फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टरको साथ मोटर कसरी नियन्त्रण गर्ने

फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टर भनेको विद्युतीय काम गर्दा निपुण हुनुपर्ने प्रविधि हो। मोटर नियन्त्रण गर्न फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टर प्रयोग गर्नु विद्युतीय नियन्त्रणमा एक सामान्य विधि हो; कतिपयलाई यसको प्रयोगमा दक्षता पनि चाहिन्छ।

१. सबैभन्दा पहिले, मोटर नियन्त्रण गर्न फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टर किन प्रयोग गर्ने?

मोटर एक आगमनात्मक भार हो, जसले विद्युत् प्रवाहको परिवर्तनलाई बाधा पुर्‍याउँछ र सुरु गर्दा विद्युत् प्रवाहमा ठूलो परिवर्तन ल्याउँछ।

इन्भर्टर एक विद्युतीय ऊर्जा नियन्त्रण उपकरण हो जसले औद्योगिक फ्रिक्वेन्सी पावर सप्लाईलाई अर्को फ्रिक्वेन्सीमा रूपान्तरण गर्न पावर सेमीकन्डक्टर उपकरणहरूको अन-अफ प्रकार्य प्रयोग गर्दछ। यो मुख्यतया दुई सर्किटहरू मिलेर बनेको हुन्छ, एउटा मुख्य सर्किट (रेक्टिफायर मोड्युल, इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटर र इन्भर्टर मोड्युल), र अर्को नियन्त्रण सर्किट (स्विचिंग पावर सप्लाई बोर्ड, नियन्त्रण सर्किट बोर्ड) हो।

मोटरको सुरुवाती प्रवाह कम गर्न, विशेष गरी उच्च शक्ति भएको मोटरको, जति धेरै शक्ति हुन्छ, सुरुवाती प्रवाह त्यति नै बढी हुन्छ। अत्यधिक सुरुवाती प्रवाहले विद्युत आपूर्ति र वितरण नेटवर्कमा ठूलो बोझ ल्याउनेछ। फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टरले यो सुरुवाती समस्या समाधान गर्न सक्छ र अत्यधिक सुरुवाती प्रवाह नदिई मोटरलाई सहज रूपमा सुरु गर्न अनुमति दिन्छ।

फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टर प्रयोग गर्ने अर्को कार्य भनेको मोटरको गति समायोजन गर्नु हो। धेरै अवस्थामा, राम्रो उत्पादन दक्षता प्राप्त गर्न मोटरको गति नियन्त्रण गर्न आवश्यक हुन्छ, र फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टर गति नियमन सधैं यसको सबैभन्दा ठूलो आकर्षण भएको छ। फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टरले पावर सप्लाईको फ्रिक्वेन्सी परिवर्तन गरेर मोटरको गति नियन्त्रण गर्दछ।

२. इन्भर्टर नियन्त्रण विधिहरू के के हुन्?

इन्भर्टर नियन्त्रण मोटरहरूको सबैभन्दा धेरै प्रयोग हुने पाँच विधिहरू निम्नानुसार छन्:

A. साइनोसाइडल पल्स वाइडथ मोड्युलेसन (SPWM) नियन्त्रण विधि

यसको विशेषताहरू सरल नियन्त्रण सर्किट संरचना, कम लागत, राम्रो मेकानिकल कठोरता, र सामान्य प्रसारणको सहज गति नियमन आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्छन्। यो उद्योगका विभिन्न क्षेत्रहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको छ।

यद्यपि, कम फ्रिक्वेन्सीहरूमा, कम आउटपुट भोल्टेजको कारणले गर्दा, स्टेटर प्रतिरोध भोल्टेज ड्रपले टर्कलाई उल्लेखनीय रूपमा प्रभावित गर्छ, जसले अधिकतम आउटपुट टर्क घटाउँछ।

