सर्वो वोल्टेज स्टेबलाइजर

सर्वो वोल्टेज स्टेबलाइजर

सर्वो को वोल्टेज स्टेबलाइजर एक बंद-लूप नियंत्रण तंत्र है जो असंतुलित परिस्थितियों के कारण इनपुट में उतार-चढ़ाव के बावजूद संतुलित 3 या एकल-चरण वोल्टेज आउटपुट को बनाए रखने का कार्य करता है। अधिकांश औद्योगिक भार 3 चरण प्रेरण मोटर भार हैं और एक वास्तविक कारखाने के वातावरण में, 3 चरणों में वोल्टेज शायद ही कभी संतुलित होता है। उदाहरण के लिए कहें कि यदि मापा वोल्टेज 420, 430 और 440V हैं, तो औसत 430V है और विचलन 10V है।

असंतुलन का प्रतिशत किसके द्वारा दिया जाता है

(10V X 100) / 430V = 2.3% यह देखा गया है कि 1% वोल्टेज असंतुलित होने से मोटर की हानि 5% बढ़ जाएगी।

इस प्रकार वोल्टेज असंतुलन मोटर के नुकसान को 2% से 90% तक बढ़ा सकता है और इसलिए तापमान भी अत्यधिक मात्रा में बढ़ जाता है जिसके परिणामस्वरूप नुकसान और कम हो जाता है। इसलिए सभी 3 चरणों में एक संतुलित आउटपुट वोल्टेज बनाए रखने के लिए एक परियोजना शुरू करने का प्रस्ताव है।

सिंगल फेज़:

यह ए.सी. वोल्टेज के वेक्टर जोड़ के सिद्धांत पर आधारित है, बक-बूस्ट ट्रांसफार्मर (टी) नामक ट्रांसफार्मर का उपयोग करके वांछित आउटपुट प्राप्त करने के लिए, जिनमें से माध्यमिक इनपुट वोल्टेज के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है। उसी के प्राथमिक को मोटर माउंटेड वेरिएबल ट्रांसफार्मर (आर) से खिलाया जाता है। प्राथमिक से माध्यमिक वोल्टेज के अनुपात के आधार पर, द्वितीयक का प्रेरित वोल्टेज या तो चरण में या चरण के आधार पर बाहर आता है वोल्टेज में उतार-चढ़ाव । चर ट्रांसफार्मर आमतौर पर इनपुट आपूर्ति से दोनों छोरों पर खिलाया जाता है, जबकि लगभग 20% घुमावदार टैपिंग को बक-बूस्ट ट्रांसफार्मर के प्राथमिक के लिए एक निश्चित बिंदु के रूप में लिया जाता है। इसलिए, ऑटो-ट्रांसफार्मर का चर बिंदु, चरण वोल्टेज से 20% वितरित करने में सक्षम है, जिसका उपयोग बॉकिंग ऑपरेशन के लिए किया जाता है, जबकि 80% इनपुट वोल्टेज के साथ चरण में होता है और संचालन को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है। वेरिएबल ट्रांसफॉर्मर के वाइपर मूवमेंट को आउटपुट वोल्टेज को कंट्रोल सर्किट में सेंसेट करके नियंत्रित किया जाता है, जो अपने स्प्लिट फेज वाइंडिंग के लिए TRIAC की एक जोड़ी के माध्यम से सिंक्रोनस मोटर के रोटेशन की दिशा तय करता है।

3 चरण संतुलित इनपुट सुधार:

कम क्षमता के ऑपरेशन के लिए 10KVA के बारे में कहें, तो वर्तमान में यह देखा गया है कि चर ट्रांसफार्मर पर बक-बूस्ट ट्रांसफार्मर को नष्ट करने के लिए एक डबल घाव वैरिएक का उपयोग किया जाता है। यह एक वैरिएक के वाइपर आंदोलन को 250 डिग्री तक सीमित कर देता है क्योंकि शेष का उपयोग माध्यमिक वाइंडिंग के लिए किया जाता है। हालांकि यह प्रणाली को किफायती बनाता है, लेकिन इसकी विश्वसनीयता के मामले में गंभीर कमियां हैं। उद्योग मानक इस तरह के संयोजन को कभी स्वीकार नहीं करता है। यथोचित संतुलित इनपुट वोल्टेज के क्षेत्रों में, तीन चरण के सर्वो-नियंत्रित सुधारकों का उपयोग स्थिर उत्पादन के लिए भी किया जाता है, जबकि एक सिंगल-फेज वैरिएक का उपयोग एक सिंक्रोनस मोटर द्वारा किया जाता है और सिंगल कंट्रोल कार्ड तीन में से दो-चरण वोल्टेज को संवेदन करता है। यह बहुत अधिक किफायती और उपयोगी है यदि इनपुट चरणों को यथोचित रूप से संतुलित किया जाता है। इसका दोष यह है कि गंभीर असंतुलित होने पर आउटपुट आनुपातिक रूप से असंतुलित हो जाता है।

3 चरण असंतुलित इनपुट सुधार:

तीन श्रृंखला ट्रांसफार्मर (टी 1, टी 2, टी 3), जिनमें से प्रत्येक का उपयोग किया जाता है, प्रत्येक चरण में एक, जो या तो इनपुट सप्लाई वोल्टेज से वोल्टेज को जोड़ता है या घटाता है, प्रत्येक चरण में निरंतर वोल्टेज देने के लिए जिससे असंतुलित इनपुट से संतुलित आउटपुट होता है। श्रृंखला ट्रांसफार्मर के प्राथमिक का इनपुट प्रत्येक चरण से प्रत्येक चर ऑटोट्रांसफॉर्मर (वैरिएक) (आर 1, आर 2, आर 3) से खिलाया जाता है, जिनके प्रत्येक वाइपर को एक एसी स्प्लिट चरण (2 कॉइल) सिंक्रोनस मोटर (एम 1, एम 2) से जोड़ा जाता है। एम 3)। मोटर अपने प्रत्येक कॉइल्स के लिए thyristor स्विचिंग के माध्यम से क्लॉकवाइज या एंटी-क्लॉकवाइज रोटेशन के माध्यम से प्रत्येक के लिए एसी सप्लाई प्राप्त करता है, जो कि वैरिएबल से श्रृंखला ट्रांसफार्मर के प्राथमिक, चरण या चरण में या तो, अतिरिक्त या उप प्रदर्शन करने के लिए वांछित आउटपुट वोल्टेज को सक्षम करने के लिए है आउटपुट पर एक स्थिर और संतुलित वोल्टेज बनाए रखने के लिए श्रृंखला ट्रांसफार्मर के माध्यमिक में आवश्यक है। आउटपुट सर्किट से कंट्रोल सर्किट (C1, C2, C3) के फीडबैक की तुलना एक निश्चित रेफरेंस वोल्टेज के साथ की जाती है, जो ऑप-एम्प्स से बने लेवल कंप्रेशर्स द्वारा अंततः मोटर को एक्टिवेट करने की आवश्यकता के अनुसार TRIAC को ट्रिगर करता है।

इस योजना में मुख्य रूप से एक नियंत्रण सर्किट शामिल है, प्रत्येक चरण के लिए एक श्रृंखला ट्रांसफार्मर के प्राथमिक रूप से खिलाने वाले 1single चरण सर्वो इंडक्शन मोटर को जोड़ा गया है।

• कंट्रोल सर्किट जिसमें ट्रांजिस्टर और वाय आरएमएस एरर सिग्नल वोल्टेज प्रवर्धन के आसपास एक विंडो तुलनित्र शामिल होता है, आईसी 741 द्वारा मल्टीमिम में धांधली की जाती है और इसे विभिन्न इनपुट ऑपरेटिंग परिस्थितियों के लिए सिम्युलेटेड किया जाता है जिससे टीआरआईएसी की फायरिंग सुनिश्चित होती है जो कैपेसिटर चरण-शिफ्ट इंडक्शन मोटर को संचालित करने के लिए दिशा की आवश्यकता होती है जो कि वियाक वाइपर के रोटेशन को नियंत्रित करता है।
• वोल्टेज में उतार-चढ़ाव, श्रृंखला ट्रांसफार्मर और नियंत्रण ट्रांसफार्मर के अधिकतम और न्यूनतम मूल्यों के आधार पर, परियोजना में उपयोग के लिए समान उपयोग करने से पहले व्यावसायिक रूप से उपलब्ध लोहे के कोर और सुपर एनामेल्ड तांबे के तार के आकार से मेल खाते मानक सूत्र का उपयोग करके डिज़ाइन किया गया है।

