درایوهای AC توضیح داده شده: نحوه عملکرد VFD ها، مزایا، انتخاب و برنامه ها

اگر در حال ارتقاء یک صفحه کنترل موتور هستید، درایو AC تعیین می کند که موتور شما چقدر انرژی مصرف می کند و با چه دقتی می توانید آن را کنترل کنید. در بسیاری از مقاوم‌سازی‌ها روی بارهای فن و پمپ، نصب یک عدد برق مصرفی را 20 تا 40 درصد کاهش می‌دهد. اما یک درایو تنها در صورتی این پس انداز را ارائه می دهد که با موتور، بار و محیط نصب مطابقت داشته باشد. این راهنما توضیح می دهد که درایوهای AC چیست، چگونه می توان یکی را انتخاب کرد و جزئیات نصبی که به راحتی نادیده گرفته می شوند.

درایو AC چیست؟

درایو AC یک دستگاه الکترونیکی است که سرعت و گشتاور یک موتور جریان متناوب را با تغییر فرکانس و ولتاژی که به آن عرضه می‌شود، کنترل می‌کند. به آن درایو فرکانس متغیر یا VFD نیز گفته می شود و در برخی صنایع به سادگی به عنوان یک اینورتر شناخته می شود.

درایو یک منبع AC ثابت را از شبکه یا سیستم توزیع نیروگاه دریافت می کند و آن را به یک خروجی کنترل شده تبدیل می کند. اجزای اصلی داخل یکسو کننده، یک باس DC، یک استیج اینورتر و یک برد کنترل هستند. رابط اپراتور به شما امکان می دهد پارامترهای سرعت، شتاب و حفاظت را تنظیم کنید.

نحوه کار درایوهای AC

سرعت موتور القایی متناسب با فرکانس ولتاژ تغذیه است. سرعت سنکرون 120 برابر فرکانس تقسیم بر تعداد قطب ها محاسبه می شود. هنگامی که درایو فرکانس خروجی را کاهش می دهد، موتور کند می شود.

ولتاژ و فرکانس باید با هم تغییر کنند. ثابت نگه داشتن نسبت ولتاژ به فرکانس باعث حفظ شار مغناطیسی در موتور می شود. در سرعت های پایین، درایو افزایش ولتاژ را برای تولید گشتاور راه اندازی کافی اضافه می کند.

دو پلتفرم کنترل اصلی

کنترل V/f روش حلقه باز است. ولتاژ و فرکانس را بر اساس یک منحنی از پیش تعیین شده تنظیم می کند و برای اکثر کاربردهای فن، پمپ و کمپرسور ساده، قوی و مناسب است. کنترل برداری از یک الگوریتم حلقه بسته، اغلب با رمزگذار، برای تنظیم گشتاور و سرعت با دقت بسیار بالاتر استفاده می کند. در جرثقیل ها، آسانسورها، اکسترودرها و ماشین آلات که در آنها بار به سرعت تغییر می کند استفاده می شود.

چرا از درایوهای AC استفاده کنیم؟

قوی ترین دلیل برای استفاده از an درایو AC صرفه جویی در انرژی در بارهای سرعت متغیر است. فن‌ها و پمپ‌های گریز از مرکز از قوانین تمایل پیروی می‌کنند: قدرت با مکعب سرعت تغییر می‌کند. کاهش سرعت از 100 درصد به 80 درصد، توان ورودی را تقریباً به 51 درصد از مقدار اولیه تغییر می دهد. یک فن 90 کیلوواتی که با سرعت 70 درصد کار می کند حدود یک سوم توان مورد نیاز خود را با سرعت کامل می گیرد و در مقایسه با کنترل دمپر، صرفه جویی معمولاً در محدوده 40 تا 60 درصد است.

علاوه بر صرفه جویی، یک درایو نیز ثبات فرآیند را بهبود می بخشد. میکسرها، اکسترودرها و ماشین‌های نساجی برای تکرارپذیر نگه داشتن کیفیت محصول به سرعت ثابت متکی هستند. در اکستروژن، یک تغییر سرعت کوچک، یک اختلاف ضخامت خط ایجاد می کند که به مواد زائد ختم می شود. ویژگی شتاب کنترل شده فشار مکانیکی روی تسمه ها، گیربکس ها و کوپلینگ ها را کاهش می دهد که هزینه های نگهداری را کاهش می دهد و عمر تجهیزات را افزایش می دهد.

