سوالات متداول درایو – راهنمای کامل

پاسخ این سوال ارتباط مستقیمی با نوع استفاده از درایو دارد، چرا که این صرفه جویی در کنترل دستگاه ها و فرآیند های مختلف متفاوت است.

اصلی ترین حالاتی که در آن درایو سبب کاهش مصرف برق می شود عبارتند از:

• راه اندازی و توقف
• کاربرد به عنوان کنترل دور در پمپ، فن

استفاده از درایو سبب می شود پروسه راه اندازی و توقف بصورت نرم و کنترل شده انجام شود و شوک های الکتریکی تا حد زیادی کنترل شود. در چنین شرایطی حتی با بهره گیری از حداکثر توان دستگاه نیز صرفه جویی هایی که بیشتر در زمان استارت و توقف است، خواهیم داشت.

در مورد استفاده از درایو ها در کاربرد های پمپ و فن به این دلیل که سرعت پمپ و یا فن با تغییر دبی مورد نیاز از سیال تغییر می کند، مصرف انرژی به میزان زیادی (تا میزان 50 درصد) کاهش می یابد. بنابراین در مواردی که الکتروموتور با یک نرم مشخص و معمولا نزدیک به توان نامی خود کار می کند ما شاهد کاهش مصرف زیادی نیستیم و از سایر فواید درایو بهره می بریم(مانند نوار نقاله). اما در صورتیکه سرعت الکتروموتور بدلایلی بصورت نوسانی کم و زیاد می شود ما شاهد کاهش مصرف زیادی خواهیم بود زیرا درایو بصورت بهینه این کار را برای ما انجام می دهد.

با یک جمع بندی کلی می توان گفت بهترین راهکار های لازم برای حفاظت و استفاده از درایو در دفترچه راهنمای آن وجود دارد که این راهنمایی ها بر اساس نوع دستگاه خریداری شده و ویژگی های فنی آن متفاوت است.

به طور مثال فیوز 3NA  ، کلید حرارتی 3RV  و فیوز 3NE  به ترتیب پیشنهاد های زیمنس برای حفاظت اینورتر هستند. برای مثال در تصویر زیر پیشنهاد زیمنس برای درایو سینامیکس g120 را ملاحظه می کنید.

درایو گشتاور ثابت درایوی است که عموماً برای موتورهایی استفاده می شود که گشتاور آن ها در همه سرعت ها ثابت است. لازم به ذکر است که گشتاور این درایو در حالت ذکر شده ثابت و بدون تغییر می ماند.

مواردی مانند آسانسور و نوار نقاله مثالی واضح در این باره هستند، با این حال گشتاور متغیر بار مکانیکی با کاهش یا افزایش سرعت گشتاور آن قابل تغییر است، این حالت در پروسه مواردی مانند رول پارچه و پمپ و فن قابل مشاهده است.

برای پاسخ به این سوال باید در ابتدا اولین شاخص انتخاب درایو VFD را مورد بررسی قرار دهیم، برای این بررسی لازم است بدانیم ماشین مورد نظر ما به گشتاور ثابتی نیاز دارد یا خیر؟ برای بدست آوردن پاسخ این پرسش بهتر است مشورتی با کارشناس این حوزه داشته، و اطلاعاتی را درباره کارکرد ماشین به دست آوریم.

یک سوال قابل اهمیت که در این گفت و گو باید مطرح شود، گشتاور موتور است، بهتر است بدانیم که ضرورتی مبنی بر ثابت ماندن سرعت در گشتاور های مختلف وجود دارد یا خیر؟

پاسخ این سوال می تواند نوع درایو را تقریبا تعیین کند، و پس از مشخص شدن ثابت یا متغیر بودن گشتاور، مواردی مانند میزان و توان گشتاور نیز مشخص می شود، در این مرحله می توانیم نوع و میزان گشتاور که با توان موتور متناسب است را انتخاب کنیم.

لازم به ذکر است که در بسیاری از موارد نوع و کاربرد درایو برای ماشین ها و پروسه های مختلف از طرف سازندگان آن اعلام می شود.

اما در رابطه با آسیاب و بچینگ درایو دو مورد باید رعایت شود، اول اینکه باید درایو گشتاور ثابت باشد و مورد دوم اینکه توان گشتاور دهی درایو باید مناسب باشد.

با بررسی درایو وی 20 زیمنس متوجه می شوید امکان کنترل آسیاب را برای V20 نیز دیده شده است، به همین خاطر از این درایو برای کاربرد آسیاب نیز استفاده کرد.

