لوگو ماهر
  • صفحه اصلی
  • دوره‌های آموزشی
    • برق
    • کسب و کار
  • مقالات
    • برق
    • رشد کسب و کار
  • تلویزیون
    • برق
  • دانلودها
    • نرم افزار ها
    • منوال ها
  • ارتباط با ماهر
    • تماس با ما
    • درباره ماهر
    • همکاری با ماهر
    • قوانین و مقررات ، حریم خصوصی
منو
  • صفحه اصلی
  • دوره‌های آموزشی
    • برق
    • کسب و کار
  • مقالات
    • برق
    • رشد کسب و کار
  • تلویزیون
    • برق
  • دانلودها
    • نرم افزار ها
    • منوال ها
  • ارتباط با ماهر
    • تماس با ما
    • درباره ماهر
    • همکاری با ماهر
    • قوانین و مقررات ، حریم خصوصی
0 تومان 0 سبد خرید
اپلیکیشن ماهر

وکتور کنترل در درایو (مُد کنترلی پرکاربرد)

۱۴۰۱-۰۹-۲۳
ارسال شده توسط مهری امینی
AC درایو ، تلوزیون اینترنتی ماهر
4.01k بازدید

فرض کنید در صنعت فولاد، جرثقیلی می‌خواهد یک پاتیل ۵۰ تنی را از روی زمین بلند کند و به مکان دیگری ببرد. برای این‌کار، موتور باید در لحظه راه‌اندازی زور زیادی داشته باشد تا بتواند جسم را اول از روی زمین بردارد و سپس جابه‌جا کند. می‌دانیم موتور در لحظه راه‌اندازی از سرعت صفر و ولتاژ صفر شروع به کار می‌کند تا به دور و ولتاژ نامی خود برسد.

در این حالت، با توجه به نوع بار، به موتور فشار زیادی وارد می‌شود و ممکن است نتواند بار را بلند کند. راهکار چیست؟ چه باید کرد؟ برای حل این چالش باید کاری کنیم که موتور در لحظه راه‌اندازی با ولتاژ بالا شروع به کار کند تا گشتاور مورد نیاز بار تامین شود.

در این شرایط، استفاده از درایو بهترین راه حل است. درایو، تجهیزی برای کنترل صفر تا صد موتور است و مُدهای کنترلی گوناگونی دارد. یکی از مُدهای کنترلی پرکاربرد درایو، که برای حل چالش بالا به کمک ما می‌آید، مُد کنترل‌ بُرداری یا وکتور کنترل (Vector Control) است. در این مقاله، با این مُد کنترلی بیش‌تر آشنا می‌شوید.

فهرست مطالب

پرکاربردترین مدهای کنترلی درایو

موتورها رایج‌ترین ماشین‌های الکتریکی دوار هستند که در صنایع استفاده می‌شوند. به‌طور کلی، در کاربردهای صنعتی، گشتاور و سرعت موتور باید به‌گونه‌ای تنظیم شود که نیاز بار را برطرف کند. 

درایو با توجه به مدهای کنترلی که دارد، به‌خوبی می‌تواند تنظیم سرعت و گشتاور را متناسب با نیاز پروژه برعهده بگیرد. مهم‌ترین و پرکاربردترین مدهای کنترلی درایو عبارت‌اند از: 

مُد کنترلی ولتاژ به فرکانس (V/F: Voltage per Frequency)

در مد کنترلی ولتاژ به فرکانس که به آن V/F هم می‌گویند، ولتاژ و فرکانس با هم رابطه مستقیم دارند. یعنی با افزایش یا کاهش فرکانس، ولتاژ هم زیاد یا کم می‌شود. یعنی در فرکانس ۰‌ هرتز، ولتاژ ۰ ولت و در فرکانس ۵۰ هرتز، ولتاژ نامی به موتور اعمال می‌شود. این مد کنترلی در فن‌ و پمپ‌ها به شدت کاربرد دارد.

