نحوه عملکرد درایو الکتریکی چگونه است؟
اولین درایو الکتریکی در سال 1838 در روسیه اختراع شد. در این اختراع یک موتور DC را که با باتری تغذیه می شد آزمایش شد. با این حال بکارگیری درایو الکتریکی در صنعت بعد از چدین سال و در دهه 1870 رخ داد. درحال حاضر آن را همه جا می بینیم. می دانیم که سرعت ماشین الکتریکی (موتور یا ژنراتور) توسط فرکانس جریان مبدا و نیز ولتاژ اعمال شده کنترل می شود. با این حال میتوان سرعت چرخش ماشین را با درایو الکتریکی و به صورت دقیق کنترل کرد. مزیت اصلی این دستگاه، کنترل حرکت است که میتواند به سادگی با درایو بهبود یابد. در ادامه مقاله به بررسی دقیقتر اجزای درایو و نحوه عملکرد هر عنصر و نیز مزایای استفاده از درایو می پردازیم. پس جهت آشنایی بیشتر با نحوه عملکرد درایو تک فاز، با سنا برق توان که سایتی جهت اطلاع شما از قیمت درایو و خرید آن می باشد، همراه باشید.
درایو الکتریکی سیستمی است که برای کنترل حرکت ماشین الکتریکی استفاده می شود. نحوه عملکرد درایو به این شکل است که از یک محرک اصلی نظیر موتور بنزینی یا دیزلی، توربین بخار یا گاز، موتورهای هیبریدی و الکتریکی بعنوان منبع اصلی انرژی استفاده می کند. این محرک اصلی، انرژی مکانیکی درایو برای کنترل حرکت را تامین می کند.
درایو الکتریکی می تواند با موتور درایو الکتریک و نیز سیستم کنترلی پیچیده ای برای کنترل محور چرخش موتور ساخته شود. در حال حاضر کنترل نحوه کار درایو به سادگی و با نرم افزار انجام می شود. بنابراین کنترل دقیقتر می شود و استفاده از آن تسهیل می گردد.
دیاگرام درایو الکتریکی
دیاگرام درایو الکتریکی در زیر نشان داده شده است.
منبع برق
منبع برق انرژی سیستم را فراهم می کند. مبدل و موتور هر دو برای فراهم کردن ولتاژ، فرکانس و جریان قابل تغییر برای موتور با منبع تغذیه در ارتباط هستند.
مدولاتور برق
نحوه کار درایو به این شکل است که یک مدولاتور برق دارد که برای کنترل برق وردی و خروجی استفاده می شود. کنترل برق موتور به روشی انجام می شود که موتور الکتریکی ویژگی سرعت-گشتاور را می فرستد که برای بار لازم است. در طول عملیات موقت، جریان شدیدی از منبع تغذی خارج می شود. ممکن است تجریان کشیده شده از منبع برق بیش از این باشد در غیر این صورت باعث افت ولتاژ می شود. بنابراین، تعدیل کننده، قدرت جریان موتور و منبع را محدود میکند.
مدولاتور قطعه مهمی در تعیین نحوه عملکرد درایو است. مدولاتور برق میتواند بر اساس نیازهای موتور، انرژی را تغییر دهد. مثلا اگر مبنا، جریان مستقیم است و میتوان از موتور القایی استفاده کرد، پس از آن مدولاتور برق مستقیم را به متناوب تبدیل می کند. همچنین حالت عملکرد موتور را روی ترمز یا کار کردن میگذارد. به عبارت دیگر مدولاتور یک مبدل جریان برق و مسئول کنترل جریان در موتور برای رسیدن به سرعت متغیر، چرخش معکوس و توقف موتور است. مبدلهای الکترونیکی برق شامل AC-AC ، AC-DC و DC-DC هستند.
بار
بار مکانیکی توسط محیط فرآیند صنعتی و منبع برقی تعیین می شود که در آن کارخانه موجود است. بااینحال میتوایم سایر مولفه های الکتریکی به نام های موتور الکتریکی، کنترلر و مبدل را هم انتخاب کنیم.
واحد کنترل
در بررسی نحوه کار درایو، عمدتا واحد کنترل، برای کنترل مدولاتور برق استفاده می شود و این مدولاتور میتواند در سطوح مختلف برق و نیز ولتاژ پایین کار کند. این واحد، قوانین امنیت موتور و مدولاتور برق را تولید می کند. سیگنال کنترل i/p نقطه عملکرد درایو را از i/p به سمت واحد کنترل می برد.
واحد سنجش
این واحد برای بررسی فاکتور خاصی در درایو سنگین کار نظیر سرعت و جریان موتور استفاده می شود. عمدتا برای برای عملیات هایی که به صورت حلقه بسته هاستند و برای محافظت به کار می رود.