प्रौद्योगिकी:

एक संतुलित 3 चरण बिजली प्रणाली में, सभी वोल्टेज और धाराओं में समान आयाम होते हैं और एक दूसरे से 120 डिग्री तक चरण-स्थानांतरित होते हैं। हालांकि, यह व्यावहारिक रूप से संभव नहीं है क्योंकि असंतुलित वोल्टेज के परिणामस्वरूप उपकरण और विद्युत वितरण प्रणाली पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ सकता है।

असंतुलित स्थितियों के तहत, वितरण प्रणाली अधिक नुकसान और हीटिंग प्रभाव पैदा करेगी, और कम स्थिर होगी। वोल्टेज असंतुलन का प्रभाव उपकरण जैसे प्रेरण मोटर्स, बिजली इलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टर्स और समायोज्य गति ड्राइव (एएसडी) के लिए भी हानिकारक हो सकता है। तीन-चरण मोटर के साथ वोल्टेज असंतुलन का एक अपेक्षाकृत छोटा प्रतिशत मोटर घाटे में उल्लेखनीय वृद्धि करता है, जो दक्षता में कमी को भी पूरा करता है। वोल्टेज असंतुलित होने के कारण खोई मोटर वाट क्षमता को कम करके कई अनुप्रयोगों में ऊर्जा लागत को कम किया जा सकता है।

प्रतिशत वोल्टेज असंतुलन औसत वोल्टेज द्वारा विभाजित औसत वोल्टेज से लाइन वोल्टेज के 100 गुना विचलन के रूप में एनईएमए द्वारा परिभाषित किया गया है। यदि मापा वोल्टेज 420, 430 और 440V हैं, तो औसत 430V है और विचलन 10V है।

प्रतिशत असंतुलन द्वारा दिया जाता है (10V * 100 / 430V) = 2.3%

इस प्रकार 1% वोल्टेज असंतुलित होने से मोटर की हानि 5% बढ़ जाएगी।

इसलिए असंतुलन एक गंभीर बिजली की गुणवत्ता की समस्या है, जो मुख्य रूप से कम वोल्टेज वितरण प्रणालियों को प्रभावित करती है और इसलिए इस परियोजना में प्रस्तावित है कि हर चरण में परिमाण के संबंध में संतुलित वोल्टेज बनाए रखा जाए, इस प्रकार संतुलित लाइन वोल्टेज बनाए रखा जाए।

परिचय:

ए.सी. वोल्टेज स्टेबलाइजर्स एक स्थिर ए.सी. आने वाले मुख्य उतार-चढ़ाव से आपूर्ति। वे इलेक्ट्रिकल, इलेक्ट्रॉनिक और कई अन्य उद्योगों, अनुसंधान संस्थानों परीक्षण प्रयोगशालाओं, शैक्षिक संस्थानों आदि के हर क्षेत्र में आवेदन पाते हैं।

असंतुलित क्या है:

असंतुलित स्थिति उस स्थिति को संदर्भित करती है जब 3 चरण वोल्टेज और धाराओं में समान आयाम नहीं होता है और न ही समान चरण शिफ्ट।

यदि या तो या इन दोनों शर्तों को पूरा नहीं किया जाता है, तो सिस्टम को असंतुलित या विषम कहा जाता है। (इस पाठ में, यह स्पष्ट रूप से माना गया है कि तरंग साइनसॉइडल हैं और इस प्रकार हार्मोनिक्स शामिल नहीं हैं।)

असंतुलन के कारण:

सिस्टम ऑपरेटर वितरण ग्रिड और ग्राहक के आंतरिक नेटवर्क के बीच पीसीसी पर एक संतुलित सिस्टम वोल्टेज प्रदान करने का प्रयास करता है।

तीन-चरण प्रणाली में आउटपुट वोल्टेज जनरेटर के आउटपुट वोल्टेज, सिस्टम की प्रतिबाधा और लोड वर्तमान पर निर्भर करता है।

