فصل دوم: مدل‌ها، رنج توان و روش انتخاب اینورتر SSI800

مقدمه

انتخاب اینورتر مناسب، اولین تصمیم فنی مهم قبل از نصب و راه‌اندازی یک سیستم درایو است. در مورد SSI800 نیز انتخاب صحیح فقط به این معنا نیست که توان اینورتر را با توان موتور برابر کنیم؛ بلکه باید نوع برق ورودی، ساختار Power Unit، Control Unit، نیازهای کنترلی، تجهیزات جانبی و شرایط محیطی نیز بررسی شوند.

دفترچه SSI800 برای واحدهای قدرت، مدل‌های مختلفی را معرفی می‌کند و در کنار آن، ساختارهای متفاوت Control Unit و کارت‌های Option را نیز در نظر گرفته است. بنابراین انتخاب SSI800 باید به‌صورت سیستمی انجام شود.

2.1 اجزای اصلی در انتخاب SSI800

برای انتخاب صحیح یک SSI800، بهتر است تصمیم‌گیری را به چند مرحله تقسیم کنیم:

مشخص کردن نوع منبع تغذیه
مشخص کردن توان و مشخصات موتور
انتخاب Power Unit
انتخاب Control Unit
بررسی نیاز به Option Card
بررسی تجهیزات جانبی
بررسی شرایط محیطی
بررسی نیازهای کنترلی پروژه

این ترتیب باعث می‌شود انتخاب اینورتر صرفاً بر اساس یک عدد روی پلاک موتور انجام نشود.

2.2 Power Unitهای SSI800

در ساختار SSI800، دو خانواده اصلی Power Unit با نام‌های:

PU00
PU01

معرفی شده‌اند. دفترچه برای این واحدها رنج‌های مختلف و اطلاعات مربوط به کد مدل را ارائه می‌کند.

Power Unit در واقع بخش اصلی قدرت درایو است و انتخاب آن باید با مشخصات شبکه و موتور هماهنگ باشد.

از اینجا یک اصل مهم به دست می‌آید:

انتخاب SSI800 را باید از مشخصات واقعی سیستم شروع کرد، نه از نام مدل اینورتر.

2.3 ولتاژ ورودی SSI800

یکی از اولین مواردی که باید هنگام انتخاب اینورتر مشخص شود، ولتاژ ورودی است.

بر اساس مشخصات فنی دفترچه، SSI800 برای دو محدوده اصلی ورودی معرفی شده است:

ورودی تک‌فاز: 200 تا 240V
ورودی سه‌فاز: 380 تا 480V
فرکانس ورودی: 50/60Hz

بنابراین پیش از انتخاب مدل، باید مشخص شود برق موجود در تابلو یا سایت پروژه با کدام محدوده مطابقت دارد.

چرا این موضوع مهم است؟

فرض کنید موتور مورد استفاده در پروژه یک موتور سه‌فاز صنعتی باشد. صرفاً دانستن توان موتور برای انتخاب کافی نیست.

باید مشخص شود:

شبکه ورودی چیست؟
ولتاژ شبکه چقدر است؟
سیستم تک‌فاز است یا سه‌فاز؟
فرکانس شبکه چیست؟
موتور با چه ولتاژی باید کار کند؟

در نتیجه انتخاب Power Unit باید با شبکه واقعی پروژه تطبیق داده شود.

2.4 فرکانس ورودی

دفترچه SSI800 فرکانس ورودی 50/60Hz را برای دستگاه مشخص کرده است.

این مشخصه در پروژه‌های صنعتی مهم است، زیرا منبع تغذیه باید در محدوده مشخصات دستگاه قرار داشته باشد.

در پروژه‌های صنعتی بین‌المللی ممکن است فرکانس شبکه متفاوت باشد؛ بنابراین در طراحی باید مشخصات واقعی شبکه بررسی شود و صرفاً بر اساس عادت یا استاندارد محل قبلی تصمیم‌گیری نشود.

2.5 ولتاژ خروجی SSI800

دفترچه برای SSI800 محدوده خروجی را 0 تا 100 درصد ولتاژ خط اعلام می‌کند.

این مشخصه در ارتباط مستقیم با تنظیم موتور و روش کنترل آن اهمیت دارد.

در هنگام تنظیم درایو باید مشخصات پلاک موتور با پارامترهای مربوط به موتور هماهنگ شود.

در نتیجه نباید صرفاً به این موضوع توجه کرد که «اینورتر روشن می‌شود یا نه».

هدف از تنظیم صحیح این است که:

درایو + موتور + بار + روش کنترل

به‌عنوان یک سیستم هماهنگ عمل کنند.

2.6 محدوده فرکانس خروجی

یکی از مشخصات قابل توجه SSI800، محدوده فرکانس خروجی آن است که در دفترچه تا 590Hz اعلام شده است.

اما این مقدار نباید با فرکانس مجاز هر موتور اشتباه گرفته شود.

اینکه درایو توانایی ایجاد یک فرکانس مشخص را دارد، به این معنا نیست که موتور یا ماشین مکانیکی نیز الزاماً برای کار در آن فرکانس طراحی شده است.

بنابراین در انتخاب و تنظیم باید حداقل سه موضوع جداگانه بررسی شوند:

1. قابلیت اینورتر

حداکثر فرکانس قابل ارائه توسط SSI800.

2. قابلیت موتور

حداکثر فرکانس و سرعت مجاز موتور.

3. محدودیت مکانیکی بار

حداکثر سرعت مجاز تجهیزات مکانیکی متصل به موتور.

این سه مورد باید با یکدیگر هماهنگ باشند.

2.7 توان موتور و انتخاب درایو

توان موتور یکی از پارامترهای اصلی انتخاب اینورتر است، اما برای انتخاب نهایی نباید فقط به توان اسمی اکتفا کرد.

در عمل باید مشخصات پلاک موتور، نوع بار و شرایط بهره‌برداری نیز بررسی شوند.

به‌خصوص در کاربردهایی که:

بار سنگین است،
موتور مرتباً شتاب می‌گیرد،
ترمزهای مکرر وجود دارد،
گشتاور راه‌اندازی بالا مورد نیاز است،
یا بار دینامیکی است،

انتخاب درایو باید با دقت بیشتری انجام شود.

دفترچه SSI800 نیز در مشخصات فنی خود مواردی مانند Start Torque، Overload، Switching Frequency، Speed Resolution و Speed Accuracy را مطرح می‌کند.

بنابراین انتخاب باید با توجه به کاربرد واقعی انجام شود.

2.8 Start Torque یا گشتاور راه‌اندازی

یکی از ویژگی‌هایی که هنگام انتخاب درایو اهمیت دارد، توانایی سیستم در ایجاد گشتاور مناسب هنگام راه‌اندازی است.

دفترچه SSI800 قابلیت مربوط به Start Torque را در مشخصات خود مطرح کرده است.

این موضوع برای بارهایی که در لحظه شروع حرکت مقاومت زیادی دارند اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

برای مثال، رفتار یک موتور در حالت بدون بار با موتوری که یک مکانیزم سنگین را از حالت سکون حرکت می‌دهد، یکسان نیست.

بنابراین هنگام انتخاب SSI800 باید پرسید:

بار در لحظه Start چه رفتاری دارد؟

این سؤال از نظر انتخاب درایو بسیار مهم‌تر از صرفاً مشاهده توان موتور است.

2.9 Overload و اهمیت آن

دفترچه SSI800 مشخصات مربوط به Overload را نیز در بخش مشخصات فنی ارائه کرده است.

Overload به توانایی سیستم در تحمل شرایط بار اضافی در مدت مشخص مربوط می‌شود.

در کاربرد صنعتی، ممکن است موتور در تمام مدت با بار ثابت کار نکند.

ممکن است بار در برخی لحظات افزایش پیدا کند یا هنگام راه‌اندازی، شتاب‌گیری و تغییر شرایط کاری، جریان بیشتری از موتور گرفته شود.

به همین دلیل هنگام انتخاب درایو باید شرایط واقعی کار ماشین را بررسی کرد.

2.10 نوع موتور؛ Induction یا PM

SSI800 در مشخصات خود برای Induction Motor و Permanent Magnet Motor معرفی شده است.

این نکته در تنظیم پارامترهای موتور بسیار مهم است.

نوع موتور روی مواردی مانند:

روش کنترل
Auto Tuning
پارامترهای موتور
رفتار سرعت
کنترل گشتاور

اثر دارد.

بنابراین یکی از اولین اطلاعاتی که باید از پلاک و مستندات موتور استخراج شود، نوع موتور است.

2.11 V/F یا Vector Control؟

یکی از تصمیم‌های مهم در انتخاب و راه‌اندازی SSI800، انتخاب روش کنترل مناسب است.

دفترچه SSI800 دو روش اصلی را مطرح می‌کند:

V/F Control

Vector Control

انتخاب بین این روش‌ها باید براساس نیاز ماشین انجام شود.

V/F

در پروژه‌هایی که کنترل ساده‌تر موتور مورد نیاز است، روش V/F می‌تواند در ساختار کنترل مورد استفاده قرار گیرد.

Vector

در کاربردهایی که کنترل دقیق‌تر سرعت یا گشتاور اهمیت دارد، قابلیت‌های Vector Control اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند.

در فصل بعدی این دو روش را از دیدگاه پارامتری SSI800 بررسی خواهیم کرد.

2.12 Open Loop و Closed Loop

SSI800 در مشخصات خود قابلیت‌های مربوط به کنترل سرعت در حالت‌های Open Loop و Closed Loop را مطرح می‌کند.

Open Loop

در این ساختار، کنترل بدون استفاده از فیدبک مستقیم سرعت انجام می‌شود.

Closed Loop

در این حالت، سیستم از فیدبک استفاده می‌کند.

در صورتی که پروژه به فیدبک سرعت نیاز داشته باشد، باید قابلیت‌های Control Unit و Option Card نیز بررسی شوند.

به همین دلیل انتخاب Control Unit باید هم‌زمان با بررسی نیازهای کنترلی انجام شود.

2.13 چه زمانی به Option Card نیاز داریم؟

SSI800 برای کارت‌های Option مختلف طراحی شده است.

در دفترچه کارت‌هایی مانند PG01، PG02، PG03، DP01، PN01 و IO01 معرفی شده‌اند.

بنابراین پیش از خرید یا مونتاژ نهایی سیستم، باید مشخص شود که پروژه به قابلیت اضافه‌ای نیاز دارد یا خیر.

برای مثال، اگر طراحی پروژه به فیدبک سرعت یا یک شبکه صنعتی خاص نیاز داشته باشد، بررسی Option Card ضروری خواهد بود.

اشتباه در این مرحله ممکن است باعث شود بعد از خرید درایو، سیستم به امکانات مورد انتظار دسترسی نداشته باشد.

2.14 Control Unit را چگونه انتخاب کنیم؟

در SSI800، Control Unitهای مختلفی مانند:

CU00
CU0H
CU03
CU0L

معرفی شده‌اند.

دفترچه همچنین تفاوت‌های I/O و امکانات آنها را مشخص می‌کند.

برای انتخاب Control Unit بهتر است ابتدا لیستی از نیازهای پروژه تهیه شود.

مثلاً:

نیاز پروژه	باید بررسی شود
Start/Stop خارجی	Digital Input
فرمان سرعت	Analog Input / Reference
کنترل PID	قابلیت PID
فیدبک سرعت	Option / Feedback
شبکه صنعتی	Communication Option
I/O بیشتر	Control Unit یا IO Option
کنترل از پنل	Keypad

این روش انتخاب، احتمال انتخاب اشتباه را کاهش می‌دهد.

2.15 Keypad؛ بخش مهم راه‌اندازی

در ساختار SSI800 مدل‌هایی مانند KP01 و KP02 برای Keypad معرفی شده‌اند.

در پروژه‌های صنعتی، Keypad در مراحل زیر اهمیت دارد:

راه‌اندازی اولیه
مشاهده پارامترها
تنظیم پارامترها
مشاهده وضعیت درایو
بررسی اطلاعات عملکرد
عیب‌یابی اولیه

به همین دلیل در طراحی سیستم باید نحوه دسترسی به Keypad و محل نصب آن نیز در نظر گرفته شود.

2.16 انتخاب بر اساس کاربرد

یکی از روش‌های کاربردی برای انتخاب SSI800 این است که ابتدا نوع کاربرد را مشخص کنیم.

برای مثال:

کاربرد پمپ

نیازهای احتمالی:

کنترل سرعت
PID
کنترل فشار یا دبی
عملکردهای مربوط به Pump Application

دفترچه SSI800 برای کاربرد پمپ گروه پارامتری اختصاصی Group 20 را معرفی می‌کند.

کاربرد ماشین‌آلات

در این حالت ممکن است:

کنترل سرعت
شتاب و کاهش سرعت
کنترل گشتاور
فیدبک

اهمیت بیشتری داشته باشند.

کاربرد نوار نقاله

در چنین کاربردی رفتار Start، Stop و شتاب‌گیری اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند.

این مثال‌ها صرفاً چارچوب انتخاب را نشان می‌دهند؛ تنظیم نهایی باید مطابق مشخصات واقعی پروژه و دفترچه انجام شود.

2.17 تجهیزات جانبی در انتخاب SSI800

گاهی انتخاب اینورتر بدون توجه به تجهیزات جانبی انجام می‌شود.

اما دفترچه SSI800 تجهیزات مختلفی را برای ورودی و خروجی سیستم معرفی می‌کند.

از جمله:

Air Switch
Contactor
Input Choke
RFI Filter
Brake Resistor
Brake Chopper
Output Choke
Sine Filter

این موارد در بخش تجهیزات جانبی دفترچه مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

بنابراین انتخاب درایو باید بخشی از طراحی کامل سیستم قدرت باشد.

2.18 انتخاب Air Switch، Fuse و Contactor

دفترچه SSI800 برای انتخاب تجهیزات حفاظتی و قطع و وصل، جدول‌هایی برای Air Switch، Fuse و Contactor ارائه کرده است.

این موضوع یک نکته مهم دارد:

تجهیزات بالادستی درایو نباید صرفاً با حدس یا بر اساس توان موتور انتخاب شوند.

مقدار جریان، نوع سیستم و مشخصات درایو باید از جداول سازنده بررسی شود.

در فصل چهارم، جدول‌های مربوط به تجهیزات قدرت را جداگانه تحلیل می‌کنیم.

2.19 انتخاب مقاومت ترمز

برای برخی کاربردها، مقاومت ترمز بخشی مهم از سیستم است.

دفترچه SSI800 برای انتخاب Brake Resistor فرمول‌ها و اطلاعات مربوط به انتخاب را ارائه می‌کند.

در کاربردهایی که کاهش سرعت شدید یا مکرر وجود دارد، موضوع انرژی برگشتی موتور اهمیت پیدا می‌کند.

بنابراین هنگام انتخاب باید پرسید:

آیا بار اینرسی بالایی دارد؟
آیا Stopهای سریع داریم؟
آیا ترمز مکرر داریم؟
آیا نیاز به Brake Resistor وجود دارد؟

پاسخ این سؤالات می‌تواند روی طراحی سیستم تأثیر بگذارد.

2.20 شرایط محیطی و انتخاب درایو

انتخاب SSI800 فقط بر اساس برق و موتور انجام نمی‌شود.

محل نصب نیز اهمیت دارد.

دفترچه شرایطی مانند:

دمای محیط
رطوبت
ارتفاع
ارتعاش
تهویه
درجه حفاظت

را مورد توجه قرار داده است.

SSI800 در دفترچه با درجه حفاظت IP20 معرفی شده است.

بنابراین در محیط‌های صنعتی، نحوه نصب داخل تابلو و شرایط تهویه باید در طراحی لحاظ شود.

2.21 یک روش عملی برای انتخاب SSI800

برای اینکه انتخاب درایو از حالت حدسی خارج شود، می‌توانیم از این چک‌لیست استفاده کنیم:

مرحله اول: اطلاعات شبکه

ولتاژ ورودی؟
تک‌فاز یا سه‌فاز؟
فرکانس؟
شرایط شبکه؟

مرحله دوم: اطلاعات موتور

نوع موتور؟
توان؟
ولتاژ؟
جریان؟
فرکانس؟
سرعت؟
اطلاعات پلاک؟

مرحله سوم: مشخصات بار

فن؟
پمپ؟
نوار نقاله؟
ماشین‌ابزار؟
کمپرسور؟
بار با اینرسی بالا؟
بار با گشتاور ثابت یا متغیر؟

مرحله چهارم: نیاز کنترلی

V/F؟
Vector؟
Open Loop؟
Closed Loop؟
PID؟
Torque Control؟

مرحله پنجم: I/O

تعداد Digital Input؟
تعداد Digital Output؟
Analog Input؟
Analog Output؟
نیاز به I/O اضافی؟

مرحله ششم: ارتباطات

ارتباط سریال؟
شبکه صنعتی؟
PLC؟
HMI؟
Option Card؟

مرحله هفتم: ترمز

آیا Brake Resistor نیاز است؟
آیا توقف سریع داریم؟
آیا بار اینرسی بالاست؟

مرحله هشتم: محیط

دما؟
ارتفاع؟
رطوبت؟
گردوغبار؟
تهویه تابلو؟

پس از پاسخ به این موارد، انتخاب SSI800 بسیار منطقی‌تر خواهد شد.

2.22 اشتباهات رایج هنگام انتخاب SSI800

اشتباه اول: انتخاب صرفاً بر اساس توان موتور

توان موتور مهم است، اما تنها معیار نیست.

اشتباه دوم: نادیده گرفتن ولتاژ ورودی

نوع شبکه باید قبل از انتخاب Power Unit مشخص شود.

اشتباه سوم: بی‌توجهی به Control Unit

ممکن است Power Unit مناسب باشد اما I/O یا امکانات کنترلی مورد نیاز پروژه در Control Unit انتخاب‌شده وجود نداشته باشد.

اشتباه چهارم: نادیده گرفتن Option Card

اگر پروژه به فیدبک یا ارتباط خاصی نیاز داشته باشد، باید قبل از نهایی شدن انتخاب بررسی شود.

اشتباه پنجم: بی‌توجهی به شرایط محیطی

دما و ارتفاع می‌توانند روی ظرفیت مجاز درایو اثر بگذارند و دفترچه برای شرایط خاص موضوع Derating را مطرح کرده است.

اشتباه ششم: انتخاب اشتباه تجهیزات جانبی

فیوز، کنتاکتور، چوک، فیلتر و مقاومت ترمز باید مطابق جداول و شرایط واقعی سیستم انتخاب شوند.

2.23 چک‌لیست نهایی انتخاب SSI800

پیش از سفارش یا نصب، این موارد را بررسی کنید:

برق ورودی

☐ ولتاژ مشخص است
☐ تک‌فاز یا سه‌فاز مشخص است
☐ فرکانس مشخص است

موتور

☐ نوع موتور مشخص است
☐ توان مشخص است
☐ جریان مشخص است
☐ ولتاژ مشخص است
☐ فرکانس مشخص است
☐ سرعت مشخص است

درایو

☐ Power Unit مناسب انتخاب شده
☐ Control Unit مناسب انتخاب شده
☐ روش کنترل مشخص شده
☐ نیاز به Closed Loop بررسی شده
☐ نیاز به Option Card بررسی شده

سیستم

☐ نیاز به PID بررسی شده
☐ نیاز به Brake Resistor بررسی شده
☐ تجهیزات حفاظتی انتخاب شده‌اند
☐ شرایط محیطی بررسی شده است
☐ تهویه تابلو بررسی شده است

جمع‌بندی فصل دوم

انتخاب صحیح اینورتر SSI800 یک فرآیند چندمرحله‌ای است.

در این فصل دیدیم که انتخاب دستگاه باید حداقل بر اساس چهار لایه انجام شود:

شبکه برق → موتور → بار → سیستم کنترل

در کنار این چهار مورد، باید Power Unit، Control Unit، Keypad، Option Card و تجهیزات جانبی نیز بررسی شوند.

بر اساس دفترچه، SSI800 از ورودی‌های تک‌فاز 200 تا 240V و سه‌فاز 380 تا 480V، روش‌های کنترل V/F و Vector، موتورهای Induction و PM و قابلیت‌های مختلف کنترلی پشتیبانی می‌کند.

همچنین ساختار پارامتری آن شامل گروه‌های اختصاصی برای کنترل موتور، ترمینال‌ها، PID، حفاظت، مانیتورینگ، Simple PLC و Pump Application است.

در نتیجه، برای انتخاب یک SSI800 مناسب، نباید فقط پرسید:

«توان موتور چند کیلووات است؟»

بلکه باید پرسید:

«این موتور در چه شبکه‌ای، با چه باری، با چه روش کنترلی و با چه امکانات I/O و ارتباطی قرار است کار کند؟»

این سؤال، نقطه شروع یک انتخاب مهندسی صحیح است.

فصل بعد

در فصل سوم وارد یکی از مهم‌ترین قسمت‌های عملی مقاله می‌شویم:

نصب مکانیکی و شرایط محیطی اینورتر SSI800

در آن بخش، موارد زیر را بررسی خواهیم کرد:

محل مناسب نصب SSI800
اصول نصب داخل تابلو
فاصله و تهویه
دمای محیط
رطوبت
ارتفاع از سطح دریا
ارتعاش
IP20
Derating
نحوه جانمایی تجهیزات
نکات جلوگیری از افزایش دمای درایو
شرایط نامناسب نصب
نکات اجرایی برای تابلو برق

بعد از آن، در فصل چهارم وارد سیم‌بندی کامل مدار قدرت SSI800 می‌شویم؛ یعنی جایی که مقاله از معرفی و انتخاب وارد اجرای واقعی می‌شود.

مطالب

اینوتر SSI مدل SSI800 بخش دوم