درایو صنعتی الکتروموتور چیست؟ انواع + نحوه کارکرد
امروزه الکتروموتورها نقش مهمی در پیشبرد زندگی انسان ها دارند. موتورهای الکتریکی تجهیزاتی هستند که با سرعت مشخص شده ای می چرخند و گشتاور مدنظر کاربر را ایجاد می نمایند. حدنصاب گشتاور و سرعت چرخشی موتور توسط درایو تعیین می گردد.
به کمک این تجهیزات جهت چرخش موتور در راستای مدنظر قرار می گیرد. در صورت متناسب نبودن یکی از موارد ذکر شده با نیاز کاربر ، اتلاف شدید انرژی پیش آمده و سبب استهلاک شدید قطعات می گردد. مصرف انرژی توسط درایو الکتروموتور کاهش یافته و هزینه های تمام شده بسیار کمتری را ایجاد می نماید.
درایو الکتروموتور چیست؟
وظیفه کنترل سیستم الکتریکی بر عهده درایو الکتروموتور بوده و با ارسال سیگنال های مختلف به دستگاه این وظیفه را به انجام می رساند. به طور دقیق تر با ارسال سیگنال های مختلف و دریافت فیدبک از موتور توسط درایو الکتروموتور این دستگاه اقدام به تغییر سرعت یا گشتاور موتور می نماید.
انواع درایو الکتروموتور
درایو الکتروموتور شامل دو دسته تکفاز و سه فاز می شود. کاربرد درایو سه فاز در تجهیزات بیشتر می باشد. نام دیگر این درایوها فرکانس متغیر نیز می باشد. برق شهری از منبع تغذیه توسط اینورتر سه فاز گرفته شده و ولتاژ و فرکانس خروجی متناسب با نیاز موتور ارائه می گردد.
نحوه کار درایو موتور
نحوه عملکرد درایو موتور بسیار ساده می باشد. در ابتدا در قسمت ورودی این تجهیزات جریان متناوب شهری را دریافت نموده و توسط یکسوکننده ها تبدیل به جریان مستقیم ( DC ) می نماید.
سپس با ورود جریان برق به خازن های صاف کننده ، جریان به شکل نرم و سینوسی تبدیل می شود. در این مرحله ناخالصی های جریان گرفته شده و سیگنال خروجی به صورت سینوسی در می آید. این مرحله به مرحله نویزگیری معروف می باشد. هرچه خازن ها با کیفیت تر باشند کیفیت سیگنال خروجی افزایش یافته و قیمت الکتروموتور نیز افزایش می یابد. در مرحله بعدی جریان مستقیم به جریان متناوب تبدیل شده و وارد الکتروموتور می گردد. اینورتر با ایجاد ولتاژ و فرکانس مورد نیاز موتور ، امکان کار موتور بر اساس سرعت و گشتاور مدنظر را فراهم می نماید.
نکات مهم در انتخاب درایو موتور
1. جهت انتخاب درایو فرکانس متغیر مدنظر می بایست ابتدا مشخصات دقیق الکتروموتور را بدانید.
2. نوع جریان ورودی به موتور یکی از مهم ترین موارد در انتخاب اینورتر می باشد.
3. عملکرد درایوها معمولا در دو حالت گشتاور ثابت و گشتاور متغیر می باشد که لازم است این مورد با موتور چک شود.
امروزه موتور های الکتریکی بسیاری جهت حرکت از برق سه فاز استفاده می نمایند که البته می بایست با توجه به نوع موتور این موضوع چک گردد.
در مرحله بعد می بایست ولتاژ ، جریان و فرکانس مدنظر برای موتور را از پلاکی که پشت آن قرار دارد بخوانید. این سه مولفه در افزایش بازدهی درایو و موتور تاثیر بسیاری دارند. همچنین توان موتور می بایست از درایو کمی پایین تر باشد تا اینورتر قادر به عملکرد در گستره بیشتری از الکتروموتور باشد.
جهت کوپل اینورتر و موتور مقدار اضافه بار نیز می بایست بررسی شود . برخی از اینورترها قادرند در بازه 110% تا 150% اضافه بار عمل نمایند که می بایست متناسب با شرایط کاری و کاربری موتور تعیین شود.
