شفیع الکترونیک

در پاسخی خلاصه به این سوال می‌توان گفت که نوعی گاز بی‌بو، بی‌رنگ و بی‌مزه دارای فرمول شیمیایی CO و متشکل از یک اتم اکسیژن و یک اتم کربن می‌باشد. این گاز دو اتمی، فاقد بو و تا حد زیادی خفه‌کننده است و به همین علت با عنوان قاتل نامرئی و یا قاتل خاموش هم شناخته می‌شود. البته با این وجود، دارای کاربردهای بسیاری است و در صنایع مختلفی از جمله در صنعت فلزات اولیه استفاده می‌شود.

پس اگر به آشنایی بیشتر با گاز مونوکسید کربن و ویژگی‌های آن یا حتی به اطلاع از کاربردهای کربن مونوکسید علاقمند هستید، با ما همراه باشید. در ادامه این مطلب به بررسی تمامی خصوصیات و مشخصات مهم آن، از جمله نکات ایمنی و خطرات خواهیم پرداخت.

مشخصات مونوکسید کربن

این گاز بر اساس سوختن یا احتراق ناقص کربن از جمله زغال سنگ و نفت به وجود می‌آید و دارای مشخصات و ویژگی‌های زیر است:

• قابل اشتعال
• بسیار سمی (در صورت استنشاق)
• بی‌رنگ
• بی‌مزه یا بی‌طعم
• پایدار
• کشنده
• دارای تراکم بیشتر نسبت به هوا
• سبک‌تر از هوا
• دارای دمای جوش ۵/۱۹۱ درجه سلسیوس
• دارای دمای ذوب ۰۲/۲۰۵ درجه سلسیوس

همچنین برخلاف گاز اتیلن که بوی کمی دارد، گاز کربن مونوکسید کاملاً بی‌بو می‌باشد و تشخیص وجود آن در محیط به سادگی امکانپذیر نیست.

Tlv برای گاز مونوکسید کربن

میزان TLV (Threshold Limit Value) برای گاز کربن مونوکسید حدود ۲۵ ppm یا ۲۹ میلی‌گرم است.

حد مجاز مونوکسید کربن

مجموعاً حد مجاز یا PEL آن حدود ۵۰ ppm در میانگین ۸ ساعت است.

آیا گاز مونوکسید کربن قابل اشتعال است؟

مهمترین سؤال در خصوص تمام گازها، از جمله کپسول گاز مونوکسید کربن، قابلیت احتراق یا قابل اشتعال بودن آن‌ها است. در نتیجه برای پاسخ به این سؤال باید گفت بله. در صورت عدم رعایت نکات ایمنی و اختلاط این گاز با هوا، خطر جدی آتش سوزی وجود خواهد داشت.

روش تولید

چگونگی تولید مونوکسید کربن بسیار ساده است و با احتراق یا سوختن ناقص کربن انجام می‌شود. در نتیجه هر وسیله‌ای که با هیدروکربن کار می‌کند، دارای قابلیت تولید این گاز است. برای مثال، حتی بخاری و آبگرمکن هم توانایی تولید آن را دارند.

همچنین میزان و مقدار تولید به شرایط و یا روش تولید آن بستگی دارد. به عبارت دیگر، اگر هنگام سوختن کربن میزان کمی از اکسیژن وجود داشته باشد، CO به عنوان جایگزین گاز دی اکسید کربن تولید خواهد شد.

منابع CO

این موارد از اصلی‌ترین منابع CO در منازل و سطح شهر هستند:

• پایانه مسافربری
• بخاری گازی و چوبی
• بخاری نفتی
• شومینه گازی و چوبی
• دود سیگار
• اگزوز خودروی روشن
• وسایل نقلیه موتوری
• آبگرمکن
• نقص در دودکش
• مشعل شوفاژ خراب

از این رو تمامی افراد باید با نکات و موارد ایمنی گاز کربن مونوکسید آشنا شوند.

