معرفی سری قدیمی درایو یاسکاوا و پیشنهاد مدل‌های جایگزین آن‌ها

امروزه شرکت یاسکاوا به عنوان یکی از پیشگامان تولید اینورتر و درایو‌های صنعتی شناخته می‌شود. این شرکت که حدود نیم قرن است درایو به بازار عرضه می‌کند، اینورترها با نام و سری‌های متفاوتی در طول زمان به بازار عرضه کرده است. به عنوان مثال، یاسکاوا سری قدیمی‌تر درایو خود را با عنوان Varispeed که در حال حاضر به عنوان legacy drives شناخته می‌شوند عرضه کرده و در حال حاضر شرکت یاسکاوا آن را discontinued کرده است.

با وجود متوقف شدن تولید و عرضه درایوهای سری قدیمی یاسکاوا در برخی از نقاط جهان، برخی از کارخانه‌های داخل ایران هنوز از این درایوهای قدیمی استفاده می‌کنند. اما مشکل زمانی آغاز می‌شود که این درایوها به پایان عمر خود می‌رسند و مهندسان باید درایوهای جدیدتری را جایگزین آنها کنند. یکی از چالش‌هایی که در هنگام جایگزینی درایو‌های جدیدتر با درایوهای قدیمی‌تر وجود دارد، سازگار بودن درایو جدید با کاربرد صنعتی است که درایو قدیمی‌تر در آن مورد استفاده قرار ‌گرفته است.

در کاربردهای فن و پمپ که تقریبا در دسته کاربردهای سبک قرار می‌گیرند، معمولا نیازی به کنترل دقیق سرعت نیست. بنابراین درایوی که دارای کنترل حلقه باز یا open loop (مانند سری V1000 یا سری جدیدتر GA500) می‌باشد برای این کاربرد کاملا مناسب است. از طرفی دیگر، در کاربردهای سنگین کار مانند نوار نقاله سنگین و یا جرثقیل که معمولا نیاز به کنترل دقیق‌تر گشتاور و سرعت موتور القایی توسط درایو می‌باشد، درایو سری A1000 یا GA700 جهت جایگزینی با درایو قدیمی‌تر کاملا مناسب می‌باشند.

این مقاله ابتدا به بررسی ویژگی‌های کنترلی درایوهای قدیمی‌تر یاسکاوا مانند Varispeed-616G5 و Varispeed-616PC5 می‌پردازد. سپس این ویژگی‌ها را با سیستم‌های کنترلی درایوهای جدیدتر مقایسه می‌کند تا مبنایی برای انتخاب مناسب‌ترین درایو فراهم آورد.

درایو سری Varispeed-616G5 یاسکاوا

درایو سری 616G5 در دهه‌ی 90 میلادی توسط شرکت یاسکاوا به بازار عرضه شد. این درایو دارای سیستم کنترلی متعدد جهت مدیریت انواع کاربردهای صنعتی می‌باشد. این سری از درایوها، مجموعه‌ای از سیستم‌های کنترلی حلقه‌باز و حلقه‌بسته را در بر می‌گیرد. سیستم کنترلی درایو شامل این موارد است: کنترل V/f حلقه‌باز، کنترل V/f حلقه‌بسته (با کارت PG)، کنترل برداری حلقه‌باز و کنترل برداری حلقه‌بسته.

• سیستم کنترل برداری حلقه باز: این سیستم کنترلی از کنترل برداری تطبیقی (Adaptive Vector Control) بهره می‌برد و به همین دلیل نیازهای بیشتر کاربردهای صنعتی را برآورده می‌کند؛ چرا که دارای تنظیم دقیق سرعت، پاسخ سریع و گشتاور راه‌اندازی بالا است.
• سیستم کنترل برداری حلقه بسته: این سیستم کنترلی نیاز کاربردهای صنعتی نیازمند به کنترل دقیق گشتاور، کنترل دقیق سرعت و کنترل کامل گشتاور در سرعت صفر را برآورده می‌کند.
• روش کنترلی V/f (ولت به هرتز): زمانی که نیاز به تقویت گشتاور در کاربردهای چند موتوره (multi-motor applications) می‌باشد این روش کنترلی ایده‌آل است.
• روش کنترلی V/f (از نوع حلقه بسته): این روش از نظر منطق کنترلی با روش قبلی یکسان است، اما برای پیاده‌سازی کنترل حلقه‌بسته، به یک انکدر نیاز دارد تا فیدبک مناسبی را برای درایو فراهم کند.

