ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર શું છે, મુખ્ય પ્રકારો અને ઓપરેશનનું સિદ્ધાંત શું છે

વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં સ્ત્રોત વર્તમાનની આવર્તનને એડજસ્ટેબલ ફ્રીક્વન્સીના વોલ્ટેજમાં રૂપાંતરિત કરવાની જરૂર પડી શકે છે. આ જરૂરી છે, ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે અસુમેળ મોટર્સને તેમની પરિભ્રમણની ગતિ બદલવા માટે ચલાવતી વખતે. આ લેખ ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરના હેતુ અને સિદ્ધાંતની ચર્ચા કરશે.

ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર શું છે

ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર (એફસી) - એક વિદ્યુત ઉપકરણ છે, જે 1 થી 800 હર્ટ્ઝની આવર્તન સાથે સમાન પ્રકારના વર્તમાનમાં 50 હર્ટ્ઝની આવર્તન સાથે સિંગલ-ફેઝ અથવા ત્રણ-તબક્કાના વૈકલ્પિક પ્રવાહને કન્વર્ટ કરે છે અને સરળતાથી નિયંત્રિત કરે છે. આવા ઉપકરણોનો ઉપયોગ વિવિધ અસુમેળ-પ્રકારના ઇલેક્ટ્રિકલ મશીનોના સંચાલનને નિયંત્રિત કરવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, તેમની ઝડપ બદલવા માટે. ઔદ્યોગિક ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ નેટવર્ક્સમાં ઉપયોગ માટે ઉપકરણો પણ છે.

સરળ કન્વર્ટર V/f લાક્ષણિકતા અનુસાર આવર્તન અને વોલ્ટેજને નિયંત્રિત કરે છે, જટિલ ઉપકરણો વેક્ટર નિયંત્રણનો ઉપયોગ કરે છે.

ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર એ તકનીકી રીતે જટિલ ઉપકરણ છે અને તેમાં માત્ર ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર જ નથી, પરંતુ તેમાં ઓવરકરન્ટ, ઓવરવોલ્ટેજ અને શોર્ટ-સર્કિટ પ્રોટેક્શન પણ છે.આવા સાધનોમાં સિગ્નલના આકારને સુધારવા અને વિવિધ વિદ્યુતચુંબકીય દખલને ઘટાડવા માટે ફિલ્ટર્સ પણ હોઈ શકે છે. ઇલેક્ટ્રોનિક કન્વર્ટર તેમજ ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ઉપકરણો વચ્ચે તફાવત કરવામાં આવે છે.

ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરના સંચાલનનો સિદ્ધાંત

ઇલેક્ટ્રોનિક કન્વર્ટરમાં કેટલાક મુખ્ય ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે: રેક્ટિફાયર, ફિલ્ટર, માઇક્રોપ્રોસેસર અને ઇન્વર્ટર.

રેક્ટિફાયર ડાયોડ અથવા થાઇરિસ્ટોર્સનું બંડલ છે, જે કન્વર્ટરના ઇનપુટ પર પ્રારંભિક પ્રવાહને સુધારે છે. ડાયોડ ઇન્વર્ટર લહેરિયાંની સંપૂર્ણ ગેરહાજરી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, તે સસ્તું છે, પરંતુ વિશ્વસનીય ઉપકરણો છે. થાઇરિસ્ટર-આધારિત ઇન્વર્ટર વર્તમાનને બંને દિશામાં વહેવા દે છે અને જ્યારે મોટરને બ્રેક લગાવવામાં આવે છે ત્યારે વિદ્યુત ઊર્જાને ગ્રીડમાં પરત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

ફિલ્ટર કરો થાઇરિસ્ટર ઉપકરણોમાં વોલ્ટેજ લહેરિયાંને ઘટાડવા અથવા દૂર કરવા માટે વપરાય છે. સ્મૂથિંગ કેપેસિટીવ અથવા ઇન્ડક્ટિવ-કેપેસિટીવ ફિલ્ટર્સ સાથે કરવામાં આવે છે.

માઇક્રોપ્રોસેસર - ઇન્વર્ટરનું નિયંત્રણ અને મૂલ્યાંકન એકમ છે. તે ઇન્વર્ટરમાંથી આઉટપુટ સિગ્નલને ઇન્ટિગ્રેટેડ PID કંટ્રોલર દ્વારા નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપતા સેન્સર્સમાંથી સિગ્નલો મેળવે છે અને પ્રક્રિયા કરે છે. આ ઘટક ઇવેન્ટ ડેટાને રેકોર્ડ કરે છે અને સંગ્રહિત કરે છે, એકમને ઓવરલોડ, શોર્ટ-સર્કિટથી રજીસ્ટર કરે છે અને રક્ષણ આપે છે, ઓપરેટિંગ મોડનું વિશ્લેષણ કરે છે અને કટોકટીની કામગીરીના કિસ્સામાં યુનિટને બંધ કરે છે.

