سخت افزار درایو کنترل سرعت
درایوها بسته به فناوری و ساخت کارخانه سازندشان ، دارای بخش های مختلفی هستند اما به طور کلی یک درایو VVVF از بخش های اصلی زیر تشکیل شده است :
1 - مدار یکسو سازی ورودی
در ابتدا برق سه فاز شبکه توسط یک پل دیود سه فاز به صورت یک ولتاژ DC تبدیل می شود که به DC BUS معروف است ، و در اکثر درایوها این ولتاژ در ترمینال های قدرت درایو از بیرون قابل دسترسی می باشد. و در شرایطی خاص نیز می توان مستقیما با اعمال ولتاژ DC از خارج به این قسمت ، درایو را راه اندازی نمود.
بلوک دیاگرام داخلی کنترل سرعت ( درایو VVVF)
ساختمان الکتریکی کنترل سرعت ( درایو VVVF)
2 - خازن های صافی
در همه درایوها ، این خازن وجود دارد و بنا به مدل درایو ، از ظرفیت های کمتر یا بیشتر استفاده می شود و یکی از عوامل تاثیر گذار در قیمت تمام شده درایو می باشد، و نقش اساسی در عملکرد درایو دارد.
نکته : در درایوها 400 ولتی که در شبکه سه فاز ایران مورد استفاده قرار می گیرد، از خازن هایی باولتاژ شکست 900 ولتی استفاده می گردد.
3 - سوئیچ های خروجی
ولتاژ DC توسط شش عدد سوئیچ IGBT تبدیل به شکل موجی با فرکانس متغیر می گردد و همچنین با کنترل عرض پالس خروجی ولتاژ دلخواه نیز ایجاد می شود به این معنی که این امکان وجود دارد که یک موتور را در هر فرکانسی با گشتاور دلخواه کنترل کنیم . این سوئیچ ها با فرکانس چند کیلوهرتز قطع و وصل می شوند که به فرکانس حامل معروف است .
وجود این فرکانس بالا برای ایجاد یک حرکت نرم در موتور لازم است. در نهایت درایو با این فناوری امکان می یابد که یک موتور را از چند دهم هرتز تا چند صد هرتز به گردش در آورد.
4 - مدار کنترل
واحد کنترل دارای پردازنده های بسیار پر سرعت و قوی است که نقش کنترل تمام قسمت های مختلف درایو از جمله ورودی ها و خروجی های دیجیتال و آنالوگ ، کنترل IGBT ها ، نمایشگرها و ... را به عهده دارد و با استفاده از نرم افزار های مختلف کاربری های متفاوتی را فراهم می سازد. در واقع نرم افزار جز عوامل تعیین کننده انتخاب یک درایو مناسب برای آسانسور می باشد، از ویژگی های مهم نرم افزار وجود کاربری آسانسور ( LIFT APPLICATION) در ساختار آن است.
نکته : معمولا مدار کنترل با ولتاژ کمتر از 24 ولت کار میکند، که این ولتاژ توسط یک مبدل ولتاژ از DC BUS تهیه می شود. در بعضی از مدل ها ، امکان راه اندازی واحد پردازنده به طور مستقل نیز وجود دارد که برای راه اندازی درایو با ولتاژ های پایین ( به طور مثال هنگام برق اضطراری ) بسیار مناسب است.
5 - حسگرهای جریان
درایو برای اینکه بتواند یک موتور را به طور قابل قبولی کنترل کند، نیازمند اندازه گیری های دقیقی از جریان لحظه ای آن می باشد، در واقع با اندازه گیری جریان است که واحد کنترل، تصمیم به اصلاح فرکانس قطع و وصل سوئیچ های قدرت می کند.
6 - مقاومت ترمز
در هنگامی که سرعا روتور از فرکانس ورودی از فرکانس خروجی درایو ( سرعت میدان دوار استاتور) بیشتر باشد، موتور در حالت ژنراتوری قرار می گیرد و همانطور که در شکل زیر مشاهد می شود، انرژی برگشتی از طریق دیودهای موازی با IGBT ها موجب افزایش ولتاژ DC BUS می گردد، این ولتاژ به اندازه ای افزایش می یابد که امکان صدمه دیدن درایو وجود دارد. برای جلوگیری از OVER VOLTAGE یک مقاومت پر وات که - معمولا در خارج از درایو نصب میشود - و یک سوئیچ ، به خط DC BUS وصل شده، انرژی اضافی ( برگشتی از موتور) به صورت حرارت بر روی مقاومت خارجی تلف می شود.
انرژِی برگشتی از موتور به سمت درایو
- حالت ژنراتور چه وقت رخ می دهد؟
در هنگام حرکت کابین خالی به سمت بالا، سنگینی وزنه تعادل، باعث سرعت گرفتن موتور شده، در این زمان درایو باید از افزایش سرعت موتور جلوگیری کرده، به این صورت انرژی برگشتی را به حرارت تبدیل کند. قابل ذکر است در برخی مدل درایوها انرژی برگشتی از موتور به جای آن که به صورت حرارت بر روی مقاومت تلف شود، به شبکه اصلی بازگردانده می شود، البته این نوع درایوها از قیمت بالاتری برخوردار هستند.
- نکات مهم در نصب مقاومت :
1. نصب به گونه ای باشد تا دفع حرارت به آسانی انجام پذیرد و حرارت تولیدی به قطعات پیرامون صدمه نزند. ( در داخل تابلو نصب نشود)
2. اهم و توان مقاومت بر اساس جداول کارخانه سازنده انتخاب می شود، بنابراین در هنگام نصب به مقدار توصیه شده دقت شود، ولی به طور کلی میتوان گفت که توان مفاومت در موتورهای گیربکسی 0/2 و در موتورهای گیرلس 0/1 درایو می باشد.
3. در صورت سرخ شدن زیاد مقاومت باید به موارد زیر دقت نمود :
الف) توان مقاومت کم می باشد و باید از مقاومت با توان بالاتر استفاده کرد .
ب) شیب نزولی زیاد است، و توان زیادی در زمان کوتاهی بر روی مقاومت تلف می شود.
ج) تعداد استارت زیاد است و مقاومت فرصت خنک شدن پیدا نمیکند.
د) مقاومت اتصال بدنه دارد یا نیم سوز شده است که باید تعویض گردد.
4. به علت ولتاژ بالا ( حداقل 600 ولت) و احتمال برق گرفتگی دقت شود سیم اتصال زخمی نشده محافظ فلزی جدا نشود.
5. سیم ارتباطی مقاومت و درایو حتما از نوع شیلددار باشد تا نویز منتشر نشود.
6. اتصال سیم مقاومت به درستی انجام شود، زیرا در صورت عدم اتصال مقاومت به درایو به ویژه در هنگام توقف کابین، مشکلات زیادی پیش می آید.
7. اتصال ترموستات مقاومت به سیستم fto تابلو ( در صورت موجود بودن )
8. استفاده از مقاومت موازی در توان های بالا
9. توجه شود هر چقدر اثر سلفی کمتر باشد پخش نویز ان کمتر می شود ( وجود میله و روش پیچیدن )
10. دقت شود سیم های مقاومت به همدیگر اتصال نداشه باشند ( بیشترین عامل سوختن درایوها )
انواع درایوهای رایج در بازار