درایوهای کنترل دور موتور(Variable Frequency Drives - VFD) از اجزای مهم در صنعت اتوماسیون مدرن به شمار می روند. این تجهیزات با قابلیت کنترل دقیق سرعت و گشتاور موتورهای الکتریکی، نقش بسزایی در بهینه سازی مصرف انرژی، افزایش دقت فرآیندهای صنعتی و بهبود عملکرد کلی سیستم ها ایفا می کنند. یکی از این درایوها که مورد توجه قرار گرفته، درایو C2000 از شرکت دلتا (Delta) است. وبسایت کامیاب مرام - نمایندگی فروش محصولات دلتا در ایران به عنوان یک برند برتر در زمینه اتوماسیون صنعتی، محصولاتی مانند درایوC2000 را ارائه می دهد و دفترچه راهنمای جامعی برای نصب، راه اندازی و پارامتردهی این درایو تهیه کرده است.
این مقاله به بررسی ویژگی ها، قابلیت ها، نکات نصب و راه اندازی، و پارامترهای مهم درایو C2000 می پردازد تا درکی عمیق تر از این محصول و کاربردهای آن در اتوماسیون صنعتی ارائه دهد. در این راستا، از تلاش های پیشکسوت اتوماسیون صنعتی ایران، زنده یاد حسین دهقان، که کارنامه ای درخشان در رشد صنعت کشور داشتند و اقداماتشان در جهت خدمت به مردم ارزشمند است، یاد شده و این مقاله به ایشان تقدیم شده است.
درایو C2000 برای کنترل دور موتورهای القایی طراحی شده و قابلیت های متنوعی دارد. دفترچه راهنمای کامیاب مرام تلاش کرده است تا تمام نکات نصب و راه اندازی و پارامترهای این درایو را شرح دهد. با استفاده از این کتاب، کاربر با مدهای مختلف کنترل درایو و پارامترهای مورد نیاز آن آشنا می شود و می تواند درایو را تنظیم و پروژه خود را اجرا کند. این درایو دارای بخش های مختلفی است که شامل ترمینال های اصلی و کنترل، کارت های توسعه و PLC داخلی می شود.
راه اندازی درایو C2000 نیازمند توجه به نکات ایمنی و فنی مهمی است. پیش از هر چیز، باید از ولتاژ ورودی درایو مطابق با پلاک روی آن اطمینان حاصل کرد. تمام سیم بندی های برق سه فاز ورودی درایو (R/L1, S/L2, T/L3)، کابل های متصل به موتور (U/T1, V/T2, W/T3) و اتصال کی پد درایو به آن باید قبل از اعمال برق ورودی بررسی شوند. باید دقت داشت که کابل های برق سه فاز ورودی به اشتباه به ترمینال های خروجی موتور (U, V, W) متصل نشوند. برای افزایش ایمنی، استفاده از فیوز و کنتاکتور بین ترمینال های ورودی اینورتر و برق توصیه می شود. همچنین، باید اکیدا از قرار دادن هرگونه کلید، کنتاکتور و غیره بین موتور و ترمینال خروجی اینورتر خودداری کرد.
سیستم ارت استاندارد قبل از راه اندازی دستگاه مهم است و بدنه دستگاه، درایو، موتور و تجهیزات جانبی باید به ارت متصل شوند. باید از سیستم ارت مناسب استفاده کرده و سیم زمین را به ترمینال یا پیچ بدنه متصل نمود. همچنین، باید از اتصال سیم نول به ترمینال ارت دستگاه خودداری کرد. اتصال ارت دستگاه، درایو و بدنه فلزی تجهیزات جانبی ضروری است تا آسیبی به تجهیزات و افراد از ولتاژهای ناشی از تجهیزات وارد نشود.
هنگام بررسی و سرویس داخل دستگاه، همواره پس از قطع برق باید چند دقیقه صبر کرد تا خازن های داخلی اینورتر شارژ خود را تخلیه کنند و LEDهای درایو خاموش شوند؛ سپس می توان پوشش درایو را باز کرد. محل نصب درایو باید در محیط مناسب درون تابلو برق و به دور از تابش مستقیم نور آفتاب، رطوبت، گازهای خورنده، گرد و غبار و یا ذرات معلق فلزی (مانند براده آهن، سنگ، چوب) باشد. در چنین محیط هایی، استفاده از فیلتر هوا در تابلو توصیه می شود.
