Daneshenaft logo
شنبه 18 مرداد ماه 1399 | ثبت نام | ورود | کاربر مهمان 
صفحه پرینت ارسال به دوستان
شنبه 4 مرداد ماه 1399 | کد مطلب : 33929
اینورتر (VFD) چیست؟
محمدرضا ثانی، محمد جعفری/ امروزه استفاده از موتور الکتریکی اعم از سه فاز و تک فاز در اغلب پمپ های کشاورزی، آسانسور، خط تولید، کارخانه صنعتی و… که از تجهیزات اتوماسیون صنعتی استفاده می کنند دیده می شود و برای استفاده دقیق از آن و کنترل سرعت و گشتاورش به درایو صنعتی VFD یا همان اینورتر نیاز هست.

یک درایو متغیر فرکانس variable frequency drive  نوعی کنترلر موتور است که با تغییر فرکانس و ولتاژ عرضه شده به موتور الکتریکی آن را هدایت می کند.

نامهای دیگر VFD عبارتند از: درایو با سرعت متغیر، درایو با سرعت قابل تنظیم، درایو با فرکانس قابل تنظیم، درایو AC، میکرودریو و اینورتر.

از نظر ورودی اینورترها  به دو دسته تک فاز و سه فاز تقسیم می‌گردند. البته خروجی همه آنها سه فاز است برای اینورترهایی باتوان بالا فقط از ورودی سه فاز استفاده می‌شود.

 

نحوه کارکرد اینورتر ها

همانطور که می‌دانیم فرکانس (یا هرتز) مستقیماً با سرعت موتور (RPM) مرتبط است. به عبارت دیگر هرچه فرکانس سریعتر باشد، RPM بیشتر می‌شود.

اگر در پروژه‌ای نیاز به یک موتور الکتریکی نداشته باشیم که با سرعت کامل خود کار کند، از VFD می‌تواند برای پایین آمدن فرکانس و ولتاژ برای رفع نیازهای بار موتور الکتریکی استفاده شود.

با تغییر الزامات سرعت موتور برنامه، VFD  می تواند سرعت موتور را بالا و پایین برد تا بتواند نیاز سرعت لازمه را برآورده سازد. سرعت هر موتور AC با تعداد قطب استاتور آن رابطه معکوس و با فرکانس ولتاژ منبع تغذیه رابطه مستقیم دارد.

 

نحوه تغییر سرعت موتور با اینورتر

بنابراین، برای تغییر سرعت موتور AC، باید فرکانس یا تعداد قطب استاتور را تغییر دهیم.

از آنجا که تعداد قطب استاتور برای هر موتور ثابت است، بدیهی است که ما نمی توانیم آنها را تغییر دهیم.

با تغییر فرکانس ولتاژ منبع تغذیه از طریق برخی روش های ساده تر، می توان سرعت موتور را تغییر داد.

با این وجود، تغییر فقط فرکانس در ولتاژ ثابت (120 یا 230) باعث می شود مقاومت امپدانس معادل موتور کاهش یابد، در نتیجه شار مغناطیسی بیشتری ایجاد می شود و باعث می شود موتور شروع به ترسیم جریان‌های عظیم خطرناک کند.

بنابراین ضروری است که ولتاژ منبع تغذیه نیز به صورت متناسب با فرکانس با نسبت ثابت مشخص کاهش یابد.

عدم انجام این کار باعث می شود شار مغناطیسی موتور اشباع شود و موتور آسیب ببیند.

متغیر بودن فرکانس و ولتاژ به طور متناسب باعث افزایش گشتاور ثابت می شود زیرا میدان مغناطیسی در شکاف های هوا ثابت است.

هدف از VFD به طور خاص برای کنترل سرعت موتور AC با رعایت دقیق پارامترهای فوق در نظر گرفته شده است. در اینجا سرعت موتور با تغییر اندازه ولتاژ ورودی و همچنین فرکانس با نسبت ثابت تغییر می‌کند و بدین ترتیب موتور قادر است حتی در سرعت‌های پایین‌تر گشتاور ثابت را حفظ کند.

