इस लेख से आप सीखेंगे कि इलेक्ट्रिक मोटर के लिए एक आवृत्ति कनवर्टर क्या है, इसके सर्किट, संचालन के सिद्धांत पर विचार करें, और औद्योगिक डिजाइनों की सेटिंग्स के बारे में भी जानें। मुख्य फोकस अपने हाथों से एक आवृत्ति कनवर्टर बनाने पर होगा। बेशक, इसके लिए आपको कंडक्टर तकनीक का कम से कम एक सामान्य विचार होना चाहिए। जिस उद्देश्य के लिए फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स का उपयोग किया जाता है, उससे शुरू करना आवश्यक है।
जब जरूरत पड़ने पर IF की जरूरत पड़ती है
आधुनिक फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स उच्च तकनीक वाले उपकरण हैं जिनमें अर्धचालक पर आधारित तत्व होते हैं। इसके अलावा, एक माइक्रोकंट्रोलर पर निर्मित एक इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली है। इसकी मदद से, इलेक्ट्रिक मोटर के सभी सबसे महत्वपूर्ण मापदंडों को नियंत्रित किया जाता है। विशेष रूप से, एक आवृत्ति कनवर्टर की मदद से, इलेक्ट्रिक मोटर की रोटेशन गति को बदलना संभव है। फ़्रीक्वेंसी कनवर्टर खरीदने का एक विचार हैविद्युत मोटर। 0.75 kW की शक्ति वाले मोटर्स के लिए ऐसे उपकरण की कीमत लगभग 5-7 हजार रूबल होगी।
यह ध्यान देने योग्य है कि आप वेरिएटर या गियर प्रकार के आधार पर निर्मित गियरबॉक्स का उपयोग करके रोटेशन की गति को बदल सकते हैं। लेकिन ऐसे डिज़ाइन बहुत बड़े होते हैं, उनका उपयोग करना हमेशा संभव नहीं होता है। इसके अलावा, ऐसे तंत्रों को समय पर ढंग से सेवित किया जाना चाहिए, और उनकी विश्वसनीयता बेहद कम है। फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर का उपयोग आपको इलेक्ट्रिक ड्राइव की सर्विसिंग की लागत को कम करने के साथ-साथ इसकी क्षमताओं को बढ़ाने की अनुमति देता है।
आवृत्ति कनवर्टर के मुख्य घटक
किसी भी आवृत्ति कनवर्टर में चार मुख्य मॉड्यूल होते हैं:
- रेक्टीफायर यूनिट।
- डीसी फ़िल्टरिंग डिवाइस।
- इन्वर्टर असेंबली।
- माइक्रोप्रोसेसर नियंत्रण प्रणाली।
ये सभी आपस में जुड़े हुए हैं, और नियंत्रण इकाई आउटपुट चरण - इन्वर्टर के संचालन को नियंत्रित करती है। इसकी मदद से प्रत्यावर्ती धारा की आउटपुट विशेषताओं को बदला जाता है।
इसे नीचे विस्तार से बताया जाएगा, एक डायग्राम दिया गया है। इलेक्ट्रिक मोटर के लिए फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर में कई और विशेषताएं हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि डिवाइस में सुरक्षा के कई स्तर शामिल हैं, जिन्हें एक माइक्रोकंट्रोलर डिवाइस द्वारा भी नियंत्रित किया जाता है। विशेष रूप से, शक्ति अर्धचालक तत्वों का तापमान नियंत्रण किया जाता है। इसके अलावा, शॉर्ट सर्किट और ओवरकुरेंट के खिलाफ सुरक्षा का एक कार्य है। आवृत्तिकनवर्टर को सुरक्षात्मक उपकरणों के माध्यम से आपूर्ति नेटवर्क से जोड़ा जाना चाहिए। चुंबकीय स्टार्टर की कोई आवश्यकता नहीं है।
फ़्रीक्वेंसी कनवर्टर दिष्टकारी
यह पहला मॉड्यूल है जिससे करंट प्रवाहित होता है। इसकी सहायता से प्रत्यावर्ती धारा को ठीक किया जाता है - दिष्ट धारा में परिवर्तित किया जाता है। यह सेमीकंडक्टर डायोड जैसे तत्वों के उपयोग के कारण होता है। लेकिन अब यह एक छोटी सी विशेषता का उल्लेख करने योग्य है। आप जानते हैं कि अधिकांश इंडक्शन मोटर्स तीन-चरण एसी मेन्स द्वारा संचालित होते हैं। लेकिन यह हर जगह उपलब्ध नहीं है। बेशक, बड़े उद्यमों के पास यह है, लेकिन रोजमर्रा की जिंदगी में इसका उपयोग शायद ही कभी किया जाता है, क्योंकि एकल-चरण का संचालन करना आसान होता है। हां, और बिजली को ध्यान में रखते हुए, चीजें आसान हो जाती हैं।
और फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स को तीन-चरण नेटवर्क और एकल-चरण एक दोनों से संचालित किया जा सकता है। क्या अंतर है? और यह नगण्य है, डिजाइन में विभिन्न प्रकार के रेक्टिफायर का उपयोग किया जाता है। अगर हम इलेक्ट्रिक मोटर के लिए सिंगल फेज फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर की बात कर रहे हैं, तो ब्रिज टाइप में जुड़े चार सेमीकंडक्टर डायोड पर एक सर्किट का उपयोग करना आवश्यक है। लेकिन अगर तीन-चरण नेटवर्क से बिजली की आवश्यकता होती है, तो आपको एक अलग सर्किट चुनना चाहिए, जिसमें छह अर्धचालक डायोड शामिल हों। प्रत्येक हाथ में दो तत्व, परिणामस्वरूप आपको एसी सुधार मिलेगा। आउटपुट प्लस और माइनस दिखाएगा।
डीसी वोल्टेज फ़िल्टरिंग
रास्ते मेंरेक्टिफायर, आपके पास एक निरंतर वोल्टेज है, लेकिन इसमें बड़े तरंग हैं, चर घटक अभी भी फिसल जाता है। धारा के इन सभी "खुरदरापन" को सुचारू करने के लिए, आपको कम से कम दो तत्वों का उपयोग करने की आवश्यकता होगी - एक प्रारंभ करनेवाला और एक इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र। लेकिन सब कुछ और विस्तार से बताया जाना चाहिए।
प्रारंभ करनेवाला में बड़ी संख्या में घुमाव होते हैं, इसमें कुछ प्रतिक्रिया होती है, जो आपको इसके माध्यम से बहने वाली धारा के तरंग को थोड़ा चिकना करने की अनुमति देती है। दूसरा तत्व दो ध्रुवों के बीच जुड़ा एक संधारित्र है। इसमें कुछ वाकई दिलचस्प गुण हैं। किरचॉफ के नियम के अनुसार, जब एक सीधी धारा प्रवाहित होती है, तो इसे एक ब्रेक द्वारा प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए, अर्थात, प्लस और माइनस के बीच कुछ भी नहीं है। लेकिन जब एक प्रत्यावर्ती धारा प्रवाहित होती है, तो यह एक कंडक्टर है, बिना प्रतिरोध के तार का एक टुकड़ा। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, प्रत्यक्ष धारा प्रवाहित होती है, लेकिन इसमें प्रत्यावर्ती धारा का एक छोटा सा अनुपात होता है। और यह बंद हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप यह बस गायब हो जाता है।
इन्वर्टर मॉड्यूल
इन्वर्टर असेंबली, सटीक होने के लिए, पूरे डिजाइन में सबसे महत्वपूर्ण है। इसका उपयोग आउटपुट करंट के मापदंडों को बदलने के लिए किया जाता है। विशेष रूप से, इसकी आवृत्ति, वोल्टेज, आदि। इन्वर्टर में छह नियंत्रित ट्रांजिस्टर होते हैं। प्रत्येक चरण के लिए, दो अर्धचालक तत्व। यह ध्यान देने योग्य है कि आईजीबीटी ट्रांजिस्टर की आधुनिक असेंबलियों का उपयोग इन्वर्टर चरण में किया जाता है। यहां तक कि घर का बना, यहां तक कि डेल्टा फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर, जो आज सबसे अधिक बजटीय और किफायती है, में समान नोड्स होते हैं।संभावनाएं बस अलग हैं।
उनके पास तीन इनपुट, आउटपुट की समान संख्या, साथ ही नियंत्रण डिवाइस से कनेक्शन के छह बिंदु हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि आवृत्ति कनवर्टर के स्वतंत्र निर्माण में, शक्ति के अनुसार विधानसभा का चयन करना आवश्यक है। इसलिए, आपको तुरंत तय करना होगा कि फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर से किस प्रकार की मोटर को जोड़ा जाएगा।
माइक्रोप्रोसेसर नियंत्रण प्रणाली
