اصول عملیاتی درایو فرکانس متغیر (VFD)
اینورتر و یا همان درایو فرکانس متغیر (VFD)، به عنوان یکی از ابزارهای بسیار کارآمد در کاربردهای موتورهایAC ، از جمله کنترل فرکانس متغیر برای کنترل موتور، به دلیل ویژگی‌های متنوع وسیعی که دارند، بسیار حائز اهمیت هستند. نسبت به راندمان‌های موتورهای معمولی،VFD ها قابلیت و عملکرد بیشتری دارند. گزینه‌های نرم‌افزاری و ارتباطی VFD به کاربر اجازه کنترل موتورها را در سطوح مورد نظر می‌دهد. کنترلر فرکانس یا VFD یکی از فناوری‌های کلیدی در کنترل سرعت موتورهای AC است. اصول عملکرد آن و نحوه استفاده‌اش در بسیاری از صنایع از جمله خودروسازی، صنایع فولاد، پتروشیمی و صنایع مختلف تولیدی از اهمیت بسزایی برخوردار است.
اجزای اصلی درایو فرکانس متغیر
دو ویژگی اصلی متغیر فرکانس، سرعت قابل تنظیم و قابلیت راه‌اندازی و توقف نرم است. این دو ویژگی باعث می‌شوند VFD ها به عنوان کنترل‌کننده‌های قدرتمند برای کنترل موتورهای AC عمل کنند.
VFD اصولاً از چهار بخش اصلی تشکیل شده است؛ این بخش‌ها شامل:
- رکتیفایر (Rectifier)
- دی سی باس (DC bus)
- مبدل
- مدار کنترل
هستند. در ادامه به توضیح هر کدام از اینها می‌پردازیم!
رکتیفایر (Rectifier)
در اولین مرحله از عملکرد درایو، رکتیفایر برق AC تغذیه شده از شبکه را به برق DC تبدیل می‌کند. این بخش می‌تواند دوجهته یا دوجهته با توجه به کاربرد استفاده شده مانند عملکرد چهارکاره موتور باشد. از دیودها، SCRها، ترانزیستورها و سایر دستگاه‌های الکترونیکی سوئیچینگ استفاده می‌شود. اگر از دیودها استفاده شود، برق DC تبدیل شده، خروجی غیرکنترل شده است؛ در حالی که با استفاده ازSCR، قدرت خروجی DC توسط کنترل گیت متغیر می‌شود. حداقل شش دیود برای تبدیل سه فاز لازم است، بنابراین واحد رکتیفایر به عنوان تبدیل کننده شش پالس در نظر گرفته می‌شود.
دی سی باس (DC bus)
برق DC از بخش رکتیفایر به دی سی باس تغذیه می‌شود. این بخش شامل خازن‌ها و چین‌ها است که در برابر موج‌های نوسانی صاف می‌کند و برق DC را ذخیره می‌کند. عمده کار دی سی باس دریافت، ذخیره و تحویل برق DC است.
مبدل (INVERTER)
این بخش شامل سوئیچ‌های الکترونیکی مانند ترانزیستورها، تایریستورها، IGBT و غیره است. برق DC را از دی سی باس دریافت می‌کند و به AC تبدیل می‌کند که در نهایت به موتور تحویل داده می‌شود. از تکنیک‌های مدولاسیون مانند مدولاسیون پهنای پالس برای تغییر فرکانس خروجی برای کنترل سرعت موتور استفاده می‌شود.
مدار کنترل
این بخش شامل یک واحد میکروپروسسوری است و وظایف مختلفی مانند کنترل، پیکربندی تنظیمات درایو، شرایط خرابی و ارتباط با پروتکل‌های ارتباطی را انجام می‌دهد. این واحد یک سیگنال بازخورد از موتور به عنوان مرجع سرعت جریان می‌دهد و به طور متناسب نسبت ولتاژ به فرکانس را برای کنترل سرعت موتور تنظیم می‌کند.
عملکرد VFD
VFD توانایی کنترل سرعت موتور را فراهم می‌کند و همچنین قابلیت شروع و قطع نرم را داراست. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که VFD یک کنترلر قدرتمند برای کنترل موتورهای AC باشد.
کاربردهای درایو فرکانس متغیر
کاربردهای VFD شامل کنترل سرعت موتورها، صرفه‌جویی در انرژی، کاهش استرس مکانیکی، و کنترل دقیق و استحکام در شرایط مختلف می‌شود.
مزایای استفاده از VFD
- صرفه‌جویی در انرژی با استفاده از تکنیک‌های کنترل فرکانس و جریان.
- کنترل بسته با استفاده از بازخورد سرعت موتور.
- محدود کردن جریان در زمان شروع به کار.
- عملیات نرم و کاهش استرس‌های مکانیکی بر روی موتورها.
- افزایش ضریب توان و بهبود عملکرد انرژی.
از اینکه تا انتهای این مطلب از ال اس کالا با ما همراهی کردید، از شما کمال تشکر را داریم! برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه می‌توانید از مشاوره رایگان و تخصصی کارشناسان ما در این مجموعه بهره ببرید.