راهنمای کامل خرید اینورتر تک فاز 220 و اینورتر سه فاز 380

آنچه در این مطلب خواهید خواند :

• انواع اینورتر از نظر ورودی چگونه اند؟
• دسته بندی اینورتر
• درایو یا اینورتر تک فاز 220 چیست؟
• مزایای اینورتر تک فاز 220 به سه فاز
• کاربرد های اینورتر تک فاز 220 به سه فاز
• در زمان خرید اینورتر تک فاز به سه فاز به چه نکاتی باید توجه نمود؟
• راه اندازی الکتروموتور سه فاز با اینورتر تک فاز به سه فاز
• مقایسه انواع روش های راه اندازی الکتروموتور سه فاز
• مزایای استفاده از اینورتر نسبت به روش راه اندازی مستقیم
• مقایسه مزایای اینورتر تک فاز و سه فاز
• قیمت اینورتر تک فاز نسبت به سه فاز
• بررسی مشخصات اینورتر تک فاز به سه فاز
• بررسی مشخصات اینورتر سه فاز به سه فاز
• جمع بندی

انواع اینورتر از نظر ورودی چگونه اند؟

در صنایع مختلف اینورتر ها انواع متفاوت و فراوانی دارند .اینورترها از لحاظ ورودی به دو نوع اینورتر تک ‌فاز و اینورتر سه‌ فاز تقسیم می‌گردند اما خروجی همه‌ آن‌ها سه فاز است. در این مقاله قصد داریم همه ی آنچه که برای خرید و نصب انواع اینورتر نیاز دارید بطور مفصل شرح دهیم.امیدواریم تا پایان با ما همراه باشید.

در ابتدا مروری به اجزای اصلی اینورتر و نحوه ی عملکرد آن خواهیم داشت :

تصویر زیر، یک نمونه بلوک دیاگرام از درایو فرکانس متغیر یا همان درایو کنترل دور موتور می باشد. اجزای تشکیل دهنده درایو بطور کلی در این شکل نشان داده شده است.

همانطور که در تصویر مشاهده می کنید، اینورتر ها دارای سه جز اصلی می باشند:

• بخش مبدل یا کانورتر: برق ورودی 3 فاز متناوب به این بخش از درایو وارد شده و تبدیل به شکل موج DC می شود.
• صافی خازنی یا باس DC: شکل موج DC تولید شده وارد این بخش شده و ریپل های آن حذف می شود و تبدیل به یک موج DC تقریبا صاف می شود.
• بخش اینورتر: در این قسمت با استفاده از مدارات سوئیچینگ فرکانس بالا و تکنیک PWM، برق DC تبدیل به یک شکل موج سینوسی مربعی می شود.

در ادامه جزئیات نحوه عملکرد یک درایو فرکانس متغیر از لحظه ورود برق AC سه فاز، توضیح داده می شود:

• 
• عملکرد مبدل AC به DC

اولین طبقه از درایو فرکانس متغیر یا VFD یا درایو AC، مبدل یا Converter است. مبدل از 6 عدد دیود تشکیل شده که این دیودها اجازه عبور جریان را فقط از یک جهت می دهند. به طور مثال هرگاه ولتاژ فاز A مثبت تر از ولتاژ فاز های B و C شود، دیود فاز A باز شده و اجازه عبور جریان را می دهد. هنگامی که ولتاژ فاز B مثبت تر از A شود، دیود فاز آن باز شده و دیود فاز A بسته می شود.  همین امر برای سه دیودی که سمت منفی باس DC  هستند نیز صادق است. بنابراین با باز و بسته شدن هر دیود 6 پالس جریان دریافت می کنیم. به اینورترهایی که به این روش کار می کنند اینورترهای 6 پالسه گفته می شود و متداول ترین نوع اینورترها هستند.

