تأثیر درایو بر بهبود برق صنعتی چیست؟

درایو در صنعت به وسیله ای گفته می شود که به کمک آن می توان دور موتور وسیله هایی همچون الکترو موتورها را کنترل نمود. این دستگاه ها که در واقع نوعی کنترل کننده دور موتور می باشند، در صنایع مختلف کاربرد های متفاوتی داشته و همواره یکی از دستگاه های پر استفاده در صنعت به شمار می روند. از این دستگاه ها به طور مداوم برای بررسی و کنترل دور الکترو موتورها استفاده می شود و به همین دلیل هم در صنایع مختلف کاربرد های فراوانی دارند.

یکی از کاربرد های درایوهای صنعتی در بهبود بخشیدن برق صنعتی می باشد که از این توانایی درایو ها به طور گسترده در صنعت استفاده می شود. بعضی از افراد ممکن است این دستگاه ها را با اینورترها اشتباه بگیرند و آن ها را یک دستگاه یکسان بپندارند در حالی که این تصور کاملا اشتباه بوده و این دو در حقیقت دو وسیله جدا با کاربری های متفاوت می باشند. در این مقاله قصد داریم تا به بررسی درایو های صنعتی و کاربرد آن ها در بهبود دادن برق صنعتی و دیگر صنایع بپردازیم. بنابراین جهت آشنایی هر چه بیش تر با این دستگاه و تفاوت های آن با اینورتر تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.

درایو چیست؟

درایو الکتروموتور به عنوان یک سیستم کنترل الکترونیکی استفاده میشود که برای کنترل سرعت و جریان الکتروموتورها استفاده میشود. الکتروموتورها دستگاههای الکتریکی هستند که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل میکنند و در بسیاری از صنایع و کاربردهای مختلف استفاده میشوند.

درایو الکتروموتور با استفاده از قوانین کنترل الکترونیکی، ولتاژ و فرکانس تغذیه الکتروموتور را تنظیم کرده و با کنترل جریان و سرعت آن، عملکرد الکتروموتور را تنظیم میکند. درایوهای الکتروموتور میتوانند از انواع مختلفی شامل مبدلهای فرکانس، مبدلهای DC به AC، مبدلهای AC به DC و سیستمهای تنظیم سرعت باشند.

استفاده از درایو الکتروموتورها، امکان بهینهسازی عملکرد الکتروموتورها را فراهم میکند. آنها قابلیت تنظیم سرعت دقیق، کاهش انرژی مصرفی، کنترل دقیق جریان و حفاظت از الکتروموتور در برابر ولتاژهای نامناسب و مشکلات دیگر را به ما میدهند. بنابراین، درایوهای الکتروموتور برای بهبود کارایی و کاربرد الکتروموتورها بسیار حائز اهمیت هستند.

تاریخچه درایو الکتریکی

اطلاعات دقیقی در مورد نخستین درایو الکتریکی در دست نیست بااین‌حال گفته می‌شود اولین درایو توسط آقای B.S.Iakobi در روسیه و در سال 1838 (1217 ه.ش) ساخته شده است. باتوجه‌به زمان یاد شده همان گونه که از منابع مشخص است این دستگاه یک Drive موتور DC بوده است که با استفاده از یک منبع باتری می‌توانستند سرعت یک قایق را در آب کنترل نمایند.

بااین‌حال اگر بخواهیم طبق اسنادی که در دسترس است به تکامل درایو اشاره کنیم، نخستین آنها درایوهای موتور جریان مستقیم بودند که در سال‌های 1950 (1329 ه.ش) ساخته شده و در سال‌های 1960 (1339 ه.ش) وارد صنعت شدند. دلیل پیشرفت درایوها در این سال‌ها توسعه ادوات سوئچینگ قدرت یعنی تریستورها بودند. در اواخر دهه 1960 (1339 ه.ش) مدارات قدرت آنالوگ با کنترلرهای دیجیتال بر اساس تعیین زمان آتش توسعه یافتند و در سال‌های بعد استفاده از PWM در مدارات گسترش یافت و نهایتاً در سال‌های 1980 و 1990 (1359 و 1369 ه.ش) ادوات قدرت IGBT نیز ساخته شده و در این سال‌ها درایوهای موتور القاییتکامل یافت.

