वोल्टेज-प्रकार और धारा-प्रकार के फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स के बीच क्या अंतर है?

पावर इलेक्ट्रॉनिक्स प्रौद्योगिकी में एक महत्वपूर्ण उपकरण के रूप में, फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स का व्यापक रूप से औद्योगिक नियंत्रण अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। उनका मुख्य कार्य निश्चित {{1}आवृत्ति और निश्चित {2}वोल्टेज एसी पावर को परिवर्तनीय {{3}आवृत्ति और परिवर्तनीय {{4}वोल्टेज एसी पावर में परिवर्तित करना है। डीसी लिंक में ऊर्जा भंडारण घटक के प्रकार के आधार पर, फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स को मोटे तौर पर वोल्टेज {{6} प्रकार और वर्तमान - प्रकार के वेरिएंट में वर्गीकृत किया जा सकता है। ये दो प्रकार सर्किट संरचना, संचालन सिद्धांतों, प्रदर्शन विशेषताओं और अनुप्रयोग परिदृश्यों में महत्वपूर्ण अंतर प्रदर्शित करते हैं। फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स के उचित चयन और उपयोग के लिए इन भेदों की गहन समझ आवश्यक है।

I. सर्किट संरचना और ऊर्जा भंडारण घटक अंतर

वोल्टेज श्रेणी के इनवर्टर अपने डीसी लिंक में ऊर्जा भंडारण घटकों के रूप में उच्च क्षमता वाले कैपेसिटर का उपयोग करते हैं। उनके डीसी साइड वोल्टेज तरंगरूप सपाट होते हैं और कम प्रतिबाधा विशेषताएँ प्रदर्शित करते हैं। यह संरचना ऑपरेशन के दौरान वोल्टेज प्रकार के इनवर्टर को अनिवार्य रूप से निरंतर डीसी वोल्टेज बनाए रखने में सक्षम बनाती है, इसलिए उनका पदनाम "वोल्टेज - स्रोत इनवर्टर" है। एक विशिष्ट सर्किट में तीन घटक होते हैं: एक रेक्टिफायर, फिल्टर कैपेसिटर और एक इन्वर्टर। कैपेसिटर न केवल वोल्टेज को फ़िल्टर करते हैं बल्कि लोड ट्रांसिएंट के दौरान तात्कालिक ऊर्जा भी प्रदान करते हैं।

वर्तमान - प्रकार के इनवर्टर डीसी लिंक में ऊर्जा भंडारण तत्वों के रूप में बड़े इंडक्टर्स का उपयोग करते हैं। उनका DC-साइड करंट वेवफॉर्म सपाट है, जो उच्च प्रतिबाधा विशेषताओं को प्रदर्शित करता है। आगमनात्मक कुंडल के ऊर्जा भंडारण गुण अपेक्षाकृत स्थिर डीसी धारा को बनाए रखते हैं, इसलिए इसे "वर्तमान - स्रोत प्रकार इन्वर्टर" कहा जाता है। इसकी सर्किट संरचना में, प्रारंभ करनेवाला डीसी लूप के भीतर श्रृंखला में जुड़ा हुआ है, जो निरंतर वर्तमान को बनाए रखते हुए ऊर्जा हस्तांतरण को सक्षम करता है। यह कॉन्फ़िगरेशन वर्तमान उतार-चढ़ाव को दृढ़ता से दबा देता है, जिससे यह निरंतर वर्तमान नियंत्रण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हो जाता है।

द्वितीय. कार्य सिद्धांत और ऊर्जा स्थानांतरण तंत्र

वोल्टेज{{0}सोर्स इनवर्टर का संचालन सिद्धांत "वोल्टेज-सोर्स इन्वर्टर" अवधारणा पर आधारित है। रेक्टिफायर द्वारा AC को DC में परिवर्तित करने के बाद, कैपेसिटर एक स्थिर DC बस वोल्टेज बनाए रखता है। इन्वर्टर सेमीकंडक्टर उपकरणों के स्विचिंग द्वारा नियंत्रित आउटपुट वोल्टेज तरंग के साथ डीसी को चर आवृत्ति एसी में परिवर्तित करने के लिए पीडब्लूएम (पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन) तकनीक का उपयोग करता है। जब लोड में परिवर्तन होता है, तो वोल्टेज स्थिरता बनाए रखने के लिए संधारित्र तेजी से चार्ज और डिस्चार्ज होता है, जिससे अचानक लोड बढ़ने पर तेजी से प्रतिक्रिया होती है।

