انواع حالت و مد کنترلی اینورتر

دو مد اصلی از مدهای کنترلی رایج اینورتر به شرح زیر است:

مُد کنترلی ولتاژ به فرکانس (V/F Voltage per Frequency)
برای موتورهای معمولی، کارکرد موتور با سرعت کامل در ولتاژ و فرکانس خط نامی به دست می آید. برای موتور صنعتی در آمریکای شمالی، این معمولاً سه فاز 480V AC در 60 هرتز است. بسته به اینکه موتور دارای چند قطب است، 100٪ چرخش سرعت موتور در دقیقه (RPMs) در ولتاژ و فرکانس کامل می تواند 1800 (که بسیار معمولی است) یا مقدار دیگری باشد. بحث زیر یک موتور را با مقادیر قبلی فرض می کند. در کنترل V/F ولتاژ و فرکانس را به صورت خطی تولید می کند و به عنوان مثال سرعت موتور 100% را در 400 ولت و 50 هرتز ایجاد می کند. کارکردن موتور با سرعت 50 درصد به 200 ولت و 25 هرتز نیاز دارد.

محدودیت های کنترل V/F
یکی از محدودیت های این رویکرد، حلقه باز بودن این حالت کنترلی است. این امر به این دلیل اتفاق می‌افتد که در حالی که VFD مقادیر توان مناسب را تولید می‌کند، هیچ بازخورد دقیقی در مورد نحوه عملکرد یا چرخش موتور ندارد، بنابراین هیچ تأییدی مبنی بر تولید سرعت مورد نظر وجود ندارد.
محدودیت دوم این است که ممکن است فقط بتواند یک موتور را تا حدود 2٪ یا 3٪ از نقطه تنظیم سرعت کنترل کند، که ممکن است برای برخی از برنامه ها کافی نباشد.
از طرف دیگر، بسیاری از VFD های V/Hz به کاربر اجازه می دهند از دیگر منحنی های خروجی غیرخطی سفارشی استاندارد یا تعریف شده توسط کاربر انتخاب کنند. برای مثال، این می‌تواند خروجی را برای تجهیزات با اینرسی بالا که در آن‌ها گشتاور راه‌اندازی بیشتری مورد نیاز است، مانند فن‌ها و پمپ‌های گریز از مرکز، تنظیم کند و عملکرد بهتر و طول عمر بیشتری داشته باشد.

یکی دیگر از ویژگی های مفید حالت V/Hz این است که یک VFD می تواند همزمان چندین موتور را به حرکت درآورد، که می تواند برای تجهیزاتی مانند نوار نقاله انبار که در آن بسیاری از موتورها نیاز به کار با سرعت یکسان دارند، مفید باشد. در حالی که استفاده از حالت V/F دقیق ترین کنترل سرعت را ارائه نمی دهد، بسیاری از کاربردهای رایج پمپ، فن و نوار نقاله به دقت زیادی نیاز ندارند و بارهای متفاوتی را تجربه نمی کنند میتوان از این حالت استفاده کنند. اگر بار در حال اجرا متفاوت باشد، سرعت موتور از فرکانس فرمان کاهش می یابد، وضعیتی که "لغزش" نامیده می شود. VFD که با V/F کار می کند نمی تواند کندی موتور را تشخیص دهد.

مُد کنترلی برداری حلقه باز (SVC Sensorless Vector Control-Open Loop)
VFD هایی که در حالت SV کار می کنند واقعاً بدون حسگر نیستند. آنها فقط یک سنسور صنعتی خارجی برای دریافت بازخورد از یک موتور ندارند. اگر از سنسور سرعت خارجی استفاده شود، رایج ترین نوع آن یک انکدر است که با سیم کشی اضافی از موتور به VFD نصب می شود.

سنسورهای خارجی ممکن است برای دقیق ترین کنترل برخی از انواع تجهیزات مورد نیاز باشد. با این حال، یک VFD که در حالت SV کار می کند، ولتاژ و جریان موتور را از طریق سیم های برق متصل شده از قبل کنترل می کند و سپس به صورت ریاضی سرعت موتور را با دقت خوبی تعیین می کند. این یک راه حل ساده تر و کم هزینه تر از نصب و اتصال یک انکدر است. در حالی که به اندازه یک سنسور اختصاصی مثبت نیست، SV بازخورد کافی را در اکثر کاربری ها برای فعال کردن عملیات حلقه بسته شبه ارائه می دهد.