यसको अतिरिक्त, यसको मेकानिकल विशेषताहरू DC मोटरहरूको जत्तिकै बलियो छैनन्, र यसको गतिशील टर्क क्षमता र स्थिर गति नियमन प्रदर्शन सन्तोषजनक छैन। यसको अतिरिक्त, प्रणाली प्रदर्शन उच्च छैन, नियन्त्रण वक्र लोडसँगै परिवर्तन हुन्छ, टर्क प्रतिक्रिया ढिलो छ, मोटर टर्क उपयोग दर उच्च छैन, र स्टेटर प्रतिरोध र इन्भर्टर डेड जोन प्रभावको अस्तित्वको कारण कम गतिमा प्रदर्शन घट्छ, र स्थिरता बिग्रन्छ। त्यसकारण, मानिसहरूले भेक्टर नियन्त्रण चर आवृत्ति गति नियमनको अध्ययन गरेका छन्।

B. भोल्टेज स्पेस भेक्टर (SVPWM) नियन्त्रण विधि

यो तीन-चरण तरंगरूपको समग्र उत्पादन प्रभावमा आधारित छ, जसको उद्देश्य मोटर वायु अन्तरको आदर्श गोलाकार घुम्ने चुम्बकीय क्षेत्र प्रक्षेपणमा पुग्नु, एक पटकमा तीन-चरण मोडुलेशन तरंगरूप उत्पन्न गर्नु, र वृत्तको नजिक अंकित बहुभुजको तरिकाले यसलाई नियन्त्रण गर्नु हो।

व्यावहारिक प्रयोग पछि, यसलाई सुधार गरिएको छ, अर्थात्, गति नियन्त्रणको त्रुटि हटाउन फ्रिक्वेन्सी क्षतिपूर्तिको परिचय; कम गतिमा स्टेटर प्रतिरोधको प्रभाव हटाउन प्रतिक्रिया मार्फत फ्लक्स आयामको अनुमान गर्ने; गतिशील शुद्धता र स्थिरता सुधार गर्न आउटपुट भोल्टेज र वर्तमान लूप बन्द गर्ने। यद्यपि, त्यहाँ धेरै नियन्त्रण सर्किट लिङ्कहरू छन्, र कुनै टर्क समायोजन प्रस्तुत गरिएको छैन, त्यसैले प्रणाली प्रदर्शन मौलिक रूपमा सुधार गरिएको छैन।

C. भेक्टर नियन्त्रण (VC) विधि

सार भनेको AC मोटरलाई DC मोटरको बराबर बनाउनु र गति र चुम्बकीय क्षेत्रलाई स्वतन्त्र रूपमा नियन्त्रण गर्नु हो। रोटर फ्लक्सलाई नियन्त्रण गरेर, स्टेटर करेन्टलाई टर्क र चुम्बकीय क्षेत्र घटकहरू प्राप्त गर्न विघटन गरिन्छ, र निर्देशांक रूपान्तरणलाई अर्थोगोनल वा डिकपल्ड नियन्त्रण प्राप्त गर्न प्रयोग गरिन्छ। भेक्टर नियन्त्रण विधिको परिचय युग-निर्माण महत्वको छ। यद्यपि, व्यावहारिक अनुप्रयोगहरूमा, रोटर फ्लक्सलाई सही रूपमा अवलोकन गर्न गाह्रो भएकोले, प्रणाली विशेषताहरू मोटर प्यारामिटरहरूबाट धेरै प्रभावित हुन्छन्, र समतुल्य DC मोटर नियन्त्रण प्रक्रियामा प्रयोग गरिएको भेक्टर रोटेशन रूपान्तरण अपेक्षाकृत जटिल छ, जसले गर्दा वास्तविक नियन्त्रण प्रभावलाई आदर्श विश्लेषण परिणाम प्राप्त गर्न गाह्रो हुन्छ।

D. प्रत्यक्ष टर्क नियन्त्रण (DTC) विधि

१९८५ मा, जर्मनीको रुहर विश्वविद्यालयका प्रोफेसर डेपेनब्रोकले पहिलो पटक प्रत्यक्ष टर्क नियन्त्रण फ्रिक्वेन्सी रूपान्तरण प्रविधिको प्रस्ताव गरे। यो प्रविधिले माथि उल्लेखित भेक्टर नियन्त्रणका कमजोरीहरूलाई धेरै हदसम्म समाधान गरेको छ, र नयाँ नियन्त्रण विचारहरू, संक्षिप्त र स्पष्ट प्रणाली संरचना, र उत्कृष्ट गतिशील र स्थिर प्रदर्शनको साथ द्रुत रूपमा विकसित गरिएको छ।