با توجه به سیستم کنترلی موجود در این سری از درایو، بیشتر کاربردهای صنعتی که نیازمند کنترل دقیق گشتاور و سرعت موتور توسط درایو می‌باشند می‌توانند با درایو سری Varispeed-616G5 هماهنگ شوند. بنابراین اگر این درایو خراب شود، کاربر باید یک درایو سری جدید انتخاب کند که از هر دو سیستم کنترلی حلقه‌باز و حلقه‌بسته استفاده می‌کند. به دلیل اینکه سری A1000 و GA700 یاسکاوا از این سیستم‌های کنترلی بهره می‌برند، بنابراین گزینه‌های مناسبی برای جایگزینی سری Varispeed-616G5 می‌باشند.

سری  GA700 یاسکاوا به عنوان جایگزین سری Varispeed-616G5

سری‌های جدیدتر یاسکاوا، یعنی A1000 و GA700، به طور کامل از تمامی روش‌های کنترلی درایو قدیمی Varispeed-616G5 (اعم از حلقه باز و بسته) پشتیبانی می‌کنند. به علاوه، یاسکاوا دقت و سرعت این سیستم کنترلی را نیز به طور چشمگیری نسبت به درایوهای نسل قبل ارتقا داده‌ است.

شرکت یاسکاوا درایو GA700 را بگونه‌ای طراحی کرده است که کاربر براحتی بتواند آن را در کمترین زمان ممکن راه‌اندازی و از آن بهره‌برداری کند. این درایو مجموعه‌ای از سیستم‌های کنترلی شامل V/f کلاسیک (حلقه‌ باز)، V/f حلقه‌بسته (با کارت PG)، کنترل برداری (حلقه‌باز و حلقه‌بسته) و همچنین قابلیت EZ vector را در خود جای داده است که نیاز به تنظیم دستی برای هر دو نوع موتور القایی و موتورهای مغناطیس دائم (IPM و SPM) را برطرف می‌کند.

همچنین سوییچ دستی بین روش‌های کنترلی در درایو GA700 بوسیله‌ی تغییر مقدار پارامتر وجود دارد. کاربر می‌تواند تنها با تغییر مقدار یک پارامتر، بین روش‌های کنترلی مختلف شامل V/f حلقه باز، V/f همراه با کارت PG، کنترل برداری (حلقه باز و حلقه بسته)، کنترل برداری حلقه باز پیشرفته و EZ Vector سوییچ کند.

حالت کنترل برداری حلقه باز EZ دارای یک قابلیت ویژه است. با استفاده از این قابلیت می‌توان موتور سنکرون و همچنین موتور القایی را با کمترین زمان ممکن راه اندازی کرد. لازم بذکر است که این راه‌اندازی تنها به اطلاعات پلاک موتور نیاز دارد و کاربر را از tuning وقت‌گیر بی نیاز می‌کند. این قابلیت برای کارخانه‌های تولید قطعات که زمان راه‌اندازی درایو باید مینیمم باشد بسیار جذاب است. حالت‌های پیشرفته وکتور حلقه‌ باز و وکتور حلقه ‌بسته به ترتیب توانایی گشتاور و دقت کنترل سرعت را افزایش می‌دهند. وقتی گشتاور کامل در سرعت صفر و کنترل دقیق سرعت یا موقعیت مورد نیاز باشد، حالت وکتور حلقه ‌بسته بهترین انتخاب است.

سری A1000 یاسکاوا به عنوان جایگزین سری Varispeed-616G5

سری A1000 یک درایو بهینه می‌باشد که تمرکز آن بر روی کنترل برداری جهت پاسخ‌گویی به کاربردهایی که نیازمند کنترل دقیق گشتاور می‌باشند مناسب است. این درایو مجموعه‌ای از سیستم‌های کنترلی شامل کنترل V/f (همراه با کارت PG)، کنترل برداری حلقه‌باز و کنترل برداری حلقه بسته را در خود دارد. با توجه به اینکه تمرکز اینورتر A1000 بر الگوریتم‌های وکتور جریان با عملکرد بالا و حالت‌های بدون سنسور / سنسور کمکی تکیه دارد؛ این سری از درایو، گشتاور راه‌اندازی بالا، پاسخ سریع گشتاور و در حالت حلقه ‌بسته توانایی ارائه گشتاور نامی در حالت ایست کامل (Standstill) را برای کاربرد صنعتی فراهم می‌کند.

