اینورتر دستگاه تبدیل جریان برق مستقیم به جریان برق متناوب است. به بیان دیگر اینورتر درایو جریان برق DC را به AC تبدیل می‌کند. این دستگاه در صنایع مختلف کاربردهای متعددی دارد. اینکه اینورتر برای چه کاری مورد نیاز است اهمیت بسیاری در انتخاب اینورتر آن دارد. بسته به اینکه اینورتر را برای مصارف معمول خانگی نیاز داریم، مواردی مانند پمپ‌های آب خانگی یا برای خودرو باعث می‌شود تا مشخصات اینورتر مورد نیاز ما کاملا تغییر کند. گاهی نیز اینورتر را برای دستگاه‌ها و ماشین‌های صنعتی مانند نوار نقاله و میکسرهای صنعتی لازم داریم. در ادامه درباره نحوه انتخاب اینورتر مناسب بیشتر صحبت خواهیم کرد و یک راهنمای مختصر و مفید را در اختیار شما قرار خواهیم داد.
همانطور که گفته شد درایو فرکانس متغیر (VFD) یک دستگاه الکترونیکی برای سیستم‌های محرک الکترومکانیکی است که سرعت و گشتاور یک موتور AC را با تغییر فرکانس ورودی موتور و کنترل تغییرات ولتاژ یا جریان مربوطه بسته به توپولوژی مجموعه، کنترل می‌کند. انتخاب درایو فرکانس متغیر متناسب با مجموعه، نقش مهمی در صرفه‌جویی انرژی و بهبود راندمان عملکرد‌های حفاظتی دارد. با این اوصاف سوال مهم این است که چه عواملی در انتخاب درایو فرکانس متغیر تأثیرگذار هستند؟ خرید درایو فرکانس متغیر به چه عواملی بستگی دارد؟ در زمان خریداری و انتخاب درایو فرکانس متغیر به چه نکاتی باید توجه کرد؟ در این مقاله با ما همراه باشید تا در مورد انتخاب درایو فرکانس متغیر، نکاتی مهم و کارآمد در اختیار شما قرار دهیم.
انتخاب درایو فرکانس متغیر
درایو فرکانس متغیر که با نام اینورتر درایو هم شناخته می‌شود، سرعت، گشتاور و جهت حرکت موتور القایی AC را با تغییر دادن فرکانس، ولتاژ یا جریان کنترل می‌کند. با وجود یک درایو فرکانس متغیر، موتور القایی به‌آرامی شروع به کار می‌کند و با یک شتاب معین که آسیب را به‌حداقل می‌رساند، به سرعت و گشتاور مورد نیاز می‌رسد.
به‌طور کلی، توصیه می‌شود انتخاب VFD را با توجه به نوع دستگاه‌های موجود در مجموعه، محدوده تنظیم سرعت، دقت سرعت استاتیکی و الزامات گشتاور، راه‌اندازی وانتخاب کنید. هرچه بیشتر در مورد مشخصات VFDهای مورد نیاز خود بدانید، انتخاب درایو فرکانس متغیر مناسب آسان‌تر خواهد بود. همچنین خیلی راحت‌تر می‌توانید طول عمر درایو فرکانس متغیر را افزایش دهید.
قبل از انتخاب اینورتر فرکانس خود، بهتر است اطلاعات اولیه‌ای را که روی پلاک اینورتر حک می‌شود مطالعه کنید. این اطلاعات به شرح زیر است:
- اسب بخار (HP)
- آمپر بار کامل (FLA)
- ولتاژ
- دور در دقیقه (RPM)
- فاکتور خدمات
- رتبه‌بندی کلاس کاری اینورتر
- نوع بار (گشتاور ثابت یا گشتاور متغیر)
- محدوده سرعت و روش کنترل (پروتکل ارتباطی PLC مورد نیاز، سیگنال ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر و غیره)
- شرایط محیطی ویژه (مکانی که VFD نصب خواهد شد)
بیشتر بخوانید: درایو فرکانس متغیر یا اینورتر درایو چطور کار می‌کند؟
مشخصه‌های مهم در اینورتر درایو
برای انتخاب درایو فرکانس متغیر باید با مشخصه‌های ذکرشده، آشنایی کافی داشته باشید.
