इनवर्टर, जिसे वैरिएबल फ्रीक्वेंसी ड्राइव (वीएफडी) के रूप में भी जाना जाता है, का उपयोग मोटर्स की गति को नियंत्रित करने के लिए औद्योगिक अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से किया जाता है। वे उत्पादन मशीनरी की विशिष्ट लोड विशेषताओं को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जैसे कि आवश्यक स्पीड रेंज, स्टेटिक स्पीड प्रिसिजन और स्टार्टिंग टॉर्क। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले इनवर्टर या तो वी/एफ (वोल्टेज/आवृत्ति) नियंत्रण विधि या वेक्टर नियंत्रण विधि का उपयोग करके काम करते हैं। ये इनवर्टर आमतौर पर आवृत्ति-नियंत्रित मोटर्स को चलाते हैं, जो कि आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला में संचालित करने की उनकी क्षमता के कारण मानक मोटर्स से अलग हैं।

इस लचीलेपन को देखते हुए, कई लोग आश्चर्यचकित हो सकते हैं कि क्या दीर्घकालिक कम-आवृत्ति ऑपरेशन इन्वर्टर को कोई नुकसान पहुंचा सकता है। जवाब पूरी तरह से सीधा नहीं है। जबकि दीर्घकालिक कम-आवृत्ति ऑपरेशन कुछ शर्तों के तहत हानिकारक हो सकता है, जैसे कि खराब वेंटिलेशन या अपर्याप्त स्थापना, यह स्वाभाविक रूप से खतरनाक नहीं है यदि उचित सावधानी बरती जाती है।

वी/एफ नियंत्रण को समझना

एक इन्वर्टर पर कम-आवृत्ति संचालन के प्रभावों को बेहतर ढंग से समझने के लिए, यह देखने में मददगार है कि इनवर्टर आमतौर पर मोटर की गति को कैसे नियंत्रित करते हैं। वी/एफ नियंत्रण विधि, सबसे आम नियंत्रण तकनीकों में से एक, एक साथ मोटर के चुंबकीय प्रवाह को स्थिर रखने के लिए मोटर को आपूर्ति की गई वोल्टेज और आवृत्ति को समायोजित करती है। यह सुनिश्चित करता है कि, एक व्यापक गति सीमा के भीतर, मोटर की दक्षता और बिजली कारक अपेक्षाकृत स्थिर रहे।

V/F नियंत्रण, जिसे वोल्टेज-टू-फ़्रीक्वेंसी नियंत्रण के रूप में भी जाना जाता है, वोल्टेज (V) और आवृत्ति (F) के बीच एक निरंतर अनुपात को बनाए रखकर काम करता है। इस विधि के कई फायदे हैं, जिनमें अपेक्षाकृत सरल नियंत्रण सर्किट संरचना, कम लागत और यथोचित रूप से अच्छी यांत्रिक विशेषता कठोरता शामिल है। यह अधिकांश सामान्य-उद्देश्य अनुप्रयोगों में चिकनी गति नियंत्रण के लिए उपयुक्त बनाता है।

V/F नियंत्रण में, जैसे -जैसे इन्वर्टर की आउटपुट आवृत्ति 0 हर्ट्ज से आधार आवृत्ति (आमतौर पर 50 हर्ट्ज या 60 हर्ट्ज, क्षेत्र के आधार पर) तक बढ़ जाती है, आउटपुट वोल्टेज 0. V से अधिकतम आउटपुट वोल्टेज तक आनुपातिक रूप से बढ़ जाता है। आवृत्ति और वोल्टेज के बीच का यह संबंध मूल वी/एफ वक्र के रूप में जाना जाता है।

