تاریخچه اینورتر چیست ؟
به عنوان استفاده از کلمه اینورتر در کتب صنعتی تاریخ دقیقی در دسترس نیست اما اینطور که مشخص است اولین بار شخصی به نام David Prince به عنوان یک مقاله ای که در مجله GE درج کرده بود اسم INVERTER را آورده و از آن استفاده کرده بود و تمامی شاخصه ها و عناصر مهمی که مدنظر داشت را به عنوان اینورترهای مدرن به کار برد.
مهمترین مصارف اینورتر چیست ؟
اینورترها سه کاربرد اصلی دارند وبیشتر در این سه شاخه مورد استفاده قرار می گیرند :
اینورترجوشکاری:
که برای مصارف جوشکاری به کار می رود.
اینورتر برق خودرو :
اینورتر تبدیل برق ۱۲ ولت DC خودرو به برق شهری
اینورتر کنترل دور الکتروموتور و پمپ:
که برای کنترل انواع الکتروموتور و پمپ صنعتی و خانگی به کار می رود.
مهمترین نقش اینورتر چیست ؟
به طور کلی میتوان ویژگی های اینورتر را اینگونه توصیف کرد :
کاهنده مصرف برق، انرژی و کاهش هزینه برق.
استفاده از اینورتر ها سبب تنظیم سرعت موتور (کنترل دور) می شود.
کاهش جریان راه اندازی و در نتیجه طولانی شدن عمر موتور .
حذف اضافه‌جریانِ (Overcurrent) راه‌اندازی موتور (در اکثر کاربردها)
تغیبر جهت چرخش موتور بدون نیاز به کنتاکتور
جلوگیری از آسیب دیدن موتور در برابر افزایش ولتاژ
داشتن حفاظ و ترانس در برابر اضافه بار.
کاهش ضربه‌های مکانیکی و در نتیجه افزایش عمر قسمت مکانیکی
امکان کار موتور در شرایطی که ولتاژ ورودی متغیر است.
روشن و خاموش کردن موتور بدون نیاز به قطع و وصل منبع اصلی
امکان کنترل از راه دور.
ایجاد سرعت بیشتر از سرعت نامی موتور.
برنامه ریزی کردن حرکت.
انواع اینورتر از نظر ورودی چگونه اند؟
در صنعت ابزار و اینورترهای جوشکاری ، 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.شرکت توزیع ابزار پرتو صنعت اینورترهای جوشکاری خود را از ۱۶۰ آمپر تا ۳۱۵ آمپر تولید و روانه بازار می کند .
اینورتر ها از نظر فاز و شکل موج خروجی
همانطور که بیان شد اینورترها از نظر فاز عمدتا به دو نوع تک فاز و سه فاز تقسیم می شوند، همچنین از نظر شکل موج خروجی نیز به چهار نوع زیر قابل تقسیم هستند:
خروجی به شکل موج مربعی
خروجی به شکل سینوسی اصلاح شده
خروجی به شکل سینوسی اصلاح شده
خروجی به شکل سینوسی خالص
انواع اینورتر از نظر موج تولیدی
اینورترها از منظر موج تولیدی نیز با یکدیگر متفاوت هستند. و به دسته های مختلف تقسیم بندی می شوند.
اینورتر موج مربعی:
این نوع از اینورتز ها مناسب برای بارهای کاملاً مقاومتی هستند. شکل موج خروجی ولتاژ برای این نوع اینورتر به شکل مربع است. این نوع اینورتر در بین انواع اینورترها، کمترین استفاده را دارد زیرا اکثر لوازم خانگی بر اساس شکل موج سینوسی طراحی شده اند. اما همانطور که بیان شد موارد استفاده از آن ها نیز بسیار کم است.
اینورترهای موج سینوسی خالص:
این نوع از اینورتر ها قابل کاربرد در انواع تجهیزات الکتریکی و جزء بهترین اینورترها، می باشند که از نظر انواع بارها، مناسبند زیرا آنها به طور خالص، موج سینوسی را برابر با شبکه برق خانگی ما بازتولید می‌کنند.
اینورتر موج سینوسی اصلاح شده یا شبه‌سینوسی:
این نوع از اینورترها ترکیبی از شکل موج مربعی و سینوسی، مناسب برای بارهای مقاومتی و خازنی هستند و جزو پرکاربردی‌ترین و اقتصادی‌ترین موج تولیدی، قابل کاربرد در وسایل برقی سبک مانند تلویزیون یا کامپیوتر و…است.
