درایو الکتریکی چیست و کاربردهای صنعتی و غیرصنعتی آن کدامند؟

راه‌های گوناگونی برای کنترل و بهینه کردن سرعت چرخش موتورهای الکتریکی وجود دارد. در کنار کنترل سرعت با ولتاژ و فرکانس جریان، می‌توان از درایو الکتریکی برای این کار استفاده کرد. در این مطلب به تعریفی از دراین نوع درایو کاربردها و انواع آن خواهیم پرداخت.

تعریف درایو الکتریکی

درایو الکتریکی وسیله ایست که معمولاً برای کنترل حرکت یک ماشین الکتریکی به کار گرفته می شود. درایو های الکتریکی (electrical drives) برای کارکردن نیاز به یک منبع انرژی یا به اصطلاح محرک اولیه دارند. این محرک میتواند یک موتور بنزینی، توربین گازی یا بخار و یا حتی موتور های الکتریکی و هیدرولیکی باشد.

بخش قدرت در کنار یک سامانه‌ی کنترلی پیچیده، ساختار اصلی درایو الکتریکی را تشکیل می‌دهد. سامانه‌ی کنترلی قادر است هم سرعت و هم موقعیت محور موتور را کنترل کند. این کنترل با کمک نرم‌افزارهایی انجام می‌شود و بنابراین بسیار ساده و درعین‌حال دقیق است. 

درایو آسانسور چیست؟

آسانسور قطعات مختلفی دارد. یکی از قطعات مهم آن، درایو الکتریکی است که موتور را همراهی می‌کند تا کارکرد آن بهینه شود. حتما در برخی مواقع که در آسانسور بوده‌اید، تکان‌های ناگهانی و به اصطلاح «شوک»هایی را احساس کرده‌اید که به کابین وارد شده‌ است. این شوک‌ها و تکان‌ها که افراد را بسیار نگران می‌کند، چیزی نیست جز حرکاتی ناشی از سرعت گرفتن ناگهانی دور موتور که موج آن به کابین وارد می‌شود. 
وظیفه‌ی درایو آسانسور یا همان اینورتر مخصوص آسانسور این است که سرعت چرخش در موتور را به نحوی کنترل و بهینه کند که آسانسور کوچک‌ترین تکان ناگهانی و ناخوشایندی نداشته باشد. در واقع درایو آسانسور، وسیله‌ای است که کمک می‌کند دور گرفتن الکتروموتور به آرامی صورت گیرد و تکان شدیدی در کابین احساس نشود. 
عملکرد درایو این‌گونه است که برق شبکه را تبدیل به ولتاژ DC می‌کند؛ سپس بخشی به نام اینورتر، این ولتاژ را تبدیل به ولتاژ AC می‌نماید و در نهایت با این روند، حرکات آسانسور نرم‌تر می‌شود.

طبقه‌بندی درایوهای الکتریکی

ملاک‌های گوناگونی برای طبقه‌بندی درایوهای الکتریکی وجود دارد اما آن‌ها را بر اساس طراحی به این سه نوع تقسیم می‌کنند:
درایو تک‌موتور
درایو موتور گروهی 
درایو چندموتوره
از این انواع، نوع تک‌موتوره بیشتر در لوازم خانگی و همچنین دستگاه‌های کار با فلزات به کار می‌رود. از نوع موتور گروهی در صنایع مدرن و از نوع چندموتوره در صنایع سنگین یا در حمل و نقل ریلی استفاده می‌شود. نوعی دیگر از تقسیم‌بندی نیز برای درایو الکتریکی رواج دارد که بر مبنای توانایی تغییر جهت شار است و آن را به این دو نوع تقسیم می‌کند:
درایو برگشت‌پذیر
درایو غیرقابل برگشت
دسته‌بندی‌های دیگری نیز وجود دارد مثلا بر اساس منبع تغذیه می‌توان درایو الکتریکی AC و DC را تعریف کرد. بر اساس سرعت کار، درایوهای سرعت ثابت و سرعت متغیر داریم. دسته‌بندی‌های گشتاورپایدار و توان‌پایدار نیز بر مبنای معیار کنترل برای درایوهای الکتریکی تعریف می‌شود.

