دستگاهی که در این مقاله میخواهیم در مورد آن صحبت کنیم دستگاه بسیار مهمی در صنعت و همچنین در زندگی روزمره همه ما است و اگر بخواهیم اهمیت آن را در یک جمله بیان کنیم میتوان گفت که اینورتر دستگاهی است که باعث تحول بزرگی در صنعت شده و نقش بسیار مهم و پر رنگی در زندگی ما ایجاد کرده است.
اما اینورتر چیست؟
چطور این دستگاه باعث ایجاد تحول بزرگ در صنعت شده است؟
اهمیت استفاده از اینورتر چیست یا اینکه چرا استفاده از اینورتر از اهمیت بالایی برخوردار است؟
در این مقاله حتما به پرسش اینورتر چیست و سایر پرسشها به صورت جامع و کامل خواهیم پرداخت. اما قبل از آن باید بدانیم که خود اینورتر چیست و چگونه کار میکند؟ ضمن اینکه باید توضیحاتی در مورد طرز کار اینورتر، انواع اینورتر، ویژگیها و مزایای اینورتر و همچنین کاربردهای اینورتر داده شود تا درک هر چه بهتری از این واژه داشته باشیم.
همانطور که گفته شد، در این مطلب سعی میکنیم با ارائه یک متن جامع و دقیق به پرسش اینورتر چیست و سایر پرسشها پاسخ خواهیم داد و تمام آن چیزی که نیاز است تا در مورد اینورتر بدانیم را شرح میدهیم.
آنچه در این مطلب خواهید خواند شامل موارد زیر است.
فهرست مطالب
اینورتر چیست؟
هنگامی که با یک واژه یا اصطلاح جدید روبرو میشویم که در مورد آن اطلاعی نداریم و یا اطلاع کمی نسبت به آن داریم، اولین چیزی که به ذهنمان میرسد این است که آن کلمه یا اصطلاح چیست؟ در اینجا هم مسلما اولین چیزی که باید به آن پرداخت این است که اینورتر چیست البته در ادامه با پرسشهای دیگری که مستقیم یا غیر مستقیم به این موضوع مربوط هستند هم روبرو میشویم و به آنها هم پاسخ خواهیم داد.
اینورتر (inverter) در لغت به معنای معکوس کننده یا وارونگر میباشد و در صنعت نیز اینورتر به دستگاه الکترونیکی گفته میشود که جریان مستقیم (Direct Current) که با DC نشان داده میشود را به جریان متناوب (Alternating Current) که با AC نشان میدهند تبدیل میکند.
دلیل نام گذاری اینورتر این است که این دستگاه برعکس مبدل متداول که جریان AC را به DC تبدیل میکند، جریان DC را به AC تبدیل میکند.
اینورتر یکی از قسمتهای مهم در دستگاه درایو فرکانس متغیر (Variable Frequency Drive) است و شاید به این دلیل است که گاهی به درایو فرکانس متغیر یا درایو VFD، اینورتر هم گفته میشود.
اینورتر به دستگاهی گفته میشود که برق DC را به برق AC تبدیل میکند.
تاریخچه اینورتر
بطور کلی اگر بخواهیم در مورد هر موضوع دید بهتر و جامعتری داشته باشیم، ابتدا باید از گذشته یا بعبارتی از تاریخچه آن موضوع اطلاع کسب کنیم. مسلما در اینجا هم برای اینکه بدانیم اینورتر چیست؟ و درک خوبی نسبت به این دستگاه پیدا کنیم دانستن تاریچه این دستگاه کمک زیادی به ما خواهد کرد.
پس شاید بد نباشد که این قسمت را با این سوال شروع کنیم که اینورتر اولین بار در چه زمانی ساخته شد و مورد استفاده قرار گرفت؟
در پاسخ باید گفت که دقیقا مشخص نیست که اولین مدار اینورتر در چه سالی ساخته شد و مورد استفاده قرار گرفت. اما میتوان گفت اولین شخصی که از واژه اینورتر استفاده کرد، شخصی بنام دیوید پرینس بود که در سال 1925 مقاله ای را با عنوان The Inverter چاپ کرد.
چیزی که با خواندن این مقاله متوجه خواهیم شد این است که تقریبا تمام فاکتورها و لوازم مورد نیاز برای ساخت و استفاده از دستگاهی که پرینس نام آن را اینورتر گذاشت و امروزه هم آن را با همان نام میشناسیم، عنوان شده است.
