درایو اینورتر صنعتی

درایو اینورتر صنعتی تجهیزی است پرکاربرد در صنایع و دستگاه‌های مختلف که برای کنترل دقیق سرعت و گشتاور خروجی موتور به کار می‌رود. درایو این کار را با تغییر فرکانس و ولتاژ برق ورودی به موتور، انجام می‌دهد. درایو اینورتر ولتاژ ورودی تک فاز (230 ولت) یا سه فاز (400 ولت) با فرکانس 50 هرتز را در خروجی به ولتاژ متغیری از 0 تا مقدار نامی و نیز فرکانس 0 تا صدها هرتز (بسته به نوع درایو) تغییر می‌دهد.

درایو اینورتر چیست؟

در خیلی از موارد و کاربردها شاید نیازی نباشد موتور در سرعت نامی یا یکسان کار کند، یا کاملا خاموش و دوباره روشن شود؛ چرا که این کار میزان مصرف انرژی را بالا می‌برد و باعث استهلاک موتور می‌شود. در چنین مواردی بایستی از یک درایو اینورتر استفاده کنیم.

در حالت کلی اینورتر (inverter) همان طور که از نامش پیدا است به معنای تبدیل کننده است و دستگاهی است که ولتاژ DC را به AC تبدیل می‌کند. در مواردی که باطری در دسترس است و نیاز به برق AC داریم مانند سیستم‌های برق خورشیدی، اینورتر این وظیفه را انجام می‌دهد.

اما درایو اینورتر که برای راحتی آن هم اینورتر یا درایو خوانده می‌شود، دستگاهی پیشرفته‌تر است که ابتدا برق AC ورودی تک فاز یا سه فاز را با یکسو کننده (یا رکتیفایر) به برق DC تبدیل و سپس با ترانزیستورهای قدرت (IGBT)، دوباره به سیگنال AC سوییچینگ با فرکانس بالا و ولتاژ متغیر تبدیل می‌کند. این بازه متغیر ولتاژ و فرکانس در خروجی درایو، امکان تغییر سرعت و گشتاور را برای موتور فراهم می‌کند.

انواع درایو اینورتر صنعتی

درایو اینورتر صنعتی بر اساس دسته‌بندی‌های مختلف در انواع گوناگون تولید می‌شود:

1) از لحاظ نوع تغذیه ورودی:

1. اینورترهای تک فاز
2. اینورترهای سه فاز

2) از لحاظ مود کنترلی: اینورترها را می‌توان بر اساس مد کنترلی که دارند نیز تقسیم‌بندی کرد. البته بسیاری از درایو اینورترهای پیشرفته‌تر، بیشتر این مدهای کنترلی را ارائه می‌دهند.

کنترل عددی (اسکالر یا V/F): در این حالت برای کنترل سرعت موتور، ولتاژ و فرکانس به نحوی تغییر می‌کنند که نسبت آن‌ها یکسان باشد و در نتیجه گشتاور خروجی موتور تغییری نمی‌کند. این مد کنترلی برای مواردی که نیاز به تنظیم دقیق سرعت و گشتاور نیست، استفاده می‌شود.

مد کنترل برداری (vector control) به دو شکل انجام می‌شود:

1. روش حلقه بسته (با سنسور): با استفاده از سنسور از سرعت خروجی موتور فیدبک می‌گیرد و آن را به سرعت مورد نظر می‌رساند.
2. روش حلقه باز (بدون سنسور): دور موتور را با استفاده از تنظیمات از پیش داده شده تخمین می‌زند.

کنترل مستقیم گشتاور (DTC): دقیق‌ترین روش کنترلی که بدون نیاز به حلقه کنترلی، ولتاژ و جریان موتور را اندازه‌گیری می‌کند.

3) از لحاظ شکل موج خروجی:

• اینورتر موج مربعی: ساده‌ترین نوع خروجی اینورتر است که هارمونیک، نویز و تداخل فرکانسی زیادی هم ایجاد می‌کند.
• سینوسی اصلاح شده: موج خروجی شبیه به سینوسی است اما هنوز هم نسبت به سینوسی خالص هارمونیک بیشتری دارد، هرچند که از موج مربعی خیلی بهتر است.
• سینوسی خالص: کاملا موج سینوسی، با بهترین کیفیت خروجی و البته قیمت بیشتر نسبت به بقیه انواع.

