یک اینورتر فرکانس (Variable-frequency Drive, VFD) یک دستگاه کنترل توان است که از فناوری تبدیل فرکانس و فناوری میکروالکترونیک برای کنترل موتورهای AC با تغییر فرکانس منبع تغذیه کارکرد موتور استفاده می کند. اینورتر فرکانس عمدتاً شامل یکسوسازی (AC به DC)، فیلتر کردن، اینورتر (DC به AC)، واحد ترمز، واحد درایو، واحد تشخیص و واحد پردازش ریز است. اینورتر ولتاژ و فرکانس منبع تغذیه خروجی را با خاموش کردن IGBT داخلی تنظیم می کند و ولتاژ منبع تغذیه مورد نیاز را با توجه به نیاز واقعی موتور فراهم می کند و در نتیجه به هدف صرفه جویی در انرژی و تنظیم سرعت دست می یابد.
چرا یک اینورتر فرکانس انتخاب کنیم؟
اگر قدرت موتور شما برای مصارف خانگی بسیار کم است و نیازی به تنظیم سرعت یا اتوماسیون ولتاژ ثابت نیست، می توانید مستقیماً استفاده الکتریکی را شروع کنید. اگر اثراتی مانند تبدیل ولتاژ و تبدیل فرکانس وجود نداشته باشد، باید از اینورتر استفاده شود، نه تنها برای کمک به محافظت از موتور و افزایش طول عمر موتور، بلکه برای محافظت موثر از موتور و ایمنی برق در محل. از سایر تجهیزات الکتریکی اطراف و مدارهای کارخانه محافظت کنید.
1- صرفه جویی در انرژی تنظیم سرعت تبدیل فرکانس
1- پس از تصویب تنظیم سرعت تبدیل فرکانس، اثر صرفه جویی در انرژی فن ها و بارهای پمپ واضح ترین است و نرخ صرفه جویی در انرژی می تواند به 20٪ تا 60٪ برسد. زیرا توان مصرفی فن ها و پمپ ها با مکعب سرعت متناسب است. هنگامی که کاربر هنگامی که دبی متوسط مورد نیاز کوچک است، سرعت فن و پمپ آب کم است و اثر صرفه جویی در انرژی آن نیز بسیار قابل توجه است. با این حال، هنگامی که از بافل سنتی و درب فرانسوی برای تنظیم جریان استفاده می شود، مصرف برق تغییر چندانی نمی کند. از آنجایی که چنین بارهای زیادی وجود دارد که حدود 20 تا 30 درصد از کل ظرفیت موتور AC را تشکیل می دهد، صرفه جویی در انرژی آنها اهمیت زیادی دارد.
2- برای برخی از بارهای گشتاور ثابت که با سرعت های پایین اجرا می شوند، مانند تسمه نقاله، کنترل فرکانس نیز می تواند در مصرف انرژی صرفه جویی کند. علاوه بر این، روش تنظیم سرعت اصلی انرژی زیادی مصرف می کند، روش تنظیم سرعت اولیه نسبتاً پیچیده است و راندمان پایین است. پس از تصویب تنظیم سرعت تبدیل فرکانس، اثر صرفه جویی در انرژی نیز آشکار است.
2- مزایای تنظیم سرعت تبدیل فرکانس در عملکرد موتور (8 مزیت)
- با تنظیم سرعت تبدیل فرکانس به راحتی می توان به چرخش مثبت و منفی موتور پی برد. فقط لازم است توالی سوئیچینگ را تغییر دهید اینورتر خورشیدی لوله داخل مبدل فرکانس برای رسیدن به کموتاسیون خروجی و مشکل سوختن موتور به دلیل کموتاسیون نامناسب وجود ندارد.
- اکثر سیستم های تنظیم سرعت تبدیل فرکانس از سرعت پایین و فرکانس پایین شروع می شوند. زمان شتاب و کاهش سرعت را می توان خودسرانه تنظیم کرد، بنابراین زمان شتاب و کاهش سرعت نسبتاً ملایم است، جریان راه اندازی کم است و می تواند در فرکانس بالاتر شروع و متوقف شود.
- هنگامی که سیستم تنظیم سرعت تبدیل فرکانس در حال ترمز است، مبدل فرکانس می تواند از مدار ترمز خود استفاده کند تا انرژی بار مکانیکی روی مقاومت ترمز را مصرف کند و همچنین آن را به شبکه برق برگرداند. با این حال، لوازم جانبی خاصی برای بازگشت به شبکه مورد نیاز است و سرمایه گذاری نسبتاً بالا است. بزرگ علاوه بر این، مبدل فرکانس دارای عملکرد ترمز DC نیز می باشد. در صورت نیاز به ترمز، مبدل فرکانس یک ولتاژ DC به موتور برای ترمز اعمال می کند، بنابراین نیازی به اضافه کردن مدار کنترل ترمز وجود ندارد.