درایو باید به صورت عمودی نصب شود و فضای کافی در اطراف درایو برای عبور جریان هوا در نظر گرفته شود. فن برای خنک سازی درایو وجود دارد، اما در صورت لزوم و وجود سایر تجهیزات که باعث افزایش دمای تابلو می شوند، می توان از فن برای ایجاد گردش هوا در محیط تابلو استفاده کرد. هنگام راه اندازی درایو، باید به هرگونه هشدار در صفحه نمایش دستگاه توجه کرده و قبل از راه اندازی مجدد، اشکالات را رفع نمود. پس از روشن کردن درایو و تنظیمات موردنظر با کی پد، باید از تغییر پارامترهایی که با آن ها آشنایی ندارید، پرهیز کرد.
درایوها ممکن است باعث ایجاد نویزهای الکترومغناطیسی و هارمونیک بر روی شبکه برق شوند. هنگامی که درایوها در حال کار هستند، وجود هارمونیک ها در ورودی و خروجی درایو می تواند باعث ایجاد تداخلات الکترومغناطیسی در سایر تجهیزات مجاور و شبکه قدرت ورودی شود. تداخلات هدایت شونده از طریق کابل های قدرت و نویزهای تابشی عملکرد صحیح درایو را مختل کرده و حتی ممکن است باعث ایجاد خطا و آسیب به درایو شوند. برای درک بهتر اثر شیلдینگ (پوشش محافظ)، می توان از بین رفتن آنتن موبایل در آسانسور را مثال زد که محفظه فلزی آسانسور مانند شیلد عمل کرده و مانع عبور امواج الکترومغناطیسی می شود. درب مایکروویو که ساختار فلزی شبکه ای دارد نیز مانع عبور امواج الکترومغناطیسی می شود.
برای مقابله با این مشکلات، استفاده از راکتورها و فیلترها توصیه می شود. راکتور ورودی AC (چوک) از یک سیم پیچ تشکیل شده که هنگام عبور جریان از آن، یک میدان مغناطیسی تشکیل می شود. این میدان مغناطیسی، افزایش جریان را محدود کرده و هارمونیک ها را کاهش می دهد، همچنین از درایو در برابر امواج و هارمونیک ها در ورودی سیستم قدرت محافظت می کند. استفاده از راکتور در ورودی AC باعث افزایش ضریب توان و حفاظت از درایو در برابر نوسانات ولتاژ و کاهش اعوجاج هارمونیکی می شود.
در صورتیکه توان منبع تغذیه بیشتر از 500kVA باشد و طول کابل ورودی بیشتر از ده متر نباشد، استفاده از چوک ورودی AC توصیه می شود. برای حفاظت بهتر از اینورتر، خازن های لینک DC و شبکه، بهتر است هم از چوک ورودی AC و هم از چوک لینک DC استفاده شود.
راکتور خروجی AC (چوک) برای کاهش نوسانات خروجی AC، حفاظت از ایزولاسیون موتور، کاهش صدای موتور و دمای آن، و محدود نمودن اضافه ولتاژ ترمینال های موتور توصیه می شود. در مواردی که فاصله درایو و موتور طولانی است (بیش از 21 متر)، این فاصله می تواند باعث ایجاد ظرفیت خازنی در کابل شده و منجر به افزایش ولتاژ موتور شود، بنابراین استفاده از راکتور خروجی AC در این شرایط توصیه می شود.
استفاده از فیلترهای EMI نیز برای کاهش تداخلات الکترومغناطیسی توصیه می شود. همچنین، چنانچه چندین درایو در کنار یکدیگر باشند، یا ادوات پرتوان (مثل دستگاه جوش، موتور DC، کوره القایی) در شبکه باشند، نصب چوک ورودی DC الزامی است.