 

نسبت ولتاژ به فرکانس

یکی از ویژگی های اصلی موتورهای AC این است که نسبت ولتاژ به فرکانس باید در محدوده کاری موتور ثابت باشد.

این دقیقاً همان چیزی است که VFD ها برای حفظ آن طراحی شده اند و هدف اصلی یک VFD است.

با گفتن این نکته، این مهم نیز خواهد بود که بدانیم سرعت موتور AC نمی تواند فراتر از سرعت پایه خاص آن (سرعت اسمی) باشد.

عبور از این حد باعث ضعف میدان، کاهش گشتاور و رفتار غیر خطی یا ناگهانی موتور خواهد شد.

 

مدار داخلی VFD ها

مدار الکترونیکی در یک VFD به طرز نامحسوس به سه مرحله اصلی تقسیم می شود.

  • مبدل ورودی (مرحله یکسو کننده پل)
  • مرحله فیلتر
  •  با استفاده از میکروکنترلرها و.

 مبدل ورودی

 

این مرحله شامل دیودهای پرقدرت است که در یک پیکربندی مرتب قرار گرفته اند.

شبکه AC اعمال شده در این مرحله اصلاح می شود و به DC تبدیل می شود.

اما این DC از اجزای باقیمانده AC و هارمونیک‌ها خلاص نیست و نیاز به فیلتر بیشتر دارد.

مبدل از شش دیود تشکیل شده است، که مشابه شیرهای چک مورد استفاده در سیستم‌های لوله‌کشی است.

آنها اجازه می‌دهند جریان تنها در یک جهت جریان یابد.

به عنوان مثال، هرگاه ولتاژ فاز A از ولتاژ فاز B یا C مثبت تر است، آن دیود باز می شود و عبور جریان را ممکن میسازد.

وقتی فاز B از فاز A مثبت تر شود، دیود فاز B باز می شود و دیود فاز A بسته می شود.

در مورد 3 دیود موجود در سمت منفی نیز همین موضوع صادق است. بنابراین، با باز شدن و بسته شدن هر دیود، شش “پالس” فعلی دریافت می کنیم.

به این روش “VFD شش پالس” گفته می شود که پیکربندی استاندارد برای درایوهای فرکانس متغیر فعلی است.

 

DC BUS

در اینجا DC اصلاح شده از هارمونیک‌های سمت چپ و باقیمانده های AC با استفاده از سلف و خازن فیلتر می شود.

این مرحله باعث می شود که خروجی  کاملا ایده آل برای موتورهای AC باشد.

با اضافه کردن یک خازن می توانیم از شر موجی بودن  در قسمت DC خلاص شویم.

این خازن قسمت موج دار AC را جذب می کند و ولتاژ DC صافی را تحویل می دهد.

موج دار شدن AC در باس DC معمولاً كمتر از 3 ولت است. بنابراین، ولتاژ در باس DC به تقریبا همان 650 ولت DC  تبدیل می شود.

این مقدار ولتاژ خروجی به موارد زیر بستگی دارد

  • میزان ولتاژ خط AC که درایو را تغذیه می کند
  • میزان عدم تعادل ولتاژ در سیستم برق
  • بار موتور
  • امپدانس سیستم نیرو و هرگونه راکتور یا فیلتر هارمونیک درایو

 

اینورتر

 همانطور که از نام آن مشخص است، این مرحله ولتاژ مستقیم از باس DC را به AC تغییر میدهد، اما به روشی بسیار خاص که قلب یا به اصطلاح مغز مدار را تشکیل می دهد.

این برنامه از IC های میکروکنترلر پیچیده طراحی شده و برنامه ریزی شده است به خصوص برای تغییر فرکانس خروجی متناسب با ولتاژ و همچنین ایجاد یک خروجی سه فاز از ورودی تک فاز.

