چوک خروجی اینورتر چیست؟
همانند چوک ورودی اینورتر، یک چوک AC هم در قسمت اتصال اینورتر به موتور قرار می‌گیرد که به ما کمک می‌کند تا بتوانیم هارمونیک‌ها را به صورت موثری حذف کرده و شکل موج را تا حد امکان به حالت سینوسی نزدیک کنیم. باید بدانید که راکتور خروجی درایو معمولا در جایی استفاده میشود که طول کابل زیاد (از ۲۰ تا ۱۵۰ متر) باشد. به این ترتیب میتوان از ایزولاسیون موتور حفاظت کرده و مانع از انتقال هارمونیک‌ها به آن شد. به عبارت بهتر چوک خروجی اینورتر باعث کم شدن پیک‌های ولتاژی شده و از سیم پیچ‌های موتور الکتریکی محافظت میشود.
شکل موج خروجی از اینورتر معمولا به صورت سینوسی کامل نیست و حالت مربعی دارد. به همین دلیل باید سعی کنیم تا با اعمال فیلترهایی، قبل از وارد شدن این سیگنال به موتور، آن را به شکل سینوسی دربیاوریم. برای این کار از فیلتر خروجی درایو که به عنوان چوک خروجی درایو اینورتر شناخته میشود، استفاده می‌کنند. این نوع از راکتورها کمک زیادی به حذف هارمونیک‌ها می‌کنند.
اهمیت استفاده از چوک AC در خروجی اینورتر
– حفاظت از سلامت موتور و سیم پیچ ها
همه ما میدانیم که شکل موج ولتاژ خروجی از اینورتر سینوسی نیست و با هارمونیک‌هایی همراه است که شکل موج را از حالت سینوسی خارج می‌کند. گذرهای ناگهانی سطح ولتاژ در سیگنال خروجی اینورتر، پس از عبور از بار سلفی موتور، می‌توانند اسپایک‌هایی با ولتاژ بالا ایجاد کنند. در صورتی که این پیک ولتاژی از محدوده قابل‌تحمل توسط موتور بیشتر شود، مشکلات مختلفی ایجاد میشود که از قرار زیر هستند:
بالا رفتن مقدار استرس واردشده به عایق سیم پیچ‌ها
از بین رفتن عایق سیم‌پیچ‌ها در طول زمان
افزایش دمای موتور
اتصالی سیم پیچ‌ها و سوختن الکتروموتور
برای جلوگیری از همه این مشکلات تنها کافی است که چوک AC خروجی را در محل اتصال موتور به اینورتر قرار دهید، این کار به ویژه در مواردی که طول کابل اتصال اینورتر به موتور طولانی بوده و از حدود بیست متر تجاوز کند حتما باید انجام شود. به این ترتیب پالس خروجی شکل نرمتری به خود گرفته و حالت سینوسی پیدا می‌کند و شما می‌توانید عمر موتور را بالا ببرید.
– حفظ سلامت IGBT در اینورتر
یکی دیگر از دلایل استفاده از چوک خروجی اینورتر، محافظت از IGBT ها در مدار داخلی اینورتر است. باید بدانید که پیک‌های ولتاژی ایجادشده در ترمینال‌های موتور می‌توانند برای خود اینورتر هم خطرناک باشند. به عبارت بهتر این احتمال وجود دارد که موج خروجی به سمت اینورتر منعکس شده و باعث آسیب دیدن IGBT ها شده و عملکرد اینورتر را مختل می‌کند.
مهمترین کاربردهای چوک خروجی در درایو موتور از قرار زیر هستند:
– طولانی بودن کابل اتصال اینورتر و موتور
همان‌طور که گفتیم اصلی‌ترین کاربرد چوک خروجی اینورتر کم کردن پیک‌های ولتاژی ایجادشده در اثر افزایش طول کابل است. به طور معمول اندازه کابل استاندارد برای یک درایو در دفترچه راهنمای موتور آمده است. اما معمولا چوک خروجی در مواردی استفاده میشود که طول کابل از ۲۰ تا ۱۵۰ متر باشد. زیرا همان‌طور که در شکل زیر مشاهده می‌کنید، زیاد شدن طول کابل می‌تواند به طور قابل‌توجهی پیک‌های ولتاژی را افزایش دهد.
نکته مهم: اگر از یک اینورتر صنعتی برای چند الکتروموتور استفاده می‌کنید، طول کابل نهایی برابر با مجموع کابل‌های متصل شده به هر درایو است.
– موتورهای قدیمی
در گذشته برای راه اندازی موتور اغلب از روش‌هایی مثل روش ستاره – مثلت استفاده می‌شد؛ اما امروزه با رایج شدن استفاده از درایور موتور باید به نوع موتوری که قرار است توسط اینورتر درایو شود دقت ویژه نمود. چراکه بعضی از موتورهای قدیمی موجود در صنعت مناسب استفاده از اینورتر برای درایو کردن نیستند و عایق سیم‌پیچی آن‌ها تحمل افزایش ولتاژ ناشی از از اسپایک را ندارد و بعد از مدتی عایق سیم‌پیچ آن‌ها دچار مشکل شده و به اصطلاح دچار شکستگی عایق میشوند.