V/F विशेषता व्यापक रूप से औद्योगिक सेटिंग्स में लागू होती है। उदाहरण के लिए, जब एक इन्वर्टर की आउटपुट आवृत्ति 0 हर्ट्ज से 50 हर्ट्ज तक बढ़ जाती है, तो आउटपुट वोल्टेज इसी तरह 0 V से 380 V (या 480 V, सिस्टम की वोल्टेज रेटिंग के आधार पर) से बढ़ जाता है। इस दृष्टिकोण का प्राथमिक लाभ यह है कि यह मोटर को प्रदर्शन में महत्वपूर्ण बूंदों के बिना एक विस्तृत गति सीमा में कुशलता से चलाने की अनुमति देता है।

V/f पैरामीटर और ऑपरेशन में उनकी भूमिका

V/F नियंत्रण का एक प्रमुख पहलू इन्वर्टर के प्रदर्शन को समायोजित करने के लिए उपयोग की जाने वाली पैरामीटर सेटिंग्स है। इन मापदंडों में FL (कम आवृत्ति सीमा), FH (ऊपरी आवृत्ति सीमा), FB (आधार आवृत्ति), और FMAX (अधिकतम आवृत्ति) शामिल हैं। उदाहरण के लिए, एक विशिष्ट वी/एफ इन्वर्टर में 50 हर्ट्ज से 500 हर्ट्ज, 50 हर्ट्ज की आधार आवृत्ति और 480 वी की अधिकतम आउटपुट वोल्टेज की आवृत्ति रेंज हो सकती है।

ये सेटिंग्स यह सुनिश्चित करती हैं कि इन्वर्टर गति और भार की एक विस्तृत श्रृंखला में प्रभावी रूप से काम कर सकता है। हालांकि, उन्हें लोड की विशिष्ट विशेषताओं के अनुसार सावधानीपूर्वक समायोजित करने की आवश्यकता है। विभिन्न प्रकार के लोड को अलग -अलग वी/एफ वक्र सेटिंग्स की आवश्यकता हो सकती है। इसके अतिरिक्त, बहु-बिंदु वोल्टेज सेटिंग्स को विशिष्ट एप्लिकेशन के अनुरूप अनुकूलित किया जाना चाहिए। इन्वर्टर के लिए डिफ़ॉल्ट फैक्ट्री सेटिंग्स हमेशा सभी स्थितियों के लिए इष्टतम नहीं हो सकती हैं, विशेष रूप से अधिक विशेष अनुप्रयोगों में।

दीर्घकालिक कम आवृत्ति संचालन के प्रभाव

जबकि वी/एफ नियंत्रण विधि अत्यधिक बहुमुखी है, कम आवृत्तियों पर लंबे समय तक ऑपरेशन के कुछ नकारात्मक परिणाम हो सकते हैं यदि ठीक से प्रबंधित नहीं किया जाता है। यहां कुछ संभावित मुद्दों पर एक नज़र है जो एक इन्वर्टर के दीर्घकालिक कम-आवृत्ति संचालन से उत्पन्न हो सकते हैं:

1। कम शीतलन दक्षता

विस्तारित अवधि के लिए कम आवृत्तियों पर एक इन्वर्टर के संचालन के साथ प्राथमिक चिंताओं में से एक शीतलन दक्षता कम है। अधिकांश मोटर्स और इनवर्टर कूलिंग के लिए एयर सर्कुलेशन पर भरोसा करते हैं, जो एक अंतर्निहित प्रशंसक द्वारा संचालित होता है। कम आवृत्तियों पर, मोटर की गति कम हो जाती है, जो बदले में मोटर को ठंडा करने में प्रशंसक की प्रभावशीलता को कम करती है। यदि मोटर और इन्वर्टर को पर्याप्त शीतलन नहीं मिलता है, तो वे ओवरहीट हो सकते हैं, जिससे इन्सुलेशन में गिरावट, समय से पहले घटक विफलता, या यहां तक ​​कि मोटर या इन्वर्टर का पूरा टूटना हो सकता है।

