Vfd ड्राइव सर्किट क्या है: इसका संचालन, प्रकार और अनुप्रयोग

दुनिया में बहुत सारे कारखाने और संयंत्र हैं जो विभिन्न प्रकार की उच्च शक्ति वाली मोटरों का उपयोग करते हैं। उच्च बिजली की खपत के कारण, कारखाने और संयंत्र ऊर्जा बिलों की एक उच्च राशि का भुगतान करते हैं। उच्च बिजली खपत को दूर करने और दक्षता बढ़ाने के लिए, VFD को चार दशक पहले पेश किया गया था लेकिन सर्किटरी पर्याप्त मजबूत नहीं थी।

VFD एक चर आवृत्ति ड्राइव या समायोज्य आवृत्ति ड्राइव का संक्षिप्त रूप है । आवृत्ति मोटर RPM को निर्धारित करती है और AC आवृत्ति को नियंत्रित करके मोटर RPM को नियंत्रित किया जा सकता है। इलेक्ट्रॉनिक्स और इलेक्ट्रिकल मार्केट में विभिन्न प्रकार के VFD उपलब्ध हैं, जिनमें छोटे मोटर से संबंधित एप्लिकेशन से लेकर हाई पावर इंडक्शन मोटर्स शामिल हैं। तीन-चरण VFDs के अलावा, एकल चरण VFDs भी उपलब्ध हैं।

VFD सर्किट और इसका संचालन

VFD सर्किट में तीन भाग होते हैं।

1. रेक्टिफायर सेक्शन

2. फिल्टर अनुभाग

3. स्विचिंग या इन्वर्टर सेक्शन।

नीचे की छवि में तीन खंड एक ब्लॉक आरेख के अंदर दिखाए गए हैं। यह तीन चरण VFD का एक बुनियादी सर्किट ब्लॉक आरेख है ।

VFD सर्किट का रेक्टिफायर सेक्शन

रेक्टिफायर सेक्शन 6 डायोड का उपयोग करता है। डायोड डी 1, डी 2 और डी 3 पॉजिटिव रेल से जुड़े हैं और डायोड डी 4, डी 5 और डी 6 नेगेटिव रेल से जुड़े हैं। वे 6 डायोड एक डायोड ब्रिज के रूप में कार्य करते हैं जो तीन-चरण एसी सिग्नल को एक एकल डीसी रेल में परिवर्तित करता है। तीन चरण आर, बी और वाई डायोड के पार जुड़े हुए हैं। साइनसोइडल वेव पोलरिटी के आधार पर डायोड्स आगे चलकर बायस्ड या रिवर्स बायस्ड हो जाते हैं और इस तरह से पॉजिटिव पल्स या नेगेटिव पल्स प्रदान करते हैं।

रेक्टिफायर कैसे काम करता है इसके बारे में अधिक जानने के लिए, बस लिंक का अनुसरण करें।

VFD सर्किट का फ़िल्टर सेक्शन

जैसा कि हम जानते हैं कि मानक रेक्टिफायर डायोड केवल एसी सिग्नल को डीसी में परिवर्तित करते हैं, लेकिन आउटपुट डीसी सिग्नल पर्याप्त रूप से चिकना नहीं होता है क्योंकि आवृत्ति पर निर्भर एसी रिपल्स भी इसके साथ जुड़े होते हैं। एसी रिपल को ठीक करने और एक सुचारु डीसी आउटपुट बनाने के लिए कुछ प्रकार के रिपल रिजेक्शन फिल्टर की आवश्यकता होती है। फ़िल्टर के लिए मानक घटक विभिन्न प्रकार के बड़े कैपेसिटर और इंडिकेटर्स का उपयोग करना है। फिल्टर सेक्शन में, मुख्य रूप से कैपेसिटर एसी रिपल को फ़िल्टर करता है और सुचारू डीसी आउटपुट प्रदान करता है।

कुछ मामलों में, इनपुट एसी शोर और हार्मोनिक्स को कम करने के लिए अन्य प्रकार के फिल्टर का भी उपयोग किया जाता है।

VFD सर्किट का स्विचिंग या इन्वर्टर सेक्शन

स्विचिंग या इन्वर्टर अनुभाग डीसी को एसी में बदल देता है। इस खंड में, विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक स्विच का उपयोग किया जाता है, उच्च शक्ति ट्रांजिस्टर, आईजीबीटी या एमओएसएफईटी से लेकर। स्विच तेजी से चालू या बंद होते हैं और लोड को एक स्पंदित वोल्टेज प्राप्त होता है जो एसी के समान होता है। आउटपुट आवृत्ति स्विचिंग दर के लिए आनुपातिक है। उच्च स्विचिंग दर उच्च-आवृत्ति आउटपुट प्रदान करती है जबकि कम स्विचिंग दर एक कम-आवृत्ति आउटपुट प्रदान करती है।