हालाँकि, चूंकि ज्यादातर तुल्यकालिक जनरेटर का उपयोग किया जाता है, इसलिए उत्पन्न वोल्टेज अत्यधिक सममित हैं और इसलिए जनरेटर असंतुलित होने का कारण नहीं हो सकते हैं। कम वोल्टेज के स्तर पर कनेक्शन में आमतौर पर उच्च प्रतिबाधा होती है जो संभावित रूप से बड़े वोल्टेज असंतुलन की ओर ले जाती है। सिस्टम घटकों का प्रतिबाधा ओवरहेड लाइनों के विन्यास से प्रभावित होता है।

वोल्टेज असंतुलन के परिणाम:

असंतुलित होने के लिए विद्युत उपकरणों की संवेदनशीलता एक उपकरण से दूसरे उपकरण में भिन्न होती है। सबसे आम समस्याओं का एक संक्षिप्त अवलोकन नीचे दिया गया है:

(ए) प्रेरण मशीनों:

ये ए.सी. आंतरिक रूप से प्रेरित घूर्णन चुंबकीय क्षेत्रों के साथ तुल्यकालिक मशीनें, जिनकी परिमाण सीधे और / या उलटा घटकों के आयाम के समानुपाती होती है। इसलिए असंतुलित आपूर्ति के मामले में, घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र परिपत्र के बजाय अण्डाकार हो जाता है। इस प्रकार प्रेरण मशीनें मुख्य रूप से वोल्टेज असंतुलित होने के कारण तीन प्रकार की समस्याओं का सामना करती हैं

1. सबसे पहले, मशीन अपने पूर्ण टोक़ का उत्पादन नहीं कर सकती क्योंकि नकारात्मक अनुक्रम प्रणाली के विपरीत घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र एक नकारात्मक ब्रेकिंग टोक़ पैदा करता है जिसे सामान्य घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र से जुड़े आधार टोक़ से घटाया जाना होता है। निम्नलिखित आंकड़ा असंतुलित आपूर्ति के तहत एक प्रेरण मशीन के विभिन्न टोक़ पर्ची विशेषताओं को दर्शाता है

2. दूसरे, डबल सिस्टम आवृत्ति पर प्रेरित टॉर्क घटकों के कारण बीयरिंग को यांत्रिक क्षति हो सकती है।

3. अंत में, स्टेटर और, विशेष रूप से, रोटर को अत्यधिक गरम किया जाता है, संभवतः तेज थर्मल उम्र बढ़ने के लिए अग्रणी। यह गर्मी तेजी से घूर्णन (सापेक्ष अर्थ में) के कारण महत्वपूर्ण धाराओं के प्रेरण के कारण होती है, जैसा कि रोटर द्वारा देखा जाता है। इस अतिरिक्त हीटिंग से निपटने में सक्षम होने के लिए, मोटर को डी-रेटेड होना चाहिए, जिसे स्थापित करने के लिए एक बड़ी बिजली रेटिंग की मशीन की आवश्यकता हो सकती है।

तकनीकी-आर्थिक:

वोल्टेज असंतुलन समयपूर्व मोटर की विफलता का कारण बन सकता है, जो न केवल सिस्टम को बंद करने की अनिर्धारित करता है, बल्कि महान आर्थिक नुकसान का कारण भी बनता है।

मोटर्स पर निम्न और उच्च वोल्टेज के प्रभाव और संबंधित प्रदर्शन में बदलाव की उम्मीद की जा सकती है, जब हम नेमप्लेट पर उल्लिखित उन लोगों के अलावा अन्य वोल्टेज का उपयोग करते हैं:

कम वोल्टेज के प्रभाव:

जब एक मोटर नेमप्लेट रेटिंग के नीचे वोल्टेज के अधीन होती है, तो मोटर की कुछ विशेषताओं में थोड़ा बदलाव आएगा और अन्य नाटकीय रूप से बदल जाएंगे।

एक निश्चित मात्रा में भार के लिए रेखा से खींची गई शक्ति को निर्धारित करना होता है।

मोटर द्वारा खींची जाने वाली शक्ति की मात्रा में वोल्टेज से लेकर करंट (amps) तक का मोटा सहसंबंध होता है।

