ความแตกต่างระหว่างอินเวอร์เตอร์ชนิด มาตรฐาน, Low Harmonic และ Regenerative
โดยปกติเราจะใช้อินเวอร์เตอร์หรือไดรฟ์ (VSD) ในกระบวนการผลิต เช่น สายพานลำเรียง ปั๊มน้ำ มิกเซอร์ เป็นต้น แต่รู้หรือไม่ว่าอินเวอร์เตอร์ยังสามารถแบ่งชนิดย่อยเป็น 3 ชนิด เพื่อนำไปใช้งานได้อย่างเหมาะสมซึ่งจะกล่าวดังรายละเอียดข้างล่างนี้
1.อินเวอร์เตอร์ชนิดมาตรฐาน
เป็นอินเวอร์เตอร์ที่เราคุ้นเคยกันดีเพราะเมื่อต้องการใช้งานอินเวอร์เตอร์เรามักจะเลือกอินเวอร์เตอร์ชนิดนี้ เราอาจเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า 6-pulse Drives ซึ่งจะใช้ full-wave diode bridge (ไดโอด 6 ตัว) แปลงไฟ AC 3 เฟส ให้เป็นไฟ DC จะได้รูปคลื่นไฟ DC จำนวน 6 ลูก เส้นสีเขียวในรูปข้างล่างคือไฟ DC ที่ได้จากการแปลงไฟ AC หรือที่เรียกว่าแรงดัน DC Bus ปกติแล้วผู้ออกแบบจะเพิ่ม Capacitor ที่วงจรของ DC bus เพื่อทำให้ไฟ DC มีความราบเรียบ
ด้วยเหตุที่กระแสไฟที่ถูกแปลงจะไม่มีความต่อเนื่อง และจะเกิดกระแสไฟไหลขึ้นตอนที่แรงดันของแหล่งจ่ายไฟสูงกว่าแรงดันของ DC bus จึงให้รูปคลื่นของกระแสไฟไม่เป็นรูป Sine ซึ่งส่งผลกระทบต่อแหล่งจ่ายไฟซึ่งจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับขนาดของวงจรแปลงไฟนี้
คราวนี้ขอกลับมาที่อินเวอร์เตอร์ชนิด Standard ซึ่งเราสามารถแจงข้อดีและข้อเสียของอินเวอร์เตอร์ชนิดนี้ตามรายละเอียดข้างล่างนี้
ข้อดี
-ราคาประหยัด
-ขนาดกะทัดรัด
-ประสิทธิภาพสูง
ข้อเสีย
-สร้างปัญหา Harmonics กับระบบจ่ายไฟฟ้า
-สูญเสียงานเมื่อใช้งานที่ต้องมีการเบรค
2.อินเวอร์เตอร์ชนิด Low harmonics
ฮาร์มอนิกเป็นปัญหาคุณภาพที่อาจทำให้เกิดความเสียหายกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ รบกวนสัญญาณในอุปกรณ์สื่อสารและการอ่านค่าที่ผิดพลาดบนเครื่องมือวัด ฮาร์มอนิกอาจทำให้เซอร์กิตเบรคเกอร์ทริป ฟิวส์ขาดและทำให้ตัวคาปาซิเตอร์ล้มเหลว ผลกระทบยังรวมถึงการให้เกิดความร้อนมากเกินไปใน หม้อแปลง สายเคเบิล มอเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและคาปาซิเตอร์ อุปกรณ์ต่างๆจึงต้องออกแบบให้ทนต่อฮาร์มอนิกและเผื่อขนาดให้ใหญ่เกินความจำเป็นทำให้ต้นทุนสูงขึ้น
นอกจากนั้นฮาร์มอนิกส่งผลให้สูญเสียพลังงานเพิ่มขึ้นเนื่องจากเกิดความร้อนสูงเกินไป ส่งผลให้อุปกรณ์ต่างๆมีอายุการใช้งานสั้นลง และในกรณีที่เลวร้ายที่สุดฮาร์มอนิกจะทำให้กระบวนการหยุดชะงักโดยไม่จำเป็นได้
