اینورتر ها چه تجهیزاتی هستند و موارد کاربرد آنها کجاست ؟

اینورتر چیست؟

به صورت کلی اینورتر مبدلی است که ولتاژ مستقیم DC را به ولتاژ متناوب AC تبدیل می‌کند.
در بیشتر موارد، معمولا ولتاژ DC ورودی پایین بوده در حالی که خروجی AC برابر ولتاژ شبکه می‌باشد. فرکانس و سطح ولتاژ تولیدی توسط این قطعه الکترونیکی می‌تواند توسط تقویت‌کننده‌ها به سطح ولتاژ و فرکانس دلخواه تبدیل گردد. اینورتر‌ها قطعات متحرک ندارند و در طیف گسترده‌ای از ابزار‌های کاربردی از منبع تغذیه کامپیوتر گرفته تا ابزار بزرگ حمل و نقل استفاده می‌شوند. اینورتر‌ها معمولا برای تامین جریان AC از منابع DC مانند پانل‌های خورشیدی یا باتری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
اینورتر‌ها می‌توانند به‌عنوان تجهیزات مستقل برای کاربرد‌هایی مانند انرژی خورشیدی و یا به‌عنوان منابع تغذیه پیشتیبان متشکل از باتری‌ها که به صورت مستقل شارژ می‌شوند مورد استفاده قرار گیرد. دیگر کاربرد اینورتر استفاده به‌عنوان بخشی از مدار بزرگتر مانند واحد‌های تغذیه یا UPS‌ها می‌باشد.

اینورتر های سه فاز :

درواقع اینورتر یا درایو AC به دستگاهی گفته می‌شود که به کمک آن می‌توان بدون کاهش قدرت و گشتاور موتور، سرعت یک موتور AC سه فاز را کنترل کرد. اینورتر‌ها در ظرفیت‌های مختلف ساخته می‌شوند مثلاً برای یک موتور با توان ۲۰ اسب بخار باید از اینورتر, 20HP استفاده کرد.

همچنین اینورتر‌ها از نظر ورودی به دو دسته تک فاز و سه فاز تقسیم می‌گردند. البته خروجی همه آن‌ها سه فاز است. برای اینورتر‌های با توان بالای3HP فقط از ورودی سه فاز استفاده می‌گردد. کنترل کننده‌های دور موتور قادرند دور موتور را از صفر تا دور نامی موتور و حتی درصدی بالاتر بطور پیوسته تغییر دهند. اینورتر‌ها میتوانند موتور را بطور نرم و کاملا کنترل شده استارت و استپ می نمایند (soft start & soft stop).

ویژگی های اینورتر :

• کاهش جریان راه اندازی و در نتیجه طولانی شدن عمر موتور
• امکان تغییر سرعت موتور، امکان تغییر جهت حرکت موتور
• امکان کار موتور در شرایطی که ولتاژ ورودی متغیر است
• کاهش انرژی مصرفی و لذا کاهش هزینه برق
• ایجاد سرعت بیشتر از سرعت نامی موتور
• داشتن حفاظت در برابر اضافه بار
• برنامه ریزی کردن حرکت
• امکان کنترل از راه دور

اینورتر میتواند به صورت هوشمند میزان بار وارده به موتور را تشخیص داده و متناسب با همان بار، به موتور جریان می‌دهد و این جریان در بسیاری از مواقع از جریان نامی موتور کمتر است.
درنتیجه اینورتر ها با راه اندازی نرم موتور، بدون هیچگونه ضربه به قسمت‌های مکانیکی مثل کوپلینگ‌ها، گیر بکس‌ها، تسمه‌ها، زنجیر‌ها و ... افزایش طول عمر مفید موتور و سایر قسمت‌های مکانیکی را به دنبال خواهد داشت. و همچنین حفاظت موتور در برابر اضافه بار را نیز انجام می دهد در این حالت چنانچه بار موتور از مقدار معمول بیشتر شود، اینورتر موتور را خاموش می‌نماید و به کاربر پیام اضافه بار نشان می‌دهد.