ઇન્વર્ટર વોલ્ટેજ અને વર્તમાનનો ઉપયોગ વિદ્યુત મશીનોને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે, એટલે કે વર્તમાન આવર્તનના સરળ નિયમન માટે. આવા ઉપકરણ "શુદ્ધ સાઈન" આઉટપુટ કરે છે, જે તમને ઘણા ઉદ્યોગોમાં તેનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

ઇલેક્ટ્રોનિક ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર (ઇન્વર્ટર) ની કામગીરીનો સિદ્ધાંત નીચે મુજબ છે:

1. ઇનપુટ sinusoidal AC સિંગલ-ફેઝ અથવા ત્રણ-તબક્કાના પ્રવાહને ડાયોડ બ્રિજ અથવા thyristors દ્વારા સુધારવામાં આવે છે;
2. વોલ્ટેજ રિપલને ઘટાડવા અથવા દૂર કરવા માટે સિગ્નલને ફિલ્ટર કરવા માટે ખાસ ફિલ્ટર્સ (કેપેસિટર્સ) નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે;
3. વોલ્ટેજને માઇક્રોકિરકીટ અને ટ્રાંઝિસ્ટર બ્રિજ દ્વારા ચોક્કસ પરિમાણો સાથે ત્રણ-તબક્કાના તરંગમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે;
4. ઇન્વર્ટરના આઉટપુટ પર, લંબચોરસ કઠોળને નિર્દિષ્ટ પરિમાણો સાથે સિનુસોઇડલ વોલ્ટેજમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે.

ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરના પ્રકાર

આવર્તન કન્વર્ટરના ઘણા પ્રકારો છે, જે હાલમાં ઉત્પાદન અને ઉપયોગ માટે સૌથી સામાન્ય છે:

ઇલેક્ટ્રો-મશીન (ઇલેક્ટ્રો-ઇન્ડક્શન) કન્વર્ટર: જ્યારે ઇલેક્ટ્રોનિક ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરનો ઉપયોગ કરવો અશક્ય અથવા અવ્યવહારુ હોય ત્યારે તેનો ઉપયોગ થાય છે. માળખાકીય રીતે, આવા ઉપકરણો ફેઝ-વાઉન્ડ રોટર સાથે અસુમેળ મોટર્સ છે, જે જનરેટર-કન્વર્ટર મોડમાં કાર્ય કરે છે.

આ ઉપકરણો સ્કેલર નિયંત્રણ સાથે કન્વર્ટર છે. આ ઉપકરણના આઉટપુટ પર સ્ટેટર વિન્ડિંગ્સમાં ચોક્કસ ચુંબકીય પ્રવાહ જાળવવા માટે આપેલ કંપનવિસ્તાર અને આવર્તનનું વોલ્ટેજ બનાવવામાં આવે છે. જ્યારે લોડ (પંપ, ચાહકો અને અન્ય સાધનો) ના આધારે રોટરની ગતિ જાળવવી જરૂરી નથી ત્યારે તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

ઇલેક્ટ્રોનિક કન્વર્ટર: વિવિધ સાધનો માટે તમામ ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. આવા ઉપકરણો વેક્ટર ઉપકરણો છે, તેઓ આપમેળે સ્ટેટર અને રોટર ચુંબકીય ક્ષેત્રોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ગણતરી કરે છે અને લોડને ધ્યાનમાં લીધા વિના સતત રોટર ગતિ મૂલ્ય પ્રદાન કરે છે.

1. સાયક્લોઇનવર્ટર;
2. સાયક્લોઇનવર્ટર;
3. ડીસી મધ્યવર્તી લિંક સાથે ડીસી ફ્રીક્વન્સી ઇન્વર્ટર:

• વર્તમાન સ્ત્રોત આવર્તન કન્વર્ટર;
• વોલ્ટેજ સ્ત્રોતનું ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર (કંપનવિસ્તાર અથવા પલ્સ પહોળાઈ મોડ્યુલેશન સાથે).

એપ્લિકેશનની દ્રષ્ટિએ, સાધનો આ હોઈ શકે છે:

• 315 કેડબલ્યુ સુધીના સાધનો માટે;
• 500 kW સુધીના પાવર માટે વેક્ટર કન્વર્ટર;
• વિસ્ફોટક અને ધૂળવાળી સ્થિતિમાં ઉપયોગ માટે વિસ્ફોટ-પ્રૂફ ઉપકરણો;
• ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ પર માઉન્ટ થયેલ ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર;

દરેક પ્રકારના ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરમાં ચોક્કસ ફાયદા અને ગેરફાયદા હોય છે અને તે વિવિધ સાધનો અને લોડ તેમજ કામ કરવાની પરિસ્થિતિઓને લાગુ પડે છે.

ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર જાતે અથવા બાહ્ય રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય છે.ફ્રિક્વન્સી કન્વર્ટરના કંટ્રોલ પેનલમાંથી મેન્યુઅલ કંટ્રોલ કરવામાં આવે છે, જે ઝડપને સમાયોજિત કરી શકે છે અથવા ઑપરેશન બંધ કરી શકે છે. બાહ્ય નિયંત્રણ ઓટોમેટિક કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ (ACS) દ્વારા કરવામાં આવે છે, જે ઉપકરણના તમામ પરિમાણોને નિયંત્રિત કરી શકે છે અને સર્કિટ અથવા ઑપરેશનના મોડને સ્વિચ કરવાની મંજૂરી આપે છે (ફ્રિકવન્સી કન્વર્ટર અથવા બાયપાસ દ્વારા). ઉપરાંત, બાહ્ય નિયંત્રણ ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓ, લોડ, સમયના આધારે કન્વર્ટર ઓપરેશનને પ્રોગ્રામ કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે સ્વચાલિત મોડમાં કામ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

ઇલેક્ટ્રિક મોટરને ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરની જરૂર પડી શકે છે

ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરનો ઉપયોગ ઊર્જા ખર્ચ, મોટર્સ અને સાધનોના અવમૂલ્યન ખર્ચને ઘટાડવાની મંજૂરી આપે છે. ખિસકોલી કેજ રોટર સાથે સસ્તા મોટર્સ માટે તેનો ઉપયોગ કરવો શક્ય છે, જે ઉત્પાદન ખર્ચ ઘટાડે છે.

ઘણી ઈલેક્ટ્રીક મોટરો વારંવાર બદલાતા ઓપરેટિંગ મોડ્સ (વારંવાર સ્ટાર્ટ અને સ્ટોપ, વિવિધ લોડ)ની સ્થિતિમાં કામ કરે છે. ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર્સ ઇલેક્ટ્રિક મોટરને સરળ સ્ટાર્ટ-અપની મંજૂરી આપે છે અને સાધનોના મહત્તમ પ્રારંભિક ટોર્ક અને હીટિંગને ઘટાડે છે. આ અગત્યનું છે, ઉદાહરણ તરીકે, ફરકાવનારા મશીનોમાં અને અચાનક શરુઆતની નકારાત્મક અસરોને ઘટાડવામાં મદદ કરે છે, તેમજ જ્યારે બંધ થાય ત્યારે લોડ અને આંચકાના સ્વિંગને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે.

એફસીની મદદથી બ્લોઅર પંખો, પંપના કામને સરળતાથી નિયંત્રિત કરવું શક્ય છે અને તકનીકી પ્રક્રિયાઓને સ્વચાલિત કરવાની મંજૂરી આપે છે (બોઇલર, ખાણો, તેલ ઉત્પાદન અને રિફાઇનરીઓ, પાણી પુરવઠા સ્ટેશનો અને અન્ય પ્લાન્ટ્સમાં વપરાય છે).

કન્વેયર્સ, કન્વેયર્સ, એલિવેટર્સમાં ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરનો ઉપયોગ તેમના એકમોની સર્વિસ લાઇફ વધારી શકે છે, કારણ કે તે સાધન શરૂ કરતી વખતે અને બંધ કરતી વખતે આંચકા, આંચકા અને અન્ય નકારાત્મક પરિબળોને ઘટાડે છે. તેઓ મોટર રોટેશનની આવર્તન સરળતાથી વધારી અને ઘટાડી શકે છે, રિવર્સ ગતિ કરી શકે છે, જે મોટી સંખ્યામાં ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા ઔદ્યોગિક સાધનો માટે મહત્વપૂર્ણ છે.

ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટરના ફાયદા:

1. ઉર્જા ખર્ચમાં ઘટાડો: ઇનરશ પ્રવાહોને ઘટાડીને અને લોડના આધારે મોટર પાવરને સમાયોજિત કરીને;
2. સાધનસામગ્રીની વિશ્વસનીયતા અને ટકાઉપણું વધારો: તમને સેવા જીવન વધારવા અને એક જાળવણીથી બીજા સુધીનો સમયગાળો વધારવાની મંજૂરી આપે છે;
3. દૂરસ્થ કમ્પ્યુટર ઉપકરણોમાંથી બાહ્ય નિયંત્રણ અને સાધનોના સંચાલનની રજૂઆત અને ઓટોમેશન સિસ્ટમ્સમાં એમ્બેડ કરવાની ક્ષમતાને મંજૂરી આપે છે;
4. ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર કોઈપણ લોડ પાવર સાથે કામ કરી શકે છે (એક કિલોવોટથી દસ મેગાવોટ સુધી);
5. ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર્સમાં વિશેષ ઘટકોની હાજરી તમને ઓવરલોડ, ફેઝ લોસ અને શોર્ટ સર્કિટ સામે રક્ષણ આપે છે, તેમજ કટોકટીના કિસ્સામાં સલામત કામગીરી અને સાધનોને બંધ કરવાની ખાતરી આપે છે.

અલબત્ત, ફાયદાઓની આવી સૂચિને જોતા, કોઈને આશ્ચર્ય થશે કે એન્ટરપ્રાઇઝમાં તમામ મોટર્સ માટે તેનો ઉપયોગ શા માટે થતો નથી? જવાબ સ્પષ્ટ છે, અરે, પરંતુ તે ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર, તેમના ઇન્સ્ટોલેશન અને કમિશનિંગની ઊંચી કિંમત છે. દરેક એન્ટરપ્રાઇઝ આ ખર્ચ પરવડી શકે તેમ નથી.

સંબંધિત લેખો: