3 चरण प्रेरण मोटर गति नियंत्रक सर्किट

इस पोस्ट में हम एक साधारण 3 फेज इंडक्शन मोटर स्पीड कंट्रोलर सर्किट बनाने पर चर्चा करते हैं, जिसे सिंगल फेज इंडक्शन मोटर के लिए या शाब्दिक रूप से किसी भी प्रकार की एसी मोटर के लिए लगाया जा सकता है।

जब यह आता है प्रेरण मोटर्स की गति को नियंत्रित करना , आम तौर पर मैट्रिक्स कन्वर्टर्स कार्यरत होते हैं, जिसमें कई जटिल चरण शामिल होते हैं जैसे LC फिल्टर, स्विच की द्वि-दिशात्मक सरणियाँ (IGBs का उपयोग करके) आदि।

इन सभी को अंततः एक कटा हुआ एसी सिग्नल प्राप्त करने के लिए नियोजित किया जाता है जिसका कर्तव्य चक्र एक जटिल माइक्रोकंट्रोलर सर्किट का उपयोग करके समायोजित किया जा सकता है, अंत में आवश्यक मोटर नियंत्रण नियंत्रण प्रदान करता है।

हालांकि हम प्रयोग कर सकते हैं और उन्नत शून्य क्रॉसिंग डिटेक्टर ऑप्टो कपलर आईसीएस, एक पावर ट्राईक और पीडब्लूएम सर्किट का उपयोग करके बहुत सरल अवधारणा के माध्यम से 3-चरण प्रेरण मोटर गति नियंत्रण को पूरा करने का प्रयास कर सकते हैं।

जीरो क्रॉसिंग डिटेक्टर ऑप्टो कपलर का उपयोग करना

ऑप्टोकॉपर्स की एमओसी श्रृंखला के लिए धन्यवाद जिसने त्रिकोणीय नियंत्रण सर्किटों को बेहद सुरक्षित और कॉन्फ़िगर करना आसान बना दिया है, और इच्छित नियंत्रणों के लिए एक परेशानी मुक्त पीडब्लूएम एकीकरण की अनुमति देता है।

अपने पहले के एक पोस्ट में मैंने एक साधारण चर्चा की PWM सॉफ्ट स्टार्ट मोटर कंट्रोलर सर्किट जो कनेक्टेड मोटर पर एक प्रभावी नरम शुरुआत प्रदान करने के लिए MOC3063 आईसी को लागू करता है।

यहां भी हम प्रस्तावित 3 चरण प्रेरण मोटर गति नियंत्रक सर्किट को लागू करने के लिए एक समान विधि का उपयोग करते हैं, निम्न छवि दिखाती है कि यह कैसे हो सकता है:

आकृति में हम तीन समान MOC ऑप्टो युग्मक चरणों को उनके मानक triac नियामक मोड में कॉन्फ़िगर करके देख सकते हैं, और इनपुट एक के साथ एकीकृत है सरल आईसी 555 PWM सर्किट ।

3 MOC सर्किट 3 चरण AC इनपुट को संभालने और संलग्न इंडक्शन मोटर के समान देने के लिए कॉन्फ़िगर किए गए हैं।

ऑप्टो के पृथक एलईडी नियंत्रण पक्ष पर पीडब्ल्यूएम इनपुट 3 चरण एसी इनपुट के चॉपिंग अनुपात को निर्धारित करता है जिसे एमओसी आईसीएस द्वारा संसाधित किया जा रहा है।

आईसी 555 पीडब्लूएम नियंत्रक (शून्य वोल्टेज स्विचिंग) का उपयोग करना

इसका मतलब है, समायोजन करके पीडब्ल्यूएम पॉट 555 आईसी के साथ जुड़ा हुआ है एक प्रभावी रूप से प्रेरण मोटर की गति को नियंत्रित कर सकता है।

इसके पिन # 3 पर आउटपुट एक अलग कर्तव्य चक्र के साथ आता है जो बदले में आउटपुट triacs को तदनुसार स्विच करता है, जिसके परिणामस्वरूप या तो AC RMS मान बढ़ता है या समान घटता है।

व्यापक PWM के माध्यम से RMS बढ़ाना मोटर पर एक उच्च गति प्राप्त करने में सक्षम बनाता है, जबकि संकरा PWM के माध्यम से AC RMS को कम करने से विपरीत प्रभाव पैदा होता है, यही कारण है कि मोटर आनुपातिक रूप से धीमा हो जाता है।