हाल, यो प्रविधि विद्युतीय लोकोमोटिभहरूको उच्च-शक्ति एसी प्रसारण कर्षणमा सफलतापूर्वक लागू गरिएको छ। प्रत्यक्ष टर्क नियन्त्रणले स्टेटर निर्देशांक प्रणालीमा एसी मोटरहरूको गणितीय मोडेलको प्रत्यक्ष विश्लेषण गर्दछ र मोटरको चुम्बकीय प्रवाह र टर्क नियन्त्रण गर्दछ। यसले एसी मोटरहरूलाई डीसी मोटरहरूसँग बराबर गर्न आवश्यक पर्दैन, यसरी भेक्टर रोटेशन रूपान्तरणमा धेरै जटिल गणनाहरू हटाउँछ; यसले डीसी मोटरहरूको नियन्त्रणको नक्कल गर्न आवश्यक पर्दैन, न त यसलाई डिकपलिंगको लागि एसी मोटरहरूको गणितीय मोडेललाई सरल बनाउन आवश्यक छ।

E. म्याट्रिक्स AC-AC नियन्त्रण विधि

VVVF फ्रिक्वेन्सी रूपान्तरण, भेक्टर नियन्त्रण फ्रिक्वेन्सी रूपान्तरण, र प्रत्यक्ष टर्क नियन्त्रण फ्रिक्वेन्सी रूपान्तरण सबै प्रकारका AC-DC-AC फ्रिक्वेन्सी रूपान्तरण हुन्। तिनीहरूका सामान्य बेफाइदाहरू कम इनपुट पावर फ्याक्टर, ठूलो हार्मोनिक करेन्ट, DC सर्किटको लागि आवश्यक ठूलो ऊर्जा भण्डारण क्यापेसिटर, र पुनर्जन्म ऊर्जा पावर ग्रिडमा फिर्ता खुवाउन सकिँदैन, अर्थात्, यो चार क्वाड्रन्टमा सञ्चालन हुन सक्दैन।

यस कारणले गर्दा, म्याट्रिक्स AC-AC फ्रिक्वेन्सी रूपान्तरण अस्तित्वमा आयो। म्याट्रिक्स AC-AC फ्रिक्वेन्सी रूपान्तरणले मध्यवर्ती DC लिङ्कलाई हटाउँछ, यसले ठूलो र महँगो इलेक्ट्रोलाइटिक क्यापेसिटरलाई हटाउँछ। यसले १ को पावर फ्याक्टर, एक साइनसोइडल इनपुट करेन्ट प्राप्त गर्न सक्छ र चार क्वाड्रन्टहरूमा सञ्चालन गर्न सक्छ, र प्रणालीमा उच्च पावर घनत्व छ। यद्यपि यो प्रविधि अझै परिपक्व भएको छैन, यसले अझै पनि धेरै विद्वानहरूलाई गहन अनुसन्धान गर्न आकर्षित गर्दछ। यसको सार अप्रत्यक्ष रूपमा वर्तमान, चुम्बकीय प्रवाह र अन्य मात्राहरू नियन्त्रण गर्नु होइन, तर यसलाई प्राप्त गर्न नियन्त्रित मात्राको रूपमा टर्कलाई प्रत्यक्ष रूपमा प्रयोग गर्नु हो।

३. फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टरले मोटरलाई कसरी नियन्त्रण गर्छ? दुईलाई कसरी एकसाथ जोडिएको हुन्छ?