• عملکرد باس DC

همانطور که در تصویر مشاهده می شود، خروجی DC دارای ریپل های AC می باشد. با افزودن یک خازن روی باس DC می توانیم ریپل AC ایجاد شده در ولتاژ را حذف کنیم. این خازن ریپل AC را جذب کرده و ولتاژ DC صاف ایجاد می کند. برای درایوهایی که ولتاژ ورودی موثر (RMS) آنها 480 ولت می باشد، ریپل AC در باس DC معمولا کمتر از 3 ولت است بنابراین ولتاژ باس DC تقریبا 650 ولت می شود. البته ولتاژ واقعی به عواملی مانند سطح ولتاژ خط AC تغذیه درایو، سطح عدم تعادل ولتاژ در سیستم قدرت، بار موتور، امپدانس سیستم قدرت و یا هرگونه فیلتر یا راکتور درایو بستگی دارد.

• عملکرد اینورتر یا مبدل DC به AC

در این بخش ولتاژ DC تولید شده در درایو با استفاده از تکنولوژی PWM، به شکل موج سینوسی مربعی با ولتاژ و فرکانس دلخواه و مناسب فرآیند تولید می شود. سه روش برای تولید این موج وجود دارد. استفاده از ترانزیستور،MOSFET و یا استفاده از IGBT. هر کدام از این تجهیزات با سوئیچینگ بسیار سریع تولید شکل موج را انجام می دهند که IGBT سریعترین سوئیچینگ را دارد و اینورترهایی که برای این بخش از عملکرد خود از IGBT استفاده می کنند، بهترین عملکرد را نسبت به مدل های دیگر دارند.IGBT ها در کمتر از 400 نانوثانیه روشن و کمتر از 500 نانوثانیه خاموش می شوند و این یعنی کمتر از یک چشم به هم زدن.

در حالت ترانزیستوری 3 جفت ترانزیستور وجود دارد که در هر نیم موج 12 بار ON و OFF می کند تا یک خروجی 3 فاز بسازد. یکی از جفت ترانزیستورها به باس مثبت DC و یکی به باس منفی DC متصل می شود تا شکل موج کامل ساخته شود. فرکانس خروجی معمولا 0 تا 20 هرتز است که بعضی اینورترها خروجی تا 400 هرتز را نیز ساپورت می کنند.

در اینورتر از IGBT ها برای تولید فرکانس های مختلف استفاده می کنیم مطابق شکل زیر:

دسته بندی اینورتر

1. اینورتر تک فاز به سه فاز
2. اینورتر سه فاز به سه فاز

از اینورتر تکفاز به سه فاز برای کنترل سرعت و حرکت الکتروموتور سه فاز استفاده می گردد با این تفاوت که تغذیه برق ورودی اینورتر ۲۲۰ ولت تکفاز می باشد. متاسفانه در بعضی موارد به اشتباه و غلط این گونه برداشت شده است که از اینورتر تک فاز به سه فازجهت راه اندازی الکتروموتورهای تکفاز استفاده می گردد که این یک برداشت صددرصد غلط است. از اینورتر تک فاز به سه فاز تنها و تنها جهت راه اندازی و کنترل سرعت الکتروموتورهای سه فاز استفاده می گردد. از آنجایی که موقعیت و استقرار بعضی از الکتروموتورها ممکن است به نحوی باشد که دارای برق سه فاز نباشند، از اینرو کمپانیهای سازنده اینورترجهت استفاده این نوع مصارف، اینورتر تک فاز به سه فاز را ارائه نموده اند.

در واقع اینورتر تکفاز به سه فاز، برق تکفاز را طی چند مرحله، تبدیل به برق سه فاز برای الکتروموتور مینماید. به عبارت دیگر بوسیله اینورتر تکفاز به سه فاز میتوان یک موتور سه فاز را با برق تکفاز راه اندازی نمود. اینورتر تکفاز به سه فاز از لحاظ ساختاری مشابه به سه فاز است، با این تفاوت که یک طبقه مبدل CONVERTER اضافه دارد. اینورتر تکفاز به سه فاز تنها در محدوده قدرتهای 0.37 کیلووات الی 4 کیلووات موجود است.

