دانلود رایگاه جزوه های آموزشی فارسی در مورد کنترل دور موتور درایو سافت استارتر

کنترل دور موتور در صنعت پمپ

نکات مهم در کنترل دور موتور

کاربرد کنترل دور

کنترل سرعت هوشمند موتور Dc

کنترل دور موتورهای بزرگ نیروگاهی

دانلود تحقیق کنترل دور

کاربرد vfd در صرفه جویی انرژی

جهت دریافت بسته آموزشی فارسی سافت استارتر کلیک کنید

بسته آموزشی فارسی آشنایی با سافت استارتر

تفاوت میان سافت استارتر و اینورتر چیست

تفاوت میان سافت استارتر و اینورتر

سافت استارتر همانطور که از نامش پیداست تنها در هنگام راه اندازی یک الکتروموتور کاربرد دارد. الکتروموتورها به دلیل کشیدن جریان 6 تا 8 برابر جریان نامی در هنگام راه اندازی صدمات زیادی می بینند بطوریکه عمده استهلاک الکتروموتورها در هنگام راه اندازی می باشد. بوسیله سافت استارتر راه اندازی از طریق افزایش کنترل شده فرکانس یا ولتاژ انجام می گیرد و با این کار Energy Saving  نیز صورت می گیرد.
اینورتر محدود به زمان راه اندازی نمی باشد و در هر لحظه می توان بوسیله سیگنالهای کنترلی که معمولا 4~20 mA می باشد سرعت الکتروموتور را کنترل نمود
اینورتر قابلیت های بسیار زیادی دارد از قبیل : راه اندازی نرم موتور، چپگرد راستگرد کردن موتور وتغییر دور موتور.
والبته قیمت بالاتری نیز دارد. حال آنکه سافت استارتر فقط برای راه اندازی نرم موتور استفاده میشه.

الف. راه اندازنرم

1. راه اندازنرم درصنعت برای راه اندازی الکتروموتور به کار میرود و در این حالت بیشترین جریان راه اندازی حدود 2.5 برابرجریان حالت عادی موتوراست.
2. درراه اندازنرم ازکلیدهای استاتیکی (SSR) استفاده میشود که درتوان های پایین ازترایاک ودرتوان های بالا ازیک جفت تایستور بصورت معکوس وموازی استفاده میشود.
3. درراه اندازنرم تغییر ولتاژ وجود دارد ودرواقع با کنترل ولتاژسینوسی ورودی درهردونیم سیکل مثبت ومنفی ولتاژخروجی باهمان فرکانس ورودی میشود.
4. از راه انداز نرم میشود بعنوان کنترل از راه دورهم استفاده کرد ولی درصنعت استفاده نمیشود،،اما(دیمر، کنترل نورلامپ، کنترل دور پنکهو ...) یک راه اندازنرم تک فازاست که بعنوان کنترل دور استاتیکی استفاده میشود.
5. ازیک راه اندازنرم میشود تعداد زیادی موتور را با ایجاد یک مدارفرمان مناسب راه اندازی کرد مثلا تعداد 10 دستگاه موتور یا بیشتر را میشود با یک راه اندازنرم روشن کرد.
6. درراه اندازنرم امکان افزایش دورموتور بیشترازدورنامی وجودندارد.
7. مدارستاره مثلث یا همان مدار دوضرب هم یک راه اندازنرم است. اما بصورت کنتاکتوری، بیشترین جریان راه انداز حدود چهاربرابر است ومنحنی راه انداز بصورت جهشی بوده وغیرقابل انتخاب میباشد.

کلیدهای استاتیکی یاهمان SSR درجریانهای مختلف دربازاروجوددارد

ب. اینورتر یا کنترل دور

1. راه اندازی الکتروموتور با بیشترین جریان راه اندازی حدود جریان عادی موتور بایک منحنی تقریبا خطی قابل انتخاب.
2. اینورتر بهترین راه اندازنرم موتور است ولی با قیمتی بیش ازچهار برابر راه اندازنرم یاهمان سافت استارت.
3. درصنعت ازاینور یا کنترل از راه دور بطورعموم برای موتورهایی که نیاز به کنترل سرعت دارند استفاده میشود.
4. تغیرات دورموتور در اینورتر با تغییر فرکانس ایجاد میشود. لذا امکان افرایش فرکانس خروجی تا چندین برابرفرکانس ورودی وجود دارد.
5. دراستفاده ازکنترل از راه دور امکان افزایش دورموتور بیشتر از دورنامی وجود دارد و با افزایش فرکانس ولتاژ خروجی دور موتورافرایش می یابد
6. باافزایش دور موتور بیشتر از دورنامی دراین حالت کاهش گشتاور ایجاد میشود. بطورمعمول در اینورتورها از ترانزیستورهای IGBT درقدرت های بالااستفاده میشود ودرقدرت های پایین ازترانزیستورهای MOSFET قدرت هم استفاده میشود

جهت دریافت بسته آموزشی فارسی سافت استارتر کلیک کنید

بسته آموزشی فارسی آشنایی با سافت استارتر

دانلود رایگان مقله تحقیق پروژه نحوه کار کرد سافت استارتر و کنترل دور موتور VFD

دانلود رایگان مقاله تحقیق پروژه نحوه کار کرد سافت استارتر و کنترل دور موتور VFD

جهت دانلود کلیک کنید

اسلایدهای درس کنترل دور موتور

فصل اول: مقدمه ای بر محرکه های الکتریکی

فصل دوم: کنترل موتورهای DC

فصل سوم: کنترل موتورهای القایی    

فصل چهارم: کنترل موتورهای سنکرون

سرفصلها

فصل صفر: مروری بر محرکه های الکتریکی

فصل اول: درایو موتورهای القایی سه فاز (IM)

فصل دوم: درایو موتورهای آهنربای دائم سنکرون (PMSM)

فصل سوم: درایو موتورهای DC بدون جاروبک (BLDC)

فصل چهارم: روش های کنترل بدون حسگر موتورهای الکتریکی

فصل پنجم: مبدلهای الکترونیک قدرت پیشرفته در درایوهای الکتریکی

جهت دریافت بسته آموزشی فارسی سافت استارتر کلیک کنید

بسته آموزشی فارسی آشنایی با سافت استارتر

درایو سرعت متغیر VSD چیست چگونه کار می کند مزایا برای راه اندازی موتورهای القائی

جهت دریافت بسته آموزشی فارسی سافت استارتر کلیک کنید

بسته آموزشی فارسی آشنایی با سافت استارتر

---

درایو فرکانس متغیر یا Variable Frequency Drive که به صورت مخفف VFD نامیده می شود، نوعی کنترل کننده موتور است که با تغییر دادن فرکانس و ولتاژ اعمال شده به الکتروموتور آن را به گردش در می آورد. نامهای دیگر VFD :درایو سرعت متغیر، درایو سرعت قابل تنظیم، درایو فرکانس قابل تنظیم، درایو AC، میکرودرایو و اینورتر هستند. فرکانس (یا هرتز) به طور مستقیم با سرعت موتور (RPM) مرتبط است. به عبارت دیگر، فرکانس بیشتر باعث گردش سریعتر موتور و افزایش RPM می شود. اگر یک کاربرد نیاز ندارد که موتور در سرعت کامل نامی خود کار کند ، VFD را می توان جهت کاهش فرکانس و ولتاژ، برای تطبیق با نیازمندی های بار موتور الکتریکی مورد استفاده قرار داد. اگر کاربری سرعت مورد نیازش تغییر کند، VFD به آسانی با افزایش یا کاهش سرعت موتور می تواند موتور را با این نیاز تطبیق دهد.

