VFDల యొక్క 5 కీలక వర్గీకరణ పద్ధతులు మరియు వాటి లక్షణాలు

వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్‌లు (VFDలు) మోటార్ నియంత్రణ వ్యవస్థలలో ముఖ్యమైన భాగాలు, ఎలక్ట్రిక్ మోటార్ల వేగం, టార్క్ మరియు ఆపరేషన్‌ను నియంత్రించడానికి విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు. పనితీరు, సామర్థ్యం మరియు అప్లికేషన్ అవసరాల ఆధారంగా సరైన వ్యవస్థను ఎంచుకోవడానికి VFDల వర్గీకరణను అర్థం చేసుకోవడం చాలా ముఖ్యం. ఈ బ్లాగ్ పోస్ట్‌లో, మీ మోటార్ నియంత్రణ అవసరాలకు ఉత్తమమైన పరిష్కారాన్ని ఎంచుకునేటప్పుడు సమాచారంతో కూడిన నిర్ణయం తీసుకోవడంలో మీకు సహాయపడటానికి, వివిధ రకాల VFDలు మరియు వాటి ప్రత్యేక లక్షణాలను మేము విభజిస్తాము.

 

1. ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్షన్ పద్ధతి ద్వారా VFDల వర్గీకరణ

(1) AC-DC-AC VFD

ది AC-DC-AC VFD (దీనిని పరోక్ష VFD అని కూడా పిలుస్తారు) గ్రిడ్ నుండి AC ఇన్‌పుట్‌ను రెక్టిఫైయర్ ద్వారా DCగా మార్చడం ద్వారా పనిచేస్తుంది. ఈ DC వోల్టేజ్ ఇన్వర్టర్ ద్వారా తిరిగి ACగా మార్చబడుతుంది, ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు వోల్టేజ్ రెండింటిపై నియంత్రణను అందిస్తుంది. మోటారు వేగం మరియు వోల్టేజ్ స్థాయిల విస్తృత శ్రేణిని నిర్వహించడంలో దాని బహుముఖ ప్రజ్ఞ కారణంగా ఈ పద్ధతి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ప్రాథమిక సూత్రం చిత్రం 1-1లో చూపబడింది.

 

చిత్రం 1-1 AC-DC-AC VFD

 

(2) AC-AC VFD

ది AC-AC VFD (ప్రత్యక్ష VFD) కొన్ని సందర్భాల్లో ఇది మరింత సమర్థవంతంగా పనిచేస్తుంది, ఎందుకంటే ఇది AC శక్తిని వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు వోల్టేజ్‌తో నేరుగా AC అవుట్‌పుట్‌గా మారుస్తుంది. AC-AC VFD యొక్క ప్రాథమిక సూత్రం చిత్రం 1-2లో చూపబడింది. ఈ వ్యవస్థ రివర్స్ సమాంతరంగా అనుసంధానించబడిన రెండు సెట్ల థైరిస్టర్ రెక్టిఫైయర్‌లను కలిగి ఉంటుంది. పాజిటివ్ మరియు రివర్స్ సెట్‌లు క్రమానుగతంగా మారుతాయి, లోడ్ అంతటా ప్రత్యామ్నాయ అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ uoని అందిస్తాయి.

 

