درایو DC چیست؟
درایوهای DC نیز همانند درایوهای AC برای راه اندازی الکتروموتورها به کار می‌روند؛ اما برای الکتروموتورهایی که با برق DC کار می‌کنند. اگرچه درایوهای AC در بازار به اینورتر معروف هستند؛ درایوهای DC را در بازار با نام کانورتر می‌شناسند. در درایوهای DC، برق شبکه که از نوع AC بوده با استفاده از یکسو کننده‌ها به برق DC تبدیل شده و سپس با استفاده از مدار کنترلی و با استفاده از تزریق ولتاژ، بر روی دور شفت یا همان سرعت آن کنترل صورت می‌پذیرد. استفاده از درایو DC برای دستگاه‌هایی که از الکتروموتورهای DC استفاده می‌کنند و یا بحث کنترل سرعت و گشتاور برایشان اهمیت دارد؛ بسیار لازم و ضروری است. چه بسا مزایای یک درایو DC را بتوان بیش از یک درایو AC دانست. در فرآیندهای ترمزی که الکتروموتورهای توان بالا خاصیت ژنراتوری پیدا می‌کنند؛ درایوهای DC به دلیل کارکردی که در جریان DC دارند؛ نسبت به درایوهای AC ، راحت‌تر این جریان را پذیرفته و بکار می‌گیرند .
کاربرد درایو های DC در کجاست؟
اصولاً در هر صنعت یا در هر دستگاهی که در آن از الکتروموتورهای DC استفاده شده است؛ می‌توان از درایو DC استفاده کرد. با این حال ما در اینجا به چند دستگاه اشاره می‌کنیم که در آنها از درایوهای DC استفاده می‌شود:
الف) آسیاب‌ها
ب) ماشین چاپ
ج) ماشین ابزار مانند دستگاه تراش و …
د) بالابر
ه) آسانسور
و) ماشین جابجایی مواد مانند نوار نقاله
ز) سروو موتورها
ح) سنگ شکن‌ها
ط) ماشین بافندگی
و…
مزایای استفاده از درایو DC
متناسب با کارکرد یک درایو می‌توانیم مزایای مختلفی را برای آنها عنوان کنیم. اما شاید باید بگوییم که مهم‌ترین مزیت درایوهای DC تبدیل واحد راحت‌تر از AC به DC و به سبب آن سرعت دهی دقیق و ارزان‌تر است. با این حال به دیگر مزایای آن اشاره کوتاهی می‌کنیم:
الف) امکان تولید ولتاژ DC بدون نیاز به انواع ژنراتورهای DC
ب) تولید نویز کمتر نسبت به درایوهای AC که این مسئله به خاطر تفاوت و حجم سوئیچینگ های درایو DC در مقابل درایوهای AC است.
ج) تکنولوژی به روز کارآمد و کاربرپسند در نمونه‌های دیجیتالی
د) عدم آسیب دیدگی الکتروموتور به خصوص در قسمت آرمیچر به دلیل تزریق ولتاژ کنترل شده
ه) کنترل سرعت و گشتاور به صورت همزمان
و) امکان چپ‌گرد و راست‌گرد الکتروموتور بدون نصب تجهیز اضافه
ز) امکان کنترل از راه دور در نمونه‌های پیشرفته
تفاوت اینورتر (درایو AC) با درایو DC (کانورتر)
می‌توان موارد زیر را به عنوان تفاوت‌های اینورتر با کانورتر برای هر مشخصه عنوان نمود:
1- نوع ورودی و خروجی:
ورودی هر دو دستگاه یکسان و از نوع AC می‌باشد؛ اما خروجی اینورتر AC سه فاز و خروجی کانورتر DC می‌باشد.
2- طراحی مدارات قدرت و کنترل
مدار اینورتر ها به دلیل تبدیل AC به DC و از DC به AC پیچیدگی بیشتری نسبت به کانورتر ها دارد.
3- کنترل سرعت
تغییرات و کنترل سرعت در اینورتر ها توسط تغییر فرکانس و در کانورتر ها با استفاده از ولتاژ و میدان آرمیچر انجام می‌شود.
