تفاوت بین درایو AC و درایو DC
درایو AC و درایو DC کارآمدترین راهکار را برای کنترل خروجی یک موتور ارائه می‌دهند و بنابراین به‌طور گسترده‌ای در تقریباً همه صنایع، اعم از کوچک و بزرگ، مورداستفاده قرار می‌گیرند.
چرا درایوهای فرکانس متغیر؟
درایوهای فرکانس متغیر (VFDs) برای کنترل دقیق سرعت،
موقعیت و گشتاور در بارهای مختلف موردنیاز هستند که با روش‌های دیگری مثل جایگذاری مقاومت،
نمی‌توانند به‌طور مؤثری قابل حصول باشند.
برخی از مزیت‌های درایوهای الکتریکی، AC یا اینورتر DC عبارت‌اند از:
- کارآمدی بالا در محیط صنعتی
- داشتن رفتار قابل پیش‌بینی
- امکان کنترل جریان شروع
- این درایوها در سال‌های اخیر با پیشرفت‌های زیادی روبرو شده و اکنون با ریزپردازنده‌ها و قطعات الکترونیک دیجیتال مونتاژ می شوند.
inverter DC or inverter AC
ساختار درایو AC و درایو DC:
درایو AC با سیگنال یا ولتاژ AC کار میکند، برای مثال ولتاژ AC تک فاز یا سه فاز؛ و همچنین یک اینورتر DC هم با ولتاژ AC کار میکند.
توصیه می شود:اینورتر DC تمام دیجیتال سانترنو + معرفی ویژه و کاربردی پارامترهای اصلی
به‌طورکلی، یک درایو DC برای راه‌اندازی یک موتور DC،
جریان متناوب (AC) را با استفاده از یک مبدل (یک‌سوساز) به جریان مستقیم (DC) تبدیل میکند،
درحالی‌که درایو AC جریان ورودی AC را با استفاده از مبدل (یک‌سوساز) تغییر می‌دهد و سپس این جریان DC را با استفاده از یک اینورتر به جریان AC تبدیل میکند تا موتور را به کار بیندازد.
تفاوت‌های کلیدی بین درایو AC و درایو DC در این مقاله بر اساس عوامل دنیای واقعی مثل:
- منبع تغذیه
- تعمیرات و نگهداری
- کاربردها
- مکانیسم توقف
- مدار کنترل و قدرت
- اندازه و وزن
- فرایند کموتاسیون
- حد و کنترل سرعت
- تداخل هارمونیکی
- تنظیم سرعت
- گشتاور استارت
- واکنش به مکانیک حرکت
- نویز
- مصرف برق
- عمر جاروبکها و برنامه کاربردی موردبحث قرار می‌گیرند.
برتری‌ها و کاستی‌های درایو AC و درایو DC نسبت به یکدیگر:
هر دو درایو موتور AC و DC دارای جایگاه خاص خود را در صنعت دارند و به یک اندازه اهمیت دارند،
با قرار دادن آن‌ها در کنار یکدیگر و مقایسه آن‌ها می‌توان آن‌ها را به چند دسته تفکیک کرد با ما همراه باشید…
فن‌آوری:
تکنولوژی و طراحی درایوهای موتور یا همان اینورتر ها در طی سال‌های اخیر به حد مطلوبی رسیده است و بنابراین به آن یک نقطه قوت ذاتی بخشیده که دستیابی به آن برای درایوهای AC دشوار است.
به‌هرحال، هزینه پایین درایوهای DC طراحی قوی و قابل‌اطمینان موتورهای AC را که به تعمیرات و نگهداری کمتری نیاز دارند خنثی نمی‌کند و بنابراین بهره‌های اقتصادی درایو DC را جبران میکند.
در بلندمدت، احتمالاً درایو DC هزینه‌های بیشتری از درایو AC خواهد داشت،
چون حتی اگر از فن‌آوری الکترومکانیکی قابل‌اعتمادی نیز بهره بگیرند،
با معرفی کنترلرهای الکترونیکی در درایوهای AC اینورتر DC منسوخ می‌شوند.