उपरोक्त विशेषताओं को बहुत सटीक और सुरक्षा के साथ कार्यान्वित किया जाता है क्योंकि आईसी को कई आंतरिक परिष्कृत सुविधाओं के साथ सौंपा गया है, विशेष रूप से इसके लिए इरादा है ड्राइविंग triacs और भारी आगमनात्मक भार जैसे कि प्रेरण मोटर, सोलनॉइड, वाल्व, संपर्ककर्ता, ठोस राज्य रिले आदि।

आईसी डीसी चरण के लिए एक पूरी तरह से पृथक ऑपरेशन सुनिश्चित करता है जो उपयोगकर्ता को बिजली के झटके के डर के बिना समायोजन करने की अनुमति देता है।

सिद्धांत को कुशलतापूर्वक एकल चरण मोटर गति को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है, 3 के बजाय एक एकल एमओसी आईसी को नियोजित करके।

डिजाइन वास्तव में पर आधारित है समय आनुपातिक triac ड्राइव सिद्धांत। ऊपरी IC555 PWM सर्किट को उच्च आवृत्ति पर 50% कर्तव्य चक्र का उत्पादन करने के लिए समायोजित किया जा सकता है, जबकि संबंधित पॉट के समायोजन के माध्यम से प्रेरण मोटर के गति नियंत्रण संचालन को लागू करने के लिए कम PWM सर्किट का उपयोग किया जा सकता है।

इस 555 आईसी को ऊपरी आईसी 555 सर्किट की तुलना में अपेक्षाकृत कम आवृत्ति की सिफारिश की जाती है। यह लगभग 100nF पिन # 6/2 कैपेसिटर बढ़ाकर किया जा सकता है।

नोट: चरणबद्ध तरीके से श्रृंखलाओं में शामिल होने योग्य संधारित्रों को व्यवस्थित रूप से प्रणाली के गति नियंत्रण को नियंत्रित कर सकते हैं।

MOC3061 के लिए डेटशीट

उपरोक्त अवधारणा का उपयोग करते हुए तरंग और चरण नियंत्रण ग्रहण किया:

3-चरण इंडक्शन मोटर को नियंत्रित करने की उपरोक्त वर्णित विधि वास्तव में काफी क्रूड है क्योंकि यह है कोई वी / हर्ट्ज नियंत्रण नहीं ।

यह केवल मोटर पर एक औसत शक्ति का उत्पादन करने के लिए विभिन्न दरों पर मुख्य स्विच ऑन / ऑफ को नियोजित करता है और इस औसत एसी को मोटर में बदलकर गति को नियंत्रित करता है।

कल्पना कीजिए कि आप मोटर को 40 बार या 50 मिनट प्रति मिनट पर मैन्युअल रूप से चालू करते हैं। जिसके परिणामस्वरूप आपकी मोटर कुछ सापेक्ष औसत मूल्य तक धीमा हो जाएगी, फिर भी लगातार चलती रहेगी। उपरोक्त सिद्धांत उसी तरह से काम करता है।

एक अधिक तकनीकी दृष्टिकोण एक सर्किट डिजाइन करना है जो वी / हर्ट्ज अनुपात का एक उचित नियंत्रण सुनिश्चित करता है और स्वचालित रूप से स्लिप या किसी वोल्टेज उतार-चढ़ाव की गति के आधार पर इसे समायोजित करता है।

इसके लिए हम मूल रूप से निम्नलिखित चरणों को नियोजित करते हैं:

1. H- ब्रिज या फुल ब्रिज IGBT ड्राइवर सर्किट
2. फुल ब्रिज सर्किट को खिलाने के लिए 3-चरण जनरेटर स्टेज
3. V / Hz PWM प्रोसेसर

एक पूर्ण ब्रिज IGBT नियंत्रण सर्किट का उपयोग करना

यदि उपरोक्त triac आधारित डिज़ाइन की सेटिंग प्रक्रिया आपको चुनौतीपूर्ण लग रही है, तो निम्न पूर्ण-पुल PWM आधारित प्रेरण मोटर गति नियंत्रण की कोशिश की जा सकती है:

उपरोक्त आकृति में दिखाया गया सर्किट एकल चिप पूर्ण-पुल चालक का उपयोग करता है आईसी IRS2330 (नवीनतम संस्करण 6EDL04I06NT है) जिसमें एक सुरक्षित और एक आदर्श 3 चरण मोटर संचालन को पूरा करने के लिए सभी सुविधाएँ हैं।

