اینورتر چیست و چه کاربردی دارد؟

پرسش شده توسط : مهدی در تاریخ : سه شنبه 30 آبان 1396

پاسخ :

اینورتر چیست و چه کاربردی دارد؟

اینورتر یا مبدل برق دستگاه الکترونیکی است که جریان مستقیم ( DC ) را به جریان متناوب ( AC ) تبدیل می کند. جریان AC تبدیل شده می توانند بر اساس نیاز در هر ولتاژ و فرکانسی باشد که بوسیله ترانسفورماتورهای مناسب و مدارها کنترل می شود.
 اینورترها قطعات متحرک ندارند و در طیف گسترده ای از ابزارهای کاربردی استفاده می شوند، از منبع تغذیه کامپیوتر گرفته تا ابزار بزرگ حمل و نقل فله. اینورترها معمولا برای تامین جریان AC از منابع DC مانند پانل های خورشیدی یا باتری مورد استفاده قرار می گیرند.
اینورتر نوسان ساز الکترونیکی قدرت بالا است. دلیل این نام گذاری آن است که این دستگاه عمل عکس مبدل برق AC به DC متداول را انجام می دهد.
 کنترلر موتور میتواند به صورت دستي یا اتوماتیک یک موتور را راه اندازي یا متوقف کند ، رو به جلو یا عقب )راست گرد چپ گرد ( حرکت دهد. و یا با سرعت و گشتاور تنظیم شده اي به حرکت در آورده و در مقابل اضافه بار و فالتها محافظت کند. دامنه استفاده از کنترلر موتور بسته به کاربردهاي مختلف از مصارف معمول نظیر کامپیوتر ، ماشین فاکس ، سیستمهاي گرمایش و سرمایش تا مصارف صنعتي پیچیده مانند خطوط تولید روباتیک میتواند باشد . درایو ها در کاربردهاي مختلف مانند سیستمهای سروو یا کنترل کننده دور موتور با فیدبک در الکتروموتورهاي AC و DC استفاده میگردد. درایوها دور موتور میتوانند دور موتور را به صورت پیوسته از صفر تا چندین برابر دور نامي تغییر دهند. تنظیم دور در الکتروموتورها علاوه بر کاربردهاي فراوان در پروسه هاي صنعتي ، منجر به صرفه جوئي مصرف انرژي هم میگردد. علاوه بر آن درایوها در راه اندازي موتور جریان شروع کار و استارت موتور از شبکه را به میزان زیادي کاهش میدهند. بطوریکه این جریان خیلي کمتر از جریان اسمي موتور است. درایوها میتوانند موتور را بطور نرم و کاملا کنترل شده استارت و استپ نمایند. زمان استارت و استپ را میتوان بدقت تنظیم نمود به صورتی که این زمان کسري از ثانیه و یا صدها دقیقه باشد. امروزه کاربردهاي بسیاري براي استفاده از درایو در صنعت اتوماسیون میتوان نام برد از ماشینهاي CNC ، موتورهاي آسانسور ، نوار نقاله گرفته کنترل یک ولو توانائي درایو در استارت و استپ نرم و کنترل دور موتور موجب کاهش قابل ملاحظه تنشهاي مکانیکي در کوپلینگها در تمامی ادوات دوار متصل به هم میگردد. در زیر به دو نمونه از پر مصرف ترین انواع کنترلرهاي موتور اشاره می گردد : کنترل دور موتورهاي AC یا AC Variable frequency drives کنترل دور موتورهاي DC یا DC motor speed or torque controls

درایو های AC دور متغیر (کنترل دور موتورهاي AC ):