کاربردهای این گاز

در مجموع کاربردهای این گاز شامل چنین مواردی است:

• صنایع شیمی: مواد شیمیایی نظیر استر، فسژن، گلیکول و غیره با کمک گاز کربن مونوکسید تولید می‌شود.
• صنایع فلزی: کربن مونوکسید یک کاهش دهنده شیمیایی در بازیافت فلزات است. همچنین برای تولید فلزات خالص در راستای تجزیه کربونیل مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• تولید متانول: هیدروژناسیون کردن کربن مونوکسید موجب تولید متانول می‌شود‌.
• تولید سلول‌های خورشیدی: این گاز در یکی از مواد اولیه برای تولید سلول‌های خورشیدی استفاده می‌شود.
• تولید مواد شیمیایی آلی و غیر آلی: کربن مونوکسید برای تولید مواد شیمیایی آلی مثل سیتریک اسید و مواد شیمیایی غیر آلی مثل تیتانیوم دی اکسید کاربرد دارد.
• سوخت: ترکیب گاز کربن مونوکسید با گازهای دیگر از جمله گاز هیدروژن و گاز متان باعث تولید سوخت می‌شود.
• لیزرهای مادون قرمز: در لیزر مادون قرمز پرقدرت از این گاز کاربردی استفاده می‌شود.
• بسته‌بندی: در بسته‌بندی غذاها و خوراکی‌ها به منظور تازه نگه داشتن مواد از این گاز به میزان مجاز استفاده می‌شود.

البته این موارد خلاصه‌ای از کاربردهای CO هستند و موارد مصرف آن بسیار گسترده است.

نیمه عمر مونوکسید کربن

نیمه عمر کربن مونوکسید یا CO در دما و هوای اتاق حدود ۳ الی ۴ ساعت است. البته صد در صد اکسیژن نیمه عمر را به ۳۰ الی ۹۰ دقیقه می‌رساند. ضمناً این گاز توسط ریه در بدن از بین خواهد رفت.

مونوکسید کربن در سیگار

این گاز در دود سیگار وجود دارد. پس با این وجود گاهی مصرف طولانی مدت سیگار می‌تواند موجب بروز مسمومیت در مصرف کننده شود.

جاذب مونوکسید کربن

زمانی که مس کلرید در یک حلال مناسب مثل هیدرولیک اسید حل شود، بهترین گزینه برای استفاده به عنوان جاذب این گاز به حساب می‌آید.

اثرات مونوکسید کربن بر بدن

اگرچه CO گازی سمی و خطرناک به حساب می‌آید، اما اثرات آن بر بدن به میزان غلظت بستگی دارد. در عین حال مسمومیت با آن و در نهایت مرگ و میر یکی از عوامل رایج در مسمومیت با گاز در جهان به شمار می‌رود.

از مهمترین اثرات آن در بدن باید به ترکیب شدن آن با هموگلوبین خون یا گلبول‌های قرمز و به وجود آمدن ماده کربوکسی هموگلوبین اشاره کرد. در نتیجه اکسیژن کمتری به بدن فرد خواهد رسید. سپس به ترتیب چنین عواملی در شخص مشاهده می‌شوند:

• سوزش چشم
• حس خواب آلودگی مفرط مشابه با سرماخوردگی پس از ۱ الی ۲ ساعت
• گزگز یا درد بدن
• خونریزی بینی
• سرگیجه و حالت تهوع
• بیهوش شدن

البته هر یک از این علائم و اثرات مونوکسید کربن در بدن به غلظت گاز، بدن شخص، فضا و عوامل متعدد دیگری بستگی دارد. همچنین بدن انسان در صورت در معرض قرار گرفتن مداوم با حتی مقدار کمی از کربن مونوکسید دچار بیماری‌های قلبی عروقی می‌شود.

علائم وجود گاز مونوکسید کربن در اتاق

با وجود اینکه کاربردهای گاز مونوکسید کربن در صنایع مختلف موجب منفعت انسان شده است، اما باید با علائم وجود و خطرات آشنا شد تا از خسارات جانی و مالی آن دوری کرد. مهمترین علائم وجود این گاز در اتاق، مربوط به اثرات آن در بدن است.

در واقع از آنجایی که بی‌رنگ و بی‌بو می‌باشد، امکان تشخیص ظاهری آن وجود ندارد. در نتیجه در صورت به وجود آمدن علائمی مشابه آنفولانزای بدون تب باید به سرعت اقدامات لازم را انجام داد. همچنین امروزه دستگاهی با عنوان دیتکتور (Detector) یا ردیاب گاز کربن مونوکسید تولید شده است که در صورت انتشار گاز به کاربران هشدار خواهد داد.