اما شاید برایتان سوال شود که دلیل نام گذاری اینورتر پرینس چیست؟ یا بعبارت دیگر چرا دیوید پرینس نام اینورتر را انتخاب کرد؟
دلیل نام گذاری اینورتر چیست؟
مورد دیگری که با خواندن این مقاله متوجه آن میشویم این است که دیوید پرینس با فرض اینکه مخاطبان مقاله که جامعه علمی در آن زمان را شامل میشدند، با واژه رکتیفایر (Rectifier) که حدود بیست سال از آن در مقالات نام برده میشد، آشنا بوده و آگاهی خوبی در مورد آن داشتند و با توجه به این فرض، اینورتر را بصورتی توضیح داد که برعکس کار رکتیفایر است. در ادامه و پس از سال 1925 نام اینورتر ابتدا در مقالات و سپس در صنعت مورد استفاده قرار گرفت.
البته باید به این نکته اشاره کرد که قبل از اینکه دیوید پرینس از واژه اینورتر استفاده کند، دستگاه اینورتر بصورت دستگاه مکانیکی وجود داشت و مورد استفاده قرار میگرفت اما هیچ گونه اسمی از آن در جایی ثبت نشده است.
رکتیفایر چیست؟
رکتیفایر یک قطعه الکتریکی است که وظیفه آن تبدیل جریان متناوب (AC) به جریان مستقیم (DC) است. در یک تعریف دیگر میتوان اینطور گفت که رکتیفایر المانی است که اجازه میدهد جریان تنها از یک جهت عبور کند.
تفاوت رکتیفایر و اینورتر چیست؟
در پاسخ به این سوال که تفاوت رکتیفایر و اینورتر چیست تنها کافی است به تعریف هر یک از این المانها رجوع کنیم. اینورتر جریان مستقیم (DC) را به جریان متناوب تبدیل میکند در حالی که رکتیفایر عکس این کار را نجام میدهد. یعنی جریان متناوب (AC) را به جریان (DC) تبدیل میکند.
اهمیت استفاده از اینورتر چیست؟
خب تا اینجا معنای لغوی اینورتر، تاریخچه اینورتر و همچنین کاربرد این دستگاه در صنعت را گفتیم. اما برای اینکه پاسخ جامعی به پرسش اینورتر چیست بدهیم باید به پرسشهای دیگری مانند اینکه دلیل استفاده از اینورتر چیست یا بعبارت دیگر اهمیت استفاده از اینورتر چیست نیز پاسخ دهیم.
اگر بخواهیم جواب کوتاه به این پرسش بدهیم میتوان اینطور گفت که دلیل استفاده از اینورتر یا اهمیت استفاده از این دستگاه بخاطر تبدیل جریان مستقیم به جریان متناوب یا اصطلاحا تبدیل برق DC به AC است.
اما ممکن است باز هم سوال شود که چرا تبدیل برق DC به AC اهمیت بسیار زیادی دارد؟
در واقع هر کدام از این نوع جریانها ویژگیهایی دارند و تنها در صورت وجود جریان مستقیم یا DC، قادر نیستیم بسیاری از کارهایی که امروزه چه در صنعت و چه در زندگی روزمره را انجام دهیم. درنتیجه وجود جریان دیگری بنام جریان متناوب یا AC که بواسطه داشتن ویژگیهای منحصر بفرد خود توانایی انجام بسیاری از کارها در حوزههای مختلف را به ما میدهد مسلما از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.
حال برای داشتن چنین جریانی باید بتوانیم جریان DC را به جریان AC تبدیل کنیم و این کار بوسیله دستگاهی بنام اینورتر انجام میشود. پس اینجاست که اهمیت اینورتر مشخص میشود.
به عنوان مثال تقریبا در تمامی لوازم برقی خانگی و بسیاری از لوازم برقی صنعتی از برق AC استفاده میشود و همچنین با استفاده از جریان متناوب میتوانیم به مسیرهای طولانی انتقال دهیم و شاید مهمترین اهمیتی که استفاده از جریان AC دارد، بهینه سازی انرژی است که در این نوع جریان به مقدار زیادی قادر هستیم انرژی را صرفه جویی کنیم.
