اجزای داخلی اینورتر LS iG5A سه‌فاز  1.5kW (مدل SV015iG5A-4)

اینورتر LS iG5A سه فاز 1.5kW مدل SV015iG5A-4 از مجموعه‌ای از بردهای الکترونیکی، قطعات قدرت و مدارهای حفاظتی تشکیل شده است که هر کدام وظیفه مشخصی در کنترل و راه‌اندازی موتور دارند. هماهنگی این قطعات باعث می‌شود برق سه‌فاز ورودی به ولتاژ و فرکانسی قابل کنترل تبدیل شده و موتور با دقت، راندمان بالا و ایمنی مناسب کار کند.

آشنایی با داخل اینورتر علاوه بر افزایش شناخت فنی، در نصب، عیب‌یابی، تعمیر و نگهداری دستگاه نیز اهمیت زیادی دارد. در ادامه، مهم‌ترین قطعات داخلی این مدل را بررسی می‌کنیم.

اینورترLS iG5A  سه فاز 1.5kWیکی از پرفروش‌ترین درایوهای کنترل دور موتور شرکت LS Electric  کره جنوبی است که برای کنترل موتورهای القایی سه فاز با توان 1.5کیلووات (2 اسب بخار) طراحی شده است. این درایو با تغییر فرکانس و ولتاژ خروجی، امکان کنترل دقیق سرعت موتور را فراهم می‌کند و علاوه بر کاهش مصرف انرژی، باعث افزایش طول عمر موتور و تجهیزات مکانیکی نیز می‌شود.

اینورتر LS iG5A با استفاده از فناوریPWM  و کنترل برداری بدون سنسور، موتور را به‌صورت نرم راه‌اندازی می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود جریان راه‌اندازی به میزان قابل توجهی کاهش یابد و از وارد شدن شوک مکانیکی به موتور، گیربکس، کوپلینگ و سایر تجهیزات جلوگیری شود.

مشخصات فنی اینورتر

این مدل برای موتورهای سه فاز با توان 1.5kWطراحی شده و با ولتاژ ورودی سه فاز صنعتی کار می‌کند. مشخصات اصلی آن عبارت‌اند از:

اجزای داخلی اینورتر LS iG5A

در ادامه با ما همراه باشید تا به معرفی اجزای مختلف اینورتر IG5A بپردازیم.

صفحه نمایش و کیپد:

یکی از مهم‌ترین بخش‌های اینورتر  LS iG5A، کیپد یا صفحه کلید برنامه‌ریزی آن است. تمامی تنظیمات دستگاه از طریق این قسمت انجام می‌شود و کاربر بدون نیاز به تجهیزات جانبی می‌تواند پارامترهای مختلف را مشاهده یا تغییر دهد.

نمایشگر دیجیتال اطلاعات مختلفی مانند فرکانس خروجی، جریان موتور، ولتاژ، وضعیت عملکرد و کدهای خطا را نمایش می‌دهد. هنگام بروز خطا نیز علت توقف دستگاه به‌صورت یک کد روی نمایشگر ظاهر می‌شود که عیب‌یابی را بسیار ساده‌تر می‌کند.

کلیدهای روی کیپد برای ورود به منوها، تغییر پارامترها، افزایش یا کاهش مقادیر، راه‌اندازی و توقف موتور استفاده می‌شوند. همچنین در صورت نیاز می‌توان فرمان Start و Stop را مستقیماً از طریق همین کیپد صادر کرد.

مهم‌ترین وظایف کیپد:

نمایش فرکانس خروجی، نمایش جریان موتور، نمایش ولتاژ خروجی، نمایش کدهای خطا، تنظیم پارامترها، راه‌اندازی و توقف موتور، مانیتورینگ وضعیت عملکرد

ترمینال قدرت (Power Terminal):

ترمینال قدرت محل اتصال برق ورودی و موتور است و مهم‌ترین مسیر انتقال انرژی در اینورتر LS محسوب می‌شود. این ترمینال‌ها برای عبور جریان‌های بالا طراحی شده‌اند و باید اتصالات آن‌ها کاملاً محکم باشد.

در این قسمت معمولاً ترمینال‌های زیر قرار دارند:

R، S، T: ورودی برق سه فاز شبکه که انرژی مورد نیاز اینورتر را تأمین می‌کند.

U، V، W: خروجی سه فاز اینورتر که به موتور متصل می‌شود. اینورتر با تغییر فرکانس و ولتاژ این خروجی، سرعت موتور را کنترل می‌کند.

P، N: ترمینال‌های باس DC که در برخی کاربردها برای اتصال تجهیزات جانبی یا مقاومت ترمز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

PE: ترمینال اتصال زمین که نقش مهمی در حفاظت از تجهیزات و افزایش ایمنی دارد.

برای جلوگیری از گرم شدن ترمینال‌ها و افت ولتاژ، استفاده از کابل با سطح مقطع مناسب و سفت کردن صحیح پیچ‌های اتصال ضروری است.

