خرید اينورتر

اینورتر چیست؟

اینورتر یا درایو طبق تعریف الکترونیک مبدلی است که جریان الکتریسیته را از حالت مستقیم dc به حالت متناوب ac تبدیل می کند راه اندازی الکتروموتورها روش های مختلفی دارد که برترین آنها از طریق اینورتر است هرچند این روش نیز همانند دیگر روش ها دارای مزایا و معایبی است، اما بیان این نکته حائز اهمیت است چرا که به تایید متخصصین این حوزه، راه اندازی الکتروموتور از طریق اینورتر جزو بهترین روش های حال حاضر در سراسر دنیا است. اینورتر که نام های دیگری مثل درایو AC - درایو کنترل دور یا کنترل سرعت متغیر - اینورتر تکفاز - اینورتر سه فاز - درایو فرکانس متغیر - درایو ولتاژ متغیر هم دارد، دستگاهی الکترونیکی است که در سال های اخیر به جهت مزایای مهمش استفاده از آن در صنایع مختلف رو به افزایش و گسترش است. این محبوبیت باعث گردیده تا اینورتر پا را از صنعت فراتر نهاده تا در مصارف خانگی نیز مورد استفاده قرار گیرد. همان طور که از نام های دیگر اینورتر پیداست، یک اینورتر میتواند الکتروموتور یا موتور پمپ را در دورهای مختلف یا سرعت های متفاوت به حرکت درآورد. استفاده از اینورتر یا درایو دارای مزیت های زیادی است که به چند نمونه از آن اشاره میشود.

 

اینورتر VFD چیست؟

اینورترهای VFD (Variable Frequency Drive) که به صورت مخفف با نام درایوهای فرکانس متغیر نیز نامیده می شوند، دستگاه هایی هستند که برای کاهش هزینه و صرفه جویی در مصرف برق استفاده می شوند. این دستگاه ها با کنترل جریان ورودی به موتورهای الکتریکی می توانند کنترل مناسبی روی سرعت چرخشی موتور داشته باشند. این دستگاه ها با فیدبک گرفتن از جریان الکتریسیته ورودی، فرکانس مورد نظر را برای موتور ارسال می کند و از این طریق سرعت چرخشی لازم در خروجی موتور ایجاد می شود. سرعت چرخشی موتورهای الکتریکی با فرکانس ولتاژ منبع تغذیه رابطه مستقیم دارد در حالی که با تعداد قطب های استاتور رابطه معکوس دارد. برای تغییر سرعت چرخشی الکتروموتور باید یا از فرکانس ولتاژ منبع تغذیه استفاده کنید یا تعداد قطب های استاتور. در موتورهای الکتریکی با توجه به اینکه تعداد قطب های استاتور ثابت است و نمی توان آن را تغییر داد باید از فرکانس ولتاژ منبع تغذیه استفاده کرد.

 

در هنگام تغییر فرکانس نیز مشکلاتی در مدار موتورهای الکتریکی ایجاد می شود. به عنوان مثال تغییر فرکانس منبع تغذیه موجب کاهش امپدانس معادل موتور می شود که سبب افزایش شار مغناطیسی و در نهایت ایجاد جریان های شدید و بالا می شود. یکی از راهکارهای کاهش احتمال بروز این مشکل ایجاد یک نسبت کاهش مناسب برای تغییر فرکانس منبع تغذیه است. اینورترهای VFD می توانند کنترل سرعت چرخشی و فرکانس موتور را طوری تنظیم کنند که موتور الکتریکی جریان متناوب در سرعت های پایین به گشتاور ایده آلی برسد که شبیه گشتاور موتورهای DC باشد. درایوهای فرکانس متغیر متناسب با فرکانس ولتاژ ورودی عمل می کنند و با تغییر این فرکانس راکتانس القایی موتور تغییر می کند و ولتاژ متناسب با فرکانس تنظیم می شود.