تفاوت جریان AC و DC
همانطور که پیش تر نیز گفته شد کار اصلی اینورتر تبدیل جریان DC به جریان AC است. پس برای اینکه بتوانیم به سوال اینورتر چیست؟ پاسخ جامعی داده باشیم و مفهوم کاری که این دستگاه انجام میدهد را بهتر بشناسیم، مسلما باید درک درست و خوبی از جریان مستقیم یا DC، جریان متناوب یا AC و همچنین تفاوتهایشان داشته باشیم. اما برای این کار تنها کافیست که هر کدام را تعریف کنیم و با مقایسه این تعریفها تفاوتشان مشخص خواهد شد.
جریان مستقیم یا DC
جریان DC نوعی از جریان الکتریکی است که جهت جریان در طول جریان و همچنین در طول زمان تغییر نمیکند. در واقع میتوان اینطور گفت که جریان مستقیم یا DC، سادهترین نوع جریان الکتریکی محسوب میشود. با اینکه در جریان DC جهت جریان ثابت است اما مقدار جریان میتواند ثابت و یا متغیر باشد. در صورتی که بجز جهت جریان که ثابت است، مقدار جریان هم ثابت باشد، به آن جریان مستقیم خالص و یا جریان DC خالص گفته میشود. اما اگر مقدار جریان ثابت نباشد، به آن جریان مستقیم غیر خالص گفته میشود.
همچنین برای تولید جریان مستقیم میتوان از وسیلههایی تحت عنوان Rectifier یا یکسو کننده نیز استفاده کرد که جریان برق AC را به DC تبدیل میکنند. بعلاوه باتریها نیز جریان مستقیم ناشی از واکنشی شیمیایی درون باتری را تولید میکنند.
جریان متناوب یا AC
جریان متناوب یا جریان AC نوعی از جریان الکتریکی است که بر خلاف جریان DC که جهت جریان ثابت است، جهت جریان در طول مسیر و با گذشت زمان به صورت متناوب تغییر میکند. به بیان دقیقتر در جریان متناوب یا AC، قطبهای مثبت و منفی بصورت متناوب معکوس میشوند که به تعداد دفعات تغییر قطبها در هر ثانیه فرکانس گفته میشود.
ضمن اینکه کاربردهای این دو نوع جریان الکتریکی هم میتواند متفاوت باشد.
یکی از مواردی که باعث میشود که در لوازم صنعتی از برق AC استفاده کرد این است که تلفات برق AC نسبت به برق DC به علت تغییر جهت الکترونها بسیار کمتر است. ضمن اینکه جریان DC یک جریان بسیار قدرتمند است و به صورت مستقیم قابل استفاده در لوازم صنعتی نمیباشد.
البته باید به این موضوع هم اشاره کرد که استفاده از برق AC نسبتا سخت و پرهزینه است. شاید بتوان گفت اصلیترین و مهمترین مشکل برق AC این است که قابلیت ذخیره سازی ندارد. یعنی نمیتوان آن را ذخیره کرد و تنها بصورت لحظهای قابل استفاده است. اما مدار رکتیفایر این مشکل را حل کرد و با تبدیل برق AC به DC میتوان آن را ذخیره و در زمان مناسب استفاده کرد.
جریان مستقیم یا DC با گذشت زمان و در طول جریان تغییر جهت نمیدهد اما در جریان متناوب یا AC، جهت جریان به طور مداوم تغییر میکند.
درایو یا اینورتر؟
اگر شما هم تا حدودی با تجهیزات صنعتی آشنایی داشته باشید احتمالا شنیدهاید که افراد گاهی از واژه درایو و گاهی از واژه اینورتر استفاده میکنند و ممکن است برای شما هم سوال شده باشد که آیا درایو همان اینورتر است؟ و اگر متفاوت هستند تفاوت درایو و اینورتر چیست؟
در جواب سوال اول باید گفت خیر، درایو و اینورتر بصورت عام دو مفهوم مجزا از هم هستند که به مرور زمان تعاریف و اسم صحیح آنها به دلیل نبود اطلاعات کافی به اشتباه بین افراد فنی رایج شده است.
همچنین این نکته قابل ذکر است که تعریف دستگاه درایو فرکانس متغیر یا VFD که در ادامه آن را توضیح خواهیم داد هم با تعریف اصلی واژههای درایو و اینورتر متفاوت است. اما بسیاری از متخصصین این تفاوت را نمی
اما در بازار تجهیزات برق و اتوماسیون و همچنین بین افراد و متخصصان فنی شاخه برق به دستگاه VFD یا همان درایو فرکانس متغیر، به اختصار درایو یا اینورتر گفته میشود که ناخودآگاه و به مرور زمان این واژهها تبدیل به نام اصلی این دستگاه شده و اگر از اکثر افراد تعریف استاندارد و تفاوت این عبارات و اصطلاحات را بپرسیم نمیتوانند پاسخ علمی و دقیق به این پرسش بدهند.
