راهکارهای موثر برای اعمال اینورتر (درایو فرکانس متغیر) دلتا در صنعت

اینورتر برند دلتا در صنعت استفاده می‌شود و یکی از پرکاربردترین تجهیزات اتوماسیون است. در این مقاله جامع قصد معرفی انواع مختلف درایو دلتا و نحوه ی استفاده از آن را داریم.

اینورتر (درایو فرکانس متغیر) دلتا چیست؟

درایو فرکانس متغیر (VFD) نوعی کنترل کننده موتور است که موتور الکتریکی را با تغییر فرکانس و ولتاژی که به موتور الکتریکی عرضه می‌شود به حرکت درمی آورد. نام های دیگر VFD عبارتند از: درایو سرعت متغیر، درایو سرعت قابل تنظیم، درایو فرکانس قابل تنظیم، درایو AC، میکرودرایو و اینورتر.

فرکانس (یا هرتز) به طور مستقیم با سرعت موتور (RPMs) مرتبط است. به عبارت دیگر، هرچه فرکانس سریعتر باشد، RPM سریعتر می‌رود. اگر یک برنامه کاربردی برای کارکردن با سرعت کامل به موتور الکتریکی نیاز نداشته باشد، می‌توان از VFD برای کاهش فرکانس و ولتاژ برای برآورده کردن نیازهای بار موتور الکتریکی استفاده کرد.

همانطور که الزامات سرعت موتور برنامه تغییر می‌کند، VFD می‌تواند به سادگی سرعت موتور را کم یا زیاد کند تا سرعت مورد نیاز را برآورده کند.

یک درایو فرکانس متغیر چگونه کار می‌کند؟

اولین مرحله از درایو AC فرکانس متغیر یا VFD، مبدل است. مبدل از شش دیود تشکیل شده است که مشابه شیرهای چک مورد استفاده در سیستم های لوله کشی است. آنها اجازه می‌دهند جریان فقط در یک جهت جریان یابد. جهت نشان داده شده توسط فلش در نماد دیود.

به عنوان مثال، هر گاه ولتاژ فاز A (ولتاژ مشابه فشار در سیستم‌های لوله‌کشی) مثبت‌تر از ولتاژ فاز B یا C باشد، آن دیود باز می‌شود و به جریان اجازه می‌دهد. هنگامی که فاز B نسبت به فاز A مثبت تر می‌شود، دیود فاز B باز می‌شود و دیود فاز A بسته می‌شود.

همین امر برای 3 دیود در سمت منفی اتوبوس نیز صادق است. بنابراین، با باز و بسته شدن هر دیود، شش “پالس” جریان دریافت می‌کنیم. این “VFD شش پالسی” نامیده می‌شود، که پیکربندی استاندارد برای درایوهای فرکانس متغیر فعلی است.

ما می‌توانیم با اضافه کردن یک خازن از شر موج AC در باس DC خلاص شویم. یک خازن به روشی شبیه به یک مخزن یا باتری در یک سیستم لوله کشی عمل می‌کند. این خازن امواج ac را جذب می‌کند و یک ولتاژ DC صاف را ارائه می‌دهد.

موج AC در باس DC معمولا کمتر از 3 ولت است. بنابراین، ولتاژ در باس DC “تقریبا” 650VDC می‌شود. ولتاژ واقعی به سطح ولتاژ خط AC تغذیه کننده درایو، سطح عدم تعادل ولتاژ در سیستم قدرت، بار موتور، امپدانس سیستم قدرت و هر راکتور یا فیلتر هارمونیک روی درایو بستگی دارد.

مبدل پل دیودی که AC به DC را تبدیل می‌کند، گاهی اوقات فقط به عنوان مبدل نامیده می‌شود. مبدلی که dc را به ac تبدیل می‌کند نیز یک مبدل است، اما برای تمایز آن از مبدل دیود، معمولاً به آن “اینورتر” می‌گویند. در صنعت رایج شده است که به هر مبدل DC به AC به عنوان یک اینورتر اشاره شود.

توجه داشته باشید که در یک VFD واقعی، سوئیچ های نشان داده شده در واقع ترانزیستور هستند.

وقتی یکی از کلیدهای بالای اینورتر را می‌بندیم، آن فاز موتور به باس مثبت dc متصل می‌شود و ولتاژ آن فاز مثبت می‌شود. وقتی یکی از کلیدهای پایین مبدل را می‌بندیم، آن فاز به باس منفی dc متصل می‌شود و منفی می‌شود.

بنابراین، ما می‌توانیم کاری کنیم که هر فاز روی موتور به میل خود مثبت یا منفی شود و بنابراین می‌توانیم هر فرکانسی را که می‌خواهیم تولید کنیم. بنابراین، می‌توانیم هر فازی را مثبت، منفی یا صفر کنیم.

