در بسیاری از تاسیسات تجاری و صنعتی، اتوماسیون هر فرآیند و کنترلهای مرتبط با آنها به مقدار قابل توجهی بر اساس الکتروموتورها یا موتورهای القایی و اینورترها یا همان درایوهای فرکانس متغیر (VFDs)است. اینورترها که درایوهای سرعت متغیر (ASD) نیز نامیده می شوند. به رایج ترین و مقبول ترین تجهیزات کنترل سرعت متغیر در این حوزه و همچنین تجهیزات خانگی تبدیل شده اند. به طور گسترده ای برای کنترل هواسازها، چیلرها، پمپها، کانوایره، فنها و کمپرسورها تا ماشینهای خیلی پیچیده با چند اینورتر مورد استفاده قرار می گیرند. افزایش استفاده از اینورتر یا درایوهای فرکانس متغیر(VFD) نگهداری و عیب یابی چنین تجهیزات صنعتی مهمی را در حال حاضر به یک چالش مهم برای نگهداری، عیب یابی و استفاده کارآمد و موثر از آنها جهت کاهش زمان خواب و از کار افتادن تاسیسات تبدیل کرده است.

البته پیشنهاد ما به شما این است که قبل از مطالعه مطلب ذیل، جهت اندکی آشنایی بیشتر " درایو فرکانس متغیر (VFD)  " و " روش اتصال اینورتر به موتور " و " نحوه سیم کشی اینورتر (درایو فرکانس متغیر " را نیز مطالعه نمایید.

در این مقاله قصد داریم به روشهای عیب یابی اینورتر (درایو فرکانس متغیر) با استفاده از یک مولتی چند منظوره بپردازیم.

توجه: درایو سرعت متغیر، درایو فرکانس متغیر، VFD، VSD ، درایو را در بین صنعتگران ایرانی عموما نحت عنوان اینورتر می شناسند. اینورتر یکی از اجزای درایو فرکانس متغیر می باشد.

 تعریف

درایوهای سرعت متغیر یا اینورترها کنترل کننده الکترونیکی هستند که برای کنترل سرعت موتور الکتریکی استفاده می شوند. موتور الکتریکی می تواند موتور القایی یا موتور سنکرون باشد. درایو های سرعت متغیر یا , اینورترها , سرعت موتور القایی را با تغییر دادن فرکانسو ولتاژ تغذیه موتور تغییر می دهند. اینورترها یا درایو های فرکانس متغیر با عنوان درایو های با فرکانس قابل تنظیم (AFD) ، درایوهای با سرعت قابل تنظیم(ASD)، درایوهای سرعت متغیر (VSD)، مبدل فرکانس (FC) ، میکرو درایوها و درایوهای اینورتر نیز شناخته می شوند.درایو سرعت متغیر در مقایسه با گزینه مد بهره بردای سرعت ثابت انرژی کمتری استفاده می کند. به طور نوعی، شما می توانید 20 تا 50 درصد از انرژی را با استفاده از درایو سرعت متغیر (اینورتر) در کاربریهای فن و پمپ صرفه جویی کنید.

سه جز اصلی یک اینورتر به شرح زیر است.

واحد مدار یکسوکننده

در ابتدا اینورتر (درایو سرعت متغیر) برق ورودی AC را با استفاده از پل دیوید تمام موج سه فاز به برق DC طبقه میانی تبدیل می کند.

واحد مداریِ DC (باس DC)

سپس برق DC میانی را در خازنهای توان بالا که قادر هستند ولتاژ و بار زیادی را برای چند دقیقه در خود نگهداری کنند ذخیره می کنند.

واحد مداری وارونگر (Inverter)

و در پایان، واحد اینورتر برق ولتاژ مدار DC را گرفته و به برق سینوسی AC تبدیل می کند که م تواند بوسیله موتور AC استفاده شود. اینورتر از تکنیکهای مدولاسیون پهنای باند جهت ایجاد ولتاژ AC سه فاز در خروجی برای موتور استفاده می کند.

اما عیب یابی درایو سرعت متغیر یا اینورتر معمولا یک چالش است. اینورتر (درایو) ترکیب پچیده ای از قطعات الکترونیک قدرت و مدارات الکترونیکی حساس است.

عیب یابی یک اینورتر(درایو سرعت متغیر)

وقتی اینورتر از کار می افتد. به خاط داشته باشید موارد مقدماتی را چک کنید( صفحه نمایش کنترل کننده، اتصالات و دماها)، موتور را چک کنید، و درایو را چک کنید تا شواهدی بدست بیاورید که کدام بخش از درایو مشکل دارد. بهترین راه برای عیب یابی اینورتر (درایو فرکانس متغیر) بازبینی و بررسی با چشم است. گرد و غبار و زنگار ایجاد شده بر روی هیت سینک درایو را تمیز کنید. سپس سفت و محکم بودن تمامی سیمهای اتصالات را چک کنید. اتصالات شل در سیم کشی درایو در مسیر عبور برق ورودی و اتصال به موتور از دلایل اصلی خرابی اینورتر هستند.

برق سه فاز ورودی باید مورد بررسی قرار بگیرد و نباید انحرافی بیش از 5% از مقدار نامی خود داشته باشد. ولتاژ خط نامتقارن می تواند باعث مشکلات قابل توجهی در درایو گردد. و در ادامه ولتاژ و جریان خروجی های درایو را چک کنید. مشکل در ورودی ها به درایو می تواند باعث مشکلات متعدد گردد. یک درایو یا اینورتر می تواند بدلیل سرج و شکم دادن ولتاژدچاراضافه ولتاژ و زیر ولتاژ بودن شده و از مدار خارج شود یا شاید بدلیل خطاهای مرتبط با موتور مانند اضافه بار قطع گردد.

