ఎలక్ట్రిక్ మోటార్ కోసం ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్
ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్లను ఉపయోగించడం యొక్క సాంకేతిక అంశాలు
ఈ రోజుల్లో, ఇండక్షన్ మోటార్ చాలా ఎలక్ట్రిక్ డ్రైవ్లలో ప్రధాన పరికరంగా మారింది. నియంత్రణ కోసం ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతుంది - PWM నియంత్రణతో కూడిన ఇన్వర్టర్. ఇటువంటి నియంత్రణ అనేక ప్రయోజనాలను ఇస్తుంది, కానీ కొన్ని సాంకేతిక పరిష్కారాలను ఎంచుకున్నప్పుడు కొన్ని సమస్యలను కూడా సృష్టిస్తుంది. వాటిని మరింత వివరంగా అర్థం చేసుకోవడానికి ప్రయత్నిద్దాం.
ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ల పరికరం
శక్తివంతమైన అధిక-వోల్టేజ్ ట్రాన్సిస్టర్ IGBT మాడ్యూళ్ల విస్తృత శ్రేణి అభివృద్ధి మరియు ఉత్పత్తి డిజిటల్ సిగ్నల్స్ ద్వారా నేరుగా నియంత్రించబడే మల్టీఫేస్ పవర్ స్విచ్లను అమలు చేయడం సాధ్యపడింది. ప్రోగ్రామబుల్ కంప్యూటింగ్ సౌకర్యాలు సంకేతాలను అందించే స్విచ్ ఇన్పుట్ల వద్ద సంఖ్యా శ్రేణులను రూపొందించడం సాధ్యం చేసింది అసమకాలిక ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లు యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ నియంత్రణ… పెద్ద కంప్యూటింగ్ వనరులతో సింగిల్-చిప్ మైక్రోకంట్రోలర్ల అభివృద్ధి మరియు భారీ ఉత్పత్తి డిజిటల్ కంట్రోలర్లతో సర్వో డ్రైవ్లకు మారడాన్ని సాధ్యం చేసింది.
పవర్ ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్లు, ఒక నియమం వలె, శక్తివంతమైన డయోడ్లు లేదా పవర్ ట్రాన్సిస్టర్ల ఆధారంగా రెక్టిఫైయర్ మరియు డయోడ్ల ద్వారా తొలగించబడిన IGBT ట్రాన్సిస్టర్ల ఆధారంగా ఒక ఇన్వర్టర్ (నియంత్రిత స్విచ్) కలిగి ఉన్న పథకం ప్రకారం అమలు చేయబడతాయి (Fig. 1).
అన్నం. 1. ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్
ఇన్పుట్ దశ సరఫరా చేయబడిన సైనూసోయిడల్ గ్రిడ్ వోల్టేజ్ను సరిదిద్దుతుంది, ఇది ఇండక్టివ్-కెపాసిటివ్ ఫిల్టర్తో సున్నితంగా చేసిన తర్వాత, నియంత్రిత ఇన్వర్టర్కు పవర్ సోర్స్గా పనిచేస్తుంది, ఇది సిగ్నల్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది పల్స్ మాడ్యులేషన్, ఇది ఎలక్ట్రిక్ మోటారు యొక్క అవసరమైన ఆపరేటింగ్ మోడ్ను అందించే పారామితులతో స్టేటర్ వైండింగ్లలో సైనూసోయిడల్ ప్రవాహాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
పవర్ కన్వర్టర్ యొక్క డిజిటల్ నియంత్రణ మైక్రోప్రాసెసర్ హార్డ్వేర్ మరియు చేతిలో ఉన్న పనులకు సంబంధించిన సాఫ్ట్వేర్ను ఉపయోగించి నిర్వహించబడుతుంది. కంప్యూటింగ్ యూనిట్ నిజ సమయంలో 52 మాడ్యూల్స్ కోసం నియంత్రణ సిగ్నల్లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు డ్రైవ్ యొక్క ఆపరేషన్ను నియంత్రించే కొలత సిస్టమ్ల నుండి సిగ్నల్లను కూడా ప్రాసెస్ చేస్తుంది.
