اینورتر

اینورتر (درایو)

اینورتر یا درایو سیستمی است که به عنوان کنترل کننده دور موتور استفاده می شود. این محصول با عبارت VFD مخفف Variable Frequency Drive نیز شناخته می‌شود. از این تجهیز در صنایع برای کنترل سرعت و قدرت موتورهای الکتریکی استفاده می شود.

تصور کنید موتوری دارید که با سرعت ثابتی کار می کند، مانند یک فن که همیشه با سرعت یکسانی می چرخد. اینورتر به شما این امکان را می دهد تا سرعت موتور را مطابق با نیازتان تنظیم کنید. چرا کنترل دور موتور مهم است؟ خب، فرآیندهای صنعتی مختلف برای موتورهایشان سرعت های متفاوتی نیاز دارند. به عنوان مثال، تسمه نقاله در یک کارخانه ممکن است بسته به مقدار موادی که حمل می شود، نیاز داشته باشد سریعتر یا کندتر حرکت کند. با درایو، می توانید سرعت موتور را مطابق با نیازهای فرآیند تنظیم کنید.
به زبان ساده نحوه کار اینورتر درایو به این صورت است که ولتاژ و فرکانس نیروی الکتریکی را از برق تک فاز یا سه فاز دریافت می کند و آن را به فرکانس و ولتاژ متفاوتی تبدیل می کند و به این وسیله سرعت موتور را کنترل می کند. با تغییر فرکانس و ولتاژ، VFD می تواند سرعت موتور را افزایش یا کاهش دهد. به زبانی دیگر اینورتر درایو همانند یک کلید دیمر برای لامپ است، اما در عوض برای موتورها.

کنترل کننده دور موتور VDF

استفاده از VFD مزایای متعددی در صنایع دارد. اولاً به صرفه جویی در انرژی کمک می کند. هنگامی که بتوانید سرعت موتور را تنظیم کنید، می توانید آن را با سرعت مطلوب برای کاربری تان تنظیم کنید و از مصرف برق غیر ضروری اجتناب کنید. این کار می تواند منجر به صرفه جویی قابل توجهی در انرژی و کاهش هزینه ها شود.

در مرحله دوم، اینورترها می توانند کنترل و کارایی فرآیندهای صنعتی را بهبود بخشند. با تنظیم دقیق سرعت موتور می توانید به دقت و عملکرد بهتری در کاربردهای مختلف دست پیدا کنید. اینورتر درایو امکان شروع و توقف نرم‌تر را فراهم می‌کند، سایش و پارگی موتور را کاهش می‌دهد و کنترل کلی فرآیند را افزایش می‌دهد.

در نهایت، VFD ها می توانند به کاهش تنش مکانیکی و افزایش طول عمر تجهیزات کمک کنند. با راه اندازی و خاموش کردن تدریجی موتور به جای روشن یا خاموش کردن ناگهانی آن، فشار وارده بر موتور و سایر اجزای مکانیکی را کاهش می دهید. این اتفاق منجر به خرابی کمتری، تعمیر و نگهداری کمتر و به طبع آن عمر طولانی تر ماشین آلات می شود.

کاربردهای اینورتر درایو یا کنترل کننده دور موتور

اینورتر درایوهای فرکانس متغیر VFD کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف دارند. در ادامه برخی از کاربری های رایج VFD ها آورده شده است:

