प्रेरण मोटर के लिए चर आवृत्ति ड्राइव

परिचय

एकल-चरण प्रेरण मोटर्स का बड़े पैमाने पर उपकरणों और औद्योगिक नियंत्रण में उपयोग किया जाता है। स्थायी स्प्लिट कैपेसिटर (PSC) सिंगल-फेज इंडक्शन मोटर इस प्रकार की सबसे सरल और सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली मोटर है।

डिजाइन के अनुसार, पीएससी मोटर्स यूनिडायरेक्शनल हैं, जिसका अर्थ है कि उन्हें एक दिशा में घुमाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। अतिरिक्त विंडिंग, और बाहरी रिले और स्विच को जोड़कर या गियर तंत्र का उपयोग करके, रोटेशन की दिशा को बदला जा सकता है। इस विचार में, हम PIC16F72 माइक्रोकंट्रोलर और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग करके दोनों दिशाओं में PSC मोटर की गति को नियंत्रित करने के तरीके पर विस्तार से चर्चा करेंगे।

PIC16F72 माइक्रोकंट्रोलर को इसलिए चुना गया क्योंकि यह अपने पोर्टफोलियो में सबसे सरल और कम लागत वाले सामान्य-उद्देश्य वाले माइक्रोकंट्रोलर माइक्रोचिप में से एक है। भले ही इसमें हार्डवेयर पीडब्लूएम नहीं है, डेड-बैंड डालने के साथ पूरक पीडब्लूएम आउटपुट ड्राइव करने के लिए, सभी पीडब्लूएम सामान्य रूप से आउटपुट पिंस में टाइमर और आउटपुट का उपयोग करके फर्मवेयर में उत्पन्न होते हैं।

चर आवृत्ति ड्राइव क्या है?

वेरिएबल फ्रिक्वेंसी ड्राइव या वीएफडी वह तरीका है जो एसी सप्लाई वोल्टेज की अलग-अलग आवृत्ति को लागू करके इंडक्शन मोटर की गति को नियंत्रित करने में सक्षम बनाता है। आउटपुट एसी आवृत्ति को नियंत्रित करके, आवश्यकताओं के आधार पर मोटर को विभिन्न गति से चलाना संभव है। ये समायोज्य गति ड्राइव हैं जो बड़े पैमाने पर औद्योगिक अनुप्रयोगों जैसे पंप, वेंटिलेशन सिस्टम, लिफ्ट, मशीन टूल ड्राइव आदि में उपयोग की जाती हैं। यह अनिवार्य रूप से एक ऊर्जा-बचत प्रणाली है। इसलिए पहली आवश्यकता VFD के लिए विभिन्न आवृत्तियों के साथ एक साइन लहर उत्पन्न करना है।

वीएफडी में क्या तकनीक अपनाई जाती है?

यह ऐसी प्रणाली है जो आवश्यकताओं के अनुसार मोटर की गति को नियंत्रित करने के लिए अलग-अलग आवृत्ति के साथ एसी आउटपुट देती है। सिंगल फेज वैरिएबल फ्रिक्वेंसी इनवर्टर अधिक आम हैं क्योंकि ज्यादातर डिवाइस सिंगल-फेज एसी की आपूर्ति में काम कर रहे हैं। इसमें 230/110 वोल्ट एसी को लगभग 300/150 वोल्ट डीसी में बदलने के लिए एक पूर्ण-लहर पुल सुधारक शामिल है। ब्रिज रेक्टिफायर से आउटपुट DC को AC के रिपल को हटाने के लिए हाई-वैल्यू स्मूदिंग कैपेसिटर द्वारा स्मूथ किया जाता है। यह निश्चित वोल्टेज DC तब MOSFET (मेटल ऑक्साइड फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर) / IGBT (आइसोलेटेड गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर) ट्रांजिस्टर से बनने वाली फ्रीक्वेंसी जेनरेटिंग सर्किट को खिलाया जाता है। यह MOSFET / IGBT सर्किट डीसी को प्राप्त करता है और डिवाइस की गति को नियंत्रित करने के लिए इसे चर आवृत्ति के साथ AC में परिवर्तित करता है।