درایو فرکانس متغیر چگونه کار می کند؟

اولین طبقه درایو AC فرکانس متغیر، یا VFD، کانورتر (مبدل) است. کانورتر شامل ۶ عدد دیود است. که شبیه شیر یک طرفه در سیستم های لوله کشی عمل می کنند. این دیودها اجازه می دهند جریان فقط در یک جهت که با پیکان در نماد دیود مشخص شده است جاری شود. برای مثال، هنگامیکه ولتاژ فاز A (ولتاژ مشابه با فشار در سیستمهای لوله کشی است) مثبت تر از ولتاژ فازهای B یا C است آنگاه دیود آن باز شده و جریان برقرار می شود. هنگامیکه فاز B مثبت تر از فاز A شود سپس دیود فاز B باز خواهد شد و فاز A بسته می شود. این موضوع برای دیودهایی که در بخش منفی باس قرار دارند نیز برقرار و صادق است. بدینسان، ما با خاموش و روشن شدن هر دیود ۶ پالس جریان را داریم. این روش VFD شش پالس نامیده می شود، که ترکیب استاندارد برای درایوهای فرکانس متغیر جریان است. برای مثال فرض کنیم که درایو در یک سیستم قدرت ۴۸۰V کار می کند. ۴۸۰V ولتاژ موثر (rms) است. پیک ولتاژ در یک سیستم ۴۸۰V مقدار ۶۷۹ ولت است. همان طور که می بینید، باس dc درایو فرکانس متغیر دارای یک ولتاژ dc با ریپل AC است. ولتاژ تقریبا بین ۵۸۰V و ۶۸۰V نوسان می کند. ما می توانیم با اضافه کردن یک خازن بر روی باس DC از ریپل AC خلاص شویم. یک خازن مانند یک مخزن یا انباره در سیستم لوله کشی عمل می کند. این خازن ریپل AC را جذب کرده و یک ولتاژ صاف تحویل می دهد. ریپل AC بر روی باس DC نوعا کمتر از ۳ ولت است. بنابراین، ولتاژ روی باس DC تقریبا ۶۵۰VDC می شود. ولتاژ حقیقی بستگی به عواملی مانند سطح ولتاژ خط AC تغذیه کننده درایو ، سطح عدم تعادل ولتاژ روی سیستم قدرت، بار موتور، امپدانس سیستم قدرت، و هر راکتور یا فیلتر هارمونیکی که بر روی درایو قرار گرفته اند. دارد. مبدل پل دیود که ولتاژ AC را به DC تبدیل می کند. بعضی اوقات تنها با عنوان کانورتر شناخته می شود. مبدلی که ولتاژ DC را به ولتاژ AC بر می گرداند نیز یک کانورتر است، اما برای تمایز دادن از مبدل دیودی، با عنوان اینورتر شناخته می شود. در صنایع متداول شده است که هر مبدلی که DC را به AC تبدیل می کند به عنوان اینورتر شناخته می شود. توجه کنید که در یک VFD واقعی، سوئیچهای نشان داده شده در عمل ترانزیستور هستند.   وقتی ما یکی از کلیدهای بالایی اینورتر را می بندیم. فازی از موتور که به آن متصل است به مثبت باس DC متصل می گردد و ولتاژ مثبت روی آن فاز می افتد. و هنگامی که یکی از کلیدهای پایینی را در اینورتر می بندیم. فاز به منفی باس dc متصل شده و ولتاژ آن منفی می شود. بدین سان، ما می توانیم هر فازی را که می خواهیم مثبت یا منفی کنیم و بدین تزتیب فرکانس مورد نظر خود را تولید نماییم. ما می توانیم هر فاز را مثبت، منفی یا صفر کنیم. موج سینوسی آبی رنگ تنها برای مقایسه نشان داده شده است. درایو در حالت واقعی این موج سینوسی را تولید نمی کند. توجه کنید که خروجی از VFD یک شکل موج مستطیل شکل است. VFD ها خروجی سینوسی تولید نمی کنند. این شکل موج مربعی انتخاب خوبی برای سیستم توزیع توان نیست، اما برای استفاده در موتور کاملا مناسب است. اگر ما بخواهیم فرکانس موتور را به ۳۰Hz کاهش دهیم، آنگاه ما به راحتی خروجی اینورتر را خیلی آهسته تر سوئیچ زنی می کنیم. اما، اگر ما فرکانس را به ۳۰Hz کاهش دهیم، آنگاه به منظور ثابت نگه داشتن نسبت V/Hz بایستی ولتاژ را به ۲۴۰V کاهش دهیم. ( به تئوری درایو V/F ثابت مراجعه کنید). چگونه ما خواهیم توانست ولتاژ را کاهش دهیم در حالی که تنها ولتاژی که داریم ولتاژ باس ۶۵۰VDC است؟ این کار مدولاسیون پهنای پالس نامیده می شود. تصور کنید که ما بتوانیم فشار آب مسیر را با باز و بسته کردن بسیار سریع شیر موجود، کنترل کنیم. ذر حالیکه انجام این کار در سیستم های لوله کشی عملی نخواهد بود، به خوبی در مورد VFD ها به کار گرفته می شود. توجه کنید در طی نیم سیکل اول، در نصف زمانهای یک سیکل ولتاژ را در خروجی داریم و در نیم سیکل دیگر ولتاژی نداریم. از اینرو، متوسط ولتاژ خروجی ۲۴۰V، معادل نصف ولتاژ باس تغذیه ۴۸۰V است. با کنترل پالسهای خروجی، می توانیم هر ولتاژ متوسطی که بخواهیم بر روی خروجی VFD ایجاد کنیم.

چرا از یک VFD استفاده می کنیم؟

۱- مصرف انرژی را کاهش داده و در هزینه های انرژی صرفه جویی می کند. اگر شما یک کاربری دارید نیاز به کار در سرعت کامل ندارد، انگاه، شما می توانید هزینه های انرژی خود را با کنترل موتور توسط یک درایو فرکانس متغیر کاهش دهید. این یکی از مزایای درایوهای فرکانس متغیر است. VFD ها به شما اجازه می دهند که سرعت تجهیزات گردان متصل به موتور را با توجه به نیازمندی بار منطبق کنید. روش دیگری برای این کار وجود ندارد. امروزه بیش از ۶۵ درصد توان مصرفی در شبکه مربوط به مصارف الکتروموتورها است. بهینه سازی سیستمهای کنترل موتور با نصب کردن و یا ارتقای VFDها می تواند مصرف انرژی در تاسیسات شما را به میزان ۷۰ درصد کاهش دهد. علاوه بر این، استفاده از VFD ها کیفیت محصولات را افزایش داده و هزینه های تولید محصول را کاهش می دهد. ترکیب مشوقهای مالیاتی مربوط به کاهش مصرف انرژی و تخفیف شرکت برق، می تواند باعث بازگشت سرمایه خیلی کوتاه مدت ۶ ماهه شود. ۲- تولید محصول را با کنترل دقیق تر افزایش می دهد. با کارکرد موتورها در موثرترین سرعت برای کاربرد مورد نیاز شما، اشتباهات کمتری رخ داده و از اینرو، میزان تولید افزایش خواهد یافت، در نتیجه درآمد شرکت شما افزایش می یابد. با نصب بر روی کانوایرها و تسمه ها ضربه راه اندازی حذف می گردد و پروسه انجام کار سریعتر می شود. ۳- عمر تجهیزات را افزایش داده و نیاز به تعمیرات و نگهداری را کاهش می دهد. در صورت استفاده از VFD عمر تجهیزات افزایش یافته و زمان خواب دستگاه برای تعمیرات و نگهداری کاهش می یابد. هنگامی که موتورها با VFD کنترل می شوند سرعت بهینه موتور تامین می شود. چونکه VFD ها ولتاژ و فرکانس را بطور بهینه کنترل می کنند، VFD حفاظت بهتری از موتور در مواردی نظیر اضافه بارهای حرارتی الکتریکی، حفاظت فاز، اضافه ولتاژ و یا کم بودن ولتاژ و غیره انجام می دهند. در صورتی که موتور با استفاده از VFD راه اندازی گردد موتور یا بار گردان در معرض شوک لحظه ای راه اندازی مستقیم با ولتاژ خط قرار نخواهد گرفت. و به نرمی و خیلی آرام راه اندازی می شود و از اینرو فرسایش جعبه دنده و تسمه ها حذف می شود. همچنین یک روش بسیار مناسب برای کاهش ضربه قوچ (آن گونه که نامیده می شود) است. چون که می تواند سیکلهای شتاب گیری و شتاب دهی خیلی نرم داشته باشد.

