ఇండక్షన్ మోటార్ కోసం వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్

పరిచయం

సింగిల్-ఫేజ్ ఇండక్షన్ మోటార్లు ఉపకరణాలు మరియు పారిశ్రామిక నియంత్రణలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి. పర్మనెంట్ స్ప్లిట్ కెపాసిటర్ (పిఎస్సి) సింగిల్-ఫేజ్ ఇండక్షన్ మోటారు ఈ రకమైన సరళమైన మరియు విస్తృతంగా ఉపయోగించే మోటారు.

డిజైన్ ప్రకారం, పిఎస్సి మోటార్లు ఏకదిశాత్మకమైనవి, అంటే అవి ఒక దిశలో తిరిగేలా రూపొందించబడ్డాయి. అదనపు వైండింగ్‌లు మరియు బాహ్య రిలేలు మరియు స్విచ్‌లను జోడించడం ద్వారా లేదా గేర్ మెకానిజమ్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా, భ్రమణ దిశను మార్చవచ్చు. ఈ ఆలోచనలో, పిఐసి 16 ఎఫ్ 72 మైక్రోకంట్రోలర్ మరియు పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ ఉపయోగించి రెండు దిశలలో పిఎస్సి మోటారు వేగాన్ని ఎలా నియంత్రించాలో వివరంగా చర్చిస్తాము.

PIC16F72 మైక్రోకంట్రోలర్ ఎంపిక చేయబడింది ఎందుకంటే ఇది మైక్రోచిప్ తన పోర్ట్‌ఫోలియోలో ఉన్న సరళమైన మరియు తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన సాధారణ-ప్రయోజన మైక్రోకంట్రోలర్లలో ఒకటి. డెడ్-బ్యాండ్ చొప్పించిన పరిపూరకరమైన పిడబ్ల్యుఎం అవుట్‌పుట్‌లను నడపడానికి హార్డ్‌వేర్‌లో పిడబ్ల్యుఎంలు లేనప్పటికీ, అన్ని పిడబ్ల్యుఎంలు టైమర్‌లను ఉపయోగించి ఫర్మ్‌వేర్‌లో ఉత్పత్తి చేయబడతాయి మరియు సాధారణ-ప్రయోజన అవుట్‌పుట్ పిన్‌లకు అవుట్‌పుట్.

వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్ అంటే ఏమిటి?

వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్ లేదా VFD అనేది AC సరఫరా వోల్టేజ్ యొక్క విభిన్న పౌన frequency పున్యాన్ని వర్తింపజేయడం ద్వారా ఇండక్షన్ మోటారు వేగాన్ని నియంత్రించటానికి వీలు కల్పిస్తుంది. అవుట్పుట్ ఎసి ఫ్రీక్వెన్సీని నియంత్రించడం ద్వారా, అవసరాల ఆధారంగా మోటారును వేర్వేరు వేగంతో నడపడం సాధ్యపడుతుంది. ఇవి పంపులు, వెంటిలేషన్ సిస్టమ్స్, ఎలివేటర్లు, మెషిన్ టూల్ డ్రైవ్‌లు వంటి పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో ఎక్కువగా ఉపయోగించబడే సర్దుబాటు చేయగల స్పీడ్ డ్రైవ్. ఇది తప్పనిసరిగా శక్తిని ఆదా చేసే వ్యవస్థ. అందువల్ల మొదటి అవసరం VFD కోసం వేర్వేరు పౌన encies పున్యాలతో సైన్ వేవ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడం.

VFD లో అనుసరించిన సాంకేతికత ఏమిటి?

అవసరాలకు అనుగుణంగా మోటారు వేగాన్ని నియంత్రించడానికి వివిధ పౌన frequency పున్యాలతో AC అవుట్పుట్ ఇచ్చే వ్యవస్థ ఇది. సింగిల్-ఫేజ్ ఎసి సరఫరాలో చాలా పరికరాలు పనిచేస్తున్నందున సింగిల్ ఫేజ్ వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఇన్వర్టర్లు సర్వసాధారణం. ఇది 230/110 వోల్ట్ ఎసిని సుమారు 300/150 వోల్ట్ డిసిగా మార్చడానికి పూర్తి-వేవ్ బ్రిడ్జ్ రెక్టిఫైయర్ను కలిగి ఉంటుంది. ఎసి యొక్క అలలను తొలగించడానికి బ్రిడ్జ్ రెక్టిఫైయర్ నుండి అవుట్పుట్ డిసి అధిక-విలువ సున్నితమైన కెపాసిటర్ ద్వారా సున్నితంగా ఉంటుంది. ఈ స్థిర వోల్టేజ్ DC తరువాత MOSFET (మెటల్ ఆక్సైడ్ ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్) / IGBT (ఐసోలేటెడ్ గేట్ బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్) ట్రాన్సిస్టర్‌లతో ఏర్పడిన ఫ్రీక్వెన్సీ జనరేటింగ్ సర్క్యూట్‌కు ఇవ్వబడుతుంది. ఈ MOSFET / IGBT సర్క్యూట్ DC ని అందుకుంటుంది మరియు పరికరం యొక్క వేగాన్ని నియంత్రించడానికి వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీతో AC గా మారుస్తుంది.

ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లు లేదా మైక్రోకంట్రోలర్ ఉపయోగించి ఫ్రీక్వెన్సీ మార్పును సాధించవచ్చు. ఈ సర్క్యూట్ MOSFET / IGBT సర్క్యూట్ యొక్క గేట్ డ్రైవ్‌కు వర్తించే వోల్టేజ్ (PWM) యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని మారుస్తుంది. అందువలన అవుట్పుట్ వద్ద వివిధ పౌన frequency పున్యం యొక్క AC వోల్టేజ్ కనిపిస్తుంది. అవసరాలకు అనుగుణంగా అవుట్పుట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని మార్చడానికి మైక్రోకంట్రోలర్ను ప్రోగ్రామ్ చేయవచ్చు.

VFD వ్యవస్థ:

వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ పరికరంలో ఎసి మోటర్, కంట్రోలర్ మరియు ఆపరేటింగ్ ఇంటర్ఫేస్ వంటి మూడు భాగాలు ఉన్నాయి.

VFD లో ఉపయోగించే AC మోటారు సాధారణంగా సింగిల్-ఫేజ్ అయినప్పటికీ మూడు-దశల ప్రేరణ మోటారు ఇంజిన్ కొన్ని వ్యవస్థలలో ఉపయోగించబడుతుంది. స్థిర-వేగం ఆపరేషన్ కోసం రూపొందించిన మోటార్లు సాధారణంగా ఉపయోగించబడతాయి, అయితే కొన్ని మోటారు నమూనాలు ప్రామాణిక డిజైన్ కంటే VFD లో మెరుగైన పనితీరును అందిస్తాయి.

కంట్రోలర్ భాగం AC ని DC కి మార్చడానికి మరియు తరువాత క్వాసి సైన్ వేవ్ AC గా మార్చడానికి ఘన ఎలక్ట్రానిక్ పవర్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్. మొదటి భాగం ఎసి టు డిసి కన్వర్టర్ విభాగం, పూర్తి-వేవ్ రెక్టిఫైయర్ వంతెన సాధారణంగా మూడు దశలు / సింగిల్ ఫేజ్ ఫుల్ వేవ్ బ్రిడ్జ్ కలిగి ఉంటుంది. ఈ DC ఇంటర్మీడియట్ తరువాత ఇన్వర్టర్ స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్ ఉపయోగించి క్వాసి సైన్ వేవ్ ఎసిగా మార్చబడుతుంది. ఇక్కడ మోస్‌ఫెట్ / ఐజిబిటి ట్రాన్సిస్టర్‌లు డిసిని ఎసికి విలోమం చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.

