انواع مبدل
مبدل‌‌‌‌‌‌‌های کنترل دور موتور القایی سه فاز(VFD) :
با پیشرفت صنعت نیمه هادیها و توسعه‌‌‌‌‌‌‌ی مبدل‌‌‌‌‌‌‌های الکترونیک قدرت و توسعه‌‌‌‌‌‌‌ی کنترل کنندههای فرکانس و ولتاژ، موتورهای القایی ۳ فاز در کاربردهایی با دور متغیر جایگاه ویژه‌‌‌‌‌‌‌ای پیدا کردند و به سرعت جایگزین موتورهای DC و درایوهای کنترل سرعت DC جریان مستقیم شدند و کاربرد درایوهای AC در صنایع مختلف روبه فزونی گذاشت. زیرا ماشینهای القایی، ساختمان بسیار ساده‌‌‌‌‌‌‌تری نسبت به موتورهای DC دارند و هزینه تولید آنها کمتر و همچنین هزینه نگهداری و تعمیرات پایین‌‌‌‌‌‌‌تری دارند. اما به‌‌‌‌‌‌‌دلیل پیچیدگی کنترل دور موتورهای القایی که نیاز به تغییر فرکانس و ولتاژ یا الگوریتم‌‌‌‌‌‌‌های کنترلی پیشرفته‌‌‌‌‌‌‌تر دارد، هزینه سیستم درایو موتورهای القایی و سیستم کنترل آن به نسبت درایوهای DC بالاتر است. ولی با توجه به قابلیت اطمینان بالای این سیستم‌‌‌‌‌‌‌ها و هوشمند بودن سیستم‌‌‌‌‌‌‌ها و زمان خرابی و رفع عیب کوتاه‌‌‌‌‌‌‌تر و هزینه نگهداری و تعمیرات پایین‌‌‌‌‌‌‌تر، بیش از پیش مورد توجه قرار دارند.
مبدل‌‌‌‌‌‌‌های قدرت و درایوها:
مبدل‌‌‌‌‌‌‌های الکترونیک قدرت انواع مختلف دارند. آن دسته از مبدل‌‌‌‌‌‌‌های الکترونیک قدرت که بهمنظور کنترل و بهره‌‌‌‌‌‌‌برداری از ماشینهای الکتریکی مانند ماشینهای القایی، ماشینهای سنکرون و ماشینهای DC مورد استفاده قرار می‌‌‌‌‌‌‌گیرند، بهعنوان درایوهای ماشین الکتریکی یا درایوهای کنترل دور (سرعت) شناخته می-شوند. شرکت مکو برای پاسخ‌‌‌‌‌‌‌گویی به نیاز صنایع مختلف اعم از نیروگاهی، نفت و گاز، سیمان، پالایشگاه‌‌‌‌‌‌‌ها، آب و فاضلاب و آب‌‌‌‌‌‌‌شیرین کن‌‌‌‌‌‌‌ها، صنایع فولاد، صنایع غذایی، صنایع چوب و کاغذ و … محصولاتی مبتنی بر تکنولوژی روز و قابلیت‌‌‌‌‌‌‌های فنی بالا طراحی کرده و ارائه میکند.
کنترل کنندههای سرعت موتور القایی که اغلب با عنوان VFD(Variable Frequency Device) شناخته میشوند تنوع و حوزه وسیع‌‌‌‌‌‌‌تری از کاربردهای صنعتی را در بر میگیرد و به لحاظ کاربردی بهعنوان Soft starter یا کنترل مستمر سرعت موتور محصولات، دسته بندی و قابل ارائه می‌‌‌‌‌‌‌باشند که در soft starter ها هدف، کنترل جریان راه‌‌‌‌‌‌‌اندازی و گشتاور راه‌‌‌‌‌‌‌اندازی موتور در زمان اتصال به شبکه میباشد و پس از راه‌‌‌‌‌‌‌اندازی عملا استارتر می‌‌‌‌‌‌‌تواند از مدار خارج شود ولی در کاربرد کنترلی دور، علاوه بر کنترل شرایط راه‌‌‌‌‌‌‌اندازی موتور، سرعت و گشتاور بر اساس نیاز فرایند مورد کنترل، قابل تنظیم میباشد.
