درایو دور متغیر یا کنترل VSD برای موتور های القایی
با افزایش کاربرد موتورهای القایی در صنعت بحث کنترل این موتورها اهمیت ویژه های پیدا کرده است. درایو الکتریی در موتورهای الکتریکی عبارت است سیستمی که سرعت و گشتاور یک موتور الکتریکی را کنترل می‌کند.درایو VFD یک سیستم برای کنترل کردن سرعت چرخش یک موتور AC با کنترل کردن فرکانس تغذیه اعمال شده به موتور الکتریکی است.
VFD به نامهای AFD (درایو فرکانس قابل تنظیم) یا VSD (درایو سرعت متغیر) نیز خوانده می‌شود. همچنین به مدارهای اینورتری که دارای فرکانس و ولتاژ خروجی قابل تغییر باشند درایو الکتریکی گفته می‌شود. این درایو بر این اصل عمل می‌کند که سرعت سنکرون یک موتور AC به فرکانس تغذیه آن موتور AC بستگی دارد و همچنین بر اساس رابطه زیر به تعداد قطبهای آن موتور.
در این رابطه RPM تعداد دور بر دقیقه، f فرکانس منبع تغذیه و p تعداد قطبهای موتور است. عملکرد موتورهای سنکرون طبق رابطه فوق است و در موتورهای القایی سرعت رتور کمی کمتر از این سرعت سنکرون است. به طور مثال در یک موتور 60 هرتز با تعداد قطب 4، دور سنکرون برابر 1800، RPM است. برای یک موتور القایی تحت بار کامل این سرعت حدود RPM1750 است (اختلاف به دلیل وجود لغزش در موتور است)
شرحی بر سیستم VFD: موتورهای استفاده شده در سیتم VFD معمولاً سه فاز هستند. شکل زیر بلوکی از این سیستم را نشان داده است. سیستم کنترل کننده فرکانس به وسیله اپراتور فرمان گرفته و توان AC را به یک توان AC با فرکانس متغیر تبدیل می‌کند.
معمولاً سیستم کنترل کننده فرکانس به صورت شکل زیر است.
در این حالت ابتدا سیگنال AC به DC تبدیل شده و سپس دوباره توسط اینورتر به AC تبدیل می‌شود. ولتاژ اعمال شده طبق مشخصه موتور به این موتور الکتریکی باید دارای رابطه زیر باشد که n عدد ثابتی است.
(تصاویر و فرمول ها در فایل اصلی قابل مشاهده است)
n=v/f
مثلاً یک موتور با مشخصه عملکرد 460 ولت و فرکانس 60 هرتز چنانچه فرکانسش به 30 هرتز تغییر کرد می بایست ولتاژش نیز به 230 ولت کاهش یابد تا ضریب n ثابت بماند. برای کنترل این فرآیند از مدولاسیون معروف PWM به صورت شکل زیر استفاده می‌شود.
همانطور که مشخص است با تغییر فرکانس پالسهای PWM میزان ولتاژ موثر شکل موج نیز تغییر خواهد کرد.
عملکرد واسط اپراتور در سیستم VFD: اپراتور به وسیله یک صفحه کلید و یک صفحه نمایش (LCD) بر کارکرد موتور کنترل دارد. این کنترلرها معمولاً عبارتند از:
1- استارت و استاپ موتور الکتریکی
2- بر عکس کردن جهت چرخش موتور
3- سوئیچ کردن بین حالت دستی یا حالت اتوماتیک کنترل دور موتور
(چنانچه عمل کنترل قرار باشد از طریق کامپیوتر انجام شود نیاز به یکی از پروتکل های ارتباط سریال داریم) شروع کار موتور به این صورت است که ابتدا به موتور یک ولتاژ همراه با فرکانس پائین (مثلاً 2 هرتز) داده می‌شود تا از شوکهای اولیه وارده به موتور در هنگام استارت جلوگیری شود. چنانچه موتور به این صورت استارت نشود در ابتدای کار جریان کشیده شده تا 3 برابر مقدار نامی افزایش می یابد. یک سیستم VFD با روش استارت درست می تواند 150% گشتاور شروع را تنها با کشیدن 150% جریان ایجاد کند. بعد از مرحله استارت، فرکانس و ولتاژ توسط اپراتور یا کامپیوتر جهت افزایش سرعت موتور زیاد می‌شود.(تصاویر در فایل اصلی قابل مشاهده است)