విద్యుత్ సరఫరా మరియు నియంత్రణ కంప్యూటర్లు ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ అని పిలువబడే నిర్మాణాత్మకంగా రూపొందించబడిన పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిలో మిళితం చేయబడ్డాయి.
పారిశ్రామిక పరికరాలలో ఉపయోగించే రెండు ప్రధాన రకాల ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్లు ఉన్నాయి:
-
నిర్దిష్ట రకాల పరికరాల కోసం యాజమాన్య కన్వర్టర్లు.
-
యూనివర్సల్ ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్లు యూజర్-డిఫైన్డ్ మోడ్లలో AM ఆపరేషన్ యొక్క మల్టీఫంక్షనల్ నియంత్రణ కోసం రూపొందించబడ్డాయి.
ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ యొక్క ఆపరేటింగ్ మోడ్లను సెట్ చేయడం మరియు నిర్వహించడం ఎంటర్ చేసిన సమాచారాన్ని సూచించడానికి స్క్రీన్తో కూడిన కంట్రోల్ ప్యానెల్ను ఉపయోగించి చేయవచ్చు.సాధారణ స్కేలార్ ఫ్రీక్వెన్సీ నియంత్రణ కోసం, మీరు కంట్రోలర్ యొక్క ఫ్యాక్టరీ సెట్టింగ్లు మరియు అంతర్నిర్మిత PID కంట్రోలర్లో అందుబాటులో ఉన్న సాధారణ లాజిక్ ఫంక్షన్ల సమితిని ఉపయోగించవచ్చు.
ఫీడ్బ్యాక్ సెన్సార్ సిగ్నల్లను ఉపయోగించి మరింత సంక్లిష్టమైన నియంత్రణ మోడ్లను అమలు చేయడానికి, కనెక్ట్ చేయబడిన బాహ్య కంప్యూటర్ను ఉపయోగించి ప్రోగ్రామ్ చేయడానికి ACS నిర్మాణం మరియు అల్గారిథమ్ను అభివృద్ధి చేయడం అవసరం.
చాలా మంది తయారీదారులు ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ ఎలక్ట్రికల్ లక్షణాలు, పవర్, డిజైన్ మరియు ఇతర పారామితులలో విభిన్నమైన ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ల శ్రేణిని ఉత్పత్తి చేస్తారు. బాహ్య పరికరాలకు (మెయిన్స్, మోటార్) కనెక్ట్ చేయడానికి అదనపు బాహ్య మూలకాలను ఉపయోగించవచ్చు: మాగ్నెటిక్ స్టార్టర్స్, ట్రాన్స్ఫార్మర్లు, చోక్స్.
నియంత్రణ సంకేతాల రకాలు
వివిధ రకాలైన సిగ్నల్స్ మధ్య తేడాను గుర్తించడం మరియు ప్రతిదానికి ప్రత్యేక కేబుల్ను ఉపయోగించడం అవసరం. వివిధ రకాల సంకేతాలు ఒకదానికొకటి ప్రభావితం చేయగలవు. ఆచరణలో, ఈ విభజన సాధారణం, ఉదాహరణకు నుండి ఒక కేబుల్ పీడన సంవేదకం ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్కు నేరుగా కనెక్ట్ చేయవచ్చు.
అంజీర్ లో. 2 వివిధ సర్క్యూట్లు మరియు నియంత్రణ సిగ్నల్స్ సమక్షంలో ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ను కనెక్ట్ చేయడానికి సిఫార్సు చేయబడిన మార్గాన్ని చూపుతుంది.