قابلیت‌های عملکرد:
یکی از جدیدترین نوآوری‌هایی که در دنیای درایوها رخ می‌دهد، به شکل درایوهای بردار شار است یا همان وکتور کنترل که در حالت پیشرفته تر وکتور کنترل کلوزلوپ است.
جدیدترین تکنیک‌های کنترل، عملکرد موتورهای AC را برابر با عملکرد موتورهای DC قرار می‌دهند و در حوزه‌هایی مثل عملکرد با سرعت بالا پیشی گرفتن AC را میسر می‌سازند.
قابلیت تنشن کنترل Tension control
در عکس بالا مشاهده میکنید چندین عملکرد در یک درایو AC ادغام و یکپارچه سازی شده است قابلیت کنترل دقیق سرعت کنترل موقعیت کنترل گشتاور.
در عکس بالا مشاهده میکنید با استفاده از یک درایو AC عملیات تنشن کنترل یا جمع کردن به رول ها کاملا اصولی و دقیق در حال انجام است.
در عکس بالا مشاهده میکنید که با استفاده از دو عدد درایو AC و دو عدد موتور AC و دو عدد انکودر در پشت موتور ها دو محور را به صورت کلوز لوپ کنترل موقعیت میکنند.
چه بسا کاربردهایی هستند که درایو های DC از پس آن بر نمی ایند ولی در درایو های AC کمبود آن عملکرد ها را جبران و به سهولت امکان پذیر است مثل کنترل موقعییت یا پوزیشن کنترل Control position .
تولیدکنندگان همچنین موتورهایی مخصوص برای کار با اینورتر معرفی کرده‌اند که طیف کنترل سرعت را برابر با موتورهای DC فراهم می‌آورد و بنابراین شکاف بین این دو درایو را کمتر میکند.
حوزه عملکرد:
کاملاً واضح است که سیستم‌های AC دارای مزیت‌های اقتصادی بالایی نسبت به سیستم‌های DC هستند،
اما در برخی موارد خاص، سیستم DC جایگزینی ندارد.
صنایعی مانند استیل، کاغذ و پلاستیک دارای کاربردهای خاصی هستند که مستلزم کنترل دقت گشتاور شروع و اجرا می‌باشند.
آن‌ها تنها می‌توانند از طریق یک مبدل موقعیت در یک موتور AC به دست آیند، درحالی‌که در خصوص موتورهای DC به به‌روزرسانی‌های اندکی نیاز دارند.
یک درایو DC می‌تواند با داشتن بازخورد ولتاژ آرمیچر متناسب، بدون افزایش قیمت به این هدف دست یابد.
علاوه بر این، این یک ویژگی داخلی است و بسیار قابل اطمینان‌تر و قوی‌تر از راهکار مبدل موقعیت (انکودر) برای درایوهای AC می‌باشد.
اندازه و ابعاد فیزیکی:
یک درایو DC در مقایسه با یک درایو AC، نسبتاً کوچک است و به‌طور مؤثری تنها به‌عنوان یک پل بین منبع و بار در نظر گرفته می‌شود.
در مقایسه، درایوهای AC متشکل از یک شبکه از قطعات مانند یک‌سوسازها، خازن‌های ذخیره‌سازی و یک پل IGBT PWM می‌باشند.
این امر نیاز به فضای بیشتری را ایجاب میکند و درعین‌حال نگرانی در مورد انتشار گرما را که می‌تواند کارایی کلی سیستم را کاهش دهد، افزایش می‌دهد.
علاوه بر این، درایو DC کاربردریجنریتیو و همچنین ترمز در هر دو جهت چرخش را میسر می‌سازد و درنتیجه انرژی ایجادشده را به شبکه بازمی‌گرداند.
