हम सभी जानते हैं कि आवृत्ति कनवर्टर विद्युत कार्य में लगी हुई है, एक तकनीक में महारत हासिल करनी चाहिए, मोटर को नियंत्रित करने के लिए आवृत्ति कन्वर्टर्स का उपयोग विद्युत नियंत्रण का एक अधिक सामान्य तरीका है; कुछ को यह भी आवश्यक है कि कुशलता से उपयोग किया जाना चाहिए। आज, मैं एक उथले ज्ञान, सामग्री या पुनरावृत्ति के साथ प्रासंगिक ज्ञान बिंदुओं को व्यवस्थित और सारांशित करूंगा, जिसका लक्ष्य आपके साथ आवृत्ति कनवर्टर और मोटर के बीच उन अद्भुत संबंधों को साझा करना है।
सबसे पहले, मोटर को नियंत्रित करने के लिए इन्वर्टर का उपयोग क्यों करें?
आइए इन दो उपकरणों की एक संक्षिप्त समझ के साथ शुरू करें।
मोटर एक प्रेरक लोड है, जो वर्तमान के परिवर्तन को बाधित करता है और स्टार्टअप के दौरान वर्तमान में एक बड़ा परिवर्तन पैदा करता है।
फ़्रीक्वेंसी कनवर्टर, पावर सेमीकंडक्टर उपकरणों का उपयोग है और बिजली की आवृत्ति बिजली की आपूर्ति की कार्रवाई को विद्युत ऊर्जा नियंत्रण उपकरण की एक अन्य आवृत्ति में परिवर्तित किया जाएगा। यह मुख्य रूप से सर्किट के दो भागों से बना है, एक मुख्य सर्किट (रेक्टिफायर मॉड्यूल, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर और इन्वर्टर मॉड्यूल) है, और दूसरा नियंत्रण सर्किट (स्विचिंग पॉवर सप्लाई बोर्ड, कंट्रोल सर्किट बोर्ड) है।
मोटर की शुरुआती धारा को कम करने के लिए, विशेष रूप से उच्च शक्ति वाले मोटर्स के लिए, उच्च शक्ति, उच्च गति, उच्च प्रारंभिक वर्तमान, अत्यधिक शुरुआती वर्तमान बिजली की आपूर्ति और वितरण नेटवर्क के लिए एक बड़ा बोझ लाएगा, और आवृत्ति कनवर्टर इस स्टार्ट-अप समस्या को हल कर सकते हैं, जिससे मोटर अत्यधिक शुरुआती करंट का कारण बिना सुचारू रूप से शुरू कर सके।
फ्रीक्वेंसी कनवर्टर का उपयोग करने का एक अन्य कार्य मोटर की गति को विनियमित करना है, कई अवसरों को बेहतर उत्पादकता प्राप्त करने के लिए मोटर की गति को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है, और आवृत्ति कनवर्टर स्पीड कंट्रोल इसका सबसे बड़ा हाइलाइट रहा है, आवृत्ति को बदलकर आवृत्ति कनवर्टर की आवृत्ति को बदलकर आवृत्ति कनवर्टर मोटर की गति को नियंत्रित करने के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए बिजली की आपूर्ति।
आवृत्ति कनवर्टर नियंत्रण विधियां क्या हैं?