کاربرد اینورترها در صنایع مختلف چیست؟
اینورتر یا درایو فرکانس متغیر ، یکی از پر کاربردترین اینورترها در صنایع مختلف است که برای راه اندازی و کنترل دور موتور در بخش های مختلف صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. مانند:
آسانسور ها
انواع ماشین الات خم و برش
انواع پمپ های صنعتی و ساختمانی
دستگاه های اکسترود
ماشین الات جوشکاری
منبع تغذیه
نوار نقاله
استفاده در پنل های خورشیدی
منابع برق اضطراری
سیستم های آب رسانی بوستر پمپ
پارکینگ های طبقاتی
انواع جرثقیل های سقفی و تاور کرین های سنگین
اینورتر چگونه کار می کند؟
اینورتر یک مبدل است که اصلی ترین وظیفه آن این است که برق مستقیم را به برق متناوب تبدیل می کند. کار اینورتر به این صورت است که برق شهری و یا برق صنعتی سه فاز را دریافت می کند و با تغییر دادن فرکانس و همچنین سطح ولتاژ آن را در قسمت خروجی تحویل می دهد.
در واقع می توان گفت که اینورتر یک مبدل است که برق AC را به برق DC تبدیل می کند و همچنین ولتاژ را نیز از جریان مستقیم به متناوب تبدیل می کند. در تعریف اینکه اینورتر چگونه کار می کند می توان گفت که یک وسیله تبدیل کننده برق AC به DC است.
از اینورتر ها در جاهای مختلفی استفاده می شود که یکی از عمده کاربرد های آن در دستگاه جوشکاری است که با نام اینورتر جوشکاری نیز شناخته می شود.
اینورتر سه فاز چیست؟
اینورتر ها دارای دو نوع تک فاز و سه فاز هستند که هر کدام از آنها دارای ساختار داخلی متفاوت با یکدیگر هستند. یکی از انواع اینورتر ها نوع سه فاز آنها است. تعداد سیم ها در اینورتر سه فاز سه عدد است که میان هر کدام از آنها ۱۲۰ درجه اختلاف وجود دارد. در اینورتر سه فاز از مدارهای Delta و Wye استفاده می شود و دلیل آن برای حفظ بار است و اینکه تنظیمات هرکدام از آنها با یکدیگر متفاوت می باشد.
در پیکربندی دلتا سیم خنثی وجود ندارد ولی در مدل wye علاوه بر سیم خنثی، سیم اتصال به زمین نیز وجود دارد. یکی از مواردی که باید به آن توجه داشته باشیم این است که در سیستم هایی که ولتاژ آنها بالا است سیم خنثی وجود ندارد. در اینورتر های سه فاز که دارای سه سیم هستند ورود به چرخه از سمت هر سه سیم اتفاق می افتد که با یکدیگر ۱۲۰ درجه اختلاف دارند مشاهده می کنیم.
در اینورتر های سه فاز هر کدام از فازها زمانی که ۱۳۰ درجه می چرخند می تواند چرخه را کامل کنند و به تعداد دوبار به نقطه اوج می رسند. زمانی که منبع انرژی و برق سه فاز باشد نیرو دارای جریان پایدار و سرعتی ثابت خواهد بود و همین موضوع باعث می شود تا بار بیشتری حمل شود.
اینورتر جوشکاری چیست؟
یکی از مهمترین کاربردهای اینورتر ها در صنایع جوشکاری می باشد که در ادامه به معرفی این نوع از اینورترها می پردازیم.
دستگاه جوش اینورتر ، نسل جدید دستگاه جوشکاری است. این دستگاه ها در بازار های کنونی یکی از پر طرفدارا ترین نوع اینورترها ست زیرا هم سبک است و هم جوش با کیفیتی انجام می‌دهد از این رو در بیشتر فعالیت های جوشکاری مورد استفاده قرار می گیرد. منبع تغذیه دستگاه جوش اینورتر توانایی فراهم کردن جریان بالا برای جوشکاری را دارند . این دستگاه‌ها جریان متناوب ۶۰ هرتز (AC) برق ورودی را به جریان (DC) خروجی تبدیل می کند . دستگاه جوش اینورتر علاوه بر سبک بودن ، برق کمتری نیز نسبت به دستگاه جوش ترانسی مصرف میکند. دستگاه جوش قدیمی به وسیله ی یک ترانسفورماتور هسته آهنی بزرگ شدت جریان برق AC را به ولتاژ پایین تبدیل می کند و بعد AC به DC تبدیل می شود ولی دستگاه جوش اینورتر ابتدا به کمک ریکتیفایر AC ورودی را به DC تغییر می دهد . فرکانس بالا و جریان کم شدت منبع تغذیه ای برای ترانسفورماتور است که در آن شدت یا افزایش می یابد.