راه اندازی مستقیم بر روی خط شش تا هشت برابر جریان نامی موتور می کشد. یک درایو جریان هجومی را به کمتر از 1.5 تا 2 برابر جریان نامی محدود می کند، کاهش ولتاژ در خط کارخانه و ضربه مکانیکی به چرخ دنده ها، تسمه ها و شفت ها را کاهش می دهد.

انواع و کاربردها

درایوهای AC معمولاً بر اساس ولتاژ خروجی گروه بندی می شوند. درایوهای ولتاژ پایین 200-690 ولت را پوشش می دهند و برای موتورهایی از چند صد وات تا حدود 500 کیلو وات استفاده می شوند. درایوهای ولتاژ متوسط ​​2.3-11 کیلو ولت را پوشش می دهند و به موتورهای پرقدرت در محدوده مگاوات خدمت می کنند.

کاربردهای صنعتی رایج عبارتند از:

• پمپ ها و فن های گریز از مرکز در تصفیه آب، تهویه مطبوع و سیستم های دیگ بخار
• کمپرسورهای هوا در گیاهان با تغییرات فشار زیاد
• میکسرها، سانتریفیوژها و همزن ها در فرآوری مواد شیمیایی و مواد غذایی
• آسانسورها، جرثقیل های دروازه ای و بالابرهایی که نیاز به تغییر سرعت نرم دارند
• ماشین ابزار CNC، ماشین تراش عمودی، و ماشین های برش دوار
• اکسترودرها و پالایشگرها در صنایع لاستیک و پلاستیک

Raynen Technology همچنین راه‌حل‌های کاربردی برای ماشین‌های خاص، مانند مقاوم‌سازی کمپرسور هوا، سیستم‌های فن دیگ بخار، دمنده‌های هوادهی تصفیه فاضلاب، تامین آب با فشار ثابت و اکسترودرهای پیچ را منتشر می‌کند. همان پلت فرم درایو را می توان برای مطابقت با این طرح های مکانیکی پیکربندی کرد.

نحوه انتخاب درایو AC

از پلاک موتور شروع کنید نه از کاتالوگ. درجه بندی درایو باید بر اساس جریان موتور باشد تا توان موتور. برای بارهای گشتاور متغیر مانند فن ها و پمپ ها، درایو اغلب می تواند به اندازه موتور باشد. برای بارهای گشتاور ثابت، حاشیه ای با اندازه یک یا دو درایو بالاتر از امتیاز موتور بگذارید.

مشخصه گشتاور بار اولین چیزی است که باید شناسایی شود. بارهای گشتاور متغیر دارای گشتاوری هستند که با مجذور سرعت افزایش می یابد. بارهای گشتاور ثابت، گشتاور یکسانی را در محدوده سرعت ارائه می دهند، و بارهای توان ثابت با افزایش سرعت، گشتاور را کاهش می دهند.

عوامل دیگر عبارتند از دمای محیط، ارتفاع و نوع محفظه. بیشتر درایوها در دمای بالای 40 درجه سانتیگراد و بالای 1000 متر ارتفاع دارند. اگر کابل موتور بیشتر از 50 متر است، در مورد یک راکتور خروجی برای محافظت از سیم پیچ موتور در برابر افزایش ولتاژ بازتابی سوال کنید.

اگر درایو باید از طریق PLC یا SCADA نظارت شود، بررسی کنید که چه رابط ارتباطی در دسترس است. محیط های گرد و غبار، مرطوب یا شیمیایی تهاجمی نیاز به درجه حفاظت از نفوذ بالاتر یا یک محفظه مناسب دارند.

ملاحظات نصب و تدارکات

هنگامی که چندین درایو از یک ترانسفورماتور تغذیه می شوند، اعوجاج هارمونیک یک مسئله رایج است. افزودن یک راکتور خط یا یک چوک DC اعوجاج جریان را کاهش می‌دهد و معمولاً راهی کم‌هزینه برای برآوردن محدودیت‌های کیفیت توان محلی است.

ترمز: اگر بار بتواند موتور را تعمیر اساسی کند، به عنوان مثال جرثقیل بار را پایین می آورد یا نوار نقاله ای که با بار سنگین متوقف می شود، به یک مقاومت ترمز پویا یا یک واحد احیا کننده نیاز دارید.

