اینورتر یا درایو یکی از تجهیزات به شدت پرکاربرد در صنعت برق و اتوماسیون صنعتی است که باعث عملکرد بهینه موتورهای الکتریکی می شود.
قطعا می دانید موتورهای الکتریکی، که یکی از پرکاربردترین تجهیزات صنعتی هستند، چالش های زیادی برای ما ایجاد می کنند.
از مهمترین این چالش ها، میتوان به جریان راه اندازی بالا، نبود کنترل روی دور موتور و نبود کنترل روی گشتاور موتور اشاره کرد.به منظور حل این چالش ها تجهیز ارزشمندی به نام درایو در سال ۱۹۸۰ معرفی شد.درایو یا اینورتر تجهیزی است که برای راه اندازی موتورهای القایی استفاده می شود و بسیاری از چالش های پیش روی موتور های الکتریکی را حل می کند.
این تجهیز نام های مختلفی دارد، مانند:
VFD (Variable Frequency Drive) یا درایو فرکانس متغیر
VSD (Variable Speed Drive)یا درایو سرعت متغیر
VVVF (Variable Voltage Variable Frequency)یا درایو ولتاژ متغیر، فرکانس متغیر
FC (Frequency control) یا کنترل کننده ی فرکانس
و نام های دیگر.
اغلب از این تجهیز با نام درایو یا اینورتر نام برده می شود.
برای اینکه عملکرد درایو را به خوبی درک کنیم، نیاز است تا مدار داخلی این تجهیز را بررسی کنیم.
همانطور که در شکل بالا می بینیم، درایو از سه بخش مختلف تشکیل شده است:
۱) مبدل AC به DC که از ۶ دیود تشکیل شده است و وظیفه ی تبدیل برق AC به DC را برعهده دارد. (Converter)
۲) لینک DC که وظیفه ی آن گرفتن ریپل های شکل موج خروجی پل دیودی و تحویل یک موج DC صاف است. (DC Bus)
۳) مبدل DC به AC یا اینورتر که شکل موج DC را با استفاده از سوئیچینگ IGBT ها به شکل موج AC با قابلیت کنترل فرکانس تبدیل می کند. (Converter)
همانطور که مشخص است با کنترل فرکانس خروجی درایو توانایی کنترل سرعت موتورهای القایی به راحتی در اختیار قرار می گیرد.
اینورتر یا درایو مزیت هایی زیادی برای ما ایجاد می کند که در ادامه به ۵ مزیت مهم آن اشاره می کنیم:
۱) کاهش جریان راه اندازی:
همانطور که می دانیم موتور حین راه اندازی جریان بالایی از شبکه می کشد که این جریان ممکن است ۳ تا ۵ برابر جریان نامی باشد. از آنجائیکه با استفاده از درایو، هنگام راه اندازی، موتور کل ولتاژ شبکه را تجربه نمی کند، جریان راه اندازی محدود می شود.
۲) کنترل صفر تا صد سرعت موتور:
با توجه به مدار داخلی درایو، با تنظیم فرکانس سوئیچ زنی IGBT ها در اینورتر، درایو این قابلیت را به ما می دهد که با هر سرعتی که مد نظرماست، موتور را راه اندازی کنیم، در صورتی که بدون استفاده از درایو، فقط قابلیت راه اندازی موتور در یک فرکانس یعنی فرکانس شبکه را داشتیم.
۳) ذخیره ی انرژی:
در بعضی از کاربردها مثل فن و پمپ، نیازی نیست که موتور در همیشه در سرعت نامی کار کند. با استفاده از درایو می توان در زمان هایی که به سرعت نامی نیاز نداریم، فرکانس موتور را کم کنیم، و از آنجائیکه در مد کاری v/f با کاهش فرکانس، ولتاژ هم کاهش می یابد، درایو ولتاژ نامی را از شبکه نمی کشد و در نتیجه در مصرف انرژی صرفه جویی می شود.
۴) افزایش طول عمر موتور:
هنگام راه اندازی مستقیم موتور از طریق شبکه، موتور تحت ضربه های مکانیکی شدیدی قرار می گیرد، این ضربه ها در کاربردهایی که نیاز به استارت و استپ چندباره ی موتور دارد، باعث کاهش طول عمر موتور می شود. با استفاده از درایو به دلیل راه اندازی نرم موتور دیگر شاهد این ضربه ها نخواهیم بود و طول عمر موتور افزایش می یابد.
۵) تامین گشتاور راه اندازی:
شاید این سوال پیش بیاید که با کاهش جریان راه اندازی موتور، دیگر گشتاور راه اندازی بالا را نخواهیم داشت و در اپلیکیشن هایی مثل بالابر و جرثقیل با مشکل مواجه خواهیم شد. اما خبر خوب اینکه، درایو دارای مدهای کاری مختلفی است، یکی از این مدهای کاری مد vector control یا کنترل برداری است که در این مد گشتاور راه اندازی مورد نیاز برای اپلیکیشن های سنگین تامین می شود.