اینورتر

به زبان ساده باید گفت اینورتر یا کنترل کننده دور موتور یک نوع مبدل الکتریکی است. نام آن را در سیستم‌های تهویه مطبوع بسیار شنیده‎‌ایم. به محض اینکه از آن صحبت می‎شود، بلافاصله به یاد مصرف بهینه انرژی می‎افتیم. ممکن است این دستگاه را با نام درایو نیز بشناسید. باید بدانید اینورتر جزیی از درایو است نه خود آن. برای آشنایی با این قطعه و عملکرد آن باید در مورد انواع جریان الکتریکی و مبدل‎ها اطلاعات داشته باشید.

حتما می‎دانید در علم فیزیک برای مدارها دو جریان الکتریکی مستقیم و متناوب وجود دارد. از جریان مستقیم تحت عنوان DC  یاد می‎شود و جریان متناوب با عنوان AC  شناخته شده است. در جریان مستقیم همانطور  که از نام آن پیدا است، جریان الکتریکی فقط در یک جهت حرکت خواهد کرد، در حالی که در نوع AC جهت جریان به طور  متناوب در حال تغییر است. دستگاه اینورتر مبدلی است که جریان الکتریکی DC را به AC تبدیل می‌کند. با استفاده از ترانسفورماتورهای مناسب، ولتاژ و فرکانس جریان متناوب تبدیل شده، کنترل خواهد شد.

کاربرد اینورتر

معرفی انواع اینورتر

اینورتر با توجه به فاکتورهای مختلفی تقسیم‎بندی می‎شوند. از نظر بار می‎توان آنها را در دو گروه کلی تکفاز و سه فاز قرار دارد. انواع تک فاز خود به دو دسته نیم پل  و تمام پل تقسیم خواهند شد. ممکن است آنها را با نام نیم موج یا تمام موج نیز بشنوید. مدارهای نیم پل به طور معمول شامل دو سوئیچ کنترلی، دو دیود فیدبک، تغذیه DC سه سیمه و دو خازن  هستند. به این ترتیب بار به منبع متصل خواهد شد. در این مدار می‎توانید از سوئیچ الکترونیکی مانند BJT ، IGBT، ماسفت و … به عنوان سوئیچ کنترل استفاده کنید. در این سیستم سوئیچ‌ها به طور مکمل کار خواهند کرد. یعنی با روشن شدن یکی، دیگری خاموش خواهد شد و بالعکس.

در نوع تمام پل، از 4 دیود و تریستور استفاده می‎شود. در این سیستم عملکرد و نوع خاموش و روشن شدن سوئیچ‌ها سبب می‌شود تا کنترل کننده دور موتور، دارای چهار عملکرد متفاوت باشد.  در انواع نیم موج در هر لحظه با روشن شدن یک سوئیچ مواجه خواهید شد، در حالی که در انواع تمام موج، در هر لحظه دو سوئیچ جریان را از خود عبور خواهند داد.

در نوع سه فاز یک جریان مستقیم تبدیل به یک جریان خروجی متناوب سه فاز خواهد شد. در واقع انواع سه فاز از سه مبدل تک فاز ساخته شده‌اند که همگی آنها به یک منبع متصل هستند. در این سیستم 6 دیود و تریستور وجود دارد. عملکرد آن با توجه به زمان هدایت تریستور در دو مد  120  و 180 درجه تعریف می‎شود. در صنعت استفاده از این نوع کنترل کننده دور موتورها بسیار رایج است.

درایوهای تک فاز به سه فاز معمولا برای کارگاه‎ها و اماکنی استفاده می‎شوند  که امکان دسترسی به برق سه فاز را ندارند.

