اینورتر سه فاز چیست؟

اینورتر یک تجهیز الکترونیکی است که وظیفه دارد جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل کند، به همین خاطر به اینورترها، مبدل جریان مستقیم به متناوب نیز گفته می‌شود. اینورترها معمولا قابلیت تغییر فرکانس و ولتاژ را نیز دارند. این محصول نام‌های دیگری از جمله درایو، درایو فرکانس متغیر، کنترل دور موتور یاVFD  نیز دارد. وظیفه اینورترها به طور کلی تبدیل جریان DC به AC ، راه اندازی و کنترل الکتروموتور است. اینورترها بین منبع برق و موتور قرار داده می‌شوند.

به طور کلی اینورترها در برق صنعتی، وسیله‌های خانگی و صنعتی مثل ماشین لباسشویی، یخچال، آسانسورهای خانگی، پمپ‌های آب، کولر گازی و… که در آنها حرکت وجود دارد کاربرد دارند و این قابلیت فرکانس و سطح ولتاژ تولیدی را به وسیله تقویت کننده‌ها به سطح ولتاژ و فرکانس دلخواه تبدیل کرده و برق شهری  ACخروجی را با ولتاژ و فرکانس مورد نیاز کاربر تامین و تولید می‌کنند. در نهایت از برق AC تولید شده در خروجی اینورتر می‌توانیم انواع موتورهای AC سه فاز را کنترل و راه اندازی کنیم.

عملکرد اینورتر سه فاز

برای شناختن چگونگی عملکرد یک اینورتر سه فاز بهتر است ابتدا با ساختار آن آشنا شویم. در یک سیستم اینورتر سه فاز، سه سیم برق وجود دارد. سه بازو اینورتر سه فاز معمولا با زاویه 120 درجه با همدیگر تفاوت فاز دارند، تا در کنار یکدیگر یک منبع AC سه فاز کنند. در مدت زمانی که این سه بازو یک دور کامل یعنی 360 درجه می‌چرخند، هر کدام از این سه فاز، دو بار به نقطه اوج خود می‌رسند. برای محافظت کردن از بار در سیستم سه فاز از حالت‌های مختلفی استفاده می‌شود.

طرز کار اینورتر سه فاز به این صورت است که این نوع اینورترها با قطع و وصل کردن دائمی کلیدهای قدرت خود کار می‌کنند. IGBT ها، ماسفت‌ها و باقی اجزای برد اینورترها می‌توانند پالس‌های الکتریکی را شارژ کنند. ممکن است برایتان سوال پیش بیاید که پالس‌های الکتریکی چه کاری انجام می‌دهند؟ در پاسخ به این سوال باید بگوییم، پالس‌ها می‌توانند ولتاژ الکتریکی در قسمت خروجی اینورترها ایجاد کنند.

در واقع اصل کار اینورتر سه فاز این است که، این نوع اینورتر سه کلید اینورتر تک فاز دارد که همه آنها را می‌توانیم به ترمینال بار وصل کنیم. برای سیستم کنترل پایه، کارکردن سه سوئیچ را می‌توانیم طوری با یکدیگر هماهنگ کنیم که هر سوئیچ به تنهایی در هر 60 درجه شکل موج اولیهo/p برای ایجاد یک شکل موج o/p خط به خط شامل شش مرحله کار کند. این شکل موج شامل یک مرحله ولتاژ صفر در بین دو بخش مانند منفی و مثبت موج مربع است. هنگامی که تکنیک های PMW بر اساس حامل بر روی این شکل موج‌ها اعمال می‌شود، می‌توان شکل اصلی شکل موج را به گونه ای گرفت که هارمونیک سوم شامل مضرب‌های آن لغو شود.

کاربرد اینورتر در کجاست؟

بیشترین کاربردی که اینورترهای سه فاز دارند در مکان‌هایی است که موتورهای سه فاز با توان‌های بالاتر از 10 اسب بخار دارند. چنین موتورهای قدرتمندی را نمی‌توان با اینورترهای تک فاز راه اندازی کرد. مکان‌هایی از جمله کارخانه‌های تولیدی، حفاری‌های عمیق، صنعت سنگ، دکل‌های نفتی، کارگاه‌های صنعتی، راه اندازی پمپ‌ها و دینام‌ها، مزارع کشاورزی و…

• این اینورترها در برنامه‌های کاربردی درایو فرکانس متغیر استفاده می‌شوند.
• در برنامه‌های پرقدرت مانند انتقال برق HVDC استفاده می‌شود.
• اینورتر موج مربعی سه فاز در مدار UPS و مدار شارژر فرکانس حالت جامد کم هزینه استفاده می‌شود.