చిత్రం 1-2 AC-AC VFD

AC-AC VFD మరియు AC-DC-AC VFD మధ్య ప్రధాన లక్షణాల పట్టిక 1-1 పోలిక

2. ప్రధాన సర్క్యూట్ డిజైన్ ద్వారా VFDల వర్గీకరణ

(1) వోల్టేజ్-రకం VFD

వోల్టేజ్-రకం VFD యొక్క ప్రధాన సర్క్యూట్ చిత్రం 1-3లో చూపబడింది. ఈ రకమైన VFDలో, రెక్టిఫైయర్ సర్క్యూట్ విలోమానికి అవసరమైన DC వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.. ఇంటర్మీడియట్ DC లింక్‌లో పెద్ద కెపాసిటర్‌ల ద్వారా ఫిల్టర్ చేసిన తర్వాత, అవుట్‌పుట్ పొందబడుతుంది. పెద్ద కెపాసిటర్ ఫిల్టర్ కారణంగా, DC వోల్టేజ్ తరంగ రూపం సాపేక్షంగా చదునుగా ఉంటుంది మరియు ఆదర్శ సందర్భంలో, దీనిని సున్నా అంతర్గత నిరోధకతతో వోల్టేజ్ మూలంగా పరిగణించవచ్చు. వోల్టేజ్-రకం VFD యొక్క అవుట్‌పుట్ AC వోల్టేజ్ తరంగ రూపం సాధారణంగా చతురస్రం లేదా మెట్ల తరంగం, సాధారణంగా సాధారణ VFDలలో ఉపయోగిస్తారు రివర్స్ ఆపరేషన్ లేదా వేగవంతమైన త్వరణం/తగ్గింపు అవసరం లేనివి.

వోల్టేజ్-రకం VFD యొక్క ప్రధాన సర్క్యూట్ చిత్రం 1-3

(2) కరెంట్-టైప్ VFD

కరెంట్-రకం VFD యొక్క ప్రధాన సర్క్యూట్ చిత్రం 1-4లో చూపబడింది. దీని లక్షణం వడపోత కోసం ఇంటర్మీడియట్ DC లింక్‌లో పెద్ద ఇండక్టర్ల వాడకం. ఇండక్టర్ కారణంగా DC కరెంట్ వేవ్‌ఫార్మ్ సాపేక్షంగా ఫ్లాట్‌గా ఉంటుంది. అందువల్ల, DC సోర్స్ యొక్క అంతర్గత ఇంపెడెన్స్ ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు దీనిని కరెంట్ సోర్స్‌గా అంచనా వేయవచ్చు. అవుట్‌పుట్ AC కరెంట్ వేవ్‌ఫార్మ్ సాధారణంగా చతురస్రం లేదా మెట్ల తరంగం. కరెంట్-రకం VFDల యొక్క ప్రాథమిక ప్రయోజనం ఏమిటంటే అవి నాలుగు-క్వాడ్రంట్ ఆపరేషన్‌ను అనుమతిస్తాయి, విద్యుత్ వనరుకు శక్తి అభిప్రాయాన్ని అనుమతిస్తాయి. లోడ్ షార్ట్ సర్క్యూట్‌ల సందర్భాలలో వాటిని నిర్వహించడం కూడా సులభం, తద్వారా వాటిని తరచుగా రివర్సిబుల్ లేదా పెద్ద-సామర్థ్యం గల VFDలకు అనుకూలం.

కరెంట్-రకం VFD యొక్క చిత్రం 1-4 ప్రధాన సర్క్యూట్

కరెంట్-టైప్ మరియు వోల్టేజ్-టైప్ VFDల మధ్య ప్రధాన లక్షణాల పోలిక పట్టిక 1-2లో చూపబడింది.

 

3. వోల్టేజ్ సర్దుబాటు పద్ధతి ద్వారా VFDల వర్గీకరణ

(1) PAM VFD (పల్స్ యాంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేషన్)

పల్స్ యాంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేషన్ (PAM) వోల్టేజ్ U యొక్క వ్యాప్తిని మార్చడం ద్వారా అవుట్‌పుట్‌ను సర్దుబాటు చేసే పద్ధతి._డి లేదా ప్రస్తుత మూలం I_డి . ఈ పద్ధతిలో, ఇన్వర్టర్ అవుట్‌పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీని మాత్రమే సర్దుబాటు చేస్తుంది, రెక్టిఫైయర్ భాగం అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ లేదా కరెంట్‌ను నియంత్రిస్తుంది. వోల్టేజ్ సర్దుబాటు వర్తించినప్పుడు, VFD యొక్క అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ తరంగ రూపం చిత్రం 1-5లో చూపబడింది.
a యొక్క ప్రధాన సర్క్యూట్ PAM-నియంత్రిత VFD చిత్రం 1-5a లో చూపబడింది.