پس اگر درایو و اینورتر دو مفهوم مجزا یا جد از هم هستند. باید به سوال دوم پاسخ دهیم و بگوییم تفاوت اینورتر و درایو چیست؟
برای پاسخ به این پرسش باید نگاه دقیقتر به مفهوم اینورتر و درایو بنگریم تا به درک بهتری از تفاوت آنها و همچنین تفاوت آنها با درایو فرکانس متغیر یا VFD برسیم.
تفاوت درایو و اینورتر چیست؟
در واقع اگر درایو را دستگاهی چند قسمتی در نظر بگیریم، میتوان گفت که اینورتر یکی از آن قسمتها است. در واقع درایو شامل سه قسمت اصلی میباشد که شامل موتور، گیربکس و کنترل انرژی است که یعنی اینورتر جزئی از درایو محسوب میشود. اما در موارد بسیار کمی با توجه به نوع کاربرد این دستگاهها، از درایو بجای اینورتر نیز استفاده میشود.
یکی از تفاوتهای دیگر درایو و اینورتر این است که اینورتر شامل قطعات متحرک نمیباشد. اما درایو دارای قطعات متحرک داخلی است.
طبق تعریف استاندارد، درایو سیستمی چند قسمتی است که وظیفه آن تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی بصورت دلخواه است و شامل سه قسمت میباشد که عبارتند از: کنترل انرژی، موتور و گیربکس.
کنترل انرژی
این بخش به صورت کلی وظیفه کنترل موتور از طریق کنترل پارامترهای الکتریکی آن را دارد. این وظیفه عموما به عهده درایو فرکانس متغیر یا Variable Frequency Drive یا VFD است. مدار اینورتر هم یکی از واحدهای اصلی در مدار داخلی VFD محسوب میشود.
موتور
موتور: موتور هسته مرکزی درایو و مبدل انرژی الکترومغناطیسی به انرژی مکانیکی است.
گیربکس
ورودی گیربکس به شفت موتور متصل میشود و انرژی مکانیکی آن را به دور و گشتاور مورد نیاز تبدیل میکند.
انواع اینورتر
ممکن است سوال شود که آیا اینورتر یک نوع است یا شامل انواع مختلفی میباشد؟ و اگر انواع مختلفی دارد، انواع اینورتر چیست؟
در جواب باید گفت که اینورترها یا همان "درایوهای فرکانس متغیر" شامل انواع مختلفی میباشند و بر حسب رنج توانی، شکل موج خروجی، کاربردها و ... به انواع مختلف طبقه بندی میشوند. اما بطور کلی اینورترها به سه دسته تقسیم میشوند که عبارتند از:
- اینورترهای مبدل برق 12 ولت DC به برق 220 ولت AC
- اینورترهای جوشکاری (Welding Machine)
- اینوترهای کنترل دور موتور (VFD)
اما فارغ از این دسته بندی بسیار کلی، اینورترها را برحسب ویژگیها و کاربردهایشان میتوان به دستههای مختلفی تقسیم کرد که شاید بتوان گفت دسته بندی بر اساس شکل موج خروجی و همچنین دسته بندی برحسب نوع ورودی از مهمترین آنها هستند که در ادامه هر یک را توضیح خواهیم داد.
اینورتر اینومکس سری MAX300
مشخصات، ویژگیها، توابع کلیدی، تجهیزات آپشنال و سایر جزئیات اینورتر اینومکس سری MAX300
انواع اینورتر بر حسب شکل موج خروجی
گفتیم که اینورترها را میتوان با توجه به شکل موج خروجی و همچنین نوع ورودی دسته بندی کرد. در این قسمت میخواهیم انواع اینورتر را با توجه به شکل موج خروجی بیان کنیم و بگوییم با توجه به نوع ورودی انواع اینورتر چیست؟
اینورترها با توجه به شکل موج خروجی به سه دسته اینورتر موج مربعی، اینورتر موج سینوسی و اینورتر موج سینوسی اصلاح شده تقسیم میشوند که در ادامه هر یک از این دستهها را توضیح خواهیم داد.
