विभिन्न प्रकार के आवृत्ति इनवर्टर क्या हैं?

औद्योगिक मशीनरी और स्वचालन की दुनिया में, आवृत्ति इनवर्टर (जिसे चर आवृत्ति ड्राइव या वीएफडी के रूप में भी जाना जाता है) इलेक्ट्रिक मोटर्स की गति, टोक़ और संचालन को नियंत्रित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये डिवाइस अधिक ऊर्जा-कुशल मोटर ऑपरेशन के लिए अनुमति देते हैं और मोटर प्रदर्शन पर सटीक नियंत्रण को सक्षम करते हैं। हालांकि, आज बाजार पर उपलब्ध आवृत्ति इनवर्टर की विविधता के साथ, एक विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए सही चुनना मुश्किल हो सकता है।

एक आवृत्ति इन्वर्टर क्या है?

एक एफअनुरोध इन्वर्टर एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो मोटर को आपूर्ति की गई बिजली की आवृत्ति को समायोजित करके एक इलेक्ट्रिक मोटर की गति को नियंत्रित करता है। आमतौर पर, वैकल्पिक वर्तमान (एसी) का उपयोग अधिकांश औद्योगिक मोटर्स को बिजली देने के लिए किया जाता है। एसी मोटर्स, जब एक एसी आपूर्ति द्वारा संचालित किया जाता है, तो विद्युत प्रवाह की आवृत्ति द्वारा निर्धारित एक निश्चित गति पर चलते हैं। एक आवृत्ति इन्वर्टर इस आवृत्ति को संशोधित करता है, जिससे मोटर विभिन्न गति से काम करने की अनुमति देता है, मोटर के प्रदर्शन पर अधिक नियंत्रण प्रदान करता है।

ये उपकरण अन्य लाभ भी प्रदान करते हैं जैसे कि ऊर्जा की खपत को कम करना, यांत्रिक पहनने को कम करना, और समग्र प्रक्रिया नियंत्रण में सुधार करना। आवृत्ति इनवर्टर व्यापक रूप से अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं जैसे कि कन्वेयर सिस्टम, एचवीएसी इकाइयां, पंप, प्रशंसक, और बहुत कुछ।

आवृत्ति इनवर्टर के प्रकार

कई प्रकार के आवृत्ति इनवर्टर हैं, जिनमें से प्रत्येक विभिन्न अनुप्रयोगों, मोटर प्रकारों और नियंत्रण आवश्यकताओं के अनुरूप डिज़ाइन किया गया है। आवृत्ति इनवर्टर के मुख्य प्रकारों में शामिल हैं:

1. वोल्ट प्रति हर्ट्ज (वी/एफ) इन्वर्टर

2. सेंसरलेस वेक्टर नियंत्रण (एसवीसी) इन्वर्टर

3. बंद लूप वेक्टर नियंत्रण (सीएलवी) इन्वर्टर

4. प्रत्यक्ष टोक़ नियंत्रण (DTC) इन्वर्टर

5. उच्च प्रदर्शन इनवर्टर

आइए इन प्रकारों में से प्रत्येक में एक गहरा गोता लें, उनके कार्य सिद्धांतों, सुविधाओं, लाभों और विशिष्ट अनुप्रयोगों की जांच करें।

1। वोल्ट प्रति हर्ट्ज (v/f) इन्वर्टर

काम के सिद्धांत:

हर्ट्ज प्रति वोल्ट (वी/एफ) इन्वर्टर, जिसे स्केलर कंट्रोल इन्वर्टर के रूप में भी जाना जाता है, सबसे सरल और सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले प्रकार के आवृत्ति इनवर्टर में से एक है। यह वोल्टेज और आवृत्ति (वोल्ट प्रति हर्ट्ज) के बीच एक निरंतर अनुपात को बनाए रखकर संचालित होता है क्योंकि मोटर की गति भिन्न होती है। अनिवार्य रूप से, जैसे -जैसे मोटर में तेजी लाने के लिए आवृत्ति बढ़ती है, मोटर को आपूर्ति की जाने वाली वोल्टेज भी आनुपातिक रूप से बढ़ जाती है।

इस प्रकार का इन्वर्टर उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जहां प्राथमिक आवश्यकता बुनियादी गति नियंत्रण है, और मोटर का भार अपेक्षाकृत सुसंगत है।