PAM అనేది వేరియబుల్ ఇంటర్మీడియట్ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ ఉన్న VFDలలో ఉపయోగించబడుతుంది. ఫ్రీక్వెన్సీని నియంత్రించేటప్పుడు, ఇన్వర్టర్ యొక్క పని చక్రాన్ని మార్చడం ద్వారా అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ సర్దుబాటు చేయబడుతుంది. ప్రతి పని చక్రంలో, పవర్ స్విచింగ్ పరికరాలు అనేకసార్లు ఆన్ మరియు ఆఫ్ చేయబడతాయి. PAM యొక్క సర్క్యూట్ అమలు సాపేక్షంగా సంక్లిష్టంగా ఉంటుంది, రెక్టిఫైయర్ మరియు ఇన్వర్టర్ రెండింటినీ ఏకకాలంలో నియంత్రించాల్సిన అవసరం ఉంది మరియు థైరిస్టర్ రెక్టిఫికేషన్ తర్వాత సగటు DC వోల్టేజ్ దశ-షిఫ్టింగ్ కోణంతో సరళ సంబంధాన్ని కలిగి ఉండదు కాబట్టి, రెక్టిఫికేషన్ మరియు విలోమాన్ని సమన్వయం చేయడం చాలా కష్టం అవుతుంది. ఈ కారణాల వల్ల, ఈ మాడ్యులేషన్ పద్ధతి సాధారణంగా అవలంబించబడదు.

(2) PWM మరియు SPWM VFD (పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్ మరియు సైన్ పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్)

పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్ (PWM) అవుట్‌పుట్ వేవ్‌ఫార్మ్ యొక్క ఒక చక్రంలో బహుళ పల్స్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది సైనూసోయిడల్ వేవ్‌ఫార్మ్‌ను అంచనా వేస్తుంది. దీని ఫలితంగా తక్కువ హార్మోనిక్స్‌తో సున్నితమైన అవుట్‌పుట్. a యొక్క ప్రధాన సర్క్యూట్ PWM-నియంత్రిత VFD చిత్రం 1-5b లో చూపబడింది. PWM ని స్థిర పల్స్ వెడల్పు PWM మరియు సైన్ వేవ్ PWM (SPWM) గా మరింత వర్గీకరించవచ్చు.

మూర్తి 1-5 అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ వేవ్‌ఫార్మ్‌తో PAM మరియు PWM కంట్రోల్ మెయిన్ సర్క్యూట్
a)  PAM కంట్రోల్ మెయిన్ సర్క్యూట్ b)  PWM కంట్రోల్ మెయిన్ సర్క్యూట్

 

4. నియంత్రణ పద్ధతి ద్వారా వర్గీకరించబడిన VFDలు

ఒక ఇండక్షన్ మోటారును VFDతో సర్దుబాటు చేసినప్పుడు, VFD మోటారు లక్షణాల ప్రకారం సరఫరా వోల్టేజ్, కరెంట్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీని నియంత్రించగలదు. VFDల పనితీరు, లక్షణాలు మరియు అప్లికేషన్ ఉపయోగించిన నియంత్రణ పద్ధతి ప్రకారం మారుతూ ఉంటాయి. అందువల్ల, నియంత్రణ పద్ధతి ఆధారంగా VFDలను కూడా వర్గీకరించవచ్చు.

(1) U/f కంట్రోల్ VFD (VVVF కంట్రోల్)

U/f నియంత్రణ పద్ధతి, దీనిని ఇలా కూడా పిలుస్తారు VVVF (వేరియబుల్ వోల్టేజ్ వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ) నియంత్రణ, నియంత్రించడం కలిగి ఉంటుంది VFD యొక్క వోల్టేజ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ అవుట్‌పుట్ రెండూ నిర్వహించడానికి a స్థిర U/f నిష్పత్తి. ఈ పద్ధతి బేస్ ఫ్రీక్వెన్సీ క్రింద స్థిరమైన టార్క్ మరియు బేస్ ఫ్రీక్వెన్సీ పైన స్థిరమైన శక్తిని అనుమతిస్తుంది. U/f కంట్రోల్ VFDల కంట్రోల్ సర్క్యూట్ ధర సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది తక్కువ కఠినమైన ఖచ్చితత్వ అవసరాలు కలిగిన సాధారణ-ప్రయోజన VFDలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.