درایو ها چگونه می توانند در بهبود برق صنعتی نقش داشته باشند؟

همان طور که پیش از این نیز ذکر کردیم، درایو ها می توانند برق صنعتی و یا صنایع دیگر را به میزان قابل توجهی بهبود دهند و با اینورتر نیز تفاوت هایی دارند. از جمله تاثیرات درایو ها بر روند بهبود بخشیدن برق صنعتی می توان به کاهش یافتن میزان مصرف سوخت و همچنین کاهش انرژی صرف شده اشاره نمود. علاوه بر این ها استفاده از درایو ها باعث می شود که طول عمر افزایش پیدا کرده، در هزینه های صرف شده جهت نگه داری درایو به میزان زیادی صرفه جویی شده و همچنین گشتاور متغیر نیز ایجاد شود که در ادامه قصد داریم هر کدام از این موارد را به تفصیل مورد بررسی قرار دهیم.

کاهش میزان مصرف انرژی

یکی از اصلی ترین و مهم ترین اثرات استفاده از درایو ها در بهبود برق صنعتی، کاهش یافتن میزان انرژی مصرف شده می باشد. در صورتی که قصد داشته باشید تا با موتورهای جریان متناوب یا همان موتور های AC کار کنید و احتیاجی به بهره گیری از تمام سرعت موتور نداشته باشید، در این شرایط می توان با استفاده از درایو های الکتریکی دور موتور خود را کنترل نموده و از این طریق میزان مصرف انرژی و هزینه های صرف شده برای تامین آن را به حداقل مقدار کاهش دهید.

با بهره گیری از درایو های الکتریکی شما می توانید سرعت قسمت های مختلف مربوط به موتور های خود را بر اساس نیاز و به مقدار لازم تنظیم کرده و آن ها را مطابق با کاربری مد نظر خود مطابقت دهید. به این صورت از مصرف نیروی برق بیش از میزان مورد نیاز پیش گیری شده و در مصرف انرژی صرفه جویی خواهد شد. این دلیل یکی از مهم ترین عللی است که باعث شده تا از درایو ها به طور گسترده در صنعت استفاده شده و از آن ها جهت بهبود برق صنعتی بهره گرفته شود.

کاهش هزینه های مربوط به تعمیر و نگه داری

زمانی که از روش های کار تک سرعتی که موتور را به صورت ناگهانی روشن می کنند استفاده شود، در چنین حالت هایی موتور مربوطه در معرض گشتاور بالایی قرار گرفته و به طور کاملا ناگهانی جریان منتقل شده به آن افزایش قابل توجهی پیدا خواهد کرد؛ به طوری که این جریان به اندازه ده برابر جریان تمام بار خواهد رسید. استفاده از درایو ها در بهبود برق صنعتی باعث می شود که سرعت موتور به صورت تدریجی و رفته رفته به سرعت عملیاتی مورد نظر نزدیک شود و در نتیجه فشار الکتریکی و مکانیکی وارده بر آن، هزینه های مربوط به تعمیر درایو ها و نگه داری از آن ها هم کاهش خواهد یافت و طول عمر آن ها به میزان زیادی بیش تر خواهد شد تا بتوان به مدت طولانی تری از آن ها در صنایع مختلف استفاده نمود. همچنین این کار باعث می شود که طول عمر موتور ها نیز افزایش پیدا کرده و کلیه تجهیزات به کار رفته در درایو ها نیز دیرتر دچار خرابی و استهلاک گردند.

گشتاور متغیر

در درایوهای نوع AC بارهایی که به آن ها اعمال می شود می تواند به دو صورت گشتاور ثابت و یا گشتاور متغیر وجود داشته باشند. بارهایی که در گشتاور های متغیر وجود دارند می توانند در مقایسه با بارهای موجود در گشتاور های ثابت مصرف انرژی را به میزان بیش تری کاهش داده و در حقیقت با استفاده از آن ها در مصرف انرژی به میزان زیادی صرفه جویی خواهد شد.