موج سینوسی آبی فقط برای مقاصد مقایسه نشان داده شده است. درایو این موج سینوسی را ایجاد نمی کند.

توجه داشته باشید که خروجی VFD یک شکل موج “مستطیلی” است. VFD ها خروجی سینوسی تولید نمی کنند. این شکل موج مستطیلی انتخاب خوبی برای یک سیستم توزیع عمومی نیست، اما برای یک موتور کاملاً مناسب است.

اگر بخواهیم فرکانس موتور را به 30 هرتز کاهش دهیم، به سادگی ترانزیستورهای خروجی اینورتر را آهسته تر تغییر می‌دهیم. اما، اگر فرکانس را به 30 هرتز کاهش دهیم، باید ولتاژ را نیز به 240 ولت کاهش دهیم تا نسبت V/Hz را حفظ کنیم (برای اطلاعات بیشتر در این مورد به ارائه نظریه موتور VFD مراجعه کنید). اگر تنها ولتاژی که داریم 650VDC است چگونه می‌خواهیم ولتاژ را کاهش دهیم؟

این مدولاسیون عرض پالس یا PWM نامیده می‌شود. تصور کنید که می‌توانیم فشار را در یک خط آب با روشن و خاموش کردن شیر با سرعت بالا کنترل کنیم. در حالی که این برای سیستم های لوله کشی کاربردی نخواهد بود، اما برای VFD بسیار خوب عمل می‌کند.

توجه داشته باشید که در نیم چرخه اول، ولتاژ نیمی از زمان روشن و نیمی از زمان خاموش است. بنابراین، ولتاژ متوسط نصف 480 ولت یا 240 ولت است. با پالس کردن خروجی، می‌توانیم به هر ولتاژ متوسطی در خروجی VFD دست یابیم.  

چرا باید از VFD استفاده کنم؟

1 – کاهش مصرف انرژی و هزینه های انرژی

اگر برنامه‌ای دارید که نیازی به اجرای آن با سرعت کامل ندارد، می‌توانید با کنترل موتور با درایو فرکانس متغیر که یکی از مزایای درایوهای فرکانس متغیر است، هزینه‌های انرژی را کاهش دهید. VFD ها به شما این امکان را می‌دهند که سرعت تجهیزات موتور محور را با بار مورد نیاز مطابقت دهید.

هیچ روش دیگری برای کنترل موتور الکتریکی AC وجود ندارد که به شما امکان می‌دهد این کار را انجام دهید. سیستم های موتور الکتریکی بیش از 65 درصد از برق مصرفی را در صنعت امروز به عهده دارند.

بهینه سازی سیستم های کنترل موتور با نصب یا ارتقاء به VFD ها می‌تواند مصرف انرژی در تاسیسات شما را تا 70 درصد کاهش دهد. علاوه بر این، استفاده از VFD ها کیفیت محصول را بهبود می‌بخشد و هزینه های تولید را کاهش می‌دهد. با ترکیب مشوق‌های مالیاتی بهره‌وری انرژی و تخفیف‌های آب و برق، بازگشت سرمایه برای تاسیسات VFD می‌تواند به 6 ماه برسد.

2 – افزایش تولید از طریق کنترل دقیق تر فرآیند

با کارکردن موتورهای خود با کارآمدترین سرعت برای برنامه شما، اشتباهات کمتری رخ می‌دهد و در نتیجه سطح تولید افزایش می‌یابد که درآمد بیشتری را برای شرکت شما به ارمغان می‌آورد. در نوار نقاله ها و تسمه ها، تکان ها را در هنگام راه اندازی از بین می‌برید و اجازه می‌دهید تا از بین بروند.

3 – افزایش عمر تجهیزات و کاهش تعمیر و نگهداری

هنگامی که تجهیزات شما توسط VFD کنترل می‌شوند و سرعت کارکرد موتور بهینه را تضمین می‌کنند، مدت زمان بیشتری دوام خواهند آورد و به دلیل تعمیر و نگهداری، زمان خاموشی کمتری خواهند داشت.

به دلیل کنترل بهینه فرکانس و ولتاژ موتور VFD، VFD محافظت بهتری برای موتور شما در برابر مسائلی مانند اضافه بارهای الکتریکی حرارتی، حفاظت فاز، زیر ولتاژ، اضافه ولتاژ و غیره ارائه می‌دهد. هنگامی که بار را با VFD راه اندازی می‌کنید موتور یا بار رانده را در معرض “شوک فوری” راه اندازی در سراسر خط قرار نمی دهد، اما می‌تواند به آرامی شروع به کار کند.

در نتیجه سایش تسمه، دنده و یاتاقان را از بین می‌برد. همچنین یک راه عالی برای کاهش و یا حذف چکش آب است زیرا می‌توانیم چرخه‌های شتاب و کاهش سرعت داشته باشیم.  

