نكاتي درباره درايو ها كه شايد هنوز نمي دانيد

سال هاست كه درايو ها داراي نقشي كليدي در صنايع مختلف هستند. اما هنوز هم نكات جالبي درباره اين محصولات وجود دارد كه ممكن است براي خيلي از مهندسان جالب و يا نا آشنا بنظر برسد.به همین خاطر سعي خواهيم كرد به برخي از اين نكات نگاهي بياندازيم.
1 – درايو هاي انرژي را ذخيره مي كنند. مخصوصا در بارهايي با گشتاور متغير براي اين نوع بار ها، قوانين Affinity مي تواند رابطه بين سرعت و متغير هاي ديگر را تشريح كند. از رابطه سرعت-توان همچنين با عنوان قانون Cube نام برده ميشود. كنترل كردن flow به وسيله كاهش سرعت به اين مفهوم است كه با 20 درصد كاهش سرعت مي توان تا ميزان 50 درصد از انرژي مصرفي را ذخيره كرد. درايو هاي مدرن شامل فانكشن هاي بهينه سازي مصرف انرژي نيز هستند كه به صورت اتوماتيك براي به حداكثر رساندن ميزان ذخيره انرژي تنظيم ميشوند. اغلب بيشترين ميزان صرفه جويي انرژي، زماني حاصل ميشود كه يك درايو بتواند براي توقف يك موتور يا كاهش سرعت آن به حالت كار خيلي كند در يك بازه زماني بزرگ از duty cycle آن استفاده گردد.
2 – پمپ ها اغلب در حالت سرعت كامل (full speed) راه اندازي ميشوند در حالي كه flow به وسيله يك شير محدود كننده (restrictor valve) كنترل ميشود. اما استفاده از يك درايو و تغيير سرعت پمپ ، بازده انرژي بالاتري خواهد داشت. مشابه چنين چيزي را ميتوان درباره فن ها و فيلترها (louver) نيز عنوان كرد. در سال هاي اخير مهندسان سيستم هاي HVAC شروع به استفاده از درايو ها براي كنترل فن ها و پمپ نموده اند تا به صورت چشمگيري در مصرف انرژي صرفه جويي كنند.
3 – درايو ها مي توانند طوري برنامه ريزي شوند تا پروفايل هاي اتوماتيك را راه اندازي كنند. براي مثال ممكن است كه بخواهيد يك موتور با سرعت كندي استارت شود به آهستگي شتاب بگيرد تا به يك سرعت اوليه مشخص برسد، سپس به سرعت شتاب بگيرد تا به سرعت كامل برسد و در اين سرعت براي يك زمان مشخص باقي بماند و سپس به سرعت از شتاب آن کاسته شده تا اینکه به یک سرعت خیلی کند برسد و در نهایت متوقف شود.
4 – مثالی که در نکته شماره 3 ذکر شد یک پروفایل حرکت مبتنی بر زمان (time based motion profile) است اما تغییرات سرعت همچنین می تواند با سیگنال های دیگری همچون یک تغییر بار، یک متغیر دما یا یک اخطار ایمنی به کار گرفته شود.
5 – موتور ها، گیربکس هایشان و تجهیزاتی که درایو میشوند، ممكن است كه در هنگام راه اندازی در معرض بارهای ضربه اي باشند. یک درایو میتواند راه حلی برای راه اندازی نرم ارائه کند كه براي راه اندازي نرم بارهاي سنگين، مثل يك كانواير حاوي بار يا يك ميكسر درگير با يك مايع چسبناك، با سرعتي نسبتا آرام استفاده شود. ( عبارت نسبتا آرام با توجه به نوع كاربري مي تواند به زماني در حد كسري از يك ثانيه تا چندين دقيقه اشاره داشته باشد)
6 – درايو ها قادرند تا بارهاي در حال چرخش را (حتي در جهت چرخش معكوس) استارت كنند.
7 – درايو هاي داراي ويژگي تيونينگ (tuning) پس از نصب هستند. برخي از درايو ها نصب ميشوند اما هيچگاه tune نمي شوند و لذا كاربر كمتر از مزاياي درايو بهره مند خواهد شد. برخي از ويژگي basic tuning برخودارند و مابقي داراي تيونينگ كامل (thorough tuning) هستند. بهترين ها آنهايي هستند كه مرتب re-tune شوند و اين امر به صورت اتوماتيك در طي عملكرد نرمال درايو انجام ميشود.