بارهایی که در آن ها از گشتاور های متغیر استفاده شده است شامل فن های گریز از مرکز و پمپ ها می باشند. این قسمت ها در حقیقت کاربرد های HVAC را تشکیل می دهند که بیانگر عبارات Heating, Ventilation and Air Conditioning می باشد. این کاربرد ها در واقع بیانگر مجموعه تکنولوژی های به کار رفته در امور گرمایشی، تهویه و تهویه مطبوع می باشند. در این تکنولوژی ها از فناوری هایی استفاده شده است که می توانند شرایط دمایی را به طور قابل ملاحظه ای متعادل نموده و در محیط های داخلی ساختمان های مختلف دمایی مطبوع را ایجاد کنند.

در این میان، بارهایی که از گشتاور های ثابت بهره می برند شامل پرس پانچ، نوار نقاله ارتعاشی، ماشین ابزار ها، سنگ شکن ها و سایر عملکرد ها می باشند. در این قسمت ها، درایو های به کار رفته از یک نسبت ثابتی استفاده می کنند که این نسبت به اندازه V/F می باشد. در حقیقت این نسبت به این معنا است که هر چه قدر فرکانس جا به جا شود، میزان ولتاژ نیز به همان نسبت جا به جا خواهد شد.

درایو ها چه تفاوتی با اینورتر ها دارند؟

اینورتر در حقیقت قسمتی از درایو به شمار می رود. در ارزیابی دقیق تر نحوه عملکرد درایو ها می توان گفت که در آن ها برق AC به درایو وارد شده و خروجی آن نیز برق DC خواهد بود که این تبدیل توسط یکسو کننده ها انجام خواهد شد. اینورتر ها هم که جزئی در درایو می باشند وظیفه برعکس کردن جریان برق از DC به AC را بر عهده دارند.

در درایو ها دو قسمت اصلی وجود دارد که شامل اینورتر و کانورتر می باشد اما با این حال از قسمت های دیگری هم ساخته شده است. در اینورتر ها از اجزا محرک استفاده نشده است در حالی که درایو ها از چند عدد قطعه محرک بزرگ ساخته شده اند. در اینورتر ها فقط می توان ولتاژ و توان خروجی را تعیین کرد اما درایو های صنعتی این قابلیت را دارند که با استفاده از تنظیم دستی ولتاژ و توان ورودی و فرکانس در آن ها، میزان خروجی های دستگاه را به اندازه مورد نیاز انتخاب کرد. عمده ترین و اصلی ترین تفاوت میان اینورتر و درایو ها را می توان این مورد بیان کرد که فقط اینورتر ها هستند که می توانند جریان برق را از DC به AC معکوس کنند، در حالی که در درایو های صنعتی می توان جریان برق را معکوس و یکسو نموده و به این ترتیب نیز دور موتور دستگاه های صنعتی را تنظیم نمود.

مزایای اینورتر

اینورتر تجهیزی است که دارای لیستی طولانی از مزایا می باشد.انواع مختلفی از اینورتر تولید شده است که با تولید هر کدام ، مزیت و ویژگی حدیدی به اینورتر ها اضافه شده است.با بررسی و شناخت مزیت های یک اینورتر می توان نقش مهم آن را در بهبود صنایع درک کرد.از این رو ما لیستی از مزایای کلی تمام اینورتر های طراحی شده جمع آوری و در قالب لیست زیر اماده کرده ایم.

• صرفه جویی در انرژی و کاهش هزینه برق مصرفی
• بالا بردن کارایی موتورهای AC
• رنج گسترده ای از سرعت های مختلف و ایجاد گشتاور مورد نیاز
• کاهش جریان های پیک موتور در هنگام راه اندازی
• حفاظت از قسمت های مکانیکی سیستم و جلوگیری از تنش های ایجاد شده بر روی تجهیزات مکانیکی
• جلوگیری از استهلاک ادوات مکانیکی از طریق کاهش جریان راه اندازی موتور
• جبران سازی برخی خطاهای شبکه
• ایجاد گشتاور بالا در لحظه راه اندازی تا ۲۰۰% گشتاور نامی
• جلوگیری از شوک های الکتریکی روی شبکه برق از طریق کاهش جریان راه اندازی موتور
• افزايش طول عمر تجهيزات با تنظيم سرعت موتور با شرايط بار در حين کار
• جایگزینی سیستم جدید راه اندازی موتور با تابلوهای قدیمی برق
• اشغال کمتری از فضای تابلو و کاهش زمان مونتاژ تابلو و عیب یابی سریع به علت هوشمندی بالای سیستم
• با کاهش دور موتور برای کاربردهایی که به دور کمتری از دور نامی موتور نیاز دارند، علاوه بر کاهش هزینه های نگهداری و تعمیر ادوات، توان مصرفی نیز به صورت تصاعدی کاهش می یابد.
• باتوجه به سیستم گشتاور متغیر درایو (در مصارف پمپاژ آب) در صورت کاهش میزان آب ذخیره شده در چاه، گشتاور موتور تغییر خواهد کرد و به همان نسبت میزان برق مصرفی کاهش خواهد یافت.
• حفاظت موتور و عیب یابی آن
• توقف موتور بصورت کاملاً نرم و با شیب خطی