ఇన్వర్టర్ విభాగం మూడు దశల మోటారును నడపడానికి DC ని AC యొక్క మూడు ఛానెళ్లుగా మారుస్తుంది. మెరుగైన పవర్ కారకం, తక్కువ హార్మోనిక్ వక్రీకరణ మరియు ఇన్పుట్ ఎసి ట్రాన్సియెంట్లకు తక్కువ సున్నితత్వాన్ని ఇవ్వడానికి కంట్రోలర్ విభాగాన్ని కూడా రూపొందించవచ్చు.

వోల్ట్స్ / హెర్ట్జ్ నియంత్రణ:

కంట్రోలర్ సర్క్యూట్ హెర్ట్జ్ కంట్రోల్ పద్ధతికి వోల్ట్ల ద్వారా మోటారుకు సరఫరా చేసిన ఎసి యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని నియంత్రిస్తుంది. పేర్కొన్న టార్క్ ఇవ్వడానికి ఫ్రీక్వెన్సీ మారినప్పుడు AC మోటారుకు వేరియబుల్ అప్లైడ్ వోల్టేజ్ అవసరం. ఉదాహరణకు, మోటారు 50Hz వద్ద 440 వోల్ట్లలో పని చేయడానికి రూపొందించబడితే, ఫ్రీక్వెన్సీ సగం (25Hz) కు మారినప్పుడు మోటారుకు వర్తించే AC ని సగం (220 వోల్ట్లు) కు తగ్గించాలి. ఈ నియంత్రణ వోల్ట్స్ / హెర్ట్జ్ మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. పై సందర్భంలో, నిష్పత్తి 440/50 = 8.8 V / Hz.

ఇతర వోల్టేజ్ నియంత్రణ పద్ధతులు:

వోల్ట్స్ / హెర్ట్జ్ నియంత్రణతో పాటు, డైరెక్ట్ టార్క్ కంట్రోల్ లేదా డిటిసి వంటి మరింత ఆధునిక పద్ధతులు, స్పేస్ వెక్టర్ పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్ (SVPWM) , మొదలైనవి మోటారు వేగాన్ని నియంత్రించడానికి కూడా ఉపయోగిస్తారు. మోటారులోని వోల్టేజ్‌ను నియంత్రించడం ద్వారా, మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ మరియు టార్క్ ఖచ్చితంగా నియంత్రించవచ్చు. పిడబ్ల్యుఎం పద్ధతిలో, ఇన్వర్టర్ స్విచ్‌లు సూడో సైనూసోయిడల్ వైవిధ్యమైన పల్స్ వ్యవధులతో ఇరుకైన పప్పుల శ్రేణి ద్వారా పాక్షిక సైన్ వేవ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

ఆపరేటింగ్ ఇంటర్ఫేస్:

ఈ విభాగం మోటారును ప్రారంభించడానికి / ఆపడానికి మరియు వేగాన్ని సర్దుబాటు చేయడానికి వినియోగదారుని అనుమతిస్తుంది. ఇతర సదుపాయాలలో మోటారు రివర్సింగ్, మాన్యువల్ మరియు ఆటోమేటిక్ స్పీడ్ కంట్రోల్ మధ్య మారడం మొదలైనవి ఉన్నాయి. ఆపరేటింగ్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లో మోటారు, అనువర్తిత వోల్టేజ్ మొదలైన వేగాన్ని చూపించడానికి ప్రదర్శన లేదా సూచికలు మరియు మీటర్లతో కూడిన ప్యానెల్ ఉంటుంది. కీప్యాడ్ స్విచ్‌ల సమితి సాధారణంగా అందించబడుతుంది వ్యవస్థను నియంత్రించడానికి.