आवृत्ति परिवर्तन इलेक्ट्रॉनिक सर्किट या माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है। यह सर्किट MOSFET / IGBT सर्किट के गेट ड्राइव पर लागू वोल्टेज (PWM) की आवृत्ति को बदलता है। इस प्रकार आउटपुट में भिन्न आवृत्ति की एसी वोल्टेज दिखाई देती है। माइक्रोकंट्रोलर को ज़रूरत के अनुसार आउटपुट की आवृत्ति को बदलने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है।

VFD प्रणाली:

वेरिएबल फ़्रीक्वेंसी डिवाइस में एसी मोटर, कंट्रोलर और ऑपरेटिंग इंटरफ़ेस जैसे तीन भाग होते हैं।

वीएफडी में उपयोग की जाने वाली एसी मोटर आमतौर पर एकल-चरण होते हुए भी तीन-चरण प्रेरण मोटर है यन्त्र कुछ प्रणालियों में उपयोग किया जाता है। फिक्स्ड-स्पीड ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन किए गए मोटर्स आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं, लेकिन कुछ मोटर डिज़ाइन मानक डिज़ाइन की तुलना में वीएफडी में बेहतर प्रदर्शन करते हैं।

नियंत्रक भाग एसी को डीसी में परिवर्तित करने और फिर साइन वेव एसी के लिए ठोस इलेक्ट्रॉनिक पावर कनवर्टर सर्किट है। पहला भाग एसी से डीसी कनवर्टर सेक्शन है जिसमें फुल-वेव रेक्टिफायर ब्रिज होता है जो आमतौर पर तीन फेज / सिंगल फेज फुल वेव ब्रिज होता है। यह डीसी मध्यवर्ती फिर इन्वर्टर स्विचिंग सर्किट का उपयोग करके अर्ध साइन वेव एसी में परिवर्तित हो जाता है। यहाँ MOSFET / IGBT ट्रांजिस्टर का उपयोग DC से AC में करने के लिए किया जाता है।

इन्वर्टर सेक्शन डीसी को तीन-चरण मोटर चलाने के लिए एसी के तीन चैनलों में परिवर्तित करता है। कंट्रोलर सेक्शन को बेहतर पावर फैक्टर, कम हार्मोनिक डिस्टॉर्शन और इनपुट एसी ट्रांसजेंडर्स को कम सेंसिटिविटी देने के लिए भी डिजाइन किया जा सकता है।

वोल्ट / हर्ट्ज नियंत्रण:

नियंत्रक सर्किट प्रति एसीटी की आवृत्ति को वोल्टेज के माध्यम से मोटर को हर्ट्ज कंट्रोल विधि से नियंत्रित करता है। एसी मोटर को वेरिएबल एप्लाइड वोल्टेज की आवश्यकता होती है, जब आवृत्ति निर्दिष्ट टॉर्क देने के लिए बदलती है। उदाहरण के लिए, यदि मोटर 50 हर्ट्ज पर 440 वोल्ट में काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, तो मोटर पर लागू एसी को घटकर आधा (220 वोल्ट) होना चाहिए, जब आवृत्ति आधे (25 हर्ट्ज) में बदल जाती है। यह विनियमन वोल्ट / हर्ट्ज पर आधारित है। उपरोक्त मामले में, अनुपात 440/50 = 8.8 V / Hz है।

अन्य वोल्टेज नियंत्रित करने के तरीके:

वोल्ट / हर्ट्ज नियंत्रित करने के अलावा, डायरेक्ट टॉर्क कंट्रोल या डीटीसी जैसे अधिक उन्नत तरीके, अंतरिक्ष वेक्टर पल्स चौड़ाई मॉडुलन (SVPWM) , आदि का उपयोग मोटर की गति को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। मोटर में वोल्टेज को नियंत्रित करके, चुंबकीय प्रवाह और टोक़ को ठीक से नियंत्रित किया जा सकता है। पीडब्लूएम विधि में, इन्वर्टर स्विच स्यूसु सिनोसाइडल विद पल्स ड्यूरेशन के साथ संकीर्ण दालों की एक श्रृंखला के माध्यम से एक अर्ध साइन लहर उत्पन्न करते हैं।