آمپر بار کامل (FLA)
آمپر بار کامل برای تعیین اندازه اینورتر استفاده می‌شود. FLA موتور القایی شما باید با کلاس کاری VFD مورد نظر مطابقت داشته باشد. برای ایمنی بیشتر، بهتر است جریان نامی اینورتر از جریان بار کامل موتور القایی بالاتر باشد. اگر بار اینرسی بالا دارید، یا باری دارید که راه‌اندازی آن دشوار است، نیاز به یک اینورتر با جریان نامی بالاتر از موتور القایی خواهید داشت.
ولتاژ و فاز
برای یک ورودی سه فاز، تطبیق ولتاژ VFD و الکتروموتور با ولتاژ موجود در میدان بسیار مهم است. در مواردی که موتور ۳ فاز دارید، اما برق ۳ فاز در دسترس نیست، VFD می‌تواند به‌عنوان مبدل فاز عمل کند.
نوع بار (گشتاور ثابت یا گشتاور متغیر)
بسته به کاربری صنعت خود، باید بین یک درایو گشتاور متغیر یا درایو گشتاور ثابت، دست به انتخاب بزنید. برای مثال اگر وسیله‌ای که کنترل می‌شود یک دستگاه گریز از مرکز ساده مانند فن یا پمپ باشد، درایو گشتاور متغیر مناسب‌تر خواهد بود. برای کاربردهای سنگین‌تری که نیاز به گشتاور ثابت در تمام سرعت‌ها دارند، VFDهای گشتاور ثابت مانند نوار نقاله‌ها، پمپ‌های جابجایی، پرس‌های پانچ و اکسترودر‌ها مناسب‌تر خواهند بود.
محدوده سرعت
یک درایو فرکانس متغیر می‌تواند الکتروموتور را کمتر یا بیشتر از سرعت نامی خود وادار به حرکت کند. مجهزکردن مجموعه به یک اینورتر فرکانسی، کار کردن با سرعت‌های کمتر و بیشتر از سرعت نامی را بدون آسیب‌رساندن به الکتروموتور تضمین می‌کند.
به‌طور کلی، یک موتور نباید کمتر از ۲۰ درصد حداکثر سرعت مجاز تعیین‌شده خود کار کند. هنگامی که یک موتور بدون اقدامات احتیاطی برای محافظت از آن کار می‌کند، بیش از حد گرم می‌شود. همچنین الکتروموتور‌ها نباید سریع‌تر از ۲۰ درصد سرعت نامی خود کار کنند. زمانی که از سرعت طراحی تجاوز کنید، گشتاور را از دست خواهید داد. علاوه بر این، باید اطمینان حاصل کنید که موتور شما به‌طور مداوم بالاتر از کلاس FLA کار نمی‌کند.
روش‌های کنترل
هنگام خرید و انتخاب درایو فرکانس متغیر، باید روش کنترل خود را مشخص کنید. بسیاری از کاربران برای دریافت اطلاعات صحیح از درایوهای خود به PLCها و سیستم‌های اتوماسیون نیاز دارند. در ادامه اطلاعاتی در مورد برخی از روش‌های کنترل ارائه شده است:
- کنترل ۲ سیمی یا کنترل ۳ سیمی.
- پتانسیومتر سرعت (اپراتور را قادر می‌سازد تا سرعت موتور را با یک پتانسیومتر تنظیم کند).
- برنامه‌نویسی دیجیتال / واحد نمایش (به اپراتور اجازه می‌دهد تا با وارد کردن مقادیر از طریق صفحه کلید و یک نمایش‌گر، درایو را برنامه‌ریزی و عیب‌یابی کند).