विभिन्न प्रकार के वीएफडी

इस बात पर निर्भर करता है कि VFD AC पावर को DC पावर में कैसे परिवर्तित करता है और यह सुधार करता है कि बाजार में अन्य प्रकार के VFD उपलब्ध हैं।

VFD के मुख्य तीन प्रकार VSI , CSI और PWM हैं ।

VSI प्रकार VFDs

VSI का अर्थ है वोल्ट-सोर्स इन्वर्टर । यह चर आवृत्ति ड्राइवर का सबसे आम प्रकार है। इस प्रकार के VFDs में, AC सिग्नल को DC में बदलने के लिए एक सरल डायोड ब्रिज का उपयोग किया जाता है और ऊर्जा संचय करने के लिए एक संधारित्र का उपयोग किया जाता है। इन्वर्टर स्विचिंग सर्किट संधारित्र में संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग करता है और आउटपुट प्रदान करता है।

फायदा

1. यह एक अच्छी गति सीमा है।

2. मोटर मोटर नियंत्रण सुविधा। मल्टीपल मोटर्स को एकल VSI प्रकार VFD के साथ जोड़ा जा सकता है।

3. सरल डिजाइन।

4. यह उत्पादन और स्थापना पक्ष से प्रभावी है।

नुकसान

1.Due को cogging प्रभाव, लोड मोटर चेहरे के शुरू और बंद की स्थिति के दौरान मरोड़ते।

2. आउटपुट विभिन्न प्रकार के हार्मोनिक्स और शोर प्रदान करता है।

3. यदि मोटर की गति को नियंत्रित किया जाता है या गति कम हो जाती है, तो समग्र शक्ति कारक मोटे तौर पर बाधित हो जाता है जिसके परिणामस्वरूप खराब बिजली का कारक होता है।

सीएसआई प्रकार VFDs

सीएसआई वर्तमान स्रोत पलटनेवाला के लिए है । VSI प्रकार VFDs को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि यह चर आवृत्ति रेंज के आधार पर सुचारू वोल्टेज आउटपुट प्रदान कर सके लेकिन CSI प्रकार VFDs में निर्माण वोल्टेज के बजाय वर्तमान पर भरोसेमंद है। इसके अलावा, सीएसआई के मामले में, डायोड ब्रिज रेक्टिफायर के बजाय, एससीआर ब्रिज कन्वर्टर का उपयोग किया जाता है। सुचारू वर्तमान उत्पादन के लिए कैपेसिटर के विकल्प के रूप में श्रृंखला इंडिकेटर्स का उपयोग करके आउटपुट ऊर्जा को फ़िल्टर किया जाता है। CSI प्रकार VFDs निरंतर चालू जनरेटर की तरह ही कार्य करता है। वोल्टेज की एक वर्ग तरंग के बजाय, सीएसआई प्रकार वीएफडी वर्तमान की वर्ग तरंग प्रदान करने में सक्षम है।

फायदा

1. विश्वसनीय तो VSI प्रकार VFDs।

2. उच्च हॉर्स पावर इंडक्शन मोटर्स का उपयोग करें जहां वीएसआई एक उपयुक्त विकल्प नहीं है।

3. सरल डिजाइन।

4. अच्छा पुनर्जनन क्षमताओं।

नुकसान

1. समग्र बिजली का कारक खराब है, खासकर कम RPM पर।

2. कोगिंग प्रभाव मौजूद है और दौड़ते समय मोटर शाफ्ट को कंपन कर सकता है।

3. यह वीएसआई के संबंध में बहु-मोटर संचालन के लिए उपयुक्त नहीं है।

PWM टाइप VFDs

यह VSI प्रकार VFDs का बेहतर और संशोधित संस्करण है। पीडब्ल्यूएम पल्स चौड़ाई मॉडुलन के लिए खड़ा है। पीडब्लूएम तकनीक का उपयोग करके VFDs एक स्थिर अनुपात के साथ बनाए रखा स्थिर वोल्टेज आउटपुट प्रदान करने में सक्षम हैं। निर्माण एक डीसी सिग्नल में एसी सिग्नल को सुधारने के लिए एक डायोड ब्रिज का उपयोग करता है। स्विचिंग सर्किट एक चर आवृत्ति रेंज में कर्तव्य चक्र को नियंत्रित करता है। एक अतिरिक्त नियामक का उपयोग पीडब्लूएम आउटपुट को स्थिर और उचित वोल्टेज और लोड करने के लिए वर्तमान प्रदान करने के लिए किया जाता है।

फायदा

1. कोई असर या मरोड़ते प्रभाव।

2. गति और नियंत्रण सीमा है।

3. विभिन्न प्रकार के सुरक्षा सर्किटों पर विचार करें।

4. शक्तिशाली बिजली का कारक।

5. बहुत उच्च दक्षता को कम।

6. कुशल कुशल है।

नुकसान

1.Complex डिजाइन करने के लिए।

कार्यान्वयन के संबंध में 2.Complex।

अतिरिक्त हार्डवेयर 3.Requires।

चालक सर्किट में 4.Audible शोर पीढ़ी।

5. समय पर समाधान।

मेरे आवेदन के लिए VFD का चयन कैसे करें?