درایو های AC دور متغیر ، سیستمهای کنترل سرعت موتور های AC می باشند . درایو های AC هم سرعت موتور های القایی و هم سرعت موتور های سنکرون را با تنظیم فرکانس تغذیه ی موتور کنترل می کنند . درایو های AC با عناوین: درایو های تنظیم سرعت ) ASD ( ، یا درایوهای تنظیم فرکانس ) AFD ( ، یا درایوهای فرکانس متغیر) UFD (، یا درایو سرعت متغیر ( VSD ( و یا همه مبدلهای فرکانس ) FC ( نیز شناخته می شوند . اولین موتور AC در سال 1899 طراحی شد. موتور های AC با استفاده از القای الکترومغناطیسی انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند. قطعا سرعت ثابت در تمامی پروسه ها وکاربردها مناسب نیست و لازم است که بتوان سرعت را متناسب با نیاز تغییر داد . ماشین آلات صنعتی اغلب با موتور های که دارای تجهیزاتی جهت تنظیم سرعت می با شند، کار می کنند . چنین موتور هایی دارای ابعاد بزرگتر و توان های بالاتری نسبت به موارد مشابهی که در دریلهای الکتریکی و مخلوط کنها بکار می روند دارند .این موتور ها معمولا در یک سرعت ثابت به کار می روند. در صورتیکه نیاز به کنترل سرعت باشند از درایو AC )سرعت متغیر( استفاده می شود .درایوهای AC در کاربرد های گوناگون صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. بعنوان یک مثال ساده درایو های AC اغلب همراه با فنها جهت تنظیم جریان هوا در سیستم های بزرگ گرمایش و هوای مطبوع مورد استفاده قرار می گیرد جریان آب و مواد شیمیایی در پروسه های صنعتی اغلب، با تنظم سرعت پمپها کنترل می شود . بعلاوه درایو های AC دور متغیر معمولادر کاربردهای پیچیده محیط های نامناسب و سخت نظیر میلهای کاغذ، کندن تونل ، دستگاه های دریل در صنعت نفت و یا معدن نیز مورد استفاده قرار می گیرند. کنترل پروسه و کاهش مصرف انرژی دو دلیل اولیه برای استفاده از درایوهای AC می باشد. درایوهای AC در اصل برای کنترل پروسه ساخته شدند ، اما کاهش مصرف انرژی نیز به همان میزان دارای اهمیت است

ذخیره ی انرژی با استفاده از درایو های AC :

مصرف انرژی اغلی در درایو های AC کمتر از کاربردهای سرعت ثابت است. پمپها و فنها دارای بیشترین مصرف انرژی می باشند. در صورتیکه یک فن با سرعت ثابت کار کند ممکن است که جریان هوا گاهی اوقات بیشتر از مقدار مورد نیاز باشد. جریان هوای اضافی را می توان با یک دمپر محدود نمود اما مفیدتر آنست که بتوان جریان هوا را با تنظیم سرعت موتور ، تنظیم نمود. تنظیم سرعت بعنوان وسیله ای جهت کنترل پروسه : موارد زیر فواید کنترل پروسه با استفاده از درایوهای AC می باشند : مثال : درایو AC عملکرد یکنواخت تری در مقایسه با کارکردهای دمر ثابت دارد. برای مثال در یک ایستگاه انتقال فاضلاب ، فاضلاب از طریق لوله های ، تحت نیروی گرانشی ، به یک چاه منتقل می شود. و از این پخش به پروسه تصفیه پمپ می شود. در صورت استفاده از پمپهای سرعت ثابت ، پمپها به گونه ای تنظیم می شوند که در صورتیکه مایع داخل چاه به حد بالای مشخصی رسید استارت شده و در صورتیکه سطح آن به حد پایین رسیده استپ شوند. این روشن ، خاموش شدنهای پیوسته پمپها موجب کشیده شدن جریان الکتریکی بالا هنگام استارت موتور و در نتیجه ایجاد تنشهای گرمایی و الکترو مغناطیسی در موتور و تجهیزات کنترل قدرت میگردد. پمپها و لوله ها تحت فشارهای مکانیکی و هیدرولیکی قرار می گیرند . پروسه تصفیه فاضلاب دارای مجموعه ای از تنشها در طول انتقال فاضلاب می باشد . در صورت استفاده از درایوهای AC ، پمپها بصورت پیوسته کار می کنند و سرعت آنها با افزایش سطح مایع در چاه افزوده می شود. بدین ترتیب جریان ورودی با جریان خروجی متناسب گشته و پروسه بصورت یکنواخت انجام می گیرد.

