आवृत्ति कन्वर्टर्स के लिए ऊर्जा प्रतिक्रिया उपकरणों के आपूर्तिकर्ता आपको याद दिलाते हैं कि आधुनिक उद्योग में, मोटर एक प्रकार के उच्च ऊर्जा खपत वाले बिजली उपकरण हैं जिनके अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है। आंकड़ों के अनुसार, चीन की कुल स्थापित क्षमता लगभग 400 मिलियन किलोवाट है, जिसमें लगभग 600 बिलियन किलोवाट घंटे की वार्षिक बिजली खपत है, जो औद्योगिक बिजली की खपत का 70-80% है। चीन मुख्य रूप से छोटे और मध्यम आकार के मोटर्स पर निर्भर करता है, जो लगभग 80% के लिए जिम्मेदार है, जबकि छोटे और मध्यम आकार के मोटर्स द्वारा खपत की जाने वाली बिजली की मात्रा कुल नुकसान का 90% है। चीन में मोटर्स के व्यावहारिक अनुप्रयोग में, विदेशी देशों की तुलना में एक महत्वपूर्ण अंतर है, जिसमें 75% की इकाई दक्षता है, जो विदेशी देशों की तुलना में 10% कम है;
अपनी सरल संरचना, आसान निर्माण, कम कीमत, टिकाऊपन, विश्वसनीय संचालन और कठोर वातावरण के लिए उपयुक्तता के कारण, अतुल्यकालिक मोटरों का औद्योगिक और कृषि उत्पादन में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। विशेष रूप से विभिन्न उद्योगों में पंपों और पंखों के खींचने के लिए, पंपों और पंखों के खींचने के लिए मोटरों के ऊर्जा-बचत कार्य को अत्यधिक महत्व दिया जाता है।
विज्ञान और प्रौद्योगिकी के तेज़ी से विकास के साथ, विशेष रूप से पावर इलेक्ट्रॉनिक्स प्रौद्योगिकी, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स प्रौद्योगिकी और स्वचालित नियंत्रण प्रौद्योगिकी के उच्च विकास और अनुप्रयोग के साथ, आवृत्ति कन्वर्टर्स का ऊर्जा-बचत प्रभाव और भी महत्वपूर्ण हो गया है। यह न केवल चरणहीन गति विनियमन प्राप्त कर सकता है, बल्कि विभिन्न भारों के तहत कुशलतापूर्वक संचालित भी हो सकता है, अच्छी गतिशील विशेषताओं के साथ, और उच्च-प्रदर्शन, उच्च विश्वसनीयता और उच्च-परिशुद्धता स्वचालित नियंत्रण प्राप्त कर सकता है। वोल्टेज न्यूनीकरण गति विनियमन, ध्रुव परिवर्तन गति विनियमन, स्लिप गति विनियमन, एसी कैस्केड गति विनियमन आदि जैसे अन्य गति विनियमन विधियों की तुलना में, परिवर्तनीय आवृत्ति गति विनियमन में स्थिर प्रदर्शन, विस्तृत गति विनियमन सीमा और उच्च दक्षता है। आधुनिक नियंत्रण सिद्धांत और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, एसी परिवर्तनीय आवृत्ति गति विनियमन तकनीक तेजी से परिपूर्ण होती जा रही है और एसी मोटर गति विनियमन का चलन बन गई है। परिवर्तनीय आवृत्ति गति नियंत्रण उपकरणों (VFDs) का औद्योगिक क्षेत्र में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।
