در بسیاری از صنایع مختلف، انرژی مکانیکی مورد نیاز برای بخش های گوناگون این صنایع توسط نوع خاصی از موتورها با نام الکتروموتور تامین می شود. در این موتورها، از اجزای مختلفی برای نظارت بر عملکرد صحیح دستگاه استفاده می شود؛ یکی از این قطعات، اینورتر صنعتی است که با نام های دیگری مانند درایو صنعتی یا AC درایو نیز شناخته می شود. وظیفه اصلی این قطعه به عنوان نوعی مبدل، کنترل سرعت و جریان موتور است و این کار را از طریق تنظیم میزان فرکانس و ولتاژ تغذیه الکتروموتور انجام می دهد.
اینورتر صنعتی چیست؟
کارایی و عملکرد الکتروموتورها، یکی از موارد بسیار مهم در میزان بهره وری آنها و البته سطح انرژی مصرفی این دستگاه ها در صنایع مختلف است. انواع اینورتر صنعتی یا AC درایو، در واقع نوعی مبدل هستند که با تنظیم ولتاژ و فرکانس تغذیه این دستگاه ها، سرعت و جریان آنها را کنترل می کنند تا علاوه بر محافظت از دستگاه در مقابل ولتاژهای نامناسب و همچنین بهینه سازی عملکرد آن، میزان انرژی مصرفی دستگاه نیز تا حد قابل قبولی کاهش یابد.
انواع درایو صنعتی در بازار با عنوان اینورتر صنعتی شناخته می شوند؛ علت این موضوع این است که این قطعات، در واقع نوعی مبدل هستند و می توانند جریان برق مستقیم (DC) را به جریان برق متناوب (AC) یا بالعکس تبدیل کنند. این قابلیت که به لطف استفاده از مدارهای پیشرفته در این قطعات ایجاد شده است؛ امکان کنترل جریان و سرعت الکتروموتورها و به دنبال آن، تغییر ولتاژ و فرکانس خروجی را فراهم می کند.
کاربردهای درایو صنعتی
انواع AC درایو به عنوان یکی از قطعات پرکاربرد در صنایع مختلف با هدف کنترل سرعت و جریان الکتروموتورها مورد استفاده قرار می گیرند اما در برخی از صنایع، اهمیت و دامنه کاربرد اینورتر، وسیع تر از صنایع دیگر است. چند نمونه از صنایع مهم و مادر که از اینورتر صنعتی در الکتروموتورها استفاده می کنند، عبارتند از:
صنایع تولید فولاد
روند تولید انواع قطعات فولادی و فولاد خام، نیازمند محاسبات دقیقی برای دستگاه ها و ماشین آلات تولیدی، کوره ها، آسیاب ها و سایر تجهیزات به کار رفته در تولید این آلیاژ ارزشمند است. الکتروموتورها به عنوان یکی از مهمترین تجهیزات در هر یک از بخش های مسیر تولید فولاد محسوب می شوند و انواع درایو صنعتی نیز، در این دستگاه برای کنترل کننده سرعت و جریان این موتورها به کار گرفته می شوند.
صنایع نفت و گاز
انواع پمپ، کمپرسور، فن و تجهیزات صنعتی بی شماری که در این صنعت مهم و مادر مورد استفاده قرار می گیرند، به واسطه استفاده از اینورتر صنعتی در الکتروموتورها، بهینه سازی شده و سرعت و جریان الکتروموتور در آنها، در مناسب ترین و دقیق ترین حالت تنظیم خواهد شد.
صنایع تولید انرژی
الکتروموتورهای مجهز به انواع اینورتر صنعتی، وظیفه تنظیم سرعت و جریان و بهینه سازی مصرف انرژی در بخش های مختلف این صنعت شامل نیروگاه ها، سیستم های انتقال و توزیع برق، سدها و… را بر عهده دارند.
صنعت خودروسازی
روند تولید خودرو در صنایع خودروسازی، به استفاده از دستگاه هایی مانند انواع الکتروموتورها، سیستم های ترمز، هیدرولیک و… گره خورده است که بهینه سازی انرژی و کنترل سرعت و جریان در این دستگاه ها بر عهده انواع ACدرایوها است.
