सामान्य-उद्देशीय VFD मूलभूत गोष्टी: रचना आणि कार्य तत्व

व्हेरिएबल फ्रिक्वेन्सी ड्राइव्ह (VFDs) मोटर्सचा वेग नियंत्रित करून, ऊर्जा कार्यक्षमता सुधारून आणि लवचिक ऑपरेशन प्रदान करून आधुनिक औद्योगिक ऑटोमेशनमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते. विविध प्रकारच्या VFD मध्ये, सामान्य-उद्देशीय VFD त्यांच्या बहुमुखी प्रतिभा आणि लहान आणि मध्यम आकाराच्या मोटर्सच्या विस्तृत श्रेणीसह कार्य करण्याची क्षमता यामुळे वेगळे दिसतात. या पोस्टमध्ये, आम्ही सामान्य-उद्देशीय VFD ची मूलभूत रचना आणि कार्य तत्त्व जाणून घेऊ, ज्यामुळे ते कसे कार्य करते आणि त्याचे घटक कसे चांगले समजून घेण्यास मदत होईल.

१. सामान्य उद्देशाच्या VFD ची मूलभूत रचना

एक सामान्य उद्देश VFD एक बहुउपयोगी उपकरण आहे जे जवळजवळ सर्व लहान आणि मध्यम आकाराच्या एसी असिंक्रोनस मोटर्ससह वापरले जाऊ शकते. जरी अनेक विशेष VFDs आहेत, परंतु त्यापैकी बहुतेक अतिरिक्त वैशिष्ट्यांसह सामान्य-उद्देशीय VFDs वर आधारित आहेत. सामान्य-उद्देशीय VFDs कसे कार्य करतात हे समजून घेतल्याने इतर प्रकारच्या VFDs हाताळणे सोपे होते, कारण त्यांची स्थापना, ऑपरेशन आणि देखभाल खूप समान आहे.

सामान्य उद्देशाच्या VFD मध्ये दोन मुख्य भाग असतात: पॉवर सर्किट आणि कंट्रोल सर्किट. लहान आणि मध्यम आकाराचे VFD सामान्यतः AC-DC-AC कॉन्फिगरेशन वापरतात, जसे आकृतीमध्ये दाखवले आहे (आकृती 1).

आकृती १. एसी-डीसी-एसी व्हीएफडीचा ब्लॉक डायग्राम

(१) पॉवर सर्किट

सामान्य-उद्देशीय VFD चे पॉवर सर्किट आकृती 2 मध्ये दर्शविले आहे. त्यात पॉवर रूपांतरण हाताळणारे पॉवर इलेक्ट्रॉनिक घटक समाविष्ट आहेत, जसे की रेक्टिफायर, फिल्टरिंग, करंट-लिमिटिंग, इन्व्हर्टर, फ्रीव्हीलिंग आणि ब्रेकिंग सर्किट.