– قرارگیری الکتروموتور در محیطی با شرایط سخت
از آنجایی که خود استفاده از اینورتر برای درایو موتور، به دلیل هارمونیک‌های ولتاژ خروجی آن منجر به گرم شدن بیشتر موتور میشود باید دقت نمود که دمای سیم پیچ موتور، از دمای عایق آن فراتر نرود؛ چراکه افزایش دمای سیم پیچ موتور خود باعث میشود عایق آن در برابر اضافه ولتاژ ناشی از اسپایک‌ها آسیب پذیرتر شده و زودتر شاهد خرابی موتور باشیم. لذا بحث خنک کاری مبحث مهمی هست که به خصوص در هنگام استفاده از اینورتر باید به آن توجه نمود. از این رو توصیه میشود که از عایق‌های کلاس F کمتر برای درایو استفاده نشود. ولی در صورتی که از چوک خروجی استفاده کنید این مسئله تا حد زیادی حل خواهد شد.
– راه اندازی چند الکتروموتور به صورت موازی
اگر خرید اینورتر را با هدف راه‌اندازی چندین الکتروموتور به شکل موازی انجام داده‌اید، باید حتما چوک خروجی درایو را هم به همراه آن خریداری کنید. زیرا همان‌طور که گفتیم طول کابل نهایی، مجموع طول کابل‌های متصل شده به هر موتور است که در مجموع باعث افزایش کابل‌های خروجی میشود.
مزیت های استفاده از چوک خروجی درایو
جبران شدن اثرات خازنی کابل خروجی اینورتر
کم کردن اثر پیک‌های ولتاژی روی سیم پیچ‌های موتور
عدم نیاز به خرید الکتروموتورهای گران‌قیمت سازگار با اینورتر
کاهش دمای کاری موتور به میزان قابل‌توجه
افزایش طول عمر الکتروموتور
کم شدن هارمونیک و تلفات در مدار
افزایش بازده الکتروموتور
کاهش احتمال وارد شدن آسیب به IGBT های خروجی اینورتر
قیمت چوک خروجی درایو
قیمت چوک خروجی درایو بسته به نوع طراحی و ساختار راکتور متفاوت است. به عبارت بهتر متغیرهایی مانند ولتاژ و فرکانس کارکرد، در کنار نرخ جریان و امپدانس، بر روی قیمت چوک خروجی تاثیرگذار هستند.
تفاوت چوک خروجی درایو با فیلتر سینوسی چیست؟
یکی دیگر از فیلترهایی که برای کم کردن هارمونیک در خروجی اینورتر قرار می‌گیرد، فیلتر سینوسی نام دارد. فیلتر سینوسی ترکیبی از سلف و خازن است و در مواردی استفاده میشود که طول کابل اتصال بین الکتروموتور و درایو، بیشتر از ۱۵۰ متر باشد. با استفاده از این فیلتر میتوان به طور تقریبی همه هارمونیک‌ها را از روی پالس خروجی از بین برده و شکلی کاملا سینوسی را ایجاد کرد.
بنابراین باید بگوییم که تفاوت چوک خروجی درایو با فیلتر سینوسی در توانایی آن‌ها برای حذف هارمونیک‌ها و نوع کاربرد است. راکتور خروجی درایو تنها می‌تواند تا ۳۰ درصد هارمونیک‌ها را حذف کند؛ در حالی که فیلتر سینوسی قادر به حذف تقریبا صد درصدی این هارمونیک‌ها است. همچنین در صورتی که طول کابل خیلی زیاد باشد، دیگر تنها استفاده از چوک خروجی اینورتر کافی نیست و نیاز به فیلتر سینوسی هم خواهیم داشت.
سخن پایانی
برای اینکه بتوان طول عمر الکتروموتورها را به حد قابل‌توجهی افزایش داده و از اثرگذاری هارمونیک‌ها بر روی سیم پیچ‌ها جلوگیری کرد، استفاده از چوک خروجی اینورتر ضروری است. این قطعه در مواردی استفاده میشود که طول کابل اتصال میان موتور و اینورتر زیاد باشد یا اینکه چندین الکتروموتور به یک درایو متصل شوند. چوک AC خروجی می‌تواند حدود ۳۰ درصد از هارمونیک‌ها را از بین برده و شکل موج خروجی را به سینوسی نزدیک کند.
سوالات متداول
طول کابل استاندارد برای اتصال هر موتور را چگونه میتوان فهمید؟
برای اطلاع از این موضوع می‌توانید به دفترچه راهنمای موتور مراجعه کنید. اما در بیشتر موارد این مقدار ۵۰ متر است.
آیا میتوان از فیلتر سینوسی و چوک خروجی درایو به صورت همزمان استفاده کرد؟
بله. در صورتی که الکتروموتور شما به هارمونیک‌ها حساسیت زیادی داشته باشد و یا اینکه طول کابل از ۱۵۰ متر بیشتر باشد، می‌توانید از هر دو فیلتر خروجی به صورت همزمان استفاده کنید.
چوک خروجی اینورتر کجا نصب میشود؟
محل نصب چوک AC خروجی در میان اینورتر و موتور است. به عبارت بهتر خروجی اینورتر به عنوان ورودی راکتور عمل می‌کند و خروجی چوک هم به موتور متصل میشود.
آیا استفاده از چوک خروجی اینورتر در کاهش نویز هم موثر است؟
فیلتر خروجی درایو از نوع سینوسی می‌تواند پالس‌ها را در کابل خروجی حذف کرده و به این ترتیب نویزهای الکترومغناطیسی را که در اثر اتصالات کابلی به وجود آمده‌اند، از بین ببرد. به این ترتیب تاثیر نویز بر تجهیزان جانبی هم کاهش پیدا می‌کند.