ترمینال های ورودی و خروجی اینورتر دلتا

دو بخش اصلی دارند.

1. ترمینال‌های قدرت
2. ترمینال‌های کنترلی

ترمینال های قدرت ولتاژ و جریان بالا دارند و توان را از شبکه به درایو و از درایو به موتور انتقال می‌دهند. این ترمینال ها قطور تر و حجیم تر هستند چون جریان بالایی را از خود عبور می‌دهند. سطح ولتاژ ترمینال های کنترلی نسبت به ترمینال های قدرت بسیار پایین تر است و وظیفه انتقال سیگنال های کنترلی را دارند و ظریف تر هستند.

انواع اینورتر دلتا

دسته بندی اینورترها براساس پارامترهای مختلفی صورت می‌گیرد.

2-1# انواع درایو دلتا از نظر خروجی و ورودی

درایو دلتا (Delta) از نظر خروجی و ورودی به سه دسته زیر تقسیم می‌شود.

1. اینورتر تکفاز 220 ولت و خروجی تکفاز 220 ولت
2. اینورتر تکفاز 220 ولت و خروجی سه فاز 220 ولت
3. اینورتر سه فاز 380 ولت و خروجی سه فاز 380 ولت

البته اینورتر نوع اول در بازار ایران به ندرت پیدا می‌شود. در درایو تکفاز به سه فاز شما می‌توانید با برق تکفاز موتور القایی سه فاز را راه اندازی کنید.

1) اینورتر تکفاز دلتا

آیا یک اینورتر تک فاز کار می‌کند؟ پاسخ کوتاه این است که بله، خواهد شد. اینورتر شما فقط برق را به یکی از سه فاز خانه شما منتقل می‌کند، اما از دیدگاه شما، این تفاوتی ایجاد نخواهد کرد. شما همان مزایایی را از اینورتر دریافت خواهید کرد که انگار یک اینورتر سه فاز دارید.

2) اینورتر سه فاز دلتا

برق سه فاز زمانی است که خانه شما دارای خطوط سه فاز بین آن و شبکه است. بیشتر در خانه‌های بزرگی که دارای سیستم‌های تهویه مطبوع کانالی هستند یا سیستم‌های دیگری که نیاز به مقدار زیادی نیرو دارند، مانند پمپ مته استفاده می‌شود.

اگر از قبل می‌دانید که خانه شما دارای تهویه مطبوع سه فاز است، می‌توانید مطمئن باشید که برق سه فاز نیز دارید. اما راه های دیگری برای بررسی اینکه آیا برق سه فاز دارید وجود دارد که در زیر به دو مورد از آنها اشاره می‌کنیم.  

انواع اینورتر دلتا از نظر کاربرد

درایوهای دلتا در سری های مختلفی تولید شده اند که هر کدام برای کاربرد خاصی استفاده می‌شوند.

1) اینورتر دلتا سری VFD-m

اینورتر دلتا VFD-M جزو اینورتر های با سایز کوچک بوده که برای موتورهای با قدرت متوسط و پایین مورد استفاده قرار میگیرد، اینورتر دلتا سری M در دو مدل تکفاز از رنج (0.37KW تا 1.5KW) و سه فاز از رنج (0.75KW تا 7.5KW) را شامل می‌شود.

2) اینورتر دلتا سری VFD-L

درایو VFD-L سری اقتصادی و مقرون به صرفه اینورترهای دلتا است. برای کاربری های سبک و کنترل موتورهایی با توان پایین بسیار مناسب است و غالبا کاربرد عمومی دارد. داشتن فیلتر  تداخل مغناطیسی (EMI) از ویژگی های بارز این محصولات است. در ساخت و تولید ماشین آلات کشش سیم، دستگاه ساده برش چوب و انواع نوار نقاله اغلب از این نوع اینورتر استفاده می‌شود.

3) اینورتر دلتا سری VFD-EL

درایو دلتا سری EL با طراحی ماژولار خود مناسب برای موتورهای با توان پایین و تا حدودی توان متوسط است. هم به صورت سه فاز و هم تکفاز در توان های 0.37 kW تا 4 kW ساخته شده است.

ویژگی های فنی درایو دلتا سری EL

1. قابلیت اضافه کردن کارت های شبکه
2. تنظیم فرکانس خروجی تا 600 هرتز
3. پشتیبانی از شبکه مدباس
4. دارای مدکنترلی V/F

4- اینورترهای دلتا سری VFD-B

اینورتر دلتا سری VFD-B یکی از معروف ترین و پرکاربردترین اینورترهای تولید شده برند دلتا می‌باشد که به عنوان DELTA B نیز شناخته می‌شود و بهترین انتخاب برای کاربری های عمومی می‌باشد.