سیستم های تهویه مطبوع: اینورتر درایو ها به طور گسترده در سیستم های گرمایش، هوارسانی و تهویه مطبوع (HVAC) استفاده می شوند. اینورتر سرعت فن ها و پمپ ها را کنترل می کنند و امکان تنظیم دقیق جریان هوا و سرعت جریان آب را فراهم می کنند. این امر به بهینه سازی بهره وری انرژی، حفظ درجه حرارت و فشار مطلوب و کاهش سایش ماشین های تهویه مطبوع کمک می کند.
فرآیندهای صنعتی: VFD ها در فرآیندهای صنعتی که از موتورهای الکتریکی استفاده می شود، نقش مهمی ایفا می کنند. آنها در کاربردهایی مانند نوار نقاله، میکسر، کمپرسور، پمپ و فن استفاده می شوند. اینورترها با تنظیم سرعت موتور، عملکرد مطلوب، صرفه جویی در انرژی و کنترل فرآیند را تضمین می کنند.
تصفیه آب و فاضلاب: VFD ها در تصفیه خانه های آب و فاضلاب برای کنترل پمپ ها، دمنده ها و هواده ها استفاده می شوند. آنها با تنظیم سرعت موتور بر اساس دبی و فشار مورد نیاز، عملکرد کارآمد را ممکن می سازند. این باعث بهبود بهره وری انرژی، کاهش هدر رفت آب و افزایش کنترل فرآیند می شود.
ماشین آلات ساخت و تولید: درایوها کاربرد گسترده ای در ماشین آلات تولید پیدا می کنند. آنها موتورها را در تجهیزاتی مانند ماشین های CNC، ربات ها، سیستم های نوار نقاله و خطوط مونتاژ کنترل می کنند. اینورترها امکان کنترل دقیق سرعت، هماهنگ سازی و اتوماسیون را فراهم می کنند و بهره وری و انعطاف پذیری را در فرآیندهای تولید افزایش می دهند.
ساختمان های تجاری و مسکونی: درایو ها در ساختمان های تجاری و مسکونی برای کاربردهای مختلف استفاده می شوند. آنها سرعت موتورها را در آسانسورها، پله برقی ها، پمپ ها و سیستم های HVAC کنترل می کنند. اینورتر ها با تنظیم سرعت موتور بر اساس تقاضا، بهره وری انرژی را افزایش می دهند، مصرف انرژی را کاهش می دهند و سطح راحتی را بهبود می بخشند.

مزایای استفاده از اینورتر درایو یا کنترل کننده دور موتور

استفاده از VFD درایو فرکانس متغیر مزایای متعددی دارد که در ادامه به برخی از آنها اشاره می کنیم:

صرفه جویی در انرژی: یکی از مزایای اولیه استفاده از VFD ها، بهره وری انرژی است. با تنظیم سرعت موتور بر اساس تقاضای واقعی، اینورتر ها می توانند مصرف انرژی را در مقایسه با موتورهای در حال کار در سرعت های ثابت به میزان قابل توجهی کاهش دهند. توانایی تطبیق سرعت موتور با نیاز بار مصرفی منجر به صرفه جویی قابل توجهی در انرژی می شود، به ویژه در کاربردهایی با بارهای متفاوت یا جایی که موتور برای مدت طولانی با لود جزئی کار می کند.
کنترل فرآیند و دقت در حرکت: درایو ها کنترل دقیقی بر روی سرعت موتور فراهم می کنند و امکان کنترل فرآیند را افزایش می دهند. صنایع می توانند با تنظیم سرعت موتور برای مطابقت با الزامات خاص، مانند نرخ جریان، سطح فشار، یا سرعت نوار نقاله، عملیات خود را بهینه کنند. این سطح از کنترل کارایی کلی فرآیند، دقت و کیفیت محصول را بهبود می بخشد.
افزایش طول عمر تجهیزات: با راه اندازی و توقف تدریجی موتور، کنترل کننده های دور موتور فشار مکانیکی روی تجهیزات را کاهش می دهند. شروع و توقف ناگهانی می تواند باعث ساییدگی و پارگی بیش از حد شود و منجر به خرابی زودرس تجهیزات شود. VFD ها عملکرد نرم تر موتور را امکان پذیر می کند، تنش را به حداقل می رساند و طول عمر موتورها، پمپ ها، فن ها و سایر اجزای مکانیکی را افزایش می دهد.
بهبود کیفیت توان تولیدی: درایو ها با کاهش هارمونیک ها و نوسانات ولتاژ به ایجاد کیفیت توان بهتر کمک می کنند. آنها می توانند نویزهای الکتریکی ناخواسته را فیلتر کنند و ضریب توان را بهبود بخشند و در نتیجه منبع تغذیه تمیزتر و پایدارتری داشته باشند. این نه تنها به نفع موتور متصل است، بلکه به محافظت از سایر تجهیزات حساس در سیستم الکتریکی نیز کمک می کند.
انعطاف پذیری و سازگاری: وی اف دی ها انعطاف پذیری را از نظر تنظیم سرعت موتور فراهم می کنند. آنها کنترل سرعت صاف و بدون گام را امکان پذیر می کنند و عملیات را قادر می سازند تا با تغییر تقاضاها یا الزامات فرآیند سازگار شوند. این انعطاف پذیری اینورتر ها را برای طیف وسیعی از کاربردها مناسب می کند و عملکرد بهینه موتور را در شرایط مختلف تضمین می کند.