स्व-उत्पादन के साथ, यह संभावना नहीं है कि औद्योगिक डिजाइनों के समान मापदंडों को प्राप्त करना संभव होगा। इसका कारण यह बिल्कुल भी नहीं है कि पावर ट्रांजिस्टर की निर्मित असेंबली अक्षम हैं। तथ्य यह है कि घर पर नियंत्रण मॉड्यूल बनाना काफी मुश्किल है। बेशक, यह सोल्डरिंग तत्वों के बारे में नहीं है, बल्कि एक माइक्रोकंट्रोलर डिवाइस की प्रोग्रामिंग के बारे में है। सबसे आसान विकल्प एक नियंत्रण इकाई बनाना है जिसके साथ आप रोटेशन की गति, रिवर्स, करंट और ज़्यादा गरम सुरक्षा को समायोजित कर सकते हैं।
घूर्णन गति को बदलने के लिए, आपको एक चर प्रतिरोध का उपयोग करना चाहिए, जो माइक्रोकंट्रोलर के इनपुट पोर्ट से जुड़ा होता है। यह एक मास्टर डिवाइस है जो माइक्रोक्रिकिट को सिग्नल भेजता है। उत्तरार्द्ध संदर्भ की तुलना में वोल्टेज परिवर्तन के स्तर का विश्लेषण करता है, जो कि 5 वी है। नियंत्रण प्रणाली एक निश्चित एल्गोरिथ्म के अनुसार काम करती है, जिसे प्रोग्रामिंग से पहले लिखा जाता है। इसके अनुसार सख्ती से माइक्रोप्रोसेसर सिस्टम का काम होता है। बहुत लोकप्रिय कंपनी नियंत्रण मॉड्यूलसीमेंस। इस निर्माता के आवृत्ति कनवर्टर में उच्च विश्वसनीयता है, इसका उपयोग किसी भी प्रकार के इलेक्ट्रिक ड्राइव में किया जा सकता है।
फ़्रीक्वेंसी कनवर्टर कैसे सेट करें
आज, इस डिवाइस के कई निर्माता हैं। लेकिन ट्यूनिंग एल्गोरिदम लगभग सभी के लिए समान है। बेशक, यह निश्चित ज्ञान के बिना आवृत्ति कनवर्टर को ट्यून करने के लिए काम नहीं करेगा। आपके पास दो चीजें होनी चाहिए - समायोजन में अनुभव और एक ऑपरेटिंग मैनुअल। उत्तरार्द्ध में एक परिशिष्ट है जो प्रोग्राम किए जा सकने वाले सभी कार्यों का वर्णन करता है। आवृत्ति कनवर्टर के मामले में आमतौर पर कई बटन होते हैं। कम से कम चार टुकड़े मौजूद होने चाहिए। दो कार्यों के बीच स्विच करने के लिए अभिप्रेत हैं, दूसरों की मदद से, मापदंडों का चयन किया जाता है या दर्ज किए गए डेटा को रद्द कर दिया जाता है। प्रोग्रामिंग मोड पर स्विच करने के लिए, आपको एक विशिष्ट बटन दबाना होगा।
प्रोग्रामिंग मोड में प्रवेश करने के लिए प्रत्येक आवृत्ति कनवर्टर मॉडल का अपना एल्गोरिथम होता है। इसलिए, निर्देश पुस्तिका के बिना करना असंभव है। यह भी ध्यान देने योग्य है कि कार्यों को कई उपसमूहों में विभाजित किया गया है। और उनमें खो जाना आसान है। उन सेटिंग्स को न बदलने का प्रयास करें जिन्हें निर्माता स्पर्श करने की अनुशंसा नहीं करता है। इन सेटिंग्स को केवल असाधारण मामलों में ही बदला जाना चाहिए। जब आप प्रोग्रामिंग फ़ंक्शन का चयन करते हैं, तो आप डिस्प्ले पर इसका अल्फ़ान्यूमेरिक पदनाम देखेंगे। जैसा कि आप अनुभव प्राप्त करते हैं, आवृत्ति कनवर्टर को ट्यून करना आपको बहुत आसान लगेगा।
निष्कर्ष
जबआवृत्ति कनवर्टर का संचालन, रखरखाव या निर्माण, सभी सुरक्षा सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए। याद रखें कि डिवाइस के डिज़ाइन में इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर होते हैं जो एसी मेन से डिस्कनेक्ट होने के बाद भी अपना चार्ज बनाए रखते हैं। इसलिए, जुदा करने से पहले, निर्वहन की प्रतीक्षा करना आवश्यक है। कृपया ध्यान दें कि फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स के डिज़ाइन में ऐसे तत्व हैं जो स्थैतिक बिजली से डरते हैं। विशेष रूप से, यह माइक्रोप्रोसेसर नियंत्रण प्रणाली पर लागू होता है। इसलिए सोल्डरिंग सभी सावधानियों के साथ करनी चाहिए।