8 – اگر از يك تجهيز براي گرفتن فيدبك (مثل يك انكودر) استفاده شود، درايو مي تواند با دقتي كار كند كه حتي قادر به رقابت با سرو ها (servo) باشد
9 – با استفاده از درايو در اپليكيشن هاي صرفه جويي انرژي، مي توان هزينه صرف شده براي خريداري درايو را خيلي سريع بين 6 تا 24 ماه جبران كرد. طول عمر يك درايو بيش از 10 سال است. لذا ميزان صرفه جويي انرژي ناشي از نصب درايو حتما در طول زمان، هزينه خريد آن را جبران خواهد كرد.
10- درايو ها مي توانند به صورت مستقل (standalone mode) كار كنند اما قابليت هاي ارتباطي سطح بالايي نيز دارند. لذا براي استفاده در سيستم هاي خودكار، ارتباط ماشين با ماشين، اينترنت اشياء و Industry 4.0 بسيار مناسب خواهند بود.
11 – ميزان ذخيره انرژي ناشي از درايو هاي مورد استفاده در جهان به ميزان 500 تراوات ساعت (Terawatt hours) برآورد شده است.
12 – یک درایو می تواند بطور موقت یک موتور را در توانی بالاتر از توان نامی اش راه اندازی کند. چنین قابلیتی به مفهوم این است که بجای انتخاب موتور هایی با یک یا چند سایز بزرگتر (oversize) برای غلبه بر اضافه بار های نادر میتوان از موتور هایی هم سایز کارهای نرمال استفاده کرد. چنین امری سبب میشود تا به شکل چشمگیری در میزان مصرف انرژی صرفه جویی کنیم. نزدیک به 95 درصد از موتور هایی که امروزه در محیط های صنعتی نصب شده اند، سایز بزرگتر از کاربرد نرمال شان دارند یا به اصطلاح Oversized هستند.
13- درايو ها مي توانند محاسبات ابري (cloud computing) را امكان پذير سازند. ديتا سنتر هاي عظيم كه درگير انجام محاسبات ابري هستند به يك سيستم تهويه سازگار و هوشمند احتياج دارند تا به طور مداوم كيفيت هوا و دماي هواي اطراف را بهينه سازي كند.
14- درایو ها درون یونیت های HVAC ( اچ واک) در سراسر جهان نصب شده اند. آن ها همچنین جزء تجهیزات اصلی در وسایل نقلیه الکتریکی و سیستم های فتوولتائیک به شمار می آیند چون که عمل تبدیل جریان های DC به جریان های متناوب را در این دستگاه ها انجام می دهند.
15- درایو هایی هستند که می توانند مستقیما بر روی موتور نصب شوند. این درایو ها با محفظه هایی دارای درجه حفاظت (IP) بالا تولید میشوند و در بسیاری از کاربردهای امروزی استفاده میشوند.
16 – اینورتر ، آنطور که گفته میشود در سال 1891 توسط شخصی بنام Harry Ward Leonard اختراع شده است. وی برای مدت زمانی کارمند توماس ادیسون بزرگ بوده است. ایشان حدود یکصد پتنت بنام خودش ثبت کرده اند. وی در سال 1915 فوت کرد. روش تبدیل توان DC به AC وی از rotary converter ها یا مجموعه های motor-generator استفاده میکرد و برای مدتی نیز مورد استفاده باقی ماند. درایو های مدرن در حوالی سال های 1970 دگرگون شدند اما چیزی حدود 20 سال طول کشید تا تکنولوژی های الکترونیک و یا الکترونیک قدرت، سطحی از توانایی ها را در اختیار مهندسان قرار دهند تا درایو ها به جایگاه کنونی شان برسند.
17- درایو ها می توانند در جهت معکوس راه اندازی شوند تا به عنوان یک مولد انرژی عمل نمایند. این تکنیک احتمالا در آینده به عنوان یک تکنیک رایج جهت بازتولید و ذخیره انرژی استفاده خواهد شد.