مسمومیت با مونوکسید کربن

به طور کلی علائم مسمومیت با CO مشابه با اثرات آن در بدن است اما مهمترین آن‌ها شامل سردرد و خستگی مفرط می‌باشد. پس از آن علائمی نظیر تشنج، تاری دید، پرش عضلانی، سیاهی رفتن چشم، استفراغ و تپش قلب نمایان می‌شود و در نهایت بیهوشی و مرگ آخرین مورد از مسمومیت با این گاز است. در صورت مشاهده هر یک از علائم مسمومیت باید سریعاً شخص مسموم را از محل دور کرد و راه‌های تنفسی را باز نمود. پادزهر سم مونوکسید کربن نیز ساخته شده و در چنین مواردی می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد.

بی‌احتیاطی‌‎هایی نظیر استفاده از بخاری بدون دودکش یا نصب اشتباه بخاری و مواردی از این قبیل، از اصلی‌ترین دلایل مسمومیت با این گاز هستند. در نتیجه رعایت نکات ایمنی مهمترین اقدام در راستای جلوگیری از بروز این مشکل است.

استانداردها، خطرات و نکات ایمنی

برای استفاده صحیح و برخورداری از مزایای این گاز باید از تمامی استانداردها، خطرات و نکات ایمنی مربوط به آن اطلاع یافت.

استانداردهای گاز مونوکسید کربن:

• سیلندر گاز آن از نوع استاندارد دارای رنگ بدنه قرمز و گلوئی زرد است.
• شیر سیلندر آن نیز از نوع استاندارد مدل چپ گرد است و DIN1 یا BS4 می‌باشد.

خطرات گاز مونوکسید کربن:

• گاز گرفتگی
• مسمومیت
• مرگ و میر
• بیماری
• خطر انفجار

نکات ایمنی گاز مونوکسید کربن:

• استفاده از وسایل گرمایشی استاندارد
• کنترل مسیر دودکش و داشتن کلاهک مخصوص
• توجه به وجود رنگ آبی شعله بخاری
• نصب آبگرمکن در مکان مناسب
• رعایت ساعات کاری استاندارد برای کارهای صنعتی
• رعایت استانداردهای نصب وسایل گرمایشی
• وجود دودکش مستقل برای وسایل گازسوز
• عدم استفاده از منقل در خانه
• خرید از مراکز معتبر
• عدم تعمیر وسایل گرمایشی توسط افراد غیرمتخصص
• احتیاط در حمل و نقل
• تست سیلندر گاز توسط افراد متخصص

همچنین در صورت به‌کارگیری گاز مونوکسید کربن برای صنایع شیمی، صنایع فلزی و سایر مصارف باید تمامی دستورالعمل ها را رعایت کرد.

واکنش سوختن کربن مونوکسید با اکسیژن

زمانی که کربن یا کربن مونوکسید با اکسیژن می‌سوزد، این واکنش ایجاد خواهد شد:

C + O₂ → CO₂ ;     ΔH=−394 KJ/mol

قیمت کپسول مونوکسید کربن

مانند سایر گازهای صنعتی از جمله گاز بوتان، قیمت کپسول CO به عوامل متعددی بستگی دارد. برای مثال درصد خلوص، سیلندر، اندازه و نحوه حمل و نقل از جمله موارد تأثیرگذار در قیمت هستند.

حتی اگر شما یک فرد اهل کارهای فنی مربوط به برق و صنعت نباشید، حداقل در طول یک سفر تفریحی تابستانه، این احساس را تجربه کرده اید که چقدر خوب می شد اگر دستگاهی بود که بتوانم به کمک آن در دل جنگل و صحرا تلویزیون تماشا و یا لپ تاپم را شارژ کنم. در واقع، این یک مثال کوچک از نیاز بشر امروز به اینورترها که در انواع و سایزهای مختلف موجود هستند، می باشد. پس با ما همراه باشید تا بیشتر با طرز کار اینورتر آشنا شوید.

