اینورتر تک فاز

اینورتر تک فاز چیست؟

اینورتر تک فاز یکی از تجهیزات کاربردی در صنعت برق است که برای کنترل سرعت و قدرت الکتروموتور سه فاز 220 ولت استفاده می‌شود.

نام دیگر این دستگاه، درایو ورودی تک فاز  VFD(Variable Frequency Drive) است و از راه تغییر فرکانس و ولتاژ برق ورودی، امکان کم و زیاد کردن سرعت موتور را فراهم می‌کند.

اینورترهای ورودی تک فاز ساختاری مشابه با اینورترهای سه فاز دارند، با این تفاوت که با برق تک فاز 220 ولت کار می‌کنند. از این دستگاه در پمپ‌ آب خانگی، هواکش، میکسر نانوایی، آسانسورهایی که دسترسی به برق سه فاز ندارند  و … استفاده می‌شود.

خرید اینورتر تک‌فاز

اگر در مدار خود برق سه فاز ندارید که نیازمند کنترل سرعت آن هستید، خرید اینورتر ورودی تک فاز راه حل بهینه و مناسبی برای‌ شما خواهد بود. برای خرید اینورتر تک فاز بهتر است به نکاتی از جمله توان اینورتر، جریان نامی، ولتاژ نامی، سرعت قابل پذیرش، فرکانس و ولتاژ ورودی و خروجی آن دقت فرمایید.

در این مطلب سعی می‌کنیم تا یک راهنمای جامع برای خرید اینورتر ورودی تک فاز ارائه دهیم. اگر به راهنمایی بیشتری نیاز دارید، می‌توانید با شرکت مهندسی طرح و ساخت دامون تماس بگیرید و یا سوال خود را در انتهای این مطلب بیان کنید؛ کارشناسان ما مشتاقانه پاسخگوی شما هستند.

اجزای خارجی درایور تک فاز

به طور کلی هر درایو تک فاز شامل سه جز خارجی اصلی (صفحه کلید)، (نمایشگر) و (ترمینال) است.

صفحه کلید (Keypad)

صفحه کلید یا کی‌پد یک عضو مشترک در همه‌ی درایوهای تک فاز است که سرعت و قدرت و دیگر جزییات توسط این بخش به دستگاه وارد می‌شود. هر کی‌پد شامل چند دکمه‌ است.

دکمه جلو/عقب (FWD/REV):  از دکمه جلو و عقب که معمولا با علامت پیکان نمایش داده می‌شود، برای کم و زیاد کردن ارقام از جمله سرعت موتور استفاده می‌شود.

دکمه توقف (STOP): دکمه استاپ برای توقف عملکرد موتور یا قطع جریان خروجی اینورتر استفاده می‌شود. 

دکمه ورود (ENTER): دکمه‌ی اینتر برای وارد شدن به منوی دستگاه و یا تایید ارقام در نظر گرفته شده تعبیه شده است.

دکمه شروع (RUN): پس از آنکه ایراد موتور برطرف شد و یا برنامه جدیدی روی دستگاه تنظیم شد، با فشردن دکمه‌ی استارت یا RUN عملکرد درایور آغاز می‌شود.

نمایشگر (Indicator)

برخی از دستگاه‌های شامل یک نمایشگر هستند، که نوع و امکانات این نمایشگر در مدل‌های مختلف، متفاوت است.

نمایشگرهای درایو تک فاز به دو نوع سگمنتی و LCD تقسیم می‌شوند.

نمایشگر سگمنتی: نمایشگرهای سگمنتی (7 Segment) یک قطعه‌ی 7 قسمتی هستند که می‌تواند ارقام را نمایش دهد.

نمایشگر LCD: نمایشگرهای LCD علاوه بر ارقام، امکان نمایش اشکال دیگر مانند نوع اتصال ستاره یا مثلث یا نوع جریان AC یا DC را دارند.

ترمینال

درایوهای تک فاز عموما شامل دو ردیف ترمینال هستند. بخش اول که معمولا با P و N نمایش داده می‌شوند، محل اتصال سیم‌های فاز و نول ورودی از شبکه برق هستند.

ردیف دیگر ترمینال‌ها که با نام ترمینال برد شناخته می‌شوند، برای استفاده در مدارهای فرمان استفاده کاربرد دارند.

اجزای داخلی درایو تک فاز

ساختار داخلی درایو تک فاز همانند درایو سه فاز از 4 بخش (تبدیل برق AC به DC)، (باس DC)، (اینورتر) و (بخش PWM) تشکیل می‌شود.