4) از لحاظ نوع موتور خروجی:

• درایو AC: نوع رایج درایو صنعتی که با تغییر ولتاژ و فرکانس برای کنترل موتورهای AC عمدتا سه فاز استفاده می‌شود.
• درایو DC: نوعی درایو اینورتر که تنها با تغییر مقدار ولتاژ، سرعت موتورهای DC را کنترل می‌کند.

انواع درایو اینورتر صنعتی بر اساس ac و dc

همان طور که گفته شد می‌توان انواع درایو اینورتر را از لحاظ نوع ولتاژ خروجی و موتوری که تغذیه می‌شود به دو نوع AC و DC تقسیم کرد.

• درایو AC، با تغذیه AC، موتورهای AC را کنترل می‌کند؛ اما درایو DC، با تغذیه AC، موتورهای DC را کنترل می‌کند. 
• طراحی مدارهای کنترل و قدرت در درایوهای AC پیچیده‌تر از درایوهای DC است، زیرا بایستی مبدل، AC را به DC و سپس DC را به AC معکوس کند. 
• گشتاور راه اندازی درایو AC پایین‌تر از گشتاور راه‌اندازی درایو DC است.
• درایوهای AC در مقایسه با درایوهای DC راندمان بالاتری دارند.
• موارد استفاده از درایو AC از درایو اینورتر DC خیلی بیشتر است.

همانطور که در تصویر بالا مشاهده می کنید درایو از سه بخش متفاوت تشکیل شده است:

1. مبدل AC به DC که از 6 دیود تشکیل شده و در اولین مرحله، عمل یکسوسازی را انجام می‌دهد برق AC به DC تبدیل می‌کند. (converter)
2. باس DC به کمک فیلتری شامل سلف و خازن، ریپل‌های شکل موج خروجی را حذف می‌کند و موج DC صافی را تحویل می‌دهد. (DC Bus)
3. مبدل DC به AC با استفاده از ترانزیستورهای قدرت سوییچینگ IGBT شکل موج DC را به شکل موج AC تبدیل می‌کند. (converter)

از آنجا که فرکانس و ولتاژ خروجی اینورتر قابل تنظیم است امکان کنترل سرعت را برای موتورهای القایی فراهم می‌کند.

کاربردهای درایو اینورتر در صنعت

از آنجا که پا به پای رشد صنایع، استفاده از الکتروموتورها هم رشد و افزایش زیادی داشته است، کنترل این تجهیزات روز به روز اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. شاید ساده‌ترین کاربردی که از درایو صنعتی به به ذهن خطور کند، کنترل سرعت یک الکتروموتور باشد. در خیلی از مواقع لازم نیست که موتور با سرعت نامی خود کار کند.

برای مثال یک فن صنعتی، پمپ آب، موتور کولر گازی با فرمان درایوی که آن‌ها را کنترل می‌کند بین سرعت صفر تا نامی کار می‌کنند. این موضوع علاوه بر کاهش چشمگیر در مصرف برق، لزوم خاموش و روشن کردن مداوم و در نتیجه استهلاک تجهیزات را کاهش می‌دهد.

در بسیاری از کارخانه‌ها و صنایع و تجهیزاتی مانند آسانسورها، بالابرها و جرثقیل‌ها، کمپرسورها و نوارهای نقاله، درایو صنعتی با کنترل گشتاور و سرعت، دقت، سرعت، عملکرد و عمر تجهیزات را بهبود می‌بخشد. در صنایع نساجی، صنایع کارگاهی، ماشین ابزار و ابزار آلات کارگاهی، صنایع کاغذ و چرم‌سازی و نفت و گاز، همگی از این تجهیز پرکاربرد استفاده می‌کنند.

مزایای درایو صنعتی یا درایو اینورتر

در ادامه به برخی از مزایای درایو اینورتر صنعتی در مقایسه با حالتی که از درایو استفاده نمی‌شود، اشاره می‌کنیم.

برندهای تولید کننده درایو اینورتر صنعتی

در دنیا برندهای مختلفی هستند که انواع درایو اینورتر را تولید می‌کنند. البته در بازار کشور بیشتر، محصولات برندهای آسیایی و حتی داخلی عرضه می‌شوند. برای مثال اینورترهای پرتو صنعت، اینوت، پنتاکس، ال اس و دلتا به‌خوبی جای خود را در صنایع و واحدهای تولیدی کشورمان باز کرده‌اند.