اینورتر موج مربعی
در این نوع از اینورترها شکل موج خروجی ولتاژ، به شکل مربعی است. این نوع از اینورترها کمترین استفاده را بین انواع اینورترها دارند. زیرا اکثر تجهیزات صنعتی و تقریبا تمام وسایلی که در منازل مورد استفاده قرار میگیرند بصورت موج سینوسی هستند و اگر به وسیلهای که بر اساس موج سینوسی طراحی شده است، ولتاژ موج مربعی بدهیم، مسلما دستگاه آسیب میبیند.
این نوع از اینورترها نسبت به سایر اینورترها بسیار کمتر استفاده میشوند و همچنین ارزان تر نیز هستند و جزء اینورترهای قیمت مناسب محسوب میشوند و معمولا در دستگاههایی که موتور یونیورسال دارند مورد استفاده قرار میگیرند.
اینورتر موج سینوسی
همان طور که از اسم این نوع اینورتر مشخص است شکل موج ولتاژ خروجی این نوع از اینورتر به شکل موج سینوسی است که در واقع مزیت آن محسوب میشود و به همین دلیل این نوع از اینورتر را میتوان پرکاربردترین نوع نسبت به سایر اینورترها دانست. دلیلش هم این است که در بسیاری از لوازم خانگی و همچنین تجهیزات صنعتی از اینورتر موج سینوسی استفاده میشود.
اینورترهای موج سینوسی از قیمت بالاتری به نسبت اینورترهای موج مربعی برخوردار هستند. ضمن اینکه باید گفت اینورتر موج سینوسی از ساختاری به مراتب پیچیده تر از ساختار اینورتر موج مربعی برخوردار است.
اینورتر موج سینوسی اصلاح شده
خروجی این نوع اینورتر نه کاملا مربعی شکل است و نه سینوسی و چیزی بین این دو شکل است. میتوان گفت اینورتر موج سینوسی اصلاح شده به لحاظ ساختاری پیچیدهتر از اینورتر موج مربعی بوده، اما به نسبت اینورتر موج سینوسی دارای ساختار سادهتری میباشد. این نوع اینورتر در مدار قدرت خروجی درایوهای فرکانس متغیر یا VFD ها استفاده میشود که پیشتر راجع به آن صحبت کردیم.
اینورتر اینومکس سری MAX500
مشخصات، ویژگیها، توابع کلیدی، تجهیزات آپشنال و سایر جزئیات اینورتر اینومکس سری MAX500
انواع اینورتر بر حسب نوع ورودی
همان طور که قبلا هم گفته شد اینورترها را میتوان با توجه به ساختار، ویژگیها و کاربردهایشان به انواع مختلف تقسیم کرد. در اینجا میخواهیم اینورترهای صنعنی یا همان VFD ها را از نظر نوع ورودی بررسی کنیم و ببینیم به چند دسته تقسیم میشوند و هر کدام از این دستهها را توضیح دهیم.
پس اگر سوال شود که انواع اینورتر بر حسب نوع ورودی انواع اینورتر چیست؟ میتوان اینطور گفت که اینورترها با توجه به نوع ورودی به دو دسته اینورتر تک فاز و اینورتر سه فاز تقسیم میشوند. اما این نکته را بخاطر بسپارید که خروجی تمام اینورترهای صنعتی سه فاز است.
اینورتر تکفاز
در اینورترهای تک فاز برق تک فاز وارد درایو میشود و برق سه فاز از آن خارج میشود. به عبارت دیگر اینورترهای تکفاز تبدیلگرهای برق تک فاز به سه فاز هستند. این نوع اینورترها مانند بسیاری از اینورترهای دیگر باعث کاهش مصرف انرژی میشوند و قادر به ذخیره سازی انرژی تا 50 درصد میباشند. همچنین این نوع اینورترها باعث افزایش راندمان و عمر موثر قطعات مکانیکی و از بین رفتن شوکهای ناشی از استارت میشوند.
اینورتر سه فاز
اینورتر سه فاز نوعی از کنترل کنندههای فرکانس متغییر میباشد که ورودی آن برق سه فاز و خروجی آن نیز برق سه فاز است. اینورهای سه فاز دارای اجزایی مانند کلیدهای قدرت، ماسفت و IGBT میباشند که قادر به شارژ کردن پالسهای الکتریکی و ایجاد ولتاژ در خروجی میباشند. میتوان گفت هر اینورتر سه فاز ترکیبی از سه اینورتر تک فاز است که هریک از آنها میتوانند به ترمینال بار متصل شوند.