درایو یا اینورتر تک فاز 220 چیست؟

اینورتر یا درایو صنعتی قابلیت راه اندازی الکتروموتورهای سه فاز با برق تک فاز را دارا می باشند، که از  جمله مهمترین مزیت های اینورتر یا درایو های صنعتی می باشد. اینورتر تک فاز 220 درواقع یک نوع کنترل دور است که سرعت و میزان چرخش الکتروموتور را طی فرمول فرکانس متغیر و ولتاژ متغیر کنترل مینماید.

ورودی یک اینورتر تکفاز به سه فاز، 220 ولت تکفاز و خروجی آن 220 ولت سه فاز می باشد. اینورتر تکفاز به سه فاز دربازه محدودی از قدرتها تولید شده است، تا بتواند تمامی انواع الکتروموتورها را که در شرایط و مصارف خاص (وجود برق تکفاز) مثل کاربردهای خانگی وجود دارند را تحت پوشش قرار دهد. تمامی خصوصیات اینورتر تکفاز به سه فاز مشابه خصوصیات اینورتر سه فاز به سه فاز است.منطق تولید اینورتر تکفاز به سه فاز راه اندازی موتورهای سه فاز برای موقعیت هایی است که برق آنجا تکفاز باشد.

چند نمونه از مزایای کنترل دور موتور با اینورتر

اینورترها به جهت برنامه هوشمندی که دارند قابلیت تشخیص اندازه بار وارد شده به الکتروموتور را دارند و لذا مطابق با همان اندازه به موتور جریان مورد نیاز را ارائه می کنند.

• تنظیم کننده دور و کنترل سرعت الکتروموتور
• برنامه ریزی تغییر جهت دور، بسته به شرایط معین بدون نیاز به المان کنتاکتور و جلوگیری نمودن از ضربات قطع و وصل موتور که خود این موضوع نقش موثری در طول عمر موتور خواهد داشت.
• ON و OFF نمودن الکتروموتور بدون اینکه برق اصلی توسط مدارات فرمان قطع یا وصل گردد.
• قطع کامل ضربه های مکانیکی حاصل از راه اندازی الکتروموتور
• جلوگیری از اضافه ولتاژ و اعمال آن به الکتروموتور

نتیجه منتج شده از چهارمزیت فوق این است که المان های مکانیکی شامل کوپلینگ ها ،تسمه و زنجیر ،گیربکس ها و غیره به جهت کاهش چشمگیر ضربات مکانیکی افزایش طول عمر مفید خواهند داشت.

همچنین چنانچه اضافه ولتاژ و بار در موتور حادث گردد، بلافاصله اینورتر موتور را قطع خواهد نمود و همزمان پیغامی مبنی بر اضافه بار یا اضافه ولتاژ را منعکس خواهد کرد.

جلوگیری از اثرات منتج از چپگرد و راست گرد شدن و خاموش و روشن شدن مداوم که قطعا منجر به گرم شدن و دست آخر سوختن الکتروموتور می‌انجامد.

مزایای اینورتر تک فاز 220 به سه فاز

• قابلیت راه اندازی موتور سه فاز تا 4 کیلو وات (البته این توانایی در برندهای مختلف درایو متفاوت می باشد).
• قابلیت چپ گرد و راست گرد کردن الکتروموتور
• کاهش ضربه های مکانیکی هنگام استارت اولیه
• جلوگیری از جریان کشی اولیه الکتروموتور
• کاهش صدا و نویز خروجی الکتروموتور (این مزیت مناسب مصرف کنندگان پمپ های خانگی می باشد که همواره از صدای الکتروپمپ ها شکایت دارند).

کاربرد های اینورتر تک فاز 220 به سه فاز 

اینورتر و درایوهای تک فاز به سه فاز مناسب کارگاه ها و مکان هایی هستند که بنا به دلایلی دسترسی به برق سه فاز را ندارند.بیشترین استفاده درایوهای تک فاز به سه فاز برای کاربری پمپ های خانگی هست زیرا اکثر منازل به برق سه فاز دسترسی ندارند، به این دلیل بهترین گزینه برای کنترل دور الکتروپمپ و نصب سنسورها جهت سطح سنجی میزان آب رسیده به طبقات مختلف استفاده از درایو تک فاز به سه فاز می باشد. در واقع اینورتر تکفاز به سه فاز، برق تکفاز را طی چند مرحله، تبدیل به برق سه فاز برای الکتروموتور مینماید. به عبارت دیگر بوسیله اینورتر تکفاز به سه فاز میتوان یک موتور سه فاز را با برق تکفاز راه اندازی نمود. اینورتر تکفاز به سه فاز از لحاظ ساختاری مشابه به سه فاز است، با این تفاوت که یک طبقه مبدل CONVERTER اضافه دارد. اینورتر تکفاز به سه فاز تنها در محدوده قدرتهای 0.37 کیلووات الی 4 کیلووات موجود است.