4- امکان استفاده از باتری
اینورتر ها در ورودی از باتری استفاده نمی‌کنند یا بهتر است بگوییم شما نمی‌توانید با اتصال مستقیم باتری به ورودی اینوتر از آن استفاده کنید. در مقابل این عمل برای کانورتر ها امکان پذیر است.
5- مصرف توانی
اینورتر ها در مقایسه با کانورتر ها توان کمتری را استفاده می‌کنند.
6- تولید نویز
اینورتر ها به دلیل سوئیچینگ بیش از یک مرحله نویز بالایی تولید می‌کنند. نویز کانورتر ها کمتر است.
7- تعمیرات و نگهداری
اینورتر ها به دلیل اینکه از برق AC استفاده می‌کنند و این مسئله در طرف مصرف کننده نیز وجود دارد؛ نیازمند تعمیرات کمتری هستند. این مسئله در مورد کانورتر ها به دلیل استفاده از ادوات مختلف به خصوص در بخش بار، کاملاً بلعکس است.
8- هزینه خرید
اینورتر ها دارای قیمت بالاتری نسبت به کانورتر ها هستند. البته باید این نکته را ذکر کرد که در مقابل الکتروموتورهای DC بعضاً گران‌تر از الکتروموتورهای AC هستند.
انواع درایو DC
به طور کلی در بازار با دو نوع درایو DC سروکار داریم:
1- درایو DC آنالوگ
درایوهای آنالوگ تنها با هدف کنترل سرعت الکتروموتور ساخته شده‌اند. یک سیتم کنترل حلقه بسته ساخته شده است که در طی آن با استفاده از یک تاکوژنراتور؛ سرعت لحظه‌ای به عنوان یک سیگنال الکتریکی برای دستگاه ارسال شده و با سرعت مبنا یا تنظیمی مقایسه می‌شود. بر همین اساس با ارسال جریان بیشتر یا کمتر؛ متناظر با بار قرار گرفته بر روی شفت و سرعت آن؛ سرعت شفت تنظیم می‌گردد.
2- درایو DC دیجیتال
درایوهای DC دیجیتال به نسبت نمونه آنالوگ دارای قابلیت‌های بیشتر، سریع‌تر و انعطاف پذیر تر هستند. مدارات آنها اگرچه پیچیده‌تر است؛ اما کاملاً از حالت آنالوگ خارج شده‌اند. اما صورت کلی مدار که یک سیستم کنترل حلقه بسته است؛ مشابه با نمونه آنالوگ است.
طرز کار درایو DC چگونه است؟
برای کنترل سرعت یک الکتروموتور DC باید بتوانیم ولتاژ تزریقی به آن را کنترل کنیم. سرعت با ولتاژ نسبت مستقیم و با جریان میدان آرمیچر نسبت معکوس دارد. از طرفی نسبت همین جریان میدان آرمیچر با گشتاور الکتروموتور متناسب است. پس می‌توانیم با افزایش یا کاهش ولتاژ اعمالی، سرعت و گشتاور را تغییر دهیم. حال اگر ما جریان میدان آرمیچر را کاهش دهیم؛ شار مغناطیسی الکتروموتور را کاهش داده‌ایم و این مورد سبب کاهش میدان مغناطیسی آرمیچر در جهت مخالف نیز می‌شود. اگر میدان مغناطیسی در جهت مخالف کمتر وجود داشته باشد؛ جریان آرمیچر بیشتر جاری می‌شود. پس این دو اصل اساس کار کنترل سرعت الکتروموتورهای DC ماست. شما می‌توانید با تغییر ولتاژ اعمالی به آرمیچر، سرعت آن را تغییر دهید. در زمان‌های گذشته انجام این اعمال با استفاده از سیستم‌های آنالوگی نظیر مقاومت‌های تنظیمی مانند پتانسیومترها امکان پذیر بود. امروزه با پیشرفت علم الکترونیک و ظهور سیستم‌های دیجیتال؛ این فرآیند با دقت بیشتر و عملکرد بسیار بهتر انجام می‌گیرد.