 

انواع اینورتر

هر نوع اینورتر  می تواند بر اساس نیازهای خاص و محیط کاربردی مورد استفاده قرار گیرد., و بر اساس قابلیت خود دور موتور را تنظیم کند. به همین دلیل اینورتر به روش های مختلفی دسته بندی می شود. 

 

دسته بندی اینورتر بر اساس نوع بار

دو نوع برق AC وجود دارد. تک فاز و سه فاز. بنابراین، دو نوع بار وجود دارد. و بر اساس آن دو نوع اینورتر وجود دارد:

 

تک فاز

سه فاز

 تک فاز:  اگر بار تک فاز باشد، از اینورتری برای راه اندازی بار استفاده می شود که تک فاز است. دو نوع وجود دارد؛

 

اینورتر نیم پل

اینورتر تمام پل

 اینورتر سه فاز

به طور کلی منبع AC سه فاز در صنایع استفاده می شود و بار آن سه فاز است. در این حالت برای اجرای این بار از یک اینورتر سه فاز استفاده می شود.  در یک اینورتر سه فاز از شش دیود و شش تریستور استفاده شده است. با توجه به زمان هدایت تریستور، این اینورتر به دو نوع تقسیم می شود:

 

حالت کارکرد 120 درجه

حالت کارکرد 180 درجه

مدار اینورتر سه فاز

 

دسته بندی اینورتر بر اساس کاربرد

اینورترها دامنه وسیعی از کاربری ها (از آداپتورهای خودرو گرفته تا کاربردهای خانگی یا اداری و سیستم های شبکه توضیع) را در بر میگیرد. برخی از کاربردهای اینورتر عبارتند از:

 

استفاده از منبع تغذیه DC: این نوع اینورترها با تولید الکترونیکی شکل موج AC از برق DC کار می کنند. AC به طور کلی توسط یک ژنراتور چرخشی ایجاد می شود که یک اینورتر برای شبیه سازی نیاز دارد. با تغییر سریع جهت ورودی DC بین مثبت و منفی، برق DC را به برق AC تبدیل می کند.

 

استفاده از منبع تغذیه dc

 

منابع تغذیه بدون وقفه: هنگام قطع شدن برق منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) از باتری ها و یک اینورتر برای تامین برق AC استفاده می کند. هنگامی که برق شبکه برمی گردد، باتری ها از طریق یک یکسو کننده برق DC را برای شارژ مجدد تامین می کند.

 

درایو فرکانس متغیر (VFD)

VFD مخفف Variable Frequency Drive است. همانطور که از نامش پیداست یک درایو فرکانس قابل تنظیم است که فرکانس منبع AC را تغییر می دهد. کاربرد VFD ها بیشتر در کنترل سرعت موتور های القایی است، زیرا سرعت آن ها به فرکانس تغذیه بستگی دارد. از این رو در اغلب درایوهای فرکانس متغیر از ساختار اینورتر طراحی شده برای تولید ولتاژ و فرکانس خروجی متغیر استفاده می شود. به عبارت دیگر VFD یک مبدل قدرت است که از مدارهای الکترونیکی برای تبدیل فرکانس و ولتاژ ثابت به فرکانس و ولتاژ متغیر استفاده می کند. حتی موتور با استفاده از VFD قادر است تا با فرکانس های بالاتر از سرعت نامی خود کار کند.

 

درایو فرکانس متغیر (VFD)

 

حالت های سوئیچینگ برای ولتاژهای مثبت، منفی و صفر مطابق الگوهای ارائه شده در جدول زیر ایجاد می شوند. پالس های گیت تولید شده مطابق با الگوی توسعه یافته به هر کلید داده می شود و بدین ترتیب خروجی به دست می آید.