اینورتر چیست و چه کار می کند؟

در ابتدای مقاله طرز کار اینورتر به شما این دستگاه را به طور کامل معرفی می کنیم؛ فقط لازم است بدانید که انواع برندهای معتبر اینورتر در بازار موجود می باشد و ما در اینجا یک طرز کار کلی را برای شما نوشته ایم. اینورتر ها و یا مبدل‌های الکتریکی، توانایی تغییر فرکانس یا سطح ولتاژ برق وروردی را دارند و به کمک آنها می توان برق با کیفیت مناسب جهت شارژ دستگاه‌های الکتریکی را تامین کرد. برق تولیدی حاصل از سلول های خورشیدی، توربین های بادی و یا سایر انرژی های نو، به وسیله اینورترها آماده مصرف و بهره برداری می شوند که با توجه به رویکرد دولت ها، اهمیت آنها بیش از پیش شده است. به طور کلی اینورتر ها را می توان به دو دسته کلی زیر تقسیم کرد:

• اینورتر متصل به شبکه ( Grid-tie inverters)
• اینورتر جدا از شبکه (Off-grid inverters)

همان طور که از نام گروه اول مشخص است، اینورترهای متصل به شبکه، توانایی اتصال به برق شهری یا شبکه قدرت را دارند و معمولا به منظور مدیریت مصرف انرژی استفاده می شوند. همین طور این دستگاه ها به منظور برق پشتیبان در منازل و ادارات استفاده می شود که در این صورت قطعا همراه با پک باتری می باشند.

نوع جدا شبکه نیز برای مصارفی همچون سلول های خورشیدی که قرار نیست به شبکه متصل شوند استفاده می شوند و به منظور تامین برق به صورت شخصی استفاده می شوند. معمولا اینورترهای متصل به شبکه، به شبب قابلیت ها و سیستم های حفاظتی ای که دارند، گرانتر می باشند. بنابراین در این مقاله به بررسی نحوه عملکرد اینورترها خواهیم پرداخت. اینورترها به طور کلی از اجزای اصلی زیر تشکیل شده اند:

• اسیلاتور
• مدار کنترلی
• مدار درایو قطعات الکترونیک قدرت
• کلیدهای قدرت فرکانس بالا
• ترانسفرمر

مقاله مرتبط: تفاوت اینورتر و درایو

طرز کار اینورتر

به بخش اصلی مقاله یعنی نحوه کار اینورتر رسیدیم. اینورتر با دریافت انرژی الکتریکی از یک پک باتری و یا خازن های لینک دی سی، برق دی سی را به برق متناوب با فرکانس و سطح ولتاژ مشخص تبدیل می کند. این عمل به وسیله خاموش و روشن شدن پیوسته کلیدهای قدرت انجام می شود. در واقع سمت اولیه ترانسفرمر به کار رفته در دستگاه اینورتر به وسیله پالس های الکتریکی که این پالس ها نیز به وسیله روشن و خاموش شدن ماسفت ها و یا ای جی بی تی ها و یا سایر کلیدهای الکترونیک قدرت تولید می شوند، شارژ می شود.

این پالس های متناوب باعث ایجاد یک شارپیوندی متناوب بین سیم پیچ های سمت اولیه و ثانویه ترانسفرمر می شوند. لازم به ذکر است که اگر اینورتر موتور مورد نظر به صورت افزاینده مدنظر است، در این قسمت با توجه به ولتاژ مورد نیاز، نسبت تعداد دور سمت اولیه و ثانویه ترانسفرمر تعیین می شود.

در ادامه شار پیوندی تولید شده، ولتاژ متناوب در سمت ثانویه ترانسفرمر القا می کند و نهایتا پس از شبکه جبرانساز، ولتاژ به ترمینال های خروجی تحویل داده می شود. اما روند توضیح داده شده، پروسه کلی تولید ولتاژ با فرکانس مطلوب در اینورترهای تک فاز و اینورتر سه فاز بود و بسته به نوع کاربرد اینورترها می توانند ساختار متفاوتی داشته باشند. به منظور تحویل توان با ویژگی های مدنظر جهت شارژ یک دستگاه و یا چرخش روتور یک موتور الکتریکی، اینورترها معمولا از کنترل پهنای پالس (Pulse Width Modulation) استفاده می کنند که در ادامه به بررسی آن پرداخته می شود.

کنترل به روش PWM

در واقع برای کنترل به روش PWM به دو موج کنترلی نیاز داریم؛ یکی موج کنترلی که با توجه به فیدبکی از خروجی می گیریم این موج تولید می شود و دومی موج حامل (carrier) می باشد. با مقایسه ی این دو موج، یک موج مربعی تولید می شود که با توجه به سیگنال فیدبک، هارمونیک اصلی موج تولید شده (به وسیله کلید زنی ماسفت ها و یا IGBT ها) معمولا سینوسی می باشد.