ऑपरेटिंग इंटरफ़ेस:

यह खंड उपयोगकर्ता को मोटर को शुरू / बंद करने और गति को समायोजित करने की अनुमति देता है। अन्य सुविधाओं में मोटर रिवर्सलिंग, मैनुअल और ऑटोमैटिक स्पीड कंट्रोल के बीच स्विच करना आदि शामिल हैं। ऑपरेटिंग इंटरफ़ेस में एक पैनल होता है जिसमें डिस्प्ले या इंडिकेटर्स और मोटर की गति दिखाने के लिए मीटर होते हैं, वोल्टेज लगाया जाता है, आदि कीपैड स्विच का एक सेट आमतौर पर प्रदान किया जाता है। सिस्टम को नियंत्रित करने के लिए।

इनबिल्ट -Soft प्रारंभ:

एक साधारण इंडक्शन मोटर में, एक एसी स्विच का उपयोग करने पर स्विच किया जाता है, खींचा गया मूल्य रेटेड मूल्य की तुलना में बहुत अधिक है और मोटर की पूर्ण गति प्राप्त करने के लिए लोड के बढ़ते त्वरण के साथ बढ़ सकता है।

दूसरी ओर VFD नियंत्रित मोटर में, आरंभ में कम आवृत्ति पर कम वोल्टेज लगाया जाता है। यह आवृत्ति और वोल्टेज लोड को तेज करने के लिए एक नियंत्रित दर से बढ़ता है। यह मोटर के रेटेड मूल्य की तुलना में लगभग अधिक टोक़ विकसित करता है।

VFD मोटर कम्यूटेशन :

आवृत्ति और लागू वोल्टेज को पहले एक नियंत्रित स्तर तक कम किया जाता है और फिर घटने तक रखा जाता है जब तक कि यह शून्य न हो जाए और मोटर बंद हो जाए।

सिंगल फेज इंडक्शन मोटर की गति को नियंत्रित करने के लिए एप्लीकेशन सर्किट

जहां तक ​​पावर सर्किट और कंट्रोल सर्किट का संबंध है, दृष्टिकोण अपेक्षाकृत आसान है। इनपुट पक्ष पर, वोल्टेज ड्यूलर्स का उपयोग किया जाता है और आउटपुट पक्ष पर एच-ब्रिज, या 2-चरण इन्वर्टर का उपयोग किया जाता है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। मुख्य और स्टार्ट वाइंडिंग का एक छोर प्रत्येक आधे-पुल और से जुड़ा हुआ है अन्य छोर एसी बिजली की आपूर्ति के तटस्थ बिंदु से जुड़े हैं।

नियंत्रण सर्किट को पूरक आउटपुट के बीच पर्याप्त डेड बैंड के साथ दो पूरक जोड़े के साथ चार पीडब्लूएम की आवश्यकता होती है। PWM मृत बैंड PWM0-PWM1 और PWM2-PWM3 हैं। PIC16F72 पीडब्लूएम को हार्डवेयर में डिज़ाइन नहीं करता है जिस तरह से हमें ज़रूरत होती है। VF के बारे में, डीसी बस आवृत्ति और आयाम को अलग करके संश्लेषित किया जाता है। यह दो साइन वोल्टेज को चरण से बाहर कर देगा।

यदि मुख्य विंडिंग पर लगाया गया वोल्टेज स्टार्ट वाइंडिंग को 90 डिग्री से कम कर देता है, तो मोटर एक (यानी, फॉरवर्ड) दिशा में चलता है। यदि हम रोटेशन की दिशा बदलना चाहते हैं तो मुख्य वाइंडिंग पर लागू वोल्टेज स्टार्ट वाइंडिंग का संचालन करना है।

मुझे उम्मीद है कि आपको उपरोक्त लेख से प्रेरण मोटर के लिए चर आवृत्ति ड्राइव के बारे में एक विचार मिला है। इसलिए यदि आपके पास इस अवधारणा या विद्युत और पर कोई प्रश्न हैं इलेक्ट्रॉनिक परियोजना कृपया नीचे टिप्पणी अनुभाग छोड़ें।