ویژگی های پنهان درایوهای با کیفیت و استاندارد بالا

تا حالا به این فکر کردین که فیلتر ها و آپشن های درایوهای با کیفیت چه مزیت هایی نسبت به درایوهای ارزان قیمت ایجاد می کنند؟

درایو دور متغیر VFD شما ممکن است ۲۰٪ برق صرفه‌جویی کند، اما بدون فیلتر و چوک مناسب، همان درایو می‌تواند ترانسفورماتور کارخانه را بسوزاند، موتورهای مجاور را خراب کند و جریمه هارمونیک صنعت برق را به قبض شما اضافه کند. تفاوت بین یک درایو باکیفیت و یک درایو ارزان، فقط در نوع IGBT نیست؛ بلکه در فیلترهای ورودی و خروجی، چوک‌های DC یا AC و آپشن‌های EMI نهفته است که سازنده استاندارد نصب می‌کند یا به‌عنوان یک Option گران می‌فروشد. در این راهنما، درایوهای رایج بازار ایران را از منظر فیلترها، چوک‌ها و آپشن‌های حفاظتی مقایسه می‌کنیم.

چرا فیلتر و چوک در درایو اهمیت دارد؟

درایوهای VFD با یک رکتیفایر دیودی یا IGBT جریان پالسی غیرسینوسی از شبکه می‌کشند و ولتاژ PWM با لبه تند dv/dt بالا به موتور تحویل می‌دهند. این دو پدیده، اگر مدیریت نشوند، خسارات زیر را ایجاد می‌کنند:

• هارمونیک ورودی یا Input Harmonics: مقدار THD-I تا ۸۰٪ باعث کاهش راندمان ترانس تا ۳۰٪، گرم شدن سیم نول و قطع ناخواسته کلیدهای حفاظتی می‌شود.
• ولتاژ ضربه‌ای خروجی یا Output Voltage Spike: لبه‌های تند ولتاژ PWM با نرخ بیش از ۵ کیلوولت بر میکروثانیه باعث استرس عایق موتور، ایجاد جریان بلبرینگ EDM و پدیده موج انعکاسی در کابل‌های بلند بالای ۵۰ متر می‌شود.
• نویز الکترومغناطیسی EMI و RFI: نویز فرکانس بالا روی سنسورهای مجاور، شبکه‌های صنعتی و تجهیزات ابزار دقیق تأثیر منفی می‌گذارد.
• ولتاژ مد مشترک یا Common-Mode Voltage: این ولتاژ باعث بروز خطای اتصال زمین ناخواسته و خوردگی شدید بلبرینگ موتور می‌شود.

۶ المان حفاظتی درایو: استاندارد یا آپشن؟

سازندگان درایو این المان‌ها را یا به صورت استاندارد و داخلی نصب می‌کنند یا به‌عنوان آپشن جداگانه می‌فروشند. تفاوت قیمت درایو ارزان به همراه آپشن‌های جداگانه با یک درایو باکیفیت گاهی به بیش از ۵۰ درصد می‌رسد.

1. چوک ورودی AC یا Input Choke: سلف سری در ورودی برای صاف کردن جریان و کاهش هارمونیک ورودی از ۸۰٪ به حدود ۳۵٪. این قطعه در درایوهای ABB مدل ACS880 به صورت داخلی موجود است، در زیمنس مدل G120X به صورت آپشن داخلی عرضه می‌شود و در مدل‌های دلتا VFD-E و اینوت GD200A یک آپشن کاملاً جداگانه است.
2. فیلتر هارمونیک پسیو یا Passive Harmonic Filter: ترکیب سلف و خازن تنظیم شده روی فرکانس ۲۵۰ هرتز جهت کاهش هارمونیک به زیر ۸٪. این فیلتر در درایو ABB مدل ACS880-31 به صورت داخلی تعبیه شده، در زیمنس G120 و دلتا سری HF به عنوان ماژول آپشنال فروخته می‌شود.
3. چوک خروجی AC یا Output Reactor: سلف سری در خروجی برای کاهش نرخ تغییرات ولتاژ و محافظت از موتور در کابل‌های بلند بالای ۵۰ متر. این قطعه در درایو زیمنس G120X آپشن داخلی است، در ABB ACS880 برای توان‌های بالای ۹۰ کیلووات به صورت استاندارد وجود دارد و در دلتا C2000 و اینوت GD350 آپشن خارجی است.
4. فیلتر سینوسی خروجی یا Sine Wave Filter: تبدیل ولتاژ خروجی به سینوسی خالص برای موتورهای قدیمی و کابل‌های بسیار بلند بالای ۱۰۰ متر. این قطعه در درایوهای ABB مدل ACS880-01 به صورت سفارشی تعبیه می‌شود و در زیمنس و اشنایدر مدل ATV930 یک ماژول آپشن خارجی گران‌قیمت است.
5. فیلتر نویز الکترومغناطیسی یا EMC Filter: فیلترهای مخصوص برای کاهش نویز فرکانس بالا. این قطعه در زیمنس G120 با کلاس حفاظتی C2 یا C3 و در درایو ABB مدل ACS880 به صورت داخلی وجود دارد، اما در برندهای دلتا و اینوت باید به صورت کیت جداگانه خریداری شود.
6. فیلتر مد مشترک یا Common-Mode Choke: کاهش ولتاژ مد مشترک و جلوگیری از آسیب به بلبرینگ. این ماژول در درایو ABB مدل ACS880 برای توان‌های بالای ۴۵ کیلووات به صورت داخلی نصب شده است و در زیمنس و اشنایدر به عنوان کیت حفاظتی مجزا ارائه می‌شود.