صنایع تولید مواد غذایی، دارویی و شیمیایی
کارایی و میزان دقت تجهیزات متنوع به کار رفته در تولید و بسته بندی مواد مختلف این صنایع مانند انواع میکسر، پمپ، کشنده و… توسط انواع اینورتر صنعتی انجام می شود و این مبدل ها در کاهش میزان مصرف انرژی توسط این تجهیزات نیز، نقش مهمی ایفا می کنند.
انواع درایو صنعتی
در صنایع مختلف، باید اینورترهای صنعتی به تناسب کارایی که دارند مورد استفاده قرار گیرند. بر همین اساس، این تجهیزات در ۲ نوع مختلف و به شرح زیر تولید می شوند:
اینورتر یا درایو AC (درایو جریان متناوب)
این مدل اینورتر صنعتی که با نام های مختلفی مانند درایو سرعت قابل تنظیم (ASD)، درایو سرعت متغیر (VSD) یا درایو فرکانس متغیر (VFD) نیز شناخته می شوند؛ جریان برق مستقیم یا DC را به جریان AC یا متناوب تبدیل می کنند. این فرآیند تغییر ولتاژ و فرکانس ورودی ثابت و به ولتاژ و فرکانس خروجی متغیر، توسط مدارهای مبدل دارای یکسو کننده انجام می شود. انواع اینورترهای AC عبارتند از:
- موتورهای سنکرون
- موتورهای القایی
- سروو موتورها
- درایوهای برداری بدون سنسور
اینورتر یا درایو DC (جریان مستقیم)
روند عملکرد این مدل از اینورتر صنعتی، کاملا برعکس درایوهای AC است و جریان برق AC را با استفاده از مدارهای مبدل دارای یکسو کننده مانند تریستور یا دیود، به جریان DC تبدیل می کند. این مدل درایو صنعتی، پیچیدگی طراحی زیادی ندارد و مدارهای آن نیز از نظر طراحی، ساده تر از مدارهای اینورتر AC هستند. درایوهای DC آنالوگ و دیجیتال، ۲ نوع از پرکاربردترین انواع اینورتر صنعتی DC به شمار می آیند.
انواع درایو صنعتی چه قابلیت هایی دارند؟
اینورترهای صنعتی، چه از نوع AC باشند و چه از نوع DC، امکانات متعددی را بر اساس قابلیت های کنترلی و ارتباطی خود در اختیار صنایع مختلف قرار می دهند. این قابلیت ها عبارتند از:
قابلیت ها و امکانات کنترلی درایو صنعتی
- کنترل جریان
- کنترل سرعت
- کنترل ولتاژ
- کنترل تورک
- کنترل موقعیت
قابلیت ها و امکانات ارتباطی درایو صنعتی
- دارای پورت های کاربردی مانند پورت شبکه و پورت سریال
- دارای رابط خروجی و ورودی آنالوگ و دیجیتال
- دارای رابط کاربری برای فراهم کردن امکان کنترل و مانیتورینگ عملکرد درایو
- دارای امکان برنامه ریزی پیشرفته و سفارشی سازی درایو
- دارای پروتکل های ارتباطی مانند Modbus، CAN و…
جمع بندی
انواع اینورتر صنعتی، از پرکاربردترین قطعات به کار رفته در صنایع مختلف هستند که به عنوان مبدل، قابلیت تبدیل جریان برق مستقیم (DC) به جریان برق متناوب (AC) یا بالعکس را دارند. کاربرد اصلی این قطعات، در انواع الکتروموتورها برای کنترل و تنظیم سرعت و جریان موتور است و به تناسب کارایی الکتروموتور، ممکن است از انواع مختلفی از درایوهای صنعتی در این دستگاه ها استفاده شود. اینورترهای صنعتی، قابلیت های کنترلی مختلفی نظیر کنترل سرعت، جریان، تورک، ولتاژ و موقعیت را در اختیار کاربر قرار می دهند و معمولا مجهز به درگاه های ارتباطی مانند پورت های سریال، شبکه، رابط های کاربری، پروتکل های ارتباطی و… هستند.