تفاوت حالت سنگین کار و سبک کار در اینورتر یاسکاوا

ما در این مقاله سعی کرده‌ایم تا حالت سبک کار (Normal Duty) و سنگین کار (Heavy Duty) در اینورتر یاسکاوا را به طور کامل شرح دهیم. به دلیل اینکه بسیاری از کاربران حین خواندن پلاک درایو برای اولین بار با دو جریان متفاوت و دو توان مختلف روبرو می‌شوند ممکن است معانی پشت آن‌ها را بدرستی درک نکنند. بنابرین یکی دیگر از اهداف مقاله آشنایی کاربران با حالات کاری مختلف اینورتر یاسکاوا جهت استخراج مقادیر جریان و توان برای هر دو حالات سبک کار و سنگین کار می‌باشد. لازم به ذکر است نکات فنی ذکر شده تنها به درایو برند یاسکاوا محدود نمی‌شود و می‌توان مفاهیم را به درایو دیگر برندها بسط داد.

تفاوت حالات سبک کار و سنگین کار در درایو الکتریکی

ظرفیت اضافه بار

یاسکاوا انتخاب دو حالت کاری سبک کار و سنگین کار در درایو خودش را توسط پارامتر C6-01 تعیین کرده است. در حالت سنگین کار (HD) درایو اضافه بار بیشتری را نسبت به حالت سبک کار (ND) می‌تواند تحمل کند. برای مثال در حالت سنگین کار درایوهای سری V1000 و A1000، درایو قادر است تا 150% جریان نامی خودش را در طی 60 ثانیه تحمل کند. در حالی که در حالت سبک کار، این سری از درایوها قادر هستند تنها 120% جریان نامی را در مدت زمان یکسان تحمل کنند.

در سری جدید درایوهای یاسکاوا، یعنی دو سری GA500 و GA700، در حالت ND این مقدار آستانه به 110% جریان نامی در 60 ثانیه کاهش پیدا کرده است. در حالی که در حالت HD، این مقدار به 150% می‌رسد. ذکر این نکته ضروری است که این درصدها نمایان‌گر جریان خروجی درایو در حالات ذکر شده هستند. بنابراین، به عنوان مثال، در حالت HD درایو V1000 یاسکاوا قادر است تا 1.5 برابر جریان خروجی خودش را در طی یک دقیقه تحمل کند. در صورتی که در حالت ND این مقدار به 1.2 برابر می‌رسد. همانطوری که ذکر شد در حالت ND درایوهای GA500 و GA700 این مقدار به 1.1 برابر می‌رسد.

مقدار جریان پیوسته

مقدار جریان خروجی درایو به طور کلی در حالت سنگین کار کمتر از حالت سبک کار است. به عبارت دیگر، با انتخاب حالت ND، جریان خروجی بیشتر در ازای ظرفیت اضافه بار پایین‌تر در دسترس کاربر می‌باشد. به عنوان مثال، یک درایو A1000 در حالت ND دارای جریان پیوسته 9.6 آمپر و در حالت HD دارای جریان پیوسته 8 آمپر می ‌باشد. به طور مشابه، جدول زیر آمپراژ حالت سبک کار را با آمپراژ حالت سنگین کار برای مدل‌های مختلف سری A1000 را بررسی و مقایسه می‌کند.

به دلیل این که درایو در حالت ND جریان خروجی پیوسته بیشتری دارد، این دستگاه می‌تواند موتور با ظرفیت بزرگتر را در حالت ND راه اندازی و کنترل نماید. همچنین در حالت عکس، به دلیل اینکه درایو در حالت HD جریان خروجی کمتری به موتور می‌دهد، بنابراین موتور با یک ظرفیت کمتر را می‌تواند بچرخاند.

کاربردها

یاسکاوا در این زمینه یک پیشنهاد واضح برای کاربران ارائه کرده است. کاربر باید از حالت سبک کار برای کاربردهایی بهره ببرد که بار آن نیاز به گشتاور متغیر (variable torque loads) دارد. در این حالت گشتاور با کاهش سرعت افت می‌کند. و از حالت سنگین کار باید زمانی استفاده کند که بار آن نیاز به گشتاور بیشینه و ثابت دارد (constant-torque or high-inertia load).

به صورت کلی حالت سبک کار برای کاربرد فن، پمپ و نوار نقاله‌های سبک کاربرد دارد. واضح است در این کاربردها به گشتاور بالا نیازی نیست. این در حالی است که حالت سنگین کار برای نوار نقاله‌های سنگین، میکسرها، جرثقیل، اکسترودر و ماشین‌های مشابه که نیاز به گشتاور ثابت و بالا و همچنین تحمل اضافه بار بیشتر دارند بکار می‌رود.