 

شکل موج انتقال سیگنال در هر دوره هارمونیک ها حذف شدند هارمونیک تقویت شده توضیحات سیستم اعوجاج هارمونیک کامل (THD)

موج مربع 2 سطحی 2 - - موج مربع 2 سطحی ~45%

موج سینوسی اصلاح شده 3 سطحی 4 3, 9, 27, … - موج سینوسی اصلاح شده 3 سطحی >23.8%

موج سینوسی اصلاح شده 5 سطحی 8 - - موج سینوسی اصلاح شده 5 سطحی >6.5%

PWM  2 سطح بسیار کند 10 3, 5, 9, 27 7, 11, … PWM  2 سطح بسیار کند -

PWM  3 سطح بسیار کند 12 3, 5, 9, 27 7, 11, … PWM  3 سطح بسیار کند -

اینورتر جوشکاری

یکی دیگر از کاربردهای اینورتر، استفاده آن در دستگاه های جوشکاری است. اینورتر جوشکاری دستگاه جوشکاری است که از قطعات الکترونیکی حالت جامد برای بهبود کارایی در تبدیل جریان الکتریکی استفاده می کند. اغلب دستگاه جوش های اینورتری سبک، قابل حمل هستند و در بعضی مدل ها، کوچکتر از جعبه ابزار شما هستند. اینورترهای جوشکاری با افزایش فرکانس ورودی برق از 50 هرتز به 20 تا 100 کیلو هرتز کار می کنند.

 

این جریان با فرکانس بالا به یک هسته ترانسفورماتور به شدت کوچکتر از جوشکارهای قدیمی مبتنی بر ترانسفورماتور نیاز دارد. فناوری قدیمی، ترانسفورماتور را طوری اندازه می داد که از فرکانس AC استاندارد 50-60 هرتز در دسترس از برق شهری استفاده کند. از آنجایی که جوشکارهای مبتنی بر اینورتر از کلیدهای الکترونیکی استفاده می کنند که برق را تا 1 میلیون بار در ثانیه روشن و خاموش می کنند، این فناوری به اینورتر این اجازه را می دهد که فرکانس AC را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.

 

بنابراین، با استفاده از فرکانس بالاتر، دستگاه جوش های مبتنی بر اینورتر، به هسته بسیار سریعتر، (100000 بار در ثانیه به جای 60 بار در ثانیه) تحریک می کند. این قضیه اجازه می دهد تا یک هسته کوچکتر بدون افت توان خروجی داشته باشید و جوشکارهای اینورتر را بسیار کارآمدتر می کند.

 

دستگاه جوشکاری

 

در کمپرسورهای برودتی (کولرهای گازی)

کمپرسور قسمتی از ابزار برودتی است که مبرد را از گاز به مایع تبدیل می کند. با توجه به دمای مبرد کار می کند: هنگامی که نیاز به سرد شدن دارد با سرعت کامل کار می کند و زمانی که دما به اندازه کافی پایین است کاملا متوقف می شود. اما کمپرسور دارای اینورتر به آرامی شروع به کار می کند، سپس سرعت آن را افزایش می دهد و با رسیدن به دمای مورد نظر، دوباره آن را به اندازه ای کاهش می دهد که دما را حفظ کند.

 

روش های تنظیم تبرید سنتی از کمپرسورهای تک سرعته استفاده می کنند که پیاپی روشن و خاموش می شوند. سیستم های مجهز به اینورتر دارای یک درایو فرکانس متغیر (VFD) هستند که سرعت موتور و در نتیجه خروجی کمپرسور و مبرد را کنترل می کند. کمپرسور را می توان با سرعت های متغیر کار کرد از طرفی حذف چرخه های stop-start کمپرسور باعث افزایش بازدهی می شود. یک میکروکنترلر معمولا دمای فضایی که قرار است خنک شود را کنترل کرده و سرعت کمپرسور را برای حفظ دمای مورد نظر تنظیم می کند. اولین کولر گازی اینورتر توسط توشیبا در سال 1981 در ژاپن عرضه شد.

