फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरसह मोटर कसे नियंत्रित करावे

फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर हे एक तंत्रज्ञान आहे ज्यामध्ये इलेक्ट्रिकल काम करताना प्रभुत्व मिळवले पाहिजे. मोटर नियंत्रित करण्यासाठी फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर वापरणे ही इलेक्ट्रिकल कंट्रोलमधील एक सामान्य पद्धत आहे; काहींना त्यांच्या वापरात प्रवीणता आवश्यक आहे.

1.सर्वप्रथम, मोटर नियंत्रित करण्यासाठी फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर का वापरावे?

मोटार एक प्रेरक भार आहे, जो विद्युत् प्रवाह बदलण्यास अडथळा आणतो आणि चालू करताना विद्युत् प्रवाहात मोठा बदल घडवून आणतो.

इन्व्हर्टर हे इलेक्ट्रिक एनर्जी कंट्रोल डिव्हाईस आहे जे पॉवर सेमीकंडक्टर उपकरणांचे ऑन-ऑफ फंक्शन वापरून औद्योगिक फ्रिक्वेंसी पॉवर सप्लायला दुसर्या फ्रिक्वेन्सीमध्ये रूपांतरित करते. हे प्रामुख्याने दोन सर्किट्सचे बनलेले आहे, एक मुख्य सर्किट (रेक्टिफायर मॉड्यूल, इलेक्ट्रोलाइटिक कॅपेसिटर आणि इन्व्हर्टर मॉड्यूल), आणि दुसरा कंट्रोल सर्किट (स्विचिंग पॉवर सप्लाय बोर्ड, कंट्रोल सर्किट बोर्ड) आहे.

मोटरचा प्रारंभ करंट कमी करण्यासाठी, विशेषत: जास्त पॉवर असलेल्या मोटारमध्ये, जितकी जास्त शक्ती असेल तितका जास्त सुरू होणारा प्रवाह. अतिप्रवाह सुरू झाल्यामुळे वीज पुरवठा आणि वितरण नेटवर्कवर मोठा भार पडेल. फ्रिक्वेन्सी कनव्हर्टर ही सुरुवातीची समस्या सोडवू शकते आणि मोटारला जास्त सुरू होणारा प्रवाह न आणता सुरळीतपणे सुरू होऊ देतो.

वारंवारता कनवर्टर वापरण्याचे आणखी एक कार्य म्हणजे मोटरची गती समायोजित करणे. बऱ्याच प्रकरणांमध्ये, उत्तम उत्पादन कार्यक्षमता मिळविण्यासाठी मोटरचा वेग नियंत्रित करणे आवश्यक आहे आणि वारंवारता कनवर्टर गती नियमन हे नेहमीच त्याचे सर्वात मोठे आकर्षण राहिले आहे. वारंवारता कनवर्टर वीज पुरवठ्याची वारंवारता बदलून मोटर गती नियंत्रित करते.

2. इन्व्हर्टर नियंत्रण पद्धती काय आहेत?

इन्व्हर्टर कंट्रोल मोटर्सच्या पाच सर्वात जास्त वापरल्या जाणाऱ्या पद्धती खालीलप्रमाणे आहेत:

A. Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM) नियंत्रण पद्धत

त्याची वैशिष्ट्ये साधी नियंत्रण सर्किट संरचना, कमी किमतीची, चांगली यांत्रिक कडकपणा आणि सामान्य ट्रान्समिशनच्या गुळगुळीत गती नियमन आवश्यकता पूर्ण करू शकतात. हे उद्योगाच्या विविध क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले गेले आहे.

तथापि, कमी फ्रिक्वेन्सीवर, कमी आउटपुट व्होल्टेजमुळे, टॉर्क लक्षणीयपणे स्टेटर रेझिस्टन्स व्होल्टेज ड्रॉपमुळे प्रभावित होते, ज्यामुळे जास्तीत जास्त आउटपुट टॉर्क कमी होतो.

याव्यतिरिक्त, त्याची यांत्रिक वैशिष्ट्ये डीसी मोटर्ससारखी मजबूत नाहीत आणि त्याची डायनॅमिक टॉर्क क्षमता आणि स्थिर गती नियमन कार्यप्रदर्शन समाधानकारक नाही. याव्यतिरिक्त, सिस्टम कार्यप्रदर्शन उच्च नाही, नियंत्रण वक्र लोडसह बदलते, टॉर्क प्रतिसाद मंद आहे, मोटर टॉर्क वापरण्याचा दर जास्त नाही आणि स्टेटर प्रतिरोध आणि इन्व्हर्टर डेडच्या अस्तित्वामुळे कमी वेगाने कार्यप्रदर्शन कमी होते. झोन प्रभाव आणि स्थिरता बिघडते. म्हणून, लोकांनी वेक्टर कंट्रोल व्हेरिएबल फ्रिक्वेंसी स्पीड रेग्युलेशनचा अभ्यास केला आहे.

B. व्होल्टेज स्पेस वेक्टर (SVPWM) नियंत्रण पद्धत

हे मोटर एअर गॅपच्या आदर्श वर्तुळाकार फिरणाऱ्या चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रक्षेपणापर्यंत पोहोचणे, एका वेळी तीन-टप्प्याचे मॉड्युलेशन वेव्हफॉर्म तयार करणे आणि ते नियंत्रित करणे या उद्देशाने तीन-टप्प्यातील वेव्हफॉर्मच्या एकूण निर्मिती प्रभावावर आधारित आहे. वर्तुळाच्या अंदाजे कोरलेल्या बहुभुजाचा.

व्यावहारिक वापरानंतर, ते सुधारले गेले आहे, म्हणजे, गती नियंत्रणाची त्रुटी दूर करण्यासाठी वारंवारता भरपाई सादर करणे; कमी वेगाने स्टेटरच्या प्रतिकाराचा प्रभाव दूर करण्यासाठी फीडबॅकद्वारे फ्लक्स मोठेपणाचा अंदाज लावणे; डायनॅमिक अचूकता आणि स्थिरता सुधारण्यासाठी आउटपुट व्होल्टेज आणि वर्तमान लूप बंद करणे. तथापि, तेथे बरेच नियंत्रण सर्किट दुवे आहेत आणि कोणतेही टॉर्क समायोजन सादर केले जात नाही, त्यामुळे सिस्टम कार्यप्रदर्शन मूलभूतपणे सुधारले गेले नाही.

C. वेक्टर कंट्रोल (VC) पद्धत

सार म्हणजे एसी मोटर डीसी मोटरच्या समतुल्य बनवणे आणि वेग आणि चुंबकीय क्षेत्र स्वतंत्रपणे नियंत्रित करणे. रोटर फ्लक्स नियंत्रित करून, टॉर्क आणि चुंबकीय क्षेत्र घटक प्राप्त करण्यासाठी स्टेटर करंट विघटित केला जातो आणि ऑर्थोगोनल किंवा डीकपल्ड कंट्रोल प्राप्त करण्यासाठी समन्वय परिवर्तनाचा वापर केला जातो. वेक्टर नियंत्रण पद्धतीचा परिचय युग-निर्मिती महत्त्वाचा आहे. तथापि, व्यावहारिक ऍप्लिकेशन्समध्ये, रोटर फ्लक्सचे अचूकपणे निरीक्षण करणे कठीण असल्याने, मोटर पॅरामीटर्समुळे सिस्टम वैशिष्ट्यांवर मोठ्या प्रमाणात परिणाम होतो आणि समतुल्य डीसी मोटर नियंत्रण प्रक्रियेमध्ये वापरले जाणारे वेक्टर रोटेशन ट्रान्सफॉर्मेशन तुलनेने जटिल आहे, ज्यामुळे वास्तविकतेसाठी कठीण होते. आदर्श विश्लेषण परिणाम साध्य करण्यासाठी नियंत्रण प्रभाव.

D. डायरेक्ट टॉर्क कंट्रोल (DTC) पद्धत

1985 मध्ये, जर्मनीतील रुहर विद्यापीठाचे प्रोफेसर डीपेनब्रॉक यांनी प्रथम थेट टॉर्क नियंत्रण वारंवारता रूपांतरण तंत्रज्ञान प्रस्तावित केले. या तंत्रज्ञानाने वर नमूद केलेल्या वेक्टर नियंत्रणातील उणिवा मोठ्या प्रमाणात दूर केल्या आहेत आणि नवीन नियंत्रण कल्पना, संक्षिप्त आणि स्पष्ट प्रणाली संरचना आणि उत्कृष्ट गतिमान आणि स्थिर कामगिरीसह वेगाने विकसित केले गेले आहे.

सध्या, हे तंत्रज्ञान इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव्हच्या हाय-पॉवर एसी ट्रान्समिशन ट्रॅक्शनवर यशस्वीरित्या लागू केले गेले आहे. डायरेक्ट टॉर्क कंट्रोल स्टेटर कोऑर्डिनेट सिस्टीममधील एसी मोटर्सच्या गणितीय मॉडेलचे थेट विश्लेषण करते आणि मोटरचे चुंबकीय प्रवाह आणि टॉर्क नियंत्रित करते. एसी मोटर्सची डीसी मोटर्सशी बरोबरी करण्याची आवश्यकता नाही, अशा प्रकारे वेक्टर रोटेशन ट्रान्सफॉर्मेशनमधील अनेक जटिल गणना काढून टाकल्या जातात; त्याला डीसी मोटर्सच्या नियंत्रणाचे अनुकरण करण्याची आवश्यकता नाही किंवा डीकपलिंगसाठी एसी मोटर्सचे गणितीय मॉडेल सोपे करण्याची आवश्यकता नाही.

E. मॅट्रिक्स AC-AC नियंत्रण पद्धत

VVVF वारंवारता रूपांतरण, वेक्टर नियंत्रण वारंवारता रूपांतरण आणि थेट टॉर्क नियंत्रण वारंवारता रूपांतरण हे सर्व प्रकारचे AC-DC-AC वारंवारता रूपांतरण आहेत. त्यांचे सामान्य तोटे म्हणजे कमी इनपुट पॉवर फॅक्टर, मोठा हार्मोनिक प्रवाह, डीसी सर्किटसाठी आवश्यक असलेले मोठे ऊर्जा साठवण कॅपेसिटर आणि पुनर्जन्म ऊर्जा पॉवर ग्रिडमध्ये परत दिली जाऊ शकत नाही, म्हणजेच ती चार चतुर्थांशांमध्ये कार्य करू शकत नाही.

या कारणास्तव, मॅट्रिक्स एसी-एसी वारंवारता रूपांतरण अस्तित्वात आले. मॅट्रिक्स एसी-एसी फ्रिक्वेंसी रूपांतरण इंटरमीडिएट डीसी लिंक काढून टाकते, ते मोठे आणि महाग इलेक्ट्रोलाइटिक कॅपेसिटर काढून टाकते. ते 1 चा पॉवर फॅक्टर, एक सायनसॉइडल इनपुट करंट प्राप्त करू शकते आणि चार चतुर्थांशांमध्ये कार्य करू शकते आणि सिस्टममध्ये उच्च पॉवर घनता आहे. जरी हे तंत्रज्ञान अद्याप परिपक्व झाले नाही, तरीही ते सखोल संशोधन करण्यासाठी अनेक विद्वानांना आकर्षित करते. त्याचे सार अप्रत्यक्षपणे विद्युत प्रवाह, चुंबकीय प्रवाह आणि इतर प्रमाण नियंत्रित करणे नाही, परंतु ते साध्य करण्यासाठी थेट टॉर्कचा नियंत्रित प्रमाण म्हणून वापर करणे आहे.

3.फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टर मोटर कसे नियंत्रित करते? दोघे एकमेकांशी कसे जोडलेले आहेत?

मोटर नियंत्रित करण्यासाठी इन्व्हर्टरची वायरिंग तुलनेने सोपी आहे, कॉन्टॅक्टरच्या वायरिंगसारखीच आहे, तीन मुख्य पॉवर लाईन्स मोटरमध्ये प्रवेश करतात आणि नंतर बाहेर जातात, परंतु सेटिंग्ज अधिक क्लिष्ट आहेत आणि इन्व्हर्टर नियंत्रित करण्याचे मार्ग देखील आहेत. भिन्न

सर्व प्रथम, इन्व्हर्टर टर्मिनलसाठी, जरी अनेक ब्रँड आणि विविध वायरिंग पद्धती आहेत, परंतु बहुतेक इन्व्हर्टरचे वायरिंग टर्मिनल फारसे वेगळे नसतात. सामान्यतः फॉरवर्ड आणि रिव्हर्स स्विच इनपुटमध्ये विभागलेले, मोटरच्या फॉरवर्ड आणि रिव्हर्स स्टार्टवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी वापरले जाते. अभिप्राय टर्मिनल्स मोटरच्या ऑपरेटिंग स्थितीबद्दल अभिप्राय देण्यासाठी वापरले जातात,ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी, वेग, फॉल्ट स्टेटस इ. यासह.

स्पीड सेटिंग कंट्रोलसाठी, काही फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर्स पोटेंशियोमीटर वापरतात, काही थेट बटणे वापरतात, हे सर्व फिजिकल वायरिंगद्वारे नियंत्रित केले जातात. दुसरा मार्ग म्हणजे संप्रेषण नेटवर्क वापरणे. अनेक फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर आता संप्रेषण नियंत्रणास समर्थन देतात. कम्युनिकेशन लाइनचा वापर मोटरच्या स्टार्ट आणि स्टॉप, फॉरवर्ड आणि रिव्हर्स रोटेशन, स्पीड ऍडजस्टमेंट इत्यादी नियंत्रित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. त्याच वेळी, अभिप्राय माहिती देखील संवादाद्वारे प्रसारित केली जाते.

4.मोटारच्या आउटपुट टॉर्कचे काय होते जेव्हा त्याचा घूर्णन वेग (वारंवारता) बदलतो?

फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरद्वारे चालविलेला प्रारंभिक टॉर्क आणि कमाल टॉर्क थेट वीज पुरवठ्याद्वारे चालविल्या गेलेल्यापेक्षा लहान असतात.

पॉवर सप्लायद्वारे पॉवर केल्यावर मोटारचा प्रारंभ आणि प्रवेग प्रभाव मोठा असतो, परंतु फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरद्वारे समर्थित असताना हे प्रभाव कमकुवत असतात. वीज पुरवठ्यासह थेट प्रारंभ केल्याने मोठा प्रारंभिक प्रवाह निर्माण होईल. जेव्हा फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर वापरला जातो, तेव्हा आउटपुट व्होल्टेज आणि फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरची वारंवारता हळूहळू मोटरमध्ये जोडली जाते, त्यामुळे मोटर सुरू होणारा प्रवाह आणि प्रभाव लहान असतो. सामान्यतः, मोटरद्वारे व्युत्पन्न होणारा टॉर्क कमी होतो कारण वारंवारता कमी होते (वेग कमी होतो). काही फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर मॅन्युअलमध्ये कपातीचा वास्तविक डेटा स्पष्ट केला जाईल.

नेहमीची मोटर 50Hz व्होल्टेजसाठी डिझाईन आणि तयार केली जाते आणि त्याचा रेट केलेला टॉर्क देखील या व्होल्टेज रेंजमध्ये दिला जातो. म्हणून, रेट केलेल्या वारंवारतेच्या खाली असलेल्या गती नियमनाला स्थिर टॉर्क गती नियमन म्हणतात. (T=Te, P<=Pe)

जेव्हा फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरची आउटपुट वारंवारता 50Hz पेक्षा जास्त असते, तेव्हा मोटरद्वारे व्युत्पन्न होणारा टॉर्क फ्रिक्वेन्सीच्या व्यस्त प्रमाणात असलेल्या रेषीय संबंधात कमी होतो.

जेव्हा मोटर 50Hz पेक्षा जास्त वारंवारतेवर चालते, तेव्हा अपुरा मोटर आउटपुट टॉर्क टाळण्यासाठी मोटर लोडचा आकार विचारात घेणे आवश्यक आहे.

उदाहरणार्थ, 100Hz वर मोटरद्वारे निर्माण होणारा टॉर्क 50Hz वर निर्माण होणाऱ्या टॉर्कच्या 1/2 इतका कमी होतो.

म्हणून, रेट केलेल्या वारंवारतेच्या वरच्या वेगाच्या नियमनाला स्थिर उर्जा गती नियमन म्हणतात. (P=Ue*Ie).

5.50Hz वरील फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरचा वापर

विशिष्ट मोटरसाठी, त्याचे रेट केलेले व्होल्टेज आणि रेटेड वर्तमान स्थिर असतात.

उदाहरणार्थ, इन्व्हर्टर आणि मोटरची रेट केलेली मूल्ये दोन्ही असल्यास: 15kW/380V/30A, मोटर 50Hz पेक्षा जास्त काम करू शकते.

जेव्हा गती 50Hz असते, तेव्हा इन्व्हर्टरचे आउटपुट व्होल्टेज 380V असते आणि वर्तमान 30A असते. यावेळी, आउटपुट वारंवारता 60Hz पर्यंत वाढवल्यास, इन्व्हर्टरचे कमाल आउटपुट व्होल्टेज आणि वर्तमान फक्त 380V/30A असू शकते. अर्थात, आउटपुट पॉवर अपरिवर्तित राहते, म्हणून आम्ही त्याला स्थिर उर्जा गती नियमन म्हणतो.

यावेळी टॉर्क कसा आहे?

कारण P=wT(w; कोणीय वेग, T: टॉर्क), P अपरिवर्तित राहिल्याने आणि w वाढल्याने, त्यानुसार टॉर्क कमी होईल.

आपण ते दुसऱ्या कोनातून देखील पाहू शकतो:

मोटरचे स्टेटर व्होल्टेज U=E+I*R आहे (I वर्तमान आहे, R इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकार आहे आणि E प्रेरित क्षमता आहे).

हे पाहिले जाऊ शकते की जेव्हा U आणि I बदलत नाहीत, तेव्हा E देखील बदलत नाही.

आणि E=k*f*X (k: स्थिर; f: वारंवारता; X: चुंबकीय प्रवाह), म्हणून जेव्हा f 50–>60Hz वरून बदलतो, तेव्हा X त्यानुसार कमी होईल.

मोटरसाठी, T=K*I*X (K: स्थिर; I: वर्तमान; X: चुंबकीय प्रवाह), त्यामुळे चुंबकीय प्रवाह X कमी झाल्यामुळे टॉर्क T कमी होईल.

त्याच वेळी, जेव्हा ते 50Hz पेक्षा कमी असते, I*R खूप लहान असल्याने, जेव्हा U/f=E/f बदलत नाही, तेव्हा चुंबकीय प्रवाह (X) स्थिर असतो. टॉर्क टी विद्युत् प्रवाहाच्या प्रमाणात आहे. म्हणूनच इन्व्हर्टरची ओव्हरकरंट क्षमता त्याच्या ओव्हरलोड (टॉर्क) क्षमतेचे वर्णन करण्यासाठी वापरली जाते आणि त्याला स्थिर टॉर्क गती नियमन म्हणतात (रेट केलेले वर्तमान अपरिवर्तित राहते->जास्तीत जास्त टॉर्क अपरिवर्तित राहते)

निष्कर्ष: जेव्हा इन्व्हर्टरची आउटपुट वारंवारता 50Hz वरून वाढते, तेव्हा मोटरचा आउटपुट टॉर्क कमी होईल.

6.आउटपुट टॉर्कशी संबंधित इतर घटक

उष्णता निर्मिती आणि उष्णता नष्ट करण्याची क्षमता इन्व्हर्टरची आउटपुट चालू क्षमता निर्धारित करते, त्यामुळे इन्व्हर्टरच्या आउटपुट टॉर्क क्षमतेवर परिणाम होतो.

1. वाहक वारंवारता: इन्व्हर्टरवर चिन्हांकित केलेले रेट केलेले प्रवाह हे सामान्यतः मूल्य असते जे उच्च वाहक वारंवारता आणि सर्वोच्च सभोवतालच्या तापमानात सतत आउटपुट सुनिश्चित करू शकते. वाहक वारंवारता कमी केल्याने मोटरच्या प्रवाहावर परिणाम होणार नाही. तथापि, घटकांची उष्णता निर्मिती कमी होईल.

2. सभोवतालचे तापमान: जेव्हा वातावरणीय तापमान तुलनेने कमी असल्याचे आढळले तेव्हा इन्व्हर्टर संरक्षण करंट मूल्य वाढवले ​​जाणार नाही.

3. उंची: उंची वाढल्याने उष्णता नष्ट होण्यावर आणि इन्सुलेशन कार्यक्षमतेवर परिणाम होतो. साधारणपणे, 1000m खाली दुर्लक्ष केले जाऊ शकते आणि वरील प्रत्येक 1000 मीटरसाठी क्षमता 5% कमी केली जाऊ शकते.

7. मोटार नियंत्रित करण्यासाठी फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टरसाठी योग्य वारंवारता कोणती आहे?

वरील सारांशात, आपण मोटर नियंत्रित करण्यासाठी इन्व्हर्टर का वापरला जातो हे शिकलो, आणि इन्व्हर्टर मोटर कसे नियंत्रित करतो हे देखील समजले. इन्व्हर्टर मोटर नियंत्रित करते, ज्याचा सारांश खालीलप्रमाणे केला जाऊ शकतो:

प्रथम, सुरळीत प्रारंभ आणि गुळगुळीत स्टॉप प्राप्त करण्यासाठी इन्व्हर्टर मोटरचे प्रारंभिक व्होल्टेज आणि वारंवारता नियंत्रित करते;

दुसरे म्हणजे, इन्व्हर्टरचा वापर मोटरचा वेग समायोजित करण्यासाठी केला जातो आणि मोटरची गती वारंवारता बदलून समायोजित केली जाते.

Anhui Mingteng ची कायम चुंबक मोटरउत्पादने इन्व्हर्टरद्वारे नियंत्रित केली जातात. 25%-120% च्या लोड रेंजमध्ये, त्यांच्याकडे समान वैशिष्ट्यांच्या असिंक्रोनस मोटर्सपेक्षा उच्च कार्यक्षमता आणि व्यापक ऑपरेटिंग श्रेणी आहे आणि महत्त्वपूर्ण ऊर्जा-बचत प्रभाव आहेत.

आमचे व्यावसायिक तंत्रज्ञ विशिष्ट कामकाजाच्या परिस्थितीनुसार आणि मोटारचे चांगले नियंत्रण मिळविण्यासाठी आणि मोटरची कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी ग्राहकांच्या वास्तविक गरजांनुसार अधिक योग्य इन्व्हर्टर निवडतील. याव्यतिरिक्त, आमचा तांत्रिक सेवा विभाग ग्राहकांना दूरस्थपणे इन्व्हर्टर स्थापित आणि डीबग करण्यासाठी मार्गदर्शन करू शकतो आणि विक्रीपूर्वी आणि नंतर सर्वांगीण पाठपुरावा आणि सेवा अनुभवू शकतो.

कॉपीराइट: हा लेख WeChat सार्वजनिक क्रमांक "तांत्रिक प्रशिक्षण" चे पुनर्मुद्रण आहे, मूळ लिंक https://mp.weixin.qq.com/s/eLgSvyLFTtslLF-m6wXMtA

हा लेख आमच्या कंपनीच्या विचारांचे प्रतिनिधित्व करत नाही. तुमची भिन्न मते किंवा विचार असल्यास, कृपया आम्हाला दुरुस्त करा!