 کاربردهای اینورتر :

بحثي كه همیشه در الكترونیك صنعتي مطرح بوده و هست تبدیل یك ولتاژ dc به یك ولتاژ ac است. به سیستمي كه این تبدیل را براي ما انجام مي دهد اینورتر گفته ميشود. اینورترها داراي رنج وسیعي از كاربردهاي مختلف هستند كه تعدادي از انها را ذكر مي كنیم: 1 یك خط ولتاژ - AC : خیلي از مواقع دسترسي به یك منبع dc مثل باتري وجود دارد. ولي یك خط ولتاژ AC مورد نیاز است مثل اتومبیل 2 منابع تغذیه بدون وقفه ) - UPS (: در انواع مختلف UPS ها جهت تبدیل توان باتري ها به یك توان AC به اینورترها نیاز داریم. 3 كوره هاي القایي: اینورترها جهت تبدیل یك توان - AC با فركانس پائین به یك توان AC با فركانس بالا مورد استفاده قرار مي گیرند. این ولتاژ فركانس بالا در كوره هاي القایي مورد استفاده دارد. به این ترتیب كه ابتدا توان AC را به DC یكسو كرده و سپس توسط اینورتر به توان AC فركانس بالا تبدیل ميكنند. 4 در سیستم انتقال توان - HVDC : در این سیستم انتقال توان الكتریكي ، ابتدا توان AC به DC تبدیل ميشود. این توان DC با ولتاژ بسیار بالا به وسیله خطوط انتقال به مقصد مي رسد. در محل گیرنده، این توان DC دوباره به مقدار AC تبدیل ميشود. 5 درایورهاي فركانس متغیر: یك درایو فركانس متغیر، سرعت عملكرد یك موتور - AC را به كمك كنترل كردن ولتاژو فركانس به صورت همزمان تنظیم ميكند. 6 استفاده در پنلهاي خورشیدي: پنلهاي خورشیدي داراي خروجي - DC هستند كه با استفاده از اینورترها این توان تبدیل به AC ميشود. انواع اینورترها از نظر فاز و شكل موج خروجي: اینورترها از نظر فاز تبدیل به دو نوع عمده تك فاز و سه فاز تقسیم بندي ميشوند همچنین از نظرشكل موج خروجیشان به چهار نوع زیر تقسیم ميشوند. 1 خروجي به شكل موج مربعي - 2 خروجي به شكل سینوسي اصلاح شده )معمولي( - 3 خروجي به شكل سینوسي اصلاح شده )پله اي( - 4 خروجي به شکل سینوسي خالص شكلهاي زیر دو نوع سینوسي اصلاح شده را نشان مي دهند. - مقدمه اي بر طراحي اینورترها: در این قسمت یك سري از مطالب پایه مربوط به طراحي اینورترها را بیان مي كنیم. اگر شكل زیر بلوك دیاگرام یك اینورتر باشد چنانچه از تلفات اینورتر صرفنظر كنیم وتوان ورودي را با خروجي برابر بگیریم رابطه زیر را خواهیم داشت. Vin*Iin=Vout*Iout پس اگر یك ولتاژ خروجي 220 ولت با توان 400 وات نیاز داشته باشیم باید بدانیم كه در ورودي یك ولتاژ مثلاً 12 ولت با جریان 34 آمپر نیاز داریم. باید توجه داشت كه اگر ولتاژ ورودي dc با باتري تامین ميشود باتري تا چه مدت كارایي خواهد داشت. مورد دوم بازدهي یك اینورتر است كه عبارت است از نسبت توان خروجي به توان ورودي بر حسب درصد كه در اینورترهاي با طراحي خوب نزدیك 90 % است. بازده بیشتر به مواردي چون تعداد المانهاي سوئیچ كننده ، نوع المانهاي سوئیچ كننده، روش سوئیچ كردن )مثلاً pwm یا spwm ( مرغوبیت ترانسها و سیم پیچهاي به كار رفتند و نوع فیلترهاي مورد استفاده در اینورتر بستگي دارد. مورد دیگر شكل موج خروجي یك اینورتر است. همانطور كه مي دانیم یك شكل موج مربعي پریودیك داراي یك سري هارموني است. مانند شكل زیر هارمونیكهاي