درایو DC یا درایو AC؟
inverter DC or inverter AC
تفاوت بین درایو AC و درایو DC:
نیاز به درایوهای الکتریکی یک نیاز جهانی است و با توجه به نوآوری‌های مداوم درزمینه اتوماسیون صنعتی بخصوص روباتیک، با سرعت قابل‌توجهی در حال افزایش است.
درایو AC و درایو DC کارآمدترین راهکار را برای کنترل خروجی یک موتور ارائه می‌دهند و بنابراین به‌طور گسترده‌ای در تقریباً همه صنایع، اعم از کوچک و بزرگ، مورداستفاده قرار می‌گیرند.
چرا درایوهای فرکانس متغیر؟
درایوهای فرکانس متغیر (VFDs) برای کنترل دقیق سرعت،
موقعیت و گشتاور در بارهای مختلف موردنیاز هستند که با روش‌های دیگری مثل جایگذاری مقاومت،
نمی‌توانند به‌طور مؤثری قابل حصول باشند.
برخی از مزیت‌های درایوهای الکتریکی AC یا اینورتر DC عبارت‌اند از:
۱-کارآمدی بالا در محیط صنعتی
۲-داشتن رفتار قابل پیش‌بینی
۳-امکان کنترل جریان شروع
۴-این درایوها در سال‌های اخیر با پیشرفت‌های زیادی روبرو شده و اکنون با ریزپردازنده‌ها و قطعات الکترونیک دیجیتال مونتاژ می شوند.
تفاوت‌های کلیدی بین درایو AC و درایو DC در این مقاله بر اساس عوامل دنیای واقعی مثل:
- منبع تغذیه
- تعمیرات و نگهداری
- کاربردها
- مکانیسم توقف
- مدار کنترل و قدرت
- اندازه و وزن
- فرایند کموتاسیون
- حد و کنترل سرعت
- تداخل هارمونیکی
- تنظیم سرعت
- گشتاور استارت
- واکنش به مکانیک حرکت
- نویز
- مصرف برق
- عمر جاروبکها و برنامه کاربردی موردبحث قرار می‌گیرند.
برتری‌ها و کاستی‌های درایو AC و درایو DC نسبت به یکدیگر:
هر دو درایو موتور AC و DC دارای جایگاه خاص خود را در صنعت دارند و به یک اندازه اهمیت دارند،
اگرچه درایو AC خود را به عنوان یک حالت ارجح برای عملکرد سیستم توان الکتریکی تثبیت کرده است و مصرف کنندگان علاقه بیشتری به استفاده از آن دارند؛
بنابراین، درایو AC و اینورتر DC نیز با رقابت شدیدی مواجه هستند، درحالی‌که کارایی آن‌ها مستقیماً به کارایی موتور و درنتیجه سیستم کنترل آن مرتبط است.
با قرار دادن آن‌ها در کنار یکدیگر و مقایسه آن‌ها می‌توان آن‌ها را به چند دسته تفکیک کرد با ما همراه باشید…
فن‌آوری:
تکنولوژی و طراحی درایوهای موتور یا همان اینورتر ها در طی سال‌های اخیر به حد مطلوبی رسیده است و بنابراین به آن یک نقطه قوت ذاتی بخشیده که دستیابی به آن برای درایوهای AC دشوار است.
کنترل سرعت موتورهای DC در مقایسه با موتورهای AC، نسبتاً آسان و مقرون‌به‌صرفه تر است.
به‌هرحال، هزینه پایین درایوهای DC طراحی قوی و قابل‌اطمینان موتورهای AC را که به تعمیرات و نگهداری کمتری نیاز دارند خنثی نمی‌کند و بنابراین بهره‌های اقتصادی درایو DC را جبران می‌کند.
در بلندمدت، احتمالاً درایو DC هزینه‌های بیشتری از درایو AC خواهد داشت،
چون حتی اگر از فن‌آوری الکترومکانیکی قابل‌اعتمادی نیز بهره بگیرند،
با معرفی کنترلرهای الکترونیکی در درایوهای AC اینورتر DC منسوخ می‌شوند.
قابلیت‌های عملکرد:
یکی از جدیدترین نوآوری‌هایی که در دنیای درایوها رخ می‌دهد، به شکل درایوهای بردار شار است یا همان وکتور کنترل که در حالت پیشرفته تر وکتور کنترل کلوزلوپ است.
تکنولوژی وکتور کنترل تقریباً هرگونه محدودیت عملکرد را که یک درایو AC نسبت به درایو DC داشت از بین میبرد.