این مرحله بویژه VFD ها را برای کنترل سرعت موتور AC بسیار منحصر به فرد و ایده آل می کند.

توجه داشته باشید که در یک VFD واقعی، سوئیچ های نشان داده شده در واقع ترانزیستور هستند.

 

مزایا استفاده از VFD در سیستم های اتوماسیون صنعتی

1.کاهش مصرف انرژی و هزینه های انرژی

 2.افزایش تولید را از طریق کنترل کارآمد تر فرآیند

 3.طول عمر تجهیزات را افزایش و تعمیر و نگهداری را کاهش دهید

4.کاربرد اینورتر در ایجاد گشتاور متغیر

بارهایی که به درایو های AC اعمال می‌ شود به دو گروه تقسیم می شود

  •  گشتاور ثابت
  •  گشتاور متغیر

توانایی صرفه‌ جویی انرژیی بارهای گشتاور متغیر، بسیار بیشتر از بارهای گشتاور ثابت است.

 بارهای گشتاور متغیر

شامل پمپ‌ ها و فن‌ های گریز از مرکز است که اکثرا کاربردهای HVAC که مخفف کلمه های  Heating, ventilation, and air conditioning هست را در اتوماسیون صنعتی دارند.

که به مجموعه تکنولوژی های مربوط به گرمایش، تهویه و تهویه‌ مطبوع گفته می‌شود که در برگیرنده فناوری‌ های مربوط به ایجاد آسایش از طریق تهویه و ایجاد شرایط دمایی مطبوع برای محیط‌ های داخلی ساختمان وهوشمند سازی ساختمان ها می باشد.

بارهای گشتاور ثابت

شامل نوار نقاله ارتعاشی، پرس پانچ، سنگ شکن، ماشین ابزارها و کاربردهای دیگری هستند که در آنها درایو از نسبت ثابت V/F پیروی می‌کند یعنی به آن اندازه که فرکانس تغییر می کند به همان نسبت ولتاژ تغییر خواهد کرد.

درایو از این بازخورد مستمر برای تنظیم خود برای حفظ نقطه تعیین‌ شده استفاده می‌کند.

 

 

 

آخرین مطالب نفتی در کانال رسمی نشریه دانش نفت در تلگرام
فرم ثبت نظر
نام
آدرس ايميل
متن نظر *
متن کنترلی را وارد کنيد *

در اين بخش نظری ثبت نشده است.
اخبار ويژه
سیزدهمین همایش بین‌المللی صنعت پتروشیمی ایران که امروز و فردا با حضور ٣٨٥ شرکت داخلی و ٧٦ شرکت خارجی در مرکز همایش‌های بین‌المللی صدا و سیما برگزار می‌شود، ٦ نشست تخصصی و یک نمایشگاه جانبی هم خواهد داشت.
در گرمای کشنده دریای کارائیب کارگرانی در لباس غواصی با دستان خود مشغول پاک کردن نفت خام از بدنه کاسپین گالاکسی هستند؛ نفتکشی که آنقدر کثیف است که اجازه ورود به آبهای بین المللی را ندارد.

يادداشت روز
احمد مهدوی ابهری، دبیر انجمن صنفی کارفرمایی صنعت پتروشیمی ایران/ برای فاصله گرفتن از خام‌فروشی، باید به صنعت پتروشیمی نگاهی ویژه داشت و بخش خصوصی آماده همکاری است.
بر اساس استراتژی که با وزارت صنعت، معدن و تجارت (صمت) در نظر گرفته ایم مقرر شده تا با ایجاد یک کارتابل فنی و تشخیص نیاز خریدار و فروشنده از بازار داخل حمایت شود.
در هفته‌های اخیر چند مورد گزارش‌های منتشره به وضعیت خطرناک پمپ‌بنزین‌های کشور از نظر احتمال انتقال ویروس کرونا پرداخته شده بود.