मोटर नियन्त्रण गर्न इन्भर्टरको तार तुलनात्मक रूपमा सरल छ, कन्ट्याक्टरको तार जस्तै, तीन मुख्य पावर लाइनहरू मोटरमा प्रवेश गर्ने र त्यसपछि बाहिर जाने गर्दछन्, तर सेटिङहरू अझ जटिल छन्, र इन्भर्टर नियन्त्रण गर्ने तरिकाहरू पनि फरक छन्।

सबैभन्दा पहिले, इन्भर्टर टर्मिनलको लागि, धेरै ब्रान्डहरू र फरक वायरिङ विधिहरू भए तापनि, धेरैजसो इन्भर्टरहरूको वायरिङ टर्मिनलहरू धेरै फरक हुँदैनन्। सामान्यतया अगाडि र उल्टो स्विच इनपुटहरूमा विभाजित, मोटरको अगाडि र उल्टो सुरु नियन्त्रण गर्न प्रयोग गरिन्छ। प्रतिक्रिया टर्मिनलहरू मोटरको सञ्चालन स्थिति प्रतिक्रिया गर्न प्रयोग गरिन्छ,सञ्चालन आवृत्ति, गति, गल्ती स्थिति, आदि सहित।

गति सेटिङ नियन्त्रणको लागि, केही फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टरहरूले पोटेन्टियोमिटरहरू प्रयोग गर्छन्, केहीले सिधै बटनहरू प्रयोग गर्छन्, जुन सबै भौतिक तारहरू मार्फत नियन्त्रित हुन्छन्। अर्को तरिका भनेको सञ्चार नेटवर्क प्रयोग गर्नु हो। धेरै फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टरहरूले अब सञ्चार नियन्त्रणलाई समर्थन गर्छन्। सञ्चार लाइन मोटरको सुरु र रोक, अगाडि र उल्टो घुमाउने, गति समायोजन, आदि नियन्त्रण गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। एकै समयमा, प्रतिक्रिया जानकारी पनि सञ्चार मार्फत प्रसारित हुन्छ।

४. मोटरको घुम्ने गति (फ्रिक्वेन्सी) परिवर्तन हुँदा त्यसको आउटपुट टर्कलाई के हुन्छ?

फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टरद्वारा सञ्चालित हुँदा सुरु हुने टर्क र अधिकतम टर्क पावर सप्लाईद्वारा सिधै सञ्चालित हुँदा भन्दा कम हुन्छ।

पावर सप्लाईद्वारा संचालित हुँदा मोटरमा ठूलो सुरुवात र त्वरण प्रभाव हुन्छ, तर फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टरद्वारा संचालित हुँदा यी प्रभावहरू कमजोर हुन्छन्। पावर सप्लाईबाट प्रत्यक्ष सुरुवातले ठूलो सुरुवात प्रवाह उत्पन्न गर्नेछ। फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टर प्रयोग गर्दा, फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टरको आउटपुट भोल्टेज र फ्रिक्वेन्सी बिस्तारै मोटरमा थपिन्छन्, त्यसैले मोटरको सुरु हुने प्रवाह र प्रभाव सानो हुन्छ। सामान्यतया, फ्रिक्वेन्सी घट्दै जाँदा मोटरले उत्पन्न गर्ने टर्क घट्छ (गति घट्छ)। घटाउने वास्तविक डेटा केही फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टर म्यानुअलहरूमा व्याख्या गरिनेछ।

सामान्य मोटर ५० हर्ट्ज भोल्टेजको लागि डिजाइन र निर्माण गरिएको हुन्छ, र यसको मूल्याङ्कन गरिएको टर्क पनि यही भोल्टेज दायरा भित्र दिइएको हुन्छ। त्यसैले, मूल्याङ्कन गरिएको फ्रिक्वेन्सीभन्दा कम गति नियमनलाई स्थिर टर्क गति नियमन भनिन्छ। (T=Te, P<=Pe)

जब फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टरको आउटपुट फ्रिक्वेन्सी ५० हर्ट्जभन्दा बढी हुन्छ, मोटरले उत्पन्न गर्ने टर्क फ्रिक्वेन्सीको विपरीत समानुपातिक रेखीय सम्बन्धमा घट्छ।

जब मोटर ५० हर्ट्ज भन्दा बढी फ्रिक्वेन्सीमा चल्छ, अपर्याप्त मोटर आउटपुट टर्क रोक्नको लागि मोटर लोडको आकारलाई विचार गर्नुपर्छ।