کاهش تعمیر و نگهداری: با کنترل سرعت موتور و کاهش استرس بر تجهیزات، VFD ها می توانند به حداقل رساندن نیازهای تعمیر و نگهداری و خرابی تجهیزات کمک کنند. ویژگی‌های حفاظتی اینورترها باعث افزایش ایمنی موتور می شود. از سوی دیگر عیب‌های تشخیصی را هنگام کار افزایش می دهد که به شناسایی مشکلات قبل از تشدید آنها کمک می‌کند. این رویکرد پیشگیرانه برای تعمیر و نگهداری، خرابی های برنامه ریزی نشده را کاهش می دهد و بهره وری کلی را بهبود می بخشد.

انواع شیوه های کنترل در درایو اینورتر VFD

درایو اینورتر های کنترل کننده دور موتور به شیوه های مختلفی کنترل می شوند که در ادامه متداول ترین شیوه های آن آورده شده است:

کنترل ولت بر هرتز (V/f): الگوی V/f کنترل رایج ترین و اساسی ترین نوع کنترل در اینورتر درایو ها است. در این شیوه با تنظیم ولتاژ و فرکانس ورودی، موتور به روشی متناسب عمل می کند. با افزایش فرکانس، ولتاژ نیز برای حفظ یک نسبت ثابت (V/f) و جلوگیری از اشباع موتور افزایش می یابد. کنترل V/f برای کاربردهای همه منظوره (General) با بارهای گشتاور ثابت مانند فن ها و پمپ ها مناسب است.
کنترل برداری بدون سنسور (Sensorless): کنترل برداری بدون سنسور که به عنوان کنترل برداری حلقه باز نیز شناخته می شود، با ارائه پاسخ به گشتاور و سرعت دریافتی از موتور، کنترل دقیق تری برای موتور را امکان پذیر می کند. در این شیوه از الگوریتم های ریاضی برای تخمین موقعیت روتور موتور بدون نیاز به رمزگذار خارجی یا سنسور موقعیت استفاده می کند. این نوع کنترل برای کاربردهایی که نیاز به گشتاور بالا در سرعت های پایین یا کنترل دقیق سرعت دارند، مانند ماشین ابزار و نوار نقاله مناسب است.
کنترل بردار شار (Vector Control): کنترل بردار شار، که به عنوان کنترل برداری حلقه بسته (Close Loop) نیز شناخته می شود، یک روش کنترل پیشرفته تر در VFD است. کنترل برداری شار مزایای کنترل برداری بدون حسگر را با توانایی اندازه گیری بازخورد موتور و استفاده از انکدر ترکیب می کند. کنترل بردار شار پاسخ گشتاور عالی و تنظیم سرعت را حتی در سرعت‌های پایین ارائه می‌دهد و آن را برای کاربردهایی با الزامات عملکرد بالا مانند روباتیک، ماشین‌های CNC و سیستم‌های کنترل حرکت با دقت بالا مناسب می‌سازد.
کنترل مستقیم گشتاور (DTC): کنترل مستقیم گشتاور یک روش کنترل پیچیده در اینورترها است که کنترل دقیق و لحظه ای گشتاور را فراهم می کند. این متد مستقیماً گشتاور و شار موتور را بدون استفاده از حلقه کنترل سرعت جداگانه کنترل می کند. DTC پاسخ دینامیکی بالا، کنترل گشتاور سریع و تنظیم سرعت عالی را ارائه می دهد. معمولاً در کاربردهایی که نیاز به کنترل دقیق گشتاور موتور دارند، مانند ماشین‌های چاپ، ماشین‌های نساجی و سیستم‌های سروو با کارایی بالا استفاده می‌شود.