يادداشت
رضا محتشمی‌پور، معاون بورس کالا/ طرح اعطای قیر رایگان برای ایجاد راه روستایی به خاطر عدم نظارت، در شرکت‌های تولید قیر ، پیمانکاری‌ها و شهرداری‌ها فساد ایجاد می‌کند و اگر می‌خواهیم راه روستایی درست کنیم از درآمد خزانه می‌توان احداث کرد.
مرکز پژوهش‌های مجلس شورای اسلامی در گزارشی به بررسی تحولات سال‌های ۲۰۱۸ و ۲۰۱۹ و چشم‌انداز بازارهای جهانی انرژی در افق ۲۰۴۰ میلادی پرداخت.
عباس مرادی، مدیر طرح آمایش سرزمینی استان هرمزگان/ یکی از دغدغه‌های مهم در توسعه طرح‌های کلان راهبردی در منطقه مکران توجه به زمینه‌های اجتماعی و جوامع محلی به‌ویژه در منطقه جاسک است که در کنار مزیت‌های اقتصادی، نباید از نقش پیامدهای محیطی، اجتماعی و فرهنگی غافل شد.
قرارداد تکمیل طرح توسعه آزادگان جنوبی و احداث واحد فرآورش مرکزی، ۳۰ تیرماه امسال بین شرکت مهندسی و توسعه نفت (متن) و پتروپارس امضا شد تا بر مبنای آن، بیش از ۳۰ درصد باقیمانده فاز نخست توسعه این میدان طی ۳۰ ماه از سوی پتروپارس، تکمیل و CTEP نیز در این مدت احداث شود.
محمدرضا ثانی، محمد جعفری/ امروزه استفاده از موتور الکتریکی اعم از سه فاز و تک فاز در اغلب پمپ های کشاورزی، آسانسور، خط تولید، کارخانه صنعتی و… که از تجهیزات اتوماسیون صنعتی استفاده می کنند دیده می شود و برای استفاده دقیق از آن و کنترل سرعت و گشتاورش به درایو صنعتی VFD یا همان اینورتر نیاز هست.
گفتمان
پژوهشگاه صنعت نفت با توجه به اشرافی که به همه دانشگاه‌ها و مراکز پژوهشی و شرکت‌های مهندسی داخلی دارد، تنها ارائه‌دهنده دانش فنی در کشور است.
شرکت لوله‌سازی اهواز در سال‌های ۹۸ و ۹۹ به صورت مستمر و با جدیت تمام در حال تولید لوله‌های فولادی ۴۲ اینچ سرویس ترش پروژه گوره به جاسک است.
با قاطعیت اعلام می‌کنیم که در دانش فنی واحدهای آمونیاک و اوره در داخل کشور خودکفا هستیم، علاوه بر آن با مشابهت‌سازی و اعمال برخی اصلاحات، قادر به ساخت واحدهای تولید اتیلن و عمده واحدهای پایین‌دستی‌های مربوط به آن هستیم.
محمدرضا حسینیان: در طول یک سال و نیم گذشته تلویزیون صنعت نفت را بر روی بستر www.petroleum.tv راه‌اندازی کردم.
به دلیل نبود سیستم فكری متمركز، عدم همكاری، تعارض بین اهداف و وظایف محوله با سهم هركدام از وزارتخانه‌های نفت و نیرو در بازار انرژی كشور، بسیاری از اهداف كلان بخش انرژی در كشور مغفول می ماند.

صفحه نخست

|

اخبار نفت

|

گفتمان

|

مقالات

|

ياداشت روز

|

يادداشت اول

|

مزايده و مناقصه

|

گالري تصاوير

|

درج آگهي

|

سايتهاي مرتبط

|

آرشيو PDF

|

درباره ما

|

تماس با ما

© Copyright 2011 daneshenaft.ir All Rights Reserved. Powered by : HomaNic.com | Developed by :