درایو چیست
درایو ها در واقع راه انداز های سیستم های صنعتی هستند.
درایوها برای کنترل موتورهای صنعتی استفاده می شوند و انرژی الکتریکی لازم را به موتور می رسانند و
و می توانند سرعت، گشتاور و جهت حرکت یک موتور را تغییر داده و یا برای حفاظت از آن در شرایط خاص استفاده شوند.
هر سیستم درایو موتور به صورت معمول شامل اجزایی مثل منبع تغذیه، کنترلر موتور، سنسورهای متنوع و مکانیزم فیدبک است که
منبع تغذیه برای فراهم کردن انرژی الکتریکی موتور استفاده می شود و از کنترلر موتور برای تنظیم ولتاژ و جریان برای کنترل کردن سرعت، گشتاور و جهت حرکت موتور استفاده می شود.
علت اصلی استفاده از درایوها این است که می توانند عملکرد و کارایی موتورهای الکتریکی را بهبود ببخشند و
کنترل کردن سیستم های موتوری پیچیده را بسیار ساده تر میتوان نکرد
انواع درایو
بعد از اینکه متوجه شدیم درایو چیست، می خواهیم با انواع متداول و پرکاربرد آن ها در صنعت آشنا شویم.
تا کنون درایوهای مختلفی بر اساس نحوه عملکرد و موتوری که می توانند کنترل کنند، ساخته شده و مورد استفاده هستند.
ما در ادامه به معرفی رایج ترین این تجهیزات می پردازیم.
درایو AC چیست؟
درایو AC
از این نوع درایو برای کنترل سرعت و جهت موتورهای AC استفاده می شود.
درایوهای AC معمولا در ماشین آلات صنعتی مورد استفاده هستند؛ مانند پمپ ها، فن ها و تسمه نقاله ها.
این نوع از درایوها می توانند افزایش و کاهش سرعت نرم را ایجاد کنند که
می تواند به عدم ساییدگی و پارگی اجزای موتور و افزایش طول عمر آن کمک کند.
درایوهای موتور AC با تبدیل برق AC از شبکه به ولتاژ DC و تبدیل مجدد آن به ولتاژ AC با فرکانس و سطح ولتاژ موردنیاز موتور کار می کنند.
مقدار فرکانس و سطح ولتاژ AC ساخته شده توسط این نوع از driveها قابل تنظیم بوده و
مستقیما باعث تغییر سرعت و جهت حرکت موتورهای AC می شود.
درایو DC چیست؟
درایو DC چیست
از این درایوها برای کنترل سرعت و جهت موتورهای DC استفاده می شود.
معمولا درایوهای DC زمانی کاربرد دارند که کنترل سرعت و گشتاور دقیقی برای موتور نیاز داشته باشیم.
از این نوع درایوها در سیستم هایی مثل رباتیک، ماشین های CNC و سایر کاربردهای صنعتی استفاده می شود.
علی رغم اینکه driveهای نوع DC توانایی فراهم کردن کنترل سرعت بسیار خوبی دارند، در مجموع راندمان آن ها از درایوهای AC کمتر است.
این نوع درایوها با تنظیم سطح ولتاژ و جریان اعمال شده به موتور DC کار می کند
سرو درایو چیست؟
سرو درایو
از سرو درایوها برای کنترل موقعیت، سرعت و گشتاور سرو موتور ها استفاده می شود.
از این نوع درایوها زمانی استفاده می شود که موقعیت یابی دقیق و دقت بالا موردنیاز باشد؛ مانند رباتیک، ماشین ابزار و تجهیزات پزشکی.
سرو درایوها می توانند کنترل بسیار دقیق بر موقعیت موتور داشته و معمولا دارای زمان پاسخدهی سریعی دارند.
این نوع درایوها با دریافت فیدبک از سنسورهایی که موقعیت موتور، سرعت و یا گشتاور آن را اندازه گیری می کنند، عمل می کنند و
متناسب با آن ها ولتاژ و جریان اعمال شده به موتور را تنظیم می کنند.
این فیدبک معمولا توسط یک انکودر که روی شفت موتور نصب شده فراهم می شود.
درایو پله ای چیست؟
درایو پله ای
درایوهای پله ای یا استپر برای کنترل موقعیت و سرعت موتورهای پله ای استفاده می شوند.
این درایوها نیز برای مواقعی که موقعیت یابی دقیق موردنیاز است استفاده می شوند؛ مانند پرینترهای سه بعدی، ماشین های CNC و ربات ها.
علی رغم دقت بالایی که در تعیین موقعیت موتور دارند، نسبت به سایر انواع درایوها از راندمان کمتری دارند.