طرز کار اینورتر
همانطور که در ابتدای مقاله نیز گفته شد به منظور پاسخ به پرسش اینورتر چیست و درک درست این تجهیز میبایست به موارد دیگری که بهطور مستقیم و غیر مستقیم به آن مربوط میشوند توجه کرد و به سوالات دیگری مانند اینکه طرز کار اینورتر چیست یا بعبارتی اینورتر چطور کار میکند نیز پاسخ دهیم.
درایو VFD شامل دو قسمت اصلی میشود که شامل بخش قدرت و بخش کنترل است. ضمن اینکه بخش قدرت VFD نیز به سه بخش تقسیم میشود. در بخش اول یا بخش یکسوساز (رکتیفایر) جریان از AC تبدیل به DC میشود. پس از آن در بخش دوم یا لینک DC که از مقاومت و خازنهای ظرفیت بالا تشکیل شده، نوسان یا ریپل شکل موج گرفته میشود و درنتیجه شکل موج نسبت به قبل یکنواختتر خواهد شد.
در بخش سوم یا مرحله نهایی، ولتاژ به قسمت IGBT میرسد. این واحد همان مدار اینورتر است که جریان مستقیم یا DC را به جریان متناوب یا AC تبدیل میکند. در این مدار با کلیدزنی IGBT ها شکل موج DC ثابت، تبدیل به شکل موج مربعی PWM میشود. کلید زنی IGBT ها بر اساس شکل موج سینوسی دلخواه است و توسط واحد کنترل VFD اعمال میشود. البته باید به این نکته اشاره کرد که موج مربعی ساخته شده تقریبی از موج سینوسی است.
بهینه سازی مصرف انرژی
امروزه در بسیاری از دستگاههای الکترونیکی شاهد کاهش بسیار زیاد مصرف برق نسبت به دستگاه های قدیمیتر هستیم. یکی از اصلیترین عوامل این کاهش مدار اینورتر است. اما پیش از اینکه اینورتر جریان DC را به جریان AC مورد نظر ما تبدیل کند، رکتیفایر جریان AC ورودی را به جریان DC مورد نیاز اینورتر تبدیل میکند.
احتمالا میدانید که موتورهای الکتریکی در لحظه شروع یا استارت، تقریبا به اندازه 6 تا 8 برابر توان نامی خود از شبکه و یا منبع تغذیه استفاده میکنند که این کار باعث ایجاد صدماتی به تاسیسات و دستگاه های برق رسانی میشود و علت اینکه در بسیاری مواقع، خاموش و روشن کردن پیوسته موتورهای الکتریکی در بلند مدت، نسبت به حالت پیوسته روشن بودن این دستگاه باعث افزایش هزینه برق میشود این نکته است. درنتیجه میتوان گفت بهینه سازی مصرف برق، یکی از مهمترین کارهایی است که این دستگاهها انجام میدهند.
استفاده از اینورترها در درایوها به منظور بهینه سازی مصرف انرژی که بواسطه کاهش جریان استارت موتورها میباشد، به قدری حائز اهمیت است که میتواند تاثیر بسیار زیادی در استفاده از منابع تجدید پذیر در سطح جهانی داشته باشد.
توان نامی چیست؟
توان نامی به حداکثر توانی گفته میشود که یک دستگاه به منظور تولید یا مصرف در شرایط عادی طراحی و ساخته شده است.
درایو VFD یا درایو فرکانس متغیر
درایو فرکانس متغیر یا Variable Frequency Drive که به اختصار VFD گفته میشود، دستگاه الکترونیکی است که به وسیله تغییر ولتاژ و فرکانس اعمالی، موتور را با سرعت و ولتاژ مناسب، به گردش درمیآورد و به بیان دیگر موتورهای الکتریکی را کنترل میکند. همچنین با توجه به نوع کاربرد و در مواقعی که نیازی نیست موتور با سرعت کامل خود کار کند، از درایو فرکانس متغیر یا درایو VFD به منظور کاهش ولتاژ و فرکانس استفاده میشود.
در واقع میتوان گفت درایو فرکانس متغیر دستگاهی است که توانایی تولید فرکانس متغیر بوسیله یک اینورتر را دارد و به همین دلیل در بازار صنعت به آن VFD یا درایو فرکانس متغیر میگویند.
مزایای اینورتر
یکی دیگر از چیزهایی که به ما کمک میکند تا بدانیم اینورتر چیست و درک بهتری از آن داشته باشیم، گفتن ویژگیها و یا مزایای اینورتر است. در واقع پاسخ به سوالاتی مانند اینکه مزایا و ویژگی های اینورتر چیست به ما کمک میکند که به پرسش اصلی که همان پرسش اینورتر چیست میباشد پاسخ دهیم.