اسناد و پشتیبانی پس از فروش را هرگز فراموش نکنید. کتابچه راهنمای کاربر، نقشه‌های الکتریکی و نرم‌افزار راه‌اندازی را به زبانی که تکنسین‌هایتان استفاده می‌کنند، بخواهید. Raynen Technology این مواد را در خود منتشر می کند مرکز دانلود . اگر تامین‌کننده درایو این موارد را از قبل ارائه نکند، در خطر زمان راه‌اندازی طولانی‌تر و هزینه‌های تعمیر بالاتر در آینده خواهید بود. برای یک موتور و بار خاص، پشتیبانی فنی صفحه مکان مناسبی برای تأیید اندازه و سازگاری درایو قبل از سفارش است.

درایوهای Raynen برای کاربردهای صنعتی AC

Raynen Technology، نام تجاری اتوماسیون صنعتی پشت raynendrive.com، درایوهای AC را در کنار استارت‌های نرم، سیستم‌های سروو، PLC و رابط‌های انسان و ماشین طراحی و تولید می‌کند. این شرکت در سال 2007 تاسیس شد و در بورس اوراق بهادار شانگهای پذیرفته شده است. سبد محصولات برای پوشش لایه های کنترل، درایو و اجرای یک ماشین کامل در نظر گرفته شده است.

برای کاربردهای استاندارد فن، پمپ و نساجی ولتاژ پایین، درایو هوشمند RVE21 یک راه حل جمع و جور و آسان برای استفاده با تنظیم پارامترهای ساده ارائه می دهد. هنگامی که فرآیند به کنترل دقیق سرعت و گشتاور نیاز دارد، درایو برداری RVE32 عملکرد حلقه بسته را برای جرثقیل ها، آسانسورها، میکسرها و ماشین ابزار ارائه می دهد. برای موتورهای پرقدرت در تامین آب و خدمات پتروشیمی، سری RVE1000 تامین کننده ولتاژ متوسط ​​تا 11 کیلو ولت است.

کاتالوگ این شرکت همچنین شامل سافت استارترهای ولتاژ پایین و ولتاژ متوسط، PLC، HMI، موتورهای سروو و درایوهای سروو می باشد. این وسعت به دو دلیل اهمیت دارد. ابتدا می توانید از یک تامین کننده پشتیبانی مهندسی مداوم دریافت کنید. دوم، درایو را می توان با یک سیستم کنترل کامل که شامل PLC و HMI است، ادغام کرد که راه اندازی را سرعت می بخشد.

درایو AC ولتاژ پایین هوشمند RVE21 برای موتورهای 55-200 کیلووات سری RVE21 محدوده ولتاژ گسترده و قابلیت اضافه بار تا 200 درصد را با یک محافظ قابل جابجایی برای نصب کنار هم ارائه می دهد. طراحی مستقل راه هوایی آن خنک‌سازی قابل اعتماد را تضمین می‌کند و آن را به انتخابی مقرون‌به‌صرفه برای ادغام با سیستم‌های PLC و HMI تبدیل می‌کند. مشاهده محصول →

RVE32 Vector AC Drive برای کاربردهای پرقدرت تا 800 کیلو وات سری RVE32 دارای کنترل برداری بدون حسگر و سازگاری پارامتر حلقه خودکار است که نیازی به اشکال زدایی ندارد. در پوسته های پلاستیکی یا آهنی با استاندارد Modbus موجود است و با نیازهای پرقدرت از 250 تا 800 کیلو وات با صفحه نمایش دو خطی مطابقت دارد. مشاهده محصول →

درایو AC ولتاژ متوسط RVE1000 برای کنترل مستقیم موتور با ولتاژ بالا سری RVE1000 از آبشاری پل H چند مرحله‌ای برای برهم‌نهی ولتاژ و کنترل ARM/DSP استفاده می‌کند که امکان درایو مستقیم موتورهای ولتاژ بالا بدون فیلتر را فراهم می‌کند. طراحی شده برای کنترل اصلی تسمه نقاله، در صنایع شیمیایی، بالابر، کمپرسور هوا و فولاد خدمت می کند. مشاهده محصول →

درایو AC مناسب باعث صرفه جویی در انرژی، بهبود پایداری فرآیند و محافظت از موتور و تجهیزات پایین دستی می شود. آن را از روی پلاک موتور انتخاب کنید، نوع بار را تأیید کنید و شرایط محیطی و ارتباطی را بررسی کنید. اگر برنامه خاصی دارید، از تیم پشتیبانی فنی Raynen برای تأیید اندازه و مجموعه مستندات کامل قبل از سفارش استفاده کنید.