جدیدترین تکنیک‌های کنترل، عملکرد موتورهای AC را برابر با عملکرد موتورهای DC قرار می‌دهند و در حوزه‌هایی مثل عملکرد با سرعت بالا پیشی گرفتن AC را میسر می‌سازند.
قابلیت تنشن کنترل Tension control
در عکس بالا مشاهده میکنید چندین عملکرد در یک درایو AC ادغام و یکپارچه سازی شده است قابلیت کنترل دقیق سرعت کنترل موقعیت کنترل گشتاور.
در عکس بالا مشاهده میکنید با استفاده از یک درایو AC عملیات تنشن کنترل یا جمع کردن به رول ها کاملا اصولی و دقیق در حال انجام است.
در عکس بالا مشاهده میکنید که با استفاده از دو عدد درایو AC و دو عدد موتور AC و دو عدد انکودر در پشت موتور ها دو محور را به صورت کلوز لوپ کنترل موقعیت میکنند.
چه بسا کاربردهایی هستند که درایو های DC از پس آن بر نمی ایند ولی در درایو های AC کمبود آن عملکرد ها را جبران و به سهولت امکان پذیر است مثل کنترل موقعییت یا پوزیشن کنترل Control position .
تولیدکنندگان همچنین موتورهایی مخصوص برای کار با اینورتر معرفی کرده‌اند که طیف کنترل سرعت را برابر با موتورهای DC فراهم می‌آورد و بنابراین شکاف بین این دو درایو را کمتر می‌کند.
حوزه عملکرد:
کاملاً واضح است که سیستم‌های AC دارای مزیت‌های اقتصادی بالایی نسبت به سیستم‌های DC هستند،
اما در برخی موارد خاص، سیستم DC جایگزینی ندارد.
صنایعی مانند استیل، کاغذ و پلاستیک دارای کاربردهای خاصی هستند که مستلزم کنترل دقت گشتاور شروع و اجرا می‌باشند.
آن‌ها تنها می‌توانند از طریق یک مبدل موقعیت در یک موتور AC به دست آیند، درحالی‌که در خصوص موتورهای DC به به‌روزرسانی‌های اندکی نیاز دارند.
یک درایو DC می‌تواند با داشتن بازخورد ولتاژ آرمیچر متناسب، بدون افزایش قیمت به این هدف دست یابد.
علاوه بر این، این یک ویژگی داخلی است و بسیار قابل اطمینان‌تر و قوی‌تر از راهکار مبدل موقعیت (انکودر) برای درایوهای AC می‌باشد.
اندازه و ابعاد فیزیکی:
یک درایو DC در مقایسه با یک درایو AC، نسبتاً کوچک است و به‌طور مؤثری تنها به‌عنوان یک پل بین منبع و بار در نظر گرفته می‌شود.
در مقایسه، درایوهای AC متشکل از یک شبکه از قطعات مانند یک‌سوسازها، خازن‌های ذخیره‌سازی و یک پل IGBT PWM می‌باشند.
این امر نیاز به فضای بیشتری را ایجاب می‌کند و درعین‌حال نگرانی در مورد انتشار گرما را که می‌تواند کارایی کلی سیستم را کاهش دهد، افزایش می‌دهد.
علاوه بر این، درایو DC کاربرد ریجنریتیو و همچنین ترمز در هر دو جهت چرخش را میسر می‌سازد و درنتیجه انرژی ایجادشده را به شبکه بازمی‌گرداند.
در مقایسه درایوهای AC با ویژگی‌های مشابه که مستلزم واحدهای بیشتری مثل ذخیره‌ساز (ریجنریتیو) واسط یا پل توانی اضافی هستند، بار دیگر فضای فوق‌العاده‌ای را در محیط صنعتی با مدیریت محدود ایجاد میکنند.
قیمت خرید:
یک درایو DC در این بخش با شکست مواجه می‌شود.
هرچند که هزینه اولیه درایوها برای هردوی آن‌ها یکسان است، اما درایو DC پرهزینه‌تر است و این امر رقابت‌پذیری کلی آن‌ها را پایین می‌آورد.
هزینه‌های بالاتر تعمیرات و نگهداری در خصوص موتورهای DC این فاصله را حتی بیشتر می‌کند.
درنتیجه،می‌توان نتیجه گرفت که هر دو درایو دارای مزیت‌ها و معایبی هستند که این امر وجود هردوی آن‌ها را در یک محیط صنعتی برای تحقق همه الزامات کنترل سرعت با حداکثر کارایی ضروری می‌سازد.