इन्वर्टर मोटर नियंत्रण के पांच सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले तरीके इस प्रकार हैं:
कम-वोल्टेज सामान्य-उद्देश्य इन्वर्टर आउटपुट वोल्टेज 380-650 v है, आउटपुट पावर 0 है। 75-400 kW, काम करने की आवृत्ति 0-400 hz है, और इसके मुख्य सर्किट सभी ACT AC -DC-AC सर्किट। इसका नियंत्रण मोड निम्नलिखित चार पीढ़ियों से गुजरा है।
1u/f=c साइनसोइडल पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (SPWM) नियंत्रण मोड
एक साधारण नियंत्रण सर्किट संरचना द्वारा विशेषता, कम लागत, कठोरता की यांत्रिक विशेषताओं को भी सुचारू गति आवश्यकताओं के सामान्य संचरण को पूरा करने के लिए बेहतर है, उद्योग के विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।
हालांकि, कम आवृत्ति पर यह नियंत्रण विधि, कम आउटपुट वोल्टेज के कारण, स्टेटर प्रतिरोध वोल्टेज ड्रॉप द्वारा टॉर्क अधिक महत्वपूर्ण है, ताकि आउटपुट अधिकतम टोक़ कम हो।
इसके अलावा, इसकी यांत्रिक विशेषताएं डीसी मोटर के रूप में कठिन नहीं हैं, गतिशील टॉर्क क्षमता और स्थिर गति प्रदर्शन संतोषजनक नहीं हैं, और सिस्टम प्रदर्शन अधिक नहीं है, नियंत्रण वक्र लोड के साथ बदल जाएगा, टॉर्क प्रतिक्रिया धीमी है, मोटर टोक़ उपयोग अधिक नहीं है, स्टेटर प्रतिरोध के कारण कम गति और इन्वर्टर डेडबैंड प्रभाव और प्रदर्शन में गिरावट, स्थिरता बिगड़ने, और इसी तरह के अस्तित्व के कारण। इसलिए, वेक्टर नियंत्रण आवृत्ति रूपांतरण गति विनियमन का अध्ययन किया गया है।
वोल्टेज स्पेस वेक्टर (SVPWM) नियंत्रण विधि
यह तीन-चरण तरंगों के समग्र पीढ़ी के प्रभाव के आधार पर आधारित है, ताकि एक समय में तीन-चरण संशोधित तरंगों को उत्पन्न करने के उद्देश्य से मोटर एयर गैप के आदर्श परिपत्र घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र प्रक्षेपवक्र को अनुमानित किया जा सके, और नियंत्रण में नियंत्रण हो, और नियंत्रण में सर्कल के आंतरिक बहुभुज का रास्ता।
व्यावहारिक उपयोग के बाद इसे बेहतर बनाया गया है, यानी, आवृत्ति मुआवजा पेश किया जाता है, जो गति नियंत्रण की त्रुटि को समाप्त कर सकता है; चुंबकीय श्रृंखला आयाम प्रतिक्रिया द्वारा अनुमानित किया जाता है, जो कम गति पर स्टेटर प्रतिरोध के प्रभाव को समाप्त करता है; और आउटपुट वोल्टेज और करंट को डायनेमिक्स की सटीकता और स्थिरता में सुधार करने के लिए बंद-लूप किया जाता है। हालांकि, नियंत्रण सर्किट में अधिक लिंक होते हैं और वे टॉर्क विनियमन का परिचय नहीं देते हैं, इसलिए सिस्टम प्रदर्शन को मौलिक रूप से सुधार नहीं किया गया है।
सदिश नियंत्रण (वीसी) विधि
वेक्टर नियंत्रण आवृत्ति नियंत्रण का अभ्यास स्टेटर करंट आईए, आईबी, आईसी, तीन-चरण समन्वय प्रणाली में एक अतुल्यकालिक मोटर के एसी वर्तमान IA1IB1 में दो-चरण स्थिर समन्वय प्रणाली में तीन-चरण के माध्यम से परिवर्तित करना है-दो- दो- चरण परिवर्तन, और फिर रोटर चुंबकीय क्षेत्र अभिविन्यास के अनुसार रोटरी परिवर्तन के माध्यम से, जो कि डीसी वर्तमान IM1 में तुल्यकालिक घूर्णन समन्वय प्रणाली के बराबर है, IT1 (IM1 के बराबर है (IM1 डीसी मोटर के उत्तेजना वर्तमान के बराबर है; यह 1 आर्मेचर करंट के बराबर है जो टोक़ के लिए आनुपातिक है), और फिर डीसी की नियंत्रण मात्रा प्राप्त करने के लिए डीसी मोटर के नियंत्रण विधि की नकल करें मोटर, और निर्देशांक के संबंधित उलटा परिवर्तन के बाद अतुल्यकालिक मोटर के नियंत्रण का एहसास।