ఇన్‌బిల్ట్ -సాఫ్ట్ స్టార్ట్:

ఒక సాధారణ ఇండక్షన్ మోటారులో, ఎసి స్విచ్ ఉపయోగించి స్విచ్ ఆన్ చేయబడి, ప్రస్తుత డ్రా రేట్ చేసిన విలువ కంటే చాలా ఎక్కువ మరియు మోటారు యొక్క పూర్తి వేగాన్ని సాధించడానికి లోడ్ యొక్క పెరిగిన త్వరణంతో పెరుగుతుంది.

మరోవైపు VFD నియంత్రిత మోటారులో, ప్రారంభంలో తక్కువ పౌన frequency పున్యంలో తక్కువ వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది. లోడ్ను వేగవంతం చేయడానికి నియంత్రిత రేటు వద్ద ఈ ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు వోల్టేజ్ పెరుగుతుంది. ఇది మోటారు యొక్క రేటెడ్ విలువ కంటే దాదాపు ఎక్కువ టార్క్ను అభివృద్ధి చేస్తుంది.

VFD మోటార్ కమ్యుటేషన్ :

ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు అనువర్తిత వోల్టేజ్ మొదట నియంత్రిత స్థాయికి తగ్గించబడతాయి మరియు తరువాత అది సున్నా అయ్యే వరకు తగ్గుతూ ఉంటుంది మరియు మోటారు షట్ డౌన్ అవుతుంది.

సింగిల్ ఫేజ్ ఇండక్షన్ మోటార్ వేగాన్ని నియంత్రించడానికి అప్లికేషన్ సర్క్యూట్

పవర్ సర్క్యూట్ మరియు కంట్రోల్ సర్క్యూట్ విషయానికొస్తే ఈ విధానం చాలా సులభం. ఇన్పుట్ వైపు, వోల్టేజ్ డబుల్స్ ఉపయోగించబడతాయి మరియు అవుట్పుట్ వైపు హెచ్-బ్రిడ్జ్, లేదా 2-ఫేజ్ ఇన్వర్టర్, మూర్తి 2 లో చూపిన విధంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ప్రధాన మరియు ప్రారంభ విండింగ్ల యొక్క ఒక చివర ప్రతి సగం వంతెనకు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది ఇతర చివరలను AC విద్యుత్ సరఫరా యొక్క తటస్థ బిందువుతో అనుసంధానించారు.

కంట్రోల్ సర్క్యూట్‌కు రెండు పూరక జతలతో నాలుగు పిడబ్ల్యుఎంలు అవసరమవుతాయి. PWM డెడ్ బ్యాండ్లు PWM0-PWM1 మరియు PWM2-PWM3. PIC16F72 మనకు అవసరమైన విధంగా అవుట్పుట్ చేయడానికి హార్డ్‌వేర్‌లో రూపొందించిన PWM లను కలిగి లేదు. VF గురించి, dc బస్సు పౌన frequency పున్యం మరియు వ్యాప్తి ద్వారా విభిన్నంగా ఉంటుంది. ఇది దశ నుండి రెండు సైన్ వోల్టేజ్లను ఇస్తుంది.

ప్రధాన వైండింగ్‌కు వర్తించే వోల్టేజ్ ప్రారంభ వైండింగ్‌ను 90 డిగ్రీల వరకు మందగిస్తే, మోటారు ఒక (అనగా, ముందుకు) దిశలో నడుస్తుంది. మేము భ్రమణ దిశను మార్చాలనుకుంటే, ప్రధాన వైండింగ్‌కు వర్తించే వోల్టేజ్ ప్రారంభ వైండింగ్‌ను నిర్వహించడం.

పై వ్యాసం నుండి ఇండక్షన్ మోటర్ కోసం వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్ గురించి మీకు ఒక ఆలోచన వచ్చిందని నేను ఆశిస్తున్నాను. కాబట్టి ఈ భావన లేదా ఎలక్ట్రికల్‌పై మీకు ఏవైనా ప్రశ్నలు ఉంటే ఎలక్ట్రానిక్ ప్రాజెక్ట్ దయచేసి దిగువ వ్యాఖ్యల విభాగాన్ని వదిలివేయండి.