افزایش طول عمر الکتروموتور با اینورتر
استفاده از اینورتر (VFD) جدا از بهینه‌سازی مصرف انرژی، نقش مهمی در افزایش طول عمر الکتروموتورهای صنعتی نیز ایفا می‌کند. این تجهیزات با کنترل هوشمند و دقیق عملکرد موتور، عوامل مخربی را که به کاهش عمر مفید موتور منجر می‌شوند، به طور چشمگیری کاهش می‌دهند. اما این تجهیزات چطور این کار را انجام می‌دهند؟ در این مطلب از توان صنعت، تأثیر استفاده از اینورتر در طول عمر مفید موتورهای صنعتی را از ابعاد مختلف بررسی میکنیم. با مطالعه این مطلب، با وجوه جدیدی از اهمیت خرید اینورتر صنعتی آشنا می‌شوید.
تأثیر استفاده از اینورتر در طول عمر مفید موتورهای صنعتی
موتورهای الکتریکی را می‌توان قلب تپنده صنایع دانست که همواره در معرض عوامل فرسایشی متعددی قرار دارند. یکی از مؤثرترین راهکارهای مهندسی برای محافظت از موتورهای صنعتی و افزایش دوام آنها، استفاده از اینورتر است. این تجهیزات با قابلیت‌های کنترلی و حفاظتی پیشرفته، بهره‌وری انرژی را بالا برده و با کاهش استرس‌های مکانیکی و الکتریکی، به مدیریت هوشمند عملکرد موتور کمک کرده و از آسیب‌های احتمالی جلوگیری می‌کنند. پیشنهاد میکنیم برای مشاهده انواع الکتروموتور به صفحه الکتروموتور مراجعه کنید.
در ادامه با مهم‌ترین روش‌ها و دلایلی که اینورترها موجب افزایش طول عمر موتورهای صنعتی می‌شوند، آشنا می‌شوید.
۱- راه‌اندازی نرم موتور
راه‌اندازی مستقیم موتورهای القایی، باعث ایجاد جریان هجومی بسیار بالا (۶ تا ۸ برابر جریان نامی) و شوک مکانیکی شدید به شافت، بلبرینگ‌ها و کوپلینگ می‌شود. اینورتر با امکان راه‌اندازی تدریجی و نرم (Soft Start)، جریان راه‌اندازی را محدود کرده و تنش‌های مکانیکی را کاهش می‌دهد. در تعریفی ساده، کاهش استرس‌های الکتریکی و مکانیکی، منجر به افزایش طول عمر موتور و تجهیزات متصل به آن می‌شود.
۲- کنترل دقیق سرعت و بار موتور
یکی از مهم‌ترین دلایل افزایش طول عمر الکتروموتورها به کمک اینورترها، امکان تنظیم دقیق سرعت موتور، مطابق با نیاز واقعی است. در سیستم‌های بدون اینورتر، موتور معمولاً با سرعت نامی و بار نامناسب کار می‌کند که باعث ایجاد گرمای اضافی و استهلاک سریع‌تر می‌شود. بنابراین با وجود این تجهیزات کنترلی، حرارت موتور کم شده و از ایجاد بارهای نامتعادل می‌شود. به‌این‌ترتیب، عمر عایق‌بندی و سیم‌پیچ‌ها بیشتر می‌شود.
۳- کاهش نوسانات ولتاژ و جریان
اینورترهای با کیفیت، ولتاژ و جریان ورودی به موتور را تثبیت و فیلتر می‌کنند. این موضوع پیک‌های ناگهانی جریان و ولتاژ را کاهش می‌دهد (پیک‌هایی که می‌توانند به عایق سیم‌پیچ‌ها و قطعات داخلی موتور آسیب برسانند). در واقع این درایوها، از موتور در برابر آسیب‌های ناشی از نوسانات برق محافظت کرده و دوام آنها را افزایش می‌دهند.
۴- کاهش استرس‌های حرارتی و الکتریکی
با وجود اینورتر، کارکرد موتور بهمراتب بهینهتر خواهد بود. این موضوع، از ایجاد نقاط داغ در سیم‌پیچ‌ها جلوگیری می‌کند و دمای کلی موتور را در محدوده استاندارد نگه می‌دارد. به عبارت دیگر، استهلاک عایق‌ها دیرتر و کمتر اتفاق می‌افتد و از خرابی‌های زودرس ناشی از دمای بالا نیز جلوگیری می‌شود.
۵- حذف شوک‌های مکانیکی و کاهش استهلاک قطعات متحرک
بالاتر نیز اشاره‌ای به این موضوع کردیم که وجود اینورتر باعث شروع و توقف نرم موتور (Soft Stop) می‌شود. بنابراین می‌توان گفت تنش‌های مکانیکی ناشی از شتاب و ترمز ناگهانی به تجهیزات مکانیکی (نظیر گیربکس، کوپلینگ و بلبرینگ‌ها) وارد نمی‌شود. در نتیجه، ساییدگی و فرسودگی قطعات مکانیکی کمتر شده و طول عمر کلی سیستم بالاتر می‌رود.
