مقدمه‌ای بر درایو الکتریکی
مقدمه و پیشینه تاریخی درایو
اولین بار در روسیه در سال 1838 لاکوبی برای کنترل یک موتور جریان مستقیم، درایو الکتریکی را خلق کرد. در آن زمان (کاربرد جریان مستقیم به علت کنترل راحت‌تر موتور بسیار بیشتر از جریان متناوب اختراع شده توسط تسلا بود اما به کارگیری درایو الکتریکی حتا برای جریان مستقیم هم سال‌ها بعد از اختراع لاکوبی مرسوم شد. مزایایی چون قدرت مکانیکی بیشتر، نیاز به تامین و نگهداری کمتر، وزن و حجم کمتر که به موتورهای جریان متناوب اضافه شد باعث رونق گرفتن استفاده از موتور جریان متناوب شد که در نتیجه کنترلر موتور را هم به این سمت سوق داد.
انواع درایو
اولین و اصلی‌ترین عامل دسته‌بندی انواع درایو نوع موتوری است که این درایو برای کنترل دور آن انتخاب می‌شود. این انواع موتورها در مطلبی جداگانه که به انواع موتور پرداخته، مورد بررسی قرار می‌گیرد. موتورها به دو دسته کلی موتورهای DC و موتورهای AC طبقه‌بندی می‌شوند. در بخش موتور جریان مستقیم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- موتور با تحریک شنت
- موتور تحریک سری
- موتور کمپوند
- موتور با آهنربای دائم
در بخش موتورهای جریان متناوب که پر کاربردترین موتورهای روز دنیا هستند موارد زیر دسته‌بندی شده است:
- موتور القایی (آسنکرون)
- موتور سنکرون
و در نهایت موتورهای خاصی هم برای کاربری‌های خاص طراحی شده است از جمله استپر، رلوکتانسی، براشلس و…
راه‌اندازی موتور
سیستم راه‌انداز یک موتور از دو قسمت مکانیکی و الکتریکی تشکیل شده است. واحدهای مختلف تشکیل‌دهنده‌ی بخش الکتریکی منبع تغذیه، مدولاتور، موتور، سنسورها، کنترلر و واحدهای بخش مکانیکی بخش اعمال بار و انتقال مکانیکی است.
استاندارد در منبع تغذیه، برق ورودی که 400 ولت سه فاز 50 هرتز یا 220 ولت تکفاز 50 هرتز که به سیستم برق می‌دهد. متداول‌ترین نوع دسته‌بندی درایو بر اساس ورودی برق تکفاز که درایو تک فاز کاربرد دارد و ورودی برق سه فاز که طبعا درایو سه فاز مناسب است.
مدولاتورهای توان برای تغییر فرکانس برای انجام سه وظیفه به کار می‌روند، اولی مبدل، دیگری مدارهای کلیدزنی و آخرین وظیفه مدارهای امپدانس متغیر است. در واحد کنترل موتور سه نوع الگوریتم کنترل وجود دارد:
- الگوریتم کنترل اسکالر
- الگوریتم کنترل برداری (Vector Control)
- الگوریتم کنترل مستقیم گشتاور (DTC)
کاربرد درایو
کاربری‌های درایو که به صورت مرسوم استفاده می‌شود، در فن و تهویه، آسانسور، جرثقیل و بالابر، نوار نقاله (Conveyor) و اکسترودر و… در کل اینورتر وسیله‌ای است برای کنترل کامل، حفاظت و راه‌اندازی نرم موتورها برای کاربری خاص در صنعت. در واقع روش‌های زیادی برای راه‌اندازی موتور وجود دارد، راه‌اندازی مستقیم (DOL)، راه‌اندازی با سیم‌پیچ استاتور، راه‌اندازی با اتو ترانس، راه‌اندازی با روش ستاره-مثلث، راه‌اندازی با سافت استارتر و در نهایت راه‌اندازی موتور با اینورتر یا درایو. بسته به کاربردی که از موتور گرفته می‌شود می‌توان مزایا و معایبی برای هر کدام از این روش‌ها مطرح کرد. در مطلبی جداگانه به مزایای استفاده از این سیستم‌های کنترل دور موتور خواهیم پرداخت.
