درایوهای الکتریکی (Electrical Drives)

ولتاژ سینوسی شبکه دارای دامنه و فرکانس ثابت است و اگر موتور القایی سه فاز را مستقیماً به شبکه وصل کنیم، آنگاه موتور با سرعت ثابت می چرخد.  موتورهای القایی بدون سيستم کنترل، اساساً داراي سرعت ثابت هستند. در گذشته براي کنترل موتورهاي الکتريکي اغلب از وسايل مکانيکي انتقال قدرت نظير جعبه دنده هاي متغير، کلاچ، سيستمهاي انتقال قدرت هيدروليکي و نظاير آن استفاده می شد. اين سيستمها علاوه بر بازده کم، داراي محدوديتهائي در سرعت عملکرد، دامنه کنترل و سرعت انتقال بودند.

امروزه با پيشرفت‎هاي بدست آمده در زمينه الکترونيک قدرت و سيستمهاي کنترل، درایوهای  الکتريکي با سرعت قابل تنظيم در بسياري از کاربردها نظير پمپها، کمپرسورها، خودروهای الکتریکی، رانش الکتریکی دریایی و کنترل حرکت در دسترس مي‎باشند.

وظيفه يک درایو الکتریکی این است که ولتاژ سینوسی شبکه (با دامنه و فرکانس ثابت) را به یک ولتاژ سینوسی کنترل شده تبدیل کند بطوری که سرعت مطلوب برای موتور یا اهداف دیگر برآورده شود.
محدوده توان و سرعت درایوهای الکتریکی

درایوهاي الکتريکي در حال حاضر در محدوده وسيعي از قدرت بکار گرفته مي‎شوند. از موتور ساعتهاي مچي با قدرت چند ميکرووات تا کمپرسورهائي با قدرت بيش از 100 مگاوات.
سرعت موتورهائي که با درایوهاي الکتريکي به حرکت در مي‎آيند به بيش از 80.000 دور در دقيقه مي‎رسد. (در حالیکه يک موتور القایی بدون کنترل، با شبکه 50 هرتز حداکثر داراي سرعت 3500 دور در دقیقه مي‎باشد).
کاربرد درایوهای الکتریکی در صنایع مختلف

درایوهاي سرعت متغير کاربردهاي متنوعي دارد. نمونه‎هائي از کاربرد درایوهاي الکتريکي عبارتند از:
1- جابجائي مسافر: لوکوموتيو، مترو، خودرو برقي، کشتي‎هاي مسافربري، آسانسور
2- صنايع شيميائي و پتروشيمي: همزنها، پمپها
3- ماشينکاري: دستگاههاي فرز، اره، سنگ زني، پرس
4- نساجي: دستگاههاي نخ ريسي، ماشينهاي بافندگي
5- تهويه مطبوع و گرمايش: دمنده ها، کمپرسورها
6- صنايع نفت و گاز: تلمبه هاي استخراج نفت، کمپرسورهاي خطوط انتقال نفت و گاز، کمپرسورهاي تزريق گاز طبيعي، دستگاههاي حفاري
7- مصارف خانگي: ماشين لباسشوئي
8- صنايع فلزي: نورد، دمنده هاي کوره ذوب آهن
9- معدن: دستگاههاي گود برداري، واگنهاي حمل مواد، تسمه نقاله
10- توليد برق: پمپهاي تغذيه ديگهاي بخار، پمپهاي ذخيره آب در سدها
11- صنايع لاستيک و پلاستيک: اکسترودر

ساختار یک درایو AC
یک درایو AC در حقیقت یک مبدل الکترونیک قدرت است که عموماً داری سه بخش می باشد.
بخش ورودی: یک رکتیفایر یا یکسوساز یا مبدل AC-to-DC است. توان AC شبکه (با ولتاژ و فرکانس ثابت) را با یکسوساز دیودی به یک ولتاژ DC تبدیل می کند. البته این ولتاژ DC ریپل زیادی دارد.
بخش میانی: یک فیلتر خازنی/سلفی است. ولتاژ DC دارای ریپل زیاد را به ولتاژ DC با ریپل کم تبدیل می کند.
بخش خروجی: یک اینورتر یا مبدل DC-to-AC است. اینورتر یک مبدل الکترونیک قدرت ساخته شده از المانهای نیمه هادی قدرت SCR یا Power MOSFET یا IGBT یا GTO یا IGCT می باشد. این مبدل کنترل پذیر است و می تواند ولتاژ DC با ریپل کم را به ولتاژ AC با دامنه ولتاژ و فرکانس کنترل پذیر و متغیر تبدیل کند.