సాధారణ-ప్రయోజన VFD ప్రాథమికాలు: నిర్మాణం & పని సూత్రం

వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్‌లు (VFDలు) మోటార్ల వేగాన్ని నియంత్రించడం, శక్తి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడం మరియు సౌకర్యవంతమైన ఆపరేషన్‌ను అందించడం ద్వారా ఆధునిక పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్‌లో కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. వివిధ రకాల VFDలలో, సాధారణ-ప్రయోజన VFDలు వాటి బహుముఖ ప్రజ్ఞ మరియు చిన్న మరియు మధ్య తరహా మోటార్‌ల విస్తృత శ్రేణితో పని చేసే సామర్థ్యం కారణంగా ప్రత్యేకంగా నిలుస్తాయి. ఈ పోస్ట్‌లో, సాధారణ-ప్రయోజన VFD యొక్క ప్రాథమిక నిర్మాణం మరియు పని సూత్రాన్ని మేము పరిశీలిస్తాము, ఇది ఎలా పనిచేస్తుందో మరియు దాని భాగాలను బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి మీకు సహాయపడుతుంది.

1. సాధారణ-ప్రయోజన VFD యొక్క ప్రాథమిక నిర్మాణం

సాధారణ ప్రయోజన VFD అనేది ఒక బహుముఖ పరికరం, అది దాదాపు అన్ని చిన్న మరియు మధ్య తరహా AC అసమకాలిక మోటార్లతో ఉపయోగించవచ్చు. అనేక ప్రత్యేకమైన VFDలు ఉన్నప్పటికీ, వాటిలో ఎక్కువ భాగం అదనపు లక్షణాలతో కూడిన సాధారణ-ప్రయోజన VFDలపై ఆధారపడి ఉంటాయి. సాధారణ-ప్రయోజన VFDలు ఎలా పనిచేస్తాయో అర్థం చేసుకోవడం వల్ల ఇతర రకాల VFDలను నిర్వహించడం సులభం అవుతుంది, ఎందుకంటే వాటి సంస్థాపన, ఆపరేషన్ మరియు నిర్వహణ చాలా పోలి ఉంటాయి.

సాధారణ ప్రయోజన VFD రెండు ప్రధాన భాగాలను కలిగి ఉంటుంది: పవర్ సర్క్యూట్ మరియు కంట్రోల్ సర్క్యూట్. చిన్న మరియు మధ్య తరహా VFDలు సాధారణంగా రేఖాచిత్రంలో చూపిన విధంగా AC-DC-AC కాన్ఫిగరేషన్‌ను ఉపయోగిస్తాయి (చిత్రం 1).

చిత్రం 1. AC-DC-AC VFD యొక్క బ్లాక్ రేఖాచిత్రం

(1) పవర్ సర్క్యూట్

సాధారణ-ప్రయోజన VFD యొక్క పవర్ సర్క్యూట్ చిత్రం 2లో చూపబడింది. ఇది రెక్టిఫైయర్, ఫిల్టరింగ్, కరెంట్-లిమిటింగ్, ఇన్వర్టర్, ఫ్రీవీలింగ్ మరియు బ్రేకింగ్ సర్క్యూట్‌ల వంటి పవర్ కన్వర్షన్‌ను నిర్వహించే పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలను కలిగి ఉంటుంది.