 اگر می‌خواهید در این باره بیشتر بدانید مقاله زیر را در وبلاگ سایت آکادمی ماهر بخوانید.
مد کنترلی v/f درایو

مُد کنترل برداری (Vector Control)

در مد وکتور کنترل، سرعت و گشتاور موتور به‌صورت جداگانه و مستقل از یکدیگر کنترل می‌شوند. این عمل توسط مدارهای داخلی درایو و با تجزیه برداریِ جریان خروجی درایو انجام می‌شود. در ادامه نحوه عملکرد این مد را بررسی می‌کنیم.  

نحوه عملکرد مد وکتور کنترل 

زمانی که موتور به شبکه وصل می‌شود، جریان استاتور (Is)، یک میدان مغناطیسی دوار به‌وجود می‌آورد. همان طور که می‌دانید با قرار‌گرفتن روتور در میدان مغناطیسی دوار استاتور، در روتور ولتاژ القا می‌شود. این ولتاژ، باعث جاری شدن جریان (Id) در هادی‌های آن می‌شود. به Id جریان مغناطیس‌شوندگی می‌گویند.

مد وکتور کنترل بر این اساس کار می‌کند که جریان استاتور از ۲ جزء تشکیل شده است:

۱. جریان مغناطیس‌شوندگی روتور (Id): جریانی که باعث جاری شدن شار و مغناطیس شدن روتور می‌شود.

۲. جریان تولیدکننده گشتاور (Iq): جریانی که باعث تولید گشتاور در روتور می‌شود.  

مد کنترل‌برداری، مدارهای الکترونیکی بسیار پیچیده ای دارد، اما به زبان ساده بر این اساس است که ابتدا مدل سه فاز موتور القایی را به دو سیم پیچ عمود بر هم تبدیل می‌کند و سپس جریان این دو سیم‌پیچ را کنترل کند. برای مثال، فرض کنید موتور القایی با سه سیم‌پیچ داریم که سه فاز R,S,T به آن وصل شده است. (شکل ۱) 

مد وکتور کنترل، سه سیم پیچ را بر‌حسب مقدار جریان مغناطیس‌شوندگی روتور (Id) و جریان تولیدکننده گشتاور (Iq) (شکل ۲) به دو سیم پیچی عمود بر هم تبدیل می‌کند.

مدل سه فاز موتور القایی
شکل ۱- مدل سه فاز موتور القایی
مدل دو‌بعدی موتور در مد وکتور کنترل
شکل ۲- مدل دو‌بعدی موتور در مد وکتور کنترل

با توجه به این توضیحات با تغییر دامنه جریان استاتور به‌راحتی می‌توان جریان و گشتاور خروجی را مستقل از فرکانس کنترل کرد. قبل از این که انواع مد وکتور کنترل را بررسی کنیم، لازم است تا با سیستم‌های کنترلی آشنا شوید.

فرایند کنترل سیستم

هر سیستم کنترلی از ۳ بخش تشکیل شده است:

  • ورودی کنترل کننده (Controller Input)
  • کنترل کننده فرایند (Process Controller)
  • خروجی کنترل کننده (Controller Output)

برای مثال، فرض کنید می‌خواهید سرعت یک موتور را به‌وسیله درایو و با توجه به باری که به شفت موتور وصل است کنترل کنید. مد کنترلی که در درایو برای کنترل سرعت موتور انتخاب کرده‌اید، کنترلر سیستم است. جریانی که درایو از ترانس‌های جریان داخلی درایو (CTها) نمونه‌برداری می‌کند، ورودی کنترلر است و جریان و ولتاژی که درایو به موتور می‌دهد، خروجی کنترلر خواهد بود.

سیستم‌های کنترل به دو دسته تقسیم می‌شوند:

سیستم‌های کنترلی حلقه باز (Open Loop Control)

در این سیستم، کنترلر سیگنال ورودی را دریافت می‌کند و با توجه به برنامه نوشته شده و فرمول‌های ریاضی در کنترلر سیگنال خروجی را صادر می‌کند. این سیستم‌ها تحت تاثیر خطا و نویز هستند و معمولاً سیگنال خروجی آن‌ها دقیق نیست.