संक्षेप में, एसी मोटर एक डीसी मोटर के बराबर है, और गति और चुंबकीय क्षेत्र के दो घटकों को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित किया जाता है। रोटर चुंबकीय श्रृंखला को नियंत्रित करके, और फिर टोक़ और चुंबकीय क्षेत्र घटकों को समन्वित परिवर्तन के माध्यम से, ऑर्थोगोनल या डिकॉइड नियंत्रण को महसूस करने के लिए टोक़ और चुंबकीय क्षेत्र घटकों को प्राप्त करने के लिए स्टेटर करंट को विघटित करना। प्रस्तावित वेक्टर नियंत्रण विधि एपोच-मेकिंग महत्व है। हालांकि, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, रोटर चुंबकीय श्रृंखला के कारण सटीक रूप से निरीक्षण करना मुश्किल है, सिस्टम विशेषताएं मोटर मापदंडों से बहुत प्रभावित होती हैं, और समकक्ष डीसी मोटर के नियंत्रण प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले वेक्टर रोटेशन परिवर्तन अधिक जटिल हैं, जिससे यह अधिक जटिल है। आदर्श विश्लेषण के परिणामों को प्राप्त करने के लिए वास्तविक नियंत्रण प्रभाव के लिए मुश्किल है।
प्रत्यक्ष टोक़ नियंत्रण (DTC) विधि
1985 में, जर्मनी में रुहर विश्वविद्यालय के प्रो। डेपेनब्रॉक ने पहली बार डायरेक्ट टॉर्क कंट्रोल फ्रीक्वेंसी रूपांतरण प्रौद्योगिकी का प्रस्ताव दिया। इस तकनीक ने बड़े पैमाने पर उपरोक्त वेक्टर नियंत्रण की कमियों को हल किया है, और उपन्यास नियंत्रण विचारों, संक्षिप्त और स्पष्ट प्रणाली संरचना और उत्कृष्ट गतिशील और स्थिर प्रदर्शन के साथ तेजी से विकसित किया गया है।
वर्तमान में, इस तकनीक को इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव ट्रैक्शन के लिए उच्च-शक्ति एसी ड्राइव पर सफलतापूर्वक लागू किया गया है। डायरेक्ट टोक़ नियंत्रण मोटर के चुंबकीय श्रृंखला और टॉर्क को नियंत्रित करने के लिए स्टेटर समन्वय प्रणाली में सीधे एसी मोटर के गणितीय मॉडल का विश्लेषण करता है। यह एसी मोटर को एक डीसी मोटर के बराबर करने की आवश्यकता नहीं है, इस प्रकार वेक्टर रोटेशन परिवर्तन में कई जटिल गणनाओं को समाप्त करना; इसे डीसी मोटर के नियंत्रण की नकल करने की आवश्यकता नहीं है, और न ही इसे डिकॉउलिंग के लिए एसी मोटर के गणितीय मॉडल को सरल बनाने की आवश्यकता है।
मैट्रिक्स एसी-एसी नियंत्रण विधि
VVVF इन्वर्टर, वेक्टर कंट्रोल इन्वर्टर, और डायरेक्ट टॉर्क कंट्रोल इन्वर्टर सभी प्रकार के एसी-डीसी-एसी इन्वर्टर हैं। उनके सामान्य नुकसान कम इनपुट पावर फैक्टर, उच्च हार्मोनिक धाराओं, डीसी सर्किट में बड़ी ऊर्जा भंडारण कैपेसिटर की आवश्यकता है, और पुनर्योजी ऊर्जा को ग्रिड को वापस नहीं खिलाया जा सकता है, यानी, चार-चतुर्थक संचालन संभव नहीं है।