- دنبال‌کننده سیگنال آنالوگ (Analog Signal Follower).
- سوئیچ انتخاب سرعت (به اپراتور اجازه می‌دهد تا از چندین سرعت ازپیش تعیین‌شده دست به انتخاب بزند).
- ارتباطات سریال (درایوهای فرکانس متغیر را قادر می‌سازد تا در یک شبکه مانند MODBUS RTU با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. همچنین اجازه می‌دهد عملکرد درایو از طریق رایانه شخصی کنترل شود).
- ارتباطات اترنت (درایوهای فرکانس متغیر را برای برقراری ارتباط در شبکه فعال می‌کند).
- اسلات‌های ماژول یکپارچه‌سازی سیستم برای نصب فیلدباس اضافی، اترنت، بازخورد موقعیت، کنترل ماشین و گزینه‌های I/O.
همچنین امکان سفارش آپشن‌های اضافی زیر در زمان خرید اینورتر VFD وجود دارد:
- قطع‌کننده مدار
- HOA (سوئیچ دست/خاموش/خودکار)
- چراغ‌های پیلوت
- میان‌بر
- راکتور خطی
- کاهش هارمونیک
- TVSS
- فیلتر dV/dt
برای چه‌کاری قصد خرید اینورتر دارید؟
در ابتدا لازم است بدانید که کاربرد اینورتر برای شما چیست و آن را برای چه کاری لازم دارید. در واقع کدام‌یک از مصارف اینورتر بیشتر مدنظر شما است. برای مثال:
- محافظت دربرابر فشار بار
- تغییر سرعت موتور
- کنترل تغییرات و نوسانات موجود در ولتاژ ورودی
- کاهش مصرف انرژی
- کاهش جریان راه‌اندازی
- برنامه‌ریزی برای شروع حرکت دستگاه
- خاموش روشن کردن دستگاه بدون قطع یا وصل جریان برق
- کنترل دور موتور
- کنترل ضربات مکانیکی شروع حرکت
این‌ها مواردی هستند که ممکن است شما را نیازمند به استفاده از اینورتر نمایند. باید دقت داشت که کدام‌یک از این موارد مدنظر است تا اینورتر انتخابی شرایط لازم را جهت ارائه این خدمات داشته باشد.
برای چه دستگاهی قصد خرید اینورتر دارید؟
اینکه برای چه دستگاهی نیاز به اینورتر دارید نیز اهمیت خاص خود را دارد. اینورتر در وسایل برقی خانگی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد، چرا که مهمترین کار اینورتر تبدیل برق ولتاژ قوی به برق شهری است. در واقع در برق متناوب یا AC، در هر جریان قطب‌های مثبت و منفی در حال تغییر هستند. به این تغییر که برق شهری را تولید می‌کند فرکانس هم‌هرتز گفته می‌شود. همه اینورترها با خروجی برق سه‌فاز عرضه می‌شوند اما ورودی برخی از آن‌ها تک فاز و برخی دیگر سه فاز است. برای مثال اینورتر مناسب برای یک دستگاه پمپ آب خانگی یا اینورتر مناسب برای یخچال خانگی با اینورتری که می‌تواند جوابگوی نیازهای یک هواکش یا نوار نقاله صنعتی یا حتی یک یخچال فروشگاهی باشد یکسان نیستند و تفاوت‌های ساختاری و عملکردی جدی دارند. بنابراین باید یک اینورتر مناسب مصرف خود تهیه کنید. اینورتر معمولا دسته‌بندی‌های مشخصی در کاتالوگ‌های فروش دارند و باید از میان مواردی که مناسب نیاز شما است انتخاب دقیق را انجام دهید. این کاتالوگ‌ها توسط برندهای مختلف با ویزگی‌های متفاوت عرضه می‌شوند. برای مثال برای اینورتر خودرو، کاتالوگ‌های متنوعی عرضه می‌شود که گاهی حتی دسته‌بندی خودروها را نیز پوشش می‌دهد؛ یا اینورترهای خورشیدی، که خود گستره وسیعی را دربر می‌گیرند. درمورد این اینوترها موارد متعددی را باید درنظر گرفت. درواقع خرید اینورتر خورشیدی خود یک راهنمای مجزا می‌طلبد.