ترمینال فرمان (Control Terminal):

ترمینال فرمان وظیفه دریافت و ارسال سیگنال‌های کنترلی را بر عهده دارد. این قسمت ارتباط بین اینورتر LS رو تجهیزات کنترلی مانند  PLC، سنسورها، کلیدها، پتانسیومتر و HMI را برقرار می‌کند.

ورودی‌های دیجیتال برای اجرای فرمان‌هایی مانند Start،

 Stop، Forward، Reverse  و انتخاب سرعت استفاده می‌شوند. همچنین ورودی آنالوگ امکان کنترل سرعت از طریق سیگنال 0 تا 10Vیا 4 تا 20mA را فراهم می‌کند.

اینورتر LS iG5A علاوه بر ورودی‌ها، دارای خروجی رله و خروجی آنالوگ نیز هست که برای اعلام وضعیت عملکرد، ارسال آلارم یا انتقال اطلاعات به سایر تجهیزات کاربرد دارند.

وجود پورتRS-485  با پروتکلModbus RTU  نیز امکان اتصال اینورتر به PLC، HMI  یا سیستم‌های مانیتورینگ صنعتی را فراهم می‌کند و کنترل از راه دور دستگاه را امکان‌پذیر می‌سازد.

اگر قاب اینورتر LS iG5A را باز کنید، مجموعه‌ای از بردهای الکترونیکی، قطعات قدرت و سیستم خنک‌کننده را مشاهده خواهید کرد که هرکدام وظیفه مشخصی در کنترل موتور دارند. این قطعات به‌صورت هماهنگ با یکدیگر کار می‌کنند تا برق سه فاز ورودی را به ولتاژ و فرکانس مناسب برای موتور تبدیل کنند.

شناخت قطعات داخلی اینورتر علاوه بر افزایش دانش فنی، هنگام نصب، عیب‌یابی و تعمیر دستگاه نیز بسیار مفید است.

برد کنترل اینورتر LS (Control Board):

برد کنترل، واحد پردازش مرکزی اینورتر است و تمام عملکرد دستگاه تحت نظارت این برد انجام می‌شود. تمامی فرمان‌هایی که از طریق کیپد، ترمینال‌های فرمان یا شبکه Modbus دریافت می‌شوند، ابتدا توسط برد کنترل پردازش شده و سپس به بخش قدرت ارسال می‌شوند.

این برد علاوه بر کنترل سرعت موتور، وظیفه مدیریت شتاب و توقف، اجرای روش‌های کنترلی، پردازش سیگنال‌های ورودی و نظارت بر وضعیت عملکرد اینورتر را بر عهده دارد. همچنین اطلاعات مربوط به جریان، ولتاژ، دمای داخلی و خطاهای سیستم را دریافت کرده و در صورت نیاز فرمان توقف یا حفاظت را صادر می‌کند.

مهم‌ترین وظایف برد کنترل:

پردازش تنظیمات کاربر، اجرای روش‌های کنترل موتور، کنترل شتاب و کاهش سرعت، مدیریت ورودی‌ها و خروجی‌ها، ارتباط با کیپد، ارتباط Modbus RTU، نظارت بر عملکرد مدار قدرت، ثبت و نمایش خطاها

برد قدرت اینورتر LS (Power Board):

برد قدرت وظیفه تبدیل و انتقال انرژی الکتریکی را بر عهده دارد و بیشترین جریان اینورتر از این بخش عبور می‌کند. قطعات اصلی مدار قدرت روی این برد نصب شده‌اند و به‌صورت هماهنگ، برق ورودی را به ولتاژ سه‌فاز قابل کنترل برای موتور تبدیل می‌کنند.

برد قدرت در این مدل از بخش‌های مختلفی تشکیل شده است که شامل پل دیود، خازن‌های باس DC، مدار شارژ اولیه، ماژول قدرت و مدار ترمز داخلی می‌شود.

پل دیود اینورتر LS (Rectifier):

پل دیود اولین بخش مدار قدرت است که برق سه‌فاز ورودی پس از عبور از ترمینال‌های R، S و T وارد آن می‌شود.

وظیفه این قطعه تبدیل جریان متناوب (AC) به جریان مستقیم (DC) است. ولتاژ DC تولیدشده هنوز دارای نوسان است و برای استفاده در مدار قدرت باید وارد باس DC شود تا توسط خازن‌ها تثبیت گردد.

پل دیود یکی از قطعات پرکار مدار قدرت است و در برابر اضافه‌ولتاژ، اتصال کوتاه و نوسانات شدید شبکه باید به‌خوبی محافظت شود.

وظایف پل دیود:

تبدیل AC به DC ، تأمین ولتاژ باس DC، آماده‌سازی انرژی برای مدار قدرت

خازن‌های باس DC اینورتر LS:

پس از یکسوسازی ولتاژ، انرژی وارد خازن‌های باس DC می‌شود.