مهندسان از کنترل V/f برای کاربردهای صنعتی ساده‌ای مانند فن و پمپ که نیازی به کنترل حلقه‌بسته ندارند، استفاده می‌کنند. همچنین کاربران درایو از کنترل حلقه‌بسته برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالایی در گشتاور و سرعت دارند، بهره می‌برند.

درایو سری Varispeed-616PC5 یاسکاوا

درایو Varispeed-616PC5 از شرکت یاسکاوا یک درایو صنعتی است که همانند سری 616G5 یاسکاوا آن را در دهه‌ی 90 میلادی عرضه کرده است. این درایو برای کنترل سرعت و گشتاور موتورهای القایی مناسب می‌باشد. این سری از درایو قابلیت‌های پایه‌ای مانند کنترل V/f (از نوع حلقه باز و بدون کارت PG) را برای راه‌اندازی نرم و کنترل دقیق دور فراهم می‌کند. این درایو برای کاربردهای صنعتی ساده که نیاز به کنترل دقیق سرعت ندارند و کنترل حلقه‌ باز برای آن‌ها کفایت می‌کند مناسب است.

شرکت یاسکاوا درایو سری 616PC5 همانند سری 616G5 را در حال حاضر در اکثر نقاط جهان discontinued کرده است. یاسکاوا این درایوها را در کارخانه‌های خود تولید نمی‌کند و تامین قطعات یدکی آن به مانند قبل به راحتی قابل تامین نیست. بنابراین در صورت خرابی درایو در کارخانه، راهی جز جایگزینی آن با سری جدیدتر درایو‌های یاسکاوا نیست.

منوال فنی درایو 616PC5 نشان می‌دهد یاسکاوا تنها کنترل کلاسیک V/f را برای موتور القایی به‌کار برده و از کنترل حلقه‌بسته استفاده نکرده است. چون این سری فقط حلقه‌باز است، درایوهای V1000 یا GA500 گزینه‌های مناسبی برای جایگزینی آن محسوب می‌شوند.

سری V1000 و GA500 یاسکاوا به عنوان جایگزین سری Varispeed-616PC5

سری GA500 یاسکاوا به دلیل طراحی مدرنی که دارد بسیار جمع و جور است. در میان رقبا (و حتی سری V1000) بهینه‌سازی انرژی (در حدود 98.5% بازدهی) این درایو بسیار بهتر است. بنابراین این درایو برای کاربردهای با بار متغیر بسیار مناسب می‌باشد. این سری قابلیت کنترل بر روی انواع موتورها (القایی، مغناطیس دائم (هر دو نوع IPM و SPM)، رلوکتانسی) را دارد که این مساله انعطاف‌پذیری این درایو را در انواع کاربردهای صنعتی نشان می‌دهد.

راه‌اندازی GA500 نسبت به سری 616PC5 ساده‌تر است. تنظیمات درایو GA500 بدون نیاز به وصل درایو به منبع تغذیه و تنها با اتصال درایو به کامپیوتر یا موبایل به راحتی قابل تغییر است. این قابلیت فرایند راه‌اندازی و عیب‌یابی درایو را بسیار راحت‌تر و ایمن‌تر می‌کند.

درایو سری V1000 (که قدیمی‌تر از سری GA500) می‌باشد، یک درایو قدرتمند و ایمن بر پایه کنترل برداری جریان  و کنترل V/f است. بنابراین این درایو دقت زیادی در کنترل دور و گشتاور دارد. این سری از درایو‌ها همانند GA500 طراحی جمع و جور و فشرده‌ای دارد که می‌توانند در کنار یکدیگر (side-by-side) نصب شوند. به علاوه، به واسطه‌ی هیت سینک فضای تابلو را بهینه می‌کنند. فن خنک‌کننده‌ی V1000 قابل تعویض بدون نیاز به ابزار است و عمر قطعات تثبیت‌شده‌ی آن بالاست. همین مورد باعث کاهش زمان نگهداری و هزینه‌های سرویس می‌گردد.