اینورتر ( درایو ) چیست؟

مقدمه

درایو ابزار اصلی کنترل سرعت موتورهای القایی سه‌فاز است. درایو با تغییر فرکانس/ولتاژ خروجی، گشتاور و سرعت را متناسب با نیاز فرایند تنظیم می‌کند. نتیجه، راه‌اندازی نرم، کاهش تنش مکانیکی، و بهینه‌سازی انرژی در سامانه‌های پمپ، فن و نوار نقاله است. در این مقاله می آموزیم که اینورتر – درایو چیست و چه کاربردی دارد ؛ تفاوت اینورتر و درایو کجاست؛اینورتر تکفاز و سه فاز چیست. بخش‌ها شامل کنترل دور موتور AC، تعریف درایو AC، کاربردها، تفاوت و طرز کار اینورتر و درایو، ساختمان داخلی، اصول کار، کاربرد اینورتر تکفاز و سه فاز، جمع‌بندی و سوالات متداولی درباره اینورتر-درایو میباشد.

سیستم کنترل دور موتور AC

کنترل سرعت موتور القایی بر مبنای تغییر فرکانس و ولتاژ است. درایو AC فرکانس خروجی را تنظیم می‌کند تا گشتاور و سرعت متناسب با نیاز فرایند تنظیم شود. نسبت V/Hz ثابت، حفاظت‌های حرارتی، و مدهای کنترلی (V/f، Sensorless Vector، Closed-loop Vector) مبنای کار هستند.

درایو AC یا دستگاه اینورتر برق صنعتی چیست؟

اینورتر چیست ؟ اینورتر(INVERTER) مبدلی است که برق ورودی AC را به DC و سپس به AC با فرکانس دلخواه تبدیل می‌کند. واژه درایو (DRIVE) اغلب به کل سامانه کنترل سرعت شامل اینورتر، واحد کنترل، رابط کاربری و الگوریتم‌های کنترلی اطلاق می‌شود. در عمل در بازار ایران دو واژه به‌صورت جایگزین استفاده می‌شود، اما از دید فنی درایو مفهومی بزرگ‌تر است و اینورتر زیرسیستم کلیدی آن محسوب می‌شود.
کاربرد اینورتر در خطوط تولید، تاسیسات، پمپ‌ها و فن‌ها، آسانسور، نوار نقاله و میکسرها گسترده است. تنظیم نرم شتاب/کاهش، صرفه‌جویی انرژی، و کاهش تنش مکانیکی مزیت‌های اصلی هستند.

کاربرد اینورتر در صنعت

• پمپ و فن:کنترل نقطه‌کار با تغییر 10–60% فرکانس؛ صرفه‌جویی انرژی قابل‌توجه در بارهای گشتاور مربعی.
• نوار نقاله/پکیجینگ:همگام‌سازی سرعت، جبران بار لحظه‌ای، ورودی‌های دیجیتال برای توالی.
• کمپرسور/اکسترودر:گشتاور بالا در دور پایین، مد Sensorless Vector برای پاسخ سریع.
• آب‌وفاضلاب/HVAC: حلقه PID داخلی، ورودی آنالوگ 0–10V یا 4–20mA، حفاظت پمپ.
• آسانسور/بالابر سبک: منحنی S-curve برای حرکت نرم، کنترل ترمز و محدودیت جریان.
• یکپارچه‌سازی با PLC/SCADA: ارتباط Modbus/RS-485، EtherNet/IP یا Profinet بسته به مدل.

تفاوت اینورتر و درایو

در بازار برق ایران دو واژه اینورتر و درایو گاهی به‌جای هم به‌کار می‌روند؛ اما از نظر فنی یکسان نیستند.

ساختمان داخلی درایو

ساختمان داخلی اینورتر درایو از سه بخش اصلی تشکیل شده است. rectifier ورودی AC را به DC تبدیل می‌کند؛ لینک DC سیگنال را صاف می‌کند؛ اینورتر خروجی AC متغیر تولید می‌کند. واحد کنترل IGBTها را مدیریت می‌کند.

قسمت ورودی: یکسوساز (Rectifier)

یکسوساز AC سه فاز را به DC تبدیل می‌کند. دیودهای پل شش پالس استفاده می‌شود؛ مثلاً برای ۴۶۰V ورودی. این بخش ریپل را کاهش می‌دهد؛ بدون نیاز به فیلتر خارجی در مدل‌های ساده. طرز کار اینورتر از اینجا شروع می‌شود.

قسمت میانی: لینک DC (DC-Link)

خازن‌های الکترولیتی انرژی را ذخیره می‌کنند. اضافه‌کردن چوک DC ریپل جریان را کم می‌کند و THD را کاهش می‌دهد. اندازه بانک خازنی بر اساس توان، Duty و شرایط حرارتی انتخاب می‌شود.