इस कारण से, मैट्रिक्स एसी-एसी इन्वर्टर अस्तित्व में आया। जैसा कि मैट्रिक्स एसी-एसी इन्वर्टर इंटरमीडिएट डीसी लिंक को समाप्त करता है, इस प्रकार बड़े आकार, महंगे इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर को समाप्त करता है। यह एल के पावर फैक्टर को महसूस कर सकता है, इनपुट करंट साइनसोइडल है और चार क्वाड्रंट्स में काम कर सकता है, सिस्टम का पावर घनत्व बड़ा है। प्रौद्योगिकी अभी तक परिपक्व नहीं है, लेकिन फिर भी कई विद्वानों को गहराई से अध्ययन करने के लिए आकर्षित करती है। इसका सार अप्रत्यक्ष रूप से वर्तमान, चुंबकीय श्रृंखला और अन्य मात्राओं को नियंत्रित करने के लिए नहीं है, बल्कि टॉर्क को सीधे नियंत्रित मात्रा के रूप में महसूस करने के लिए है।
विशिष्ट विधि है:
स्टेटर चुंबकीय श्रृंखला को नियंत्रित करने से स्पीड सेंसर-कम विधि का एहसास करने के लिए स्टेटर चुंबकीय श्रृंखला पर्यवेक्षक का परिचय होता है;
स्वचालित पहचान (आईडी) मोटर के स्वचालित रूप से मोटर मापदंडों की पहचान करने के लिए मोटर के एक सटीक गणितीय मॉडल पर निर्भर करता है;
स्टेटर प्रतिबाधा, आपसी इंडक्शन, चुंबकीय संतृप्ति कारक, जड़ता, आदि के अनुरूप वास्तविक मूल्यों की गणना करें। वास्तविक टॉर्क, स्टेटर चुंबकीय श्रृंखला, वास्तविक समय नियंत्रण के लिए रोटर गति की गणना करें;
बैंड-बैंड नियंत्रण का एहसास इन्वर्टर स्विचिंग स्थिति को नियंत्रित करने के लिए चुंबकीय श्रृंखला और टॉर्क के बैंड-बैंड नियंत्रण के अनुसार पीडब्लूएम सिग्नल उत्पन्न करता है।
मैट्रिक्स एसी-एसी इन्वर्टर में फास्ट टॉर्क प्रतिक्रिया होती है (<2ms), high speed accuracy (±2%, no PG feedback), high torque accuracy (<+3%); it also has high starting torque and high torque accuracy, especially at low speeds (including 0 speeds), and it can output 150% to 200% torque.
आवृत्ति कनवर्टर द्वारा मोटर को कैसे नियंत्रित करें? वे कैसे तार कर रहे हैं?
फ़्रीक्वेंसी कनवर्टर कंट्रोल मोटर वायरिंग अपेक्षाकृत सरल है, जिसमें संपर्ककर्ता की वायरिंग लगभग समान है, तीन मुख्य शक्ति लाइन में, और फिर लाइन से मोटर से बाहर है, लेकिन उक्त पर सेटिंग्स में से एक, का नियंत्रण है आवृत्ति कनवर्टर एक अलग तरीके से अधिक है।
सबसे पहले, आइए इन्वर्टर टर्मिनलों पर एक नज़र डालें, हालांकि ब्रांड अधिक है, वायरिंग भी अलग है, लेकिन अधिकांश इन्वर्टर टर्मिनल बहुत अधिक नहीं हैं। आम तौर पर सकारात्मक और नकारात्मक स्विचिंग इनपुट में विभाजित किया जाता है, जिसका उपयोग सकारात्मक और नकारात्मक की शुरुआत से अधिक मोटर को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। फीडबैक टर्मिनल, मोटर की चल रही स्थिति को प्रतिक्रिया देने के लिए उपयोग किया जाता है, जिसमें आवृत्ति, गति, गलती की स्थिति और इतने पर चलाना शामिल है। स्पीड सेटिंग नियंत्रण, कुछ आवृत्ति कनवर्टर का उपयोग पोटेंशियोमीटर का उपयोग किया जाता है, कुछ सीधे कुंजी का उपयोग करते हैं, सुलभ नहीं हैं।
रास्ते को नियंत्रित करने के लिए भौतिक वायरिंग के माध्यम से, संचार नेटवर्क पर जाने का एक और तरीका है, बहुत सारे आवृत्ति कनवर्टर अब संचार नियंत्रण का समर्थन कर सकते हैं, आप संचार लाइन के माध्यम से मोटर को शुरू करने और रोकने, आगे और रिवर्स करने के लिए नियंत्रित कर सकते हैं, समायोजित करें गति, आदि, एक ही समय में, प्रतिक्रिया जानकारी भी संचार के माध्यम से प्रेषित की जाती है।
जब मोटर की घूर्णी गति (आवृत्ति) बदल जाती है तो आउटपुट टोक़ का क्या होता है?