جهت دریافت بسته آموزشی فارسی سافت استارتر کلیک کنید

بسته آموزشی فارسی آشنایی با سافت استارتر

مزایا و معایب VFD INVERTER SOFT STARTER سافت استارتر اینورتر

مزایای VFD ها، اینورترها و درایوها

در این مقاله در مورد مزایای VFD یا درایوهای فرکانس متغیر که اصطلاحا درایو یا اینورتر نیز نامیده می شوند بحث و بررسی شده است.

---

مقدمه استفاده ار درایوهای فرکانس متغیر روز به روز در حال گسترش است. دلایل گسترش استفاده از این تجهیزات بیشتر به دلیل قابل توجه بودن مزایای VFD است در این مقاله به صورت اجمالی به این مزایای VFD خواهیم پرداخت در مقالات جداگانه ای نقش VFD ها در پمپ ها، فن ها و الکتروموتورها از نظر صرفه جویی در مصرف انرژی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. فهرست محتوایی

• صرفه جویی انرژی با درایوهای فرکانس متغیر
• گشتاور متغیر در مقابل گشتاور ثابت
• چرا بارهای گشتاور متغیر صرفه جویی انرژی قابل توجهی را ارائه می دهند.
• مصرف انرژی
• فرایند کنترل تنگ تر با درایوهای سرعت متغیر
• افزایش طول عمر تجهیزات و کاهش نیاز به نگهداری آنها
• مشکلات ناشی از راه اندازی با ولتاژ کامل

صرفه جویی انرژی با درایوهای سرعت متغیر

اگر شما یک موتور AC دارید و این موتور در کاربردی استفاده می شود که نیاز به کار در سرعت حداکثر خود را ندارد. آنگاه می توانید هزینه مصرف انرژی خود را با استفاده از یک درایو سرعت متغیر (VSD) کاهش دهید. درایوهای سرعت متغیر (که همچنین با عنوان درایوهای فرکانس متغیر (VFD) نیز شناخته می شوند) به شما اجازه می دهند، سرعت موتور گرداننده دستگاه را با نیاز فرآیند مورد نظر تطبیق دهد. گشتاور متغیر در برابر گشتاور ثابت درایوهای سرعت متغیر، و بارهایی که در آن به کار می روند به طور کلی به دو گروه تقسیم بندی می شوند: گشتاور ثابت و گشتاور متغیر. پتانسیل صرفه جویی در مصرف انرژی، در کاربردهای گشتاور متغیر بسیار بیشتر از کاربردهایی است که در آنها گشتاور ثابت است. بارهای گشتاور متغیر مشتمل بر پمپ های گریز از مرکز و فن ها که عمده کاربردهای آنها در HVAC هستند. بارهای گشتاور ثابت کانویرهای لرزشی (vibrating conveyers)، پرسهای پانچ، سنگ شکن ها، ماشین های ابزار و بقیه کاربردهایی که درایو از یک نرخ V/Hz ثابت تبعیت می کند.   چرا بارهای گشتاور متغیر صرفه جویی انرژی قابل توجهی را ارائه می کنند. در کاربردهای با گشتاور متغیر، گشتاور مورد نیاز تقریبا با مربع سرعت تغییر می کند، و توان مکانیکی مورد نیاز (hp) تقریبا با مکعب سرعت متغیر است. در نتیجه یک کاهش حتی کوچک در سرعت باعث کاهش قابل توجهی در توان خروجی می گردد. یک موتور در یک کاربرد گشتاور متغیر با ۵۰% سرعت نامی به اندازه ۲۵ درصد توان نامی خود توان مصرف می کند. این موضوع اشاره به روابط و قوانینی دارد که رابطه بین سرعت، جریان، گشتاور و توان خروجی را تعیین می کنند.   مصرف انرژی درایوهای سرعت متغیر (VSDs) به شما اجازه می دهند که در مقایسه با انواع دیگر تکنیکهای کنترل سرعت در هنگامی که نیاز به سرعت کمتر از سرعت نامی است انرژی کمتری مصرف کنید. که معمولا این حالت در کاربردهای HVAC است.   فرآیند کنترل تنگ تر با درایوهای سرعت متغیر در هنگامی که صحبت از کنترل دقیق سرعت می شود هیچ روش کنترلی دیگری را نمیتوان با درایوهای فرکانس متغیر مقایسه کرد. ولتاژ کامل (ولتاژ دو سر خط) راه اندازها فقط میتواند موتور را در سرعت کامل به گردش درآورد. و راه اندازی نرم و راندازهای نرم (سافت استارترها) با ولتاژ کاهش داده شده صرفا سرعت موتور را بتدریج افزایش می دهند تا به سرعت کامل خود برسد. و سرعت را بر می گردانند به حالت ایستادن موتور. اما در سوی دیگر درایوهای سرعت متغیر می توانند به گونه ای برنامه ریزی شوند که در یک سرعت معین کار کنند، در یک سرعت مشخص متقف شوند و مقدار مشخصی گشتاور اعمال کنند. در حقیقت، درایوهای سرعت متغیر AC از لحاظ پاسخ گشتاوری سریع و دقت و صحت سرعت نزدیک به درایوهای DC هستند. اگر چه، موتورهای AC بسیار مطمئن تر و مقرون به صرفه تر از موتورهای DC هستند. که این مزیتها باعث شده بسیار فراگیر شوند. اغلب درایوهای مورد استفاده در این زمینه از نوع کنترل Volts/Hertz بهره می برند. که این درایوها عملکرد در حالت حلقه باز را تامین می کنند. این درایوها هیچ فیدبکی از انجام فرآیند کنترلی ندارند. اما در عمده کاربردهای مورد نیاز به درایوهای سرعت متغیر کافی هستند. اگر چه، بسیاری از درایوهای سرعت متغیر حلقه باز دارای جبران سازی لغزش هستند. که درایو را قادر می سازد جریانهای خروجی اش را اندازه گیری کرده و اختلاف بین سرعت واقعی و مقدار تنظیم شده (مقدار ورودی برنامه ریزی شده)را تخمین بزند. آنگاه درایو به صورت اتوماتیک خودش را بر اساس این مقدار تخمین زده شده به مقدار تنظیم شده منطبق و تنظیم می کند. اغلب درایوهای گشتاور متغیر در کاربردهای فن و پمپ ها دارای کنترل PID هستند که به درایو این امکان را می دهند که بر اساس فیدبک واقعی گرفته شده از فرآیند بر روی نقطه تنظیم شده نگه داشته شود و نه بر اساس تخمین پارامترها. یک ترانسدیوسر یا ترانسمیتر برای آشکار کردن متغیرهای موجود در فرآیند مانند سطوح فشار، نرخ گردش مایع، نرخ گردش هوا یا ارتفاع مایع استفاده می شود. سپس یک سیگنال به PLC ارسال می شود که فیدبک اخذ شده از فرآیند را به درایو منتقل می کند. درایوهای سرعت متغیر به صورت پیوسته از این فیدبک برای تنظیم و نگهداشتن خودشان بر روی نقطه تنظیم شده استفاده می کنند. مقدار دقت بیشتر برای کاربردهای دیگر را می توان با استفاده ار درایوهای که عملکرد حلقه بسته دارند تامین کرد. عملیات حلقه بسته می تواند با استفاده از درایو کنترل برداری field-oriented یا یک درایو کنترل برداری بدون سنسور انجام شود. درایو کنترل برداری field-oriented فیدبک فرآیند را از یک انکودر می گیرد، که اندازه گیری کرده و به درایو انتقال می دهد که آن هم سرعت و فرآیند را مانند یک کانوایر، ماشین ابزار یا اکسترودر کنترل می کند. سپس درایو خروجی ها را به گونه ای تنظیم می کند که مقادیر برنامه ریزی شده سرعت، نرخ، گشتاور و یا موقعیت تامین گردد.     افزایش طول عمر تجهیزات و کاهش نیاز به نگهداری آنها روشهای راه اندازی تک سرعت به صورت ناگهانی موتور را راه اندازی می کند و موتور را تحت گشتاور راه اندازی و جریان راه اندازی بسیار زیادی قرار می دهد که جریان راه اندازی تا ۱۰ برابر جریان بار کامل نیز می رسد. اما در سوی دیگر، درایوهای سرعت متغیر، بتدریج سرعت موتور را افزایش می دهد تا به سرعت عملیاتی موتور برسد و از این طریق تنش های الکتریکی و مکانیکی را کاهش می دهد، و هزینه های تعمیرات و نگهداری را کاهش می دهد. و طول عمر موتور و دیگر تجهیزات دوار را افزایش می دهد. راه اندازهای نرم، یا راه اندازهای نرم با ولتاژ کاهش داده (RVSS)، نیز قادر است سرعت موتور را بتدریج افزایش دهد اما درایوها میتوانند بسیار مناسبتر و هموارتر این کار را انجام دهند. و میتوانند موتور را در سرعتی کمتر از سرعت کامل خود به کار گیرند تا فرسودگی و سائیدگی را کاهش دهند. درایوهای سرعت متغیر همچنین می توانند یک موتور را با یک الگوی مخصوص برای کاهش دادن تنش های الکتریکی و مکانیکی به کار بگیرند. برای مثال، یک الگوی منحنی S (S-curve pattern) برای استفاده در کانوایر میتواند برای کنترل هموارتر شتاب گیری/ شتاب دهی اعمال گردد. که شل شدگی را که ممکن است در حین شتاب گیری یا شتاب دهد رخ می دهد را کاهش می دهد. مشکلات ناشی از راه اندازی با ولتاژ کامل در لحظه برق دادن و راه اندازی موتور ، جریان راه اندازی (سرعت صفر) در حدود ۶۰۰% جریان بار کامل الکتروموتور است این جریان زیاد بعد از شتابگیری و افزایش سرعت موتور به تدریج کاهش می یابد. اما همین مساله باعث افت ولتاژ (voltage sag) غیر قابل قبول در سیستم قدرت می شود. که به صورت نامطلوبی بر دیگر بارهای سیستم تاثیر می گذارد. این مساله همچنین می تواند شوک مخرب گردیده و یا باعث فرسودگی داز مدت موتور شود. استفاده از این روش راه اندازی ممکن است شرکت برق را ترغیب کند که محدودیتهایی در مورد حداکثر سایز موتوری که شما میتوانید به شبکه متصل کنید اعمال کند. از آنجا که راه اندازی مستقیم با ولتاژ خط موجب ایجاد مشکلاتی در بالادست سیستم می گردد و برای بقیه مشتری ها و مصرف کنندگان ایجاد مشکل می کند. و راه اندازی و توقف مکرر موتور بر روی عایق های موتور تنش وارد می کند.

