مزایای کنترل موتور با اینورتر

اینورتر نمونه ای از منبع تغذیه سوئیچینگ است. اینورتر میتواند ولتاژ DC را به ولتاژ AC با دامنه و فرکانس قابل کنترل تبدیل کند. اینورترها معمولا برای کنترل موتورها به کار میروند. با استفاده از اینورتر میتوان سرعت موتور را با شتاب ثابت افزایش یا کاهش داد یا آن را کاملا ثابت نگه داشت. در حالی که اگر از اینورتر استفاده نشود سرعت موتور همواره ثابت خواهد بود.

از آنجایی که در سیستم الکترومکانیکی اکثر انرژی توسط موتور مصرف میشود، کنترل سرعت و توان موتور بر اساس نیاز بار میتواند حدود ۲۵ الی ۷۰ درصد انرژی مصرفی را کاهش دهد. (علی رقم درصد قابل توجه کاهش مصرف انرژی هنوز استفاده از اینورتر برای کنترل موتور فراگیر نشده است.)

۸ مزیت دیگر استفاده از اینورتر در کنترل موتور به صورت زیر است:

کنترل جریان راه اندازی

هنگامی که یک موتور به طور مستقیم توسط برق راه اندازی میشود، حدود ۷ تا ۸ برابر جریان نامی خود را مصرف میکند. این جریان بالا باعث تولید حرارت اضافه در سیم پیچ ها شده و از عمر مفید موتور میکاهد. هرچه تعداد راه اندازی یک موتور بیشتر باشد عمر آن کمتر است. مثلا در پمپ آب ساختمان ها اگر از درایو استفاده شود میتوان عمر مفید موتور را سه برابر کرد. زیرا جریان راه اندازی موتور با اینورتر حدود ۷۰ درصد جریان نامی موتور است که این مقدار به زمان شتاب گیری موتور و مقدار بار بستگی دارد.

کاهش نوسانات ولتاژ

همانطور که گفته شد اگر موتور مستقیما به ولتاژ شبکه متصل شود جریان راه اندازی خیلی زیادی دارد. این جریان باعث میشود برای مدل کوتاهی کل توان شبکه به سمت موتور حرکت کند و شبکه دچار افت ولتاژ میشود. در این هنگام بار های حساس مثل کامپیوترها، تجهیزات اندازه گیری و … ممکن است restart شوند. استفاده از اینورتر برای کنترل موتور میتواند این مشکلات را کاملا برطرف کند.

شتاب گیری کنترل شده

اینورتر موتور را با شتاب ثابت از سرعت صفر تا سرعت مشخص شده توسط کاربر به حرکت درمی آورد. در صورتی که اگر موتور را مستقیما به شبکه برق وصل کرد، به موتور یک شوک مکانیکی بزرگ وارد میشود و میخواهد آن را با شتاب بسیار بالا بچرخاند، این شوک باعث فرسایش بیشتر سیستم مکانیکی خواهد شد حتی در بعضی کاربرد ها ممکن است باعث آسیب دیدن یا تاب برداشتن بار شود.

کنترل سرعت موتور

چون اینورتر میتواند فرکانس خروجی را تغییر دهد به راحتی میتوان سرعت موتور را تغییر داد. معمولا در عمل سرعت موتور را میتوان از نزدیک صفر RPM به ۲ برابر سرعت نامی موتور برد. البته از نظر تئوری هیچ محدودیتی در سرعت موتور وجود نخواهد داشت. اما در عمل به دلیل عدم تحمل قسمت های مکانیکی خیلی نمیتوان سرعت را بالا تر از سرعت نامی برد.

کنترل حد گشتاور

با استفاده از اینورتر برای کنترل موتور میتوان حد گشتاور موتور را تعیین کرد و با این کار موتور را از اضافه بار یا قفل شدن روتور محافظت کرد.

ذخیره انرژی

فن ها و پمپ هایی که موتور آن ها توسط اینورتر کنترل میشود بسیار مصرف انرژی کمتری دارند. مشخصه توان این نوع بارها نسبت به سرعتشان با توان ۳ تغییر میکند. یعنی اگر یک فن در سرعت نصف کار کند توان مورد نیاز برای گرداندن آن ^۳(۱/۲) میشود که ۱/۸ حالتی که با سرعت نامی کار میکند توان نیاز دارد. در صورتی که اگر برای موتور این فن اینورتر به کار برده نشود فن مجبور است با همان سرعت نامی موتور بچرخد و ۸ برابر توان بیشتر مصرف میکند. این اختلاف مصرف انرژی با توجه به سایز موتور در طی چند سال هزینه هنگفتی خواهد شد.

چرخش معکوس

با استفاده از اینورتر برای کنترل موتور میتوان به راحتی و بدون نیاز به هیچ تغییری در سیستم جهت چرخش موتور را عوض کرد.

ترمز ژنراتوری

در سیستم های مکانیکی برای ترمز کردن، انرژی یک متحرک را با تلف کردن به صورت حرارت کم میکنند. این امر باعث کاهش سرعت متحرک میشود. مثلا در یک قطار برقی ترمزهای مکانیکی انرژی جنبشی قطار را به صورت گرما تلف میکنند. اما با استفاده از اینورتر میتوان موتور را وارد ناحیه ژنراتوری کرده و انرژی مکانیکی آن را به شبکه برق تحویل داد. در سیستمی مانند قطار برقی به دلیل جرم زیاد قطار، انرژی جنبشی آن فوق العاده بالاست و بازیابی این انرژی بسیار ارزشمند خواهد بود و راندمان سیستم را به شدت بالا میبرد.