विशेषताएँ:

· सरल डिजाइन और स्थापित करने में आसान।

बुनियादी मोटर नियंत्रण के लिए लागत-प्रभावी समाधान।

· एक निश्चित लोड और गति पर मोटर्स को नियंत्रित करने तक सीमित।

· सीमित टोक़ नियंत्रण प्रदान करता है।

आवेदन:

पंप  और प्रशंसक । एचवीएसी सिस्टम में

कन्वेयर  । सामग्री हैंडलिंग सिस्टम में

·  कंप्रेशर्स । प्रशीतन और एयर कंडीशनिंग में

·  छोटे मशीन टूल्स  जहां सरल गति नियंत्रण पर्याप्त है।

लाभ:

· निम्न-श्रेणी के अनुप्रयोगों के लिए किफायती विकल्प।

· उपयोग करना और बनाए रखना आसान है।

नुकसान:

· सीमित मोटर प्रदर्शन नियंत्रण।

· अलग -अलग भार के तहत निरंतर टोक़ बनाए नहीं रख सकता।

2। सेंसरलेस वेक्टर नियंत्रण (एसवीसी) इन्वर्टर

काम के सिद्धांत:

सेंसरलेस वेक्टर कंट्रोल (एसवीसी) इन्वर्टर वी/एफ इन्वर्टर की तुलना में अधिक उन्नत नियंत्रण प्रदान करता है। वोल्टेज और आवृत्ति पर विशुद्ध रूप से भरोसा करने के बजाय, एक एसवीसी इन्वर्टर आंतरिक एल्गोरिदम के माध्यम से मोटर की रोटर स्थिति और गति का अनुमान लगाता है। यह इस जानकारी का उपयोग वोल्टेज और वर्तमान को मोटर को आपूर्ति करने के लिए करता है ताकि एक निरंतर टोक़ आउटपुट बनाए रखने के लिए, यहां तक ​​कि अलग -अलग भार के तहत भी।

वी/एफ इनवर्टर के विपरीत, एसवीसी इनवर्टर को फीडबैक सेंसर की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे वे उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाते हैं जहां अतिरिक्त सेंसर स्थापित करने की जटिलता के बिना उच्च प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।

विशेषताएँ:

· V/F इनवर्टर की तुलना में बेहतर टोक़ नियंत्रण प्रदान करता है।

· प्रतिक्रिया के लिए भौतिक सेंसर की आवश्यकता नहीं है।

· अलग -अलग लोड को अधिक प्रभावी ढंग से संभाल सकते हैं।

· तेजी से और अधिक गतिशील गति नियंत्रण प्रदान कर सकते हैं।

आवेदन:

·  लिफ्ट  और एस्केलेटर  जिन्हें चिकनी और कुशल गति नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

·  क्रेन  और लहरा  भारी उठाने के संचालन में उपयोग किए जाते हैं।

·  प्रिंटिंग प्रेस  और अन्य उच्च-प्रदर्शन औद्योगिक मशीनरी।

·  मिक्सर  और एक्सट्रूडर  जहां टोक़ नियंत्रण महत्वपूर्ण है।

लाभ:

उतार -चढ़ाव के साथ अनुप्रयोगों में बेहतर प्रदर्शन।

· भौतिक प्रतिक्रिया सेंसर की आवश्यकता नहीं, जटिलता और लागत को कम करना।

नुकसान:

· V/f इनवर्टर की तुलना में थोड़ा अधिक महंगा।

· अभी भी बेहद सटीक टॉर्क नियंत्रण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के साथ संघर्ष कर सकते हैं।

3। बंद-लूप वेक्टर नियंत्रण (सीएलवी) इन्वर्टर

काम के सिद्धांत:

एक बंद-लूप वेक्टर नियंत्रण (CLV) इन्वर्टर SVC इन्वर्टर का एक उन्नत संस्करण है, जो मोटर की रोटर स्थिति और गति से वास्तविक प्रतिक्रिया को शामिल करके और भी बेहतर प्रदर्शन की पेशकश करता है। यह प्रतिक्रिया मोटर शाफ्ट पर रखे गए बाहरी सेंसर (आमतौर पर एनकोडर या रिज़ॉल्वर) से आती है। इन्वर्टर सभी ऑपरेटिंग परिस्थितियों में मोटर की गति और टोक़ पर सटीक नियंत्रण बनाए रखने के लिए वोल्टेज, वर्तमान और आवृत्ति को समायोजित करता है।