جهت دریافت بسته آموزشی فارسی سافت استارتر کلیک کنید

بسته آموزشی فارسی آشنایی با سافت استارتر

آشنایی کامل با درایو فرکانس متغیر variable frequency drive VFD

از آنجایی که VFD ها موارد استفاده مختلف دارند و در رنج بزرگی از تنوع و قیمت قرار دارند، میتوان به آسانی در مورد مزایای مرتبط با استفاده از یک نوع از آنها به خطا افتاد. در نتیجه، در ادامه شش تصور رایج غلط در مورد درایو فرکانس متغیر که سالهای زیادی شنیده می شود تشریح گردیده است. به این مواردی نگاهی بیاندازید که مطمئن گردید تصوری که شما در مورد VFD دارید مشابه این موارد نباشد.

۱- درایوهای فرکانس متغیر به منظور برنامه ریزی و کنترل پیچیده هستند.

اولین تصور رایج غلط در مورد درایو این است که گفته می شود اغلب VFD های مدرن با یک سری پارامترهای زیاد و پر ابهت وارد می شوند. اما درست نیست است که تصور کنیم برنامه ریزی کردن هر VFD نیاز به استفاده از همه این پارامترها دارد. با تجربیاتی که ما بدست آوردیم، اغلب VFD ها واقعا به تنظیم کردن تعداد کمی از این پارامترها نیاز دارند. – معمولا حدود ۱۰ پارامتر.

۲- درایوهای فرکانس متغیر خیلی گران قیمت هستند

دومین تصور رایج غلط در مورد درایو این است گمان بر این است که درایوهای فرکانس متغیر نسبت به ادوات و راه اندازهای متعارف گزینه گران قیمت تری هستند. در حقیقت، قیمت VFD به صورت پیوسته با گذشت زمان ارزان تر و اقتصادی تر می شوند و تولید کنندگان بسیاری در تدارک برای پاسخ به نیازمندی برای درایوهای ارزان قیمت هستند. نگاهی به میکرو درایوهای سری های D700 بیاندازید بصورت ویژه برای کسانی طراحی شده است که به دنبال یک درایو سر راست ، ساده و اقتصادی هستند. بسیار مهم است ذکر شود که فارغ از هزینه های اضافی، در خیلی از کاربردها، VFD ها به میزان قابل توجهی در مصرف انرژی صرفه جویی ایجاد می کنند که می تواند هزینه ابتدایی را عرض چند ماه یا چند سال جبران کنند. به علاوه، در برخی کاربردها VFD ها قادر هستند تولید را افزایش داده و دوره زمانی استفاده از دستگاه را طولانی تر کنند.(نیاز به تعمیرات کمتر می شود)

۳- قرار دادن درایو بر روی موتور همیشه باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می شود.

اگرچه صرفه جویی در مصرف انرژی یکی از مزایای استفاده از VFD ها می باشد، اما همیشه این طور نیست. شما در کاربردهایی نظیر فن ها یا پمپ ها صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی بدست می آورید چونکه این کاربردها معممولا نیاز ندارند در همه اوقات در سرعت نامی خود کار کنند. فارغ از کاربرد یا سرعت مورد استفاده، یک VFD نوعی برای هر کاربردی درای برخی مزیتها است.

۴- بایستی VFD را فقط بر اساس اسب بخار (توان خروجی) موتور سایز کنید.

با وجود باور رایج، اسب بخار دقیق ترین روش برای سایز کردن موتور یا VFD نیست. عوامل متعددی بر توان خروجی موتور تاثیر دارند. اما یک راه برای اطمینان یافتن از اینکه VFD به درستی سایز شده است این است که جریان پلاک موتور را برای انتخاب (FLA) نامی در نظر بگیرید. اگر شما در مورد اینکه از کجا می توانید این اطلاعات را فراهم کنید می توانید در مقاله ” چگونه پلاک نامی موتور را بخوانیم” اطلاعات مناسبی پیدا کنید.

VFD ها تمامی تنش های الکتریکی و مکانیکی را حذف می کنند.

در حین اینکه این موضوع درست است که VFD ها شوک مکانیکی و جریانهای بالای راه اندازی را حذف می کنند آنها همچنین جریانهای فرکانس بالای مضر، بر روی سیستم قدرت تولید می کنند. با بیشتر VFD ها ، مهندسین پیشنهاد می کنند که حداقل از یک راکتور خط برای کمک به کنترل هارمونیکهای مزاحم و آلودگی توان که ممکن است توسط VFD ایجاد شود استفاده کنید. هر چه VFD بزرگتر باشد نیاز به مراقبت بیشتر داردچون که نه تنها بر روی سیستم قدرت شما تاثیر می گذارند بلکه بر روی سیستم تاسیسات مجاور و همسایه نیز تاثیر دارند. شما می توانید در قسمتهای بعدی در مورد هارمونیک و اینکه یک فیلتر هارمونیک چگونه کار می کند اطلاعاتی بیابید. VFDها نیاز به استفاده از موتورهای خاص دارند. خیلی از مردم عقیده دارند که VFD ها نیاز به استفاده از موتورهای خاص دارند. واقعیت این است که هر موتور القایی سه فاز می تواند با یک درایو فرکانس متغیر به کار گرفته شود. اما نکاتی وجود دارد، که شما بایستی پیش از استفاده VFD بر روی موتور خود در نظر بگیرید. مثلا، اگر شما یک موتور قدیمی دارید ممکن است درجه عایقی آن را چک کنید و ببینید که آیا سیم پیچی مجاز به استفاده با اینورتر است؟ .خاطر جمع شوید که موتور در هنگام کار در سرعتهای پایین به درستی خنک کاری می شود. مراقب باشید که طول سیمهای خروجی از اینورتر به موتور خیلی بلند نباشد که این مورد دلیل ایجاد dv/dt است، و نصب کردن و سرمایه گذاری بر روی رینگ زمین کننده شفت “shaft grounding ring” به عملکرد مناسب تر موتور کمک خواهد کرد. امیدواریم مطالعه کامل این شش تصور غلط در مورد استفاده از VFD به شما برای شناخت بهتر مزیتهای استفاده از VFD در کاربردهای مورد نظر شما کمک کرده باشد. فهم اینکه یک VFD چگونه بر اجزای مختلف کاربرد شما مشتمل بر موتورها تاثیر می گذارد –کمک خواهد کرد که کاربری شما به نرمی و کارآمدی هر چه ممکن، عمل کند.