این خازن‌ها وظیفه ذخیره انرژی و تثبیت ولتاژ مستقیم را بر عهده دارند و باعث کاهش نوسانات ولتاژ می‌شوند. وجود یک باس DC پایدار، شرط اصلی تولید ولتاژ سه‌فاز با کیفیت در خروجی اینورتر است.

وظایف خازن‌های باس DC:

ذخیره انرژی الکتریکی، کاهش ریپل ولتاژ، تثبیت ولتاژ باس DC، تأمین انرژی لحظه‌ای مدار قدرت، افزایش پایداری عملکرد اینورتر

نشانه‌های خرابی:

بادکردگی بدنه، نشتی الکترولیت، کاهش ظرفیت، افزایش ریپل ولتاژ، بروز خطاهای ولتاژ

ماژول قدرت اینورتر LS:

ماژول قدرت مهم‌ترین قطعه مدار قدرت اینورتر است و روی هیت‌سینک آلومینیومی نصب می‌شود. این مجموعه وظیفه تبدیل ولتاژ DC باس به برق سه‌فاز AC با فرکانس و ولتاژ متغیر را بر عهده دارد.

برد کنترل با ارسال پالس‌های PWM، عملکرد این ماژول را کنترل می‌کند. ماژول قدرت نیز با سوئیچینگ سریع نیمه‌هادی‌های داخلی، ولتاژ خروجی مورد نیاز موتور را تولید می‌کند.

در بسیاری از نمونه‌های اینورتر LS iG5A، اجزایی مانند نیمه‌هادی‌های قدرت، دیودهای هرزگرد و مدار اندازه‌گیری دما در قالب یک مجموعه روی هیت‌سینک نصب شده‌اند.

اجزای اصلی ماژول قدرت:

نیمه‌هادی‌های قدرت (IGBT)، دیودهای هرزگرد (Freewheel Diodes)، مدار پایش دمای ماژول (بسته به نوع ماژول)

وظایف ماژول قدرت:

تولید برق سه‌فاز خروجی، کنترل ولتاژ خروجی، کنترل فرکانس خروجی، اجرای فرمان‌های برد کنترل، راه‌اندازی نرم موتور

عوامل خرابی:

اتصال کوتاه خروجی، اضافه‌بار طولانی، خرابی فن، افزایش دمای داخلی، نوسانات شدید ولتاژ، سیم‌کشی نادرست موتور.

سنسورهای جریان اینورتر LS:

برای اینکه اینورتر بتواند موتور را با دقت کنترل کند، باید مقدار جریان خروجی را به‌صورت لحظه‌ای اندازه‌گیری کند. این وظیفه بر عهده سنسورهای جریان است.

این سنسورها جریان هر سه فاز خروجی را به‌طور مداوم اندازه‌گیری کرده و اطلاعات را به برد کنترل ارسال می‌کنند. برد کنترل نیز بر اساس این داده‌ها، وضعیت موتور را تحلیل کرده و در صورت مشاهده جریان غیرعادی، اقدامات حفاظتی لازم را انجام می‌دهد.

وظایف سنسورهای جریان:

اندازه‌گیری جریان خروجی، تشخیص اضافه‌بار، تشخیص اتصال کوتاه، کنترل گشتاور موتور، کمک به عملکرد کنترل برداری، افزایش دقت حفاظت‌های الکتریکی

هیت‌سینک و سیستم خنک‌کننده در اینورتر LS:

تمام قطعات قدرت روی هیت‌سینک آلومینیومی نصب شده‌اند تا گرمای تولیدشده به محیط منتقل شود. فن خنک‌کننده نیز با عبور دادن هوا از میان پره‌های هیت‌سینک، دمای قطعات را در محدوده مجاز نگه می‌دارد.

عملکرد صحیح این بخش تأثیر مستقیمی بر طول عمر ماژول قدرت، خازن‌های باس DC و سایر قطعات داخلی دارد.

وظایف سیستم خنک‌کننده:

دفع حرارت قطعات قدرت، کاهش دمای ماژول قدرت، افزایش طول عمر قطعات، حفظ عملکرد پایدار اینورتر

جمع‌بندی

قطعات داخلی اینورتر LS iG5A سه فاز 1.5kW مدل SV015iG5A-4 به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که هر بخش وظیفه مشخصی در تبدیل، کنترل و حفاظت از انرژی الکتریکی بر عهده دارد. برد کنترل، برد قدرت، پل دیود، خازن‌های باس DC، ماژول قدرت، مدار ترمز و سیستم خنک‌کننده در کنار یکدیگر عملکردی پایدار و دقیق را برای کنترل موتورهای سه‌فاز فراهم می‌کنند. شناخت این اجزا، علاوه بر درک بهتر نحوه عملکرد اینورتر، در انتخاب، نصب، عیب‌یابی و نگهداری صحیح دستگاه نیز نقش مهمی دارد.

برخی از محصولات سری IG5A برای شما در لینک های زیر فراهم شده است . ضمنا میتوانید برای مشاهده کل محصولات سری IG5A از این لینک استفاده کنید.