پارامترهای درایو و اثرات گرما

انتخاب ND یا HD نه‌تنها بر روی جریان پیوسته و تحمل اضافه بار درایو تاثیر می‌گذارد، بلکه مقدار گرمای تولید شده توسط درایو و دیگر پارامترهای درایو نیز دچار تغییر خواهند شد. در همه‌ی درایوهای یاسکاوا حالت‌های کاری درایو توسط پارامتر C1-06 تعیین می‌گردد (مقدار 0 برای حالت HD و مقدار 1 برای ND). وقتی مقدار C6-01 تغییر می‌کند، درایو به‌صورت خودکار جریان خروجی نامی، پارامتر اضافه‌بار، محدودیت جریان و حتی فرکانس سوئیچینگ پیش‌فرض را تنظیم می‌کند. به‌عنوان مثال، در دفترچه راهنمای مدل V1000 اشاره شده که با تغییر حالت کاری، مقادیر جریان نامی، ظرفیت تحمل اضافه‌بار و فرکانس سوئیچینگ درایو تغییر می‌کند.

در حالت ND درایوهای V1000 و A1000، فرکانس سوئیچینگ پیش‌فرض روی مقدار پایینی (حدود 2 کیلوهرتز) تنظیم شده تا نویز صوتی کاهش یابد. در مقابل، در حالت HD، فرکانس سوئیچینگ به مقدار بالاتری (حدود 8 تا 10 کیلوهرتز) افزایش پیدا می‌کند تا کنترل دقیق‌تری در شرایط بار سنگین فراهم شود. درایو GA700 نیز از همین اصل پیروی می‌کند و در حالت ND از Swing-PWM  با حدود 2 کیلوهرتز و در حالت HD از فرکانس ثابت 2 یا 8 کیلوهرتز استفاده می‌کند.

درایو در حالت ND به دلیل عملکرد آن در جریان پیوسته نامی، معمولا گرمای بیشتری تولید می‌کند. بنابراین درایوهای یاسکاوا (مخصوصا درایوهای کوچک و جمع و جور مانند سری GA500) باید به یک سیستم خنک‌کننده مجهز گردند. یاسکاوا اشاره می‌کند که در شرایط خاص مانند نصب افقی یا بدون هیت‌سینک، دمای محیط بالا، ارتفاع زیاد از سطح دریا یا استفاده از فرکانس سوئیچینگ بالا، لازم است توان خروجی درایو کاهش داده شود تا عملکرد ایمن و پایدار حفظ گردد.

به طور کلی درایو در حالت ND، به دلیل اینکه جریان خروجی بیشتری دارد، گرمای بیشتری را نسبت به حالت سنگین کار تولید می‌کند. در این حالت درایوها (خصوصا درایوهایی کامپکت مانند GA500) باید به شیوه‌ای مناسب خنک شوند. یاسکاوا اشاره کرده است که درایو در شرایط محیطی سخت، دمای بالاتر از حد مجاز ذکر شده در منوال فنی و فرکانس‌های حامل بالاتر، ممکن است مشمول derating یا کاهش توان خروجی جهت جلوگیری از آسیب رسیدن به مدار درایو شود. از طرفی دیگر در حالت سنگین کار، چون درایو جریان خروجی پایین‌تری می‌دهد و در نتیجه گرمای کمتری تولید می‌کند.

جمع‌بندی

به طور خلاصه، تفاوت دو حالت سبک کار و سنگین کار در درایوها در مقدار تحمل اضافه جریان، توان و جریان خروجی درایو می‌باشد. از حالت ND در حالتی که بار شما نیازمند گشتاور متغیر (مانند پمپ و فن) است و همچنین به جریان و توان نامی درایو نیاز است استفاده کنید و از حالت HD در زمانی که بار شما به گشتاور بیشینه و ثابت (مانند کانوایرها با بار سنگین، اکسترودرها، جرثقیل و …) می‌باشد بهره ببرید. در این حالت درایو دارای تحمل اضافه بار بیشتری نسبت به حالت ND است.

با انتخاب هر یک از این حالت‌ها، محدودیت جریان، زمان‌بندی اضافه ‌بار و فرکانس سوئیچینگ درایو از طریق پارامتر C6-01 تنظیم می‌شود. تمام مشخصات فنی و جزئیات برنامه‌ریزی مربوطه در مستندات فنی یاسکاوا ارائه شده است.