اینورتر، درایو یا کنترل کننده دور موتور VFD چگونه کار می کند؟

درایو فرکانس متغیر (VFD) با تنظیم فرکانس و ولتاژ ورودی به موتور الکتریکی سرعت و گشتاور آن را کنترل می کند. در ادامه به صورت گام به گام توضیحی ساده از نحوه عملکرد VFD آورده شده است:

تبدیل برق: منبع تغذیه ورودی اینورتر، معمولاً جریان متناوب (AC) را می گیرد و آن را از طریق یک مدار یکسو کننده به جریان مستقیم (DC) تبدیل می کند. یکسو کننده شامل دیودهایی است که ولتاژ AC را به ولتاژ DC ضربانی تبدیل می کند.
گذرگاه DC: سپس ولتاژ DC تصحیح شده صاف شده و فیلتر می شود تا یک ولتاژ DC ثابت ایجاد شود. این ولتاژ Bus DC به عنوان منبع تغذیه میانی برای درایو عمل می کند.
بخش اینورتر: ولتاژ Bus DC برای بخش اینورتر VFD تغذیه می شود. اینورتر متشکل از ترانزیستورهای دوقطبی با گیت عایق (IGBT) یا ترانزیستورهای قدرت است که ولتاژ DC را به سرعت روشن و خاموش می کند و یک سری پالس ایجاد می کند.
مدولاسیون عرض پالس (PWM): برای کنترل سرعت موتور، VFD از تکنیکی به نام مدولاسیون عرض پالس (PWM) استفاده می کند. PWM با حفظ دامنه ولتاژ ثابت، عرض (مدت) پالس ها را تنظیم می کند. با تغییر عرض پالس، VFD به طور موثر میانگین ولتاژ و فرکانس عرضه شده به موتور را تغییر می دهد.
خروجی به موتور: پالس های مدوله شده به سیم پیچ موتور ارسال می شود. سیم پیچ های موتور این پالس ها را دریافت می کنند و تعویض سریع ولتاژ یک میدان مغناطیسی متناوب ایجاد می کند که به نوبه خود باعث چرخش روتور موتور می شود.
کنترل و بازخورد: سیستم کنترل کننده دور موتور ورودی هایی مانند مراجع سرعت، نقاط تنظیم و سیگنال های بازخورد را از سنسورها یا رمزگذارها دریافت می کند. بر اساس این ورودی ها، سیستم کنترل فرکانس و ولتاژ خروجی VFD را متناسب با سرعت موتور یا گشتاور مورد نظر تنظیم می کند. سیستم کنترل به طور مداوم عملکرد موتور را کنترل و تنظیم می کند و از کنترل دقیق سرعت و محافظت در برابر خطا یا اضافه بار اطمینان حاصل می کند.

با تنظیم فرکانس و ولتاژ عرضه شده به موتور، اینورتر می تواند به طور دقیق سرعت، گشتاور و جهت چرخش موتور را کنترل کند. این قابلیت کنترل باعث بهره وری انرژی، بهبود کنترل فرآیند و افزایش طول عمر تجهیزات در کاربردهای مختلف صنعتی، تجاری و مسکونی می شود.

اجزای جانبی کنترل کننده دور موتور

علاوه بر اجزای اصلی، درایو فرکانس متغیر (VFD) نیز ممکن است از لوازم جانبی مختلفی برای بهبود عملکرد خود استفاده کند. در اینجا برخی از لوازم جانبی رایج مورد استفاده در اینورتر ها آورده شده است:

فیلتر موتور: فیلترهای موتور که به عنوان فیلترهای خروجی موتور یا فیلترهای dV/dt نیز شناخته می شوند، برای کاهش نویزهای ولتاژ و نویز فرکانس بالا تولید شده توسط عملکرد سوئیچینگ VFD استفاده می شوند. این فیلترها به محافظت از سیم‌پیچ‌های موتور در برابر آسیب عایق و کاهش اثرات تداخل الکترومغناطیسی (EMI) کمک می‌کنند.
فیلتر هارمونیک: از فیلترهای هارمونیک برای کاهش اعوجاج هارمونیک ناشی از بار غیرخطی VFD استفاده می شود. آنها برای به حداقل رساندن تولید هارمونیک در سیستم الکتریکی کمک می کنند و در نتیجه اعوجاج ولتاژ را کاهش می دهند و با استانداردهای کیفیت توان مطابقت می کنند. فیلترهای هارمونیک می توانند فیلترهای غیرفعال مانند راکتورهای سری یا فیلترهای موازی یا فیلترهای فعالی باشند که به طور فعال هارمونیک ها را خنثی می کنند.
راکتورهای خطی: راکتورهای خطی که با نام راکتورهای ورودی یا راکتورهای امپدانس نیز شناخته می‌شوند، در سمت ورودی اینورتر نصب می‌شوند. آنها برای محدود کردن افزایش جریان در هنگام راه اندازی موتور و کاهش گذراهای ولتاژ ناشی از اختلالات منبع تغذیه استفاده می شوند. راکتورهای خطی همچنین به محافظت از درایو در برابر افزایش ولتاژ و بهبود پایداری کلی سیستم کمک می کنند.
راکتورهای خروجی: راکتورهای خروجی که راکتورهای موتوری یا راکتورهای بار نیز نامیده می شوند، در سمت خروجی اینورتر، بین درایو و موتور متصل می شوند. آنها برای صاف کردن شکل موج های ولتاژ، کاهش گرمایش موتور و خنثی کردن پالس های ولتاژ بازتابی استفاده می شوند. راکتورهای خروجی حفاظت بیشتری از موتور می کنند و عملکرد سیستم را بهبود می بخشند.
مقاومت ترمز: واحدهای ترمز یا مقاومت های ترمز در کاربردهایی استفاده می شود که موتور نیاز به سرعت بالا دارد یا نیاز به محافظت از اینورتر در مقابل انرژی به وجود آمده توسط موتور داریم. این واحدها انرژی اضافی تولید شده در هنگام ترمز موتور را جذب می کنند و به جلوگیری از شرایط اضافه ولتاژ در درایو کمک می کنند. آنها می توانند مقاومت های خارجی یا واحدهای ترمز احیا کننده داخلی باشند که انرژی اضافی را به گرما تبدیل می کنند یا آن را به منبع تغذیه هدایت می کنند.
ماژول‌های ارتباطی: ماژول‌های ارتباطی کنترل کننده دور موتور را قادر می‌سازد تا با سیستم‌های خارجی مانند سیستم‌های کنترل نظارتی و جمع‌آوری داده (SCADA)، کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) یا رابط‌های انسان و ماشین (HMI) ارتباط برقرار کند. این ماژول‌ها از پروتکل‌های ارتباطی مختلفی مانند Modbus، Profibus، Ethernet یا DeviceNet پشتیبانی می‌کنند که امکان کنترل از راه دور، نظارت و ادغام با سیستم‌های کنترل بزرگ‌تر را فراهم می‌کنند.
محفظه ها و خنک کننده ها: درایو ها اغلب به محفظه های محافظ نیاز دارند تا از آنها در برابر عوامل محیطی مانند گرد و غبار، رطوبت یا دمای شدید محافظت کند. محفظه ها همچنین ویژگی های ایمنی مانند درهای قفل شونده و تهویه مناسب را برای جلوگیری از گرمای بیش از حد ارائه می دهند. مکانیسم‌های خنک‌کننده، مانند فن‌ها یا هیت سینک‌ها، برای دفع گرمای تولید شده توسط اجزای VFD در حین کار تعبیه شده‌اند.