مزایای استفاده از اینورتر سه فاز

از آنجایی که اینورترهای تک فاز تنها توان مصرفی زیر 1000 وات را می‌توانند تحمل کنند، پس برای سیستم‌هایی که توان مصرفی آنها بالای 800 وات است از اینورتر سه فاز استفاده می‌شود. علاوه بر این استفاده از اینورتر سه فاز مزیت‌هایی دارد که عبارتند از:

• صرفه جویی در مصرف سیم
• بازده و راندمان کاری بالاتر
• توانایی جا به جایی بیشتر بار الکتریکی
• توانایی هدایت برق بالاتر
• ایمنی بیشتر برای تجهیزات و کاربر
• انعطاف پذیری بیشترو پشتیبانی تجهیزات 3 فاز 2 فاز یا تک فاز
• جلوگیری از افت جریان و ولتاژ
• اجازه جبران گشتاور خروجی
• نصب ولوم کنترل برای تغییر میزان دور در دقیقه
• قطع عملکرد موتور در حالت بی‌ باری ( مانند الکتروپمپ ها برای جلوگیری از خشک کار کردن موتور)
• کنترل سرعت حرکت مثل آسانسور
• اتصال به انکودر و انجام نمونه گیری برای کنترل دقیق تر، موثر و هوشمندانه
• برنامه ریز وسیع برای انجام برنامه ای ثابت در تایم تعیین شده
• کنترل انرژی مصرف شده و پایین آمدن آن
• افزایش دور تا حدی بیش از دور نامی الکتروموتور
• سنسور برای مشخص کردن مواردی خاص مانند فشار، نور و…

اینورترهای سه فاز همان گونه که مزایایی دارند، معایبی نیز دارند. یکی از مهم ترین و اصلی ترین معایب آنها هزینه بالای آنها است. همچنین طراحی کردن تابلو با اینورترهای سه فاز، کار سخت تری نسبت به طراحی با اینورترهای تک فاز است و به طور کلی این نوع اینورترها پیچیدگی بیشتری نسبت به نوع تک فاز خود دارند.

تفاوت اینورتر سه فاز و تک فاز

فرق بین اینورترهای سه فاز و تک فاز در نوع ورودی آنها است، این تفاوت در نوع ورودی به خاطر تفاوت نوع یکسوساز اولیه آنها است. اینورترهای تک فاز به این صورت کار می‌کنند که در ورودی برق تک فاز دریافت کرده، برق سه فاز به خروجی می‌دهند. اما اینورتر سه فاز اینگونه کار می‌کند که هم برق ورودی و هم برق خروجی آن سه فاز است. یکسوساز اولیه در بخش اولیه برق AC  را به برق DC تبدیل می‌کند سپس مجددا طبق فاکتورهایی که مد نظر ما هستند به برق AC تبدیل می‌کند.

ساختمان داخلی اینورتر سه فاز

همان طور که دیدیم اینورتر سه فاز از بخش‌های گوناگونی تشکیل شده که در ادامه قصد داریم این بخش‌ها را معرفی کنیم.

تغذیه AC

تغذیه AC در واقع ورودی ولتاژ شبکه است که می‌تواند ولتاژهای گوناگونی از جمله 680V، 480V، 380V، 230V باشد.

یکسوسازrectifier

وظیفه یکسوسازها این است که ولتاژ AC شبکه را به ولتاژDC تبدیل کنند.

BUS DC و چوک

باس دی سی و چوک با همکاری کردن با یکدیگر، وظیفه دارند ریپل و نوسان ایجاد شده در ولتاژ یکسو شده را از بین ببرند.

واحد اینورتر inverter

این واحد وظیفه دارد در قسمت DC BUS، ولتاژ DC را به ولتاژ موج سینوسی AC  تبدیل کند.

اینفوگرافی اینورتر سه فاز چیست؟

سخن آخر

همان‌طور که دیدید اینورترها وسایلی بسیار کاربردی و مهم در صنعت به شمار می‌روند. برای خرید و استفاده از این قطعه بسیار مهم می‌توانید از طریق فروشگاه‌ها و مراکز معتبر فروش قطعات صنعتی مهم اقدام کنید. صنایع تولید دیتا با سابقه‌ای درخشان در زمینه واردات محصولات مهم و کاربردی فعالیت می‌کند. همچنین این مجموعه به عنوان نماینده رسمی برند زیمنس در ایران شناخته می‌شود. برای ارتباط با مجموعه می‌توانید از طریق شماره تماس، وب سایت یا ایمیل با کارشناسان در ارتباط باشید.