చిత్రం 2. AC-DC VFD ప్రధాన సర్క్యూట్

• రెక్టిఫైయర్ సర్క్యూట్: ఇది AC శక్తిని DCగా మారుస్తుంది. మూడు-దశల బ్రిడ్జ్ రెక్టిఫైయర్‌ను సాధారణంగా చిన్న మరియు మధ్యస్థ VFDలలో ఉపయోగిస్తారు, డయోడ్‌లు (VD1 నుండి VD6 వరకు) లేదా రెక్టిఫైయర్ మాడ్యూల్‌లతో. ఇన్‌పుట్ పవర్ టెర్మినల్స్ R, S, T (L1, L2, L3, లేదా A, B, C) నుండి వస్తుంది.
  ఫిల్టరింగ్ సర్క్యూట్: ఫిల్టరింగ్ సర్క్యూట్ కెపాసిటర్లను ఉపయోగించి DC శక్తిని సున్నితంగా చేస్తుంది. మొత్తం సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి కెపాసిటర్లు CF1 మరియు CF2 అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, అయితే రెసిస్టర్లు RC1 మరియు RC2 వోల్టేజ్‌ను సమతుల్యం చేస్తాయి.
• కరెంట్-లిమిటింగ్ సర్క్యూట్: ఈ సర్క్యూట్ ఓవర్‌లోడ్‌ను నివారించడానికి కరెంట్‌ను పరిమితం చేస్తుంది. ఇందులో రెసిస్టర్ (RS) మరియు స్విచ్ (S) ఉంటాయి, చిన్న VFDలలో థైరిస్టర్ లేదా రిలే ఉపయోగించబడుతుంది.
  ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్: పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలతో (VT1 నుండి VT6) తయారు చేయబడిన ఇన్వర్టర్, DCని మూడు-దశల ACగా మారుస్తుంది. ఈ AC తరువాత మోటారుకు పంపబడుతుంది.
• ఫ్రీవీలింగ్ సర్క్యూట్: ఈ సర్క్యూట్ (VD7 నుండి VD12 వరకు) మోటారు నుండి రియాక్టివ్ కరెంట్‌ను తిరిగి DC సర్క్యూట్‌కు పంపడంలో సహాయపడుతుంది. మోటారు వేగాన్ని తగ్గించినప్పుడు, ఈ సర్క్యూట్ మోటారు యొక్క పునరుత్పత్తి శక్తిని DC సర్క్యూట్‌లోకి తిరిగి ప్రవహించేలా చేస్తుంది.
• బ్రేకింగ్ సర్క్యూట్: మోటారు వేగాన్ని తగ్గించినప్పుడు, బ్రేకింగ్ సర్క్యూట్ పునరుత్పత్తి శక్తిని గ్రహిస్తుంది, దానిని వేడిగా మారుస్తుంది. ఇది మోటారు త్వరగా మరియు సమర్ధవంతంగా ఆగిపోవడానికి సహాయపడుతుంది. ప్రధాన భాగం (RB) శక్తిని గ్రహిస్తుంది మరియు పవర్ పరికరం (VTB) బ్రేకింగ్ సర్క్యూట్‌ను ఆన్ లేదా ఆఫ్ చేస్తుంది.

(2) కంట్రోల్ సర్క్యూట్

VFD యొక్క నియంత్రణ సర్క్యూట్ చిత్రం 3లో చూపబడింది.

చిత్రం 3. VFD కంట్రోల్ సర్క్యూట్ యొక్క బ్లాక్ రేఖాచిత్రం

నియంత్రణ సర్క్యూట్‌లో విద్యుత్ సరఫరా బోర్డు, ప్రధాన నియంత్రణ బోర్డు, కీప్యాడ్ మరియు ఇన్‌పుట్/అవుట్‌పుట్ టెర్మినల్స్ ఉంటాయి.

• విద్యుత్ సరఫరా బోర్డు: ఇది ప్రధాన నియంత్రణ బోర్డుకు అవసరమైన శక్తిని అందిస్తుంది మరియు విద్యుత్ వలయాన్ని నడుపుతుంది. ఇది బాహ్య నియంత్రణ వలయాలకు DC విద్యుత్తును కూడా సరఫరా చేస్తుంది.
• ప్రధాన నియంత్రణ బోర్డు: ఇది VFD యొక్క "మెదడు". ఇది కీప్యాడ్, బాహ్య నియంత్రణ సర్క్యూట్లు మరియు అంతర్గత సిగ్నల్స్ (వోల్టేజ్, కరెంట్ మరియు ఉష్ణోగ్రత వంటివి) నుండి ఇన్‌పుట్‌ను ప్రాసెస్ చేస్తుంది. తరువాత ఇది ఇన్వర్టర్ కోసం నియంత్రణ సిగ్నల్స్ (SPWM) ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ప్రధాన నియంత్రణ బోర్డు డిస్ప్లే సిగ్నల్స్, రక్షణ ఆదేశాలను కూడా నిర్వహిస్తుంది మరియు VFD స్థితి గురించి సంకేతాలను పంపుతుంది (ఉదా., సాధారణ ఆపరేషన్, చేరిన ఫ్రీక్వెన్సీ, తప్పు గుర్తింపు).
• కీప్యాడ్: కీప్యాడ్ వినియోగదారుని ప్రధాన నియంత్రణ బోర్డులోకి ఆదేశాలు లేదా సెట్టింగులను ఇన్‌పుట్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.
• ఇన్‌పుట్/అవుట్‌పుట్ టెర్మినల్స్: ఈ టెర్మినల్స్ VFDని డిస్ప్లే యూనిట్లు, సర్దుబాటు నియంత్రణలు (ఉదా. బటన్లు, స్విచ్‌లు, నాబ్‌లు) మరియు కమ్యూనికేషన్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లు వంటి బాహ్య పరికరాలకు అనుసంధానిస్తాయి. కమ్యూనికేషన్ ఇంటర్‌ఫేస్ VFDని PLCలు వంటి ఇతర పరికరాలతో సంకర్షణ చెందడానికి మరియు సమాచారాన్ని మార్పిడి చేసుకోవడానికి అనుమతిస్తుంది.

2. వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్ (VFD) యొక్క పని సూత్రం

ఒక పరికరం యొక్క పని సూత్రం AC-DC-AC రకం VFD చిత్రం 1 లోని బ్లాక్ రేఖాచిత్రం ఆధారంగా వివరించబడింది.

మూడు-దశల AC శక్తిని మొదట రెక్టిఫైయర్ సర్క్యూట్ పల్సేటింగ్ DC గా మారుస్తుంది. ఈ DC ని ఇంటర్మీడియట్ సర్క్యూట్ ద్వారా ఫిల్టర్ చేస్తారు, తద్వారా ఇన్వర్టర్ మరియు కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌లు రెండూ స్థిరమైన DC విద్యుత్ సరఫరాను పొందుతాయి. ఫిల్టర్ చేయబడిన DC ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్‌కు పంపబడుతుంది, అయితే నియంత్రణ వ్యవస్థ డ్రైవ్ పల్స్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ పల్స్‌లు డ్రైవ్ సర్క్యూట్ ద్వారా విస్తరించబడతాయి మరియు ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్‌కు పంపబడతాయి. డ్రైవ్ పల్స్‌ల నియంత్రణలో, ఇన్వర్టర్ DC ని వేరియబుల్-ఫ్రీక్వెన్సీ AC గా మారుస్తుంది, తరువాత దానిని నడపడానికి మోటారుకు సరఫరా చేయబడుతుంది. ఇన్వర్టర్ నుండి AC అవుట్‌పుట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా, మోటారు వేగం తదనుగుణంగా మారుతుంది.

ప్రధాన సర్క్యూట్ కింద పనిచేస్తుంది కాబట్టి అధిక-వోల్టేజ్ మరియు అధిక-కరెంట్ పరిస్థితులు, రక్షణ అవసరం. సర్క్యూట్‌ను కాపాడటానికి, VFDలు ప్రధాన పవర్ సర్క్యూట్ కోసం వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ డిటెక్షన్ సర్క్యూట్‌లతో అమర్చబడి ఉంటాయి. వోల్టేజ్ చాలా ఎక్కువగా లేదా చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, వోల్టేజ్ డిటెక్షన్ సర్క్యూట్ కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌కు తెలియజేస్తుంది. ఈ సమాచారాన్ని అందుకున్న తర్వాత, కంట్రోల్ సర్క్యూట్ సెట్ ప్రోగ్రామ్ ప్రకారం తగిన చర్య తీసుకుంటుంది, ప్రధాన సర్క్యూట్‌ను ఆపడం మరియు అలారం జారీ చేయడం వంటివి.

అదేవిధంగా, అవుట్‌పుట్ కరెంట్ సురక్షిత పరిమితులను మించిపోతే (ఉదాహరణకు, మోటారు ఓవర్‌లోడ్ అయినప్పుడు), కరెంట్ సెన్సింగ్ ఎలిమెంట్స్ లేదా సర్క్యూట్‌లు ఓవర్‌కరెంట్ సిగ్నల్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. కరెంట్ డిటెక్షన్ సర్క్యూట్ ఈ సిగ్నల్‌ను ప్రాసెస్ చేసిన తర్వాత, అది కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌కు పంపబడుతుంది. కంట్రోల్ సర్క్యూట్ ప్రీసెట్ ప్రోగ్రామ్ ప్రకారం అవసరమైన చర్యలను తీసుకుంటుంది.

ముగింపులో, సాధారణ-ప్రయోజన VFD యొక్క నిర్మాణం మరియు పని సూత్రాన్ని అర్థం చేసుకోవడం దాని సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి మరియు దాని దీర్ఘాయువును నిర్ధారించడానికి కీలకం. పవర్ సర్క్యూట్ మరియు కంట్రోల్ సర్క్యూట్ కలయిక VFD మోటార్ వేగ నియంత్రణ కోసం AC శక్తిని వేరియబుల్-ఫ్రీక్వెన్సీ ACగా సమర్ధవంతంగా మార్చడానికి వీలు కల్పిస్తుంది, అయితే అంతర్నిర్మిత రక్షణ లక్షణాలు సురక్షితమైన ఆపరేషన్‌ను నిర్ధారిస్తాయి. మీరు మోటార్ పనితీరును ఆప్టిమైజ్ చేయాలనుకుంటున్నారా లేదా శక్తి వినియోగాన్ని తగ్గించాలనుకుంటున్నారా, సాధారణ-ప్రయోజన VFD మీ పారిశ్రామిక అవసరాలకు అనువైన మరియు నమ్మదగిన ఎంపిక.