استفاده از درایو ها در بهبود برق صنعتی چه مزایایی دارد؟

عمده استفاده درایو ها در صنعت جهت کنترل نمودن دور موتور ها می باشد، اما این درایو ها از قابلیت های بیش تری نیز برخوردار می باشند که می توان از آن ها بهره مند گشت. درایو ها را می توان در بازه گسترده ای از گشتاورها و سرعت ها و توان ها به کار برد. همچنین ویژگی های مربوط به کنترل کنندگی آن ها هم بسیار قابل انعطاف می باشد. این عامل بستگی به شرایط بارها دارد و بر اساس آن می توان مبدل مد نظر را به حالت دائمی و یا حالت گذرا تنظیم نمود. به علاوه در این درایو ها برای این که بتوان سرعت را کنترل نمود می توان از گیربکس و یا همان تغییر گشتاور و سرعت، ترمز الکتریکی و راه اندازی نیز استفاده کرد

درایو ها می توانند در شرایط مختلفی کار کرده و با موقعیت های گوناگون سازش پیدا کنند. همچنین آن ها قابلیت کار کردن در کلیه چهار نواحی مربوط به سرعت و گشتاور را دارند. استفاده از درایو ها برای محیط اطراف آن ها هیچ ضرری نداشته و آلودگی نیز به همراه ندارند. برای استفاده از درایو ها لازم نیست از سوخت گیری و یا گرم کردن از قبل استفاده کرده و می توان آن ها را سریعا راه اندازی کرده و بارگیری نمود. این درایو ها از طریق انرژی الکتریکی تغذیه شده و یک منبع انرژی کم هزینه به شمار می روند و با محیط زیست سازگاری کاملی دارند. استفاده از درایو ها باعث می شود که بتوان، توان را از یک نقطه به نقطه دیگر از طریق کابل ها انجام داد.

درایو ها طرح هایی بسیار منعطف دارند و کنترل کردن دور موتور به کمک آن ها بسیار آسان و راحت می باشد. همچنین آن ها را می توان از راه دور نیز کنترل کرده و به این شکل بر عملکرد آن ها نظارت داشت. تهیه و استفاده از این سیستم ها در مقایسه با سایر سیستم های مشابه به نسبت هزینه کم تری داشته و هزینه های مربوط به تعمیر و نگه داری آن ها نیز پایین می باشد. کلیه این عوامل باعث شده اند که از درایو ها در صنایع مختلف استفاده شده و روز به روز بر کاربران آن ها افزوده شود.

نتیجه گیری

درایو ها از جمله وسیله های پر کاربرد در صنعت به شمار می روند که به کمک ان ها می توان دور موتور را در وسیله هایی نظیر الکترو موتور ها کنترل نمود. از درایو های صنعتی در طیف گسترده ای از صنایع و حیطه های مختلفی استفاده می شود که یکی از آن ها بهبود برق صنعتی می باشد. این درایو ها می توانند با صرفه جویی در مصرف سوخت، افزایش طول عمر، کاهش هزینه های مربوط به تعمیر و نگه داری و همچنین ایجاد گشتاور متغیر منجر به بهبود برق صنعتی شوند. از این رو هم کاربرد آن ها روز به روز در حال افزایش بوده و استفاده از آن ها نیز بسیار گسترش یافته است.