جهت دریافت بسته آموزشی فارسی سافت استارتر کلیک کنید

بسته آموزشی فارسی آشنایی با سافت استارتر

سافت استارتر (Soft Starter) چیست و چه کاربردی دارد مقاسیه با اینورتر vfd

---

سافت استارتر یا راه انداز نرم یک تجهیز الکترونیکی است که به منظور شتاب گیری و شتاب دهی (راه اندازی و توقف) موتورهای القایی سه فاز با کنترل ولتاژ اعمال شده به موتور در حین راه اندازی و توقف طراحی شده است.

جهت دریافت بسته آموزشی فارسی سافت استارتر کلیک کنید

بسته آموزشی فارسی آشنایی با سافت استارتر

 راه اندازی موتور القایی برای موتورهای القایی، گشتاور راه اندازی (LRT) به طور تقریبی متناسب با مربع جریان راه اندازی (LRA) است که از خط کشیده می شود. LRT a I² این جریان راه اندازی متناسب با ولتاژ اعمال شده (V) است. به صورت تقریبی گشتاور را نیز می توان متناسب با مربع ولتاژ در نظر گرفت. LRT a V² یک موتور القایی در هنگامی که به صورت مستقیم به خط تغذیه متصل می گردد گشتاور بسیار زیادی ایجاد می کند. که ممکن است بار به این میزان گشتاور نیاز نداشته باشد. در لحظه راه اندازی، برخی آثار نامطلوب بر روی اجزای الکتریکی و مکانیکی ایجاد می شود. که شامل موارد زیر است. با استفاده از سافت استارتر می توان تاثیر آنها را کاهش داد. اثرات مکانیکی نامطلوب ضربه ناگهانی بر روی بار در لحظه راه اندازی، متعاقب شتاب گیری سریع تا سرعت کامل باعث فرسودگی بیش از اندازه بر روی اجزای زیر می شود. تسمه ها و پولی ها چرخ و زنجیرها کوپلینگ و یاتاقانها کاویتاسیون در پمپها و غیره اثرات الکتریکی نامطلوب یک نوسان شدید جریان بر روی منبع تغذیه ایجاد می شود که میتواند به اندازه ای شدید باشد که باعث ایجاد افت ولتاژ و لرزش و پرپر زدن نور لامپها شود. بدلیل عبور جریان زیاد که تا چند برابر جریان بار کامل موتور است کنتاکتهای کلیدها سوخته و به مرور از بین می رود. مشکلات ایجاد شده بوسیله این اثرات نیاز به تعمیر و نگهداری پیوسته افزایش احتمال خاموشی های برنامه ریزی نشده بالاتر از سایز گرفتن اجزای الکتریکی و مکانیکی برای تحمل نوسان توان در زمان راه اندازی کاهش طول عمر قطعات حل مشکل با تنظیم کردن ولتاژ در حین راه اندازی، جریانی که موتور از منبع تغذیه می کشد و گشتاور تولید شده توسط آن می تواند کاهش یافته و کنترل گردد. این همان کاری است که یک سافت استارتر انجام می دهد. اصول کار سافت استارتر در هنگام راه اندازی الکتروموتور به دو شکل زیر توجه کنید در شکل نخست دیاگرام مداری یک سافت استارتر آورده شده است و شکل موجهای تولید شده حاصل از عملکرد سافت استارتر در شکل (2) آمده است.   با استفاده از شش عدد SCR که به صورت پشت به پشت متصل شده اند. سافت استارتر قادر به تنظیم ولتاژ اعمال شده به موتور در هنگام راه اندازی از صفر ولت تا ولتاژ نامی خط تغذیه است. فیدبک تامین شده از موتور به مدار، کنترل زوایای آتش کردن SCR را به منظور تثبیت و پایدار سازی موتور در حین شتاب گیری، انجام می دهد. توجه به نکات زیر می تواند مفید واقع شود. 1- بر خلاف VFD (درایو فرکانس متغیر( در سافت استارتر فرکانس تغییر پیدا نمی کند. 2- در سافت استارتر فقط ولتاژ و جریان تغییر می یابند. مشخصه های عملکردی سافت استارتر مشخصه ها و منحنی ها کمک می کنند درک رفتار سافت استارتر راحت تر گردیده و بتوان رفتار آن را با ادوات مشابه مقایسه کرد. در شکل زیر دو منحنی مشخصه جریان-سرعت و گشتاور-سرعت برای دو حالت استفاده از سافت استارتر در زمان راه اندازی و عدم استفاده از آن (راه اندازی با ولتاژ خط( آورده شده است. همان طور که ملاحظه می گردد سافت استارتر در لحظه راه اندازی جریان راه اندازی را به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می دهد و در سوی دیگر گشتاور نیز کاهش می یابد و از این رو شاید استفاده از آن در بارهایی که نیاز به گشتاور راه اندازی قابل توجهی دارند امکان پذیر نباشد. امکانات و ویژگیهای سافت استارتر

• را ه اندازی و توقف نرم
• استارت پالسی (ضربه)
• کنترل شیبهای جریان
• کنترل مشخصه پمپ
• فیدبک انکودر/تاکو
• کنترل و تنظیم مشخصه های توقف/راه اندازی برای بارهای متغیر

که در ادامه هر کدام از ویژگیها و مشخصات ذکر شده تشریح می گردد. مشخصه راه اندازی نرم مطابق منحنی های زیر و تنظیمات سافت استارتر می توان موتور را به آرامی با ولتاژ 10 تا 50 درصد ولتاژ نامی آن راه اندازی کرد. شیب زمان افزایش ولتاژ تا مقدار نامی آن را می توان از 1-30 ثانیه تنظیم کرد. مشخصه راه اندازی ضربه ای در هنگامی مورد استفاده قرار می گیرد که به گشتاور راه اندازی قابل توجهی نیاز باشد. در این حالت یک پالس ولتاژ با 80% ولتاژ نامی اعمال می شود. طول پهنای پالس بین صفر تا 2 ثانیه متغیر است. مشخصه توقف نرم کنترل کننده با یک شیب رفته رفته ولتاژ موتور را کاهش داده و در نتیجه گشتاور و جریان نیز کاهش می یابد. و بر اثر آن سرعت موتور کاهش یافته و متوقف می شود. این عمل اغلب در بارهای با اینرسی زیاد استفاده می شود در این بارها توقف ناگهانی ممکن است باعث خسارت به محصول یا سیستم گردد. زمان توقف قابل تنظیم 1-30 ثانیه است.

• باعث جلوگیری از کاویتاسیون و چکش کاری بر روی پمپها می شود
• از واژگونی اجسام بر روی کانوایرها جلوگیری می کند.