 

کمپرسورهای برودتی

 

در شبکه برق

یک اینورتر اتصال به شبکه، جریان مستقیم (DC) را به جریان متناوب (AC) مناسب برای تزریق به شبکه برق تبدیل می کند، معمولاً 120 ولت RMS در 60 هرتز یا 240 ولت RMS در 50 هرتز. اینورترهای شبکه ای بین ژنراتورهای برق محلی استفاده می شود: پنل خورشیدی، توربین بادی، برق آبی و شبکه.

 

استفاده از اینورتر در شبکه

 

برای تزریق کارآمد و ایمن برق به شبکه، اینورترهای متصل به شبکه باید دقیقاً با ولتاژ، فرکانس و فاز شکل موج سینوسی شبکه AC مطابقت داشته باشند.

 

محصولات پیشنهادی: قیمت ژنراتور

پنل های خورشیدی

اینورتر خورشیدی یا اینورتر فتوولتائیک (PV) نوعی اینورتر قدرت است که جریان مستقیم (DC) خروجی یک پنل خورشیدی فتوولتائیک را به یک جریان متناوب فرکانس شهری (AC) تبدیل می کند که می تواند به یک شبکه برق تجاری تغذیه یا توسط یک شبکه الکتریکی محلی، خارج از شبکه استفاده شود. اینورترهای انرژی خورشیدی دارای عملکردهای ویژه ای هستند که برای استفاده با آرایه های فتوولتائیک سازگار شده اند، از جمله ردیابی نقطه حداکثر توان و محافظت در برابر ضد جزیره ای.

 

استفاده از اینورتر در پنل خورشیدی

 

انتقال برق HVDC

اینورتر برق مورد استفاده در شبکه سیستم قدرت برای تبدیل برق DC عمده به برق AC. یعنی در انتهای دریافت خطوط انتقال HVDC استفاده می شود. این اینورتر به عنوان یک اینورتر grid-tie شناخته می شود. برای انتقال برق HVDC، برق AC اصلاح می شود و برق DC ولتاژ بالا به مکان دیگری منتقل می شود. پس از آن در محل دریافت، یک اینورتر در یک نیروگاه اینورتر استاتیک، برق را به AC تبدیل می کند. باید توجه داشت که اینورتر باید با فرکانس و فاز شبکه هماهنگ شده و تولید هارمونیک را به حداقل برساند.

 

کاربرد اینورتر در الکتروموتور 

اینورتر در رابطه با الکتروموتور نقش حفاظت کامل و همچنین راه اندازی ایمن و بدون آسیب رساندن به موتور را دارد . این دستگاه با تغییر فرکانس موتور از صفر تا صد و بالعکس به کاربر امکان کنترل کامل الکتروموتور را می دهد. نکته فوق العاده مهم این است که سریع ترین راه ، مطمئن ترین راه و بهترین راه برای راه اندازی الکتروموتور ها استفاده از درایو های AC یا اینورتر است. نکته بسیار مهم دیگر اینکه در سراسر دنیا اختلاف بسیار زیادی بر سر بهینه نمودن راه اندازی الکتروموتور وجود دارد. جالب تر این که بیشترین میزان مصرف برق در دنیا توسط الکتروموتور هاست و از آنجایی که بهترین روش راه اندازی موتورها توسط اینورتر است ، لذا یکی ازبزرگ ترین تجارت های پرسود در دنیا تجارت درایوهای ac یا اینورتر است.

 

اینورتر

 

خرید اینورتر

باور عمومی مردم در هنگام خرید اینورتر این است که برق دستگاه یا موتورمان چند کیلو وات است و بر اساس پاسخ به این سوال به انتخاب و خرید اینورتر پرداخته میشود. اما تنها این پارامتر را در نظر گرفتن تصور اشتباهی است و به موتور خسارت های جبران ناپذیری وارد میشود. بطورکلی 9 معیار مهم و اساسی جهت انتخاب درایو مناسب برای موتور وجود دارد بعلاوه 4 معیار فرعی. که به اختصار به چند مورد از معیارهای مهم آن اشاره می کنیم.