قسمت خروجی: اینورتر (Inverter)

اینورتر DC را به AC متغیر تبدیل می‌کند؛ با PWM. IGBTها سوئیچینگ را انجام می‌دهند؛ فرکانس تا ۴۰۰Hz. خروجی سینوسی تقریبی تولید می‌شود؛ ولتاژ ۰-۱۰V یا جریان ۴-۲۰mA برای کنترل. انواع اینورتر تکفاز و سه فاز در اینجا متفاوت عمل می‌کنند. پل سه‌فاز IGBT ولتاژ پالسی PWM تولید می‌کند. فرکانس کریر معمولاً 2–16kHz انتخاب می‌شود تا توازن بین تلفات سوئیچینگ و نویز آکوستیکی برقرار شود. فیلتر خروجی (dv/dt یا سینوسی) برای کابل‌های بلند یا موتورهای قدیمی توصیه می‌شود.

قسمت کنترلِ IGBTها (واحد کنترل/CPU)

DSP/CPU حلقه‌های کنترل جریان/سرعت/گشتاور را اجرا می‌کند. ورودی‌های دیجیتال/آنالوگ، ترمینال‌های ترمز دینامیکی، و واسط‌های شبکه (Modbus، EtherNet، Profibus) در این واحد مجتمع می‌شوند.

طرز کار اینورتر چیست و چگونه کار می‌کند؟

طرز کار اینورتر بر پایه تبدیل دو مرحله‌ای است. ابتدا rectifier AC را به DC تبدیل می‌کند؛ سپس اینورتر DC را به AC متغیر. PWM موج سینوسی تقریبی تولید می‌کند؛ نسبت V/Hz ثابت مانند ۷٫۶۷V/Hz برای ۴۶۰V/۶۰Hz. کنترل وکتور تورک و سرعت را دقیق تنظیم می‌کند.

اصول اساسی کار اینورتر بر پایه سوئیچینگ سریع عناصر نیمه‌هادی، مانند ترانزیستورهای MOSFET یا IGBT، استوار است. این عناصر جریان DC را به صورت پالس‌های متناوب قطع و وصل می‌کنند تا سیگنالی شبیه به موج AC تولید شود. فرآیند تبدیل بر اساس پدیده القاء الکترومغناطیسی و کنترل فرکانس و ولتاژ خروجی انجام می‌گیرد، که اجازه می‌دهد خروجی با مشخصات مورد نیاز (مانند 220 ولت و 50 هرتز) تطبیق یابد.

طرز کار اینورتر به صورت گام‌به‌گام

ورودی DC: جریان مستقیم از منبعی مانند باتری یا پنل خورشیدی وارد اینورتر می‌شود. در برخی مدل‌ها، ابتدا یک مدار یکسوساز (rectifier) جریان AC ورودی را به DC تبدیل می‌کند تا فرآیند پایدارتر شود.

سوئیچینگ و تبدیل: مدار اصلی اینورتر، که اغلب به صورت پل (bridge) طراحی شده است، از سوئیچ‌های نیمه‌هادی برای ایجاد پالس‌های مثبت و منفی استفاده می‌کند. این سوئیچینگ با فرکانس بالا (معمولاً هزاران هرتز) انجام می‌شود تا سیگنال AC شبیه‌سازی شود. برای مثال، در یک اینورتر ساده، سوئیچ‌ها جریان را به طور متناوب به دو سمت ترانسفورماتور هدایت می‌کنند.

فیلتر و شکل‌دهی موج: پالس‌های تولیدشده فیلتر می‌شوند تا به موج سینوسی نزدیک شوند. این مرحله شامل استفاده از خازن‌ها، سلف‌ها و مدارهای PWM (Pulse Width Modulation) است تا ولتاژ و فرکانس خروجی تنظیم شود و نویز کاهش یابد.

خروجی AC: جریان متناوب نهایی با ولتاژ و فرکانس مورد نظر (مانند 220 ولت AC) به بار (load) مانند لامپ یا موتور تحویل داده می‌شود. مدارهای حفاظتی نیز برای جلوگیری از اضافه‌بار یا اتصال کوتاه تعبیه شده‌اند.