انتخاب کابل موتور مناسب و رعایت موارد احتیاط ضروری است. در سیم بندی ها و کابل کشی موتور، باید از کابل شیلددار دوتایی به هم تابیده شده استفاده شود که سیم مسی توسط شیلد احاطه و ایزوله شده باشد. کابل ورودی درایو نیز باید شیلددار و یکسان استفاده شود و برای موتور فقط باید از کابل های چند رشته ای (multi core) استفاده شود. طول کابل بین درایو و موتور باید تا جای ممکن کوتاه باشد (بین 11 تا 21 متر یا کمتر برای مدل های 7.5 hp و بالاتر، و برای مدل های 5 hp و کمتر). ولتاژهای ناشی از تجهیزات و افراد نباید آسیبی به درایو وارد کند.
هنگام کابل کشی ترمینال های قدرت درایوC2000، باید به حداکثر و حداقل سایز سیم و گشتاور بستن پیچ ها توجه کرد. جدول ترمینال های اصلی درایو، این مشخصات را برای فریم های مختلف ارائه می دهد (مثلا فریم A, B, C و غیره). برای نصب UL، باید از سیم های با دمای 600V, 75 درجه سانتی گراد یا 90 درجه سانتی گراد و فقط سیم مسی استفاده شود. کابل مورد استفاده باید توانایی کار دائم در جریان نامی در دمای 75 یا 90 درجه سانتی گراد را داشته باشد.
استفاده از کابل شیلددار برای موتور اثر امواج الکترومغناطیسی درایو را کاهش می دهد. در کابل کشی درایو، کابل های بین موتور و درایو باید حداقل 30 سانتیمتر فاصله از سایر کابل هایی که مربوط به موتور نیستند، داشته باشند. کابل های ورودی درایو، کابل های موتور، و کابل های مدباس و شبکه کنترلی باید از مسیرهای جداگانه عبور داده شوند تا تاثیر امواج ساطع شده از کابل های موتور بر روی سایر کابل ها کاسته شود. برای کابل کشی ترمینال های کنترل درایو (مانند AVI, ACI) و کابل های آنالوگ، باید حتما از کابل شیلددار و زوج سیم های به هم تابیده شده با شیلد دور زوج سیم ها استفاده کرده و شیلد کابل ها را جداگانه به ترمینال ارت درایو متصل نمود.
درایو C2000 دارای 33 گروه پارامتر سیستماتیک است. کاربران می توانند از طریق کی پد به این پارامترها دسترسی پیدا کرده و تنظیمات مورد نظر را انجام دهند. برای حفاظت از پارامترهای تنظیم شده، می توان برای درایو پسورد انتخاب کرد. پارامتر Pr. 00-08 برای تنظیم پسورد دستگاه و Pr. 00-07 برای وارد کردن پسورد استفاده می شوند. رنج پسورد قابل تنظیم توسط کاربر 1 تا 9998 و 10000 تا 65535 است. اگر در پارامتر Pr. 00-07 عدد 1 نمایش داده شود، به این معنی است که درایو پسورد ندارد یا پسورد صحیح وارد شده است.
اگر عدد 1 نمایش داده شود، به این معنی است که برای درایو پسورد در نظر گرفته شده است. در صورتیکه مقدار پارامتر Pr. 00-02 روی 1 تنظیم شود، تمام پارامترهای درایو به جز Pr. 00-02 تا 00-08 فقط قابل خواندن می شوند. کاربر می تواند با گذاشتن پسورد این عملکرد را فعال کند. برای غیر فعال کردن این عملکرد و تغییر مجدد پارامترها، باید Pr. 00-02 را روی 1 تنظیم کرد. در صورتیکه کاربر پسورد دستگاه را فراموش کند، می تواند با وارد کردن 9999 در Pr. 00-07 و فشردن ENTER، سپس وارد کردن 9999 مجدد در عرض 10 ثانیه و دوباره فشردنENTER، پسورد را پاک کند. پس از برداشتن پسورد، تمام پارامترها به تنظیمات کارخانه ای بازمی گردد.
در ادامه برخی از پارامترها را به همراه قابلیت های مهم شان بررسی می کنیم:
کنترل های پیشرفته و کارت های توسعه
درایو C2000 از مدهای کنترلی پیشرفته مانند FOC+PG (کنترل میدانی جهت دار با فیدبک انکدر) پشتیبانی می کند. برای استفاده از این مدها، نصب کارت انکدر (مانند EMC-PG01O/EMC-PG02O) لازم است. نحوه سیم بندی انکدر به کارت PG در دفترچه راهنما شرح داده شده است، شامل اتصال کابل های VCC, 0V, A, A̅, B, B̅, Z, Z̅ و همچنین شیلد کابل انکدر. پس از نصب کارت، باید مشخصات انکدر (نوع، تعداد پالس در هر دور) را در پارامترهای گروه 10 وارد کرد (مثلا Pr. 10-00 برای نوع انکدر و Pr. 10-01 برای تعداد پالس). اتوتیونینگ با و بدون بار نیز برای تنظیم بهینه پارامترها در این مدها انجام می شود. پارامترهایی مانند زمان فیلتر PG2 (Pr. 10-21) و مد سرعت PG2 (Pr. 10-22) نیز برای تنظیم دقیق ورودی پالس انکدر استفاده می شوند.
پارامترهای Pr. 10-40, 10-41, 10-42, 10-43 مربوط به پهنای باند و سرعت پاسخدهی تخمین گر سرعت هستند که بر ثبات و دقت سرعت موتور تاثیر دارند. برای جلوگیری از چرخش موتور در جهت غلط هنگام استارت در برخی موارد، می توان از پارامترهای Pr. 53-10 و Pr. 42-10 استفاده کرد.
درایو C2000 دارای PLC داخلی است که امکان برنامه نویسی و اجرای منطق کنترلی را فراهم می کند. این PLC داخلی می تواند برای کنترل فرکانس و گشتاور درایو استفاده شود. ارتباط با PLC داخلی نیز امکان پذیر است. دفترچه راهنما مثال هایی از برنامه نویسی در PLC داخلی برای کنترل فرکانس و گشتاور ارائه می دهد.
درایو C2000 از کارت های توسعه نیز پشتیبانی می کند. نصب کارت های توسعه مانند کارت شبکه اترنت امکان پذیر است. نحوه نصب این کارت ها شامل برداشتن پوشش جلوی اینورتر، قرار دادن کارت در SLOT1 و بستن پیچ ها با گشتاور مناسب (6 تا 8 kg-cm) است. پس از نصب کارت شبکه، پارامترهای مربوطه برای برقراری ارتباط شبکه اترنت باید تنظیم شوند. پارامترهای Pr. 00-20 و Pr. 00-21 برای تنظیم منبع ورودی فرکانس و مرجع ورودی فرکانس توسط کارت استفاده می شوند.
نرم افزار VFDSoft نیز ابزاری برای کار با اینورترهای دلتا است. از قابلیت های این نرم افزار می توان به رسم نمودار از فرکانس خروجی و سایر پارامترها اشاره کرد.
قابلیت های ایمنی مانند STO (Safe Torque Off) و SCM نیز در درایو C2000 وجود دارد که عملکرد ترمینال های مربوطه برای قطع گشتاور شفت موتور و توقف آن (جهت ایمنی) در دفترچه توضیح داده شده است.
جمع بندی
درایو Delta C2000 که توسط کامیاب مرام در حوزه اتوماسیون صنعتی ارائه می شود، یک راهکار جامع و قدرتمند برای کنترل موتورهای الکتریکی است. همانطور که از بخش های مختلف دفترچه راهنما مشخص است، این درایو نه تنها قابلیت های کنترلی متنوعی از جمله مدهای V/F، SVC و FOC+PG را ارائه می دهد، بلکه شامل ویژگی های پیشرفته ای مانند PLC داخلی، پشتیبانی از کارت های توسعه، و امکانات حفاظتی و ایمنی جامع است. نکات دقیق مربوط به نصب، کابل کشی، مدیریت تداخلات الکترومغناطیسی و تنظیم پارامترها، این درایو را به گزینه ای مناسب برای کاربردهای گوناگون صنعتی تبدیل می کند.
توضیحات مفصل پارامترها و راهنمای جامع ارائه شده در دفترچه، به کاربران کمک می کند تا حداکثر بهره وری و عملکرد را از این درایو به دست آورند. با توجه به اهمیت اتوماسیون صنعتی و نقش تجهیزات پیشرفته مانند درایو C2000 در آن، تلاش های ارزنده در جهت ارائه دانش و راهنمایی جامع به متخصصان صنعت، که در پیشگفتار این دفترچه به آن اشاره شده، قابل تقدیر است.
