درایو چیست؟ معرفی انواع درایوهای AC و DC
درایو الکتریکی که اغلب به عنوان کنترل کننده الکتریکی شناخته می شود، وسیله ای است که برای کنترل خروجی یک موتور استفاده می شود، به عنوان مثال، برای ایجاد حرکت خطی در یک محرک الکتریکی. در این مقاله به معرفی درایو، انواع مختلف آن ها پرداخته می شود و سپس مقایسه ای بین آن ها انجام خواهد شد، بنابراین تا انتها با ما همراه باشید.
آموزشگاه فنی حرفه ای فن آموزان دوره های تخصصی آموزش plc ، آموزش تابلو برق و آموزش طراحی برد ، آموزش رباتیک را تحت نظارت سازمان فنی حرفه ای ، با اعطای مدرک معتبر و بصورت 100% عملی در کارگاههای مجهز برگزار می کند. برای دریافت اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.
عناوین این نوشته:
فیلم معرفی انواع درایو AC و DC
درایو الکتریکی چیست؟
درایو وسیله ای الکتریکی یا الکترونیکی است که برای کنترل سرعت و حرکت ماشین های الکتریکی مانند موتورها و ربات ها و غیره استفاده می شود. آنها کنترل کننده سرعت ثابت و متغیر هستند و به طور گسترده در اتوماسیون صنعتی استفاده می شوند.
در زیر دیاگرام درایو الکتریکی آورده شده است.
انواع درایوهای الکتریکی
به طور عمده دو نوع اساسی از درایوهای الکتریکی وجود دارد که به شرح زیر است:
- درایوهای AC
- درایوهای DC
درایو AC چیست؟
درایو AC (جریان متناوب)، منبع AC را با استفاده از مدارهای مبدل مبتنی بر یکسو کننده به DC تبدیل می کند و با استفاده از اینورتر برای کنترل سرعت موتورهای الکتریکی به ویژه موتورهای سه فاز، آن را از DC به AC برمی گرداند.
موتور الکتریکی → تبدیل به AC → تبدیل به DC → منبع AC
درایو AC با نام های VFD (درایو فرکانس متغیر)،VSD ( درایو سرعت متغیر) یا ASD (درایو سرعت قابل تنظیم) نیز شناخته می شود. انواع مختلف درایوهای AC بر اساس یک اصل کار می کنند، یعنی مقدار ثابت ولتاژ و فرکانس ورودی را به ولتاژ و فرکانس خروجی متغیر برای کنترل حرکت موتورهای AC تبدیل می کنند. در زیر بلوک دیاگرام اصلی درایو AC آمده است.
انواع درایوهای AC
درایوهای موتور AC بر اساس نوع موتور AC مورد استفاده طبقه بندی می شوند. رایج ترین انواع شامل درایوهای القایی، سنکرون، بردار بدون حسگر و سروو می باشد.
- موتورهای القایی نام خود را از این واقعیت گرفته اند که جریان به سیم پیچ های روتور بدون هیچ گونه ارتباط فیزیکی با سیم پیچ های استاتور (که مستقیماً به منبع تغذیه AC متصل هستند) القا می شود. علاوه بر این، سازگار با بسیاری از محیط های مختلف و قادر به ارائه قدرت قابل توجه و همچنین کنترل سرعت متغیر است. به طور معمول “لغزش” یا از دست دادن ردیابی دقیق سرعت با موتورهای القایی وجود دارد.
- موتورهای سنکرون با سرعت ثابت تا بار کامل کار می کنند. سرعت روتور برابر با سرعت میدان مغناطیسی دوار استاتور است. هیچ لغزشی وجود ندارد رلوکتانس و آهنربای دائمی دو نوع اصلی موتورهای سنکرون هستند. موتور سنکرون اغلب در مواردی استفاده می شود که سرعت دقیق موتور باید حفظ شود.
- درایوهای برداری بدون سنسور از کنترل مستقل ولتاژ و فرکانس ارائه شده به موتور برای کنترل سرعت خوب و گشتاور خروجی با سرعت پایین نزدیک به موتورهای DC استفاده می کنند. بدون سنسور نشان می دهد که هیچ حسگر فیدبکی مانند رمزگذار یا حل کننده استفاده نمی شود.
- سروو موتورها معمولاً موتورهای سنکرون آهنربای دائمی هستند که اغلب می توانند نسبت گشتاور به اینرسی پایینی برای شتاب های بالا داشته باشند. آنها اغلب از کموتاسیون بدون جاروبک با بازخورد ارائه شده توسط حسگرهای هال افکت و تحریک سیم پیچی سینوسی استفاده می کنند.