همانطور که از شکل فوق مشاهده می‌ شود، موج مثلثی موج حامل می باشد که فرکانس این موج، فرکانس روشن و خاموش شدن کلید ها را نشان می دهد، و هرچه بیشتر باشد طبیعتا تلفات کلیدها بیشتر می شود اما در مقابل، هارمونیک موج خروجی کمتر می شود.

همچنین، سه موج سینوسی نشان داده شده، موج های کنترلی هستند که به وسیله سیستم کنترلی دستگاه اینورتر تولید می شوند و فرکانس آنها، فرکانس هامونیک اصلی موج خروجی را تعیین می کند. اگر ساختار اینورتر را به صورت زیر در نظر بگیریم، کلید زنی بدین صورت خواهد بود که هر جا موج کنترلی مربوط به فاز A از موج حامل (carrier) بیشتر شود، کلید TA+ روشن می شود و هرجا موج کنترلی مربوط به فاز B از موج حامل (carrier) بیشتر شود، کلید TB+ روشن می شود و به همین صورت برای فاز سوم این اتفاق می افتد که در نتیجه ی آن یک موج مربعی به شکل زیر تولید می شود:

حال با توجه به شکل زیر عملکرد یک اینورتر صنعتی ایرانی را برای یک توربین بادی را در نظر می گیریم:

با توجه به سیگنال مرجع Vdc که به کنترل کننده داده می شود، اینورتر سعی بر تثبیت ولتاژ خازن صافی ورودی خودش را دارد و از طرفی دیگر با چرخش محور توربین، خازن C1 شارژ می شود و اینورتر به منظور ثابت نگه داشتن ولتاژ ورودی خود، توان دریافتی را به شبکه انتقال می دهد؛ در مورد فرکانس اینورتر نیز در بالا توضیحاتی داده شده است.

در واقع با چرخش توربین به وسیله باد، انرژی مکانیکی تحویل ژنراتور داده می شود که ژنراتور یک ولتاژ سه فاز سینوسی به یکسوساز تحویل می دهد. مبدل بوستی که بین اینورتر و ژنراتور قرار داده شده است به منظور دنبال کردن نقطه حداکثر توان می باشد.

به عبارت دیگر، با توجه به اینکه سرعت باد ثابت نیست، مبدل بوست با توجه به سرعت مرجع+ Ω وظیفه دنبال کردن نقطه کاری می باشد که بتوان حداکثر توان را دریافت کرد. مثال ذکر شده به منظور توضیح نقش اینورتر در یک سیستم صنعتی بود و اینورترها بسته به نوع کاربرد ساختارهای متفاوتی خواهند داشت و در بالا در مورد طرز کار اینورتر پل کامل توضیح داده شد، اما اینورترها توپولوژی های متفاوتی دارند.

به عنوان مثال اینوترها منبع امپدانسی نوع دیگری از اینورتر ها می باشند که با استفاده از این نوع اینورترها دیگر به مبدل بوستی که در شکل بالا نشان داده شد، نمی باشد و اینورتر به تنهایی قابلیت تنظیم ولتاژ را خواهد داشت اما در مقابل باید به این نکته توجه کرد که اینورترهای منبع امپدانسی معمولا محدودیت فرکانس دارند که می توان به عنوان یک ویژگی منفی یاد کرد.

طرز کار اینورتر سه فاز

اصول کار اینورتر سه فاز به این شکل است که این اینورتر، سه کلید اینورتر تک فاز دارد که هر سوییچ می‌تواند به ترمینال بار متصل گردد. در سیستم کنترل پایه، می‌توان عملکرد سه سوییچ همگام شود به‌این‌ترتیب هر سوییچ روی 60درجه شکل موج o/p پایه کار می‌کند تا یک شکل موج o/p خط به خط که شامل شش مرحله است کار می‌کند. این شکل موج یک مرحله ولتاژ صفر بین دو بخش مثبت و منفی موج مربعی دارد. وقتی تکنیک‌های PWM بر اساس حامل روی این شکل موج‌ها اعمال شود، می‌توان شکل اصلی موج را به‌گونه‌ای گرفت که هارمونیک سوم لغو شود.