از آنجایی که VFD اکنون اطلاعاتی در مورد سرعت فرمان داده شده و واقعی دارد، می تواند ولتاژ و جریان خروجی را برای تولید گشتاور لازم تغییر دهد، بنابراین موتور به سرعت مورد نظر می رسد. این شکل از عملکرد حلقه بسته به طور مداوم در حال اجرا است و به سیستم کنترل موتور اجازه می دهد تا به سرعت با هر شرایط بار متفاوت سازگار شود.

حالت SV
در مقایسه با حالت V/F، حالت SV گشتاور راه‌اندازی بالاتر، کنترل سرعت دقیق‌تر تحت بارهای مختلف، توانایی کارکرد با سرعت پایین تا 1% برای حداکثر سرعت نامی و امکان تولید تا 200% گشتاور نامی را برای مدت کوتاهی ارائه می‌کند. برای اینکه یک VFD موتور را در حالت SV به کار بیندازد، درایو باید برای موتور تنظیم شود. این یک عملکرد سریع و ساده است که معمولاً در اولین راه اندازی تجهیزات انجام می شود. یک محدودیت در مقایسه با حالت V/F این است که تنها یک موتور می تواند به یک VFD که در حالت SV کار می کند، به دلیل نحوه نظارت بر سیم پیچ های موتور متصل شود. حالت SV را می توان برای هر نوع برنامه ای استفاده کرد و به طور کلی نسبت به حالت V/F برتری دارد. کاربردهایی با بارهای مختلف و حساسیت سرعت شامل خطوط چاپ، تولید پارچه و عملیات ماشین آلات CNC است.

مقایسه حالت های کنترلی VFD
VFD های مدرن دارای حالت های عملیاتی و صدها پارامتر پیکربندی هستند. تواناترین واحدها حتی شامل کنترلرهای منطقی روی برد و حلقه های PID می شوند. با این حال، برای هر کاربرد، کاربر باید حالت عملکرد مناسب را تعیین کند. تکنولوژی مد SV جدیدتر است و بهترین عملکرد را برای اکثر برنامه هایی که در آن یک موتور مرتبط با هر درایو وجود دارد، ارائه می دهد. ولی در جایی که به بهترین دقت کنترل نیاز نیست، V/F یک انتخاب سریع و آسان است.

به طور اساسی، VFD ها دو عملکرد انتقال توان الکتریکی را از طریق استفاده از المان های الکترونیک حالت جامد برای کنترل موتورهای AC سه فاز هماهنگ می کنند. اولین قدم این است که بخش یکسو کننده VFD ولتاژ خط AC را به ولتاژ باس DC بالاتر تبدیل کند. مرحله دوم این است که بخش اینورتر VFD از ولتاژ باس DC برای تولید ولتاژ و فرکانس خروجی متناوب AC برای به حرکت درآوردن موتور یا موتورهای هدف استفاده کند. VFD های مدرن، مانند این مدل، تنظیمات و حالت های عملیاتی زیادی دارند، که هر کدام باید به درستی برای بهترین عملکرد فرآیند یا تجهیزات انتخاب شوند.

منبع: https://www.kalasanati.com/%D8%A7%D8%AE%D8%A8%D8%A7%D8%B1-%D9%88-%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D8%A7%D8%AA/%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D8%A7%D8%AA-%D8%A8%D8%B1%D9%82-%D8%B5%D9%86%D8%B9%D8%AA%DB%8C-%D9%88-%D8%A7%D8%AA%D9%88%D9%85%D8%A7%D8%B3%DB%8C%D9%88%D9%86/1662/%D9%85%D8%AF%D9%87%D8%A7%DB%8C-%DA%A9%D9%86%D8%AA%D8%B1%D9%84%DB%8C-%D8%AF%D8%B1%D8%A7%DB%8C%D9%88