درایو DC چیست؟
درایو DC (جریان مستقیم) یک سیستم کنترل سرعت موتور DC است که منبع AC ورودی را با استفاده از مدار مبدل مبتنی بر یکسو کننده (دیودها و تریستورها) برای کنترل سرعت موتورهای DC به DC تبدیل می کند.
پیش از این، ولتاژ متغیر DC توسط ژنراتورهای DC برای کنترل سرعت یک موتور DC تولید می شد. امروزه از تریستورها برای تبدیل AC به DC استفاده می شود در حالی که از یکسو کننده قوس جیوه و مبدل تریستور نیز برای همین منظور استفاده می شود.
دو نوع دیگر از درایوهای DC وجود دارد که عبارتند از:
- درایوهای DC آنالوگ
- درایوهای DC دیجیتال
در زیر بلوک دیاگرام اصلی یک درایو DC معمولی آورده شده است.
مزایای درایوهای AC و DC
در زیر تعدادی مزایای مهم درایوهای AC و DC لیست شده اند.
مزایای درایوهای AC
- کم هزینه و همچنین معمولی هستند
- در مورد موتورهای AC نیاز به نگهداری کمتری دارند
- موتورهای AC معمولاً در دسترس هستند و قیمت کمتری دارند. در مقایسه با موتورهای DC از نظر وزن سبک تر و اندازه کوچکتری دارند
- سرعت بالا به دلیل نداشتن برس و مشکل کموتاسیون
مزایای درایوهای DC
- فناوری درایو DC در مقایسه با سیستم های درایو AC کارآمد، قابل اعتماد، مقرون به صرفه، سازگار با اپراتور و نسبتاً آسان است
- درایوهای DC به دلیل تبدیل واحد یعنی تبدیل AC به DC ارزانتر و پیچیده هستند
- درایو DC مزایای زیادی نسبت به درایوهای AC دارد، به ویژه برای برنامه های احیا کننده و توان بالا
- درایوهای DC به طور گسترده در کاربردهای درایوهای صنعتی به منظور ارائه کنترل بسیار دقیق مورد استفاده قرار گرفته اند
- عملکرد نویز کمتر در مقایسه با موتورهای AC
- موتورهای DC ماشین های خود راه انداز با گشتاور راه اندازی و شتاب بالا هستند
مقایسه بین درایوهای AC و DC
در زیر جدولی وجود دارد که برخی از تفاوت ها را بین درایوهای AC و DC نشان می دهد.
| مشخصات | درایو AC | درایو DC |
| تعریف | درایوهای AC VFD، منبع AC را با استفاده از مبدل (یکسو کننده) به DC تبدیل می کنند و با استفاده از اینورتر آن را از DC به AC معکوس می کنند تا موتورهای AC را راه اندازی کنند. | درایوهای DC فقط با استفاده از مدار مبدل مبتنی بر یکسو کننده برای راه اندازی موتورهای DC، منبع AC ورودی را به DC تبدیل می کنند. |
| کنترل | درایوهای AC، خروجی AC را از ورودی AC کنترل می کنند. | درایوهای DC، خروجی DC را از ورودی AC کنترل می کنند. |
| منبع تغذیه و ولتاژ اصلی | درایوهای AC توسط منبع تغذیه AC یعنی ولتاژ متناوب تک فاز و سه فاز اجرا می شوند. | درایوهای DC توسط منبع تغذیه DC یعنی باتری ها و منابع تامین کننده ولتاژ DC اجرا می شوند. |
| خود استارت | خود استارت نیست. | خود استارت هست. |
| طراحی | طراحی مدار درایوهای AC به دلیل اینورتر و مبدل که AC را به DC تبدیل می کند و سپس DC را به AC معکوس می کند کمی پیچیده است. | طراحی مدار درایوهای DC به دلیل تبدیل تک توان، پیچیدگی کمتری دارد، یعنی فقط یک بار AC را به DC تبدیل می کند. |
| مدارهای قدرت و کنترل | مدارهای قدرت و کنترل درایوهای AC در مقایسه با درایوهای DC از نظر طراحی پیچیده هستند. | مدارهای قدرت و کنترل درایوهای DC در مقایسه با درایوهای AC از نظر طراحی ساده هستند. |
| قطع / شتاب | مکانیسم قطع و شتاب درایوهای AC را می توان با تغییر فرکانس تغذیه (Fs) کنترل کرد. | مکانیسم شکست درایوهای DC را می توان با اعمال مقاومت در سمت روتور کنترل کرد. |
| کنترل سرعت | کنترل سرعت با تغییر فرکانس تامین انجام می شود. | کنترل سرعت توسط آرمیچر و کنترل میدانی انجام می شود. |
