درایو یک تجهیز الکترونیکی است که امکان کنترل دقیق سرعت و گشتاور موتور را فراهم می آورد. برای موتور های الکتریکی بزرگ، استفاده از درایو یک امر ضروری است. درایو کنترل نوار نقاله در واقع درایوی است که برای کنترل موتور الکتریکی سیستم نقاله (جابجایی مواد) مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از درایو در کنترل نوار نقاله امروزه بسیار رایج و ضروری است.
در این محتوا پس از توضیح مختصر در رابطه با درایو و نوار نقاله به بررسی بیشتر درایو کنترل نوار نقاله می پردازیم.
درایو چیست؟
اینورتر یا درایو وسیله ای است که جریان متناوب با یک فرکانس را به جریانی متناوب با فرکانس قابل تنظیم تبدیل می کند. به همین دلیل به آن VFD یا Variable Frequency Drive می نامند. اینورترها اغلب از اجزای نیمه هادی برای تعویض متوالی سیم پیچ های موتور استفاده می کنند تا یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد کنند که روتور را بچرخاند. با استفاده از درایو دیگر به گیربکس های مبدل نیازی نیست.
انواع مختلفی از اینورترها وجود دارد مانند:
- اینورتر تک فاز 220 ولت
- اینورتر 3 فاز 220 ولت
- اینورتر 3 فاز 380 ولت
- اینورتر 3 فاز ولتاژ بالا (660 ولت)
اگر نوع ولتاژ تغذیه درایو را در نظر نگیریم، در یک دسته بندی مهم بر اساس نوع موتوری که تغذیه می کنند به دو نوع تک فاز و سه فاز تقسیم می شوند.
اینورتر ها بر اساس نوع کاربردی که دارند نیز طبقه بندی می شوند. علاوه بر درایو با کاربرد عمومی، درایو کنترل فن، درایو کنترل هواساز، درایو کنترل کمپرسور و یا درایو کنترل بالابر نمونه هایی از درایو سفارشی سازی شده هستند. منظور از درایو سفارشی سازی شده اینست که امکانات آن برای کاربرد خاصی بهبود بخشیده شده است. این طبقه بندی به مد های کاری درایو بستگی دارد. درایو کنترل نوار نقاله یکی از انواع درایو سفارشی است که بر اساس ویژگی های کنترلی مورد نیاز در نوار نقاله بهینه شده است.
درایو کنترل نوار نقاله چگونه کار می کند؟
تسمه نقاله به طور گسترده در بسیاری از مراحل فرآیند اتوماسیون صنعتی استفاده می شود. انتقال مواد در مقدار زیاد و با سرعت بالا بدون استفاده از نوار نقاله ممکن نیست. در حقیقت امروزه نوار نقاله یا کانوایر یکی از اجزای جدایی ناپذیر سامانه انتقال مواد در صنعت است.
برای درک چگونگی عملکرد نوار نقاله یک تسمه بی پایان مشابه تردمیل های ورزشی را تصور کنید. بار بر روی تسمه قرار می گیرد و در زیر آن غلطک هایی است که به موتور الکتریکی متصل شده است. سرعت حرکت، شیب و فشاری که بر روی نوار نقاله وارد می شود باید بر اساس نیاز ما، قابل کنترل باشد.
شروع به کار نوار نقاله نیاز به گشتاور بالایی دارد. اینورتر این امکان را دارد که همزمان با کنترل جریان راه اندازی، گشتاور کافی برای راه اندازی را نیز تامین کند. شروع به کار نرم نوار در بسیاری از صنایع همچون صنعت بسته بندی اهمیت بالایی دارد. یکی دیگر از روش های راه اندازی نرم نوار نقاله، استفاده از سافت استارتر است.
دومین دلیل استفاده از درایو برای کنترل نوار نقاله، پیشگیری از آسیب های احتمالی نوار است. اگر نوار های نقاله در حین کار در معرض کشیدگی و سایش قرار بگیرند به سرعت خراب می شوند. خراب شدن نوار نقاله یعنی توقف خط! بنابراین پیشگیری از این آسیب های احتمالی ضروری است.
کنترل دقیق عملکرد نوار نقاله با درایو
درایو کنترل نوار نقاله، با کنترل دقیق سرعت و گشتاور موتور عمر مفید نوار نقاله را افزایش و هزینه های عملیاتی و نگهداری نوار نقاله و سایر تجهیزات مکانیکی را افزایش می دهد. مدیریت سرعت و گشتاور نوار نقاله توسط درایو این امکان را فراهم می آورد که اگر یکی از غلطک های رابط بین نوار نقاله و موتور آسیب دیده باشد بدون توقف کامل خط، آن را تعمیر کنیم.