అన్నం. 2. పవర్ సర్క్యూట్లు మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ యొక్క కంట్రోల్ సర్క్యూట్లను కనెక్ట్ చేయడానికి ఒక ఉదాహరణ
కింది రకాల సంకేతాలను వేరు చేయవచ్చు:
-
అనలాగ్ - వోల్టేజ్ లేదా కరెంట్ సిగ్నల్స్ (0 … 10 V, 0/4 … 20 mA), దీని విలువ నెమ్మదిగా లేదా అరుదుగా మారుతుంది, సాధారణంగా ఇవి నియంత్రణ లేదా కొలత సంకేతాలు;
-
వివిక్త వోల్టేజ్ లేదా కరెంట్ సిగ్నల్స్ (0 ... 10 V, 0/4 ... 20 mA), ఇది రెండు అరుదుగా మారుతున్న విలువలను మాత్రమే తీసుకోగలదు (అధిక లేదా తక్కువ);
-
డిజిటల్ (డేటా) — వోల్టేజ్ సిగ్నల్స్ (0 … 5 V, 0 … 10 V) త్వరగా మరియు అధిక పౌనఃపున్యంతో మారుతాయి, సాధారణంగా ఇవి పోర్ట్ల RS232, RS485 మొదలైన వాటి నుండి సంకేతాలు;
-
రిలే - రిలే కాంటాక్ట్లు (0 … 220 V AC) కనెక్ట్ చేయబడిన లోడ్ (బాహ్య రిలేలు, ల్యాంప్స్, వాల్వ్లు, బ్రేక్లు మొదలైనవి) ఆధారంగా ప్రేరక ప్రవాహాలను కలిగి ఉండవచ్చు.
ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ పవర్ ఎంపిక
రియల్ పరికరాలు అనేక అంశాలను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి పరికరంలో ప్రస్తుత లోడ్ పెరగడానికి కారణమవుతాయి, ఉదాహరణకు ప్రారంభ సమయంలో. సూత్రప్రాయంగా, ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్ను ఉపయోగించడం వల్ల మృదువైన ప్రారంభం కారణంగా ప్రస్తుత మరియు మెకానికల్ లోడ్లను తగ్గించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. ఉదాహరణకు, ప్రారంభ కరెంట్ రేటెడ్ కరెంట్లో 600% నుండి 100-150% వరకు తగ్గించబడుతుంది.
తక్కువ వేగంతో డ్రైవ్ చేయండి
మోటారు తక్కువ వేగంతో నడుస్తున్నప్పుడు ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ సులభంగా 10: 1 స్పీడ్ రెగ్యులేషన్ను అందించినప్పటికీ, దాని స్వంత అభిమాని యొక్క శక్తి సరిపోకపోవచ్చని గుర్తుంచుకోవాలి. ఇంజిన్ ఉష్ణోగ్రతను పర్యవేక్షించండి మరియు బలవంతంగా వెంటిలేషన్ అందించండి.
విద్యుదయస్కాంత అనుకూలత
ఇది అత్యవసర జనరేటర్ ద్వారా శక్తిని పొందుతుంది
ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ అందించిన మృదువైన ప్రారంభం జనరేటర్ యొక్క అవసరమైన శక్తిని తగ్గించడానికి అనుమతిస్తుంది. అటువంటి ప్రారంభంతో కరెంట్ 4-6 రెట్లు తగ్గుతుంది కాబట్టి, జనరేటర్ యొక్క శక్తిని అదే సంఖ్యలో తగ్గించవచ్చు. కానీ ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్ యొక్క రిలే అవుట్పుట్ ద్వారా నియంత్రించబడే జనరేటర్ మరియు డ్రైవ్ మధ్య కాంటాక్టర్ తప్పనిసరిగా ఇన్స్టాల్ చేయబడాలి. ఇది ప్రమాదకరమైన ఓవర్వోల్టేజీల నుండి ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ను రక్షిస్తుంది.