आकृती २. एसी-डीसी व्हीएफडी मुख्य सर्किट

• रेक्टिफायर सर्किट: हे एसी पॉवरला डीसीमध्ये रूपांतरित करते. थ्री-फेज ब्रिज रेक्टिफायर सामान्यतः लहान आणि मध्यम व्हीएफडीमध्ये वापरला जातो, ज्यामध्ये डायोड (व्हीडी१ ते व्हीडी६) किंवा रेक्टिफायर मॉड्यूल असतात. इनपुट पॉवर टर्मिनल्स आर, एस, टी (एल१, एल२, एल३, किंवा ए, बी, सी) मधून येते.
  फिल्टरिंग सर्किट: फिल्टरिंग सर्किट कॅपेसिटर वापरून डीसी पॉवर गुळगुळीत करते. कॅपेसिटर CF1 आणि CF2 एकूण क्षमता वाढवण्यासाठी जोडलेले असतात, तर रेझिस्टर RC1 आणि RC2 व्होल्टेज संतुलित करतात.
• विद्युत प्रवाह-मर्यादा सर्किट: हे सर्किट ओव्हरलोड टाळण्यासाठी विद्युत प्रवाह मर्यादित करते. त्यात एक रेझिस्टर (RS) आणि एक स्विच (S) समाविष्ट आहे, ज्यामध्ये लहान VFD मध्ये थायरिस्टर किंवा रिले वापरला जातो.
  इन्व्हर्टर सर्किट: पॉवर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांपासून बनलेला (VT1 ते VT6), इन्व्हर्टर DC ला थ्री-फेज AC मध्ये रूपांतरित करतो. हा AC नंतर मोटरला पाठवला जातो.
• फ्रीव्हीलिंग सर्किट: हे सर्किट (VD7 ते VD12) मोटरमधून रिऍक्टिव्ह करंट परत DC सर्किटमध्ये परत करण्यास मदत करते. जेव्हा मोटर मंदावते, तेव्हा हे सर्किट मोटरची पुनर्जन्मित ऊर्जा परत DC सर्किटमध्ये वाहू देते.
• ब्रेकिंग सर्किट: जेव्हा मोटरचा वेग कमी होतो, तेव्हा ब्रेकिंग सर्किट पुनर्जन्म ऊर्जा शोषून घेते, तिचे उष्णतेत रूपांतर करते. यामुळे मोटर जलद आणि कार्यक्षमतेने थांबण्यास मदत होते. मुख्य घटक (RB) ऊर्जा शोषून घेतो आणि पॉवर डिव्हाइस (VTB) ब्रेकिंग सर्किट चालू किंवा बंद करते.

(२) नियंत्रण सर्किट

VFD चे नियंत्रण सर्किट आकृती 3 मध्ये दाखवले आहे.

आकृती ३. VFD कंट्रोल सर्किटचा ब्लॉक डायग्राम

कंट्रोल सर्किटमध्ये पॉवर सप्लाय बोर्ड, मेन कंट्रोल बोर्ड, कीपॅड आणि इनपुट/आउटपुट टर्मिनल्स समाविष्ट असतात.

• वीज पुरवठा मंडळ: हे मुख्य नियंत्रण मंडळासाठी आवश्यक असलेली शक्ती प्रदान करते आणि पॉवर सर्किट चालवते. ते बाह्य नियंत्रण सर्किटला डीसी पॉवर देखील पुरवते.
• मुख्य नियंत्रण मंडळ: हे VFD चे "मेंदू" आहे. ते कीपॅड, बाह्य नियंत्रण सर्किट आणि अंतर्गत सिग्नल (जसे की व्होल्टेज, करंट आणि तापमान) मधील इनपुटवर प्रक्रिया करते. त्यानंतर ते इन्व्हर्टरसाठी नियंत्रण सिग्नल (SPWM) तयार करते. मुख्य नियंत्रण बोर्ड डिस्प्ले सिग्नल, संरक्षण आदेश देखील व्यवस्थापित करते आणि VFD च्या स्थितीबद्दल सिग्नल पाठवते (उदा., सामान्य ऑपरेशन, पोहोचलेली वारंवारता, दोष शोधणे).
• कीपॅड: कीपॅड वापरकर्त्याला मुख्य नियंत्रण बोर्डमध्ये कमांड किंवा सेटिंग्ज इनपुट करण्याची परवानगी देतो.
• इनपुट/आउटपुट टर्मिनल्स: हे टर्मिनल्स VFD ला डिस्प्ले युनिट्स, अॅडजस्टमेंट कंट्रोल्स (उदा. बटणे, स्विचेस, नॉब्स) आणि कम्युनिकेशन इंटरफेस सारख्या बाह्य उपकरणांशी जोडतात. कम्युनिकेशन इंटरफेस VFD ला PLC सारख्या इतर उपकरणांशी संवाद साधण्यास आणि माहितीची देवाणघेवाण करण्यास अनुमती देतो.