تفاوت کارکرد دستگاه جوش قدیمی با دستگاه جوش اینورتر چیست ؟
می توان گفت تفاوت اصلی دستگاه جوش قدیمی با دستگاه جوش اینورتر در نوع کارکرد دستگاه‌های جوش اینورتر با دستگاه‌های جوش قدیمی در نحوه‌ی تبدیل جریان متناوب ورودی به جریان (DC) خروجی می باشد. همچنین دستگاه‌های جوش اینورتر در مقایسه با دستگاه های جوش پیشین ،سبک تر و قدرت جوش مستحکم تر و یکنواخت تری دارد. از مزایای جوشکاری با دستگاه های اینورتری می توان به افزایش کیفیت جوشکاری و صرفه‌جویی مصرف انرژی ، جوش کافی، قابل‌حمل‌بودن سبک تر بودن ، ولتاژ بی‌باری بالا اشاره کرد.
عملکرد اینورترها از لحاظ ارتباط با شبکه برق چگونه است؟
در حالت کلی اینورترها به دو حالت متصل به شبکه و جدا از شبکه وجود دارند.که در ادامه به اشنایی هر کدام از انها می پردازیم.
اینورتر جدا از شبکه:
این نوع اینورتر ها نیاز به اتصال به برق شبکه ندارند، قابلیت تبدیل ولتاژ DC باتری‌های ۱۲ ولتی به ولتاژ ۲۲۰ ولتی AC و کاربرد بیشتری در وسایل برقی خانگی دارند.
اینورتر متصل به شبکه:
این نوع از اینورتر ها معمولا توان ورودی یکنواخت را ندارند، دارای الگوی خاص برای تبدیل جریان DC به AC ، هستند و معمولا در زمان هایی که اتصال به برق شبکه و کاهش میزان برق مصرفی مورد توجه است کاربرد دارد.
بررسی اینورتر در کمپرسور یخچال
کمپرسور یخچال عمدتاً در قسمت پشت و پایین یخچال قرار دارد. وظیفه اصلی آن تبدیل بخار گاز به مایع و همچنین فشرده کردن گاز و چرخش آن درون لوله‌های کندانسور و مدار گاز است. با انجام حرکت چرخشی، پیستون موجود در کمپرسور نقش یک تلمبه را ایفا کرده و سوپاپ‌ها را باز و بسته می‌نماید. این فرآیند، سبب گردش گاز درون لوله‌ها و سیلندرها می‌شود، که منجر به سرمازدگی یخچال می‌شود.
تفاوت کمپرسور اینورتر با کمپرسور معمولی در این است که کمپرسورهای معمولی تک سرعته هستند و بر اساس دمای داخل یخچال خاموش یا روشن می‌شوند، در حالی که کمپرسورهای اینورتر با تکنولوژی دیجیتال و قابل تنظیم هستند. این نوع کمپرسورها با تغییر سرعت خود، دمای محیط را به صورت پایدار نگه می‌دارند و از افزایش و کاهش ناگهانی بار جلوگیری می‌کنند. بدین ترتیب، باعث صرفه‌جویی در انرژی و کاهش هزینه‌های برق می‌شوند.
