VFD च्या ५ प्रमुख वर्गीकरण पद्धती आणि त्यांची वैशिष्ट्ये

व्हेरिएबल फ्रिक्वेन्सी ड्राइव्ह (VFDs) मोटर नियंत्रण प्रणालींमध्ये आवश्यक घटक आहेत, जे इलेक्ट्रिक मोटर्सचा वेग, टॉर्क आणि ऑपरेशन नियंत्रित करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. कार्यक्षमता, कार्यक्षमता आणि अनुप्रयोग आवश्यकतांवर आधारित योग्य प्रणाली निवडण्यासाठी VFD चे वर्गीकरण समजून घेणे महत्वाचे आहे. या ब्लॉग पोस्टमध्ये, आम्ही विविध प्रकारचे VFD आणि त्यांची अद्वितीय वैशिष्ट्ये विभाजित करू, जे तुमच्या मोटर नियंत्रण गरजांसाठी सर्वोत्तम उपाय निवडताना तुम्हाला माहितीपूर्ण निर्णय घेण्यास मदत करेल.

 

१. वारंवारता रूपांतरण पद्धतीनुसार VFD चे वर्गीकरण

(१) एसी-डीसी-एसी व्हीएफडी

द एसी-डीसी-एसी व्हीएफडी (अप्रत्यक्ष व्हीएफडी म्हणूनही ओळखले जाते) हे रेक्टिफायरद्वारे ग्रिडमधील एसी इनपुटला डीसीमध्ये रूपांतरित करून कार्य करते. हे डीसी व्होल्टेज नंतर इन्व्हर्टरद्वारे एसीमध्ये रूपांतरित केले जाते, ज्यामुळे वारंवारता आणि व्होल्टेज दोन्हीवर नियंत्रण मिळते. मोटर गती आणि व्होल्टेज पातळीच्या विस्तृत श्रेणीचे व्यवस्थापन करण्यासाठी बहुमुखी प्रतिभा असल्यामुळे ही पद्धत मोठ्या प्रमाणात वापरली जाते. मूलभूत तत्व आकृती 1-1 मध्ये दर्शविले आहे.

 

आकृती १-१ एसी-डीसी-एसी व्हीएफडी

 

(२) एसी-एसी व्हीएफडी

द एसी-एसी व्हीएफडी (डायरेक्ट व्हीएफडी) काही विशिष्ट परिस्थितींमध्ये ते अधिक कार्यक्षम असते, कारण ते व्हेरिएबल फ्रिक्वेन्सी आणि व्होल्टेजसह एसी पॉवरला थेट एसी आउटपुटमध्ये रूपांतरित करते. एसी-एसी व्हीएफडीचे मूलभूत तत्व आकृती १-२ मध्ये दर्शविले आहे. या प्रणालीमध्ये रिव्हर्स पॅरललमध्ये जोडलेले थायरिस्टर रेक्टिफायर्सचे दोन संच असतात. पॉझिटिव्ह आणि रिव्हर्स सेट वेळोवेळी स्विच करतात, ज्यामुळे लोडवर पर्यायी आउटपुट व्होल्टेज uo मिळतो.

 

आकृती १-२ एसी-एसी व्हीएफडी

तक्ता १-१ एसी-एसी व्हीएफडी आणि एसी-डीसी-एसी व्हीएफडीमधील मुख्य वैशिष्ट्यांची तुलना

२. मुख्य सर्किट डिझाइननुसार VFD चे वर्गीकरण

(१) व्होल्टेज-प्रकारचा VFD

व्होल्टेज-प्रकारच्या VFD चे मुख्य सर्किट आकृती १-३ मध्ये दाखवले आहे. या प्रकारच्या VFD मध्ये, रेक्टिफायर सर्किट इन्व्हर्जनसाठी आवश्यक असलेला डीसी व्होल्टेज निर्माण करतो. इंटरमीडिएट डीसी लिंकमध्ये मोठ्या कॅपेसिटरद्वारे फिल्टर केल्यानंतर, आउटपुट प्राप्त होते. मोठ्या कॅपेसिटर फिल्टरमुळे, डीसी व्होल्टेज वेव्हफॉर्म तुलनेने सपाट असतो आणि आदर्श परिस्थितीत, तो शून्य अंतर्गत प्रतिकारासह व्होल्टेज स्रोत म्हणून हाताळला जाऊ शकतो. व्होल्टेज-प्रकारच्या व्हीएफडीचा आउटपुट एसी व्होल्टेज वेव्हफॉर्म सामान्यतः चौरस किंवा पायऱ्यांचा वेव्ह असतो, सामान्यतः सामान्य VFD मध्ये वापरले जाते ज्यांना उलट ऑपरेशन किंवा जलद प्रवेग/मंदीकरणाची आवश्यकता नाही.