قیمت اینورتر، درایو یا کنترل کننده دور موتور VFD

قیمت اینورتر به عوامل مختلفی چون توان درایو، ویژگی های اینورتر، برند VFD و مدل کنترل کننده دور موتور بستگی دارد. از همین قیمت درایو ها دینامیک بوده و در یک بازه قرار می گیرند و به صورت ثابت قابل ثبت و اعلام نیستند. هرچند در این بین فاکتور هایی را می توان به صورت ثابت در نظر گرفت. برای مثال:

هرچقدر توان اینوتر بالاتر برود، قیمت آن بیشتر می شود
در توان برابر، قیمت درایو تکفاز بیشتر از سه فاز است
به ترتیب اینورترهای اروپایی، ژاپنی، کره ای، چینی و ایرانی دارای قیمت بالا به پایین می باشند
هرچقدر ویژگی های اینورتر بیشتر باشد، قیمت آن افزایش می یابد
در توان برابر اینورتر های حلقه بسته از اینورتر های حلقه باز پران تر هستند

جهت دریافت قیمت روز اینورتر می توانید با همکاران ما در واحد الکتریکال شرکت مهندسی طرح و ساخت دامون تماس حاصل نمایید.

گارانتی اینورتر، درایو یا کنترل کننده دور موتور VFD

تمامی درایو های موجود در بازار ایران دارای گارانتی نیستند. غالب اینورتر هایی که توسط شرکت هایی با شخصیت حقوقی وارد ایران می شوند به مدت یک سال توسط همان مجموعه گارانتی می شوند. ولی به ندرت می توان اینورتر هایی که توسط شخص حقیقی وارد شده اند را با گارانتی یافت. علت این تفاوت در گارانتی محصولات وارداتی توسط شخصیت های حقوقی و حقیقی، توانایی فنی آنها در رفع ایراداتی است که احتمال دارد در محصولات وجود داشته باشد.

درایو های تولید شده توسط شرکت های ایرانی نیز همگی دارای گارانتی هایی بین 12 الی 18 ماه هستند که بر روی بسته بنده محصولات توسط سازنده قید شده است.

فارغ از مبدا ساخت درایو، تمامی اینورتر درایو VFD های عرضه شده توسط شرکت مهندسی طرح و ساخت دامون دارای 7 روز ضمانت مرجوعی و 12 ماه گارانتی تعمیر می باشند.

نمایندگی کنترل کننده دور موتور زیمنس آلمان

با شروع تحریم های سال 2016 و خروج نمایندگی های شرکت های صنعتی اروپایی از ایران، شرکت زیمنس هم به فعالیت های خود در ایران خاتمه داد و دیگر توسط دفاتر رسمی خود محصولی در ایران عرضه نکرد. بعد از این تاریخ، برخی از نمایندگی های سابق زیمنس اقدام به واردات محصولات اصلی این شرکت در ایران کردند و محصولات زیمنس خارج از کنترل دفاتر رسمی زیمنس در ایران عرضه شد. سری درایو های V20 و G120 و میکرومستر زیمنس آلمان از جمله محصولات اصلی این شرکت هستند که به صورت رسمی وارد شده و فروخته می شود و توسط شرکت مهندسی طرح و ساخت دامون با 7 روز ضمانت مرجوعی و 12 ماه گارانتی تعمیر عرضه می گردند.

نمایندگی درایو LS کره جنوبی

محصولات شرکت LS کره توسط دو شرکت حقوقی که نماینده سابق این برند هستند و چند تاجر با شخصیت حقیقی وارد کشور می شود و در دو دسته دارای گارانتی و بدون گارانتی عرضه می شوند. تمامی اینورتر درایو های LS عرضه شده توسط شرکت مهندسی طرح و ساخت دامون دارای ضمانت مرجوعی 7 روزه و گارانتی تعمیر 12 ماه می باشند.

نمایندگی اینورتر اینوت چین

اینورتر درایو های چینی Invt همانند دیگر محصولات چینی فارغ از اثر تحریم های سال 2016 به صورت منظم به کشور وارد و در بازار عرضه می گردد. شرکت مهندسی طرح و ساخت دامون به عنوان نماینده درایو اینوت در تهران تمامی درایو های این برند را با 18 ماه گارانتی تعمیر و 7 روز ضمانت مرجوعی به مشتریان تقدیم می کند.