کاربرد اینورتر ها در افزایش طول عمر مفید موتور ها:

روش های تک سرعتی، موتور را به طور ناگهانی استارت میزنند و آن را در معرض گشتاور استارت بالا و نوسانات جریان قرار میدهند که تا ۱۱برابر جریان بار کامل است
از سوی دیگر، اینورتر های ACبه طور یکنواخت و تدریجی موتور را تا سرعت عملیاتی بالا می برند تا موجب کاهش تنش مکانیکی و الکتریکی، کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری و افزایش عمر موتور و تجهیزات مربوطه شوند.
راه اندازهای نرم یا سافت استارترها قادر به افزایش سرعت موتور به طور تدریجی هستند، اما به دلیل ولت کنترل بودن تنها میتوانند جریان راه اندازی ۱۱برابری را به ۵ برابر کاهش دهند اما در درایوها ما شاهد آن هستیم که جریان راه اندازی به ندرت بالاتر از جریان نامی موتور افزایش میابد و درایوها را میتوان برنامه ریزی کرد تا سرعت موتور را به طور بسیار تدریجی تر و هموارتر بالا ببرند و میتوانند موتور را با سرعتی کمتر از سرعت کامل به کار اندازند تا سایش و پارگی را کاهش دهند.
دلایل زیاد و مختلفی برای کاربرد اینورتر در صنعت وجود دارد. در برخی کاربردها از قبیل ماشین های کاغذ سازی نمی توانند بدون درایوها شروع به کار کنند، درحالی که در برخی کاربردهای دیگر مثل پمپ های سانتریفیوژ درایو ها می توانند به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی بسیار مفید باشند.

در ادامه این مطلب به توضیح برخی اصطلاحات رایج در اینورتر ها پرداخته ایم:

مقاومت ترمز (Briking modules and Braking Resistors):

زمانی که باری بر روی موتور قرار دارد و این بار می‌خواهد رفتاری را خارج از محدوده عملکرد اینورتر به موتور اعمال کند (مثلاً برای توقف یک‌بار سنگین) پدیده‌ای بانام  Regeneration اتفاق می‌افتد و اینورتر برای دفع این انرژی اضافی نیاز به مقاومت خارجی یا مقاومت ترمز دارد که در اصطلاح به آن‌ها   Braking Resistors می‌گویند.

فیلتر RFI Suppression Filters) RFI) :

اینورترها به‌عنوان منابع تغذیه الکترونیکی مقدار زیادی امواج الکترومغناطیسی تولید می‌کنند و برای اینکه از تأثیرگذاری این امواج بر روی منابع تغذیه، جلوگیری نمایند طراحی‌شده‌اند.
این فیلترها می‌بایست در ورودی اینورتر نصب گردند .

ترمز دی سی (DC Brake):

هنگامی‌که دیگر ولتاژی برای تغذیه موتور وجود نداشته باشد و اینورتر خروجی خود را بر روی موتور قطع کند اگر روتور بزرگ باشد یا باری که بر روی آن قرارگرفته است این‌قدر بزرگ باشد که از توقف شافت جلوگیری به عمل آورد ، برای تسریع در توقف سریع موتور از  DC Brakeاستفاده می‌شود و نحوه عملکرد آن در اینورتر بدین گونه است که در حالت DC Brake اینورتر فقط یک‌فاز را نیم موج می‌کند و دو فاز دیگر را بدون تغییر باقی می‌گذارد و بدین‌صورت تعادل بردار برآیند را به هم می‌ریزد و شفت را قفل می‌کند.

ضمن تشکر از شما دوستان عزیز

 امیدواریم که این مقاله برای شما مفید واقع‌شده باشد. با ارسال نظرات مفید خود ما را در بهبود هرچه بیشتر مقالات و سایت یاری نمایید. به امید آنکه بتوانیم با کمک یکدیگر گامی هرچند کوچک در بهبود فضای کسب‌وکار کشورمان برداریم.