این درایوها به این صورت عمل می کنند که یک سری پالس الکتریکی در یک توالی مشخص به موتور پله ای می فرستند تا به وسیله آن ها، موتور در گام های دقیقی حرکت کند.
درایو این توالی پالس های الکتریکی را معمولا از دستورالعمل هایی از جانب کنترلر یا یک کامپیوتر دریافت می کند.
VFD چیست؟
درایو VFD
علی رغم این موضوع که ممکن است شما هم بارها به گوشتان خورده باشد، باید توجه داشته باشید که
درایو همان VFD نیست و در واقع VFDها یکی از انواع گسترده درایوها هستند که در صنعت امروزه کاربرد بسیاری دارند.
VFD مخفف عبارت Variable Frequency Drive به معنای درایو فرکانس متغیر است که
به نوعی از خانواده درایوهای AC به شمار می روند که توانایی تنظیم فرکانس ولتاژ اعمال شده به موتور را دارند.
از درایوهای فرکانس متغیر معمولا در کاربردهایی استفاده می شود که تنظیم سرعت موتور نیازمند تغییرات متناوب است؛ مانند سیستم های HVAC، پمپ ها و فن ها.
این نوع درایوها دارای عملکرد بسیار دقیق برای کنترل سرعت بوده و راندمان بیشتری نسبت به سایر درایوها دارند.
درایو BLDC چیست؟
درایو BLDC
عبارت BLDC مخفف Brushless DC به معنی موتورهای DC بدون براش است و برای تنظیم سرعت و جهت این نوع از موتورها باید از درایوهای BLDC استفاده کرد.
از این نوع درایو زمانی استفاده می شود که نیازمند کنترل دقیق بر روی سرعت و جهت موتور علاوه بر بالا بودن راندمان باشیم؛
مانند وسایل نقلیه الکتریکی، هواپیماهای بدون سرنشین و لوازم الکترونیکی مصرفی.
این درایوها راندمان بسیار بالایی نسبت به سایر درایوها ایجاد می کنند.
این نوع درایوها با استفاده از جابجاسازی (کموتاسیون) الکترونیکی برای تعویض سیم پیچی موتور در یک توالی خاص کار می کنند.
برخلاف موتورهای DC سنتی که از براش و یک کموتاتور برای تغییر جریان استفاده می کنند، موتورهای BLDC از یک کنترل کننده برای تغییر جریان به سیم پیچ های موتور استفاده می کنند.
3# انواع روش های کنترل سرعت درایوهای AC
حالا بعد از بررسی مفاهیم ابتدایی و دریافت پاسخ این سوال که درایو چیست و چه انواعی دارد قصد داریم روش های کنترل سرعت موتور با استفاده از درایوهای AC را بررسی کنیم.
امروزه در صنعت و بازار عمدتا سه روش اصلی برای کنترل توسط درایوها وجود دارد:
(V/f): درایوها ولتاژ بر فرکانس (Volts/Hz Drives)
(SLV): درایوهای برداری بدون سنسور (Sensorless Vector Drives)
(CLV): درایوهای فیدبک دار با سنسور (Vector Drives with feedback)
به موارد 1 و 2 درایوهای بدون فیدبک نیز گفته می شود؛
زیرا هیچ راهی برای بررسی آنکه سرعت موتور به مقدار مطلوب ما رسیده است یا نه و تنظیم سرعت به طور دقیق، وجود ندارد بلکه صرفاً در این دو نوع، درایو وظیفه رساندن برق به موتور را دارد.
در نتیجه این درایوها برای مواردی که نیازی به داشتن وضعیت مشخص یا رسیدن به سرعت قانونی معینی نداریم، مناسب هستند.
درایورهای CLV، درایوهای فیدبک دار هستند و به عبارتی این درایوها این توانایی را دارند که
سیگنال هایی را از دستگاه ها و موتور دریافت کرده و سرعت موتور و موقعیت موتور را نشان دهند.
مثلاً اگر سیگنال فیدبک داده شده، نشان دهد که سرعت خیلی کم یا خیلی زیاد است (از مقدار مطلوبمان فاصله دارد)،
درایو این توانایی را دارد که خروجی خود را تنظیم کرده تا خطا برطرف شود.
در ادامه با جزئیات بیشتری به بررسی این سه نوع روش عملکردی درایوها می پردازیم.
روش کنترل خطی یا درایو V/f
درایوهای V/f یا درایوهای کنترل شونده با ولتاژ و فرکانس برای اهداف ساده استفاده می شوند و یک رابطه خطی مشخص مابین ولتاژ و فرکانس آن ها وجود دارد.
