موتورهای القایی AC می توانند مستقیماً از ولتاژ منبع AC کار کنند، اما این فقط در صورتی مناسب است که موتور نیاز به کار در سرعت ثابت داشته باشد. اگر سرعت یا الزامات بار موتور تغییر کند، درایوAC که به آن درایو فرکانس متغیر (VFD ) نیز گفته میشود، میتواند ولتاژ و فرکانس برق را به موتور تغییر دهد تا سرعت آن را کنترل کند.
یکسوساز چیست؟
یک درایو AC از سه بخش اصلی تشکیل شده است : یک یکسوساز که ولتاژ AC ورودی را به ولتاژ DC تبدیل می کند. یک باس DC ( همچنین به عنوان مدار میانی ولتاژ DC نامیده می شود) که انرژی DC را ذخیره می کند و یک Inverter که انرژی DC را دوباره به AC با فرکانس و ولتاژ مورد نیاز تبدیل می کند، که آن را برای موتور مناسب میسازد.
درایوی AC از یک یکسوساز، یک باس DC ( مدار میانی ) و یک Inverter تشکیل شده است.
فرایند یکسوسازی منجر به تولید توان DC می شود که از پالس های جریان تشکیل شده است. بنابراین هنگامی که یک دستگاه به جریان DC پیوسته نیاز دارد، باس DC به عنوان یک فیلتر پایین گذر عمل می کند و جریان را صاف می کند.
انواع درایو های AC یکسوساز
ساده ترین نسخه یک یکسوساز درایو AC، یک یکسوساز دیودی است که همچنین به عنوان یک پل دیودی 6 پالسی شناخته می شود. (هر فاز قدرت به دو یکسوساز نیاز دارد ( یکی که اجازه می دهد جریان در زمانی که ولتاژ منفی است عبور کند و دیگری برای زمانی که ولتاژ مثبت است. بنابراین، قدرت سه فاز به شش رکتیفایر نیاز دارد. )
رکتیفایرهای دیودی ساده و کم هزینه هستند اما تنها اجازه می دهند انرژی در یک جهت جریان داشته باشد یعنی از منبع به موتور. بنابراین وقتی موتور کند می شود و به عنوان یک ژنراتور عمل می کند، انرژی بازیابی شده نمی تواند به شبکه برق بازگردانده شود و باید از طریق یک سیستم ترمز دینامیکی به یک خازن ارسال شود.
یکی از روشهای جایگزین که امکان بازیابی انرژی تولید شده توسط موتور را فراهم میکند، یکسو کننده تریستور است. هر پل تریستور از شش تریستور استفاده میکند و پلها معمولاً به صورت جفت اعمال میشوند. یک پل هنگامی استفاده میشود که موتور برق مصرف میکند (موتورینگ) و دیگری هنگامی استفاده میشود که موتور برق تولید میکند (بازیابی). این امر امکان جریان برق در هر دو جهت و بازگرداندن انرژی بازیابی شده به شبکه تامین را فراهم میکند.
برای بازیابی انرژی، یک گزینه جایگزین دیگر استفاده از یکسو کنندهIGBT ( ترانزیستور دوقطبی با گیت عایقشده ) است. دستگاههای IGBT از شش IGBT و شش دیود تشکیل شدهاند و سوئیچینگ IGBT توسط الکترونیک کنترل میشود. این امر امکان جریان برق در هر دو جهت را فراهم میکند، بنابراین انرژی میتواند در حین بازیابی به شبکه برق بازگردانده شود. این یکسو کنندهها به میزان قابل توجهی هارمونیکهای پایینتر را کاهش میدهند. با این حال آنها هارمونیکهای بالاتر را ایجاد میکنند و به یک فیلتر نیاز پیدا میکنند که باعث میشود هزینه اولیه نسخههای IGBT نسبت به سایر انواع یکسو کنندهها بیشتر باشد. درایورهای AC که از ترانزیستورها در یکسو کننده استفاده میکنند، به عنوان دارای یک عضو «جلو فعال» نامیده میشوند.
یکی از راههای کاهش هزینه در سیستمی با موتورها و درایورهای AC چندگانه، استفاده از یک یکسو کننده مشترک برای چند دستگاه است. این یکسو کننده، انرژی را به یک باس DC مشترک تغذیه میکند که به هر اینورتر متصل است. این نه تنها هزینه سختافزار را کاهش میدهد، بلکه امکان اشتراکگذاری قدرت بین محورها را نیز فراهم میکند که باعث افزایش بهرهوری کلی میشود.
استفاده از یک یکسو کننده مشترک برای چندین محور، بهرهوری کلی سیستم را بهبود میبخشد.