محدودیت ها

یکی از اشکالات اینورتر های تکفاز این است که آنها معمولاً فقط موتورهای کوچکتر را راه اندازی می کنند. در صورت راه‌اندازی برای ورودی تک فاز، تنها تا 3 اسب بخار قدرت دارند، که برنامه‌هایی را که می‌توان در آنها استفاده کرد محدود می‌کند.

مشکل دیگر این است که اگر اشتراک برق شما به سه فاز تغییر کند، این VFD ها قادر به عملکرد در یک سیستم سه فاز نیستند. اگر چه هزینه تعویض کل سیستم به برق سه فاز باعث می شود که این اتفاق اغلب رخ ندهد.

در زمان خرید اینورتر تک فاز به سه فاز به چه نکاتی باید توجه نمود؟

• قبل از هر چیز باید به این موضوع توجه کرد که ورودی اینورتر تکفاز به سه فاز، ولتاژ تکفاز 220 ولت بوده و خروجی آن 3 فاز 220 ولت می باشد. بعضا به اشتباه تصور می کنند که می توان از این مدل اینورتر خروجی 3 فاز 380 ولت دریافت کرد که اشتباه است، لذا پلاک الکتروموتور سه فاز قبل از خرید اینورتر باید مورد بررسی قرار بگیرد. سربندی موتور حتما باید مثلث 220 ولت باشد.
• حتما باید سربندی الکتروموتور روی حالت 220 ولت مثلث قرار بگیرد و اینکه الکتروموتور این قابلیت را داشته باشد.
• پلاک الکتروموتور که اینورتر می خواهد روی آن نصب شود حتما باید خوانده شود و مورد بررسی قرار بگیرد.
• برق مجموعه ایی که اینورتر تکفاز به سه فاز می خواهد در آن قرار بگیرد از جهت بررسی آمپر جریان حتما بازدید شود.

در عکس زیر یک نمونه پلاک موتور 3 فاز که دارای سربندی مثلث 220 ولت می باشد، نشان داده شده است:

راه اندازی الکتروموتور سه فاز با اینورتر تک فاز به سه فاز

الکتروموتورهای القایی به دو قالب اصلی دسته بندی می شوند، موتورهای تکفاز و موتورهای سه فاز. موتورهای سه فاز برای راه اندازی شدنشان نیاز به برق سه فاز دارند، حال اگر برق سه فاز در محل وجود نداشته باشد، چه باید کرد؟

اینورترها از لحاظ نوع برق مصرفی به دو گونه اینورتر تکفاز به سه فاز و اینورتر سه فاز به سه فاز تقسیم می گردند، ولی به هر حال تمامی اینورترها دارای خروجی سه فازهستند و مختص راه اندازی الکتروموتورهای سه فاز. از اینورتر تکفاز به سه فاز برای کنترل سرعت و حرکت الکتروموتورهای سه فاز استفاده می گردد، با این تفاوت که تغذیه برق ورودی اینورتر تکفاز به سه فاز ۲۲۰ ولت تکفاز می باشد. متاسفانه در بعضی موارد به اشتباه و غلط این گونه برداشت شده است که از اینورتر تکفاز به سه فاز جهت راه اندازی الکتروموتورهای تکفاز استفاده می گردد که این یک برداشت صد در صد غلط است.

مقایسه انواع روش های راه اندازی الکتروموتور سه فاز

نتیجه: استفاده از اینورتر بهترین روش برای راه اندازی و کنترل دور موتور های سه فاز است.

