आवृत्ति कनवर्टर क्या है, मुख्य प्रकार और संचालन का सिद्धांत क्या है

विभिन्न स्थितियों में स्रोत धारा की आवृत्ति को समायोज्य आवृत्ति के वोल्टेज में बदलना आवश्यक हो सकता है। यह आवश्यक है, उदाहरण के लिए, जब अतुल्यकालिक मोटर्स को उनकी रोटेशन गति को बदलने के लिए संचालित किया जाता है। यह लेख आवृत्ति कनवर्टर के उद्देश्य और सिद्धांत पर चर्चा करेगा।

एक आवृत्ति कनवर्टर क्या है

फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर (FC) - एक विद्युत उपकरण है, जो 1 से 800 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ समान प्रकार के करंट में 50 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ सिंगल-फ़ेज़ या थ्री-फ़ेज़ अल्टरनेटिंग करंट को आसानी से परिवर्तित और नियंत्रित करता है। इस तरह के उपकरणों का व्यापक रूप से विभिन्न अतुल्यकालिक-प्रकार की विद्युत मशीनों के संचालन को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, उनकी गति को बदलने के लिए। औद्योगिक उच्च-वोल्टेज नेटवर्क में उपयोग के लिए उपकरण भी हैं।

सरल कन्वर्टर्स वी / एफ विशेषता के अनुसार आवृत्ति और वोल्टेज को नियंत्रित करते हैं, जटिल डिवाइस वेक्टर नियंत्रण का उपयोग करते हैं।

एक आवृत्ति कनवर्टर एक तकनीकी रूप से जटिल उपकरण है और इसमें न केवल एक आवृत्ति कनवर्टर होता है, बल्कि इसमें ओवरकुरेंट, ओवरवॉल्टेज और शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा भी होती है।इस तरह के उपकरणों में विभिन्न विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेपों को कम करने के लिए सिग्नल के आकार और फिल्टर को बेहतर बनाने के लिए एक चोक भी हो सकता है। इलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टर्स के साथ-साथ इलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरणों के बीच अंतर किया जाता है।

आवृत्ति कनवर्टर के संचालन का सिद्धांत

इलेक्ट्रॉनिक कनवर्टर में कई मुख्य घटक होते हैं: रेक्टिफायर, फिल्टर, माइक्रोप्रोसेसर और इन्वर्टर।

दिष्टकारी इसमें डायोड या थाइरिस्टर का एक बंडल होता है, जो कनवर्टर के इनपुट पर प्रारंभिक धारा को ठीक करता है। डायोड इनवर्टर को रिपल की पूर्ण अनुपस्थिति की विशेषता है, सस्ती, लेकिन विश्वसनीय डिवाइस हैं। थाइरिस्टर-आधारित इनवर्टर दोनों दिशाओं में करंट प्रवाहित करने की अनुमति देते हैं और मोटर के ब्रेक होने पर विद्युत ऊर्जा को ग्रिड में वापस करने की अनुमति देते हैं।

फ़िल्टर वोल्टेज तरंग को कम करने या समाप्त करने के लिए थाइरिस्टर उपकरणों में उपयोग किया जाता है। स्मूथिंग कैपेसिटिव या इंडक्टिव-कैपेसिटिव फिल्टर के साथ की जाती है।

माइक्रोप्रोसेसर - इन्वर्टर की नियंत्रण और मूल्यांकन इकाई है। यह सेंसर से सिग्नल प्राप्त करता है और संसाधित करता है, जिससे इन्वर्टर से आउटपुट सिग्नल को एकीकृत पीआईडी ​​​​नियंत्रक द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। यह घटक ईवेंट डेटा को रिकॉर्ड और स्टोर भी करता है, रजिस्टर करता है और यूनिट को ओवरलोड, शॉर्ट-सर्किट से बचाता है, ऑपरेटिंग मोड का विश्लेषण करता है और आपातकालीन ऑपरेशन के मामले में यूनिट को बंद कर देता है।

पलटनेवाला वोल्टेज और करंट का उपयोग विद्युत मशीनों को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, अर्थात करंट फ्रीक्वेंसी के सुचारू नियमन के लिए। ऐसा उपकरण "शुद्ध साइन" का उत्पादन करता है, जो आपको इसे कई उद्योगों में उपयोग करने की अनुमति देता है।