गति नियंत्रण संकेत संचरण के लिए आवृत्ति कनवर्टर का उपयोग तेज़ है, नियंत्रण प्रणाली में समय की देरी कम है, प्रतिक्रिया संवेदनशील है, समायोजन प्रणाली की नियंत्रण सटीकता उच्च है, उपयोग सुविधाजनक है, और यह उत्पादन आउटपुट में सुधार, गुणवत्ता सुनिश्चित करने और उत्पादन लागत को कम करने के लिए अनुकूल है। इसलिए, कारखानों और खनन उद्यमों में ऊर्जा की बचत और खपत में कमी के लिए आवृत्ति कनवर्टर का उपयोग एक लोकप्रिय उत्पाद है।
परिवर्तनीय आवृत्ति मोटर ऊर्जा-बचत उपकरण, मोटर-विशिष्ट नियंत्रण उत्पादों की एक क्रांतिकारी नई पीढ़ी है। माइक्रोप्रोसेसर डिजिटल नियंत्रण तकनीक पर आधारित, यह अपने अंतर्निहित समर्पित ऊर्जा-बचत अनुकूलन नियंत्रण सॉफ़्टवेयर के माध्यम से मोटर संचालन इंजीनियरिंग में वोल्टेज और धारा को गतिशील रूप से समायोजित करता है। मोटर की गति में परिवर्तन किए बिना, यह सुनिश्चित करता है कि मोटर का आउटपुट टॉर्क लोड की माँग के अनुरूप सटीक रूप से हो, जिससे मोटर के अत्यधिक आउटपुट के कारण होने वाली विद्युत ऊर्जा की बर्बादी को प्रभावी ढंग से रोका जा सके।
एसी मोटर वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली मोटरें हैं, जो सभी प्रकार की मोटरों का लगभग 85% हिस्सा हैं। इनके फायदे सरल संरचना, कम लागत और रखरखाव की आवश्यकता नहीं होने के हैं। हालाँकि, इनकी कमज़ोरी गति नियंत्रण की कठिनाई है, जो कई अनुप्रयोगों में इनके उपयोग को सीमित करती है या गति नियंत्रण के लिए यांत्रिक साधनों की आवश्यकता होती है।
भार प्रकारों के संदर्भ में, फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स के दो विशिष्ट अनुप्रयोग हैं: 1. स्थिर टॉर्क अनुप्रयोग; 2. परिवर्तनशील टॉर्क अनुप्रयोग। अनुप्रयोग उद्देश्यों के संदर्भ में, मुख्य उद्देश्य हैं: 1. प्रक्रिया में सुधार, प्रक्रिया के दौरान घूर्णी गति सुनिश्चित करना, विभिन्न भारों के तहत घूर्णी गति और सटीक स्थिति निर्धारण। अपने उत्कृष्ट गति विनियमन प्रदर्शन के साथ, यह उत्पादकता में सुधार, उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार, आराम में सुधार, उपकरणों को युक्तिसंगत बनाना, पर्यावरण के अनुकूल या सुधार आदि कर सकता है। 2. ऊर्जा-बचत परिवर्तन का मुख्य उद्देश्य प्रवाह या दबाव विनियमन की आवश्यकता वाले पंखों और पंपों की गति को नियंत्रित करके महत्वपूर्ण परिणाम प्राप्त करना है।
परिवर्तनीय आवृत्ति गति विनियमन का सिद्धांत
पंखे, जल पंप, वायु संपीडक, हाइड्रोलिक तेल पंप और परिसंचरण पंप जैसे मोटर भार, उद्यमों में प्रयुक्त होने वाले अधिकांश विद्युत उपभोग करने वाले उपकरणों का प्रतिनिधित्व करते हैं। तकनीकी सीमाओं के कारण, ऐसे भारों के लिए लगभग सभी प्रवाह, दाब या वायु आयतन नियंत्रण प्रणालियाँ वाल्व नियंत्रित प्रणालियाँ होती हैं, जहाँ मोटर निर्धारित गति से चलती है और प्रणाली निरंतर प्रवाह, दाब या वायु आयतन प्रदान करती है। जब उपकरण की परिचालन आवश्यकताएँ बदलती हैं, तो उपकरण की परिचालन स्थितियों की बदलती आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए आउटलेट सिरे पर स्थित ओवरफ़्लो, रिलीफ वाल्व या आनुपातिक नियामकों द्वारा भार प्रवाह, दाब या वायु आयतन को समायोजित किया जाता है। ओवरफ़्लो वाल्व या आनुपातिक नियंत्रण वाल्व के ओवरफ़्लो होने के बाद, बड़ी मात्रा में ऊर्जा मुक्त होगी, और यह अपव्ययित ऊर्जा वास्तव में मोटर द्वारा पावर ग्रिड से अवशोषित ऊर्जा का एक भाग होती है, जिससे विद्युत ऊर्जा की भारी बर्बादी होती है। इस प्रकार के भार की कार्य विशेषताओं से, यह देखा जा सकता है कि मोटर की शक्ति गति के घन के समानुपाती होती है, और गति आवृत्ति के समानुपाती होती है। यदि हम मोटर के कार्य मोड को बदलते हैं ताकि यह हमेशा रेटेड कार्य आवृत्ति पर काम न करे, बल्कि इसके बजाय स्टार्ट स्टॉप नियंत्रण और समायोजन संचालन के लिए एक परिवर्तनीय आवृत्ति समायोजन नियंत्रण प्रणाली का उपयोग करे, तो इसकी गति 0 ~ 2900r / मिनट की सीमा के भीतर लगातार समायोज्य हो सकती है, यानी, आउटपुट प्रवाह दर, दबाव या वायु मात्रा भी 0 ~ 100% की सीमा के भीतर लगातार समायोज्य हो सकती है, ताकि लोड की कामकाजी जरूरतों को सटीक रूप से मिलान किया जा सके और ऊर्जा संरक्षण और खपत में कमी के लक्ष्य को प्राप्त किया जा सके।
एसी मोटर की गति इस प्रकार है: n=60f (1-s)/p
सूत्र में: n=मोटर की गति
F=शक्ति आवृत्ति
P=मोटर के ध्रुवों की संख्या
S=स्लिप दर
जैसा कि समीकरण से देखा जा सकता है, एक एसी मोटर की तुल्यकालिक गति n, शक्ति आवृत्ति f के समानुपाती होती है। इसलिए, शक्ति आवृत्ति को बदलने से मोटर की गति बदल सकती है और गति नियंत्रण का उद्देश्य प्राप्त हो सकता है।
ऊर्जा बचत के लिए परिवर्तनीय आवृत्ति गति विनियमन का सिद्धांत
परिवर्तनीय आवृत्ति गति विनियमन से बिजली की बचत होती है, जैसा कि नाम से ही पता चलता है, केवल परिवर्तनीय आवृत्ति गति विनियमन ही बिजली बचा सकता है। नीचे दो विशिष्ट भार अनुप्रयोगों के लिए ऊर्जा-बचत सिद्धांतों का विश्लेषण दिया गया है।
(1) निरंतर टॉर्क लोड अनुप्रयोग
स्थिर टॉर्क लोड का अर्थ है कि गति में परिवर्तन के बावजूद, लोड टॉर्क स्थिर रहता है।
निम्नलिखित सूत्र: P=K * T * N
K=गुणांक
P=शाफ्ट शक्ति
T=लोड टॉर्क
N=घूर्णन गति
उपरोक्त सूत्र से, यह देखा जा सकता है कि शाफ्ट की शक्ति मोटर की गति के समानुपाती होती है। जब प्रक्रिया की आवश्यकताओं के अनुसार मोटर की गति को समायोजित किया जाता है, तो स्वाभाविक रूप से बिजली की बचत का संगत अनुपात प्राप्त किया जा सकता है।
(2) परिवर्तनीय टॉर्क लोड अनुप्रयोग
अपकेन्द्री पंखे और पंप विशिष्ट परिवर्तनशील टॉर्क भार वाले होते हैं, और उनकी कार्य विशेषताएँ इस प्रकार हैं: अधिकांश पंखे लंबे समय तक लगातार चलते रहते हैं। चूँकि लोड टॉर्क गति के वर्ग के समानुपाती होता है, इसलिए यदि गति निर्धारित गति से अधिक हो जाती है, तो मोटर पर गंभीर अधिभार पड़ेगा। इसलिए, पंखे और पंप आमतौर पर निर्धारित आवृत्ति से अधिक नहीं चलते हैं।