किसी विशिष्ट एप्लिकेशन के लिए उचित VFDs का चयन करने के लिए, लोड की अच्छी समझ आवश्यक है। विभिन्न प्रकार की मोटरें विभिन्न प्रकार के टॉर्क उत्पन्न करती हैं। कुछ अनुप्रयोगों में निरंतर टोक़ आवश्यक है जबकि अन्य अनुप्रयोगों में टोक़ को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा मोटर में भार मोटर विनिर्देशन का कारक है, जो मुख्य रूप से पावर रेटिंग का निर्धारण करता है।

उचित आवेदन के लिए उचित VFD का चयन करने के लिए हमें निम्नलिखित बातों का मूल्यांकन या विचार करने की आवश्यकता है।

1. मोटर की अश्वशक्ति

2. लागत

3. VFD और मोटर्स का ऑपरेटिंग वातावरण

4. एकल चरण या तीन चरण

5. एकल मोटर के साथ एकल VFD या कई मोटर्स के साथ एकल VFD

6. अतिरिक्त नियंत्रण सुविधाओं की आवश्यकताओं

VFD के लाभ

वीएफडी उपभोक्ता के लिए एक लोकप्रिय विकल्प है जहां अन्य नियंत्रक आसानी से उपलब्ध हैं, इसके कई कारण हैं। वीएफडी की लोकप्रियता का सबसे महत्वपूर्ण कारण कम ऊर्जा खपत क्षमता और प्रारंभिक सेटअप लागत है । VFD एक ही खंड में किसी भी नियंत्रक उपकरणों के अलावा ऊर्जा खपत के मामले में उच्च दक्षता प्रदान करता है। इसके कारण, बड़े कारखानों और संयंत्रों के मामले में जहां बड़ी हॉर्स पावर की आवश्यकता होती है, वीएफडी कम बिजली की खपत प्रदान करता है और ऊर्जा बिल राशि कम करता है और लागत-बचत के अवसर प्रदान करता है।

VFD मोटर स्टार्ट और स्टॉप स्थिति के दौरान दबाव की सीमा को सीमित करता है, जो आपूर्ति लाइन में दबाव भार को कम करता है, साथ ही साथ महंगी मोटर्स के लिए एक सुरक्षा मार्जिन प्रदान करता है।

उपरोक्त लाभों के अलावा, VFD सिस्टम रखरखाव लागत को कम कर सकता है । कोई अतिरिक्त महंगा विद्युत कनेक्शन और नियंत्रण संचालन की आवश्यकता नहीं है। ऐसे कई मोटर्स को जोड़ने के लिए विकल्प हैं जिन्हें एकल VFD का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है जो अतिरिक्त सिस्टम सेटअप लागत को कम करते हैं।

VFD के नुकसान

हालांकि, उपरोक्त लाभों के बावजूद, VFD प्रणाली से जुड़े कुछ नुकसान भी हैं। VFD प्रणाली का प्राथमिक दोष प्रारंभिक सेटअप निवेश है। एक कारखाने या एक संयंत्र के लिए जहां कई उच्च हॉर्सपावर की मोटरों को वीएफडी का उपयोग करके नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है, उच्च निवेश की आवश्यकता होती है।

इसके अलावा, VFD मोटर हीटिंग का कारण बनता है और विशेष मोटर्स निर्माण की आवश्यकता होती है । निर्माण में विशेष प्रकार के मोटर इंसुलेशन की आवश्यकता होती है, साथ ही इन्वर्टर रेटेड अनुप्रयोगों के लिए मोटर्स को निर्दिष्ट करने की आवश्यकता होती है।

वीएफडी का अन्य प्रमुख नुकसान यह है कि मुख्य स्रोत बिजली लाइन विरूपण, लाइन नोटिंग हार्मोनिक्स से अत्यधिक परेशान है। इसके कारण, एक ही विद्युत लाइन में जुड़े अन्य उपकरण भी ऑपरेटिंग स्थिति के दौरान बाधित हो जाते हैं।

हालांकि, आधुनिक सेमीकंडक्टर उद्योग की उन्नति ने आधुनिक वीएफडी सिस्टम के निर्माण में अत्यधिक सुधार किया है। ठोस राज्य उपकरण युग से पहले, रोटरी मशीनें मुख्य घटक हैं जिनका उपयोग VFDs बनाने के लिए किया जाता है। आधुनिक माइक्रोप्रोसेसर युग में, VFD उचित नियंत्रण सुविधाओं के साथ सभी प्रकार के सुरक्षा जैसे कि अंडरवोल्टेज, ओवरवॉल्टेज, थर्मल अधिभार संरक्षण आदि से सुसज्जित हैं। उद्योग में मोटर एप्लिकेशन दुनिया के 25% विद्युत ऊर्जा खपत के लिए जिम्मेदार है, जिसे VFDs का उपयोग करके कुशलता से नियंत्रित किया जा सकता है।