مزایای استفاده از درایو الکتروموتور
به کاربردن درایوهای فرکانس متغیر دارای مزایای بسیاری می باشد که در ادامه به چند مورد از آن اشاره می نماییم :
1. مشکلات ناشی از راه اندازی با ولتاژ کامل کاهش می یابد.
2. مصرف انرژی با درایوهای فرکانس متغیر کاهش می یابد.
3. گشتاور متغیر را در مقابل گشتاور ثابت ارائه می نماید.
4. طول عمر تجهیزات افزایش می یابد.
5. نیاز به تعمیر و نگهداری کاهش می یابد.
6. استهلاک تجهیزات کاهش می یابد.
7. دور موتور با فیدبک به صورت دقیق کنترل می شود.
8. دقت تجهیزات افزایش می یابد.
در صورت داشتن یک موتور الکتریکی ، همواره نیازی به چرخیدن موتور با حداکثر دور خود وجود ندارد. به کمک درایوهای فرکانس متغیر ، موتور الکتریکی متناسب با نیاز کارگر در دور بهینه خود می چرخد.
اینورترهای بسیاری می توانند فرکانس های مختلف را در بازه های زمانی کوتاه به موتور ارسال کند که توسط آن نیازهای کاربر را دریافت نموده و سیگنال دستوری را به الکتروموتور ارسال می کند.
در اینورترهای گشتاور متغیر صرفه جویی در مصرف انرژی بیشتر از اینورترهای گشتاور ثابت می باشد. بارهای گشتاور متغیر شامل پمپ ها ، فن ها ، سیستم های تهویه مطبوع و کمپرسورها می توانند باشند.
راه اندازی نرم موتور با درایو
به کمک درایو الکتروموتور ، موتورها با شرایط نرم تری راه اندازی می شوند. همچنین جهت راه اندازی موتورها جریان بسیار زیادی لازم می باشد که به کمک این تجهیزات این جریان تاحد امکان کاهش می یابد.
به کمک درایو الکتروموتور ولتاژ در مقدار مورد نیاز تنظیم شده و براساس آن الکتروموتور با سرعت مدنظر شروع به کار می نماید و در زمان تعیین شده ای متوقف می گردد. توسط درایوها تمامی پارامترها در کنار یکدیگر قرار گرفته و کوپل می شوند.
هیچ تجهیزی در زمینه دقت و صحت پاسخ دهی ، به اندازه درایوهای فرکانس متغیر در ارسال دستورات دارای دقت نمی باشد.
جلوگیری از ایجاد تنش مکانیکی و الکتریکی
در صورت عدم حضور درایو در کنار الکتروموتور سبب ایجاد مشکلات مختلفی از جمله افزایش تنش های مکانیکی و الکتریکی در کنار الکتروموتور می شود.
به مرور زمان این تنش ها سبب آسیب رساندن به قطعات مختلف الکتروموتور شده و هزینه تعمیر و نگهداری الکتروموتورها را افزایش می دهد.
برای مثال در موتورها راه اندازی تک سرعته جریان راه اندازی را تا 10 برابر جریان نامی افزایش می دهد تا الکتروموتور شروع به کار نماید. در حالیکه درایوها راه اندازی موتور را به مرور زمان و با جریانی کمتر از این میزان انجام می دهند.
همچنین به کمک درایو الکتروموتور ، موتور براساس الگوی خاصی برای شتاب گیری و شتابدهی عمل می نماید تا میزان استهلاک موتور را به حداقل برساند.
جلوگیری از خرابی موتور با درایو
امکان به وجود آمدن خرابی های بسیاری در هنگام اتصال برق به الکتروموتور وجود دارد. یکی از این موارد شوک الکتریکی می باشد که هنگام اتصال مستقیم برق به موتور ایجاد می گردد.
با حضور درایوها این موضوع به طور کامل حل می گردد و احتمال آسیب آن به الکتروموتور کاهش می یابد. همچنین جهت خاموش نمودن الکتروموتور نیازی به قطع جریان نمی باشد بلکه کافی است اینورتر ، موتور را به صورت حرکت درجا دربیاورد که مشابه حالت خاموشی می باشد.