उदाहरणका लागि, १०० हर्ट्जमा मोटरले उत्पन्न गर्ने टर्क ५० हर्ट्जमा उत्पन्न हुने टर्कको लगभग १/२ मा घट्छ।

त्यसकारण, मूल्याङ्कन गरिएको फ्रिक्वेन्सीभन्दा माथिको गति नियमनलाई स्थिर पावर गति नियमन भनिन्छ। (P=Ue*Ie)।

५० हर्ट्जभन्दा माथिको फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टरको प्रयोग

कुनै खास मोटरको लागि, यसको मूल्याङ्कन गरिएको भोल्टेज र मूल्याङ्कन गरिएको करेन्ट स्थिर हुन्छ।

उदाहरणका लागि, यदि इन्भर्टर र मोटरको मूल्याङ्कन गरिएको मान दुवै: १५ किलोवाट/३८०V/३०A हो भने, मोटर ५० हर्ट्जभन्दा माथि सञ्चालन हुन सक्छ।

जब गति ५० हर्ट्ज हुन्छ, इन्भर्टरको आउटपुट भोल्टेज ३८०V र करेन्ट ३०A हुन्छ। यस समयमा, यदि आउटपुट फ्रिक्वेन्सी ६० हर्ट्जमा बढाइयो भने, इन्भर्टरको अधिकतम आउटपुट भोल्टेज र करेन्ट ३८०V/३०A मात्र हुन सक्छ। स्पष्ट रूपमा, आउटपुट पावर अपरिवर्तित रहन्छ, त्यसैले हामी यसलाई स्थिर पावर गति नियमन भन्छौं।

यस समयमा टर्क कस्तो छ?

किनभने P=wT(w; कोणीय वेग, T: टर्क), किनकि P अपरिवर्तित रहन्छ र w बढ्छ, टर्क तदनुसार घट्नेछ।

हामी यसलाई अर्को कोणबाट पनि हेर्न सक्छौं:

मोटरको स्टेटर भोल्टेज U=E+I*R हो (I भनेको करेन्ट हो, R भनेको इलेक्ट्रोनिक प्रतिरोध हो, र E भनेको प्रेरित क्षमता हो)।

यो देख्न सकिन्छ कि जब U र म परिवर्तन हुँदैनन्, E पनि परिवर्तन हुँदैन।

र E=k*f*X (k: स्थिर; f: आवृत्ति; X: चुम्बकीय प्रवाह), त्यसैले जब f ५०–>६०Hz बाट परिवर्तन हुन्छ, X तदनुसार घट्नेछ।

मोटरको लागि, T=K*I*X (K: स्थिर; I: वर्तमान; X: चुम्बकीय प्रवाह), त्यसैले चुम्बकीय प्रवाह X घट्दै जाँदा टर्क T घट्नेछ।

एकै समयमा, जब यो ५०Hz भन्दा कम हुन्छ, किनकि I*R धेरै सानो हुन्छ, जब U/f=E/f परिवर्तन हुँदैन, चुम्बकीय प्रवाह (X) एक स्थिर हुन्छ। टर्क T करेन्टको समानुपातिक हुन्छ। यसैले इन्भर्टरको ओभरकरेन्ट क्षमता सामान्यतया यसको ओभरलोड (टोर्क) क्षमता वर्णन गर्न प्रयोग गरिन्छ, र यसलाई स्थिर टर्क गति नियमन भनिन्छ (रेटेड करेन्ट अपरिवर्तित रहन्छ–>अधिकतम टर्क अपरिवर्तित रहन्छ)

निष्कर्ष: जब इन्भर्टरको आउटपुट फ्रिक्वेन्सी ५० हर्ट्जभन्दा माथिबाट बढ्छ, मोटरको आउटपुट टर्क घट्नेछ।

६. आउटपुट टर्कसँग सम्बन्धित अन्य कारकहरू

ताप उत्पादन र ताप अपव्यय क्षमताले इन्भर्टरको आउटपुट वर्तमान क्षमता निर्धारण गर्छ, जसले गर्दा इन्भर्टरको आउटपुट टर्क क्षमतामा असर पर्छ।