این مدل اینورتر دارای مد کنترلی حلقه باز و حلقه بسته است و دارای مد کنترلی Vector control,V/F ، قابلیت PID کنترلر داخلی ،شبکه ارتباطی مدباس و… می‌باشد. دارای رنج توانی 0.75KW~75KW.

5- اینورتر دلتا سری VFD-CP2000

اینورترهای دلتا مخصوص پمپ و فن دارای PLC داخلی با 10K steps، پورت ارتباطی RS458 و BACNet داخلی، PID کنترلر داخلی، کنترل همزمان 8موتور،دارای انواع کارتهای افزایشی شبکه های Ethercat /profibus DP/Profinet /CanOpen /… می‌باشند و در رنج توانی 0.75~630KW برای ورودی های سه فاز 230~690V در بازار عرضه می‌شود. از ویژگی های این سری از درایو دلتا می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. دارای مد کنترلی Sensor less vector control
2. مصرف انرژی پایین
3. اتو تیون دقیق و قابلیت اضافه کردن کارت های اضافی ورودی و خروجی
4. مناسب برای بارهای سنگین و نرمال
5. رنج توان گسترده از 0.75 تا 400 kW

6- اینورترهای قدرتمند دلتا سری VFD-C2000

این سری از اینورترها دارای PLC داخلی با 10K steps، پورت ارتباطی RS458 و پشتیبانی از موتورهای IMوPM ،فرکانس کاری 0 تا 2000 هرتز ، دارای کارت های PG جهت Full closed loop، دارای مد P2P، دارای انواع کارتهای افزایشی شبکه های Ethercat/profibus DP/Profinet/CanOpen/… می‌باشند و در رنج توانی 0.75~630KW برای ورودی های سه فاز 230~690V در بازار عرضه می‌شود.

7- اینورترهای اقتصادی دلتا سری VFD-C200

این سری از اینورترهای دلتا دارای فرکانس کاری 0 تا 2000 هرتز، پورت ارتباطی RS485 ،PLC داخلی با 5K steps ، ورودی سرعت بالا جهت Full closed Loop، پشتیبانی از موتورهای IMوPM می‌باشد. رنج توانی این سری از اینورترهای دلتا از 0.75~7.5KW می‌باشد و در تمامی رنج ها دارای یونیت ترمز داخلی هستند.

8- اینورترهای دلتا سری VFD-ED مخصوص آسانسور

اینورترهای آسانسوری دلتا قابلیت پشتیبانی از موتورهای IMوPM ،پشتیبانی از VAC230 UPS، قابلیت افزودن کارت افزایشی (A,B,Z)PG جهت Full closed Loop، عملکرد emergency هنگام کاهش باتری و یا (EPS)UPS، کنترل بسیار دقیق و نرم در مد VECTOR.

9- اینورتر دلتا مدل MS300 ,MH300

اینورتر های MH300وms300 دارای plc داخلی و مد vector می‌باشند که کنترل اینورتر را برای برنامه نویس آسان تر می‌نماید، همچنین این سری از اینورترها فضای بسیار کمتری را نسبت به اینورترهای قبلی اشغال می‌کند. اینورترهای سری MH300وms300 در رنج توانی 0.2~22kw در بازار عرضه می‌شود.

دسته بندی و مشخصات فنی اینورتر‌های دلتا:

اینورترهای دلتا دارای دسته بندی‌های مختلفی هستند که هر کدام خصوصیات فنی خاص خود را دارند و در موارد مختلفی به کار گرفته می‌شوند.

جدول زیر مشخصات فنی اینورتر های دلتا رو نشان می‌دهد: نوع ورودی ، بازه ی توان ، شرایط کاری و محیطی و امکانات سخت افزاری درایو

در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.

 یا. یا .3 یا. و . 2 یا. و .یا . . 1 و. یا. و. یا. و. 1 یا. و. یا. و.یا .ویا. 4 یا. و. 5 یا. و. یا. 6 یا 7. و. یا. و. یا. 8 و. 9 و و . .. . 2 یا. یا. و. یا. 8 و. . . 1 و. یا. و. یا. و. 1 یا. و. یا. و.یا .ویا. 4 یا. و. 5 یا. و. یا. 6. یا. و.یا .ویا. 4 یا. یا .3 یا. و . 2 یا. و .یا . . 1 و. یا. و. یا. و. 1 یا. و. یا. و.یا .ویا. 4 یا. و. 5 یا. و. یا. 6 یا 7. و. یا. و یا. 8 و. 9 و و . .. . 2 یا. یا. و. یا. 8 و. . . 1 و. یا. و. یا. و. 1 یا. و. یا. و.یا .ویا. 4 یا. و. 5 یا. و. یا. 6. یا. و.یا .و