 

نوع بار

بطور کلی دو نوع بار داریم که به موتور متصل میگردد. اولی بارهای با گشتاور متغیر و دومی بارهای با گشتاور ثابت. در زمان انتخاب و خرید اینورتر، باید بدانیم که چه نوع باری قرار است به موتور اعمال گردد. در بارهای گشتاور متغیر، گشتاور با سرعت در ارتباط است، مانند پمپ و فن و در بارهای گشتاور ثابت، سرعت مستقل از گشتاور است، مانند آسانسور و جرثقیل.

 

موتور FLA 

دومین معیار انتخاب درایو برای خرید اینورتر، پلاک موتور است. در پلاک مشخصات موتور اطلاعاتی وجود دارد که در انتخاب درایو مناسب برای موتور خیلی موثرند، مانند FLA  موتور. FLA که همان جریان بار کامل موتور است، دومین عامل مهم جهت انتخاب و خرید اینورتر است.

 

فرکانس موتور

سومین معیار مهم در انتخاب و خرید اینورتر، فرکانس موتور است.به عنوان مثال موتورهای اسپیندل 600 هرتز با اینورترهای 200 هرتز کار نمی کنند و در صورتی که این اتصال انجام شود قطع به یقین  موتور خواهد سوخت.

 

ولتاژ موتور

برای انتخاب اینورتر مناسب برای موتور، ولتاژ کاری موتور، چهارمین معیار اساسی به شمار می رود. به این نکته باید توجه نمود که میزان ولتاژ در خروجی اینورتر برابر است با حداقل صفر ولت الی میزان ولتاژ در ورودی اینورتر. به عنوان مثال ولتاژ 220 ولت در ورودی اینورتر تکفاز، در خروجی صفر ولت الی 220 ولت سه فاز خواهد بود. 

 

برق ورودی

نوع ولتاژ و برق ورودی برای اینورتر از دیگر موارد مهم در انتخاب درایو برای خرید اینورتر است. برق ورودی اینورتر نصب شده به موتور می تواند 220 ولت تکفاز یا 380 ولت سه فاز یا 660 ولت یا غیره باشد که باید مشخص گردد.

 

پارامترهای مهم در انتخاب اینورتر

 

ارتفاع از سطح دریا

از دیگر موارد مهم در انتخاب و خرید اینورتر مناسب برای موتور، ارتفاع از سطح دریاست. اینورترها به صورت عموم و استاندارد بطور معمول در ارتفاع هزار متر از سطح دریا ساخته میشوند. لذا عکس العمل اینورترها در مکانهای مختلف، متفاوت خواهد بود که باید متناسب با همان مکان، انتخاب و خرید اینورتر انجام گردد.

 

IP - ( درجه حفاظت )

درجه حفاظت یکی دیگر از مواردی است که کمتر کسی به آن توجه می کند. درایوهای کنترل دور در IP های مختلف ساخته می شوند، انتخاب و خرید اینورتر باید متناسب با میزان آلودگی و رطوبت مکان مورد نظر و IP مناسب انجام گردد. خرید اینورتر با IP=20 به هیچ عنوان مناسب محیط های دارای قطرات ریز آب و گرد و غبار بالا نیست.

 

مزایا  اینورتر

استفاده از اینورتر مزایا و معایبی دارد که به چند نمونه از آن اشاره می شود: 

 

اینورتر در زمان راه اندازی و توقف موتور با یک شیب ملایم است که از ایجاد جریان هجومی (inrush current ) بالا در شبکه و همچنین لگد زدن موتور جلوگیری مینماید و باعث افزایش طول عمر الکتروموتور می شود که بسیار عالیست.

اینورتر گشتاور راه اندازی پایین ندارد به عبارت دیگردر دورهای پایین می توان گشتاور بالا یا قدرت حرکتی بالا لحاظ نمود که یک مزیت بسیار عالی است.

برای چپگرد و راستگرد نمودن الکتروموتور دیگر نیازی به کنتاکتور نمی باشد، یعنی کنتاکتورهای چپگرد و راستگرد با وجود اینورتر در مدار عملاً حذف می شوند.