مزایای استفاده از اینورتر نسبت به روش راه اندازی مستقیم

1. كاهش انرژی مصرفی و لذا كاهش هزینه برق، كاهش جریان راه اندازی و در نتیجه طولانی شدن عمر موتور، امكان تغییر سرعت موتور، امكان تغییر جهت حركت موتور، داشتن حفاظت در برابر اضافه بار، امكان كار موتور در شرایطی كه ولتاژ ورودی متغیر است، امكان كنترل از راه دور، ایجاد سرعت بیشتر از سرعت نامی موتور، برنامه ریزی كردن حركت.
2. کاهش اختلالات در شبکه برق
3. کاهش ضربه های مکانیکی
4. طولانی شدن عمر مفید موتور
5. امکان افزایش سرعت موتور تا 20 درصد سرعت نامی
6. امکان کنترل سرعت و گشتاور موتور به صورت دقیق و کامل
7. امکان تغییر جهت حرکت موتور
8. امکان تغییر زمان صعود و نزول ACC & DCC از 0.1 تا 6000 ثانیه
9. امکان کنترل نحوه استوپ شدن موتور
10. امکان داشتن اضافه بار (در حد توان موتور)
11. راه اندازی موتور سه فاز تا 11 کیلوات توسط برق تک فاز
12. راه اندازی نرم موتور بدون هیچگونه ضربه به قسمتهای مكانیكی مثل كوپلینگها، گیربكسها، تسمه ها، زنجیرها و غیره و در نتیجه افزایش طول عمر مفید موتور و سایر قسمتهای مكانیكی را به دنبال خواهد داشت.
13. حفاظت موتور در برابر اضافه بار؛ در این حالت چنانچه بار موتور از مقدار معمول مجاز بیشتر شود، اینورتر موتور را خاموش می نماید و به كاربر پیام اضافه بار نشان می دهد.
14. جلوگیری از گرم كردن و در نهایت سوختن موتور در كابرد هایی كه موتور به طور مداوم چپگرد و راستگرد و یا خاموش می شود.
15. در بسیاری از كاربردها به هنگام راه اندازی ،‌موتور جریان بسیار بالایی از شبكه می كشد و موجب كاهش ولتاژ شبكه و ایجاد صدماتی به تاسیسات برق رسانی و سایر دستگاهها می گردد. این جریان به 8 برابر جریان نامی موتور می رسد كه بسیار نا مطلوب می باشد.

چنانچه از اینورتر استفاده شود این اضافه جریان بسیار اندك خواهد شد (حداكثر 0.2 برابر) به عنوان مثال اگر یك موتور با جریان نامی 10 آمپر كار كند در هنگام راه اندازی این جریان به 80 آمپر می رسد و در صورت استفاده از اینورتر این جریان حداكثر به 12 آمپر می رسد.

اثرات نبود اینورتر در راه اندازی موتور

به طور معمول در نبود اینورتر قدرت و توان الکتروموتور را بیشتر از اندازه کاربرد مورد نظر انتخاب می کنند که این امر خود باعث افزایش مصرف جریان کشیده شده از شبکه می گردد، اما زمانی که اینورتر در مدار راه انداز موتور قرار می‌گیرد به طور کاملاً هوشمند جریان مصرفی را در زمان‌های نیاز افزایش و کاهش می دهد ،که این امر به صورت کاملاً محسوس هزینه برق و انرژی مصرفی را کاهش می دهد.

در بعضی از کاربرد ها و مصارف مشاهده شده است که در زمان راه اندازی موتور جریانی بسیار بالا که گاهی اوقات در حدود شش برابر جریان نامی است از شبکه درخواست می شود که می تواند به شدت باعث ایجاد لطمه و خسارت به شبکه برق‌رسانی و نیز افت ولتاژ آنی و آسیب به دستگاه ها گردد.

اما به شرط استفاده از اینورتر، جریان مصرفی در لحظه راه اندازی نهایتاً در بیشترین حالت به اندازه دو دهم برابر بیشتر از جریان نامی موتور خواهد بود.