همان طور که پیشتر نیز گفته شد، اینورتر به عنوان بخشی از یک درایو محسوب میشود و چون به تنهایی مورد استفاده قرار نمیگیرد، در نتیجه بسیاری از ویژگیهای اینورتر با ویژگیهای درایو یکسان است. در ادامه مهمترین ویژگیهای اینورتر را میتوانید ملاحظه کنید.
- اصلاح کننده توان راکتیو
- کاهش جریان راه اندازی و درنتیجه افزایش طول عمر موتور
- کاهش هزینه برق بواسطه کاهش انرژی مصرفی
- توانایی تغییر حرکت و سرعت موتور بدون نیاز به کنتاکتور
- توانایی حفاظت در برابر اضافه بار
- افزایش سرعت حتی بیش از سرعت نامی موتور
- قابلیت برنامه ریزی حرکت موتور توسط PLC
- توانایی کنترل گشتاور و سرعت از راه دور
- اصلاح جریان راه اندازی بواسطه حذف اضافه جریان
- مدیریت و برنامه ریزی حرکت
کاهش جریان راه اندازی
در مطالب عنوان شده اشارهای به نقش بسیار مهم اینورترها در صرفه جویی مصرف انرژی کردیم. در واقع میتوان اینطور عنوان کرد که با توجه به تحقیقات انجام شده و نتایج آن، الکتروموتورها در لحظه استارت یا راهاندازی، بيشترین مصرف انرژی را دارند.
این مصرف بسیار زیاد انرژی ممکن است باعث کاهش ولتاژ شبکه و ایجاد صدماتی به تأسیسات برق رسانی و سایر دستگاهها گردد. این جریان در بهترین حالت به 7 برابر جریان نامی موتور میرسد که بسیار نامطلوب است. بنابراین صرفه جویی در این بخش منجر به کاهش مصرف انرژی میشود و درنتیجه میتوان از هزینههای مربوطه تا حد زیادی کاست.
حال اگر بتوان این مقدار جریانی که الکتروموتورها در لحظه راهاندازی مصرف میکنند را به مقدار چشمگیری کاهش داد مسلما مزیت بسیار بزرگی محسوب میشود. اینجاست که ما از دستگاهی بنام اینورتر استفاده میکنیم. در واقع با استفاده از اینورتر، اضافه جریان مصرفی بسیار کاهش خواهد یافت و حداکثر به 1.2 برابر خواهد رسید.
کاربردهای اینورتر
برای اینکه به پرسشهایی که ابتدا مطرح کردیم مانند اینورتر چیست پاسخ دهیم، انواع اینورتر، ویژگیها و مزایای اینورتر را توضیح دادیم. یکی از موارد دیگری که میتواند به پاسخ اینورتر چیست کمک کند، کاربردهای اینورتر است. به همین منظور در این بخش میخواهیم بگوییم که کاربردهای اینورتر چیست و این کاربردها را مورد بررسی قرار دهیم.
همان طور که قبلا هم گفته شد، استفاده از اینورترها از اهمیت بالایی برخوردار هستند. بطوریکه امروزه استفاده از اینورترها به قدری مهم شده است که در صورت عدم استفاده از این دستگاه مشکلات و هزینههای بسیار زیادی بوجود خواهد آورد.
اما ممکن است بپرسید چرا عدم استفاده از اینورتر مشکلات و هزینههای زیادی را در پی خواهد داشت؟
برای اینکه به این سوال جواب دهیم باید کمی به گذشته برویم.
تا پیش از پیدایش دستگاههای مبدل برقی، پنلهای خورشیدی تنها یک منبع تولید برق DC محسوب میشدند که کاربرد کمی در صنعت داشتند. اما با پیدایش دستگاههای مبدل اوضاع کاملا تغییر کرد.
احتمالا میدانید که پنلهای خورشیدی، جریان مستقیم یا DC تولید میکنند. از طرفی هم میدانیم برق شهری، جریان متناوب یا AC است. حال اگر این دو جمله را در کنار این واقعیت که در حال حاضر درصد بالایی از برق مصرفی شهرها و منازل توسط پنلهای خورشیدی تامین میشوند قرار دهیم، تا حدودی متوجه این نکته میشویم که تاثیر دستگاه تبدیل کننده اینورتر چه قدر زیاد است.