مشخصه محدود کنندگی جریان محدود کردن جریان این مد از راه اندازی نرم هنگامی استفاده می شود که بدلیل طولانی بودن زمان راه اندازی و یا حفاظت از الکتروموتور نیاز است که حداکثر جریان راه اندازی محدود گردد. -حداکثر جریان 200-400% جریان بار کامل موتور (FLC) - زمان شیب قابل تنظیم 1-30 ثانیه (که بر حسب نیاز می تواند طولانی گردد.) مقایسه روشهای مختلف راه اندازی شامل سافت استارتر، راه اندازی مستقیم و راه اندازی به صورت ستاره-مثلث تفاوت این سه نوع راه اندازی در مقدار ولتاژ اعمال شده به موتور در حین راه اندازی و شتاب گیری تا سرعت نامی دارد. در شکل زیر ولتاژ اعمال گردیده به موتور در هر کدام از این سه روش نشان داده شده و مقایسه شده است. مقایسه مشخصه جریان راه اندازی و گشتاور-سرعت راه اندازی نرم با راه اندازی مستقیم و ستاره-مثلث روشهای راه اندازی ولتاژی که مورد مقایسه قرار گرفتند بر روی مشخصات مختلف الکتروموتورها تاثیر می گذارند. بررسی تغییرات جریان راه اندازی و مشخصه گشتاور-سرعت الکتروموتور در بکارگیری هر کدام از این روشها ضروری است. منحنی گشتاور-سرعت، مناسب بودن روش انتخاب شده و هماهنگی آن با بار و گشتاور راه اندازی مورد نیاز را به ما می دهد و مشخصه جریان نیز به انتخاب فیوز و دیگر تجهیزات راه اندازی و تخمین تنشهای الکتریکی ایجاد شونده بر روی الکتروموتور کمک می کند. مزایا و معایب سافت استارترها مزایای سافت استارترها

• جریان هجومی زیاد و گشتاور مکانیکی زیاد را در زمان راه اندازی حذف می کند.
• باعث کاهش اندازه کابلها و کلیدهای اتصال به شبکه تغذیه می گردد. (از طریق کاهش جریان راه اندازی)
• فرورفتگی ولتاژ (voltage dip) خط را محدود می کند.
• شتاب گیری و شتاب دهی نرم و بدون پله را می دهد.
• راه اندازی ضربه ای برای بارهای سنگین و کاربردهایی که تحت بار راه اندازی می شوند.
• مشخصات محدود کنندگی جریان
• کنتاکتور کنار گذر (By-pass) صرفه جویی انرژی را افزایش می دهد.
• از پیکهای جریان و گشتاور جلوگیری می کند و بدین ترتیب تنش الکتریکی کمتری بر روی شبکه تامین توان و تنش مکانیکی کمتری بر کل اجزای دوار وارد می شود.
• استرس و تنش را بر روی کوپلینگها و دیگر تجهیزات انتقال (جعبه دنده ها، شفتها، تسمه ها و غیره) کاهش می دهد.
• به واسطه کاهش دادن ضربات مکانیکی طول عمر موتور و دیگر اجزا/قطعات را افزایش می دهد.
• در تابلوی کلیدها و ادوات به فضای کمتری نیاز دارد. (خیلی باریکتر از بقیه تجهیزات راه اندازی الکترومکانیکی است)
• کاهش دادن هزینه ها
• مشخصات راه اندازی و توقف منحصر به فرد
• ویژگی کنترل پمپ
• کار در دماهای بالا تا 65 درجه سانتیگراد
• اتصال سیم کشی ساده
• کارکرد، برنامه ریزی و نگهداری آسان

معایب سافت استارترها

• هارمونیک تولید می کنند(کمتر از اینورتر)
• سرعت کارکرد موتور ثابت است(بر خلاف VFD، فرکانس ثابت است)
• امکان تنظیم سرعت وجود ندارد (فقط برای راه اندازی، توقف و حفاظت استفاده می شود)
• زمان شتاب گیری و شتاب دهی به میزان بسیار زیادی به بار بستگی دارد.

  برخی از کاربردهای سافت استارترها شامل:

• پمپهای خلائ
• پمپهای گریز از مرکز
• کمپرسورها
• فنها/بلوورها/اگزوسترها
• مخلوط کنها
• کانوایرها
• بلوورهای محوری
• فنهای ملخی
• فنهای محوری (Axial fans) (کم اینرسی-کم بار)
• پودر کننده ها
• پمپهای بزرگ
• خردکن ها/سنگ شکن ها
• آسیابهای چکشی
• پله های متحرک

جهت دریافت بسته آموزشی فارسی سافت استارتر کلیک کنید

بسته آموزشی فارسی آشنایی با سافت استارتر

تفاوت درایو سرعت متغیر vsd و راه دانداز نرم موتور soft starter سافت استارتر کاربرد

در این مقاله مساله انتخاب بین سافت استارتر یا درایو سرعت متغیر همراه با مزایا و معایب هر کدام بررسی و مقایسه شده است.

جهت دریافت بسته آموزشی فارسی سافت استارتر کلیک کنید

بسته آموزشی فارسی آشنایی با سافت استارتر

1394/06/12محمد رسول کریمی

---

اغلب موتورها نیاز به مقدار انرژی نسبتا بزرگی دارند تا آنها را به سرعت نامی شان برساند. سافت استارترها و درایوهای فرکانس متغیر هر دو به منظور کاهش مقدار جریان هجومی و محدود کردن گشتاور استفاده می شوند. از تجهیزات گرانبهای شما مراقبت کرده و عمر موتور شما را با کاهش دادن حرارت ناشی از استپ و استارتهای متوالی موتور افزایش می دهند. انتخاب سافت استارتر یا درایو سرعت متغیر وابسته به مورد استفاده، نیازمندیهای سیستم، و هزینه (هزینه اولیه خرید آن و هزینه آن در کل طول عمر سیستم) بستگی دارد. سافت استارترها یک سافت استارتر یک دستگاه الکترونیکی (solid-state device) است که الکتروموتور AC را از آسیب های ناشی از هجوم توان با محدود کردن هجوم جریان اولیه در زمان راه اندازی موتور محافظت می کند. آنها یک شیب ملایم تا سرعت نامی موتور ایجاد می کنند و فقط در شروع کار استفاده می شوند. (و در زمان توقف اگر برای این کار تجهیز شده باشند) . افزایش تدریجی ولتاژ اولیه تغذیه موتور باعث راه اندازی تدریجی آن می گردد. سافت استارترها همچنین با عنوان سافت استارترهای ولتاژ کاهش یافته (RVSS) نیز شناخته می شوند. موارد استفاده سافت استارترها در کاربردهایی استفاده می شوند که:

• کنترل سرعت و گشتاور فقط در زمان راه اندازی مورد نیاز است. (و در زمان توقف اگر به صورت سافت استپ هم تجهیز شده باشد)
• کاهش جریانهای هجومی مربوط به یک موتور بزرگ، در لحظه راه اندازی مورد نیاز باشد.
• سیستم مکانیکی که نیاز به راه اندازی نرم برای فرونشاندن تنش و جهش گشتاور مرتبط با راه اندازی های معمول را دارد. ( برای مثال، کانوایرها، سیستمهای گردان تسمه ای، چرخ دنده ها و مانند اینها)
• پمپهای مورد استفاده برای حذف ضربه های فشار در سیستمهای پایپینگ در هنگامی که تغییر جهت مایع خیلی سریع است.

سافت استارتر چگونه کار می کند؟ سافت استارترهای الکتریکی با کاهش گشتاور بطور موقت ولتاژ یا جریان ورودی را کاهش می دهند. بعضی از سافت استارترها ممکن است برای کمک به کنترل شارش جریان از تجهیزات حالت جامد استفاده کنند. آنها می توانند یک تا سه تا از فازها را کنترل کنند، با کنترل سه فاز معمولا نتایج بهتری حاصل می شود.

شکل 1 . شماتیک یک سافت استارتر

بیشتر سافت استارترها از یک سری تریستور یا یکسوسازهای کنترل شده سیلیکونی (SCR) برای کاهش دادن ولتاژ استفاده می کنند. در حالت خاموش، SCR جریان را قطع کرده، اما در حالت روشن، SCR ها به جریان اجازه می دهند عبور کند. SCR ها در طی افزایش سرعت به کار می روند و کنتاکتورهای مسیر جنبی (bypass) در هنگامی که موتور به سرعت ماکزیمم خود رسید عمل می کنند. این کار کمک می کند گرمایش موتور به مقدار قابل توجهی کاهش یابد. مزایای انتخاب یک سافت استارتر سافت استارترها اغلب اوقات برای کاربردهایی که فقط نیاز به کنترل سرعت و گشتاور در هنگام راه اندازی است به صرفه تر هستند. علاوه بر این، آنها اغلب در جاهایی که مساله فضای موجود یک محدودیت است یک انتخاب ایده آل هستند چونکه معمولا در مقایسه با درایوهای فرکانس متغیر فضای کمتری را اشغال می کنند. درایوهای فرکانس متغیر یک درایو فرکانس متغیر (VFD) یک دستگاه کنترل موتور است که موتور القایی AC را حفاظت کرده و سرعت آن را کنترل می کند. یک VFD می تواند سرعت موتور را در حین راه اندازی و توقف کنترل کرده و علاوه بر آن در کل سیکل کاری نیز این کار را انجام می دهد. VFDها همچنین به عنوان درایوهای با فرکانس قابل تنظیم (AFD) نیز شناخته می شوند. کاربردها VFD ها در کاربردها و در جاهایی استفاده می شوند که:

• رنج کامل کنترل سرعت مورد نیاز باشد
• صرفه جویی انرژی یک هدف است.
• کنترل سفارشی نیاز است.