سیستم کنترل حلقه باز
شکل ۳- سیستم کنترل حلقه باز

 سیستم‌های کنترلی حلقه بسته (Closed Loop Control)  

در این مدل، یک فیدبک از خروجی سیستم گرفته شده و عمل کنترل بر اساس مقایسه خروجی با یک مقدار مطلوب (SetPoint) انجام می‌شود. از مقایسه خروجی و مقدار مطلوب، سیگنال خطا به دست می‌آید. با توجه به سیگنال خطا، کنترلر، مقدار خروجی را تغییر می‌دهد. 

سیستم کنترل حلقه بسته
شکل ۴- سیستم کنترل حلقه بسته

انواع وکتور کنترل

بر اساس مطالب گفته شده در بالا، مد وکتور‌‌‌ کنترل به دو دسته زیر تقسیم می‌شود:

مد وکتور کنترل حلقه بسته (Close-Loop Vector Control یا VC) 

در مد کنترل‌ بُرداری حلقه بسته یک انکودر روی شفت موتور نصب می‌شود. این انکودر موقعیت شفت روتور را تشخیص می‌دهد و یک سیگنال (فیدبک خروجی) به درایو ارسال می‌کند. همچنین درایو با نمونه‌گیری از CTهای داخلی، جریان موتور را اندازه‌گیری می‌کند و این اطلاعات را به کنترل کننده درایو می‌فرستد. کنترلر با توجه به مقدار مطلوب (setpoint) تنظیمی، مقدار دقیق ولتاژ و جریان اعمالی به موتور را  مستقل از فرکانس تنظیم و به موتور اعمال می‌کند.

مد وکتور کنترل حلقه بسته (VC)
شکل ۵- مد وکتور کنترل حلقه بسته (VC)

 مد وکتور کنترل حلقه باز  (Sensorless Vector Control یا SVC)

در مد کنترل‌ بُرداری حلقه باز که به آن کنترل‌ بُرداری بدون حسگر نیز می‌گویند، به‌جای استفاده از انکودر (فیدبک خروجی)، از فرمول‌های ریاضی و پارامترهای تنظیم شده در درایو استفاده می‌شود. 

کنترلر، بعد از نمونه‌برداری از جریان و ولتاژ موتور، موقعیت شفت موتور را به‌صورت تقریبی تخمین زده و با اطلاعات به‌دست آمده و معادلات ریاضی که در برنامه درایو نوشته شده است، ولتاژ و جریان جدید را به موتور اعمال می‌کند.

در این مد کنترلی موقعیت دقیق شفتِ موتور را نمی‌دانید، بنابراین برای کمتر شدن خطا باید پارامترهای موتور را خیلی دقیق و صحیح در درایو تنظیم کنید.

 

مد وکتور کنترل حلقه باز (SVC)
شکل ۶- مد وکتور کنترل حلقه باز (SVC)

نکته مهم: 

در هر دو حالتِ بالا حتماً باید درایو اتوتیون (Auto-Tune) شود. اتوتیون یعنی، تمام پارامترهای موتور را (توان مصرفی KW، ولتاژ کاری، سرعت موتور rpm، جریان نامی موتور In و کسینوس فی CosՓ) در درایو ثبت و پارامتر اتوتیون را فعال کنید. 

مهم‌ترین مزیت استفاده از مد وکتور کنترل (Vector Control)

  • توانایی تامین گشتاور بالا در لحظه راه‌اندازی

در مد کنترلی V/F درایو، ولتاژ و فرکانس رابطه مستقیم دارند. یعنی با افزایش یا کاهش فرکانس، ولتاژ هم افزایش یا کاهش پیدا می‌کند، به‌ طوری‌ که نسبت V/F ثابت بماند. در لحظه راه‌اندازی، فرکانس از صفر شروع می‌شود و ولتاژ و جریان هم کم خواهد بود و در نتیجه زور موتور کم است. 