بخش تبدیل برق AC به DC

نخستین عملی که در درایو تک فاز رخ می‌دهد، تبدیل ولتاژ AC به DC است. این عمل که به اصطلاح یکسوسازی گفته می‌شود، توسط دیودهای تعبیه شده در این بخش صورت می‌پذیرد.

DC BUS

با توجه به این موضوع که ولتاژ DC بدست آمده همچنان دارای نویز و ریپل‌های باقی مانده ولتاژ AC است، نیاز به حذف این ریپل‌ها وجود دارد. در بخش باس DC یک یا چند خازن وجود دارد که وظیفه‌ی آن ها حذف این ریپل‌هاست تا نمودار ولتاژ DC صاف باشد.

بخش اینورتر یا معکوس کننده

بخش اینورتر سومین مرحله‌ای است که برق ورودی به درایو دچار تغییر می‌شود. از آنجایی که الکتروموتور تک فاز برای کارکرد نیاز به برق AC دارد، ولتاژ DC بدست آمده باید مجدد به ولتاژ AC تبدیل شود. اینورتر یا معکوس کننده، وظیفه‌ی این تبدیل را برعهده دارد.

PWM

مرحله‌ی چهارم در درایو سه فاز، بخش PWM (Pulse Width Modulation) است که کنترل سرعت موتور در این بخش اتفاق می‌افتد. در بخش PWM یا مدولاسیون، ترانزیستورهای IGBT تعبیه شده‌اند که با تغییر فرکانس و ولتاژ برق AC، سرعت الکتروموتور تک فاز را کنترل می‌کنند.

برای بررسی کامل روش‌های کنترلی مورد استفاده در VFD ها می‌توانید مطلب اینورتر را مطالعه فرمایید.

طرز کار درایو تک فاز

درایو تک فاز به وسلیه‌ی کم و زیاد کردن ولتاژ و فرکانس انرژی الکتریکی باعث ایجاد تغییرات در دور موتور می‌شود.

• VFD ابتدا برق AC تک فاز را به کمک دیود به یک نیروی برق DC تبدیل می‌کند و به اصطلاح آن را یکسو می‌کند.
• در مرحله‌‌ی دوم، ولتاژ DC بدست آمده را به کمک خازن‌ها فیلتر کرده و ریپل‌های AC حذف می‌شوند.
• در مرحله‌ی سوم، مجدد برق DC را به ولتاژ AC تبدیل کرده و جریان متناوب را آماده‌ی انقال به الکتروموتورسه فاز 220 ولت می‌کند.
• در مرحله‌ی چهارم یا همان مدولاسیون، انرژی الکتریکی دستخوش تغییراتی در ولتاژ و فرکانس می‌شود. از آن‌جایی که سرعت موتور با ولتاژ و فرکانس برق ورودی رابطه‌ی مستقیم دارد، امکان کنترل سرعتِ موتور فراهم می‌شود.

کاربردهای اینورتر تک فاز

• استارت و استاپ نرم الکتروموتور سه فاز 220 ولت

همانطور که گفته شد، سرعت موتور با فرکانس و ولتاژ برق ورودی رابطه‌ی مستقیم دارد، بدین ترتیب به کمک یک اینورتر تک‌فاز می‌توان با کاهش فرکانس و ولتاژ برق در لحظه‌ی استارت، موتور را با سرعت پایین‌تری راه‌اندازی کرد.

این عمل که با نام (استارت نرم) شناخته می‌شود، ضربات و تنش‌های موتور در لحظه‌ی استارت را به حداقل می‌رساند و در افزایش عمر مفید موتور و تجهیزات موثر است. از طرفی در زمان توقف نیز ممکن است موتور ایجاد ضربه کند و یا به تجهیزات مرتبط آسیب برساند مثلا باعث ایجاد پارگی تسمه شود. به کمک اینورتر می‌توان با کاهش تدریجی سرعت موتور، گشتاور را به صفر رساند و یک توقف نرم ایجاد کرد.

مثال مناسبی که برای استارت نرم می‌توان بیان کرد، استفاده از اینورتر در آسانسور است. اگر در خاطرتان باشد، آسانسورهای قدیمی چه در شروع حرکت و چه در لحظه‌ی توقف با لرزش شدید یا ضربه همراه بودند. این مورد ضمن افزایش استهلاک تجهیزات، باعث ایجاد حس ناخوشایند در مسافرین می‌شد. اما امروزه به کمک استفاده از اینورتر، آسانسورها دارای حرکت نرم و توقف آرامی هستند.