आकृती १-३ व्होल्टेज-प्रकारच्या VFD चे मुख्य सर्किट

(२) करंट-प्रकारचा VFD

विद्युतधारा-प्रकारच्या VFD चे मुख्य सर्किट आकृती १-४ मध्ये दाखवले आहे. त्याचे वैशिष्ट्य आहे फिल्टरिंगसाठी इंटरमीडिएट डीसी लिंकमध्ये मोठ्या इंडक्टर्सचा वापर. इंडक्टरमुळे डीसी करंट वेव्हफॉर्म तुलनेने सपाट असतो. म्हणून, डीसी सोर्सचा अंतर्गत प्रतिबाधा जास्त असतो आणि तो करंट सोर्स म्हणून अंदाजे काढता येतो. आउटपुट एसी करंट वेव्हफॉर्म सामान्यतः चौरस किंवा पायऱ्यांचा वेव्ह असतो. करंट-प्रकारच्या व्हीएफडीचा प्राथमिक फायदा असा आहे की ते चार-चतुर्थांश ऑपरेशनला परवानगी देतात, ज्यामुळे पॉवर सोर्सला ऊर्जा अभिप्राय मिळतो. लोड शॉर्ट सर्किटच्या बाबतीत ते हाताळणे देखील सोपे असते, ज्यामुळे ते वारंवार उलट करता येण्याजोग्या किंवा मोठ्या क्षमतेच्या VFD साठी योग्य..

आकृती १-४ करंट-प्रकारच्या VFD चे मुख्य सर्किट

करंट-प्रकार आणि व्होल्टेज-प्रकार VFD मधील मुख्य वैशिष्ट्यांची तुलना तक्ता १-२ मध्ये दर्शविली आहे.

 

३. व्होल्टेज समायोजन पद्धतीनुसार VFD चे वर्गीकरण

(१) पीएएम व्हीएफडी (पल्स अॅम्प्लिट्यूड मॉड्युलेशन)

पल्स अॅम्प्लिट्यूड मॉड्युलेशन (PAM) ही एक पद्धत आहे जी व्होल्टेज U चे मोठेपणा बदलून आउटपुट समायोजित करते._ड किंवा वर्तमान स्रोत I_ड . या पद्धतीमध्ये, इन्व्हर्टर फक्त आउटपुट फ्रिक्वेन्सी समायोजित करतो, तर रेक्टिफायर भाग आउटपुट व्होल्टेज किंवा करंट नियंत्रित करतो. जेव्हा व्होल्टेज समायोजन लागू केले जाते, तेव्हा VFD चा आउटपुट व्होल्टेज वेव्हफॉर्म आकृती 1-5 मध्ये दर्शविला आहे.
मुख्य सर्किट पीएएम-नियंत्रित व्हीएफडी आकृती १-५अ मध्ये दाखवले आहे.

PAM चा वापर व्हेरिएबल इंटरमीडिएट सर्किट व्होल्टेज असलेल्या VFD मध्ये केला जातो. फ्रिक्वेन्सी नियंत्रित करताना, इन्व्हर्टरच्या वर्किंग सायकलमध्ये बदल करून आउटपुट व्होल्टेजची फ्रिक्वेन्सी समायोजित केली जाते. प्रत्येक वर्किंग सायकल दरम्यान, पॉवर स्विचिंग डिव्हाइस अनेक वेळा चालू आणि बंद केले जातात. PAM चे सर्किट अंमलबजावणी तुलनेने गुंतागुंतीचे असल्याने, रेक्टिफायर आणि इन्व्हर्टर दोन्हीचे एकाच वेळी नियंत्रण आवश्यक असल्याने आणि थायरिस्टर रेक्टिफिकेशन नंतर सरासरी DC व्होल्टेजचा फेज-शिफ्टिंग अँगलशी रेषीय संबंध नसल्यामुळे, रेक्टिफिकेशन आणि इन्व्हर्जन समन्वय साधणे खूप कठीण होते. या कारणांमुळे, ही मॉड्युलेशन पद्धत सामान्यतः स्वीकारली जात नाही.