مهم‌ترین قابلیت این نوع اینورتر تبدیل ورودی جریان DC به خروجی سه فاز AC است. هر اینورتر سه فاز پایه دارای سه سوییچ اینورتر تک فاز است. هر سوییچ می‌تواند به‌صورت هم‌زمان به سه ترمینال بار متصل کرد. در حالت عادی سه بازوی این اینورتر برای ایجاد ذخیره AC سه فاز، از زاویه 120 درجه تأخیر دارند.

نرخ سوییچ بکار رفته در اینورتر 50درصد است و سوییچینگ بعد از زاویه 60درجه انجام می‌شود. سوییچ‌ها مثلاً S1، S2، S3، S4، S5 و S56 یکدیگر را کامل می‌کنند. بنابراین اینورترهای سه فاز با یک فیوز در منبع DC مشابه قرار داده می‌شوند. ولتاژ قطب اینورتر سه فاز برابر با ولتاژ قطب داخل اینورتر نیم فاز با تک فاز است.

اینورتر سه فاز دو حالت هدایتی 180 و 120 درجه دارند. در مود 120درجه، سوییچ به اندازه 120درجه روشن و 240 درجه خاموش خواهد بود. در اینورتر 180 درجه در هرلحظه همه سه مدار در حال هدایت‌اند و مدت‌زمان هدایت هر مدار به اندازه 180درجه است. در هرلحظه که یکی از مدارها خاموش می‌شود مدار دیگری روشن می‌گردد. به‌همین‌دلیل در آن با خطر اتصال کوتاه مواجه هستیم که در حالت 120درجه وجود ندارد چراکه در حالت 120 درجه به اندازه 60 درجه هدایت نداریم.

کاربرد اینورتر

همان‌طور که گفتیم اینورتر دستگاهی است که جریان مستقیم را به متناوب تبدیل می‌کند. آن‌ها در طیف بزرگی از ابزارهای کاربردی به کار می‌روند. می‌توان گفت آن‌ها نوسان‌سازهای الکتریکی باقدرت بالا هستند. با کمک اینورترها می‌توان سرعت موتور AC سه فاز را بدون کاهش قدرت و گشتاور موتور کنترل کرد. آن‌ها در ظرفیت‌های مختلفی موجود هستند. ورودی اینورترها می‌تواند تک‌فاز یا سه‌فاز باشد اما خروجی آن‌ها همیشه سه‌فاز است.

تمامی دستگاه‌هایی که موتور الکتریکی دارند می‌توانند با استفاده از اینورتر کنترل شوند. به‌این‌ترتیب می‌بینیم کاربرد اینورتر بسیار متنوع است اما در ادامه به برخی از مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌کند. در بسیاری از ساختمان‌های بلند از این پمپ‌ها برای رساندن آب به طبقات بالا استفاده می‌شود. اینورتر موجب تنظیم سرعت گردش پمپ می‌گردد تا فشار در همه طبقات به‌صورت یکسان باشد و همه طبقات به آب دسترسی داشته باشند. در کشاورزی نیز برای انتقال آب در مسافت‌های طولانی از اینورتر استفاده می‌شود.

یکی از کاربردهای صنعتی مهم اینورترها، سانتریفیوژهاست. سانتریفیوژها موتورهایی با دور بالا هستند که در اثر چرخش آن‌ها ذرات از هم جدا می‌شوند. اینورتر باعث ثابت ماندن سرعت حرکت و یکنواختی آن می‌شود.

از کاربردهای ملموس‌تر اینورتر می‌توان به لوازم‌خانگی اشاره کرد. بسیاری از لوازم‌خانگی مثل یخچال، لباسشویی و ظرف‌شویی با موتور الکتریکی کار می‌کنند. در یخچال، عملکرد یخچال با توجه به میزان بار درون یخچال تنظیم می‌شود و درباره لباسشویی نیز دور موتور را تنظیم می‌کند. مهم‌ترین حوزه‌های به‌کارگیری اینورتر در موارد زیر است:

کاهش مصرف انرژی

اینورتر با کنترل و بهینه‌سازی حرکت موتور الکتریکی باعث کاهش مصرف انرژی می‌شود. با توجه به اینکه درحال‌حاضر حدود 65 درصد میزان مصرف انرژی در صنایع مربوط به موتورهای الکتریکی است، استفاده از اینورتر بخصوص در فن‌ها و پمپ‌ها که پرمصرف هستند می‌تواند بهبود قابل‌توجهی ایجاد کند.