इलेक्ट्रॉनिक आवृत्ति कनवर्टर (इन्वर्टर) के संचालन का सिद्धांत इस प्रकार है:

1. इनपुट साइनसॉइडल एसी सिंगल-फेज या थ्री-फेज करंट को डायोड ब्रिज या थाइरिस्टर द्वारा ठीक किया जाता है;
2. वोल्टेज तरंग को कम करने या समाप्त करने के लिए सिग्नल को फ़िल्टर करने के लिए विशेष फिल्टर (कैपेसिटर) का उपयोग किया जाता है;
3. वोल्टेज को एक माइक्रोक्रिकिट और एक ट्रांजिस्टर ब्रिज के माध्यम से कुछ मापदंडों के साथ तीन-चरण तरंग में परिवर्तित किया जाता है;
4. इन्वर्टर के आउटपुट पर, आयताकार दालों को निर्दिष्ट मापदंडों के साथ एक साइनसॉइडल वोल्टेज में परिवर्तित किया जाता है।

आवृत्ति कन्वर्टर्स के प्रकार

कई प्रकार के फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स हैं, जो वर्तमान में उत्पादन और उपयोग के लिए सबसे आम हैं:

इलेक्ट्रो-मशीन (इलेक्ट्रो-इंडक्शन) कन्वर्टर्स: इलेक्ट्रॉनिक फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स का उपयोग करना असंभव या अव्यवहारिक होने पर उपयोग किया जाता है। संरचनात्मक रूप से, ऐसे उपकरण चरण-घाव रोटर के साथ अतुल्यकालिक मोटर्स होते हैं, जो जनरेटर-कनवर्टर मोड में काम करते हैं।

ये उपकरण अदिश नियंत्रण वाले कन्वर्टर हैं। इस उपकरण के आउटपुट पर स्टेटर वाइंडिंग्स में एक निश्चित चुंबकीय प्रवाह को बनाए रखने के लिए दिए गए आयाम और आवृत्ति का वोल्टेज बनाया जाता है। उनका उपयोग तब किया जाता है जब लोड (पंप, पंखे और अन्य उपकरण) के आधार पर रोटर की गति को बनाए रखना आवश्यक नहीं होता है।

इलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टर्स: विभिन्न प्रकार के उपकरणों के लिए सभी परिचालन स्थितियों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। ऐसे उपकरण वेक्टर डिवाइस हैं, वे स्वचालित रूप से स्टेटर और रोटर चुंबकीय क्षेत्रों की बातचीत की गणना करते हैं और लोड की परवाह किए बिना निरंतर रोटर गति मान प्रदान करते हैं।

1. साइक्लोइनवर्टर;
2. साइक्लोइनवर्टर;
3. डीसी इंटरमीडिएट लिंक के साथ डीसी आवृत्ति इनवर्टर:

• वर्तमान स्रोत आवृत्ति कनवर्टर;
• वोल्टेज स्रोत का आवृत्ति कनवर्टर (आयाम या पल्स चौड़ाई मॉडुलन के साथ)।

आवेदन के संदर्भ में, उपकरण हो सकते हैं:

• 315 किलोवाट तक के उपकरणों के लिए;
• 500 kW तक की शक्ति के लिए वेक्टर कन्वर्टर्स;
• विस्फोटक और धूल भरी परिस्थितियों में उपयोग के लिए विस्फोट प्रूफ उपकरण;
• इलेक्ट्रिक मोटर्स पर लगे फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स;

प्रत्येक प्रकार के आवृत्ति कनवर्टर के कुछ फायदे और नुकसान होते हैं और यह विभिन्न उपकरणों और भारों के साथ-साथ काम करने की स्थिति पर भी लागू होता है।