۶- امکان مانیتورینگ و حفاظت هوشمند موتور
یکی از جالبترین وجوه افزایش طول عمر الکتروموتورها به کمک اینورترها، وجود قابلیت‌های پیشرفته‌ای مانند مانیتورینگ دما، جریان، ولتاژ و بار است. ویژگی‌هایی که در بسیاری از اینورترهای مدرن یافت می‌شوند و در صورت بروز شرایط غیرعادی، هشدار داده یا موتور را خاموش می‌کنند. این قابلیت‌ها سدی در برابر آسیب‌های جدی خواهند بود و ایمنی و طول عمر موتور را نیز به حداکثر می‌رسانند.
۷- جلوگیری از پدیده ضربه قوچی در پمپ‌ها
هنگام خاموش شدن ناگهانی پمپ‌های صنعتی بدون اینورتر، فشار برگشتی شدیدی به موتور و لوله‌ها وارد می‌شود که به آن Water Hammer یا ضربه قوچی گفته می‌شود. این پدیده علاوه بر آسیب به سیستم لوله‌کشی، به شافت و یاتاقان موتور هم صدمه می‌زند. اما درایو صنعتی، با توقف نرم، مانع ضربه قوچی شده و جلوی آسیب‌های مکانیکی به موتور و سیستم را می‌گیرد.
۹- حذف کارکرد در بارهای نامتعادل یا اضافه‌بار طولانی
اگر موتورهای بدون اینورتر در بارهای کمتر یا بیشتر از حدِ طراحی‌شده کار کنند، دچار گرم شدن بیش از حد و استهلاک زودهنگام می‌شوند. اینورتر با کنترل دقیق بار، اجازه نمی‌دهد موتور برای مدت طولانی در شرایط پرخطر یا غیربهینه کار کند و این عامل، عمر موتور را افزایش می‌دهد.
۱۰- کاهش جریان کشی موتور در حالت بی‌باری
جریانی که موتورهای القایی در حالت بی‌باری مصرف می‌کنند، موجب تولید حرارت و استهلاک تدریجی سیم‌پیچ می‌شود. اینورتر با کاهش فرکانس و ولتاژ موتور در حالت بی‌باری، این جریان و در نتیجه استهلاک حرارتی را به حداقل می‌رساند.
۱۱- جلوگیری از آسیب‌های ناشی از اضافه ولتاژهای گذرا
از دیگر دلایل افزایش طول عمر الکتروموتورها به کمک اینورترها، مدارهای حفاظتی در برابر اضافه ولتاژهای گذرا است که در اینورترهای استاندارد طراحی شده است. این فناوری، از آسیب دیدن عایق‌بندی سیم‌پیچ‌ها و خرابی زودهنگام موتور جلوگیری می‌کند.
۱۲- امکان تنظیم Ramp up و Ramp down مطابق مشخصات موتور
دو اصطلاح Ramp up و Ramp down به ترتیب به معنی مدت‌زمان شتاب‌گیری و توقف موتور هستند. تنظیم درست این مقادیر در اینورترها، استهلاک مکانیکی موتور و کوپلینگ‌ها را به حداقل رسانده و موجب افزایش عمر آنها می‌شود.
۱۳- کاهش تنش‌های گشتاوری هنگام راه‌اندازی
راه‌اندازی مستقیم، ضربه گشتاوری بالایی را به شافت موتور وارد می‌کند. اینورتر با کنترل گشتاور راه‌اندازی، از این تنش‌ها جلوگیری کرده و طول عمر موتور و متعلقات مکانیکی آن را افزایش می‌دهد.
جمع‌بندی تاثیر استفاده از اینورتر برای الکتروموتورها
افزایش طول عمر الکتروموتورها به کمک اینورترها شیوه‌ها و دلایل مختلفی دارد که همه آنها را در این مطلب دیدید. به طور کلی، نصب و استفاده از اینورترهای کنترل دور موتور، موجب کاهش چشمگیر مصرف انرژی می‌شود. از طرفی به‌عنوان یک عامل کلیدی در افزایش طول عمر مفید الکتروموتورهای صنعتی ایفای نقش می‌کند. در این میان، این انتخاب درست این تجهیزات کنترلی است که می‌تواند میزان موفقیت این هدف را تعیین کند.
در فروشگاه توان صنعت، می‌توانید انواع اینورترهای صنعتی را از برندهای متنوع و در بازه‌های قیمتی مختلف، به‌صورت حضوری یا آنلاین تهیه فرمایید. اما پیش از آن، پیشنهاد میکنیم که با مشاوران ما در تماس باشید تا با توضیح شرایط و الزامات پروژه خود، برای خرید بهترین محصول راهنمایی شوید.
نظرات کاربران