VFDها چگونه کار می کنند؟ VFD ها توان ورودی را به منبعی با ولتاژ و فرکانس قابل تنظیم برای کنترل سرعت موتورهای القایی AC تبدیل می کنند. فرکانس توان اعمالی به یک موتور AC، مطابق با روابط زیر سرعت موتور را تعیین می کند،

N = 120 x f / p

= سرعت (rpm) F = فرکانس (Hz) P = تعداد قطبهای موتور برای مثال، یک موتور چهار قطب که در فرکانس 50 هرتز کار می کند. مقادیر را در فرمول مطابق رابطه زیر قرار داده و سرعت را محاسبه می کنیم: سرعت = 120 * 50 تقسیم بر 4 = 1500rpm

شکل 2 . مدار داخلی یک درایو فرکانس متغیر

منبع AC: از شبکه قدرت شرکت تامین کننده توان می آید (نوعا 400 ولت، 50 هرتز) یکسوساز: برق شبکه AC را به برق DC تبدیل می کند. فیلتر و باس DC : با همدیگر کار کرده تا برق DC یکسو شده را هموار کرده و یک برق DC تمیز و با ریپل کم را تحویل اینورتر دهند. اینورتر: از برق DC رسیده از فیلتر و باس DC استفاده کرده و با استفاده از تکنیک مدولاسیون پهنای پالس (PWM) به یک برق با شکل موج سینوسی تبدیل می کند. مدولاسیون پهنای پالس: سوئیچهای اینورتر را به گونه ای کلید زنی می کند که دارای زمان و پهنای متفاوتی بوده و هنگامی که متوسط گیری شوند یک شکل موج سینوسی ساخته شود.

شکل3. مدولاسیون پهنای پالس و ایجاد شکل موج سینوسی

مزایای استفاده از VFD

• صرفه جویی انرژی
• کاهش پیک تقاضای انرژی
• کاهش دادن توان در هنگامی که مورد نیاز نیست
• سرعت کاملا قابل تنظیم (پمپها، کانوایرها و فن ها(
• راه اندازی، توقف و شتاب گیری کنترل شده
• کنترل دینامیک گشتاور
• ایجاد حرکت نرم و روان برای کاربردهایی نظیر آسانسورها و پله های متحرک برقی
• سرعت تجهیزات را ثابت نگه می دارد، که درایو را جهت تجهیزات تولید و ادوات صنعتی مانند میکسرها، آسیابها و خرد کن ها ایده آل کرده است.
• تطبیق پذیری
• ارتباطات و اماکن تشخیص عیب داخلی
• حفاظت پیشرفته در مقابل اضافه بار
• منطبق با عملکرد PLC و برنامه نویسی نرم افزاری
• ورودی ها / خروجی های دیجیتال (DI/DO)
• ورودی ها / خروجی های آنالوگ (AI/AO)
• خروجی های رله

صرفه جویی انرژی VFD ها بیشترین صرفه جویی در مصرف انرژی را برای فن ها و پمپها ارائه می کنند. روش جریان قابل تنظیم، منحنی شارش را تغییر داده و و نیاز به توان را به شدت کاهش می دهد. تجهیزات گریز از مرکز (فن ها، پمپها و کمپرسورها) از مجموعه ای از قوانین همبستگی (affinity laws) با سرعت تبعیت می کنند. این قوانین همبستگی رابطه بین سرعت و مجموعه ای از متغیرها را به صورت زیر مشخص می کند.

• شارش
• فشار
• توان

بر اساس قوانین همبستگی، شارش به صورت خطی با سرعت تغییر می کند (شکل 4). در حالیکه فشار متناسب با مربع سرعت است (شکل 5). توان مورد نیاز متناسب با مکعب سرعت است. آخری خیلی مهم است چون که اگر سرعت افت کند، با توان سوم سرعت، توان مورد نیاز کاهش می یابد.

شکل 4 . قانون همبستگی جریان-سرعت

شکل 5 . قانون همبستگی فشار-سرعت

شکل 6 . قانون همبستگی توان-سرعت

  در این مثال، موتور در 80 درصد سرعت اسمی خود کار می کند. این مقدار را در فرمول قوانین همبستگی قرار داده و توان را در سرعت جدید محاسبه می کنیم که به صورت زیر می شود: از اینرو، توان مورد نیاز برای اینکه فن در 80 درصد سرعت کار کند نصف توان نامی است.         روابط فشار و توان بر حسب جریان مطابق منحنی شکل های 7 و 8 بدست می آید.

شکل 7. نسبت فشار - جریان

شکل 8. نسبت توان - جریان

انتخاب تجهیزات مناسب متناسب با نیاز شما

انتخاب سافت استارتر یا درایو سرعت متغیر وابسته به کاربرد مورد نیاز شما است. سافت استارترها کوچکتر بوده و در مقایسه با vfd ها در کاربردهای توان بالا قیمت کمتری دارند.

VFD ها بزرگتر بوده و فضای بیشتری را اشغال می کنند و معمولا از سافت استارترها گران قیمت تر هستند. همان طور که گفته شد، درست است که VFD گران قیمت تر است در مقابل می تواند صرفه جویی انرژی بیشتری تا 50 درصد داشته باشد ار این راه در طول عمر تجهیزات صرفه جویی زیادی در هزینه داشته باشد.

کنترل سرعت مزیت دیگر VFD است. چونکه در کل طول محدوده کاری موتور زمان شتاب گیری مستحکمی را ارائه می دهد و نه فقط در زمان راه اندازی. VFD ها همچنین می توانند عملکرد پایدار و ستبر تری را نسبت به سافت استارترها ارائه کنند. شامل اطلاعات تشخیصی دیجیتال. بایستی ذکر شود که هزینه اولیه خرید VFD می تواند دو تا سه برابر بیشتر از سافت استارتر باشد. ار ینرو، اگر شتاب گیری ثابت و کنترل گشتاور نیاز نباشد و کاربرد شما فقط به کنترل جریان در هنگام راه اندازی نیاز داشته باشد شاید یک سافت استارتر از نقطه نظر قیمت راه حل بهتری باشد.

جهت دریافت بسته آموزشی فارسی سافت استارتر کلیک کنید

بسته آموزشی فارسی آشنایی با سافت استارتر

درایو سرعت متغیر چیست vsd چگونه کار می کند و مزایای آن چیست

دلایل استفاده از درایوهای سرعت متغیر (VSD) دلایل متنوع و فراوانی برای استفاده از درایوهای سرعت متغیر یا همان فرکانس متغیر وجود دارد.(این دو عبارت به جای یکدیگر استفاده می شوند). در برخی کاربردها، مانند ماشین های تولید کاغذ بدون انها نمی توانند کار کنند. در حالیکه در برخی دیگر، مانند پمپهای گریز از مرکز، میتوانند با استفاده از درایوهای سرعت متغیر از مزیت صرفه جویی در مصرف انرژی بهره ببرند. در حالت کلی، درایوهای سرعت متغیر به دلایل زیر استفاده می شوند 1- سرعت درایو را با سرعت مورد نیاز فرآیند منطبق می کند. 2- گشتاور درایو را با گشتاور مورد نیاز فرآیند منطبق می کند. 3- راندمان را افزایش داده و در مصرف انرژی صرفه جویی می کند. 

جهت دریافت بسته آموزشی فارسی سافت استارتر کلیک کنید

بسته آموزشی فارسی آشنایی با سافت استارتر

نیاز به کنترل سرعت و گشتاور معمولا بدیهی و مشهود است.