- موتور DC را می توان با مبدل فرکانس جایگزین کرد و در این زمان از موتور القایی استفاده می شود. مانند موتورهای DC، نیازی به برس، حلقه لغزنده و غیره نیست و قابلیت نگهداری و مقاومت در برابر محیطی عالی است.
- یک اینورتر می تواند به صورت موازی کار کند تا چندین موتور را کنترل کند.
- اینورتر را می توان با استارت نرم و بسته شدن نرم، و زمان شتاب/کاهش سرعت موتور را به صورت دلخواه تنظیم کرد.
- جریان راه اندازی را کاهش دهید. از طریق شروع نرم و بسته شدن نرم مبدل فرکانس، جریان راه اندازی را می توان به 1.5 تا 2 برابر جریان نامی در هنگام راه اندازی موتور کاهش داد. به طور کلی، هنگام راه اندازی مستقیم، یک جریان راه اندازی 6 برابر جریان نامی جریان می یابد، به طوری که بارهایی به کارکرد و توقف مکرر موتور تحمیل می شود.
- ترمز برگشتی اینورتر برای ترمز الکتریکی راحت است.
3- برنامه های کاربردی با هدف بهبود سطح فرآیند و کیفیت محصول
علاوه بر کاربرد تنظیم سرعت تبدیل فرکانس در بارهای فن و پمپ، می توان آن را به طور گسترده در زمینه های مختلف کنترل تجهیزات مکانیکی مانند انتقال، سیم پیچ، بالابر، اکستروژن و ماشین ابزار استفاده کرد. این می تواند بازده تولید خود را بهبود بخشد، چرخه کار عادی و عمر تجهیزات را طولانی تر کند، سیستم عملیات و کنترل را ساده کند، و برخی حتی می توانند مشخصات فرآیند اصلی را تغییر دهند و در نتیجه سطح کنترل کل تجهیزات را بهبود بخشند.
چگونه پیکربندی اینورتر را انتخاب کنیم؟
هنگام انتخاب پیکربندی اینورتر، درک کامل مشخصات بار ضروری است، اما انجام آن نیز دشوار است.
- مشخصات بار مانند نوع بار، سرعت و ماهیت را تأیید کنید.
- تأیید کنید که آیا عملکرد مداوم، عملیات طولانی مدت، عملکرد کوتاه مدت و سایر ویژگی های عملیاتی است.
- حداکثر مقدار خروجی مصرف و مقدار خروجی نامی را تأیید کنید.
- حداکثر تعداد دور و تعداد دورهای نامی را تأیید کنید.
- محدوده کنترل سرعت را تأیید کنید.
- تغییرات بار، جریان، ولتاژ، فرکانس، تغییرات دما و غیره را تأیید کنید.
- دقت کنترل مورد نیاز را تأیید کنید.
- روش ترمز را تأیید کنید.
- پیکربندی توان ورودی را تأیید کنید، یعنی ظرفیت را بر اساس عواملی مانند ویژگی‌های سرعت-گشتاور، ظرفیت اضافه بار، رتبه‌بندی زمان، گشتاور راه‌اندازی، مقدار خروجی نامی، حالت عملکرد، حالت کنترل، تعداد دور، بازده-قدرت و غیره انتخاب کنید.
با این حال، انتخاب پیکربندی اینورتر با استفاده از روش فوق آسان نیست، بنابراین کاربران عادی می توانند اینورتر را با توجه به پیکربندی موتور انتخاب کنند. ولتاژ پیکربندی (220 ولت، 380 ولت، 440 ولت) را انتخاب کنید و ظرفیت اینورتر را با توجه به ظرفیت موتور (کیلووات) انتخاب کنید. عموماً محصولاتی با گشتاور و بار راه‌اندازی کم، مانند فن‌ها و پمپ‌های آب، از موتورها و اینورترهایی با ظرفیت 1:1 استفاده می‌کنند. برای آسانسورها، جرثقیل ها و غیره که به گشتاور بیشتر و بارهای زیاد نیاز دارند، ظرفیت انتخاب شده یک بالاتر از ظرفیت موتور به اینورتر مرحله دوم است.