یکی از اصلی ترین شاخص های استفاده از درایو در آسیاب ها، قابلیت داشتن گشتاور ابتدایی بالاتر از مقدار نامی است. این فرایند با بهره گیری از توابع تقویت گشتاور اولیه امکان پذیر است. البته در این مسیر باید به محدودیت های توان و جریان توجه داشت.

واضح است که برای بوستر پمپ در ابتدا باید از درایو گشتاور متغیر و سپس از قابلیت کنترل بوستر پمپ استفاده کرد.

همان طور که انتظار می رود، یکی از مهم ترین معیار های دسته بندی درایو کاربرد آن است،‌ علاوه بر تقسیم بندی های اصلی گشتاور ثابت و متغیر، بعضی از درایو ها، پارامتر های به خصوصی را برای استفاده مد نظر قرار می دهند و این به ویژه سازی درایو کمک می کند.

به طور مثال برخی از درایو های اشنایدر برای استفاده در حوزه پمپ و فن طراحی و تولید شده اند که در آن میان برخی برای پمپ های ساختمانی و برخی دیگر برای پمپ های صنعتی مناسب هستند.

هر یک از پمپ های نام برده بر اساس کاربردی که دارند، دارای ملاحظاتی از لحاظ نرم افزاری و سخت افزاری هستند که سبب افزایش تناسب درایو VFD  می شوند.

طول کابل تا حدودی بر عملکرد درایو موثر است. این تاثیر هم به طول و نوع کابل و هم به توان درایو وابسته است.

اگر کابل شما زیر 50 متر است، هیچ نگرانی وجود ندارد و محدودیتی از نظر نوع کابل، توان، فاصله و غیره بر آن حاکم نیست،‌ اما اگر طول کابل شما بیش از 50 متر، و میزان توانتان کمتر از 18 کیلو وات است‌ باید مراقب مشکلات احتمالی باشید، البته که متراژ استاندارد کابل بر اساس داشتن یا نداشتن شیلد متغیر است.

در اینجا اگر کابل شما شیلددار باشد ممکن است با مشکلات بیشتری مواجه شوید. در مواقعی که توان زیر 18 کیلووات بوده و کابل نیز شیلددار است و از طرفی فاصله تا موتور بیشتر از 50 متر باشد محدودیت ها فراوانی وجود دارد. در صورتیکه کابل معمولی باشد و شیلد نداشته باشد فاصله بین موتور و اینورتر تا فواصل حدود 100 متر نیز مجاز است. در صورتیکه فاصله بیشتر از حد مجاز باشد بدلیل خاصیت خازنی بوجود آمده در کابل در سمت موتور و درایو تخلیه های الکتریکی ولتاژ بالا رخ بدهد که باعث صدمه دیدن موتور یا درایو می شود. برای رفع این مشکل باید از فیلتر خروجی استفاده کرد. در زیر برخی از این فواصل را آورده ایم که البته بهتر است به کاتالوگ سازنده درایو برای بررسی دقیقتر آن مراجعه کنید.

چنانچه دینامیک موتور در حد بالایی قرار داشته باشد، بطوری که در زمانی که درایو قصد توقف موتور را دارد، و موتور متوقف نشود، موتور خود می تواند یک تولید کننده برق شود.

ولتاژی که در این پروسه تولید می شود ممکن است اثرات مخرب بسیاری بر روی درایو و باس DC  اینورتر بگذارد، به همین خاطر ضرورت مدیریت این انرژی ناخواسته بیش از پیش احساس می شود.

یکی از راهکار های مدیریت این انرژی، بهره گیری از مقاومت هایی است که این انرژی تولید شده را به شکل حرارت از بین ببرند، به طوری که انرژی تولیدی به سمت این ترمز ها هدایت شده و تلف می شوند.به این مقاومت ها اصطلاحا ترمز می گویند. سازه هایی مانند جرثقیل، بالابر و آسانسور به وفور از این پروسه استفاده می کنند.

در بسیاری از موارد در بازار هر دو نام را برای کنترل دور استفاده می کنند. درواقع بخش حیاتی درایو سه بخش جداگانه دارد که این قسمت ها عبارت اند از:

• اینورتر
• فیلتر
• یکسو ساز

از آنجایی که اینورتر قسمت مهمی از فرایند کاری درایو را به دوش می کشد، از نام آن برای درایو هم استفاده میکنند. در حالی که این نام گذاری از لحاظ فنی دقیق نیست.