در وکتور کنترل این‌گونه نیست و می‌توان در فرکانس کم، ولتاژ و جریان مورد نیاز را به موتور اعمال کرد. این ویژگی در جرثقیل‌ها، بالابرها، ماشین‌های سانتریفیوژ و دستگاه‌های قالب‌گیریِ تزریقی (اکسترودرها) بسیار پرکاربرد است.

برای مثال در جرثقیل‌ها و بالابرها، موتور در لحظه راه‌اندازی زیر بار است و برای به حرکت در آوردن موتور در لحظه سکون نیاز به گشتاور زیادی دارد. به‌راحتی با تنظیم مد وکتور کنترل درایو می‌توان گشتاور مورد نیاز بالابرها و جرثقیل‌ها را تامین کرد.

همچنین در اکسترودرها، برای چرخاندن ماردون و به حرکت درآوردن مواد، نیاز به گشتاور بالا در فرکانس پایین است. این نیاز با تنظیم درایو در مد وکتور کنترل برآورده می‌شود.

جمع بندی 

  • درایو، به شرط تنظیم صحیح پارامترها، می‌تواند از صفر تا صد، موتور را کنترل کند.
  • درایو، مدهای کنترلی گوناگونی دارد که پرکاربردترین آن‌ها مد کنترلی V/F و وکتور کنترل است. در مد وکتور کنترل، گشتاور مستقل از سرعت موتور کنترل می‌شود و در لحظه راه‌اندازی که فرکانس صفر است، می‌توان به موتور بیش‌ترین گشتاور را اعمال کرد.
  • مد وکتور کنترل به دو دسته حلقه باز و حلقه بسته تقسیم می‌شود که بسته به شرایط هر پروژه می‌توان از آن‌ها استفاده کرد.
  • در مد وکتور کنترل، اتوتیون کردن درایو الزامی است.

و در پایان، اگر بتوانید با توجه به عملکرد موتور در پروسه، از پارامترهای درایو بهره ببرید، به دنیای بزرگی از بازار کار وارد خواهید شد. آیا می‌خواهید با اعتماد به نفس بالا وارد این بازار کار شوید؟ در دوره درایو من ماهر شرکت کنید. اگر دوست دارید نحوه تنظیم پارامترهای درایو برای مد کنترلی وکتور را آموزش ببینید، نظر خود را در پایین این مقاله کامنت کنید.

مقاله‌ای که خواندید بخشی از مطالب دوره آموزش درایومن ماهر است.

برای یادگیری ۰ تا ۱۰۰ این دوره کلیک کن.

شرکت در دوره آموزش درایومن ماهر
image 1

اگر به دنبال افزایش مهارت خود در زمینه AC درایوها هستید،

برای دریافت آموزش‌های رایگان در این حوزه، فقط کافیه فرم رو تکمیل کنید.

دانلود pdf مقاله

لطفا جهت دانلود فایل، ایمیل خود را وارد کنید و سپس لینک دانلود را در ایمیل خود دریافت نمایید.

درحال بارگذاری...
در تلگرام
کانال ما را دنبال کنید!
در اینستاگرام
ما را دنبال کنید!
در یوتوب
ما را دنبال کنید!
Created by potrace 1.14, written by Peter Selinger 2001-2017
در آپارات
ما را دنبال کنید!

مطالب زیر را حتما مطالعه کنید

بازار کار اتوماسیون صنعتی در ایران و خارج از آن
بازار کار اتوماسیون صنعتی (در ایران و خارج از آن)
آشنایی با کنترلر PID (طراحی، طرزکار و تنظیم پارامترها)
آشنایی با کنترلر PID (طراحی، طرزکار و تنظیم پارامترها)
عملکرد مدار داخلی درایو چیست؟
عملکرد مدار داخلی درایو چیست؟
کنترل مستقیم گشتاور (DTC) چیست و چه کاربردی دارد؟
کنترل مستقیم گشتاور (DTC) چیست؟
همه چیز درباره انکودر؛ عملکرد و کاربردهای آنcover
انکودر چیست؟ تعریف انواع سنسور Encoder و کاربردهای آن‌
مراحل راه اندازی الکتروموتور با درایوcover copy
آموزش راه‌اندازی الکتروموتور سه فاز با درایو
قدیمی تر کلید هوایی یا ACB چیست؟
جدیدتر ۷ مزیت اساسی اتوماسیون صنعتی

12 دیدگاه

به گفتگوی ما بپیوندید و دیدگاه خود را با ما در میان بگذارید.