اما اگر به جمله آخر دقت کنید متوجه میشوید که نوشته شده تا حدودی. شاید سوال شود که چرا تا حدودی؟
زیرا تامین مقدار بسیار زیادی از برق شهری و منازل تنها یکی از مصارف دستگاه اینورتر است. مصارف صنعتی را هم اگر به آن اضافه کنیم تازه متوجه تاثیر بسیار زیاد استفاده از این دستگاه خواهیم شد بطوریکه عدم استفاده از اینورترها در دنیای کنونی باعث بروز مشکلات بسیار زیادی خواهد شد و عملا زندگی مختل میشود.
کاربرد اینورتر چیست؟
پس از ارایه توضیحات در مورد ویژگیها و طرز کار اینورتر، نوبت به کاربردهای اینورتر میرسد که در این قسمت میخواهیم در مورد آن صحبت کنیم. پس بنا به روند مقاله، این قسمت را نیز با این پرسش شروع میکنیم که کاربرد اینورتر چیست؟
در حال حاضر اینورترها یکی از کلیدیترین عناصر تشکیل دهنده یک سیستم تولید انرژی تجدیدپذیر محسوب میشوند. هرچند که متاسفانه اکثر افراد از این واقعیت آگاه نیستند و بیشتر تمرکز خود را بر روی پنلهای خورشیدی قرار دادهاند.
پیشتر در چندین قسمت از مقاله به این موضوع پرداختیم که موارد استفاده از اینورتر بسیار زیاد است و یکی از فاکتورهایی که باعث اهمیت بسیار زیاد اینورتر میشود همین استفاده بسیار زیاد آن است. در واقع موارد استفاده از اینورتر همان کاربرهای این تجهیز هستند که بسیار زیاد است.
با توجه به اینکه از اینورتر یا درایو فرکانس متغیر، به منظور راهاندازی و کنترل دور موتور در بخشهای مختلف صنایع مورد استفاده قرار میگیرد، تعدادی از مهمترین کاربردهای اینورتر را در ادامه نام بردیم.
- دستگاههای همزن و میکسر
- کورههای القایی
- منبعهای تغذیه
- نیروگاه خورشیدی، پیل سوختی و منبعهای تولید توان DC
- فیلترهای اکتیو
- انواع دستگاههای صنعت چاپ
- دستگاههای اکسترودر
- آسانسور و پله برقی
- جرثقیلها
- تردمیل
- دستگاه حفاری
- دستگاه cnc
- ماشین لباسشویی
- کمپرسور
- ماشین آلات نساجی و
- دستگاههای ریسندگی
- پله برقی
- نوار نقاله یا کانوایر
- انواع پمپهای صنعتی و
- ساختمانی
- درایوهای وسیله نقلیه
- جوشکاری
- ماشین آلات بسته بندی
- انواع فنهای صنعتی مانند فن تونلها و ...
سخن پایانی
هنگامی که با متخصصان و افراد فنی در مورد مفهوم اینورتر صحبت میکنیم متوجه میشویم که بسیاری از این افراد درک درستی از واژه اینورتر ندارند و در بسیاری از موارد به اشتباه اینورتر و درایو را به جای یکدیگر استفاده میکنند. به همین منظور و به دلیل اهمیت بسیار زیاد این تجهیز تصمیم گرفتیم مقالهای جامع با عنوان اینورتر چیست را تهیه و تدوین کرده تا کمکی به علاقه مندان به این حوزه داشته باشیم.
در واقع هدف ما از ارایه این مقاله این است که با دستگاهی بهنام اینورتر آشنایی خوبی پیدا کنیم و با ارایه مطالبی در زمینه انواع اینورتر، ویژگیها و مزیتهای اینورتر، کاربردهای اینورتر و همچنین طرز کار اینورتر به پرسشهایی مانند اهمیت استفاده از اینورتر چیست؟ تفاوت اینورتر و درایو چیست؟ مزایا و کاربردهای اینورتر چیست؟ و همچنین با ذکر انواع دسته بندیهای اینورتر و طرز کار این تجهیز به پرسش اصلی اینورتر چیست پاسخ دهیم تا در نهایت به درک خوبی از این عبارت برسیم.
امیدواریم این مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد. ضمن اینکه بسیار خوشحال خواهیم شد که سوالات و نظرات خود را در انتهای این برگه و در قسمت پرسش و پاسخ با ما در میان بگذارید تا از این طریق بتوانیم به بهتر و کامل تر شدن هر چه بیشتر این مطلب و سایر مطالب در این حوزه بپردازیم.