(2) స్లిప్ ఫ్రీక్వెన్సీ కంట్రోల్ VFD

స్లిప్ ఫ్రీక్వెన్సీ నియంత్రణ అనేది U/f నియంత్రణ కంటే మెరుగైనది. ఈ పద్ధతిని ఉపయోగించే VFDలలో, కన్వర్టర్ మోటారు మరియు స్పీడ్ సెన్సార్‌తో స్పీడ్ ఫీడ్‌బ్యాక్ క్లోజ్డ్-లూప్ కంట్రోల్ సిస్టమ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. కన్వర్టర్ యొక్క అవుట్‌పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ మోటారు యొక్క వాస్తవ వేగం మరియు స్లిప్ ఫ్రీక్వెన్సీ ద్వారా స్వయంచాలకంగా సెట్ చేయబడుతుంది, వేగాన్ని నియంత్రించేటప్పుడు అవుట్‌పుట్ టార్క్‌ను నియంత్రించడానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ నియంత్రణ పద్ధతి క్లోజ్డ్-లూప్ నియంత్రణ, కాబట్టి U/f నియంత్రణ పద్ధతితో పోలిస్తే, గణనీయమైన లోడ్ మార్పులు ఉన్నప్పుడు కూడా ఇది అధిక వేగ ఖచ్చితత్వాన్ని మరియు మెరుగైన టార్క్ లక్షణాలను నిర్వహించగలదు. అయితే, ఈ నియంత్రణ పద్ధతికి మోటారుపై స్పీడ్ సెన్సార్‌ను ఇన్‌స్టాల్ చేయడం అవసరం మరియు మోటారు లక్షణాల ఆధారంగా స్లిప్‌ను సర్దుబాటు చేయాల్సిన అవసరం ఉన్నందున, దాని బహుముఖ ప్రజ్ఞ సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటుంది.

(3) వెక్టర్ కంట్రోల్ VFD

వెక్టర్ నియంత్రణ సూత్రం ఏమిటంటే, AC ఇండక్షన్ మోటార్ యొక్క స్టేటర్ కరెంట్‌ను రెండు భాగాలుగా విడదీయడం: మాగ్నెటైజింగ్ కరెంట్ (ఫ్లక్స్-ప్రొడ్యూసింగ్) మరియు టార్క్-ప్రొడ్యూసింగ్ కరెంట్. రెండు భాగాలు విడిగా నియంత్రించబడతాయి. వెక్టర్ నియంత్రణ డైనమిక్ పనితీరును గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది మరియు మరింత ఖచ్చితమైన టార్క్ నియంత్రణను అనుమతిస్తుంది, ఇది DC మోటార్ స్పీడ్ కంట్రోల్ సిస్టమ్‌లతో పోల్చదగినదిగా చేస్తుంది. వెక్టర్ నియంత్రణ VFDలు ఖచ్చితత్వ నియంత్రణ అనువర్తనాల్లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

 

5. అప్లికేషన్ ద్వారా VFDల వర్గీకరణ

(1) సాధారణ ప్రయోజన VFD

సాధారణ ప్రయోజన VFDలు ప్రామాణిక ఇండక్షన్ మోటార్ల వేగాన్ని సర్దుబాటు చేయగలదు. వాటిని రెండు రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు: తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన సాధారణ సాధారణ ప్రయోజన VFDలు మరియు అధిక-పనితీరు గల బహుళ-ఫంక్షనల్ సాధారణ-ప్రయోజన VFDలు.

సాధారణ VFDలు శక్తి పొదుపు ప్రయోజనాల కోసం రూపొందించబడ్డాయి మరియు వేగ నియంత్రణ పనితీరు అవసరాలు ఎక్కువగా లేని పంపులు మరియు ఫ్యాన్ల వంటి అనువర్తనాల్లో ప్రధానంగా ఉపయోగించబడతాయి. అవి కాంపాక్ట్ పరిమాణం మరియు తక్కువ ఖర్చు వంటి ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి.