  • بازتاب: کنترل مستقیم گشتاور (DTC) در درایوهای فرکانس‌ متغیر
  • مهدی صباغ گفت:
    ۱۴۰۲-۰۱-۳۱ در ۰۹:۱۰

    با سلام و تشکر از زحمات بی نظیر گروه ماهر.
    سوال من این هست که آیا دوره (آموزش وکتور کنترل) در دوره درایومن تکمیلی ارائه شده است یا نه؟؟ آیا برای ارائه این دوره برنامه زمانی مشخصی پیش بینی شده است؟
    چون من دوره اتوماسیون تکمیلی خودم را چک کردم و متوجه شدم به این دوره هنوز دسترسی ندارم.

    پاسخ
    • پشتیبان ماهر گفت:
      ۱۴۰۲-۰۲-۱۶ در ۱۱:۵۶

      سلام وقت بخیر، بله آموزش داده خواهد شد.

      پاسخ
      • مهدی صباغ گفت:
        ۱۴۰۲-۰۲-۲۳ در ۰۹:۱۳

        سپاس از شما

        پاسخ
  • روح الله کنعانی گفت:
    ۱۴۰۱-۱۰-۲۵ در ۰۰:۴۱

    سلام.وقت بخیر
    ممنون از آموزش ها و مقالات خوبتون.
    آیا درایوها، فقط با یک مد کنترلی باید کار کنند؟ یا یک درایو میتونه هر ۳ تا مد کنترلی رو هم داشته باشه؟؟؟ مثلا تو همون مثال جرثقیل، درایو اولش اگه لازم بود با مد وکتورکنترل پیش بره، یه چند دقیقه بعدش بنا به نیاز، مد V/F رو پیاده کنه.باز چند دقیقه بعدش بره تو مد تورک کنترل (TC) مثلا

    پاسخ
    • پشتیبان ماهر گفت:
      ۱۴۰۱-۱۲-۲۲ در ۱۶:۴۹

      سلام وقت بخیر، درایو فقط با یک مد کنترلی کار می‌کند و نمی‌تواند در آن واحد با چند مد کنترلی کار کند.

      پاسخ
  • Hamid sendani گفت:
    ۱۴۰۱-۰۹-۲۸ در ۲۱:۵۰

    با سلام و تشکر از مقاله خوب شما اگر ممکن است نحوه تنظیم پارامتر ها را در مد وکتور با فیدبک سرعت و موقعیت را هم قرار دهید .

    پاسخ
    • پشتیبان ماهر گفت:
      ۱۴۰۱-۰۹-۳۰ در ۱۰:۵۴

      سلام وقت بخیر، ممنون از همراهی شما . به زودی دوره تکمیلی آموزش وکتور کنترل در اپلیکیشن ماهر قرار داده خواهد شد.

      پاسخ
    • نادر صدوقی گفت:
      ۱۴۰۱-۰۹-۳۰ در ۱۹:۱۰

      با درود خدمت استادان فرهادی و تیم با مهارت ماهر. فرموده بودید بزودی دوره وکتور کنترل در اپلیکیشن ماهر بار گذاری خواهد شد. سؤال: این دوره در زیر گروه کدام دوره بارگذاری خواهد شد. من هم دوره اتوماسیون کار و هم درایو من ماهر و هم برق صنعتی را دارم آیا در زیر گروه هر یک از این دوره ها قرار میگیرد.؟ با سپاس بیکران از شما.

      پاسخ
      • پشتیبان ماهر گفت:
        ۱۴۰۱-۱۰-۰۱ در ۱۲:۴۱

        سلام وقت بخیر، آموزش وکتور کنترل در دوره درایومن تکمیلی ارائه خواهد شد.