२. व्हेरिएबल फ्रिक्वेन्सी ड्राइव्ह (VFD) चे कार्य तत्व

एका उपकरणाचे कार्य तत्व एसी-डीसी-एसी प्रकार व्हीएफडी आकृती १ मधील ब्लॉक डायग्रामच्या संदर्भात स्पष्ट केले आहे.

रेक्टिफायर सर्किटद्वारे थ्री-फेज एसी पॉवर प्रथम पल्सेटिंग डीसीमध्ये रूपांतरित केली जाते. त्यानंतर इन्व्हर्टर आणि कंट्रोल सर्किट्सना स्थिर डीसी पॉवर सप्लाय मिळतो याची खात्री करण्यासाठी हे डीसी इंटरमीडिएट सर्किटद्वारे फिल्टर केले जाते. फिल्टर केलेले डीसी इन्व्हर्टर सर्किटला पाठवले जाते, तर कंट्रोल सिस्टम ड्राइव्ह पल्स जनरेट करते. हे पल्स ड्राइव्ह सर्किटद्वारे वाढवले ​​जातात आणि इन्व्हर्टर सर्किटला पाठवले जातात. ड्राइव्ह पल्सच्या नियंत्रणाखाली, इन्व्हर्टर डीसीला व्हेरिएबल-फ्रिक्वेन्सी एसीमध्ये रूपांतरित करतो, जो नंतर मोटरला चालविण्यासाठी पुरवला जातो. इन्व्हर्टरमधून एसी आउटपुटची वारंवारता समायोजित करून, मोटरचा वेग त्यानुसार बदलतो.

मुख्य सर्किट अंतर्गत कार्यरत असल्याने उच्च-व्होल्टेज आणि उच्च-विद्युत प्रवाह परिस्थिती, संरक्षण आवश्यक आहे. सर्किटचे रक्षण करण्यासाठी, मुख्य पॉवर सर्किटसाठी VFD मध्ये व्होल्टेज आणि करंट डिटेक्शन सर्किट असतात. जेव्हा व्होल्टेज खूप जास्त किंवा खूप कमी असतो, तेव्हा व्होल्टेज डिटेक्शन सर्किट कंट्रोल सर्किटला कळवते. ही माहिती मिळाल्यावर, कंट्रोल सर्किट सेट प्रोग्रामनुसार योग्य ती कारवाई करते, जसे की मेन सर्किट थांबवणे आणि अलार्म जारी करणे.

त्याचप्रमाणे, जर आउटपुट करंट सुरक्षित मर्यादेपेक्षा जास्त असेल (उदा., जेव्हा मोटर ओव्हरलोड असते), तर करंट सेन्सिंग एलिमेंट्स किंवा सर्किट्स ओव्हरकरंट सिग्नल तयार करतात. करंट डिटेक्शन सर्किटने या सिग्नलवर प्रक्रिया केल्यानंतर, ते कंट्रोल सर्किटकडे पाठवले जाते. त्यानंतर कंट्रोल सर्किट प्रीसेट प्रोग्रामनुसार आवश्यक कृती करते.

शेवटी, सामान्य उद्देशाच्या VFD ची रचना आणि कार्य तत्त्व समजून घेणे ही त्याची कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी आणि त्याचे दीर्घायुष्य सुनिश्चित करण्यासाठी महत्त्वाची आहे. पॉवर सर्किट आणि कंट्रोल सर्किटचे संयोजन VFD ला मोटर स्पीड कंट्रोलसाठी AC पॉवरला व्हेरिएबल-फ्रिक्वेन्सी AC मध्ये कार्यक्षमतेने रूपांतरित करण्यास सक्षम करते, तर अंगभूत संरक्षण वैशिष्ट्ये सुरक्षित ऑपरेशन सुनिश्चित करतात. तुम्ही मोटर कामगिरी ऑप्टिमाइझ करण्याचा विचार करत असाल किंवा उर्जेचा वापर कमी करण्याचा विचार करत असाल, तर सामान्य हेतूचा VFD तुमच्या औद्योगिक गरजांसाठी एक लवचिक आणि विश्वासार्ह पर्याय आहे.