१. क्यारियर फ्रिक्वेन्सी: इन्भर्टरमा चिन्ह लगाइएको रेटेड करेन्ट सामान्यतया उच्चतम क्यारियर फ्रिक्वेन्सी र उच्चतम परिवेशको तापक्रममा निरन्तर आउटपुट सुनिश्चित गर्न सक्ने मान हो। क्यारियर फ्रिक्वेन्सी घटाउँदा मोटरको करेन्टमा असर पर्दैन। यद्यपि, कम्पोनेन्टहरूको ताप उत्पादन कम हुनेछ।

२. परिवेशको तापक्रम: जसरी परिवेशको तापक्रम तुलनात्मक रूपमा कम भएको पत्ता लाग्दा इन्भर्टर सुरक्षा वर्तमान मान बढाइने छैन।

३. उचाइ: उचाइमा भएको वृद्धिले ताप अपव्यय र इन्सुलेशन कार्यसम्पादनमा प्रभाव पार्छ। सामान्यतया, यसलाई १००० मिटरभन्दा तल बेवास्ता गर्न सकिन्छ, र प्रत्येक १००० मिटर माथिको क्षमता ५% ले घटाउन सकिन्छ।

७. मोटर नियन्त्रण गर्न फ्रिक्वेन्सी कन्भर्टरको लागि उपयुक्त फ्रिक्वेन्सी कति हो?

माथिको सारांशमा, हामीले मोटर नियन्त्रण गर्न इन्भर्टर किन प्रयोग गरिन्छ भनेर सिक्यौं, र इन्भर्टरले मोटरलाई कसरी नियन्त्रण गर्छ भनेर पनि बुझ्यौं। इन्भर्टरले मोटरलाई नियन्त्रण गर्छ, जसलाई निम्नानुसार संक्षेप गर्न सकिन्छ:

पहिलो, इन्भर्टरले सहज सुरुवात र सहज रोक प्राप्त गर्न मोटरको सुरुवाती भोल्टेज र आवृत्ति नियन्त्रण गर्दछ;

दोस्रो, इन्भर्टर मोटरको गति समायोजन गर्न प्रयोग गरिन्छ, र मोटरको गति फ्रिक्वेन्सी परिवर्तन गरेर समायोजन गरिन्छ।

आन्हुइ मिङटेङको स्थायी चुम्बक मोटरउत्पादनहरू इन्भर्टरद्वारा नियन्त्रित हुन्छन्। २५%-१२०% को लोड दायरा भित्र, तिनीहरूसँग समान विशिष्टताहरूको एसिन्क्रोनस मोटरहरू भन्दा उच्च दक्षता र फराकिलो सञ्चालन दायरा छ, र महत्त्वपूर्ण ऊर्जा बचत प्रभावहरू छन्।

हाम्रा पेशेवर प्राविधिकहरूले मोटरको राम्रो नियन्त्रण प्राप्त गर्न र मोटरको कार्यसम्पादनलाई अधिकतम बनाउन ग्राहकहरूको वास्तविक आवश्यकताहरू अनुसार उपयुक्त इन्भर्टर छनोट गर्नेछन्। थप रूपमा, हाम्रो प्राविधिक सेवा विभागले ग्राहकहरूलाई इन्भर्टर स्थापना र डिबग गर्न टाढाबाट मार्गदर्शन गर्न सक्छ, र बिक्री अघि र पछि चौतर्फी अनुगमन र सेवा प्राप्त गर्न सक्छ।

प्रतिलिपि अधिकार: यो लेख WeChat सार्वजनिक नम्बर "प्राविधिक प्रशिक्षण" को पुनर्मुद्रण हो, मूल लिङ्क https://mp.weixin.qq.com/s/eLgSvyLFTtslLF-m6wXMtA

यो लेखले हाम्रो कम्पनीको विचारलाई प्रतिनिधित्व गर्दैन। यदि तपाईंसँग फरक विचार वा विचारहरू छन् भने, कृपया हामीलाई सच्याउनुहोस्!