جريان ورودي و خروجي اينورتر
هنگام اندازه گيري جريان ورودي و خروجي اينورتر، برخي افراد با مقادير جريان خوانده شده در سمت ورودي در مقابل سمت خروجي مبهوت مي شوند. اغلب اوقات، جريان خروجي بيشتر از جريان ورودي خواهد بود!! از آنجايي كه بازده اينورتر كمتر از 100٪ است، جريان خروجي بايد كمتر از جريان ورودي باشد كه اين برخلاف دانش مرسوم است. اين مقاله موقعيتهايي را توضيح مي دهد كه ميتوانيد انتظار داشته باشيد جريان بيشتري را در سمت خروجي اينورتر در مقايسه با سمت ورودي مشاهده كنيد.
ورودي و خروجي اينورتر
چند اصل اساسي وجود دارد كه قبل از ادامه بايد بدانيم:
1- موتورها با ضريب توان تاخيري (PF) كار مي كنند. اين بدان معناست كه موتور توان راكتيو (var) را مصرف مي كند. هنگامي كه موتور به شبكه برق وصل مي شود، شبكه توان راكتيو لازم را براي كار به موتور مي دهد. اين توان راكتيو براي توليد ميدان مغناطيسي دوار در داخل استاتور موتور استفاده مي شود و هيچ كار مفيدي (وات) انجام نمي دهد.
2- هنگامي كه يك درايو (VFD) نصب مي شود. اساساً سيستم قدرت را به سه قسمت جداگانه جدا مي كند:
يكسوسازي سمت ورودي - تبديل AC به DC
ذخيره سازي انرژي DC در خازن
معكوس كردن سمت خروجي - تبديل DC به AC
3- هنگامي كه موتور به اينورتر (به سمت خروجي درايو) متصل مي شود، موتور اساساً از شبكه برق جدا مي شود. اين بدان معناست كه توان راكتيو لازم براي كاركرد موتور بايد از خود درايو تامين شود.
4- توان راكتيو مورد نياز براي مغناطيس كردن سيم پيچ هاي موتور معمولاً با سرعت تغيير نميكند و مقدار نسبتاً ثابتي است.
5- قدرت واقعي مورد نياز براي راه اندازي موتور (جريان توليد كننده گشتاور) با سرعت متفاوت است. گشتاور را كم كنيد، جريان كمتر خواهد شد.
6- كل توان وارد شده به درايو است كه بايد با توان خروجي درايو مقايسه شود (منهاي توان از دست رفته در عمليات درايو). مقايسه جريان بين ورودي و خروجي مقايسه درستي نيست.
محصولات پيشنهادي: قيمت اينورتر سه فاز
جريان اجزا در اينورتر
جريان ورودي اينورتر
جريان ورودي از شبكه برق به اينورتر داراي يك جزء است:
جريان واقعي كه گشتاور يا كار مفيد توليد مي كند (وات)
جريان ورودي اينورتر جريان واقعي است كه كار مفيد يا گشتاور توليد مي كند.
Iinputvfd=Ir
بيشتر بخوانيد:بررسي خطاهاي اينورتر
جريان خروجي اينورتر
جريان خروجي از اينورتر به موتور داراي دو جزء است:
جريان واقعي كه گشتاور يا كار مفيد توليد مي كند (watt)
جريان راكتيو كه ميدان مغناطيسي در موتور ايجاد مي كند (var)
مجموع جريان خروجي (Ioutputvfd) از درايو، جذر مجموع مجذورهاي هر دو جريان واقعي (Ir) و جريان راكتيو (Iq) خواهد بود.
Ioutputvfd=√(I2r+I2q)
جريان واقعي (Ir) توسط شبكه الكتريكي و جريان راكتيو (Iq) توسط خازن باس DC در داخل اينورتر تامين مي شود. از معادلات بالا مي توان دريافت كه جريان خروجي اينورتر مي تواند بزرگتر از جريان ورودي باشد. براي درايوها و موتورهاي با اندازه كوچكتر، تفاوت در اندازه جريان ممكن است قابل توجه نباشد، اما براي درايوهاي بزرگتر اين تفاوت بيشتر خواهد بود. جريان واقعي و راكتيو در داخل اينورتر I_r جريان واقعي و I_q جريان راكتيو است.
تفاوت درايو كوچك و بزرگ
محاسبه جريان ورودي و خروجي اينورتر
اگر ضريب قدرت موتور و گشتاور بار يا KW را بدانيم، مي توانيم جريان خروجي از اينورتر را با دقت معقولي محاسبه كنيم. براي شروع، بياييد يك مثال واقعي بزنيم. تصوير زير مشخصات يك درايو 37 كيلوواتي را نشان مي دهد. جريان خروجي پيوسته 72 آمپر است كه براي يك درايو 37 كيلووات طبيعي است، در حالي كه جريان تغذيه تنها 58 آمپر است.