کاهش میزان مصرف انرژی (برق).

اینورتر برای استفاده در هر کاربردی دارای اپلیکیشن جداگانه و تنظیمات مربوط به همان نوع مصرف است.

در راه اندازی موتور با اینورتر هیچ نوع بانک خازنی نیاز نمیباشد.

در صورت انتخاب درست تنظیمات برای اینورتر متناسب، دستگاه مورد نظر حفاظت می کند و دیگر نیازی به وسایل حفاظتی جانبی نمی باشد و باعث کاهش هزینه جانبی میشود.

در این روش توان راکتیو تقریبا نزدیک به صفر است یعنی COS (∅) به یک نزدیک می شود.

اعمال فرکانس بالاتر از فرکانس نامی موتور توسط اینورتر. در واقع توسط اینورتر می توان فرکانس بالاتر از فرکانس برق شهر را ایجاد نمود. به عنوان مثال اینورتر هایی وجود دارند که فرکانس خروجی آنها حتی به 2.5HZ می رسند. یکی از کاربردهایی که با فرکانس برق شهر قابلیت راه اندازی ندارند، اسپیندل است در حالیکه همان اسپیندل با اینورتر به راحتی راه اندازی می شود.

معایب اینورتر

قیمت خرید و هزینه بالای اینورتر

ایجاد هارمونیک در شبکه برق به جهت سوئیچ قطعات 

خروجی اینورتر سینوسی کامل نیست واز نوع PWM است که باعث ایجاد تلفات در موتور میشود.

نام هایی اینورتر در صنعت و بازار

اینورتر در صنعت و بازار اسامی مختلفی دارد که به چند نمونه از این نامها اشاره می شود :

 

( variable speed drive)VSD  یا درایو های سرعت متغیر.

(VFD( variable frequency drive یا همان درایوهای سرعت متغیر.

VVVF یا (3VF (variable voltage variable frequency یا درایو های ولتاژ متغیر و فرکانس متغیر.

(FC (frequency control یا فرکانس کنترل .

اینورتر یا درایو های ac در صنف های مختلف با نام های گوناگون فراخوانی میشوند. به عنوان مثال در صنعت نفت و صنایع مربوط به آن اینورتر را با نام FC صدا می زنند. در سیستم های آسانسور به اینورتر 3VF  گفته می شود و بر همین اساس در سخت افزار الکترونیک آسانسور برد الکترونیکی به نام 3VF وجود دارد که دقیقا همان کار اینورتر را انجام می دهد.

 

اینورتر VFD

یکی از بزرگترین مشکلات موتورهای الکتریکی نحوه کنترل آن ها بوده است. اینورتر ایرانی VFD یکی از بهترین انتخاب ها برای ارتباط بین فرکانس ولتاژ و سرعت چرخش موتور است. موتورهای الکتریکی در گذشته تنها با یک سرعت چرخشی ثابت کار می کردند تا در سال 1980 تجهیزاتی به نام درایوهای فرکانس متغیر (اینورتر VFD) اختراع شدند و  موجب ایجاد یک انقلاب در تجهیزات الکترونیکی شدند. سرعت چرخش الکتروموتورهای جریان متناوب یا AC با فرکانس رابطه مستقیم دارد. در واقع با افزایش فرکانس دستگاه، سرعت چرخش موتورهای الکتریکی نیز افزایش می یابند.

منبع:https://www.kalasanati.com/%D8%AC%D8%B3%D8%AA%D8%AC%D9%88/331/%DA%A9%D8%A7%D9%84%D8%A7%DB%8C-%D8%B5%D9%86%D8%B9%D8%AA%DB%8C/%DA%A9%D8%A7%D9%84%D8%A7%DB%8C-%D8%A7%D8%AA%D9%88%D9%85%D8%A7%D8%B3%DB%8C%D9%88%D9%86/%D8%A7%DB%8C%D9%86%D9%88%D8%B1%D8%AA%D8%B1