این بدان معنا است که می توانیم سرعت موتور را متناسب با فرکانسی که به جریان برق می دهیم، تنظیم کنیم.
تغییرات ولتاژ و فرکانس متناسب با هم بوده و سرعت نیز به صورت خطی تغییر می کند.
برای درک بهتر به این مثال توجه کنید:
یک درایو V/f داریم که در بالاترین سرعت، می تواند با ولتاژ 460v و فرکانس 60Hz موتور را به گردش درآورد در نتیجه این موتور با ولتاژ 230v و فرکانس 30Hz در نصف سرعت خود کار می کند
رایو چیست
درایو ها در واقع راه انداز های سیستم های صنعتی هستند.
درایوها برای کنترل موتورهای صنعتی استفاده می شوند و انرژی الکتریکی لازم را به موتور می رسانند و
و می توانند سرعت، گشتاور و جهت حرکت یک موتور را تغییر داده و یا برای حفاظت از آن در شرایط خاص استفاده شوند.
هر سیستم درایو موتور به صورت معمول شامل اجزایی مثل منبع تغذیه، کنترلر موتور، سنسورهای متنوع و مکانیزم فیدبک است که
منبع تغذیه برای فراهم کردن انرژی الکتریکی موتور استفاده می شود و از کنترلر موتور برای تنظیم ولتاژ و جریان برای کنترل کردن سرعت، گشتاور و جهت حرکت موتور استفاده می شود.
علت اصلی استفاده از درایوها این است که می توانند عملکرد و کارایی موتورهای الکتریکی را بهبود ببخشند و
کنترل کردن سیستم های موتوری پیچیده را بسیار ساده تر میتوان نکرد
انواع درایو
بعد از اینکه متوجه شدیم درایو چیست، می خواهیم با انواع متداول و پرکاربرد آن ها در صنعت آشنا شویم.
تا کنون درایوهای مختلفی بر اساس نحوه عملکرد و موتوری که می توانند کنترل کنند، ساخته شده و مورد استفاده هستند.
ما در ادامه به معرفی رایج ترین این تجهیزات می پردازیم.
درایو AC چیست؟
درایو AC
از این نوع درایو برای کنترل سرعت و جهت موتورهای AC استفاده می شود.
درایوهای AC معمولا در ماشین آلات صنعتی مورد استفاده هستند؛ مانند پمپ ها، فن ها و تسمه نقاله ها.
این نوع از درایوها می توانند افزایش و کاهش سرعت نرم را ایجاد کنند که
می تواند به عدم ساییدگی و پارگی اجزای موتور و افزایش طول عمر آن کمک کند.
درایوهای موتور AC با تبدیل برق AC از شبکه به ولتاژ DC و تبدیل مجدد آن به ولتاژ AC با فرکانس و سطح ولتاژ موردنیاز موتور کار می کنند.
مقدار فرکانس و سطح ولتاژ AC ساخته شده توسط این نوع از driveها قابل تنظیم بوده و
مستقیما باعث تغییر سرعت و جهت حرکت موتورهای AC می شود.
درایو DC چیست؟
درایو DC چیست
از این درایوها برای کنترل سرعت و جهت موتورهای DC استفاده می شود.
معمولا درایوهای DC زمانی کاربرد دارند که کنترل سرعت و گشتاور دقیقی برای موتور نیاز داشته باشیم.
از این نوع درایوها در سیستم هایی مثل رباتیک، ماشین های CNC و سایر کاربردهای صنعتی استفاده می شود.
علی رغم اینکه driveهای نوع DC توانایی فراهم کردن کنترل سرعت بسیار خوبی دارند، در مجموع راندمان آن ها از درایوهای AC کمتر است.
این نوع درایوها با تنظیم سطح ولتاژ و جریان اعمال شده به موتور DC کار می کند
سرو درایو چیست؟
سرو درایو
از سرو درایوها برای کنترل موقعیت، سرعت و گشتاور سرو موتور ها استفاده می شود.
از این نوع درایوها زمانی استفاده می شود که موقعیت یابی دقیق و دقت بالا موردنیاز باشد؛ مانند رباتیک، ماشین ابزار و تجهیزات پزشکی.
سرو درایوها می توانند کنترل بسیار دقیق بر موقعیت موتور داشته و معمولا دارای زمان پاسخدهی سریعی دارند.
این نوع درایوها با دریافت فیدبک از سنسورهایی که موقعیت موتور، سرعت و یا گشتاور آن را اندازه گیری می کنند، عمل می کنند و
متناسب با آن ها ولتاژ و جریان اعمال شده به موتور را تنظیم می کنند.
این فیدبک معمولا توسط یک انکودر که روی شفت موتور نصب شده فراهم می شود.