• کنترل قدرت و سرعت موتور سه فاز

اصلی‌ترین کاربرد اینوترهای تک‌فاز در صنعت، در دست گرفتن سرعت موتور است. با اتصال یک اینورتر به الکتروموتور می‌توان سرعت موتور در زمان‌های مشخص را کم و زیاد کرد.

به عنوان مثال، یک پمپ آّب خانگی در حالت بدون اینورتر شامل دو حالت است: (خاموش) و (روشن) و هر باری که یک مصرف کننده شیرآب را باز کند، پمپ آب با جریان نسبتا زیادی آغاز به کار می‌کند و تا زمانی که نیاز باشد، با حداکثر سرعت و قدرت خود روشن می‌ماند.

اما به کمک اینورتر، این امکان فراهم می‌شود که پمپ آب متناسب با نیاز مصرف کننده کار کند. این موضوع علاوه بر افزایش عمر مفید پمپ، در کاهش مصرف برق نیز تاثیر بسزایی دارد.

• تغییر جهت گردش موتور

یکی از مسائل مهم در موتورهای الکتریکی، امکان تغییر جهت گردش موتور است که کاربردهای فراوانی در صنعت دارد. این موضوع در بسیاری از تابلوهای برق به کمک مدارفرمان چپ-گرد راست-گرد انجام‌ می‌شود. در این مدار معمولا موتور به صورت ناگهانی متوقف شده و به صورت ناگهانی مجدد راه‌اندازی می‌شود که معمولا با صدا و لرزش زیادی همراه است.

اما با استفاده از درایو تک فاز، عمل تغییر جهت گردش موتور به راحتی و با کمترین نویز اتفاق می‌افتد. درایو تک فاز برای چپ-گرد یا راست-گرد کردن موتور، سرعت موتور را به آرامی کاهش می‌دهد تا موتور به طور کامل متوقف شود. پس از این توقف، موتور را با گشتاور بسیار پایین راه‌اندازی می‌کند.

• کاهش مصرف انرژی

اینورترهای تک‌فاز در بحث کاهش مصرف انرژی به عنوان یکی از تجهیزات تاثیرگذار شناخته می‌شوند. همانطور که می‌دانید شمارِ بالایی از الکتروموتورها دارای جریان راه‌اندازی بالایی هستند که در افزایش مصرف انرژی موثراند. اما همانطور که در بحث “استارت نرم” گقته شد، اینورتر تک‌فاز با راه‌اندازی نرم موتور، جریان راه‌اندازی را به حداقل می‌رساند.

در بحث دوم و همانطور که بالاتر در بخش “کنترل قدرت و سرعت موتور” بیان کردیم، دستگاه درایو می‌تواند سرعت موتور را متناسب با نیاز کاربر و شرایط مدنظر تنظیم کند. به این ترتیب لازم نیست موتور با حداکثر سرعت کار کند.

مثال مناسب برای تاثیر اینورتر تک‌فاز در کاهش مصرف انرژی، لوازم خانگی‌های مجهز به اینورتر است. اگر دقت کرده باشید، برخی از لوازم خانگی‌های موتوری مانند ماشین لباس‌شویی، یخچال و کولرگازی جدید دارای برچسب مصرف انرژی A+ و A++ هستند.

اصلی‌ترین شاخصه‌ی کم‌مصرف بودن این وسایل، مجهز بودن به درایو تک‌فاز است که از استارت و استاپ ناگهانی موتور جلوگیری می‌کند. در واقع این وسایل، زمانی که در حالت روشن قرار می‌گیرند، با سرعت پایینی به طور دائم کار می‌کنند و متناسب با شرایط زمانی، محیطی و درخواست کاربر سرعت موتور افزایش پیدا می‌کند. در بیانی ساده خبری از خاموش و روشن شدن موتور در این وسایل وجود ندارد!

قیمت اینورتر تک فاز

اینورترهای تک‌فاز توسط کمپانی‌های مختلف داخلی و خارجی تولید می‌شوند و برند این دستگاه تاثیر مهمی در قیمت آن دارد. اینورترهای تک فاز شامل فاکتورهای دیگری مانند ولتاژ و جریان نامی، حداکثر سرعت موتور در دقیقه، فرکانس کار، درجه حفاظتی (IP) و توان دستگاه هستند که هر یک از این موارد در قیمت آن موثر است.

ما در شرکت طرح و ساخت دامون طیف وسیعی از اینورترهای تک‌فاز را به مشتریان ارائه می‌دهیم و شما می‌توانید با بررسی این محصولات، درایو مدنظر خود را با قیمت مناسب و ضمانت بازگشت وجه تا 7 روز از دامون خریداری کنید.