అధిక-పనితీరు గల బహుళ-ఫంక్షనల్ VFDలు వివిధ అవసరాలను తీర్చడానికి రూపొందించబడ్డాయి, మరింత అధునాతన హార్డ్‌వేర్ మరియు సాఫ్ట్‌వేర్ లక్షణాలతో. అధిక పనితీరు మరియు కార్యాచరణ అవసరమయ్యే కన్వేయర్లు, హాయిస్ట్‌లు, యంత్ర పరికరాలు మరియు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు వంటి అప్లికేషన్‌లకు ఇవి అనుకూలంగా ఉంటాయి.

(2) అధిక-పనితీరు గల అంకితమైన VFD

అధిక-పనితీరు గల అంకితమైన VFDలు, DC మోటార్ స్పీడ్ కంట్రోల్ సిస్టమ్‌లకు పోటీగా లేదా మించి పనితీరును అందించడానికి వెక్టర్ నియంత్రణను అవలంబిస్తాయి. ఈ VFDలు సాధారణంగా మెటలర్జీ, CNC యంత్రాలు మరియు ఎలివేటర్లు వంటి నిర్దిష్ట పరిశ్రమల కోసం రూపొందించబడ్డాయి, ఇక్కడ పనితీరు మరియు వ్యయ-సామర్థ్యాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయాలి.

(3) అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ VFD

హై-ఎండ్ మ్యాచింగ్ వంటి అల్ట్రా-ప్రెసిషన్ అవసరమయ్యే అప్లికేషన్లలో హై-స్పీడ్ మోటార్లను నియంత్రించడానికి హై-ఫ్రీక్వెన్సీ VFDలను ఉపయోగిస్తారు.

(4) సింగిల్-ఫేజ్ మరియు త్రీ-ఫేజ్ VFD

చివరగా, VFDలు సింగిల్-ఫేజ్ మరియు త్రీ-ఫేజ్ వెర్షన్‌లలో అందుబాటులో ఉన్నాయి, అవి నియంత్రించడానికి రూపొందించబడిన మోటారు రకాన్ని బట్టి ఉంటాయి. ప్రధాన వ్యత్యాసం సర్క్యూట్ డిజైన్‌లో ఉంది, త్రీ-ఫేజ్ VFDలు అధిక-సామర్థ్య అనువర్తనాలకు ఎక్కువ సామర్థ్యాన్ని అందిస్తాయి.

 

VFDల సర్క్యూట్ నిర్మాణం మరియు పని సూత్రం కోసం, దయచేసి చూడండి సాధారణ-ప్రయోజన VFD ప్రాథమికాలు: నిర్మాణం & పని సూత్రం.

 

ముగింపు:

సరైన మోటార్ నియంత్రణ పరిష్కారాన్ని ఎంచుకోవడానికి VFDల యొక్క విభిన్న వర్గీకరణలు మరియు లక్షణాలను అర్థం చేసుకోవడం చాలా ముఖ్యం. మీరు సాధారణ ఉపయోగం కోసం ఖర్చుతో కూడుకున్న VFD కోసం చూస్తున్నారా లేదా ఖచ్చితత్వ నియంత్రణ కోసం అధిక-పనితీరు గల డ్రైవ్ కోసం చూస్తున్నారా, నిర్దిష్ట అవసరాలను తీర్చడానికి రూపొందించబడిన విస్తృత శ్రేణి VFDలు ఉన్నాయి. ఫ్రీక్వెన్సీ మార్పిడి పద్ధతులు, వోల్టేజ్ సర్దుబాటు పద్ధతులు, నియంత్రణ పద్ధతులు మరియు అప్లికేషన్ అవసరాలు వంటి అంశాలను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం ద్వారా, మీరు మీ మోటార్ సిస్టమ్‌లకు సరైన పనితీరు మరియు శక్తి సామర్థ్యాన్ని నిర్ధారించే సమాచారంతో కూడిన ఎంపిక చేసుకోవచ్చు.