به طور مثال در سیستمی که موتور بدون اینورتر راه‌اندازی شده است ،چنانچه جریان نامی موتور ۱۲ آمپر باشد در لحظه راه اندازی ،جریان حدود ۷۲ آمپر بوده و در عین حال به شرط وجود اینورتر، جریان در بیشترین حالت حدود ۱۴.4 آمپر خواهد بود.

در اینورتر تک فاز به سه فاز این قابلیت وجود دارد تا بتوان الکتروموتور سه فاز ۳۸۰ ولت را با برق تک فاز ۲۲۰ ولت راه اندازی نمود، یعنی با امتیاز برق خانگی به راحتی می توان الکتروموتور سه فاز را راه اندازی کرد.

مقایسه مزایای اینورتر تک فاز و سه فاز

1. اینورتر تک فاز می توانند در کاربری های گسترده ای استفاده شوند. این اینورتر ها قادر به ارائه برق جریان متناوب در خروجی می باشند اما نسبت به اینورترهای سه فاز دارای دامنه عملکردی پایین تری می باشند.
2. اینورتر تکفاز دارای هزینه طراحی بسیار پایین تری نسبت به اینورترهای سه فاز می باشند. این مدل از اینورتر ها را می توان در لوازم الکتریکی کوچک و سایر تجهیزات صنعتی به کار گرفت. طراحی اینورتر تکفاز به مراتب ساده تر از اینورتر های سه فاز است.
3. سیستم های سه فاز و در کنار آن اینورترهای سه فاز دارای کاربری بیشتری در صنعت می باشند. از جمله کاربرد های اینورترهای سه فاز می توان به شبکه های برق، کشتی، هواپیما، برج های موبایل، مراکز داده، سیستم های بدون سرنشین و بیشتر سیستم های الکترونیکی اشاره کرد.

قیمت اینورتر تک فاز نسبت به سه فاز

اینورترها در توان های مختلف وجود دارند که به تبع آن قیمتهای مختلفی هم دارند. البته در میان اینورترها، قیمت اینورتر تکفاز به سه فاز از اینورتر سه فاز به سه فاز هم رنج آن کمی بیشتر است، علت آنهم وجود یک طبقه اضافه در اینورتر تکفاز به سه فاز است. به اینورتر تکفاز به سه فاز اینورتر تکفاز و به اینورتر سه فاز به سه فاز اینورتر سه فاز نیز گفته میشود. در سال‌های اخیر برای اکثر مصارف و کاربردها شاهد افزایش و گسترش میزان استفاده ازکنترل دور بوده ایم که این موضوع در حال حاضر رو به افزایش است، علت اصلی آن را نیز می‌توان در کنترل دقیق دور و سرعت موتور به همراه کاهش مصرف انرژی از ناحیه اینورتر دانست.

استفاده از اینورتر علت های دیگری نیز دارد که به چند مورد از آن اشاره میشود:

1. ذخیره انرژی تا سطح پنجاه درصد
2. افزایش بازه بهره وری مفید و عمر موثر قطعات مکانیکی
3. از بین رفتن شوک های راه اندازی

بررسی مشخصات اینورتر تک فاز 220

پلاک اینورتر تک فاز 220

همانطور که زیر تصویر پلاک مشخص است، ورودی این اینورتر به صورت سه فاز 220 ولت و خروجی آن هم سه فاز 220 ولت است. استاندارد سه فاز 220 ولت در کشورهای اروپایی و یک سری کشورهای آسیایی وجود دارد، یعنی اختلاف پتانسیل خطی بین فاز ها 220 ولت است. اما این استاندارد در ایران وجود ندارد و بین فاز و نول در شبکه برق ایران 220 ولت اختلاف پتانسیل داریم. اختلاف پتانسیل سه فاز ایران 380 ولت است. بنابراین زمانی که روی پلاک اینورتر یا دستگاهی ذکر شده سه فاز 220 ولت، در ایران باید با برق تک فاز راه اندازی شود.

توجه: در اینورتر های تک فاز به سه فاز برای راه اندازی دستگاه با برق تک فاز کافیست به پایه های R&S یا S&T یا R&T فاز و نول را متصل کنیم.