ఇండక్షన్ మోటార్స్ యొక్క స్కేలార్ మరియు వెక్టర్ నియంత్రణ - తేడా ఏమిటి?
అసమకాలిక ఇంజిన్ — ఒక AC మోటార్, దీనిలో స్టేటర్ వైండింగ్లలోని ప్రవాహాలు తిరిగే అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తాయి. ఈ అయస్కాంత క్షేత్రం రోటర్ వైండింగ్లో ప్రవాహాలను ప్రేరేపిస్తుంది మరియు ఈ ప్రవాహాలపై పని చేస్తుంది, దానితో రోటర్ను తీసుకువెళుతుంది.
అయితే, తిరిగే స్టేటర్ అయస్కాంత క్షేత్రం తిరిగే రోటర్లో ప్రవాహాలను ప్రేరేపించడానికి, దాని భ్రమణంలో ఉన్న రోటర్ తిరిగే స్టేటర్ ఫీల్డ్కు కొద్దిగా వెనుకబడి ఉండాలి. అందువల్ల, ఇండక్షన్ మోటారులో, రోటర్ యొక్క వేగం ఎల్లప్పుడూ అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క భ్రమణ వేగం కంటే కొంచెం తక్కువగా ఉంటుంది (ఇది మోటారును తినే ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది).
స్టేటర్ యొక్క తిరిగే అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా రోటర్ యొక్క క్షీణత (రోటర్ జారడం) మరింత, ఎక్కువ మోటార్ లోడ్. రోటర్ యొక్క భ్రమణం మరియు స్టేటర్ యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం మధ్య సమకాలీకరణ లేకపోవడం అనేది ఇండక్షన్ మోటార్ యొక్క విలక్షణమైన లక్షణం, అందుకే దాని పేరు.
స్టేటర్లో తిరిగే అయస్కాంత క్షేత్రం ఫేజ్-షిఫ్టెడ్ కరెంట్లతో సరఫరా చేయబడిన వైండింగ్ల ద్వారా ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఈ ప్రయోజనం కోసం సాధారణంగా మూడు-దశల ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ ఉపయోగించబడుతుంది. సింగిల్-ఫేజ్ ఇండక్షన్ మోటార్లు కూడా ఉన్నాయి, ఇక్కడ వైండింగ్లలోని ప్రవాహాల మధ్య దశ షిఫ్ట్ వైండింగ్లలో వివిధ ప్రతిచర్యలను చేర్చడం ద్వారా సృష్టించబడుతుంది.
రోటర్ యొక్క భ్రమణ కోణీయ వేగాన్ని నియంత్రించడానికి, అలాగే ఆధునిక బ్రష్లెస్ మోటార్స్ యొక్క షాఫ్ట్పై టార్క్, ఎలక్ట్రిక్ డ్రైవ్ యొక్క వెక్టర్ లేదా స్కేలార్ నియంత్రణ ఉపయోగించబడుతుంది.
స్కేలార్ నియంత్రణ
ఇది అత్యంత సాధారణమైనది స్కేలార్ ఇండక్షన్ మోటార్ నియంత్రణ, ఉదాహరణకు, ఫ్యాన్ లేదా పంప్ యొక్క భ్రమణ వేగాన్ని నియంత్రించడానికి రోటర్ యొక్క స్థిరమైన భ్రమణ వేగాన్ని నిర్వహించడం సరిపోతుంది, దీని కోసం ప్రెజర్ సెన్సార్ నుండి లేదా స్పీడ్ సెన్సార్ నుండి ఫీడ్బ్యాక్ సిగ్నల్ సరిపోతుంది.
స్కేలార్ నియంత్రణ సూత్రం సులభం: సరఫరా వోల్టేజ్ యొక్క వ్యాప్తి అనేది ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క విధి, వోల్టేజ్ నుండి ఫ్రీక్వెన్సీ నిష్పత్తి సుమారుగా స్థిరంగా ఉంటుంది.