موتور
موتور الکتریکی دستگاه های مختلف بر اساس ویژگی های مد نظر مثل قیمت، رسیدن به سطح قدرت و بازدهی لازم برای بازدهی بار، وضعیت پایدار و نیز حالت های فعالیتی که دارد انتخاب می شود. موتور الکتریکی مولفه اصلی درایو الکتریکی است که انرژی الکتریکی (که از پردازنده برق آمده) را به انرژی مکانیکی (که بار را تحریک می کند) تبدیل می کند. موتور، بسته به نوع بار میتواند از نوع DC یا AC باشد و نوع موتور، تعیین کننده نحوه کار درایو است.
درایو میتواند AC یا DC باشد و این به نحوه عملکرد درایو بستگی دارد. درایو سرعت متغیر که برای کنتترل موتورهای DC بکار می رود درایو DC نامیده می شود و درایوهای سرعت متغیری که برای کنرل موتورهای AC استفاده می شود درایو AC نام دارد.
مزایای استفاده از درایو الکتریکی
در ادامه به شما 3 مورد از مزایای استفاده از این دستگاه را معرفی خواهیم کرد:
1- کاهش مصرف انرژی و هزینههای انرژی
اگر کاربردی داشته باشیم که برای اجرا به سرعت کامل نیاز نداشته باشد، آنگاه با کنترل موتور توسط درایو فرکانس متغیر میتوانیم هزینههای انرژی را کاهش دهیم،که یکی از مزایای درایوهای فرکانس متغیر است. با استفاده از درایو الکتریکی میتوانیم سرعت تجهیزات موتوری را با شرایط موردنیاز بار مطابقت دهیم. هیچ یک از روشهای دیگر کنترل موتور الکتریکی AC این امکان را فراهم نمیآورند.
امروزه سیستمهای موتور الکتریکی 65% از مصرف توان را در صنعت به خود اختصاص میدهند. با بهینهسازی سیستمهای کنترل موتور توسط نصیف یا ارتقا به درایوهای الکتریکی میتوان مصرف انرژی را در تأسیسات حداکثر تا 70% کاهش داد. بعلاوه، با استفاده از درایوهای الکتریکی میتوان کیفیت تولیدات را افزایش و هزینههای تولید را کاهش داد. در طی 6 ماه میتوان مشوقهای مالیاتی انرژی کارآمد، تخفیفهای تجاری، و بازگشت سرمایه برای تأسیسات مجهز به درایو الکتریکی را یکجا با هم داشت.
2- افزایش تولید از طریق کنترل جدّیتر فرآیند
اگر موتورها را با کارآمدترین سرعت برای کاربردها راه بیندازید، آنگاه اشتباهات کمتری رخ میدهند، سطوح تولید افزایش مییابد و در نتیجه درآمد شرکت افزایش مییابد. در تسمه و نقالهها با حذف تکانهای سریع در زمان راهاندازی میتوان بازده بیشتری به دست آورد.
3- افزایش طولعمر و کاهش عملیات تعمیر و نگهداری
اگر تجهیزات توسط درایوهای الکتریکی کنترل شوند، آنگاه موتورها با سرعت بهینه برنامه کار میکنند و درنتیجه طولعمر تجهیزات بیشتر میشود و زمان کمتری صرف تعمیر درایو و نگهداری میشود. درایو ایرانی به خاطر کنترل بهینهای که بر روی فرکانس و ولتاژ موتور دارند میتوانند از موتور در برابر مشکلانی نظیر اضافهبار حرارتی الکتریکی، حفاظت فاز، ولتاژ کم، ولتاژ زیاد، و غیره بهتر محافظت کنند. اگر بار را با درایو الکتریکی راهاندازی کنید آنگاه موتور یا بار محرکه در زمان راهاندازی خط در معرض «شوک آنی» قرار نمیگیرد، و بیدردسر شروع به کار میکند، ازاینرو سایش نقاله، تسمه و یاطاقان حذف میشود. علاوهبراین، روش بینظیری برای کاهش و یا حذف چکش آبی است، زیرا میتوانیم چرخههای افزایش و کاهش سرعت ملایمتری داشته باشیم.
جمع بندی
همانطور که گفته شد درایو های الکتریکی، از هر نوعی که باشند در بهینه سازی مصرف برق و عملکرد موتور دستگاه های الکتریکی موثر هستند. آنچه تجربه ثابت کرده این است که نحوه کار درایو الکتریکی و قابلیت تنظیم آن موجب راحتی کار افراد و روان تر شدن عملکرد ماشین های صنعتی شده است. این بهبود آنقدر چشمگیر بوده که این روزها هر دستگاه برقی که در اطراف خود می بینیم دارای یک درایو الکتریکی است.
مقالتون عالی بود
سلام دوست عزیز
خیلی ممنون از انرژی مثبتتان