به عنوان یک عبارت کلیدی میتوان گفت درایو کنترل نوار نقاله اجازه می دهد تا سرعت و گشتاور نوار را مطابق با الزامات فرآیند تولید به صورت پایدار تنظیم کنیم.
این عبارت پیچیدگی بالایی را به همراه دارد. میزان بار، مقدار شیب نوار نقاله و حساسیت فرآیند به تنش های مکانیکی چالش هایی است که باید درایو بر آن غلبه کند. کنترل تسمه نقاله با حرکت شیب دار پیچیدگی بیشتری دارد. دراین کاربردها درایو برای کنترل سرعت و مقابله بر نیروی گرانش زمین، انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و نوعی ترمز ایجاد می کند.
مزایای استفاده از درایو کنترل نوار نقاله
استفاده از درایو ها در کنترل سرعت و گشتاور موتور الکتریکی به صورت چشمگیری توسعه یافته است. دلیل این امر مزایای منحصر به فردی است که استفاده از درایو در مقایسه با سایر روش های راه اندازی موتور الکتریکی مانند سافت استارتر دارد.
در ادامه برخی از مهم ترین مزایای استفاده از درایو کنترل نوار نقاله را مرور می کنیم:
حفاظت در برابر سایش و تنش های مکانیکی
در زمان روشن شدن مستقیم موتور الکتریکی با برق شبکه، امکان کنترل ولتاژ و جریان و به طبع آن گشتاور الکتریکی وجود ندارد. به همین دلیل موتور با تنش های مکانیکی غیر قابل کنترلی مواجه می شود. درایو می تواند با مهار گشتاور، موتور را به آرامی راه اندازی کند. حتی در مواردی که نیاز به خاموش و روشن شدن های مکرر موتور وجود دارد، درایو کنترل نوار نقاله می تواند سیستم را در حالت استندبای نگه دارد و تنش ها را تا حد بالایی کنترل کند.
حفاظت الکتریکی و صرفه جویی در مصرف برق
در زمان راه اندازی موتور الکتریکی به دلیل پایین بودن مقاومت سیم پیچ موتور، جریان زیادی مشابه به وضعیت اتصال کوتاه از شبکه کشیده می شود. این جریان که با نام جریان هجومی شناخته می شود بین 5 تا 10 برابر جریان نامی می رسد.
جریان هجومی علاوه بر آسیبی که به سیم پیچ موتور می زند، سایر تجهیزات شبکه را با خطای افت ولتاژ مواجه می سازد. اینورتر نه تنها به شروع روان نوار نقاله کمک می کند، بلکه جریان راه اندازی را کمتر از جریان نامی کرده و بدین ترتیب در مصرف انرژی به صورت چشمگیری صرفه جویی شده است.
افزایش بهره وری با درایو کنترل نوار نقاله
در بسیاری از صنایع مانند نساجی، پلاستیک و رنگرزی استفاده از درایو برای کنترل نوار نقاله این امکان را می دهد که بسیاری از تجهیزات جانبی مانند قرقره و موتور کمکی را حذف کرده و بهروری تولید را افزایش داد.
همچنین برای کاربردهایی مانند کاغذ، بسته بندی، چاپ، فولاد، … که نیاز به همگام سازی سرعت بین بخش های کاری مختلف وجود دارد، کنترل نوار نقاله با درایو بهترین انتخاب است.
درایو کنترل نوار نقاله اشنایدر
یکی از تولید کنندگان مطرح درایو که محصولات خود را بر اساس نوع کاربرد نیز طبقه بندی و ارائه می کند، اشنایدر الکتریک است. به طور کلی درایو اشنایدر در سه گروه طبقه بندی می شوند:
- درایو پیشرفته کنترل فرآیند -Process
- درایو ویژه کنترل ماشین -OEM
- درایو با کاربرد ساختمانی -HVAC
درایوهای پیشرفته کنترل فرآیند و یا درایو پروسس به منظور انجام عملیات پیچیده ماشینکاری مورد استفاده قرار می گیرند. درایوهای کنترل ماشین به منظور رفع نیازهای کنترلی تولید کنندگان ماشین آلات صنعتی به بازار عرضه می شوند. درایو های با کاربرد ساختمانی نیز در تجهیزات تهویه ساختمان کاربرد دارند.
در بین درایو های اشنایدر برخی مدل ها قابلیت استفاده به عنوان درایو کنترل نوار نقاله را دارند. این مدل ها عبارتند از:
- ATV32,ATV312,ATV310,ATV340
- ATV630,ATV610
- ATV930
در ادامه با هر یک از این گروه محصولات بیشتر آشنا می شویم.