در مقایسه درایوهای AC با ویژگی‌های مشابه که مستلزم واحدهای بیشتری مثل ذخیره‌ساز (ریجنریتیو) واسط یا پل توانی اضافی هستند، بار دیگر فضای فوق‌العاده‌ای را در محیط صنعتی با مدیریت محدود ایجاد میکنند.
قیمت خرید:
یک درایو درصورتی‌که هزینه تجهیزات مربوطۀ آن غیرقابل‌قبول باشد و بازگشت سرمایه را طولانی کند مورداستفاده قرار نخواهد گرفت.
یک درایو DC در این بخش با شکست مواجه می‌شود.
هرچند که هزینه اولیه درایوها برای هردوی آن‌ها یکسان است، اما درایو DC پرهزینه‌تر است و این امر رقابت‌پذیری کلی آن‌ها را پایین می‌آورد.
هزینه‌های بالاتر تعمیرات و نگهداری در خصوص موتورهای DC این فاصله را حتی بیشتر میکند.
درنتیجه، می‌توان نتیجه گرفت که هر دو درایو دارای مزیت‌ها و معایبی هستند که این امر وجود هردوی آن‌ها را در یک محیط صنعتی برای تحقق همه الزامات کنترل سرعت با حداکثر کارایی ضروری می‌سازد.
برای دستیابی به یک دید کلی، جدول زیر تفاوت‌های کلیدی بین درایو AC و درایو DC را توضیح می‌دهد.
تفاوت‌های بین درایوهای AC و درایو DC
| درایو DC | درایو AC | ویژگی‌ها |
| با منبع AC کار میکند | با منبع AC کار میکند | منبع تغذیه |
| در مقایسه به تعمیرات و نگهداری بیشتری نیاز دارد و به دلیل قدیمی بودن تکنولوژی تعمیر کار درایو DC نیز کمتر است | به تعمیرات و نگهداری کمتری نیاز دارد | تعمیرات و نگهداری |
| معمولاً برای موتورهای DC استفاده می‌شود | به‌طور کل برای تمامی رنج های موتور AC استفاده می‌شود بدون محدودیت | استفاده/کاربرد |
| در کاربرد های کمی مورداستفاده قرار می‌گیرد | در اغلب کاربرد ها استفاده می‌شود | کاربرد و اپلیکیشن مورداستفاده |
| توقف در زمان اعمال مقاومت در روتور | توقف و شتاب در زمان تغییر فرکانسفوق العاده پیشرفته و مهندسی شده | مکانیسم ترمز و توقف |
| مدارهای کنترل و قدرت در مقایسه با همتایان خود از طراحی ساده و ارزان‌تری برخوردارند | مدارهای کنترل و قدرت از نظر طراحی کاملاً پیچیده و دشوار هستند | مدار کنترل و قدرت |
| نسبت توان به وزن به‌طور قابل‌توجهی کوچک است | نسبت توان به وزن بسیار بزرگ است | اندازه از لحاظ رتبه‌بندی توان |
| دارای مبدل و مدار چاپینگ است | دارای مبدل و اینورتر است | قطعات |
| به دلیل کموتاسیون، حجیم و گران‌قیمت‌اند | درایوهای DC به دلیل عدم وجود کموتاسیون از حجم و قیمت پایین‌تری برخوردارند | کموتاسیون |
| مدار یک‌سوساز برای آن ضروری است | مدار یک‌سوساز برای آن ضروری استدر بعضی از مدل های ماتریکس نیاز ندارد | یک‌سوساز |
| کنترل سرعت با آرمیچر و کنترل میدان حاصل می‌شود | کنترل سرعت با تغییر فرکانس حاصل می‌شود | کنترل سرعت |
| نمی‌توانند در چنین محیط‌هایی بکار روند زیرا جرقه‌ها به‌آسانی در جاروبکها ایجاد می‌شوند | می‌توانند در این محیط‌ها مورداستفاده قرار گیرند زیرا در حین کار جرقه ایجاد نمی‌کنند | محیط مرطوب و مستعد خوردگی |