بیشتر بخوانید: توصیه های ایمنی استفاده از اینورتر درایو
هنگام خرید و انتخاب اینورتر از کارشناسان مشورت بگیرید
بحث دیگر در انتخاب اینورتر و خرید اینورتر، برق ورودی و خروجی دستگاه است. برای مثال در اینورترهای با توان بالای ۳ اسب تنها از ورودی سه فاز استفاده می‌شود. اینورترهایی که توان کمتری دارند نیز به یک هشدار مجهز می‌شوند با این مضمون که نباید از آن‌ها برای روشن کردن لامپ‌های فلورسنت معمولی استفاده کرد. علت این هشدار هم برای این می‌باشد که خازن تصحیح توان به طور موازی با لامپ قرار گرفته است، اگر خازن برداشته شود مشکل برطرف خواهد شد. اگر نیاز شما به اینورتر ویژه است و نیاز به دقت و توجه ویژه دارد، مهندس متخصص باید این نیاز را بررسی کرده و مشخصات اینورتر مورد نیاز شما را در اختیارتان قرار دهد. در این شرایط می‌توان مستقیما سراغ آنچه نیاز دارید بروید.
بیشتر بخوانید: 10 نکته مهم برای انتخاب و استفاده از اینورترها
از چه برندی قصد انتخاب اینورتر دارید؟
یک نکته مهم دیگر برند اینورتر انتخابی شما است. درمورد اینورتر برند‌ها بسیار تعیین‌کننده‌اند و در سطوح کیفی مختلف قرار دارند. اجازه بدهید به شما یک مورد اساسی را یادآور شویم. دقت کنید که اینورتر را برای کاری مهم و مداوم لازم دارید یا یک نیاز موقت و معمول محسوب می‌شود. به این معنی که اینورتر باید همواره به دستگاه و منبع برق متصل و فعال باشد یا اینکه ممکن است تنها در فواصل زمانی مشخصی از آن استفاده کنید. درصورتی که مصرف شما از اینورتر زیاد است قطعا نیاز به یک دستگاه با دوام کیفی و ماندگاری بالا دارید. پس باید از بین برندهای موجود در بازار از نسخه‌های باسابقه و مطمئن‌تر که ضمانت و گارانتی مناسبی هم دارند استفاده کنید. اما درغیر این صورت یک وسیله ساده‌تر و ارزان‌تر نیز جوابگوی شما است. البته باید به مواردی مانند برق ورودی و فشاری که دستگاه متحمل می‌شود نیز دقت داشت و بررسی نمود که آیا نمونه انتخابی در مقابل آن فشار، استقامت لازم را دارد یا خیر! در این مواقع لازم است که ویژگی‌های خاص، معایب و مزایای اینورترهای مختلف کامل بررسی شود تا موردی که مناسب شما است انتخاب گردد. درواقع ممکن است برخی معایب یک اینورتر برای کاربرد خاص شما اهمیت چندانی نداشته باشد. یا برخی مزایا و ویژگی‌ها در کار شما ضرورت خاصی نداشته باشد. این موارد معمولا در بررسی‌های متعدد و دریافت مشاوره از کارشناسان فروش مشخص خواهد شد.
بیشتر بخوانید: عوامل خرابی اینورتر درایوها و جلوگیری از وقوع آن‌ها
سخن پایانی
در این مقاله نکاتی در مورد خرید و انتخاب درایو فرکانس متغیر، متناسب با شرایط کاری مختلف توضیح داده شد. با مدنظر قرار دادن نکات ذکرشده، بهترین اینورتر درایو ممکن را برای کسب‌وکار خود انتخاب و پس از مشاوره با کارشناسان فروش سام تجهیز خریداری کنید.