| محدودیت سرعت | حداکثر سرعت را می توان به دست آورد. | سرعت به دلیل کموتاتور استفاده شده در موتورها برای کموتاسیون محدود است. |
| سرعت موتور برحسب دور در دقیقه (RPM) | 10 k RPM | 2.5 k RPM |
| تنظیم سرعت | تنظیم سرعت ~ 1٪ در موتورهایی که توسط درایوهای AC کار می کنند قابل دستیابی است. | تنظیم سرعت 1% در موتورهایی که توسط درایوهای DC کار می کنند امکان پذیر نیست. |
| گشتاور سرعت | تنظیم منحنی های گشتاور سرعت پیچیده است. | به راحتی می توان به آن دست یافت. |
| گشتاور استارت | پایین | بالا |
| اینورتر / مبدل | درایوهای AC دارای هر دو اینورتر و مبدل هستند. | درایوهای DC دارای مدارهای مبدل و چاپر هستند. نیازی به اینورتر ندارد. |
| کموتاتور و حلقه های لغزنده | بدون نیاز به کموتاسیون، اما حلقه های لغزشی در درایوهای AC را نیاز دارند. | بدون حلقه لغزش، اما تغییر در درایوهای DC مورد نیاز است. |
| یکسوسازی | بدون نیاز به مدار یکسوساز. | مدار یکسو کننده ضروری است. |
| عملکرد باتری | درایوهای AC مستقیماً به باتری ها وصل نمی شوند، زیرا برای انجام این کار به قطعات و مدارهای اضافی نیاز است. | درایوهای DC را می توان مستقیماً از طریق باتری ها با تامین ولتاژ DC متصل و اجرا کرد. |
| انتقال | درایوهای AC را می توان مستقیماً به ترانسفورماتور (منبع اصلی) متصل کرد. | در درایوهای DC، ترانسفورماتور در ولتاژ بالاتر از 100 ولت مورد نیاز است. |
| مصرف برق | درایوهای AC در مقایسه با درایوهای DC انرژی کمتری مصرف می کنند. | درایوهای DC در مقایسه با درایوهای AC انرژی بیشتری مصرف می کنند. |
| طول عمر برس | بالا (حدود 10 هزار ساعت) | کم (حدود 3 هزار ساعت) |
| نویز | عملکرد درایوهای AC دارای نویز است. | عملکرد درایوهای DC نویز کمتری دارد. |
| هارمونیک | اینورتر مورد استفاده در درایوهای AC هارمونیک ها را در هر دو طرف یعنی منبع تغذیه و بار تولید می کند. | مبدل مورد استفاده در درایوهای DC هارمونیک تولید نمی کند. |
| جرقه | درایوهای AC بدون جرقه هستند و می توان از آنها در محیط مرطوب استفاده کرد. | درایوهای DC به دلیل ایجاد جرقه در برس ها نمی توانند در مناطق مرطوب استفاده شوند. |
| پاسخ دینامیکی | بالا | پایین |
| تعمیر و نگهداری | کم | بیشتر و مکرر |
| اندازه، وزن و نرخ توان | بزرگ | کوچک |
| هزینه | درایوهای AC گران تر هستند در حالی که موتورهای مورد استفاده در درایوهای AC ارزان تر هستند به عنوان مثال. موتور قفس سنجابی. | درایوهای DC ارزانتر هستند در حالی که موتورهای مورد استفاده در درایوهای AC کمی گران هستند. |
| مصارف عمومی | درایوهای AC تقریباً در همه مناطق با کاربردهای گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. | درایوهای DC در مقایسه با درایوهای AC در مناطق کمی استفاده می شوند. |
| کاربردها | به طور کلی، درایوهای AC برای کنترل سرعت موتورهای AC استفاده می شود. | معمولاً از درایوهای DC برای موتورهای DC به منظور کنترل سرعت آن ها استفاده می شود. |
آموزشگاه فن آموزان در دپارتمان برق خود دوره های تخصصی الکترونیک ، تعمیرات و کنترل ابزار دقیق نظیر آموزش تعمیرات برد ، آموزش تعمیرات موبایل ، آموزش برق ساختمان ، آموزش برق صنعتی ، آموزش تعمیرات پکیج و بالغ بر هشتاد دوره تخصصی دیگر را بصورت کاربردی و ویژه بازار کار ارائه می دهد. تمامی دوره ها بصورت عملی و با اعطای مدرک معتبر برگزار می شود. برای دریافت مشاوره رایگان و جزئیات بیشتر با شماره 02191321001 تماس بگیرید.