درایوهای سرعت متغیر (VSDs) الکتریکی مدرن می توانند برای ثابت نگهداشتن سرعت ماشین گردان با تلرانس ±0.1%, بدون توجه به مقدار بار به کار روند. مقایسه کنید با تنظیم سرعت مقدور با یک موتور القایی قفس سنجابی سرعت ثابت، که در آنجا سرعت می تواند به میزان 3% از بی باری تا بار کامل تغییر کند. مزیتهای صرفه جویی در مصرف انرژی همیشه توسط بسیاری از استفاده کنندگان قابل درک نیست و درک آن کمی پیچیده است. این صرفه جویی در مصرف انرژی به طور خاص برای پمپهای گریز از مرکز و فن ها مشهود است. در جاییکه گشتاور بار با مربع سرعت افزایش می یابد در حالیکه مصرف توان با مکعب سرعت افزایش می یابد. در برخی کاربردها می توان صرفه جویی قابل توجهی در هزینه ها انجام داد.

مثالی از کاربرد یک درایو سرعت متغیر

مثالهای کاربردی-درایو سرعت متغیر(VSD)

یک مثال روزمره، که مزیتهای کنترل سرعت متغیر را نشان می دهد. خودرو سواری است. در حال حاضر جزئ جدایی ناپذیر از زندگی ما شده است که ما هرگز به تکنولوژی که ارائه کرده است یا اینکه به سادگی یک پلتفرم سرعت متغیر است فکر نمی کنیم. در اینجا نشان می دهیم که چگونه درایوهای سرعت متغیر، سرعت، گشتاور و بهره وری انرژی ماشین را بهبود می دهند. به وضوح مشهود است که سرعت خودروی سواری بایستی بطور پیوسته توسط راننده (کاربر) کنترل شود. تا با شرایط عبور و مرور در جاده منطبق گردد. (فرآیند) در یک شهر، نیاز است محدودیت سرعت را رعایت کرده، از تصادف اجتناب کنید. راه بیفتید، شتاب پس دهید و هنگامی که نیاز است متوقف شوید.بر روی یک جاده باز، هدف اصلی بسلامت رسیدن به مقصد در کوتاه ترین زمان و بدون تخطی از محدودیت سرعت است.دو کنترل اصلی که برای کنترل سرعت استفاده شده اند شتاب دهنده، که گشتاور پیشران را کنترل می کند و ترمز، که گشتاور بار را تنظیم می کند. یک خودروی سواری بدون این دو کنترل نمی تواند در ترافیک شهر یا بر روی جاده بدون خطر و ایمن تردد کند. راننده بایستی بصورت پیوسته سوخت ورودی به موتور (محرکه) را به منظور ثابت نگهداشتن سرعت با وجود تغییرات در بار مانند یک سربالایی، سرپایینی یا باد شدید و قوی تنظیم کند. در موقعیتی دیگر ممکن است از ترمز برای تنظیم بار و کاهش سرعت وسیله نقلیه تا متوقف شدن استفاده کند. موضوع مهم دیگر برای بیشتر راننده ها قیمت سوخت یا هزینه مصرف انرژی است. سرعت از طریق شتاب دهنده که سوخت ورودی به موتور را تنظیم می کند، کنترل می شود. بوسیله تنظیم وضعیت شتاب دهنده، مصرف انرژی در یک مقدار حداقل نگهداشته شده و با سرعت و شرایط بار تنظیم می شود. با حالتی مقایسه کنید که مصرف سوخت زیاد یک وسیله نقلیه که با تنظیم ثابت شتاب دهنده و کنترل کردن سرعت به وسیله وضعیت ترمز، کنترل می شود.  

اصول بنیادی

شرح ذیل مرور برخی از اصول اساسی مرتبط با کارکرد درایوهای سرعت متغیر است. جهت مستقیم جهت مستقیم اشاره به حرکت در یک جهت خاص است، که توسط کاربر یا طراح انتخاب شده که جهت مستقیم باشد. جهت مستقیم با عبارت (ve+) تخصیص و نمایش داده می شود. جهت مستقیم برای یک خودروی سواری از طراحی وسیله نقلیه کاملا مشهود است. تسمه های کانوایر و پمپها نیز معمولا دارای جهت مستقیم مشخص و قابل شناسایی هستند. جهت معکوس جهت معکوس اشاره به حرکت در جهت معکوس دارد. جهت معکوس با یک منفی به صورت (ve-) تخصیص شده است. نیرو حرکت نتیجه اعمال کردن یک یا چند نیرو بر روی یک جسم است. حرکت در جهتی صورت می گیرد که نیرو به جسم اعمال شده و نتیجه اعمال نیرو است. از اینرو نیرو ترکیبی از اندازه (دامنه) و جهت است. یک نیرو بسته به جهتی که اعمال می شود میتواند ve+ یا ve- باشد. به یک نیرو ve+ می گویند اگر در جهت مستقیم اعمال گردد و ve- اگر در جهت معکوس اعمال گردد. در واحدهای SI ، نیرو با واحد اندازه گیری نیوتن مشخص می شود. سرعت خطی (V) یا سرعت (n) سرعت خطی اندازه گیری فاصله خطی یک جسم محرک در یک بازه زمانی است. سرعت خطی منتج از اعمال یک نیروی خطی به یک جسم است. در واحدهای SI، معمولا واحد اندازه گیری آن متر بر ثانیه (m/s) است. یکی دیگر از واحدهای متداول اندازه گیری کیلومتر بر ساعت (km/hr) است. برای حرکت در جهت مستقیم، علامت سرعت مثبت است (ve+). برای حرکت در جهت معکوس، علامت تخصیص یافته سرعت منفی است (ve-). سرعت زاویه ای یا سرعت دوران (n) اگرچه نیرو دارای جهت است و باعث حرکت خطی می گردد، بسیاری از کاربردهای صنعتی بر اساس حرکت دورانی هستند. نیروی دورانی مربوط به تجهیزات گردان به عنوان گشتاور شناخته می شود. سرعت زاویه ای نتیجه استعمال گشتاور بوده و چرخش زاویه ای است که جسم محرک در واحد زمان انجام می دهد. در سیستم SI، معمولا با رادیان بر ثانیه (rad/s) یا دور بر ثانیه (rps) اندازه گیری می شود. در هنگامی که با ماشینهای دوار سروکار دارید این واحدها برای استفاده عملی خیلی کوچک هستند و معمولا کسری می گردند. لذا واحد متداولتر برای اندازه گیری سرعت دوران دور بر دقیقه (rpm) است. گشتاور گشتاور حاصلضرب نیروی مماسی در محیط چرخ دوار(F) و شعاع تا مرکز چرخ ((r است. در واحدهای SI ، واحد اندازه گیری گشتاور نیوتن-متر (Nm) است. گشتاور نیز با توجه به جهت اعمال آن می تواند ve+ یا ve- باشد. یک گشتاور را ve+ می گوییم اگر در جهت موافق چرخش اعمال گردد و ve- می گوییم اگر در خلاف جهت گردش اعمال شود. با استفاده از خودروی سواری به عنوان مثال، شکل 1 روابط بین جهت، نیرو، گشتاور، سرعت خطی و سرعت دوران را تشریح می کند. موتور بنزینی گشتاور دوار ایجاد کرده و از طریق گیربکس و اکسل به چرخهای دوار انتقال می یابد. که گشتاور (T) را به نیروی مماسی (H) تبدیل می کند. ‘گشتاور (Nm) = نیروی مماسی(N) * شعاع (m) واحد نبرو نیوتن (N) ، واحد شعاع متر (m) و واحد گشتاور نیوتن متر (Nm) است.

شکل 1 - رابطه بین نیرو، گشتاور و شعاع

هیچ حرکت افقی رخ نخواهد داد مگر آنکه نیروی اعمال شده افقی و در امتداد سطح جاده برای جلو بردن وسیله نقلیه در جهت مستقیم باشد. هر چه مقدار این نیرو بیشتر باشد، خودرو سریعتر شتاب می گیرد. در این مثال، حرکت را در جهت مستقیم در نظر گرفتیم. از اینرو گشتاور، سرعت و شتاب همه ve+ می شوند.

جهت دریافت بسته آموزشی فارسی سافت استارتر کلیک کنید

بسته آموزشی فارسی آشنایی با سافت استارتر