IC को केवल आवश्यक 3 चरण दोलन आउटपुट उत्पन्न करने के लिए अपने HIN / LIN पिनआउट में एक सिंक्रनाइज़ 3 चरण लॉजिक इनपुट की आवश्यकता होती है, जिसका उपयोग अंततः पूर्ण पुल IGBT नेटवर्क और कनेक्टेड 3 चरण मोटर के संचालन के लिए किया जाता है।

गति नियंत्रण PWM इंजेक्शन 3 अलग-अलग आधे पुल एनपीएन / पीएनपी ड्राइवरों के चरणों के माध्यम से कार्यान्वित किया जाता है, जिसे आईसी 555 पीडब्लूएम जनरेटर से एसपीडब्ल्यूएम फीड के साथ नियंत्रित किया जाता है जैसा कि हमारे पिछले डिजाइनों में देखा गया है। यह PWM स्तर अंततः प्रेरण मोटर की गति को नियंत्रित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

इंडक्शन मोटर के लिए वास्तविक गति नियंत्रण विधि सीखने से पहले, आइए पहले समझते हैं कि स्वचालित कैसे है V / Hz नियंत्रण कुछ IC 555 सर्किट का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है, जैसा कि नीचे चर्चा की गई है

स्वचालित V / Hz PWM प्रोसेसर सर्किट (बंद लूप)

उपरोक्त अनुभागों में हमने उन डिज़ाइनों को सीखा जो इंडक्शन मोटर को उस दर पर जाने में मदद करेंगे जो निर्माता द्वारा निर्दिष्ट की गई है, लेकिन यह निरंतर V / Hz अनुपात के अनुसार समायोजित नहीं होगा जब तक कि निम्न PWM प्रोसेसर H के साथ एकीकृत नहीं होता है -Bridge PWM इनपुट फ़ीड।

उपरोक्त सर्किट एक सरल है PWM जनरेटर 555 IC के जोड़े का उपयोग करता है । IC1 पीडब्लूएम आवृत्ति उत्पन्न करता है जिसे R4 / C3 की मदद से IC2 के पिन # 6 पर त्रिकोण तरंगों में परिवर्तित किया जाता है।

इन त्रिभुज तरंगों की तुलना IC2 के पिन # 5 पर साइनवेव तरंग से की जाती है। इन नमूना तरंगों को 12V एसी रिपल में 3 चरण एसी मेन को सुधार कर प्राप्त किया जाता है और आवश्यक प्रसंस्करण के लिए IC2 के # 5 को पिन करने के लिए खिलाया जाता है।

दो तरंगों की तुलना करके, एक उचित आयाम एसपीडब्ल्यूएम उत्पन्न होता है IC2 के पिन # 3 पर, जो H- ब्रिज नेटवर्क के लिए ड्राइविंग PWM बन जाता है।

V / Hz सर्किट कैसे काम करता है

जब पॉवर को संधारित्र पर स्विच किया जाता है तो पिन # 5 पिन पर शून्य वोल्टेज प्रदान करके शुरू होता है # 5 जो सबसे कम SPW मान का कारण बनता है एच-ब्रिज सर्किट , जो बदले में एक धीमी क्रमिक नरम शुरुआत के साथ प्रेरण मोटर को शुरू करने में सक्षम बनाता है।

जैसे ही यह संधारित्र चार्ज होता है, पिन # 5 की क्षमता बढ़ जाती है जो आनुपातिक रूप से SPWM को बढ़ाती है और मोटर को धीरे-धीरे गति प्राप्त करने में सक्षम बनाती है।

हम एक टैकोमीटर प्रतिक्रिया सर्किट भी देख सकते हैं जो IC2 के पिन # 5 के साथ भी एकीकृत है।

इस टैकोमीटर रोटर गति या स्लिप गति पर नज़र रखता है और IC2 के पिन # 5 पर अतिरिक्त वोल्टेज उत्पन्न करता है।

अब चूंकि मोटर गति बढ़ जाती है, स्लिप गति स्टेटर आवृत्ति के साथ सिंक्रनाइज़ करने की कोशिश करती है और इस प्रक्रिया में यह गति प्राप्त करना शुरू कर देती है।

इंडक्शन स्लिप में यह वृद्धि टैकोमीटर वोल्टेज को आनुपातिक रूप से बढ़ाती है जिसके कारण IC2 में वृद्धि होती है SPWM आउटपुट और यह बदले में मोटर की गति को बढ़ाता है।