این درایو ها برای کاربرد های متفاوتی مورد استفاده قرار می‌گیرد که یکی از متداول ترین آنها کنترل موقعیت است و انجام این عملیات مستلزم وجود دقت زیادی است؛ خصوصاً اگر درجه حساسیت سانتی متر یا میلی متر باشد.

فرض کنید قرار است کنترل دستگاه پانچ دکل چراغ برق را بر عهده بگیرید، هنگامی که آن را بررسی کنید خواهید فهمید که بخش عظیمی از آن موتوری است و در حین قراردادن قطعات فولادی در دستگاه، کارتر و پانچ کن متوقف می شوند.

حال اگر دقت این تجهیز کم باشد، دکل هایی تولید خواهد شد که از لحاظ فنی دارای اشکالات بسیاری هستند و ممکن است هر لحظه سقوط کنند.

به منظور ارتقای کاربرد های کنترل موقعیت یا پوزیشنینگ، درایو هایی برای این کاربردها بهینه و ساخته می شوند که اصطلاحاً سرودرایو نامیده می شوند.

برخی از درایو ها دارای مشخصه های PID می باشند، اما ممکن است پارامتر D به سبب حساسیت های مورد نیاز هنگام تنظیم و هنچنین عدم استفاده از آن در بیشتر کاربردها بدلیل کند بودن فرایندهای صنعتی کمتر استفاده می شوند.

برای تنظیم PID در ابتدا باید آن فعال شود، و به درایو نشان دهیم که قصد داریم از کنترلر PID بهره ببریم.( مثلا در درایو MicroMaster 430 زیمنس با تابع P0701 و در درایو ATV61 اشنایدر با انتخاب ماکروی  PID regulation این عملیات صورت می پذیرد.)

پس از پشت سر گذاشتن این مرحله باید معلوم شود که میزان setpoint از چه قسمتی تعریف می شود؟ به طور مثال از مقادیر از پیش تعیین شده استفاده می شود یا به صورت خارجی اپراتور و با یک مقدار آنالوگ این پارامتر را انتخاب می کند.

در مرحله سوم باید مشخص شود که فیدبک ها از بخش شبکه ورود پیدا کنند یا از قسمت های آنالوگ، چرا که ممکن است قصد داشته باشیم برای این فیدبک ها ضریب هایی را تعریف کنیم.

در مرحله ی پایانی و در صورت لزوم باید ضرایب کنترل گر را از حالت پیش فرض خارج کنیم.

یکی از تجهیزاتی که در درایو ها دیده می شود پنل اپراتوری است، وجود این پنل به کاربر این امکان را می دهد که به صورت کلی و آسان با درایو ارتباط برقرار کنند.

در برخی موارد امکان دارد که دو عضو پنل و درایو با یکدیگر ترکیب شده باشند، با این حال بسیاری از سازندگان این دو کالا را به صورت مجزا از هم عرضه می کنند.

دو نوع پنل وجود دارد، پنل بیسیک که طراحی ساده ای دارد و لزوماً به صورت کد شده پارامتر ها را به تصویر می کشد، اما نوع دوم به صورت متنی پارامتر های مربوطه را به نمایش در می آورد.

برای راحتی بیشتر، هر یک از پنل ها به اختصار نام گذاری می شوند. به طور مثال، زیمنس دو نوع پنل دارد که یکی از آنها ساده یا  Basic و دیگری پیشرفته یا Advanced نام دارد.

بدین ترتیب پنل های پایه و بیسیک زیمنس BOP و پنل های پیشرفته آن AOP نامیده می شوند

درایو یک دستگاه الکترونیکی است که سوئیچنگ برق را انجام می دهد و این سوئیچ کردن موجب تغییرات الکترونیکی سریعی در مداری های قدرت می شود و مطابق قوانین الکترومغناطیسی به دنبال آن در پیرامون اینورتر میدان های مغناطیسی به وجود می آید که ممکن است اثرات مخربی بر تجهیزات اطراف خود بگذارد که به این پدیده تداخل الکترومغناطیسی یا EMI می گویند.

به همین دلیل برای تجهیزات برقی یک شاخص به نام سازگاری الکترومغناطیسی یا EMC (Electromagnetic Compatibility ) برای ایمنی تجهیزات (خصوصا تجهیزات کنترلی و اداری و مخابراتی و پزشکی که دارای حساسیت بالایی هستند) تعریف می گردد تا از اتفاقات خطرات الکترونیکی جلوگیری کند. در درایوها برای این منظور از فیلتر EMC استفاده می شود.