت موتور را متناسب با نیاز تغییر می‌دهد.
مثال مهم
برای مثال می‌توان درباره کاربرد اینورتر در آسانسور گفت. یک آسانسور نیاز است که حرکت و توقف نرم و سرعت کنترل شده داشته باشد. با استفاده از اینورتر صنعتی در آسانسور، ویژگی‌های مورد نیاز برای یک آسانسور ایمن همچون کنترل دور موتور، فراهم خواهد شد. همچون دیگر موتورهای صنعتی که امروزه در راستای مصرف بهینه انرژی، بالا رفتن راندمان کاری و ایمن شدن دستگاه‌ها از اینورتر استفاده می‌کنند.
اینورتر کیفیت را در تولید بالا می‌برد
در راستای آخرین کاربرد مهم اینورتر، مرور کنیم که در پاسخ به این سؤال که اینورتر چیست؛ به بالارفتن راندمان کاری موتور اشاره کرده‌ایم. بحث کیفیت در تولید به راندمان بالا نیز وابسته است. چرا که تولید علاوه بر کیفیت باید به‌صرفه باشد تا امکان چرخه اقتصادی را از دست ندهد.
آن‌چنان که گفتیم هنگامی که آسیب‌های وارده به موتور به هنگام استارت و یا شکل‌های دیگر رخ دهد؛ طول عمر موتور و دیگر تجهیزات کاهش پیدا می‌کند. ضربات مکانیکی به موتور و دیگر تجهیزات می‌تواند موجب از کار افتادن موتور دستگاه شود. در حوزه صنعت، ازدست‌رفتن موتور خسارت کمی نیست.
دستگاهی چون اینورتر که توان حفظ ولتاژ ورودی و کنترل بار اضافی الکترونیکی را دارد؛ می‌تواند مانع هزینه‌های اضافی در راستای تعمیر موتور شود. به‌جای همچون ضرری، اینورتر با کنترل جریان ورودی و سرعت موتور، راندمان تولید را بالا می‌برد و این چرخه را در بهینه‌ترین شرایط نگه می‌دارد.
سؤالات متداول درباره اینورتر چیست؟
سؤالات متداول درباره اینورتر را در ادامه بخوانید.
تاریخچه اینورتر چیست؟
در دهه ۶۰ میلادی یک شرکت ژاپنی به نام یاسکاوا، دستگاهی به نام اینورتر موتور الکتریکی اختراع کرد. اختراع این دستگاه پیشرفت مهمی بود؛ چرا که کاربری موتورها را تغییر داد. این دستگاه سرعت چرخش موتور را کنترل می‌کرد؛ بنابراین حرکت موتورها بسیار بهتر رخ می‌داد.
راه حل پایین آمدن هزینه با اینورتر چیست؟
اینورتر موتور دستگاه را هوشمند می‌سازد. هنگامی که جریان الکتریکی به هنگام ورود به موتور کنترل شود؛ موتور دچار آسیب مکانیکی نمی‌شود. این کاری است که اینورتر با موتور انجام می‌دهد. در حقیقت اینورتر جریان ورودی، ولتاژ، سرعت و جهت حرکت موتور را کنترل می‌کند. با کنترل این عناصر میزان انرژی الکتریکی وارده نیز کنترل شده و بر اساس نیاز دستگاه و میزان تولید خواهد بود. با این کاربرد هزینه مصرف انرژی نیز کاهش می‌یابد.
مزیت استفاده از اینورتر در پمپ‌ها و کمپرسورها چیست؟
اینورتر در ساختار حرکت موتور پمپ‌ها و کمپرسورها، موجب ذخیره انرژی تا 50% می‌شود. مانع از شوک استارت در موتور این دستگاه می‌شود و موجب بالارفتن عمر قطعات مکانیکی آن‌ها می‌گردد. همچنین با وجود اینورتر در پمپ‌ها و کمپرسورها دیگر نیازی به دستگاه‌های کنترل دبی مکانیکی نخواهد بود.
کلام آخر
پیشرفت‌های تکنولوژی در صنعت و تولید موجب بهتر شدن و بالارفتن راندمان تولیدی دستگاه‌ها شده است. اینورترها نیز موجب بهبود عملکرد موتورها شده‌اند. همچنین مصرف بهینه انرژی از مهم‌ترین مسائل عصر نوین است که اینورترها را برای صنعت و تولید به دستگاهی مهم تبدیل می‌کند. در این مقاله از بلاگ سام تجهیز گفتیم که اینورتر چیست و چه ویژگی‌هایی دارد. همچنین اشاره شد که اینورتر چند دسته است و کاربردهای اصلی آن که موجب بهبود عملکرد موتور و پایین آمدن مصرف انرژی می‌شود چه کاربردهایی است. اینورترها موجب ارتقای صنعت تولید می‌شوند؛ بنابراین درباره آن‌ها بخوانید.