مزیت‌های کمپرسور اینورتر در یخچال ها شامل پایداری دما و مصرف انرژی کمتر، صدای کمتر و عمر بیشتر از کمپرسورهای معمولی می‌باشد. همچنین، به علت کارکرد بهینه‌تر در نگهداری از مواد غذایی، این یخچال‌ها کارایی و دوام بیشتری در نگهداری از محتویات دارند. هر چند کمپرسورهای اینورتر از قیمت بیشتری برخوردارند، اما با صرفه‌جویی در مصرف انرژی، هزینه اضافی خرید آنها توسط کاهش هزینه‌های برق جبران می‌شود و از نظر اقتصادی بسیار به صرفه‌تر هست
بررسی کمپرسور اینورتر در ماشین لباسشویی
تکنولوژی اینورتر در ماشین‌های لباسشویی، یک نوع موتور متغیر سرعت است. که به طور هوشمندانه، سرعت چرخش را تنظیم میکند. این موتور از سنسورهای هوشمند برای تشخیص وزن لباس‌ها استفاده میکند. با توجه به اطلاعات حاصل از سنسورها، موتور به صورت هوشمند عمل کرده و بهینه‌ترین سرعت را برای شستشو انتخاب میکند که نه‌تنها باعث صرفه‌جویی در مصرف برق می‌شود، بلکه به حداکثر عملکرد و بهترین نتیجه در شستشوی لباس‌ها منجر می‌شود. این موتور دارای قطعات مکانیکی کمتری است و بدون نیاز به تسمه‌ها و دنده‌ها عمل میکند که اصطکاک کاهش یافته و سر و صدای کمتری دارد. به طور کلی، تکنولوژی اینورتر در ماشین‌های لباسشویی باعث افزایش بهره‌وری، کاهش مصرف انرژی و عمر طولانی‌تر دستگاه می‌شود
تفاوت اصلی بین کولرهای گازی قدیمی و جدید با استفاده از تکنولوژی اینورتر در کمپرسور موتور آنها مرتبط است. لطفاً توجه داشته باشید که کولرهای گازی قدیمی اغلب با کمپرسورهای دور ثابت عمل می‌کنند، در حالی که کولرهای گازی جدید مجهز به کمپرسورهای اینورتر می‌باشند.
کولرهای گازی قدیمی با کمپرسورهای دور ثابت به این صورت کار می‌کنند که هنگامی که کولر روشن می‌شود، کمپرسور با دور ثابت و بالا عمل میکند و هوا را خنک میکند. به محض رسیدن دما به حد تنظیم شده، کمپرسور خاموش می‌شود و هنگامی که دما مجدداً افزایش می‌یابد، کمپرسور به صورت متوالی روشن و خاموش می‌شود.
اما کولرهای گازی جدید با استفاده از کمپرسورهای اینورتر عمل می‌کنند. وقتی کولر روشن می‌شود، کمپرسور با دور متغیر و قابل تنظیم کار میکند. این به این معنی است که دور کمپرسور قابل تغییر است و به طور هوشمندانه تنظیم می‌شود تا دمای محیط را در مرز تنظیم شده نگه دارد. هنگامی که دما به حد تنظیم شده رسید، کمپرسور به حالت استندبای وقوفه‌ای وارد می‌شود، یعنی به طور کامل خاموش نمی‌شود بلکه با دور متغیر به کار خود ادامه می‌دهد.
این تفاوت در کارکرد کمپرسور باعث مزایای مهمی در کولرهای گازی جدید می‌شود. اولاً، با تنظیم هوشمندانه دور موتور، کولرهای گازی با اینورتر مصرف انرژی کمتری دارند و از ۳۰ تا ۶۰ درصد در مصرف برق صرفه‌جویی می‌کنند. دوماً، کمپرسورهای اینورتر باعث کاهش نویز تولید شده توسط کولر می‌شوند و برای استفاده در محیط‌های آرامش‌بخش، به‌ویژه در داخل منازل، مناسب هستند.
بنابراین، کولرهای گازی جدید با استفاده از تکنولوژی اینورتر از مصرف انرژی بهینه‌تر و عملکرد بهتری برخوردارند که این امر برای کاربران منجر به صرفه‌جویی در هزینه‌ها و تجربه بهتر از خنک‌سازی می‌شود.
اینورتر چگونه مصرف برق را کاهش می دهد؟
اینورتر یا همان مبدل به صورت هوشمند میزان بار وارده به موتور را تشخیص داده و متناسب با همان بار، به موتور جریان می دهد و این جریان در بسیاری از مواقع از جریان اسمی موتور کمتر است. از این رو موتور به مقدار مصرف از شبکه جریان می کشد و در نهایت سبب کاهش میزان مصرف برق خواهد بود. از آنجا که موتورهای القایی یکی از مصرف کنندگان اصلی بار راکتیو هستند، می توان با استفاده از اینورتر ها این مشکل را برطرف نمود. اینورترها در درون خود دارای بانک خازنی هستند و بنابراین مصرف بار راکتیو موتور را جبران می کنند و موتور در نهایت فقط مصرف کننده بار اکتیو از شبکه برق خواهد بود، لذا شامل جریمه نمی شود و نیاز به نصب بانک خازنی خارجی نخواهد داشت.