वर्तमान {{0} प्रकार के इनवर्टर "वर्तमान {{1} स्रोत व्युत्क्रम" सिद्धांत को नियोजित करते हैं। रेक्टिफायर सर्किट द्वारा उत्पन्न डीसी करंट को इन्वर्टर द्वारा एसी आउटपुट में परिवर्तित करने से पहले एक प्रारंभकर्ता द्वारा सुचारू किया जाता है। इसका नियंत्रण कोर एक स्थिर डीसी करंट बनाए रखता है, जो आउटपुट करंट की आवृत्ति और आयाम को बदलने के लिए इन्वर्टर के स्विचिंग उपकरणों के चालन कोण को समायोजित करता है। वर्तमान परिवर्तनों के लिए प्रारंभ करनेवाला के प्रतिरोध के कारण, सिस्टम अचानक लोड भिन्नताओं पर अपेक्षाकृत धीमी गति से प्रतिक्रिया करता है लेकिन शॉर्ट सर्किट जैसे दोषों के दौरान बेहतर झटका प्रतिरोध प्रदर्शित करता है।

तृतीय. प्रदर्शन विशेषताओं का तुलनात्मक विश्लेषण

1. गतिशील प्रतिक्रिया विशेषताएँ:वोल्टेज श्रेणी के इनवर्टर, कैपेसिटर की तीव्र चार्ज/डिस्चार्ज क्षमता से लाभ उठाते हुए, आम तौर पर गतिशील प्रतिक्रिया गति को वर्तमान प्रकार के इनवर्टर की तुलना में 3 से 5 गुना तेज प्रदर्शित करते हैं, जो उन्हें लगातार त्वरण और मंदी की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाता है। वर्तमान-प्रकार के इनवर्टर, प्रारंभ करनेवाला जड़ता के कारण, अधिक धीमी गति से प्रतिक्रिया करते हैं लेकिन बेहतर प्रदर्शन प्रदान करते हैं।

2. पुनर्योजी ब्रेकिंग क्षमता:वर्तमान - प्रकार के इनवर्टर में स्वाभाविक रूप से ऊर्जा प्रतिक्रिया क्षमता होती है। जब मोटर जनरेटर मोड में चलती है, तो अतिरिक्त ब्रेकिंग इकाइयों की आवश्यकता के बिना ऊर्जा को स्वाभाविक रूप से ग्रिड में वापस भेजा जा सकता है। वोल्टेज-प्रकार के इनवर्टर के लिए ऊर्जा को नष्ट करने के लिए ब्रेकिंग रेसिस्टर्स या फीडबैक इकाइयों की स्थापना की आवश्यकता होती है।

3. लघु सर्किट सुरक्षा विशेषताएँ:आउटपुट शॉर्ट सर्किट के दौरान, करंट - प्रकार के इनवर्टर इंडक्शन के माध्यम से अचानक करंट बढ़ने को सीमित करते हैं। सिस्टम रेक्टिफायर ब्रिज को इन्वर्टर मोड पर स्विच करके गलती धाराओं को तेजी से बाधित करता है। वोल्टेज-प्रकार के इनवर्टर कैपेसिटर डिस्चार्ज के कारण बड़े पैमाने पर शॉर्ट-सर्किट करंट उत्पन्न कर सकते हैं, जिससे तेज सुरक्षा सर्किट पर निर्भरता की आवश्यकता होती है।

4. हार्मोनिक विशेषताएँ:वोल्टेज - प्रकार के इनवर्टर कम आउटपुट वोल्टेज हार्मोनिक सामग्री प्रदर्शित करते हैं (आमतौर पर)।<5%), but higher input current harmonics (THD up to 30-50%), necessitating input reactors. Current-type inverters have relatively lower input harmonics (THD approx. 10-15%), but more pronounced output current waveform distortion.

5. दक्षता और शक्ति कारक:वोल्टेज - प्रकार के इनवर्टर हल्के भार के तहत कम पावर फैक्टर प्रदर्शित करते हैं (लगभग 0.7 - 0.8), पूर्ण लोड पर 0.95 से ऊपर तक पहुंचते हैं; वर्तमान - प्रकार के इनवर्टर अपेक्षाकृत स्थिर पावर फैक्टर बनाए रखते हैं, हालांकि समग्र दक्षता वोल्टेज-प्रकार से 2-3 प्रतिशत अंक कम होती है।