आवृत्ति कनवर्टर को मैन्युअल रूप से या बाहरी रूप से नियंत्रित किया जा सकता है।आवृत्ति कनवर्टर के नियंत्रण कक्ष से मैन्युअल नियंत्रण किया जाता है, जो गति को समायोजित कर सकता है या ऑपरेशन को रोक सकता है। बाहरी नियंत्रण स्वचालित नियंत्रण प्रणाली (ACS) के माध्यम से किया जाता है, जो डिवाइस के सभी मापदंडों को नियंत्रित कर सकता है और सर्किट या ऑपरेशन के मोड (आवृत्ति कनवर्टर या बाईपास के माध्यम से) को स्विच करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, बाहरी नियंत्रण आपको ऑपरेटिंग परिस्थितियों, लोड, समय के आधार पर कनवर्टर के संचालन को प्रोग्राम करने की अनुमति देता है, जो आपको स्वचालित मोड में काम करने की अनुमति देता है।

इलेक्ट्रिक मोटर को फ़्रीक्वेंसी कनवर्टर की क्या आवश्यकता हो सकती है

फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स का अनुप्रयोग ऊर्जा लागत, मोटर्स और उपकरणों की मूल्यह्रास लागत को कम करने की अनुमति देता है। गिलहरी केज रोटर के साथ सस्ते मोटर्स के लिए उनका उपयोग करना संभव है, जिससे उत्पादन लागत कम हो जाती है।

कई इलेक्ट्रिक मोटर बार-बार बदलते ऑपरेटिंग मोड (बार-बार शुरू होने और बंद होने, अलग-अलग भार) की शर्तों के तहत काम करते हैं। फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स इलेक्ट्रिक मोटर के सुचारू स्टार्ट-अप की अनुमति देते हैं और उपकरण के अधिकतम शुरुआती टॉर्क और हीटिंग को कम करते हैं। यह महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए, उत्थापन मशीनों में और अचानक शुरू होने के नकारात्मक प्रभावों को कम करने में मदद करता है, साथ ही रुकने पर भार और झटके के झूलने को समाप्त करता है।

एफसी की मदद से ब्लोअर प्रशंसकों, पंपों के काम को सुचारू रूप से विनियमित करना संभव है और तकनीकी प्रक्रियाओं (बॉयलर, खानों, तेल उत्पादन और रिफाइनरियों में उपयोग किया जाता है, जल आपूर्ति स्टेशनों और अन्य संयंत्रों में) को स्वचालित करने की अनुमति देता है।

कन्वेयर, कन्वेयर, लिफ्ट में फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स का उपयोग उनकी इकाइयों के सेवा जीवन को बढ़ा सकता है, क्योंकि यह उपकरण को शुरू और बंद करते समय झटके, झटके और अन्य नकारात्मक कारकों को कम करता है। वे मोटर रोटेशन की आवृत्ति को आसानी से बढ़ा और घटा सकते हैं, रिवर्स मोशन करते हैं, जो बड़ी संख्या में उच्च-सटीक औद्योगिक उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण है।

आवृत्ति कन्वर्टर्स के लाभ:

1. कम ऊर्जा लागत: दबाव धाराओं को कम करके और लोड के आधार पर मोटर शक्ति को समायोजित करके;
2. उपकरण विश्वसनीयता और स्थायित्व बढ़ाएं: आपको सेवा जीवन का विस्तार करने और एक रखरखाव से अगले तक की अवधि बढ़ाने की अनुमति देता है;
3. दूरस्थ कंप्यूटर उपकरणों से बाहरी नियंत्रण और उपकरणों के प्रबंधन की शुरूआत और स्वचालन प्रणाली में एम्बेड करने की क्षमता की अनुमति देता है;
4. फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स किसी भी लोड पावर (एक किलोवाट से दस मेगावाट तक) के साथ काम कर सकते हैं;
5. आवृत्ति कन्वर्टर्स में विशेष घटकों की उपस्थिति आपको ओवरलोड, चरण हानि और शॉर्ट सर्किट से बचाने के साथ-साथ आपात स्थिति में उपकरणों के सुरक्षित संचालन और शटडाउन को सुनिश्चित करने की अनुमति देती है।

बेशक, लाभों की ऐसी सूची को देखते हुए, किसी को आश्चर्य हो सकता है कि उद्यम में सभी मोटर्स के लिए उनका उपयोग क्यों नहीं किया जाता है? उत्तर स्पष्ट है, अफसोस, लेकिन यह आवृत्ति कन्वर्टर्स की उच्च लागत, उनकी स्थापना और कमीशनिंग है। हर उद्यम इन लागतों को वहन नहीं कर सकता।

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