معرفی محصولات:
تکنولوژی‌‌‌‌‌‌‌‌های کنترل دور در VFD ها:
در سطوح ولتاژ فشار ضعیف از روشهای کنترلی زیر استفاده میشود:
۱-روش تثبیت نسبت ولتاژ به فرکانس– کنترل اسکالر (یا کنترل V/Fثابت):
این روش بهعنوان ساده‌‌‌‌‌‌‌‌ترین روش کنترل موتورهای AC ، به‌‌‌‌‌‌‌‌طور گسترده در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد. این نوع کنترلرها از نوع اسکالر بوده و به‌‌‌‌‌‌‌‌صورت حلقه باز با پایداری خوب عمل می‌‌‌‌‌‌‌‌کنند. در مقابل این نوع کنترلرها برای کاربردهای با پاسخ سریع مناسب نمی باشند.
۲-روش کنترل برداری (Vector Control):
روبات‌‌‌‌‌‌‌‌ها و ماشینهای ابزار، نمونه‌‌‌‌‌‌‌‌هائی از کاربردهای با دینامیک بالا هستند. در این کاربردها، روشهای کنترلی برداری استفاده میشود. در روشهای کنترلی برداری تفکیک مولفه‌‌‌‌‌‌‌‌های جریان استاتور به دو مولفه گشتاورساز و فلوساز، و کنترل آنها با استفاده از رگولاتورهای PI ترتیبی داده میشود.
۳-روش کنترل مستقیم گشتاور(Direct Torque Control ) :
پاسخ گشتاور در روشهای برداری حدود ۱۰ – ۲۰ms و در روشهای کنترل مستقیم گشتاور (Direct Torque Control ) این زمان حدود۵ ms است.
در درایوهای فشار متوسط که با روش چند سطحی با ترکیب چندین اینورتر فشار ضعیف طراحی میشوند، تکنولوژی مرسوم Neutral point clamed (NPC) Inverter و روش Cascade H-Bridge (CHB) است و در درایوهای فشار متوسط شرکت مکو، CHB استفاده میشود که این روش دارای مزایای زیر است:
- ساختار ماژولار
- تعمیرات و نگهداری آسان
- استفاده از نیمه هادیها با سطوح ولتاژ نسبتا پایین
- استفاده از خازن‌‌‌‌‌‌‌‌های ولتاژ پایین
- قابلیت ادامه کار در صورت بروز خطا در یک ماژول یا اینورتر
- عدم نیاز به فیلتر هارمونیکی در ورودی و خروجی دستگاه
- استفاده از سیستم هوا خنک یا آب خنک با توجه به سطح توان
شکل سمت راست، شماتیک نحوه قرارگیری ماژول‌‌‌‌‌‌‌‌‌های فشارضعیف در هر فاز درایو فشار متوسط که از طریق ۶ ماژول ۶۹۰ ولت در هر فاز ولتاژ خط ۶ کیلو ولت را ایجاد نموده است، نمایش می‌‌‌‌‌‌‌‌‌دهد. در شکل سمت چپ نحوه‌‌‌‌‌‌‌‌‌ی اتصال خروجی‌‌‌‌‌‌‌‌‌های ماژول‌‌‌‌‌‌‌‌‌های فشار ضعیف در روش CHB برای ۳ ماژول نمایش داده شده است. هر یک از ماژول‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سیستم، کنترل محلی و داخلی خود را دارد و تمام ماژول‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها از طریق یک سیستم کنترل بالا دستی تحت نظارت و سوپروایزری است و تنظیمات مربوط برای ایجاد فرکانس و ولتاژ مناسب و هماهنگی با سایر ماژول‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها را دریافت میکند. به دلیل کنترل همزمان n اینورتر یا ماژول، سیستم کنترل (بالا دستی) مگا درایو باید با دقت و حساسیت بالا طراحی شود.
ماژول‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها یا اینورترها در مگا درایو دارای کنترلر محلی است که توسط کنترلر اصلی مگا درایو با سایر ماژول‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها یا اینورترها سنکرون و هماهنگ عمل میکند و کنترلر اینورتر یا کنترلر محلی ماژول وظیفه مودولاسیون عرض پالس برای ایجاد موج سینوسی در خروجی اینورتر به یکی از روشهای مدولاسیون عرض پالس سینوسی (SPWM)، مدولاسیون بردار فضایی (SVM) یا حذف هارمونیکهای انتخابی (SHE) را برعهده دارد. از طرفی بهمنظور کنترل دور یا سرعت موتور، از روش کنترل اسکالر یا (V/F Control) یا روش کنترل برداری (Vector Control) عمل میکند که بر اساس نوع کاربرد و حساسیت کاربرد روش کنترلی مناسب انتخاب میشود.
در شکل مقابل شماتیک یک ماژول یا اینورتر یا POWER Cell مورد استفاده در مگا درایوها نمایش داده شده است.
سوابق اقدامات اجرایی:
با توجه به استفاده وسیع از موتورهای القایی در سیستم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های تولید نیروی برق، به منظور افزایش بازده و کاهش تلفات، عمل‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کرد ایمن، افزایش کنترل‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیری فرایندها، کاهش هزینه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های تجهیزات بالا دستی، بهبود کیفیت برق و کاهش هارمونیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها در شبکه داخلی نیروگاه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها لازم است از مزایای درایوهای موتور القایی VFD ها بهره برد. گروه مپنا با طراحی و به‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کارگیری برج‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های خنک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کن ACC در نیروگاه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های بخار و سیکل ترکیبی به جای استفاده از روش برج خنک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کن هلر یا روش Once Through ، علاوه بر کاهش چشم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گیر مصرف آب مورد نیاز با استفاده از VFD های فشار ضعیف و درایوهای تولیدی شرکت مکو در رنج‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های ۱۱۰ کیلو وات تا ۲۰۰ کیلو وات در خصوص هزینه تجهیزات بالا دستی و مصرف انرژی الکتریکی نیز شرایط مطلوبی را در نیروگاه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها فراهم آورده است.
در حوزه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ی تولید پراکنده نیروی برق (Decentralization Generation) و نیروگاه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های مقیاس کوچک که از توربین‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های گاز ۲۵ مگا وات و ۴۰ مگا وات استفاده میشود، از موتورهای القایی در پمپ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سوخت یا استفاده بهعنوان راه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌انداز توربین گاز Cranking Motor یا سایر کاربردها بهره گرفته میشود و VFD ها و درایوهای موتورهای القایی مذکور در محدوده توان ۲۰ کیلو وات تا ۷۵ کیلو وات با ولتاژ ۴۰۰ ولت تامین شده است.
از دیگر کاربردهای مرسوم از درایوهای موتور القایی و VFD ها الکتروکمپرسورها و الکتروپمپ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشدکه در صنایع نفت و گاز و صنایع پالایشگاهی دارای بازار مناسبی است و معمولا با توجه به رنج توانی مورد نیاز در این پروژه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها از درایوهای فشار متوسط با سطوح ولتاژ ۳ کیلو ولت، ۶/۶ کیلو ولت و ۱۱ کیلو ولت استفاده میشود.
تعدادی از پروژه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها:
• درایوهای ۴۵ کیلو وات (LV):
کنترل سوخت توربین‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های ۲۵ مگا وات قابل استفاده در پروژه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های افزایش فشار خطوط انتقال نفت و گاز، توربین ژنراتور ۲۵ مگا وات برای تولید برق (واحدهای تولید پراکنده و واحدهای موبایل) و یا تولید آب و برق همزمان
• درایوهای ۷۵ کیلو وات (LV):
راه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌انداز توربین‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های ۲۵ مگا وات قابل استفاده در پروژه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های توربین ژنراتور ۲۵ مگا وات برای تولید برق (واحدهای تولید پراکنده و واحدهای موبایل) و یا تولید آب و برق همزمان پروژه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های نیروگاه موبایل
• درایوهای ۱۱۰ تا ۲۰۰ کیلو وات(LV):
کنترل دور موتور فن‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سیستم خنک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کن از نوع ACC مورد کاربرد در نیروگاه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سیکل ترکیبی
• درایو ۲۵ مگا وات (MV):
کنترل دور الکتروکمپرسور مورد استفاده در پروژه فشار افزایی سکوی نفتی پارس جنوبی
• درایوهای ۵۰۰، ۱۱۲۰ و ۱۲۵۰ کیلو وات (MV):
کنترل دور الکتروکمپرسور مورد استفاده در پروژه نگه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌داشت و افزایش تولید میدان نفتی منصوری و تأمین خوراک از جریان گازهای شعله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ور به پالایشگاه خلیج فارس بید بلند
• درایو ۵۰۰ و ۱۰۰۰ کیلو وات (MV):
کنترل دور الکترو کمپرسورهای مورد استفاده در پروژه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های آب شیرین‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کن
مزیت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های فنی:
افزایش عمر الکتروموتور، کاهش چشم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گیر مصرف انرژی، کاهش تلفاتی که از تعمیرات و نگهداری ناشی می شود از جمله کاربردهای دیگر اینورتر به شمار می روند. کنترل کنندههای دور موتورهای الکتریکی ساخت شرکت مکو، هر چند که ادوات پیچیده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای هستند ولی چون در ساختمان آنها از مدارات الکترونیک قدرت استاتیک استفاده می شود و فاقد قطعات متحرک هستند، از عمر مفید بالائی برخوردارند. مزیت دیگر این کنترل کنندههای دور موتور، توانائی آنها در عودت دادن انرژی مصرفی در ترمزهای مکانیکی و یا مقاومت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های الکتریکی به شبکه میباشد. در چنین شرائطی با استفاده از کنترل کنندههای دور مدرن می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توان از اتلاف این نوع انرژی جلوگیری نمود. به‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌طوری‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌که در برخی کاربردها قیمت انرژی بازیافت شده از این طریق، در کمتر از یک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌سال معادل هزینه سرمایه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گذاری سیستم بازیافت انرژی میشود .همچنین بروز هارمونیک در سیستم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های برق اولین پیامد عناصر غیرخطی در شبکه است. به خاطر گسترش فزاینده استفاده از عناصر غیرخطی در سیستم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های برق، مانند راهاندازها (درایورهای تنظیم سرعت) و مبدل‌‌‌‌‌‌‌های الکترونیکی قدرت، مقدار هارمونیک، شکل موج جریان و ولتاژ به‌‌‌‌‌‌‌‌طور چشمگیری در شبکه افزایش یافته است و ازین‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌رو توجه نظر سازنده درایو بهعنوان یکی از اصلی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین تجهیزات تولید کننده هارمونیک در شبکه، همواره مورد توجه شرکت مکو بوده و درایوهای تولیدی این شرکت به دلیل نوع طراحی و استفاده از فیلترهای مناسب، از هارمونیک کمتری نسبت به محصولات مشابه برخوردار می باشند.
تماس با مکو
در صورتی که به اطلاعات بیشتری درباره شرکت مکو نیاز دارید، و یا برای شرکت یا سازمان خود نیازمند راه‌حل یا محصولی هستید، می‌توانید با ما تماس بگیرید.