उपरोक्त समायोजन वी / हर्ट्ज अनुपात को काफी स्थिर स्तर तक बनाए रखने की कोशिश करता है जब तक कि ICW से SPWM आगे नहीं बढ़ पाता है।

इस बिंदु पर स्लिप गति और स्टेटर गति एक स्थिर-स्थिति का अधिग्रहण करती है और इसे तब तक बनाए रखा जाता है जब तक कि इनपुट वोल्टेज या स्लिप गति (लोड के कारण) को बदल नहीं दिया जाता है। यदि ये बदल जाते हैं तो V / Hz प्रोसेसर सर्किट फिर से क्रिया में आता है और इंडक्शन मोटर की गति की इष्टतम प्रतिक्रिया बनाए रखने के लिए अनुपात को समायोजित करना शुरू करता है।

टैकोमीटर

टैकोमीटर सर्किट निम्न सरल सर्किट का उपयोग करके सस्ते में भी बनाया जा सकता है और ऊपर वर्णित सर्किट चरणों के साथ एकीकृत किया जा सकता है:

स्पीड कंट्रोल कैसे लागू करें

उपर्युक्त पैराग्राफ में हमने स्वचालित विनियमन प्रक्रिया को समझा जो कि एक को एकीकृत करके प्राप्त की जा सकती है टैकोमीटर प्रतिक्रिया एक ऑटो SPWM नियंत्रक सर्किट को विनियमित करने के लिए।

अब आइए जानें कि फ्रीक्वेंसी को अलग करके इंडक्शन मोटर की गति को कैसे नियंत्रित किया जा सकता है, जो अंततः SPWM को सही V / Hz अनुपात को छोड़ने और बनाए रखने के लिए मजबूर करेगी।

निम्नलिखित चित्र गति नियंत्रण चरण बताते हैं:

यहां हम IC 4035 का उपयोग करते हुए एक 3-चरण जनरेटर सर्किट देख सकते हैं, जिसकी चरण पारी की आवृत्ति इसके पिन # 6 पर घड़ी इनपुट को अलग करके भिन्न हो सकती है।

3 चरण के संकेतों को 4049 आईसी गेटों पर आवश्यक एचआईएन के उत्पादन के लिए लागू किया जाता है, लिन पूर्ण-चालक चालक नेटवर्क के लिए फ़ीड करता है।

इसका तात्पर्य यह है कि आईसी 4035 की घड़ी की आवृत्ति में भिन्नता से, हम प्रभावी रूप से प्रेरण मोटर के ऑपरेटिंग 3-चरण आवृत्ति को बदल सकते हैं।

इसे एक साधारण IC 555 अस्टेबल सर्किट के माध्यम से कार्यान्वित किया जाता है, जो IC 4035 के पिन # 6 पर एक समायोज्य आवृत्ति को फीड करता है, और संलग्न 100K पॉट के माध्यम से आवृत्ति को समायोजित करने की अनुमति देता है। संधारित्र C को इस तरह से गणना करने की आवश्यकता है कि समायोज्य आवृत्ति रेंज कनेक्टेड इंडक्शन मोटर के सही विनिर्देश के भीतर आती है।

जब आवृत्ति पॉट विविध होता है, तो प्रेरण मोटर की प्रभावी आवृत्ति भी बदल जाती है, जो मोटर की गति को तदनुसार बदल देती है।

उदाहरण के लिए, जब आवृत्ति कम हो जाती है, तो मोटर की गति कम हो जाती है, जो बदले में टैकोमीटर आउटपुट को आनुपातिक रूप से कम करने का कारण बनता है।

टैकोमीटर आउटपुट में यह आनुपातिक कमी एसपीडब्ल्यूएम को संकीर्ण करने के लिए मजबूर करती है और इस प्रकार मोटर को वोल्टेज आउटपुट को आनुपातिक रूप से नीचे खींचती है।

बदले में यह क्रिया सुनिश्चित करती है कि आवृत्ति नियंत्रण के माध्यम से प्रेरण मोटर की गति को नियंत्रित करते समय वी / हर्ट्ज अनुपात बनाए रखा जाता है।

चेतावनी: उपरोक्त अवधारणा केवल सैद्धांतिक मान्यताओं पर डिज़ाइन की गई है, कृपया सावधानी से आगे बढ़ें।

यदि आपको इस 3-चरण प्रेरण मोटर गति नियंत्रक डिजाइन के बारे में कोई और संदेह है, तो आप अपनी टिप्पणियों के माध्यम से पोस्ट करने के लिए स्वागत करते हैं।