انواع مد های کنترلی در اینورتر چیست؟

الگوریتم V/f نسبت ولتاژ به فرکانس را ثابت نگه می‌دارد تا شار موتور پایدار بماند. در سنسورلس وکتور، مدل‌سازی بار/موتور و تخمین شار انجام می‌شود و پاسخ گشتاور بهتر است. در حالت حلقه‌بسته، فیدبک انکودر سرعت/زاویه را به کنترلر بازمی‌گرداند و کنترل دقیق سرعت و حتی موقعیت حاصل می‌شود. کنترل PID داخلی متغیر فرایندی مثل فشار را از طریق تغییر فرکانس خروجی تثبیت می‌کند. یک مجموعه از انواع حفاظت ها شامل اضافه‌جریان، اضافه‌ ولتاژ باس DC، اضافه‌حرارت، قطع فاز، و خطای زمین در اینورتر ها تعریف می‌شود. همچنین Safe Torque Off در بسیاری از اینورتر ها موجود است که به نام توقف ایمن شناخته شده که یک عملکرد ایمنی استاندارد در اینورترها یا درایوهای فرکانسی است که گشتاور موتور را به طور ایمن قطع می‌کند بدون نیاز به قطع کامل برق سیستم.

برای اطلاعات بیشتر : انواع مد های کنترلی در اینورتر

ملاحظات نصب و اطمینان‌پذیری

• کابل‌کشی موتور با شیلد و ارت صحیح؛ توجه به طول کابل و فیلتر dv/dt.
• تفکیک مسیرهای قدرت/کنترل؛ رعایت EMC و اتصال فیلترها.
• اندازه‌گذاری مقاومت ترمز بر اساس انرژی اینرسی بار.
• تهویه تابلو و دمای محیط −10…+55°C؛ فاصله کناری برای گردش هوا.
• تنظیم پارامترهای حفاظتی مطابق جریان نامی موتور و نوع بار (فن/پمپ: VT؛ جرمی: CT).

پارامترهای کلیدی در انتخاب اینورتر

• توان نامی و Duty: تطابق جریان در Heavy-duty با اضافه‌گشتاور کوتاه‌مدت (مثلاً 150%/60s) و دمای محیط −10…+55°C با دی‌ریتینگ.
• ولتاژ ورودی: 230V تک‌فاز یا 400V سه‌فاز؛ بررسی THD و لزوم چوک AC/DC.
• نوع بار: گشتاور ثابت (اکستروژن) یا گشتاور مربعی (پمپ/فن).
• فیلتر EMC و کابل‌کشی: رعایت شیلدینگ، ارتینگ با امپدانس پایین، و طول کابل موتور.
• رابط‌های کنترلی: نیاز به PID داخلی، ورودی PT100/PTC از طریق کارت افزونه، یا شبکه صنعتی.
• ایمنی عملکردی: STO (Safe Torque Off) در مدل‌های دارای گواهی ایمنی.

نگهداری و نصب

• محیط نصب: تهویه مناسب، فاصله جانبی برای عبور هوا، کلاس IP بر حسب تابلو.
• پارامترینگ: راه‌اندازی خودکار موتور (Auto-tuning)، انتخاب مد کنترل، تنظیم منحنی شتاب/کاهش.
• سلامت DC-Link: پایش عمر خازن، ثبت آلارم‌های over-voltage/under-voltage.
• فیلتراسیون و چوک: استفاده از فیلترهای ورودی/خروجی برای کاهش EMI و dv/dt.
• تست و تحویل: آزمون بی‌باری، تست ترمز دینامیکی، بررسی نویز و دمای هیت‌سینک.

قیمت و لیست قیمت اینورتر/درایو

اگر می‌خواید مدل مناسب اینورتر را بر اساس توان، بار و نیازهای پروژه‌تان انتخاب کنید، تتا صنعت – نمایندگی رسمی انواع برندهای معتبر اینورتر – بهترین همراه شماست! کارشناسان ما لیست قیمت‌ اینورتر تکفاز و سه فاز مورد نظر شما را برایتان ارسال کرده، همچنین در انتخاب مدل ایده‌آل و حتی جانمایی تابلو برق به شما راهنمایی و مشاوره میدهند.

📞 شماره تماس مستقیم: 02191091022 – برای تماس با کارشناسان فروش و فنی.

📱 واتس‌اپ و تلگرام: 09922629425 – پیام بدهید جهت مشاوره با کارشناسان فنی شرکت تتا صنعت.

همین حالا تماس بگیرید و سیستم‌های صنعتی‌تان رو ارتقا بدهید! 🌟 با تتا صنعت، کیفیت و پشتیبانی همیشه در دسترس است. 🚀

جمع‌بندی

اینورتر چیست ؟ اینورتر ابزار کلیدی برای کنترل سرعت و گشتاور موتور القایی است. طرز کار و تفاوت اینورتر و داریو .کاربرد اینورتر در صنعت از پمپ و فن تا اکستروژن گسترده است. اینورتر تکفاز و سه فاز. انتخاب صحیح بر اساس توان، Duty، ولتاژ، فیلتر EMC و نیازهای شبکه انجام می‌شود. پیاده‌سازی درست، بهره‌وری انرژی و کیفیت کنترل را تضمین می‌کند.