(२) PWM आणि SPWM VFD (पल्स विड्थ मॉड्युलेशन आणि साइन पल्स विड्थ मॉड्युलेशन)

पल्स रुंदी मॉड्युलेशन (PWM) आउटपुट वेव्हफॉर्मच्या एका चक्रात अनेक पल्स निर्माण करतात, जे सायनसॉइडल वेव्हफॉर्मच्या जवळपास असतात. याचा परिणाम होतो कमी हार्मोनिक्ससह अधिक सहज आउटपुट. मुख्य सर्किट पीडब्ल्यूएम-नियंत्रित व्हीएफडी आकृती १-५ब मध्ये दाखवले आहे. PWM चे वर्गीकरण पुढे फिक्स्ड पल्स रुंदी PWM आणि साइन वेव्ह PWM (SPWM) मध्ये करता येते.

आकृती १-५ आउटपुट व्होल्टेज वेव्हफॉर्मसह PAM आणि PWM नियंत्रण मुख्य सर्किट
अ) पीएएम कंट्रोल मेन सर्किट ब) पीडब्ल्यूएम कंट्रोल मेन सर्किट

 

४. नियंत्रण पद्धतीनुसार वर्गीकृत VFDs

जेव्हा इंडक्शन मोटरला VFD ने समायोजित केले जाते, तेव्हा VFD मोटरच्या वैशिष्ट्यांनुसार पुरवठा व्होल्टेज, करंट आणि वारंवारता नियंत्रित करू शकते. VFD ची कार्यक्षमता, वैशिष्ट्ये आणि अनुप्रयोग वापरल्या जाणाऱ्या नियंत्रण पद्धतीनुसार बदलतात. म्हणून, नियंत्रण पद्धतीनुसार VFD चे वर्गीकरण देखील केले जाऊ शकते.

(१) U/f नियंत्रण VFD (VVVF नियंत्रण)

U/f नियंत्रण पद्धत, ज्याला असेही म्हणतात VVVF (व्हेरिएबल व्होल्टेज व्हेरिएबल फ्रिक्वेन्सी) नियंत्रण, नियंत्रित करणे समाविष्ट आहे VFD चे व्होल्टेज आणि वारंवारता आउटपुट दोन्ही राखण्यासाठी स्थिर U/f गुणोत्तर. ही पद्धत बेस फ्रिक्वेन्सीच्या खाली स्थिर टॉर्क आणि बेस फ्रिक्वेन्सीच्या वर स्थिर पॉवर प्रदान करते. U/f कंट्रोल VFDs चा कंट्रोल सर्किट खर्च तुलनेने कमी आहे, ज्यामुळे ते कमी कठोर अचूकता आवश्यकता असलेल्या सामान्य-उद्देशीय VFDs साठी योग्य बनतात.

(२) स्लिप फ्रिक्वेन्सी कंट्रोल व्हीएफडी

स्लिप फ्रिक्वेन्सी कंट्रोल ही U/f कंट्रोलपेक्षा एक सुधारणा आहे. या पद्धतीचा वापर करणाऱ्या VFD मध्ये, कन्व्हर्टर मोटर आणि स्पीड सेन्सरसह स्पीड फीडबॅक क्लोज्ड-लूप कंट्रोल सिस्टम तयार करतो. कन्व्हर्टरची आउटपुट फ्रिक्वेन्सी मोटरच्या प्रत्यक्ष गती आणि स्लिप फ्रिक्वेन्सीद्वारे स्वयंचलितपणे सेट केली जाते, ज्यामुळे वेग नियंत्रित करताना आउटपुट टॉर्क नियंत्रित करता येतो. ही नियंत्रण पद्धत क्लोज्ड-लूप कंट्रोल आहे, म्हणून U/f कंट्रोल पद्धतीच्या तुलनेत, लक्षणीय लोड बदल असतानाही ती उच्च गती अचूकता आणि चांगली टॉर्क वैशिष्ट्ये राखू शकते. तथापि, या नियंत्रण पद्धतीसाठी मोटरवर स्पीड सेन्सर स्थापित करणे आवश्यक असल्याने आणि मोटरच्या वैशिष्ट्यांनुसार स्लिप समायोजित करणे आवश्यक असल्याने, त्याची बहुमुखी प्रतिभा तुलनेने कमी आहे.