ఈ ఆధారపడటం యొక్క నిర్దిష్ట రూపం షాఫ్ట్పై లోడ్కు సంబంధించినది, కానీ సూత్రం అలాగే ఉంటుంది: మేము ఫ్రీక్వెన్సీని పెంచుతాము మరియు ఇచ్చిన మోటారు యొక్క లోడ్ లక్షణాన్ని బట్టి వోల్టేజ్ దామాషా ప్రకారం పెరుగుతుంది.
ఫలితంగా, రోటర్ మరియు స్టేటర్ మధ్య అంతరంలో మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ దాదాపు స్థిరంగా ఉంచబడుతుంది. వోల్టేజ్-టు-ఫ్రీక్వెన్సీ రేషియో మోటారు కోసం రేట్ చేయబడిన దాని నుండి వైదొలగినట్లయితే, మోటారు అతిగా ఉత్సాహంగా లేదా తక్కువ ఉత్సాహంగా ఉంటుంది, ఫలితంగా మోటారు నష్టాలు మరియు ప్రక్రియ లోపాలు ఏర్పడతాయి.
అందువల్ల, ఫ్రీక్వెన్సీతో సంబంధం లేకుండా ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిలో దాదాపు స్థిరమైన షాఫ్ట్ టార్క్ సాధించడం స్కేలార్ నియంత్రణ సాధ్యం చేస్తుంది, అయితే తక్కువ విప్లవాల వద్ద టార్క్ ఇప్పటికీ తగ్గుతుంది (దీనిని నివారించడానికి, వోల్టేజ్-నిష్పత్తిని ఫ్రీక్వెన్సీకి పెంచడం అవసరం), కాబట్టి , ప్రతి ఇంజిన్కు ఖచ్చితంగా నిర్వచించబడిన ఆపరేటింగ్ స్కేలార్ నియంత్రణ పరిధి ఉంటుంది.
అలాగే, షాఫ్ట్-మౌంటెడ్ స్పీడ్ సెన్సార్ లేకుండా స్కేలార్ స్పీడ్ కంట్రోల్ సిస్టమ్ను నిర్మించడం అసాధ్యం ఎందుకంటే సరఫరా వోల్టేజ్ ఫ్రీక్వెన్సీ నుండి వాస్తవ రోటర్ వేగం యొక్క లాగ్ను లోడ్ బాగా ప్రభావితం చేస్తుంది. కానీ స్కేలార్ నియంత్రణతో స్పీడ్ సెన్సార్తో కూడా, అధిక ఖచ్చితత్వంతో టార్క్ను సర్దుబాటు చేయడం సాధ్యం కాదు (కనీసం ఆర్థికంగా సాధ్యం కాదు).
ఇది స్కేలార్ నియంత్రణ యొక్క ప్రతికూలత, ఇది దాని అప్లికేషన్ల సాపేక్ష కొరతను వివరిస్తుంది, ప్రధానంగా సంప్రదాయ ఇండక్షన్ మోటార్లకు పరిమితం చేయబడింది, ఇక్కడ లోడ్పై స్లిప్ ఆధారపడటం క్లిష్టమైనది కాదు.
వెక్టర్ నియంత్రణ
ఈ లోపాలను వదిలించుకోవడానికి, 1971 లో, సిమెన్స్ ఇంజనీర్లు మోటారు యొక్క వెక్టర్ నియంత్రణను ఉపయోగించాలని ప్రతిపాదించారు, దీనిలో మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ యొక్క పరిమాణంపై అభిప్రాయంతో నియంత్రణ నిర్వహించబడుతుంది. మొదటి వెక్టార్ నియంత్రణ వ్యవస్థలు మోటార్లలో ఫ్లో సెన్సార్లను కలిగి ఉన్నాయి.