فرعي )داراي رتبه( داراي دامنه كمتر و فركانس بیشتري هستند و یكي از هارمونیكها كه به نام اصلي یا پایه خوانده ميشود داراي فركانسي برابر فركانس شكل موج مربعي است. جهت آنالیز فوریه این شكل موج مقداري به نام THD تعریف ميشود كه برابر است با: مسلم است كه هر چه مقدار THD كمتر باشد كیفیت شكل موج خروجي اینورتر بیشتر است. جهت بهبود كیفیت شكل موج خروجي اینورتر ميتوان از فیلترها استفاده كرد و در واقع هارمونیك اصلي را از میان دیگر هارمونیكها جدا نمود. ساده ترین مداري كه ميتوان براي یك اینورتر فرض كرد شكل زیر است. با تغییر وضعیت سوئیچ پالسهایي در اولیه ایجاد ميشود كه پس از تقویت در ثانویه ترانس نمایان ميشوند. ميتوان به جاي سوئیچ از دو ترانزیستور یا IGBT استفاده كرد و به وسیله یك مدار پالس دهنده )مثل مدار بي استابل 555 ) آنها را به ترتیب پالس دهي كرد. به این دلیل اینكه در این روش دامنه هارمونیكهاي فرعي نزدیك به دامنه هارمونیك اصلي است مقدار THD افزایش یافته و كیفیت شكل موج خروجي كاهش مي یابد. کارایی اینورتر اینورتر یک وسیله بسیار کار آمد ومفید برای کنترل موتورهای متناوب می باشد. قبل ازاینکه اینورترها بصورت گسترده وارد بازار شوند ، سازندگان ماشین آلات مشکلات خیلی زیادی برای کنترل سرعت موتورها داشتند که اینکار با گیربکسهای دور متغیر انجام می شد که آن هم از نظر مقدار تغییرسرعت و هم از نظر حجم خود گیربکس محدودیت زیادی برای سازندگان به همراه داشت. با نصب یک اینورتر برای یک موتور متناوب ، تمام پارامترهای موتور )جریان ، گشتاور ، ولتاژ و فرکانس( قابل کنترل می باشد. همچنین حفاظت موتور بصورت عالی توسط اینورتر انجام می شود. کار عمومی و اصلی اینورتر تغییر سرعت چرخش موتور می باشد که این کار را با استفاده از روشهای پیشرفته ساخت موج سینوسی )مدولاسیون پهنای باند( انجام می دهد. در کنار کار اصلی ، اینورتر امکانات دیگری را در اختیار ما قرار می دهد از جمله : 1 تغییر شیب برای روشن شدن و خاموش شدن موتور که باعث حفاظت موتور می شود. - 2 امکان روشن ، خاموش کردن و تغییر سرعت از روی کیپد یا ترمینال یا از راه دور با فرمان سریال. - 3 امکان برنامه ریزی اینورتر بدن نیاز به کنترلر خارجی. - 4 امکان کنترل گشتاور بعنوان فیدبک بار موتور برای حذف فیدبکهای دیگر. – اینورترها قابلیت رجنریتیو داشته و در صورت نیاز به پایین آوردن سریع سرعت ، امکان برگشت انرژی از موتور به شبکه وجود دارد.

 شرکت اینورتر گستران ( www.invertergostaran.ir )
  
تعمیر انواع درایوهای Dc , Ac و Servo و بردهای الکترونیکی صنعتی) PLC, HMI )... & مشاوره و فروش درایوهای Ac و Dc و Servo و تجهیزات اتوماسیون صنعتی طراحی،ساخت و رفع عیب انواع تابلو برق های صنعتی
 تلفن : 88450582 - 021
 فکس : 86024017 - 021

#کانال تلگرامی شرکت اینورتر گستران:  inverter_Gostaran@

برچسب ها :
اینورتر چیستدرایو چیستراه انداز نرم موتورکنترل دور موتورآموزش اینورترمبدل برقکاربردهای اینورترinverterDriveinverter tutorial

تنظیم پارامتر سرو های سری Pronet _e_08a_irسافت استارت چیست ؟ و چه کاربردهایی دارد؟