सीएलवी इनवर्टर टॉर्क नियंत्रण, गति विनियमन और समग्र दक्षता में एक महत्वपूर्ण सुधार प्रदान करते हैं।

विशेषताएँ:

· वास्तविक समय की प्रतिक्रिया के लिए बाहरी सेंसर का उपयोग करता है।

· मोटर प्रदर्शन पर सटीक नियंत्रण प्रदान करता है।

· अलग-अलग भार के साथ उच्च-सटीक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।

· बेहतर टोक़ नियंत्रण और गतिशील प्रतिक्रिया।

आवेदन:

·  CNC मशीनें  और रोबोटिक्स  जहां उच्च परिशुद्धता और सटीक मोटर नियंत्रण आवश्यक हैं।

·  पेपर मिल्स , स्टील रोलिंग मिल्स , और टेक्सटाइल मिल्स  जिन्हें अलग -अलग लोड के तहत निरंतर टोक़ की आवश्यकता होती है।

·  इलेक्ट्रिक वाहन  जहां सुचारू संचालन के लिए सटीक गति और टोक़ नियंत्रण आवश्यक है।

लाभ:

· उच्च-प्रदर्शन, उच्च-सटीक अनुप्रयोगों के लिए बेहतर नियंत्रण।

· अलग -अलग भार के तहत निरंतर टोक़ बनाए रखने में सक्षम।

नुकसान:

· अतिरिक्त हार्डवेयर की आवश्यकता होती है, जैसे कि सेंसर, बढ़ती जटिलता और लागत।

· सेंसरलेस इनवर्टर की तुलना में अधिक महंगा।

4। डायरेक्ट टॉर्क कंट्रोल (DTC) इन्वर्टर

काम के सिद्धांत:

डायरेक्ट टॉर्क कंट्रोल (DTC) इन्वर्टर उपलब्ध सबसे उन्नत प्रकार के आवृत्ति इन्वर्टर का प्रतिनिधित्व करता है। DTC मोटर से सीधे गति और टोक़ प्रतिक्रिया दोनों का उपयोग करता है, और यह इष्टतम मोटर प्रदर्शन को बनाए रखने के लिए वास्तविक समय में वोल्टेज और आवृत्ति दोनों को समायोजित करता है। DTC को अल्ट्रा-फास्ट डायनेमिक रिस्पांस, सटीक टॉर्क और स्पीड कंट्रोल, और न्यूनतम हार्मोनिक विरूपण प्रदान करने की क्षमता के लिए जाना जाता है।

डीटीसी इनवर्टर उन अनुप्रयोगों में अत्यधिक प्रभावी हैं जहां सटीक और उच्च प्रदर्शन महत्वपूर्ण हैं।

विशेषताएँ:

· पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (PWM) की आवश्यकता के बिना मोटर टोक़ और प्रवाह का प्रत्यक्ष नियंत्रण।

· लोड और गति में परिवर्तन के लिए बेहद तेज और सटीक प्रतिक्रिया।

· न्यूनतम ऊर्जा हानि और हार्मोनिक विरूपण।

अनुप्रयोगों की मांग में उच्च प्रदर्शन।

आवेदन:

·  हाई-स्पीड लिफ्ट.

·  रोलिंग मिलों  और धातु प्रसंस्करण मशीनों  के लिए सटीक गति और टोक़ नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

उच्च  प्रदर्शन वाले पंप  और प्रशंसक । औद्योगिक सेटिंग्स की मांग में

·  रोबोटिक्स  और औद्योगिक स्वचालन  जहां तेज, सटीक मोटर नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

लाभ:

तेजी से प्रतिक्रिया समय के साथ उत्कृष्ट गतिशील प्रदर्शन।

· उच्च दक्षता और न्यूनतम हार्मोनिक विरूपण।

· उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जिनके लिए उच्च सटीकता और गति की आवश्यकता होती है।

नुकसान:

· सबसे महंगा और जटिल इन्वर्टर प्रकार।

· परिष्कृत नियंत्रण प्रणालियों और सॉफ्टवेयर की आवश्यकता है।

5। उच्च-प्रदर्शन इनवर्टर

काम के सिद्धांत:

उच्च-प्रदर्शन इनवर्टर को चुनौतीपूर्ण अनुप्रयोगों में सर्वोत्तम संभव प्रदर्शन की पेशकश करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ये इनवर्टर वेक्टर नियंत्रण और प्रत्यक्ष टोक़ नियंत्रण दोनों की विशेषताओं को जोड़ते हैं, उच्च परिशुद्धता, ऊर्जा दक्षता और मजबूती की पेशकश करते हैं। जबकि DTC इनवर्टर मोटर नियंत्रण में अंतिम प्रदान करते हैं, उच्च-प्रदर्शन इनवर्टर आवेदन के आधार पर लागत और प्रदर्शन दोनों को अनुकूलित करने के लिए अन्य नियंत्रण तकनीकों को जोड़ सकते हैं।

विशेषताएँ:

मोटर प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए कई नियंत्रण तकनीकों को जोड़ती है।

· उच्च गति और उच्च-टॉर्क नियंत्रण।

· ऊर्जा-कुशल और अत्यधिक चर भार का प्रबंधन करने में सक्षम।

आवेदन:

·  भारी औद्योगिक मशीनरी को  उच्च टोक़ और सटीकता की आवश्यकता होती है।

·  हाई-स्पीड ड्राइव । कन्वेयर और अन्य लॉजिस्टिक्स सिस्टम में

·  पवन टर्बाइन  और अन्य अक्षय ऊर्जा अनुप्रयोगों के लिए गतिशील प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।

लाभ:

अत्यधिक मांग वाले अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट प्रदर्शन।

· कुशल बिजली की खपत और तेजी से मोटर नियंत्रण।

नुकसान:

· लागू करने के लिए महंगा और जटिल।

निष्कर्ष

आवृत्ति इनवर्टर महत्वपूर्ण हैं। विभिन्न औद्योगिक और वाणिज्यिक अनुप्रयोगों में इलेक्ट्रिक मोटर्स की गति, टोक़ और संचालन को नियंत्रित करने के लिए सही प्रकार की आवृत्ति इन्वर्टर का चयन करना कई कारकों पर निर्भर करता है, जिसमें लोड भिन्नता, सटीक आवश्यकताएं और बजट विचार शामिल हैं। यहाँ प्रमुख इन्वर्टर प्रकारों का सारांश है:

• वी/एफ इनवर्टर  बुनियादी अनुप्रयोगों के लिए सरल और लागत प्रभावी हैं, पर्याप्त मोटर नियंत्रण प्रदान करते हैं जहां लोड की स्थिति स्थिर होती है।

• एसवीसी इनवर्टर  फीडबैक सेंसर की आवश्यकता के बिना बेहतर टोक़ नियंत्रण प्रदान करते हैं, जिससे उन्हें अधिक गतिशील लोड स्थितियों के लिए एक अच्छा विकल्प मिलता है।

• सीएलवी इनवर्टर  बाहरी सेंसर के उपयोग के साथ और भी उच्च परिशुद्धता प्रदान करते हैं, जिससे वे उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होते हैं जहां सटीक नियंत्रण आवश्यक है।

• डीटीसी इनवर्टर  प्रदर्शन और सटीकता के उच्चतम स्तर की पेशकश करते हैं, जो उन अनुप्रयोगों की मांग के लिए आदर्श हैं, जिनके लिए तेज, सटीक गति और टोक़ नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

• उच्च-प्रदर्शन इनवर्टर  जटिल अनुप्रयोगों के लिए दक्षता और सटीकता का सबसे अच्छा संतुलन प्रदान करने के लिए कई नियंत्रण तकनीकों को एकीकृत करते हैं।

प्रत्येक प्रकार के आवृत्ति इन्वर्टर के फायदे और अनुप्रयोगों को समझकर, आप अपने विशिष्ट मोटर नियंत्रण आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए सबसे उपयुक्त समाधान का चयन कर सकते हैं, बेहतर प्रदर्शन, ऊर्जा दक्षता और विश्वसनीयता सुनिश्चित करते हैं।

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