بنابراين، دليل اين تفاوت چيست؟ آيا درايو جريان باقيمانده را خودش توليد مي كند؟! نه مطمئنا، اين دستگاه يك مبدل است نه يك ژنراتور. آيا اينورتر معجزه مي كند؟ من مطمئن هستم كه شما اين را در مارك هاي ديگر نيز خواهيد يافت، بنابراين اينطور نيست.
Input Ratings
380-480V supply voltage
3 input phases
58 A supply current continuous
80 A supply fuse or MCB (type B)
Output Ratings
37 kw (50HP) Motor Output Ratings
0 - supply voltage output voltage
72 A output current
جدول وردي و خروجي اينورتر
پاسخ درست در پشت خازن هاي داخل درايوها نهفته است. همانطور كه همه ما مي دانيم، هر اينورتر داراي يك لينك DC متشكل از خازن هايي است كه امواج DC تبديل شده ورودي را صاف مي كند. علاوه بر آن، آنها همچنين مشهورترين نقش خود را در صنايع برق ايفا مي كنند.
محاسبه و فرمول جريان فعال در اينورترها
جبران توان راكتيو مصرفي بارهاي القايي مانند يك موتور القايي. بنابراين چگونه اين ارتباط با جريان خروجي درايو بيشتر از ورودي آن است؟ بياييد چند عمليات رياضي ساده انجام دهيم. فرض كنيد يك موتور 37kW-72A به اينورتر 37kW ما متصل است. همچنين فرض كنيد ضريب توان آن 0.8 است. بخش جريان فعال به سادگي تعيين مي شود:
Iactive=I×غير مجاز مي باشدⱷ=72×0.8=58A
اين موتور در مجموع 72 آمپر جريان ظاهري مصرف مي كند. حدود 58 آمپر از اين مقدار كل به توليد توان واقعي (فعال) موتور اختصاص داده شده است و بايد توسط شبكه تامين شود.
بنابراين، درايو تنها به برق واقعي 58 آمپر در ورودي خود نياز دارد. مقدار باقي مانده مربوط به مدار القايي مغناطيسي موتور است كه توسط خازن هاي لينك DC جبران مي شود. اين مقدار را نيز مي توان به راحتي با قوانين ضريب توان محاسبه كرد.
Ireactive=I×sinⱷ=72×0.6=42A
تصوير زير نماي كلي خوبي از جريان هاي درگير در اين فرآيند ارائه مي دهد.
جريان هاي درگير در اينورتر
محصولات پيشنهادي: خريد اينترنتي درايو ال اس
توان راكتيو
لازم به ذكر است كه توان راكتيو در واقع توسط خازن ها "توليد" نمي شود، بلكه "جبران" مي شود. يعني يك اينورتر (يا خازن هاي داخل آن) نمي تواند توان راكتيو توليد كند، همانطور كه نمي تواند توان اكتيو توليد كند.
درايو در اين فرآيند فقط به عنوان مبدل/ معكوس كننده عمل مي كند. آنچه اتفاق مي افتد فقط يك بازي از چرخه هاي فعلي جايگزين است. در واقع، يك عنصر خازني در نيمه اول يك نيم چرخه توان راكتيو توليد مي كند و در نيمه دوم به مقدار مساوي از آن را مصرف مي كند.
بنابراين، توليد/مصرف توان كلي يك خازن در طول نيم سيكل صفر است. در مقابل، سلف ها دقيقاً رفتار مخالف دارند. آنها توان راكتيو را در نيمه اول نيم چرخه مصرف مي كنند و در نيمه دوم آن را توليد مي كنند. بنابراين، خازن و موتور فعل و انفعالات واكنشي خود را از طريق چرخه هاي AC جبران/خنثي مي كنند. به همين دليل است كه ما گاهي اوقات آن را قدرت خيالي مي ناميم كه كاملاً درست نيست.
واقعيت مورد بحث؛ يعني بيشتر بودن جريان خروجي از جريان ورودي معمولاً براي درايوهايي صادق است كه خازن هاي پلي پروپيلن دارند و هارمونيك كمتري به شبكه وارد مي كنند. اين مورد در مورد اكثر اينورتر هاي موجود در بازار صادق نيست. در واقع بيشتر درايوها با خازن هاي الكتروليتي كه ارزان تر هستند اما داراي مقادير هارمونيك بالاتري هستند كه معمولاً جريان ورودي بيشتري را به همراه دارند توليد مي شوند. در نتيجه، هارمونيك ها نيز بايد به عنوان نقش آفرين ديگري در محاسبات ما در نظر گرفته شوند.
برچسب: ،
ادامه مطلب