| در درایوهای DC، موتورها به‌طور قابل‌توجهی گران‌ترند | در درایوهای AC، موتورها خصوصاً موتورهای قفس سنجابی ارزان‌ترند | قیمت |
| سرعت به خاطر فرایند کموتاسیون محدود می‌شود | هیچ حد بالاتری برای سرعت وجود ندارد | حد سرعت |
| مبدل‌ها هارمونیک را در منبع تغذیه و همچنین در بار ایجاد میکنند | مبدل‌ها هارمونیک را در منبع تغذیه و همچنین در بار ایجاد میکنند | هارمونیکها |
| می‌تواند تا ۲۵۰۰ RPM برسد | می‌تواند تا ۱۰۰۰۰ RPM برسد | سرعت موتور |
| نمی‌تواند به تنظیم سرعت ۱% دست یابد | تنظیم سرعت تقریباً ۱% قابل دستیابی است | تنظیم سرعت |
| واکنش دینامیکی پایینی ارائه می‌دهد | واکنش دینامیکی بالایی ارائه می‌دهد | واکنش دینامیکی |
| گشتاور استارت بالایی را تولید میکند | گشتاور استارت بالایی تولید نمی‌کنددر بعضی از مدل ها با استفاده از فیدبک انکودر همان گشتاور را اعمال میکند | گشتاور استارت |
| نمی‌تواند با استفادۀ مستقیم از باتری‌ها و بدون اضافه کردن قطعات دیگر راه‌اندازی شود | می‌تواند با استفادۀ مستقیم از باتری‌ها و بدون استفاده از یک مدار دیگر راه‌اندازی شود | استفاده از باتری |
| در مقایسه با درایوهای AC، سروصدایی ندارند | دارای عملکرد پر سروصدایی است که در برخی کاربردها کاملاً نامطلوب است | نویز |
| برق بیشتری مصرف میکند | برق کمتری مصرف میکند و بهینه تر است | مصرف برق |
| به دلیل فرایند تبدیل یک توان واحد از AC به DC از پیچیدگی کمتری برخوردار است | پیچیده‌تر است چون شامل اینورتر (DC→AC) و مبدل (AC→DC) است | پیچیدگی مدار |
| پایین (~ ۳۰۰۰h) | بسیار بالا (~ ۱۰۰۰۰h) | عمر جاروبکها |
نتیجه‌گیری
اگرچه درایو DC به دلیل ارائه گشتاور استارت بالا و داشتن مدار ساده کاملاً شناخته شده است و در کاربردهای سرعت ثابت قابل‌اجرا می باشد،
اما اعتقاد بر این است که این گونه درایوها دارای مشکلات زیادی به دلیل فرایند کموتاسیون و جاروبکها در موتورهای DC می‌باشند که به تعمیرات و نگهداری زیاد و ادواری نیاز دارند.
از سوی دیگر، درایوهای AC دارای مصرف بهینه انرژی هستند و می‌توانند تغییرات سرعت ناگهانی را به‌خوبی کنترل کنند.
اینورتر ها اغلب پارامترهای قابل‌برنامه‌ریزی متعدد و کاربردی برای حفاظت دارند.
چرا الکترومارکت؟
تیم ما شامل تعداد زیادی از مهندسین باتجربه است که برای ایجاد یک محیط اتوماسیون کاملاً یکپارچه برای مشتریان، به‌طور بی‌وقفه تلاش میکنند تا قابلیت اطمینان بهتر، کیفیت بالاتر و به‌طور کل میدان دید تولید را تضمین کنند.
بیشتر :
http://sbargh.ir/758/%d9%85%d8%af%d8%a7%d8%b1-%d8%a7%db%8c%d9%86%d9%88%d8%b1%d8%aa%d8%b1-%db%b1%db%b2%d9%88%d9%84%d8%aa-dc-%d8%a8%d9%87-%db%b2%db%b2%db%b0%d9%88%d9%84%d8%aa-ac/