اینورتر

مزایای استفاده از اینورتر

از جمله مزایای کنترل کننده دور موتور می‎توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • مصرف انرژی به طور قابل توجهی کاهش خواهد یافت. این امر به معنای مصرف بهینه انرژی الکتریکی است.
  • نوع عملکرد درایو سبب می‌شود تا شدت جریان کمتری برای راه‌اندازی موتور لازم باشد، در نتیجه طول عمر موتور افزایش خواهد یافت.
  • تغییر سرعت موتور امکان‌پذیر می‎شود.
  • تغییر جهت حركت موتور میسر خواهد شد.
  • موتور در برابر اضافه بار محافظت خواهد شد.
  • در حالتی که ولتاژ ورودی متغیر است، موتور عملکرد خود را حفظ خواهد کرد.
  • كنترل از راه دور امکان‌پذیر است.
  • بروز اختلالات در شبکه برق با کاهش مواجه خواهد شد. در بسیاری از مواقع ‌موتور برای شروع کار،  جریان بسیار بالایی از شبكه خواهد کشید. این امر زمینه را برای  کاهش ولتاژ شبكه و ایجاد صدمات به تاسیسات برق رسانی و سایر دستگاه‌ها فراهم خواهد کرد.
  • ضربه های مکانیکی به حداقل می‎رسد.
  • سرعت موتور تا 20 درصد سرعت نامی آن افزایش خواهد داشت.
  • سرعت و گشتاور موتور به طور کاملا دقیق کنترل خواهد شد.

نکات مهم برای خرید اینورتر

هنگام خرید کنترل کننده دور موتور به مسائلی مانند چپ یا راست گرد بودن موتور، مقدار اسب بخار موتور، سرعت الکتروموتور، آمپر موتور، ولتاژ، محیط، نوع کاربری، ابعاد و اندازه دستگاه، نوع برق و …. توجه داشته باشید.

توان الکتروموتور

در مرحله اول به توان الکتروموتور توجه داشته باشید. توصیه می‎شود به سراغ کنترل کننده دور موتوری بروید که قدرتی بیش از موتور داشته باشد.

اینورتر را برای چه کاری می‌خواهید

به این موضوع توجه کنید که اینورتر را برای انجام دادن چه کاری می‌خواهید. اگر می‎خواهید از یک جرثقیل استفاده کنید، باید درایوی متناسب با آن انتخاب نمایید.

الکترو موتور چه باری دارد؟

به نوع بار الکترو موتور دقت کنید. موتورها دارای دو نوع بار ورودی هستند: بارهایی با گشتاور متغیر و بارهایی با گشتاور ثابت.

به چه برقی دسترسی دارید؟

در هنگام خرید به نوع برق نیز دقت داشته باشید. برای مثال اگر برق تک فاز در اختیار دارید، باید به درایوی را خریداری نمایید که ورودی تک فاز آن 220 ولت باشد. همین طور اگر برق سه فاز در دسترس دارید، لازم است به سراغ کنترل کننده دور موتوری بروید که دارای ورودی سه فاز باشد.

حواستان به فرکانس باشد

اگر فرکانس بین درایو و موتور متفاوت از هم باشند. اتصال این دو دستگاه منجر به سوختن موتور خواهد شد.

آیا به اندازه  و ارتفاع اینورتر توجه کرده‌اید؟

به طور کلی از درایوها تا ارتفاع 1000 متر از سطح دریا استفاده می‌شود. این دستگاه در محیط‌های مختلف، واکنش‌های گوناگونی از خود نشان خواهد داد. بنابراین توصیه می‌شود قبل از خرید حتما به شرایط و محیطی که قرار است از این دستگاه استفاده کنید، داشته باشید.

خرید اینورتر

قیمت اینورتر به چه فاکتور هایی بستگی دارد؟

فاکتورهای زیر در تعیین قیمت اینورتر نقش دارند:

  • برند
  • توان دستگاه
  • سطح بهره‌مندی از تکنولوژی و امکانات
  • نوع کاربری که می‌تواند سبک و سنگین باشد.
  • تک فاز یا سه فاز بودن

چرا از اینورتر استفاده می شود؟

شاید بتوان گفت دلایل زیر سبب می‎شود تا به فکر استفاده از کنترل کننده دور موتور بیفتیم:

  • نوسان ولتاژ به طور قابل توجهی کاهش خواهد یافت.
  • از بین بردن شوک راه‌اندازی موتور. این امر به خوبی از موتور محافظت خواهد کرد.
  • کاهش مصرف انرژی تا 50 درصد و در نتیجه کاهش هزینه‌ها
  • امکان کنترل دقیق سرعت
  • بازدهی و طول عمر بیشتر موتور
اهمیت استفاده از اینورتر تکفاز به سه فاز
  • از جریان کشی اولیه الکتروموتور به طور قابل توجهی جلوگیری خواهد شد.
  • هنگام استارت اولیه، ضربه‌های مکانیکی کاهش خواهند یافت.
  • الکترو موتور، قابلیت چپ و راست گرد بودن را خواهد داشت.
  • الکتروموتور با کمترین میزان نویز مواجه خواهد شد.
  • از آنجا که در منازل امکان دسترسی به برق سه فاز وجود ندارد، از درایو تک فاز به سه فاز در پمپ‌ها خانگی استفاده می‎شود.
اینورتر
انواع اینورتر بر اساس شکل موج خروجی

با توجه به موج خروجی کنترل دور موتور به سه دسته کلی تقسیم‌بندی می‎شوند:

درایوهایی با موج سینوسی

این نوع از درایوها عملکردی پیچیده داشته و در عین حال بیشترین بازدهی را دارند.  به همین دلیل از آنها به طور گسترده در پروژه‌های مسکونی و تجاری استفاده می‌شود. برای ساخت این نوع از درایوها هزینه زیادی در نظر گرفته می‌شود، اما با این حال تلفات کمتری به همراه خواهند داشت. با تغییر شکل موج مربعی نیز می‎توان به امواج سینوسی دست یافت.

موج مربعی

همانطور که از نام آنها برمی‌آید، شکل موج خروجی آنها به شکل مربع است. از آنها به عنوان ارزان‎ترین و البته کم کاربردترین انواع اینورتر یاد می‎شود. در حال حاضر بیشتر لوازم خانگی برقی دارای ولتاژ با موج سینوسی هستند. اگر آنها تحت تاثیر ولتاژ مربعی قرار گیرند، دچار آسیب خواهند شد. استفاده از این مبدل برای دستگاه‌هایی که با موتور یونیورسال کار می‎کنند، رایج است.

موج شبه سینوسی

این انوع از درایوها نمی‎توانند یک موج سینوسی خالص تولید کنند.

انواع اینورتر از نظر منبع

از نظر منبع درایوها به دو دسته زیر تقسیم می‎شوند:

  • منبع ولتاژ اینورتر یا VSI . در این نوع از درایوها ولتاژ ورودی ثابت نگه داشته می‎شود و عملکرد بهتری نسبت به نوع جریانی دارند.
  • منبع جریان اینورتر یا CSI . این نوع از درایوها در صنایعی که به ولتاژ متوسط نیاز دارند، استفاده خواهد شد. در آنها جریان ورودی ثابت خواهد بود. در این حالت بین مبدل و دستگاه رابطه مستقیمی وجود دارد.
اینورتر
انواع اینورتر بر اساس سطح خروجی

بر این اساس اینورترهای به دو دسته زیر تقسیم می‎شوند:

چند سطحی

این نوع از کنترل کننده‌های دور موتور، دارای چندین سطح خروجی ولتاژ هستند. از انواع آنها می‎توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • داریو خازن شناور
  • درایو Hybrid
  • درایو آبشاری نوع H
  • درایو Diode-clamped
دو سطحی منظم

این نوع از درایوها دارای ولتاژ خروجی پیک مثبت و منفی هستند.

انواع اینورتر بر اساس سطح کنترل
  • مدولاسیون عرض پالس PWM تک
  • مدولاسیون عرض پالس چندگانه (MPWM)
  • مدولاسیون عرض پالس سینوسی (SPWM)
  • مدولاسیون عرض پالس سینوسی اصلاح شده (MSPWM)

منظور از مدولاسیون دسترسی به یک ولتاژ کنترل شده و قابل تنظیم از یک ولتاژ ورودی متغیر یا ثابت است. به این تکنیک اصطلاحا PWM (مدولاسیون پهنای باند) گفته می‎شود.

خرید اینورتر

برای خرید اینورتر گزینه‌های مختلفی خواهید داشت که از آن جمله می‌توان به زیمنس (Siemensمس پاور (MasPowerوگ (WEG) و اشنایدر (Schneider) اشاره کرد. اینکه کدام یک از آنها برای شما مناسب است به هدف شما از خرید این ابزار بازمی‌گردد. شاید بهتر باشد برای این منظور با کارشناسان ما در درخشش الکتریک، مشورت داشته باشید.