इन्वर्टर ड्राइव का शुरुआती टोक़ और अधिकतम टॉर्क एक औद्योगिक आवृत्ति बिजली की आपूर्ति के साथ एक प्रत्यक्ष ड्राइव से कम है।
औद्योगिक-आवृत्ति बिजली की आपूर्ति द्वारा संचालित होने पर मोटर्स में बड़े शुरुआती और त्वरण के झटके होते हैं, लेकिन एक इन्वर्टर द्वारा संचालित होने पर ये झटके कमजोर होते हैं। औद्योगिक आवृत्ति पर प्रत्यक्ष शुरुआत एक बड़ी शुरुआत का उत्पादन करती है। एक आवृत्ति कनवर्टर का उपयोग करते समय, आउटपुट वोल्टेज और आवृत्ति कनवर्टर की आवृत्ति को धीरे -धीरे मोटर में जोड़ा जाता है, इसलिए मोटर शुरू करने और प्रभाव शुरू होने वाला मोटर छोटा होता है।
आमतौर पर, मोटर द्वारा उत्पादित टोक़ आवृत्ति (गति में कमी) के साथ कम हो जाता है। कटौती के लिए वास्तविक डेटा चित्रण के लिए कुछ इन्वर्टर मैनुअल में दिया गया है।
फ्लक्स वेक्टर नियंत्रण के साथ एक इन्वर्टर का उपयोग करके, कम मोटर गति पर टोक़ की कमी में सुधार किया जाएगा, और मोटर कम गति क्षेत्र में भी पर्याप्त टॉर्क का उत्पादन करेगी।
जब आवृत्ति कनवर्टर को 50 हर्ट्ज से अधिक आवृत्ति के लिए गति-नियंत्रित किया जाता है, तो मोटर का आउटपुट टॉर्क कम हो जाएगा।
आम तौर पर मोटर्स को 50 हर्ट्ज वोल्टेज के लिए डिज़ाइन और निर्मित किया जाता है, और उनके रेटेड टॉर्क को भी इस वोल्टेज रेंज में दिया जाता है। इसलिए रेटेड आवृत्ति के नीचे गति विनियमन को निरंतर टोक़ गति विनियमन कहा जाता है। (T=ते, पी<=Pe)
जब इन्वर्टर की आउटपुट आवृत्ति 50 हर्ट्ज आवृत्ति से अधिक होती है, तो मोटर द्वारा उत्पादित टोक़ को आवृत्ति के विपरीत एक रैखिक संबंध में कमी आती है।
जब मोटर को 50 हर्ट्ज आवृत्ति से अधिक गति से संचालित किया जाता है, तो मोटर लोड के आकार को मोटर आउटपुट टोक़ की कमी को रोकने के लिए विचार दिया जाना चाहिए।
उदाहरण के लिए, 100 हर्ट्ज पर एक मोटर द्वारा उत्पादित टोक़ 50 हर्ट्ज पर उत्पादित टॉर्क के लगभग 1/2 तक कम हो जाता है।
इसलिए, रेटेड आवृत्ति के ऊपर गति नियंत्रण को निरंतर बिजली गति नियंत्रण कहा जाता है। (P=ue*यानी)
50 हर्ट्ज से ऊपर की आवृत्ति कनवर्टर का अनुप्रयोग
जैसा कि आप जानते हैं, एक विशेष मोटर के लिए, इसके रेटेड वोल्टेज और रेटेड करंट स्थिर हैं।
उदाहरण के लिए, इन्वर्टर और मोटर रेटेड मान हैं: 15kW/380V/30A, मोटर 50Hz से ऊपर काम कर सकता है।
जब 50Hz की गति, इन्वर्टर का आउटपुट वोल्टेज 380V है, तो वर्तमान में 30A है, इस समय, यदि आप आउटपुट आवृत्ति को 60Hz तक बढ़ाते हैं, तो अधिकतम आउटपुट वोल्टेज और इन्वर्टर का वर्तमान केवल 380V/30A हो सकता है, यह यह है। यह स्पष्ट है कि आउटपुट पावर अपरिवर्तित रहता है, इसलिए हम इसे निरंतर बिजली गति नियंत्रण कहते हैं।
इस समय टोक़ की स्थिति क्या है?