کالاصنعتی که از شرکت‌های باتجربه و تخصصی در زمینه تامین و فروش انواع درایو اینورتر است همواره بر آن است تا باکیفیت‌ترین محصولات از برندهای معتبر را به مشتریان عرضه کند. چنانچه قصد خرید اینورتر را دارید یا نیازمند مشاوره فنی در این زمینه هستید می‌توانید با کارشناسان خبره کالاصنعتی تماس بگیرید.

در ادامه برخی از برندهای تولید کننده درایو اینورتر صنعتی را با هم بررسی می‌کنیم.

اینورتر پرتو صنعت

اینورتر پرتو صنعت محصول یکی از شرکت‌های دانش‌بنیان ایرانی با همین نام است که بیش از 30 سال در زمینه تولید انواع تجهیزات برق صنعتی و اینورتر فعالیت می‌کند. درایوهای ولتاژ پایین این شرکت که کاربردهای بیشتری در صنایع دارند، در حالت عادی تا توان 500 کیلووات تولید می‌شوند. مدل‌های زیر برخی از محصولات پرکاربرد این تولیدکننده اینورتر ایرانی هستند:

1. سری EX
2. سری VX2
3. سری VX40
4. سری VX60

اینورتر اینوت (Invt)

شرکت اینوت invt طیف وسیعی از انواع اینورتر صنعتی را با مشخصات فنی مختلف تولید می‌کند؛ در این میان درایوهای ولتاژ پایین اینوت رایج‌ترین و پرکاربردترین محصولات این شرکت به شمار می‌روند. در اینجا به برخی از مدل‌های درایو اینوت اشاره می‌کنیم:

• اینورتر اینوت مدل GD27
• اینورتر اینوت مدل GD270
• اینورتر اینوت مدل GD20
• اینورتر اینوت مدل GD200A
• اینورتر اینوت مدل GD350A
• اینورتر اینوت مدل GD350

درایو اینوت سری GD200A یکی از مدل‌های پرکاربرد است که با کاربری سنگین و عادی و در دو نوع تک‌فاز به سه‌فاز و سه‌فاز به سه‌فاز تولید می‌شوند. مشخصات این درایو عبارت‌اند از: 

• تک‌فاز 220 ولت به سه‌فاز 380 ولت (کاربری عادی): 7.5 تا 15 کیلووات
• تک‌فاز 220 ولت به سه‌فاز 380 ولت (کاربری سنگین): 5.5 تا 11 کیلووات
• سه‌فاز 380 ولت (کاربری عادی): 5.5 تا 400 کیلووات
• سه‌فاز 380 ولت (کاربری سنگین): 0.75 تا 1000 کیلووات

درایو LS

اینورتر LS (اینورتر ال اس) که با نام درایو LS نیز شناخته می‌شود در ۱۲ مدل و با هدف کنترل دور الکتروموتور طراحی می‌شود. انواع اینورتر LS عبارت‌اند از:

• مدل‌های M۱۰۰ و iE5 و iC5: اینورتر میکرو جهت کاربری سبک (فقط به صورت تک‌فاز به سه‌فاز تولید می‌شود.)
• مدل‌های G۱۰۰ و iG5A: اینورتر عمومی
• مدل‌های H۱۰۰ و iP5A: درایو پمپ و فن (گشتاور متغیر)
• مدل iS7: اینورتر مناسب برای کاربردهای سنگین
• مدل S۱۰۰: درایو استاندارد (بیشتر در پله‌برقی و آسانسور کاربرد دارد.)
• مدل iV5: اینورترهای خطی با بیشترین فنّاوری و تنظیمات
• مدل iV5L: درایو جرثقیل
• مدل L۱۰۰: درایو آسانسور

اینورتر پنتاکس

اینورتر پنتاکس (Pentax) که با نام درایو پنتاکس نیز شناخته می‌شود، یکی از برندهای درایو اینورتر صنعتی با کاربری عمومی است که تحت لیسانس شرکت Pentax ایتالیا در ایران مونتاژ و در دو نوع تک‌فاز و سه‌فاز تولید می‌شود. انواع اینورتر برند پنتاکس در سه تیپ DSI-200 ،DSI-100 و DSI-400 تولید می‌شوند که هر یک مشخصات فنی و بازه توان خاصی را پوشش می‌دهند.