2। थर्मल तनाव में वृद्धि

कूलिंग के मुद्दे से निकटता से संबंधित थर्मल तनाव बढ़ जाता है जो कम-आवृत्ति संचालन के दौरान हो सकता है। जब इन्वर्टर कम आवृत्तियों पर चलता है, तो इसे अभी भी मोटर को पर्याप्त शक्ति प्रदान करने की आवश्यकता होती है। हालांकि, क्योंकि मोटर की गति कम है, यह गर्मी को कुशलता से नहीं छोड़ी जा सकती है क्योंकि यह उच्च गति से करता है। इससे मोटर और इन्वर्टर दोनों में स्थानीयकृत ओवरहीटिंग हो सकती है, विशेष रूप से वाइंडिंग, पावर सेमीकंडक्टर्स और अन्य गर्मी-संवेदनशील घटकों जैसे क्षेत्रों में। समय के साथ, यह थर्मल तनाव उपकरण के जीवनकाल को छोटा कर सकता है।

3। मोटर टोक़ पर प्रभाव

कम आवृत्तियों पर, मोटर की टोक़ की विशेषताएं भी प्रभावित हो सकती हैं। वी/एफ नियंत्रण में, इन्वर्टर मोटर में निरंतर प्रवाह बनाए रखने के लिए आनुपातिक रूप से वोल्टेज और आवृत्ति को समायोजित करता है। हालांकि, बहुत कम आवृत्तियों पर, पर्याप्त टोक़ बनाए रखना मुश्किल हो सकता है, विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों में जिन्हें कम गति पर उच्च शुरुआती टॉर्क या टॉर्क की आवश्यकता होती है। यदि टोक़ बहुत कम हो जाता है, तो यह कम प्रदर्शन, स्लिपेज, या लोड के तहत मोटर शुरू करने में असमर्थता के परिणामस्वरूप हो सकता है। यह उन अनुप्रयोगों में विशेष रूप से समस्याग्रस्त है जहां मोटर गति और टोक़ के सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

4। बढ़े हुए हार्मोनिक्स के लिए संभावित

दीर्घकालिक कम-आवृत्ति संचालन के साथ एक और संभावित मुद्दा हार्मोनिक विरूपण का बढ़ता जोखिम है। कम आवृत्तियों पर, इन्वर्टर अधिक विद्युत शोर या हार्मोनिक्स उत्पन्न कर सकता है, जो अन्य उपकरणों के साथ हस्तक्षेप कर सकता है या मोटर में प्रदर्शन के मुद्दों का कारण बन सकता है। हार्मोनिक्स मोटर में अत्यधिक कंपन, शोर और गर्मी उत्पादन को जन्म दे सकता है, आगे पहनने और समय के साथ आंसू करने में योगदान दे सकता है।

5। यांत्रिक पहनने और आंसू

विस्तारित अवधि के लिए कम आवृत्तियों पर मोटर्स का संचालन करते समय मैकेनिकल वियर और आंसू एक और चिंता का विषय है। कम गति पर, यांत्रिक घटक जैसे कि बीयरिंग और गियर असमान लोडिंग या स्नेहन मुद्दों का अनुभव कर सकते हैं। इससे घर्षण, पहनने और अंततः यांत्रिक विफलता में वृद्धि हो सकती है। इन जोखिमों को कम करने के लिए उचित स्नेहन और नियमित रखरखाव आवश्यक है।

कम-आवृत्ति संचालन के जोखिमों को कम करना

इन संभावित मुद्दों के बावजूद, यदि कुछ सावधानियों को लिया जाता है, तो विस्तारित अवधि के लिए कम आवृत्तियों पर एक इन्वर्टर को सुरक्षित रूप से संचालित करना संभव है। दीर्घकालिक कम-आवृत्ति संचालन से जुड़े जोखिमों को कम करने के लिए यहां कुछ रणनीतियाँ दी गई हैं:

1। वेंटिलेशन और कूलिंग में सुधार

सबसे महत्वपूर्ण चरणों में से एक यह सुनिश्चित करना है कि इन्वर्टर और मोटर को पर्याप्त रूप से ठंडा किया गया है। इसमें इंस्टॉलेशन वातावरण में वेंटिलेशन में सुधार करना, बाहरी प्रशंसकों या हीट सिंक का उपयोग करना, या मोटर में कूलिंग सिस्टम को अपग्रेड करना शामिल हो सकता है। कुछ मामलों में, विशेष रूप से कम गति वाले ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन की गई मोटर का उपयोग करना आवश्यक हो सकता है, जिसमें बढ़ाया कूलिंग तंत्र शामिल हैं।

2। v/f मापदंडों को समायोजित करना

वी/एफ मापदंडों का सावधानीपूर्वक समायोजन कम-आवृत्ति संचालन से जुड़े कुछ मुद्दों को कम करने में मदद कर सकता है। उदाहरण के लिए, कम आवृत्तियों पर वोल्टेज को थोड़ा बढ़ाने से पर्याप्त टोक़ बनाए रखने और मोटर पर थर्मल तनाव को कम करने में मदद मिल सकती है। विशिष्ट लोड विशेषताओं के लिए V/F वक्र को दर्जी करना भी महत्वपूर्ण है और यह सुनिश्चित करें कि एप्लिकेशन के लिए मल्टी-पॉइंट वोल्टेज सेटिंग्स को अनुकूलित किया गया है।

3। निगरानी और रखरखाव

इन्वर्टर और मोटर की दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए नियमित निगरानी और रखरखाव महत्वपूर्ण हैं। इसमें ओवरहीटिंग, अत्यधिक कंपन, या हार्मोनिक विरूपण के संकेतों के लिए जाँच शामिल है, साथ ही यह सुनिश्चित करना कि यांत्रिक घटक ठीक से चिकनाई और अच्छी कामकाजी स्थिति में हैं। इसके अलावा, समय -समय पर ऑपरेटिंग स्थितियों और सिस्टम के प्रदर्शन के आधार पर वी/एफ सेटिंग्स को समायोजित करना आवश्यक हो सकता है।

4। वेक्टर नियंत्रण का उपयोग करना

उन अनुप्रयोगों के लिए जहां गति और टोक़ के सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है, यह वी/एफ नियंत्रण के बजाय वेक्टर नियंत्रण के साथ एक इन्वर्टर का उपयोग करना फायदेमंद हो सकता है। वेक्टर नियंत्रण मोटर टोक़ और गति के अधिक सटीक विनियमन प्रदान करता है, विशेष रूप से कम आवृत्तियों पर। यह टॉर्क अस्थिरता या कम शीतलन दक्षता जैसे मुद्दों को रोकने में मदद कर सकता है, जिससे यह दीर्घकालिक कम-आवृत्ति संचालन के लिए अधिक मजबूत समाधान बन जाता है।

निष्कर्ष

अंत में, जबकि दीर्घकालिक कम-आवृत्ति ऑपरेशन इनवर्टर और मोटर्स के लिए कुछ चुनौतियों का सामना कर सकता है, इन चुनौतियों को प्रभावी रूप से उचित सावधानियों के साथ प्रबंधित किया जा सकता है। पर्याप्त शीतलन सुनिश्चित करना, सावधानीपूर्वक वी/एफ मापदंडों को समायोजित करना, और नियमित रूप से सिस्टम की निगरानी करना संभावित क्षति को रोकने में महत्वपूर्ण कदम हैं। कुछ अनुप्रयोगों में, वेक्टर नियंत्रण पर स्विच करने से अतिरिक्त लाभ हो सकता है।

अंततः, कम-आवृत्ति संचालन से जुड़े जोखिमों को दुर्गम नहीं है, लेकिन इन्वर्टर सिस्टम की दीर्घकालिक विश्वसनीयता और दक्षता सुनिश्चित करने के लिए उन्हें सावधानीपूर्वक विचार और सक्रिय प्रबंधन की आवश्यकता होती है।