เราสามารถนำอินเวอร์เตอร์ชนิด Standard มาต่อร่วมกับ Passive filter เพื่อสร้างอินเวอร์เตอร์ชนิด Low harmonic ได้ โดยจะมีข้อดีละข้อเสียดังนี้
ข้อดี
-ประหยัดต้นทุนกว่า
ข้อเสีย
-ต้องปรับให้สำหรับโหลดนั้นๆ
-อาจให้อินเวอร์เตอร์โอเวอร์โหลดได้ถ้าโหลดหรือแหล่งจ่ายเปลี่ยนไป
-ขนาดใหญ่เพราะต้องติดตั้ง Passive filter เพิ่มเติม
-ประสิทธิภาพต่ำเพราะใช้พลังงานมากขึ้น
ในขณะที่การใช้อินเวอร์เตอร์ชนิด Low harmonic ที่ใช้เทคโนโลยี่ Active front end(AFE) ซึ่งมันจะทำหน้าที่ตรวจสอบรูปคลื่น(waveform) ของกระแสไฟอินพุตและปรับให้เป็นรูปคลื่น Sine (sinusoidal) ทำให้สามารถลด Harmonics (Total harmonic distortion หรือ THD) ได้ถึง 5 % หรือดีกว่า ซึ่งจะมีข้อดีและข้อเสียดังนี้
ข้อดี
-วงจรอินพุตจะใช้ IGBT ทำให้ไม่สร้าง Harmonics
-กะทัดรัดกว่าแบบใช้ Passive filter
-ติดตั้งง่ายกว่า
ข้อเสีย
-ต้นทุนสูง
-ลดประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ลง ด้วยเหตุที่สามารถลด Harmonics ลงทำให้ความสูญเสียที่เกิดขึ้นกับหม้อแปลงไฟฟ้า สายไฟ และมอเตอร์ลดลง ช่วยให้ชดเชยประสิทธิภาพที่ลดลงได้
3.อินเวอร์เตอร์ชนิด Regen(regenerative)
มันฮารด์แวร์เดียวกันกับอินเวอร์เตอร์ชนิด Low harmonic เพียงแต่ IGBT จะถูกสั่งให้ไฟฟ้าไหลได้ทั้ง 2 ทาง เช่น ไหลสู่มอเตอร์เพื่อขับโหลด และไหลกลับแหล่งจ่ายไฟเมื่อมอเตอร์ลดอัตราเร่งลง ซึ่งอินเวอร์เตอร์ชนิดนี้เหมาะสำหรับโหลดที่ต้องมีการเหมาะกับงานที่ต้องสตาร์ทและหยุดบ่อยๆ การลดความเร็วคงที่หรือการยกโหลด หรือใช้เวลาในการเบรคนาน เช่น เครน ลิฟต์ โต๊ะปรับระดับ และสายพานแบบ Downhill เป็นต้น ซึ่งมีข้อดีและข้อเสียดังนี้
ข้อดี
-ประหยัดพลังงานกว่า เพราะสามารถส่งพลังงานกลับไปที่แหล่งจ่ายไฟได้
-สามารถเบรคโหลดได้ดี ลดการพึ่งพา Braking Resistor
ข้อเสีย
-ต้นทุนสูง
-ลดประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ลง (แต่ชดเชยได้เช่นเดียวกับอินเวอร์เตอร์ชนิด Low harmonic)
จากที่กล่าวมาทั้งหมดนี้จะเห็นว่าอินเวอร์เตอร์หรือไดรฟ์ทั้ง 3 ชนิด มีข้อดีข้อเสียที่แตกต่างกันทั้งนี้ต้องพิจารณาว่าการลงทุนซื้ออินเวอร์เตอร์มีความคุ้มทุนหรือไม่ และควรเลือกให้เหมาะสำหรับงานนั้นๆ