సింగిల్-ఫేజ్ నెట్వర్క్ నుండి మూడు-దశల కన్వర్టర్ను సరఫరా చేయడం
మూడు-దశల ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్లు సింగిల్-ఫేజ్ నెట్వర్క్ నుండి శక్తినివ్వగలవు, అయితే వాటి అవుట్పుట్ కరెంట్ రేట్ చేయబడిన దానిలో 50% మించకూడదు.
శక్తి మరియు డబ్బు ఆదా
పొదుపులు అనేక కారణాల వల్ల వస్తాయి.మొదట, పెరుగుదల కారణంగా కొసైన్ ఫై 0.98 విలువలకు, అనగా. ఉపయోగకరమైన పని చేయడానికి గరిష్ట శక్తి ఉపయోగించబడుతుంది, కనిష్టంగా వృధా అవుతుంది. రెండవది, అన్ని ఇంజిన్ ఆపరేటింగ్ మోడ్లలో దీనికి దగ్గరగా ఉన్న గుణకం పొందబడుతుంది.
ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ లేకుండా, తక్కువ లోడ్ వద్ద అసమకాలిక మోటార్లు 0.3-0.4 కొసైన్ ఫై కలిగి ఉంటాయి. మూడవది, అదనపు యాంత్రిక సర్దుబాట్లు (డంపర్లు, థొరెటల్స్, కవాటాలు, బ్రేక్లు మొదలైనవి) అవసరం లేదు, ప్రతిదీ ఎలక్ట్రానిక్గా చేయబడుతుంది. అటువంటి నియంత్రణ పరికరంతో, పొదుపులు 50% వరకు ఉంటాయి.
బహుళ పరికరాలను సమకాలీకరించండి
అధిక హార్మోనిక్లకు వ్యతిరేకంగా నెట్వర్క్ రక్షణ
అదనపు రక్షణ కోసం, చిన్న షీల్డ్ కేబుల్స్తో పాటు, లైన్ చోక్స్ మరియు బైపాస్ కెపాసిటర్లు ఉపయోగించబడతాయి. థొరెటల్అదనంగా, ఇది స్విచ్ ఆన్ చేసినప్పుడు ఇన్రష్ కరెంట్ను పరిమితం చేస్తుంది.
సరైన రక్షణ తరగతిని ఎంచుకోవడం
ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్ యొక్క మృదువైన ఆపరేషన్ కోసం విశ్వసనీయ ఉష్ణ వెదజల్లడం అవసరం. అధిక రక్షణ తరగతులను ఉపయోగించినట్లయితే, ఉదాహరణకు IP 54 మరియు అంతకంటే ఎక్కువ, అటువంటి వేడి వెదజల్లడం కష్టం లేదా ఖరీదైనది. అందువల్ల, అధిక స్థాయి రక్షణతో ప్రత్యేక క్యాబినెట్ను ఉపయోగించడం సాధ్యమవుతుంది, ఇక్కడ తక్కువ తరగతికి చెందిన మాడ్యూల్స్ ఇన్స్టాల్ చేయబడతాయి మరియు సాధారణ వెంటిలేషన్ మరియు శీతలీకరణను నిర్వహించవచ్చు.
ఒక ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్కు ఎలక్ట్రిక్ మోటార్ల సమాంతర కనెక్షన్
ఖర్చులను తగ్గించడానికి, అనేక ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లను నియంత్రించడానికి ఒక ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ని ఉపయోగించవచ్చు. అన్ని ఎలక్ట్రిక్ మోటారుల మొత్తం శక్తిలో 10-15% మార్జిన్తో దాని శక్తిని ఎంచుకోవాలి. అలా చేయడం వలన, మోటారు కేబుల్స్ యొక్క పొడవును తగ్గించడం అవసరం మరియు మోటారు చౌక్ను ఇన్స్టాల్ చేయడం చాలా అవసరం.
ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్ నడుస్తున్నప్పుడు చాలా ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్లు మోటార్లను స్విచ్ ఆఫ్ చేయడానికి లేదా కాంటాక్టర్ల ద్వారా కనెక్ట్ చేయడానికి అనుమతించవు. ఇది పరికరంలో స్టాప్ కమాండ్ ద్వారా మాత్రమే చేయబడుతుంది.
నియంత్రణ ఫంక్షన్ సెట్టింగ్
ఎలక్ట్రిక్ డ్రైవ్ యొక్క గరిష్ట పనితీరును సాధించడానికి, అవి: పవర్ ఫ్యాక్టర్, సామర్థ్యం, ఓవర్లోడ్ సామర్థ్యం, నియంత్రణ సున్నితత్వం, మన్నిక, ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీలో మార్పు మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ మధ్య నిష్పత్తిని సరిగ్గా ఎంచుకోవడం అవసరం. కన్వర్టర్.
వోల్టేజ్ మార్పు ఫంక్షన్ లోడ్ యొక్క టార్క్ పాత్రపై ఆధారపడి ఉంటుంది. స్థిరమైన టార్క్ వద్ద, మోటార్ స్టేటర్ వోల్టేజ్ తప్పనిసరిగా ఫ్రీక్వెన్సీకి అనులోమానుపాతంలో నియంత్రించబడాలి (స్కేలార్ కంట్రోల్ U / F = const). అభిమాని కోసం, ఉదాహరణకు, మరొక నిష్పత్తి U / F * F = const. మేము ఫ్రీక్వెన్సీని 2 సార్లు పెంచినట్లయితే, అప్పుడు వోల్టేజ్ 4 (వెక్టార్ నియంత్రణ) ద్వారా పెరుగుతుంది. మరింత క్లిష్టమైన నియంత్రణ ఫంక్షన్లతో పరికరాలు ఉన్నాయి.
ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్తో వేరియబుల్ స్పీడ్ డ్రైవ్ను ఉపయోగించడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలు
సామర్థ్యాన్ని పెంచడం మరియు శక్తిని ఆదా చేయడంతో పాటు, అటువంటి ఎలక్ట్రిక్ డ్రైవ్ కొత్త డ్రైవింగ్ లక్షణాలను పొందడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. నష్టాలను సృష్టించే మరియు వ్యవస్థల విశ్వసనీయతను తగ్గించే అదనపు యాంత్రిక పరికరాల తిరస్కరణలో ఇది ప్రతిబింబిస్తుంది: బ్రేక్లు, షాక్ అబ్జార్బర్స్, థొరెటల్స్, కవాటాలు, నియంత్రణ కవాటాలు మొదలైనవి. బ్రేకింగ్, ఉదాహరణకు, మోటార్ యొక్క స్టేటర్లోని విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాన్ని రివర్స్ చేయడం ద్వారా చేయవచ్చు. ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు వోల్టేజ్ మధ్య క్రియాత్మక సంబంధాన్ని మాత్రమే మార్చడం ద్వారా, మేము మెకానిక్స్లో దేనినీ మార్చకుండా వేరే డ్రైవ్ను పొందుతాము.
డాక్యుమెంటేషన్ చదవడం
ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్లు ఒకదానికొకటి సమానంగా ఉన్నప్పటికీ, మరియు ఒకదానిని స్వాధీనం చేసుకున్నప్పటికీ, మరొకదానితో వ్యవహరించడం సులభం అయినప్పటికీ, డాక్యుమెంటేషన్ను జాగ్రత్తగా చదవడం అవసరం అని గమనించాలి. కొంతమంది తయారీదారులు తమ ఉత్పత్తుల వినియోగంపై పరిమితులను విధిస్తారు మరియు వీటిని ఉల్లంఘిస్తే, వారు వారంటీ నుండి ఉత్పత్తిని తొలగిస్తారు.
మీరు వీటిపై ఆసక్తి కలిగి ఉండవచ్చు: శక్తిని ఆదా చేసే సాధనంగా వేరియబుల్ ఎలక్ట్రిక్ డ్రైవ్