اگر پس از بررسی ظاهری و چشمی مشکل همچنان پابرجا بود، تعدادی راهکار در زیر ارائه شده است که در جهت عیب یابی اینورتر یا درایو سرعت متغیر می تواند مفید واقع شود.

مرحله یک: یکسو کننده ورودی را چک کنید.

قبل از شروع به کار، همیشه به خاطر داشته باشید که برق را قطع کنید و منتظر باشید تا ولتاژ باس DC تخلیه شده و مدار بدون ولتاژ باشد. یک مولتی متر دستی تهیه کرده و پروب آن را روی باس DC وصل کنید. سلکتور انتخاب رنج مولتی متر را بر روی مد تست دیود قرار دهید. سیم رابط مشکی را از ترمینال منفی مولتی متر به مثبت باس DC که که معمولا با "+" برچسپ خورده است یا نزدیک ترمینالهای برق متصل کنید. اگر مطمئن نیستید به دفترچه راهنمای سازنده مراجعه کنید یا با سازنده تماس بگیرید.

سپس، سر سیم یا پروب قرمز رنگ را به هر کدام از سه فاز ورودی برای چک کردن دیود یکسو کننده متصل کنید. شما در این حالت افت ولتاژ بایاس مستقیم دیود (0.3 ولت تا 0.6 ولت) را بر روی هرک دام از ترمینالها قرادت می کنید. سپس شما می توانید سر پروب قرمز رنگ مولتی متر را بر روی پلاریته منفی باس DC قرار دهید. این معمولا با علامت "-" بر روی آن برچسپ خورده و نزدیک ترمینالهای برق قرار دارد سر پروب مشکی رنگ مولتی متر که به ترمینال منفی متصل است را بر روی هر کدام از سه فاز ورودی قرار دهید و در جستجوی افت ولتاژ دیود در بایاس مستقیم باشید. اگر شما در بایاس مستقیم و معکوس تحت پیکر بندی که در بالا ذکر شد یک عدد را خواندید، پل دیودی ورودی اتصال کوتاه شده است. ولی اگر شما در هر دو بایاس مستقیم و معکوس با مدار باز مواجه شدید، آنگاه احتمالا دیودها سوخته یا مدار باز شده اند. از شکلهای زیر کمک بگیرید.

 مرحله دو: خروجی اینورتر یا درایو سرعت متغیر را چک کنید. 

سیم رابط قرمز مولتی متر را به منفی "-" باس متصل کرده و سیم رابط مشکی مولتی متر را به هر کدام از سه ترمینال های خروجی به موتور متصل کنید. شما بایستی مجددا افت ولتاژ بایاس مستقیم را قرائت کنید. حالا، ترتیب را برعکس کنید با قرار دادن سر سیم مشکی مولتی متر بر روی "+" باس dc و سر سیم قرمز مولتی متر بر روی هر کدام از ترمینالهای خروجی موتور، منتظر افت بایاس مستقیم دیود باشید. اگر شما در هر دو بایاس مستقیم و معکوس تحت پیکر بندی اشاره شده در بالا، قرائت داشته باشید، خروجی اتصال کوتاه شده است و اگر شما مدار باز ببینید آنگاه قطعات خروجی آسیب دیده یا فیوز باس dc مدار باز شده است. به صورت فیزیکی تجهیزات خروجی را بازرسی کنید. آنها می توانند در عملکرد خود شکست بخورند یا حتی می توانند از نظر فیزیکی منفجر شده باشند، اما ما همچنان افت ولتاژ دیود را قرائت کنیم. (یعنی قرائت افت ولتاژ به تنهایی کافی نیست) به شکلهای زیر توجه کنید.

 مرحله سوم: خازنهای باس DCرا چک کنید

در ابتدا، از نظر ظاهری و فیزیکی خازنها را برای یافتن علائم آسیب دیدگی نظیر ترک خوردن یا بدشکل و دفرمه شدن محفظه بررسی کنید، یا اینکه بررسی شود فیش های خازن در بالای آن شل شده یا به داخل فرو رفته نباشد. سپس، مولتی متر را برای اندازه گیری مقاومت تنظیم کرده و مقاومت دو سر خازن را همان گونه که در شکل 10 نشان داده است اندازه گیری کنید. برای خازنی که اتصال کوتاه شده باشد قرائت مولتی متر نزدیک به عدد 0 اهم خواهد بود. در این حالت شما نباید اتصال کوتاه قرائت کنید (اتصال کوتاه نشان دهنده خراب بودن خازن است). اگر درایو فرکانس متغیر چندین خازن دارد، ممکن است یکی از آنها باز باشد، تنها روش قطعی برای پی بردن به آن قرار دادن اسیلوسکوپ بر روی باس DCبرای دیدن ریپل ولتاژ است. اخطار، یک چنین آزمونی که تحت ولتاژ انجام می گیرذد بایستی توسط تکنسین ها و مهندسین آشنا با یک چنین تستهایی بر روی مدارهای با انرژی بالا انجام گیرد.

    مرحله چهارم: منبع تغذیه داخلی را چک کنید.

فرض کنید که چکهای قطع بودن برق را گذرانده اید، انگاه برق را به درایو اعمال کنید. در اغلب درایوها، توان از طریق تعداد یک یا بیشتر از منابع تغذیه سوئیچینگ به باسDC تامین می گردد. یک بررسی سریع این مورد این است که اطمینان یابیم نور صفحه کلید روشن شده است، اگر این طور نباشد منبع تغذیه سوئیچینگ شما خراب شده است.