اجزا و قطعات درایو

درایو الکتریکی از قطعات گوناگونی تشکیل می‌شود که آن‌ها را معرفی می‌کنیم:
موتور: این قطعه‌ی پراهمیت، انواع گوناگونی دارد که به صورت عمده به موتورهای DC، AC، سنکرون و القایی تقسیم می‌شود و هریک از این دسته‌بندی‌ها نیز خود به انواع ریزتری تقسیم می‌شوند. مثلا موتور DC به چهارنوع باتحریک موازی، با تحریک سری، با آهنربای دائمی و کمپوند تقسیم می‌شود. موتورهای سنکرون و القایی ضمن این‌که زیرمجموعه موتورهای AC هستند، خود انواع دیگری دارند. موتور سنکرون دو مدل آهنربای دائمی و میدان‌گرد دارد و موتور القایی نیز به دو نوع روتور سیم‌پیچی شده و قفس سنجابی تقسیم می‌شود.
از موتورهای سنکرون و القایی در موارد سرعت ثابت استفاده می‌شود. برای سرعت متغیر از موتورهای DC استفاده می‌شد که بعدها به دلیل مزایای موتورهای القایی، مانند حجم، وزن و هزینه‌ی کمتر، از آن‌ها به عنوان جایگزینی مناسب برای انواع DC استفاده شد.
مدولاتور توان: این قطعات، درواقع وظیفه‌ی تغییر فرکانس و نیز شدت نیرو را دارند. مدولاتور توان خود به انواع مبدل، مدار امپدانس متغیر و مدار سوئیچینگ تقسیم می‌شود که هریک زیرمجموعه‌هایی دارند. 
مبدل‌ها خود به پنج دسته‌ی AC به DC، تنظیم‌کننده‌ی AC، برش‌دهنده‌ی DC، اینورتر و سیکلوکانورتر تقسیم می‌شوند. 
واحد کنترل: برای کنترل و بهینه‌سازی عملکرد مدولاتور توان، از واحد کنترل استفاده می‌شود. انتخاب آن وابسته به نوع مدولاتور توان است. مراقبت از موتور و ماژول قدرت نیز بر عهده‌ی همین بخش است. 
واحد سنجش: سرعت و کارایی موتور در درایو الکتریکی نیازمند سنجش است. برای این منظور واحد سنجش در درایو طراحی می‌شود که کاربرد آن برای حفاظت نیز هست.
منبع تغذیه: که چنان‌که پیش‌تر شرح داده شد، می‌تواند انواع گوناگون دیزلی، بنزینی، توربین بخار و ... داشته باشد.

مزایا و کاربردها

کارایی درایو الکتریکی چنان که گفتیم در کنترل و بهینه‌سازی حرکت چرخشی موتور است. اینک سایر مزایای آن را برمی‌شمریم:
درایو الکتریکی سرعت و قدرت و گشتاور وسیعی دارد.
مختصات کنترل در درایو الکتریکی دامنه‌دار است و بستگی به الزامات بار و نوع موتورها دارد.
درایو الکتریکی با شرایط عملیاتی گوناگون سازگار می‌شود.
درایو الکتریکی با ملاحظات محیط زیستی هم‌سو است.
بدون هیچ معطلی و مانعی می‌توان درایو الکتریکی را راه‌اندازی کرد و این دستگاه بلافاصله بارگیری را انجام می‌دهد. 
انرژی الکتریکی مورد مصرف درایو است که ارزان و مقرون به صرفه و دسترسی به آن نیز آسان‌تر است.
کاربرد درایو الکتریکی گسترده است؛ چنان‌که دیدیم یکی از مهم‌ترین موارد کاربری آن، درایو آسانسور است. اما در بسیاری از لوازم و دستگاه‌های دیگر به‌طور گسترده استفاده می‌شود و شامل مصارف صنعتی و خانگی است. در سامانه‌های حمل و نقل ریلی، در کارخانه‌هایی مثل کارخانه نساجی، پنکه، انواع موتور و پمپ مورد استفاده قرار می‌گیرد. 
درایو الکتریکی از سال 1870 به‌تدریج وارد چرخه‌ی صنعت شد و روزبه‌روز پیشرفت‌های بیشتری را رقم زد. استفاده از درایو تغییر و تحولی چشم‌گیر در صنعت ایجاد کرد و امروزه به‌طور وسیع در همه‌ی حوزه‌های صنعتی و امکانات زندگی روزمره کاربردی و مفید است.

منبع: https://sbtelectric.com/blog/مزایای-درایو-الکتریکی/

2121

کد خبر 1468976