درایو اشنایدر ATV32
درایو اشنایدر سری ATV 32 به عنوان راه انداز موتور های سنکرون و آسنکرون نوار های نقاله با توان 0.18 تا 15 کیلووات و یا 0.25 تا 20 اسب بخار به کار می رود. روش های عملیاتی ویژه ای برای کنترل موتور در این اینورتر در نظر گرفته شده است.
درایو کنترل نوار نقاله اشنایدر ATV32 طراحی ظریفی دارد، به راحتی نصب می شود و حداقل فضای ممکن را اشغال می کند.
درایو آلتیوار 310 اشنایدر
درایو آلتیوار 310 اشنایدر برای کنترل موتورهای سه فاز آسنکرون در رنج توان 0.37 تا 30 کیلووات عرضه شده است. این VFD از جمله محصولات جدید شرکت اشنایدر است و برای کاربردهای مربوط به ماشین های صنعتی مناسب است. این درایوها ابعاد جمع و جور، قیمت مناسب و قابلیتهایی فراوانی دارند که آن ها را به انتخابی مناسب برای کاربردهای مختلف تبدیل کرده است.
درایو ATV312
نوار های نقاله با موتورهای آسنکرون سه فاز در بازه توانی 0.18 تا 15 کیلووات را می توان به کمک این درایوها کنترل کرد. از جمله شاخصه های اصلی درایو اشنایدر ATV312 می توان به سازگاری بالا، قیمت اقتصادی و رابط کاربر پسند آن اشاره کرد. این درایوها در برابر شرایط سخت مقاوم هستند و در کاربردهای مختلف می توان از آن ها استفاده کرد.
درایو کنترل نوار نقاله آلتیوار 340 اشنایدر
درایوATV340 با کارایی بالا، عملکرد مطمئن و قیمت مناسب برای کاربردهای سنگین طراحی و تولید شده است. اشنایدر این درایو را از نوع سنگین کار و با کارایی بالا معرفی می کند. در طراحی این درایو جدیدترین تکنولوژی های روز به کار رفته است.
پشتیبانی از پروتکل های ارتباطی مختلف، آلتیوار 340 را به انتخابی ویژه جهت ادغام با سیستم های اتوماسیون تبدیل کرده است. رنج توان گسترده 0.75 تا 75 کیلووات را این گروه از محصولات پوشش می دهد.
کنترل نوار نقاله با درایو آلتیوار 630 اشنایدر
درایو ATV630 قابلیت های اختصاصی برای کنترل نوار نقاله در کاربردهای حمل و نقل دارد. این درایو در صنایع مختلفی مانند صنایع آب و فاضلاب، نفت و گاز، مواد معدنی، معادن و فلزات و صنایع غذایی و آشامیدنی به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.
اینورترهای ATV630 اشنایدر در دو دسته 630 و 630F عرضه می شوند. رنج توان خانواده 630 در ولتاژ 380 تا 480 ولت بین 0.75 تا 315 کیلووات است. اما سری F در ولتاژ 380 تا 440 ولت رنج توان 110 تا 315 کیلووات را پوشش می دهد.
درایو اشنایدر سری ATV900
آلتیوار 900 محصولات جدید برند اشنایدر است. این خانواده در دو گروه ATV930 و ATV950 محصولات خود را ارائه می کند. هر کدام از این سری ها کاربرد متفاوتی دارند. یکی از کاربردهای اختصاصی ATV930 به عنوان درایو کنترل نوار نقاله است.
رنج توان انواع مختلف ATV 900 متفاوت است. نوع نصب به توان درایو مرتبط است. بطوریکه نمونه های نصب دیواری رنج توان 0.75 تا 315 کیلووات را پوشش می دهند. نمونه های ایستاده روی زمین و تابلویی رنج توان 0.75 تا 2600 کیلووات را پوشش می دهند.
کنترل نوار نقاله با درایو زیمنس
درایو زیمنس از جمله نمونه های پرطرفدار بازار ایران است. زیمنس نیز مانند اشنایدر تنوع بالایی از درایوها را با بازار عرضه کرده است. نوع کاربرد و رنج توان از جمله مهمترین پارامترهای انتخاب درایو است. بر همین اساس خانواده های مختلفی از درایو زیمنس را می توان برای کنترل نوار نقاله مورد استفاده قرار داد. از جمله رایج ترین نمونه های درایو کنترل نوار نقاله زیمنس در بازار ایران می توان به موارد زیر اشاره کرد:
بسته به نوع کاربرد، میزان پیچیدگی و سنگینی فرآیند و دیگر پارامترهای مهم می توانید از بین گزینه های موجود انتخاب مناسبی داشته باشید. کدام نمونه درایو کنترل نوار نقاله برای شما مناسب است؟