నేడు, ఈ పద్ధతికి సంబంధించిన విధానం కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటుంది: మోటారు యొక్క గణిత నమూనా ప్రస్తుత దశ ప్రవాహాలను బట్టి రోటర్ వేగం మరియు షాఫ్ట్ క్షణాన్ని లెక్కించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది (స్టేటర్ వైండింగ్లలోని ప్రవాహాల ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు విలువల నుండి) .
ఈ మరింత ప్రగతిశీల విధానం లోడ్ కింద షాఫ్ట్ టార్క్ మరియు షాఫ్ట్ వేగం రెండింటిపై స్వతంత్ర మరియు దాదాపు జడత్వ నియంత్రణను అనుమతిస్తుంది, ఎందుకంటే నియంత్రణ ప్రక్రియ ప్రవాహాల దశలను కూడా పరిగణనలోకి తీసుకుంటుంది.
మరికొన్ని ఖచ్చితమైన వెక్టర్ నియంత్రణ వ్యవస్థలు స్పీడ్ ఫీడ్బ్యాక్ లూప్లతో అమర్చబడి ఉంటాయి, అయితే స్పీడ్ సెన్సార్లు లేని నియంత్రణ వ్యవస్థలను సెన్సార్లెస్ అంటారు.
కాబట్టి, ఈ లేదా ఆ ఎలక్ట్రిక్ డ్రైవ్ యొక్క అప్లికేషన్ యొక్క రంగాన్ని బట్టి, దాని వెక్టర్ నియంత్రణ వ్యవస్థ దాని స్వంత లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది, దాని స్వంత నియంత్రణ ఖచ్చితత్వం.
స్పీడ్ రెగ్యులేషన్ కోసం ఖచ్చితత్వ అవసరాలు 1.5% వరకు విచలనాన్ని అనుమతించినప్పుడు మరియు నియంత్రణ పరిధి 100లో 1కి మించనప్పుడు, సెన్సార్లెస్ సిస్టమ్ బాగానే ఉంటుంది. 0.2% కంటే ఎక్కువ విచలనంతో వేగం సర్దుబాటు యొక్క ఖచ్చితత్వం అవసరమైతే, మరియు పరిధి 1 నుండి 10,000 వరకు తగ్గించబడితే, షాఫ్ట్ స్పీడ్ సెన్సార్ కోసం అభిప్రాయాన్ని కలిగి ఉండటం అవసరం. వెక్టార్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్లో స్పీడ్ సెన్సార్ ఉండటం వలన 1 Hz వరకు తక్కువ పౌనఃపున్యాల వద్ద కూడా ఖచ్చితమైన టార్క్ నియంత్రణను అనుమతిస్తుంది.
కాబట్టి, వెక్టర్ నియంత్రణ క్రింది ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. రోటర్ స్పీడ్ రెగ్యులేషన్ యొక్క అధిక ఖచ్చితత్వం (మరియు దానిపై స్పీడ్ సెన్సార్ లేకుండా) డైనమిక్గా మారుతున్న షాఫ్ట్ లోడ్ పరిస్థితులలో కూడా, కిక్లు ఉండవు. తక్కువ విప్లవాల వద్ద షాఫ్ట్ యొక్క స్మూత్ మరియు కూడా భ్రమణం. సరైన సరఫరా వోల్టేజ్ లక్షణాల పరిస్థితుల్లో తక్కువ నష్టాల కారణంగా అధిక సామర్థ్యం.
వెక్టర్ నియంత్రణ దాని లోపాలు లేకుండా లేదు. గణన కార్యకలాపాల సంక్లిష్టత.ప్రారంభ డేటాను సెట్ చేయవలసిన అవసరం (వేరియబుల్ డ్రైవ్ పారామితులు).
సమూహ విద్యుత్ డ్రైవ్ కోసం, వెక్టర్ నియంత్రణ ప్రాథమికంగా అనుచితమైనది, ఇక్కడ స్కేలార్ నియంత్రణ ఉత్తమం.