انواع و ویژگی‎ های درایو

یک درایو الکتریکی چگونه سرعت حرکت یک موتور را کنترل می کند؟

درایو الکتریکی برای تغییر سرعت یک موتور، یعنی تعداد دور در واحد زمان ، با تغییر فرکانس موجب تغییر سرعت می‎شود. هرچقدر فرکانس بیشتر شود موتور با سرعت بیشتر و برعکس هرچقدر فرکانس اعمالی کمتر باشد، موتور با سرعت کمتری می چرخد. با این حساب درایو الکتریکی با تغییر فرکانس، سرعت حرکت موتور را تنظیم و کنترل می کند. پس با سنابرق توان همراه باشید و با ویژگی های درایو و مزایای استفاده از درایو در صنعت بیشتر آشنا شوید.

 

 

نحوه عملکرد بخش مبدل AC‌ به DC

یکی از اصلی ترین ویژگی های درایو، نحوه عملکرد آن می باشد. اما درایو آسانسور چگونه برق ورودی به خود را که ولتاژ و فرکانس مشخص و ثابتی دارد را به ولتاژ و فرکانس دلخواه قابل تنظیم تبدیل کرده و به موتور اعمال می کند؟

‎ بخش تبدیل توان موجود در درایو الکتریکی شامل :

1. مدار یکسوکننده
2. مدار میان گذر (اصلی دلیل برای کاربرد درایو در پمپاژ می باشد)
3. مدار معکوس کننده یا به اصطلاح درایو صنعتی

است. درحقیقت درایو الکتریکی ولتاژ AC ورودی را به کمک مدار یکسوکننده، به  ولتاژ DC  تبدیل می کند. سپس به کمک مدار میان گذر، ریپل موجود در ولتاژ DC یکسو شده در مرحله قبل صاف می شود. در نهایت به کمک مدار اینورتر، ولتاژ DC به ولتاژ AC با فرکانس دلخواه تبدیل شده و به موتور اعمال می‎شود. مدار تبدیل توان توسط ترانزیستورهای قدرت با سوئیچینگ بالا صورت می پذیرد و فرکانس خروجی، به دلیل تفاوت در کنترل سوئیچینگ، متفاوت خواهد بود.

 

سیستم کنترل درایو الکتریکی ، کنترل V/f و کنترل برداری

انواع دستگاه ها با جهت های چرخش متفاوت وجود دارد. پس فرکانس خروجی درایو الکتریکی را چگونه میتوانیم کنترل کنیم تا چرخش مناسب با هر موتور را ایجاد کند؟

 

 

کنترل استاندارد درایو الکتریکی،  به دو روش V/f کنترل و کنترل برداری، تقسیم می شود. کنترل V/f، با ثابت نگه داشتن نسبت ولتاژ (V) به فرکانس (f)  در یک درایو صورت می گیرد. به طور مثال خروجی یک درایو الکتریکی با منبع تغذیه 200  ولت، 200 ولت با فرکانس 60 هرتز  و 100 ولت با فرکانس 30 هرتز خواهد بود و بدین ترتیب نسبت ولتاژ به فرکانس خروجی درایو در همه حالت ها یکسان و مقدار 3.33 خواهد بود. بنابراین یک درایو الکتریکی با روش کنترل V/f، به تنهایی می تواند، به طور همزمان چند موتور را بچرخاند.

از طرفی، کنترل برداری به معنای جدا کردن موارد زیر می شود:

1. جریانی است که باعث ایجاد جریان گشتاوری می شود.
2. جریان القایی که باعث ایجاد میدان مغناطیسی القایی بر روی روتور می شود.

و جهت جریان موتور را بر اساس محاسبات برداری کنترل می کند.

 

مقاله مرتبط: کاربرد درایو در کشاورزی

 

چگونه می توان از کنترل V/f و کنترل برداری، به صورت جداگانه استفاده کرد؟

در این قسمت از مقاله ویژگی های درایو قصد داریم تا پاسخ سوال مهم و اساسی “چگونه می توان از کنترل V/f و کنترل برداری، به صورت جداگانه استفاده کرد؟” را پاسخ دهیم. پیش از آنکه ویژگی های درایو الکتریکی را توضیح دهیم، اجازه دهید به طور مختصر در خصوص لغزش موتور صحبت کنیم. شروع چرخش موتور القایی، به چیزی به نام لغزش نیاز دارد. لغزش تاخیر فرکانس چرخشی روتور، به فرکانس چرخشی استاتور است. سرعت چرخش موتور القایی، وابسته به نیروی الکترومغناطیسی میان روتور و استاتور است، در نتیجه گشتاور لازم صرفا از طریق لغزش ایجاد می شود. هر چقدر بار موتور بزرگتر، لغزش و تاخیر در سرعت چرخش بیشتر است.

 

در کنترل برداری، میزان لغزش به صورت لحظ ه‎ای محاسبه و به موتور اعمال می‎شود. به این ترتیب، سرعت چرخش موتور، بدون توجه به میزان تغییر بار، ثابت باقی می‎ماند. به عنوان مثال در شکل زیر می‎بینید، که در شرایط کنترل V/f  ، میزان تغییرات سرعت نقاله، به میزان بار موجود بستگی دارد، اما در خصوص کنترل برداری، اینگونه نیست و سرعت با تغییر وزن بار، تغییر نکرده و ثابت است.

 

ویژگی های درایو و کاربرد انواع سیستم های کنترلی

عملکرد کنترلر های درایو الکتریکی را می توان از لحاظ پارامتر هایی مانند، میزان گشتاور در سرعت پایین، رنج سرعت قابل کنترل و دقت کنترل سرعت بررسی کرد. در زمان کار با سرعت پایین، زمانی که بار وارد شده افزایش یافت، لغزش نیز افزایش می باید در نتیجه سرعت موتور کمتر می شود. در زمان استفاده از کنترل V/f  ، گاهی در این شرایط موتور کاملا متوقف می شود. اما در کنترل برداری، به دلیل ایجاد گشتاور بزرگ، حتی در سرعت پایین، موتور بدون توقف به کار خود ادامه می دهد.

 

 

کنترل برداری، از نظر رنج و دقت کنترل سرعت، می تواند به عملکرد سرعت متغیر با دامنه کنترل وسیع تر و خطای کمتری نسبت به کنترل V/f  داشته باشد زیرا با انجام محاسبات برداری جریان موتور، پارامتر درایو را می تواند در بیشترین حالت تنظیم کند. با این وجود، چون پارامتر های موتور، مطابق با مشخصات موتور تنظیم می شود، دیگر نمی توان به کمک یک اینورتر موتور الکتریکی بیش از یک موتور را به طور همزمان به حرکت در آورد. در آخر هم امیدواریم که از مقاله انواع و ویژگی های درایو نهایت استفاده را ببرید.

 

مقاله مرتبط: کاربرد درایو در زمینه انرژی های محیطی