افزایش طول عمر موتور و تجهیزات

اینورتر فرکانس و ولتاژ موتور را کنترل می‌کند. به‌همین‌دلیل از آن در برابر آسیب‌هایی مثل پایین و بالا شدن ناگهانی ولتاژ محافظت می‌کند. به‌این‌ترتیب، شوک‌های زمان شروع بکار موتور از بین می‌رود، سرعت حرکت موتور همیشه در حالت بهینه می‌ماند و عمر آن بیشتر می‌شود.

برنامه‌ریزی فعالیت موتور

وقتی جریان خیلی زیاد یا کم می‌شود موتور الکتریکی خاموش می‌شود اما باوجود اینورتر این اتفاق نمی‌افتد. اینورتر جریان را در کنترل خود درمی‌آورد.

کیفیت روند کار و تولید

این یکی از مهم‌ترین کاربردهای اینورتر است. شوک‌های الکتریکی هنگام به‌کاراندازی سیستم که تا چند برابر توان اسمی آن می‌رسند می‌توانند آسیب‌های جدی به موتور وارد کنند و باعث کوتاه شدن عمر آن شوند. به‌همین‌دلیل اینورترها با از بین بردن این شوک‌های الکتریکی روند کار سیستم را بهبود می‌بخشند.

تفاوت‌های طرز کار درایو و اینورتر

بااینکه اینورتر و درایو، غالباً یکسان در نظر گرفته می‌شود اما آن‌ها در حقیقت تفاوت دارند. اینورتر جزئی از درایو الکتریکی است. اینورترها برق شهری را می‌گیرند و ولتاژ و فرکانس آن را تغییر می‌دهند. البته کاربرد آن‌ها متفاوت است مثلاً اینورترهایی که در پنل‌های خورشیدی بکار می‌روند می‌بایستی جریان خروجی کم اعوجاجی تولید کنند ولی وظیفه اصلی اینورترهایی که در آسانسور استفاده می‌شوند، کنترل سرعت و گشتاور موتور الکتریکی است.

درایو برای کنترل موتورهای الکتریکی استفاده می‌شود. درایوها باعث می‌شوند موتورهای الکتریکی به‌صورت نرم و آرام شروع به کار کنند. همچنین سرعت گشتاور آن‌ها را تنظیم کرده و باعث صرفه‌جویی در جریان اسمی و مصرف انرژی موتور الکتریکی می‌شوند. بااین‌حال اینورترها دستگاه‌هایی هستند که جریان مستقیم DC را به AC تبدیل می‌کنند.

در اینورترها تنها می‌توانیم ولتاژ و توان خروجی را مشخص کنیم اما در درایوهای صنعتی، ولتاژ، فرکانس و توان ورودی و خروجی دستگاه قابل تنظیم کردن است. اینورتر تنها جریان را از جریان مستقیم به متناوب تبدیل می‌کند اما درایو صنعتی، با استفاده از این جریان معکوس شده، دور موتور و گشتاور آن را کنترل می‌نماید. ازنظر ساختار فیزیکی نیز اینورترها قطعه متحرکی ندارند اما درایوها در داخل خود قطعات متحرک زیادی دارند.

یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های اینورتر و درایو در مورد جریان برق آن‌هاست. اینورترها تنها جریان را معکوس می‌کنند یعنی جریان مستقیم به متناوب تبدیل می‌شود اما درایوها با استفاده از مدار یک‌سوساز خود، جریان را یکسو می‌کنند. سپس ولتاژ DC تولید می‌کنند. این ولتاژ مستقیم، با توجه به نیاز موتور برای کنترل دور موتور و گشتاور آن، به ولتاژ AC با فرکانس و ولتاژ موردنیاز تبدیل می‌شود.

یکی از تفاوت‌های اینورتر و درایو در قیمت آن‌هاست. معمولاً قیمت درایو به‌خاطر قابلیت‌های بیشتری که دارد نسبت به اینورتر بالاتر است. بااین‌حال قیمت درایوهای مختلف به آپشن‌های مختلف آن‌ها، تک‌فاز یا سه‌فاز بودن، میزان توان آن‌ها و برند سازنده درایو بستگی دارد.

در آخر هم امیدواریم که به سوال اینورتر چگونه کار می کند؟ رسیده باشید و کاملا از نحوه کار و کاربرد اینورتر مطلع شده باشید. ممنون از لطف و همراهی شما تا پایان هستیم.