बिजली की समान मात्रा रखने के लिए, यदि आपूर्ति वोल्टेज कम है, तो वर्तमान में वृद्धि मुआवजे के रूप में कार्य करती है। हालांकि, यह खतरनाक है क्योंकि उच्च धारा मोटर में अधिक गर्मी पैदा करती है, जो अंततः मोटर को नष्ट कर देती है।

इस प्रकार लो वोल्टेज लगाने के नुकसान मोटर की ओवरहीटिंग है और मोटर क्षतिग्रस्त हो जाती है।

लागू वोल्टेज के आधार पर शुरुआती टॉर्क, पुल-अप टॉर्क और प्रमुख लोड (इंडक्शन मोटर्स) का पुलआउट टॉर्क।

आम तौर पर, वोल्टेज रेटिंग से 10% की कमी से कम शुरुआती टॉर्क बन सकता है, पुल अप हो सकता है और टॉर्क बाहर खींच सकता है।

उच्च वोल्टेज के प्रभाव:

उच्च वोल्टेज मैग्नेट को संतृप्ति में पैदा कर सकता है, जिससे मोटर लोहे को चुंबकित करने के लिए अत्यधिक धारा खींचता है। इस प्रकार उच्च वोल्टेज भी नुकसान पहुंचा सकता है। उच्च वोल्टेज बिजली के कारक को भी कम करता है, जिससे नुकसान बढ़ता है।

मोटर्स डिजाइन वोल्टेज के ऊपर वोल्टेज में कुछ संशोधनों को बर्दाश्त करेंगे। जब डिजाइन वोल्टेज के ऊपर के छोरों के कारण वर्तमान में हीटिंग में परिवर्तन और मोटर जीवनकाल में कमी होगी।

वोल्टेज की संवेदनशीलता न केवल मोटर्स बल्कि अन्य उपकरणों को भी प्रभावित करती है। रिले और स्टार्टर्स में पाए जाने वाले सोलनॉइड्स और कॉइल लो वोल्टेज को हाई वोल्टेज करने से बेहतर तरीके से सहन करते हैं। अन्य उदाहरण फ्लोरोसेंट, पारा और उच्च दबाव सोडियम प्रकाश जुड़नार और ट्रांसफार्मर और तापदीप्त लैंप में रोड़े हैं।

कुल मिलाकर, यह उपकरण के लिए बेहतर है यदि हम आने वाले ट्रांसफार्मर पर नल को बदलने के लिए संयंत्र के फर्श पर वोल्टेज को उपकरण रेटिंग के करीब कुछ करने के लिए अनुकूलित करते हैं, जो कि परियोजना में वोल्टेज स्थिरीकरण की प्रस्तावित अवधारणा के पीछे मुख्य अवधारणा है।

आपूर्ति वोल्टेज तय करने के लिए नियम

• बड़ी मोटरों की तुलना में छोटी मोटरें अधिक वोल्टेज और संतृप्ति के प्रति अधिक संवेदनशील होती हैं।
• 3-चरण मोटर्स की तुलना में एकल-चरण मोटर्स ओवर-वोल्टेज के लिए अधिक संवेदनशील होते हैं।
• यू-फ्रेम मोटर्स टी-फ्रेम की तुलना में अधिक वोल्टेज के लिए कम संवेदनशील हैं।
• प्रीमियम दक्षता सुपर-ई मोटर्स मानक दक्षता मोटर्स की तुलना में अधिक वोल्टेज के लिए कम संवेदनशील हैं।
• 6- और 8-पोल डिजाइन की तुलना में 2 और 4-पोल मोटर्स की उच्च वोल्टेज से कम प्रभावित होते हैं।
• ओवरवॉल्टेज हल्के भरे हुए मोटरों पर भी एम्परेज और तापमान बढ़ा सकते हैं
• दक्षता भी प्रभावित होती है क्योंकि यह कम या उच्च वोल्टेज के साथ कम हो जाती है
• उच्च वोल्टेज के साथ पावर फैक्टर कम हो जाता है।
• उच्च वोल्टेज के साथ दबाव वर्तमान बढ़ता है।

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