चतुर्थ. विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्यों में अंतर

सरल संरचना, कम लागत और लचीले नियंत्रण के अपने फायदों के कारण, वोल्टेज - प्रकार के इनवर्टर बाजार की मुख्यधारा बन गए हैं, जो 90% से अधिक औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए जिम्मेदार हैं। वे इसके लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैं:

● स्क्वायर टॉर्क पंखे और पंप की तरह लोड होता है।
● मशीन टूल स्पिंडल ड्राइव को सटीक गति नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
● समानांतर में चलने वाली कई मोटरों के साथ कन्वेयर सिस्टम।
● सर्वो नियंत्रण उच्च गतिशील प्रतिक्रिया की मांग करता है।

वर्तमान -प्रकार के इनवर्टर विशिष्ट अनुप्रयोगों में अपूरणीय स्थिति बनाए रखते हैं:

● भारी -} वाले उपकरण जिन्हें बार-बार फॉरवर्ड/रिवर्स ऑपरेशन की आवश्यकता होती है, जैसे उच्च {{1} पावर रोलिंग मिलें और माइन होइस्ट।

● अत्यंत बड़े पंखों (पावर > 2000 किलोवाट) के लिए सॉफ्ट{0}}स्टार्ट कंट्रोल।

● संभावित ऊर्जा भार के लिए ऊर्जा प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है, जैसे सेंट्रीफ्यूज और डाउनहिल बेल्ट कन्वेयर।

● विद्युत प्रणालियों में प्रतिक्रियाशील विद्युत क्षतिपूर्ति उपकरण (एसवीजी) जैसे विशेष अनुप्रयोग।

वी. तकनीकी रुझान और चयन अनुशंसाएँ

आईजीबीटी जैसे नए पावर उपकरणों में प्रगति के साथ, वोल्टेज{0}प्रकार के इनवर्टर ने मल्टीलेवल टोपोलॉजी और वर्चुअल रेक्टिफिकेशन जैसी तकनीकों के माध्यम से उच्च{1}वोल्टेज, उच्च{2}पावर डोमेन में अनुप्रयोग चुनौतियों को उत्तरोत्तर दूर कर लिया है। इस बीच, वर्तमान - प्रकार के इनवर्टर ने टोपोलॉजी अनुकूलन (उदाहरण के लिए, मॉड्यूलर मल्टीलेवल करंट - स्रोत इनवर्टर) और नियंत्रण एल्गोरिदम सुधार (उदाहरण के लिए, पूर्वानुमानित वर्तमान नियंत्रण) में प्रगति की है।

व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए इनवर्टर का चयन करते समय, निम्नलिखित कारकों पर विचार करें:

1. लोड विशेषताएँ:वर्गाकार {{1}टोक़ भार के लिए वोल्टेज-प्रकार को प्राथमिकता दी जाती है; स्थिर{{3}शक्ति या संभावित{{4}ऊर्जा भार के लिए वर्तमान{2}}प्रकार पर विचार किया जाना चाहिए।
2. पावर रेटिंग:वोल्टेज-प्रकार को प्राथमिकता दी जाती है<500kW; evaluate current-type solutions for >2000 किलोवाट.
3. ब्रेकिंग आवश्यकताएँ:वर्तमान {{0} प्रकार बार-बार ब्रेक लगाने वाले अनुप्रयोगों में अधिक लागत {{1} प्रभावशीलता प्रदान करता है।
4. ग्रिड शर्तें:वर्तमान -प्रकार कमजोर ग्रिड स्थितियों वाले क्षेत्रों में मजबूत अशांति प्रतिरक्षा प्रदान करता है।

5. रखरखाव लागत:वोल्टेज - प्रकार की इकाइयाँ बेहतर स्पेयर पार्ट विनिमेयता और आसान रखरखाव प्रदान करती हैं।

भविष्य में, जैसे-जैसे विस्तृत -बैंडगैप सेमीकंडक्टर डिवाइस अधिक प्रचलित हो जाएंगे, इन दो इन्वर्टर प्रकारों के बीच प्रदर्शन सीमाएं और धुंधली हो सकती हैं। हालाँकि, उचित अनुप्रयोग के लिए उनके मूलभूत अंतरों को समझना आवश्यक है। व्यावहारिक इंजीनियरिंग में, कभी-कभी हाइब्रिड टोपोलॉजी का उपयोग किया जाता है, जैसे कि दोनों प्रकार के लाभों को संयोजित करने के लिए वोल्टेज प्रकार के इनवर्टर में डीसी इंडक्टर्स जोड़ना, और इस तरह के अभिनव डिजाइन भी ध्यान आकर्षित करते हैं।