क्योंकि p=wt (w; कोणीय वेग, t: टोक़), क्योंकि p अपरिवर्तित है, w में वृद्धि हुई है, इसलिए टॉर्क तदनुसार कम हो जाएगा।
हम इसे दूसरे तरीके से भी देख सकते हैं:
मोटर u=e + i * r का स्टेटर वोल्टेज (मैं वर्तमान है, आर इलेक्ट्रॉनिक प्रतिरोध है, ई प्रेरित क्षमता है)
यह देखा जा सकता है कि जब यू और मैं स्थिर होते हैं, तो ई भी स्थिर होता है।
And E=k*f*X (k: constant; f: frequency; X: magnetic flux), so when f from 50 -->60Hz, X तदनुसार कम हो जाएगा
एक मोटर के लिए t=k*i*x (k: constant; i: current; X: flux), इसलिए टोक़ t फ्लक्स X के साथ कम हो जाएगा।
Meanwhile, less than 50Hz, the flux (X) is constant when U/f=E/f is constant because I*R is very small. Torque T is proportional to current. This is why the overcurrent capability of an inverter is usually used to describe its overload (torque) capability and is called constant torque speed regulation (constant rated current -->निरंतर अधिकतम टोक़)
निष्कर्ष: मोटर का आउटपुट टॉर्क कम हो जाता है जब इन्वर्टर की आउटपुट आवृत्ति 50 हर्ट्ज या उससे अधिक से बढ़ जाती है।
आउटपुट टोक़ से संबंधित अन्य कारक
हीट जनरेशन और हीट डिसिपेशन क्षमता इन्वर्टर की आउटपुट वर्तमान क्षमता को निर्धारित करती है, इस प्रकार इन्वर्टर की आउटपुट टॉर्क क्षमता को प्रभावित करती है।
वाहक आवृत्ति: सामान्य इन्वर्टर द्वारा चिह्नित रेटेड वर्तमान उच्चतम वाहक आवृत्ति है, उच्चतम परिवेश का तापमान निरंतर आउटपुट मूल्य सुनिश्चित कर सकता है, वाहक आवृत्ति को कम कर सकता है, मोटर वर्तमान प्रभावित नहीं होगा। लेकिन घटकों का ताप कम हो जाएगा।
परिवेश का तापमान: जैसे कि यह इन्वर्टर सुरक्षा वर्तमान मूल्य में वृद्धि नहीं करेगा जब आसपास के तापमान को कम होने का पता चला है।
ऊंचाई: बढ़ी हुई ऊंचाई का गर्मी अपव्यय और इन्सुलेशन प्रदर्शन पर प्रभाव पड़ता है। आम तौर पर 1000 मी से नीचे की अवहेलना की जा सकती है, प्रत्येक 1000 मीटर से ऊपर 5% की क्षमता को कम करने के लिए हो सकता है।