(३) वेक्टर कंट्रोल व्हीएफडी

वेक्टर नियंत्रणाचे तत्व म्हणजे एसी इंडक्शन मोटरच्या स्टेटर करंटचे दोन घटकांमध्ये विघटन करणे: चुंबकीय करंट (फ्लक्स-उत्पादक) आणि टॉर्क-उत्पादक करंट. दोन्ही घटक स्वतंत्रपणे नियंत्रित केले जातात. वेक्टर नियंत्रण गतिमान कामगिरीमध्ये लक्षणीय सुधारणा करते आणि अधिक अचूक टॉर्क नियंत्रणास अनुमती देते, ज्यामुळे ते डीसी मोटर स्पीड कंट्रोल सिस्टमशी तुलना करता येते. वेक्टर नियंत्रण VFDs अचूक नियंत्रण अनुप्रयोगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

 

५. अनुप्रयोगानुसार व्हीएफडीचे वर्गीकरण

(१) सामान्य उद्देशाचा व्हीएफडी

सामान्य उद्देशासाठी VFDs मानक इंडक्शन मोटर्सचा वेग समायोजित करू शकतो. त्यांचे दोन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: कमी किमतीचे साधे सामान्य-उद्देशीय VFDs आणि उच्च-कार्यक्षमता असलेले बहु-कार्यात्मक सामान्य-उद्देशीय VFDs.

साधे व्हीएफडी हे ऊर्जा बचतीच्या उद्देशाने डिझाइन केलेले आहेत आणि ते प्रामुख्याने पंप आणि पंखे सारख्या अनुप्रयोगांमध्ये वापरले जातात, जिथे वेग नियंत्रण कामगिरी आवश्यकता जास्त नसतात. ते कॉम्पॅक्ट आकार आणि कमी किमतीसारखे फायदे देतात.

उच्च-कार्यक्षमता असलेले बहु-कार्यक्षम VFD विविध गरजा पूर्ण करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत, अधिक प्रगत हार्डवेअर आणि सॉफ्टवेअर वैशिष्ट्यांसह. ते कन्व्हेयर, होइस्ट, मशीन टूल्स आणि इलेक्ट्रिक वाहने यासारख्या अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहेत, जिथे उच्च कार्यक्षमता आणि कार्यक्षमता आवश्यक आहे.

(२) उच्च-कार्यक्षमता समर्पित VFD

उच्च-कार्यक्षमता असलेले समर्पित VFDs डीसी मोटर स्पीड कंट्रोल सिस्टीमशी स्पर्धा करणारे किंवा त्यापेक्षा जास्त कामगिरी देण्यासाठी वेक्टर कंट्रोलचा अवलंब करतात. हे VFDs सामान्यत: धातूशास्त्र, CNC मशीन्स आणि लिफ्टसारख्या विशिष्ट उद्योगांसाठी डिझाइन केलेले असतात, जिथे कामगिरी आणि खर्च-कार्यक्षमता ऑप्टिमाइझ करणे आवश्यक असते.

(३) उच्च-फ्रिक्वेन्सी व्हीएफडी

हाय-फ्रिक्वेन्सी व्हीएफडीचा वापर हाय-स्पीड मोटर्स नियंत्रित करण्यासाठी केला जातो ज्यांना अल्ट्रा-प्रिसिजन आवश्यक असते, जसे की हाय-एंड मशीनिंगमध्ये.

(४) सिंगल-फेज आणि थ्री-फेज व्हीएफडी

शेवटी, व्हीएफडी सिंगल-फेज आणि थ्री-फेज दोन्ही आवृत्त्यांमध्ये उपलब्ध आहेत, ते कोणत्या प्रकारच्या मोटर नियंत्रित करण्यासाठी डिझाइन केले आहेत यावर अवलंबून असतात. मुख्य फरक सर्किट डिझाइनमध्ये आहे, थ्री-फेज व्हीएफडी उच्च-क्षमतेच्या अनुप्रयोगांसाठी अधिक कार्यक्षमता देतात.

 

VFD च्या सर्किट स्ट्रक्चर आणि कार्य तत्त्वासाठी, कृपया पहा सामान्य-उद्देशीय VFD मूलभूत गोष्टी: रचना आणि कार्य तत्व.

 

निष्कर्ष:

योग्य मोटर नियंत्रण उपाय निवडण्यासाठी VFD चे वेगवेगळे वर्गीकरण आणि वैशिष्ट्ये समजून घेणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. तुम्ही सामान्य वापरासाठी किफायतशीर VFD शोधत असाल किंवा अचूक नियंत्रणासाठी उच्च-कार्यक्षमता ड्राइव्ह शोधत असाल, विशिष्ट गरजा पूर्ण करण्यासाठी डिझाइन केलेले VFD ची विस्तृत श्रेणी आहे. वारंवारता रूपांतरण पद्धती, व्होल्टेज समायोजन तंत्र, नियंत्रण पद्धती आणि अनुप्रयोग आवश्यकता यासारख्या घटकांचा विचार करून, तुम्ही एक माहितीपूर्ण निवड करू शकता जी तुमच्या मोटर सिस्टमसाठी इष्टतम कार्यक्षमता आणि ऊर्जा कार्यक्षमता सुनिश्चित करते.