مقایسه ۴ برند رایج در بازار ایران

وضعیت قرارگیری فیلترها و چوک‌ها در برندهای مختلف به شرح زیر است:

• برند زیمنس مدل SINAMICS G120X: چوک ورودی و خروجی به صورت آپشن داخلی قابل سفارش هستند. فیلتر نویز کلاس C2 یا C3 در نسخه‌های معمولی به صورت داخلی وجود دارد. دسترسی به قطعات یدکی و پشتیبانی این برند در ایران بسیار عالی است.
• برند ای بی بی مدل ABB ACS880: چوک ورودی در توان‌های بالای ۴۵ کیلووات و چوک خروجی در توان‌های بالای ۹۰ کیلووات به صورت داخلی نصب شده‌اند. فیلتر نویز و چوک مد مشترک نیز داخلی هستند. این برند گران‌ترین اما کامل‌ترین تجهیزات داخلی را دارد.
• برند دلتا مدل Delta VFD-C2000: چوک ورودی، خروجی و فیلتر نویز همگی آپشن‌های جداگانه هستند و فقط چوک دی‌سی در مدل‌های سری سی-۲۰۰۰ به صورت داخلی وجود دارد. قیمت اولیه پایین است اما با خرید آپشن‌ها به زیمنس نزدیک می‌شود.
• برند اینوت مدل INVT GD350: چوک‌ها و فیلترها کاملاً آپشن خارجی هستند و فقط چوک دی‌سی در مدل‌های توان بالای اینوت تعبیه شده است. قیمت این برند بسیار اقتصادی است اما زمان تامین آپشن‌های آن طولانی‌تر است.

چه زمانی خرید آپشن‌ها اجباری است؟

در شرایط کاری زیر، استفاده از فیلتر و چوک برای جلوگیری از خسارت الزامی است:

• طول کابل موتور بیش از ۵۰ متر: استفاده از چوک خروجی یا فیلتر سینوسی جهت خنثی‌سازی موج انعکاسی الزامی است.
• استفاده از ترانسفورماتور مشترک برای چند تجهیز: چوک ورودی جهت جلوگیری از تغییر شکل موج شبکه و داغ شدن ترانس الزامی است.
• موتورهای قدیمی ساخته شده قبل از سال ۲۰۰۶: فیلتر سینوسی خروجی به دلیل ضعف عایقی این موتورها کاملاً اجباری است.
• وجود سنسورهای آنالوگ ابزار دقیق در فاصله نزدیک: فیلتر نویز برای جلوگیری از ایجاد خطا در خواندن مقادیر سنسورها الزامی است.
• توان موتورهای بالاتر از ۳۷ کیلووات: استفاده از فیلتر مد مشترک جهت جلوگیری از خوردگی و جرقه زدن بلبرینگ موتور الزامی است.

نتیجه‌گیری

قیمت اولیه روی برچسب درایو نباید شما را فریب دهد. یک درایو بدون فیلتر و چوک داخلی ممکن است در نگاه اول ارزان‌تر باشد، اما با احتساب هزینه خرید آپشن‌های خارجی، نصب و سیم‌کشی مجزا و ریسک خرابی تجهیزات، هزینه نهایی چرخه عمر آن بسیار بالاتر خواهد بود. بنابراین همیشه قبل از خرید، چک‌لیست تجهیزات جانبی درایو را به دقت بررسی کنید.

قیمت روی برچسب درایو فریب‌دهنده است؛ یک درایو ارزان بدون فیلتر و چوک، در عمل گران‌تر از یک درایو باکیفیت به همراه تجهیزات داخلی تمام می‌شود.