        پاسخ
  • سهیل شاهرخی گفت:
    ۱۴۰۱-۰۹-۲۶ در ۲۲:۳۳

    استاد فرهادی عزیز و بزرگوار بسیار از شما متشکریم بابت اطلاعات مفید و ارزنده ، من پکیج طلایی رو چند ماه هست تهیه کردم با اینکه رشته من ارشد مدیریت مالی هست و پست سازمانیم حسابرس ارشد شرکت، اما درس و علم شما هزاران برابر برام جذاب تر از هر درسی بود که در دانشگاه خوندم و افتخار میکنم در کنار کار مالی فعالیت صنعتی و فنی داشته باشم

    پاسخ
    • پشتیبان ماهر گفت:
      ۱۴۰۱-۰۹-۳۰ در ۱۰:۳۵

      سلام وقت بخیر، سپاس از همراهی شما

      پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید لغو پاسخ

جستجو برای:
دسته‌ها
  • تلوزیون اینترنتی ماهر
    • برق
      • کنترل و ابزار دقیق
        • اتوماسیون صنعتی
          • PLC
          • درایو
          • لودسل
          • مبانی اتوماسیون
          • هیدرولیک و پنوماتیک
        • برق صنعتی
          • الکتروموتور
          • رله
          • مفاهیم پایه برق صنعتی
          • نقشه خوانی
  • دانلود ها
    • کاتالوگ ها
      • برق
        • اتوماسیون صنعتی
    • نرم افزار ها
      • برق
  • عمومی
  • مقالات
    • برق
      • ایمنی و حفاظت
        • ارتینگ و شیلدینگ
      • کنترل و ابزار دقیق
        • اتوماسیون صنعتی
          • AC درایو
          • پردازش تصویر
          • پی ال سی PLC
          • خط تولید
          • سنسور
          • مبانی اتوماسیون
          • هوش مصنوعی
        • برق صنعتی
          • MCCB
          • الکترو موتور
          • تابلو برق
          • فیوز
          • کنتاکتور
          • مفاهیم پایه
          • نقشه‌خوانی
        • دیزل‌ ژنراتور
        • نویز الکترومغناطیسی
    • رشد کسب و کار
    • نمایش مقالات در صفحه اصلی
میخوای بدونی چطور از صنعت پول در بیاری؟
اپلیکیشن ما رو نصب کن
لوگو ماهر

ماهر یک کارخانه تولید اطلاعات صنعتی است. ما دوره‌های آموزشیِ عملی و کاربردی تولید می‌کنیم و در اختیار مهندسین و صنعتگران قرار می‌دهیم. تاکنون، بیش از ۳۰۰۰۰ نفر از دوره‌های آموزشی ماهر استفاده کرده‌اند. نتایج این دانش پذیران نشان دهنده‌ کیفیت بالای آموزش‌های ماهر است.

Instagram Youtube Whatsapp Telegram Icon-camera-video Linkedin
اینماد
  • اپلیکیشن ماهر
  • درخواست تولید دوره آموزشی
  • راهنمای مطالعه دوره‌ها

ارتباط با ما

  • شعبه اول: اصفهان‌، شهرک صنعتی جی، خیابان یکم، فرعی چهاردهم، پلاک ۱۷۱
  • شعبه دوم: اصفهان، شهرک صنعتی دولت آباد، خیابان بوعلی سینا، کیلومتر دوم، پلاک ۶
  • 031-91010033
  • 031-45837728
  • 031-45837729
  • info{AT}ac.maher[DOT]Co.ir

تمام حقوق مادی و معنوی این وبسایت متعلق به شرکت ماهر محور موفقیت می‌باشد.

ورود
استفاده از موبایل
آیا هنوز عضو نیستید؟ اکنون عضو شوید
بازنشانی رمز عبور
استفاده از موبایل
عضویت
قبلا عضو شدید؟ اکنون وارد شوید