व्हेरिएबल फ्रिक्वेन्सी पॉवर सप्लायवर चालणाऱ्या मोटरच्या तांत्रिक समस्या

फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्जन पॉवर सप्लायद्वारे चालणारी मोटर आणि पॉवर फ्रिक्वेन्सी साइन वेव्हद्वारे चालणारी मोटर यांच्यातील मुख्य फरक हा आहे की, एकीकडे ती कमी फ्रिक्वेन्सीपासून उच्च फ्रिक्वेन्सीपर्यंतच्या विस्तृत फ्रिक्वेन्सी रेंजमध्ये कार्य करते आणि दुसरीकडे, तिचा पॉवर वेव्हफॉर्म नॉन-साइनोसायडल असतो. व्होल्टेज वेव्हफॉर्मच्या फूरियर सिरीज विश्लेषणाद्वारे असे दिसून येते की, पॉवर सप्लाय वेव्हफॉर्ममध्ये फंडामेंटल वेव्ह घटकाव्यतिरिक्त (कंट्रोल वेव्ह) 2N पेक्षा जास्त हार्मोनिक्स असतात (कंट्रोल वेव्हच्या प्रत्येक अर्ध्या भागात असलेल्या मॉड्युलेशन वेव्हची संख्या N असते). जेव्हा SPWM AC कन्व्हर्टर पॉवर आउटपुट करतो आणि ती मोटरला लागू करतो, तेव्हा मोटरवरील करंट वेव्हफॉर्म सुपरइम्पोज्ड हार्मोनिक्ससह साइन वेव्ह म्हणून दिसेल. हार्मोनिक करंटमुळे असिंक्रोनस मोटरच्या चुंबकीय सर्किटमध्ये एक स्पंदनशील चुंबकीय फ्लक्स घटक निर्माण होतो आणि हा स्पंदनशील चुंबकीय फ्लक्स घटक मुख्य चुंबकीय फ्लक्सवर सुपरइम्पोज होतो, ज्यामुळे मुख्य चुंबकीय फ्लक्समध्ये एक स्पंदनशील चुंबकीय फ्लक्स घटक समाविष्ट होतो. स्पंदनशील चुंबकीय फ्लक्स घटकामुळे चुंबकीय सर्किट संतृप्त होण्याची प्रवृत्ती निर्माण होते, ज्याचे मोटरच्या कार्यावर खालील परिणाम होतात:

१. स्पंदनशील चुंबकीय प्रवाह निर्माण होतो

हानी वाढते आणि कार्यक्षमता कमी होते. कारण व्हेरिएबल फ्रिक्वेन्सी पॉवर सप्लायच्या आउटपुटमध्ये मोठ्या प्रमाणात उच्च-श्रेणीचे हार्मोनिक्स असतात, हे हार्मोनिक्स तांबे आणि लोखंडाचा वापर वाढवतात, ज्यामुळे ऑपरेटिंग कार्यक्षमता कमी होते. सध्या मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे SPWM साइनोसाइडल पल्स विड्थ तंत्रज्ञानसुद्धा केवळ कमी हार्मोनिक्सना रोखते आणि मोटरचा पल्सिंग टॉर्क कमी करते, ज्यामुळे मोटरची कमी वेगातील स्थिर कार्याची श्रेणी वाढते. आणि उच्च हार्मोनिक्स केवळ कमी झाले नाहीत, तर वाढले. सर्वसाधारणपणे, पॉवर फ्रिक्वेन्सी साइन पॉवर सप्लायच्या तुलनेत, कार्यक्षमता १% ते ३% ने कमी होते आणि पॉवर फॅक्टर ४% ते १०% ने कमी होतो, त्यामुळे फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्जन पॉवर सप्लाय अंतर्गत मोटरमधील हार्मोनिक हानी ही एक मोठी समस्या आहे.

ब) विद्युतचुंबकीय कंपन आणि आवाज निर्माण होतो. उच्च क्रमाच्या हार्मोनिक्सच्या मालिकेच्या अस्तित्वामुळे, विद्युतचुंबकीय कंपन आणि आवाज देखील निर्माण होईल. साइन वेव्हवर चालणाऱ्या मोटर्ससाठी कंपन आणि आवाज कसा कमी करायचा ही आधीच एक समस्या आहे. इन्व्हर्टरद्वारे चालणाऱ्या मोटरसाठी, वीज पुरवठ्याच्या नॉन-साइनोसायडल स्वरूपामुळे ही समस्या अधिक गुंतागुंतीची होते.

c) कमी वेगात कमी वारंवारतेचा स्पंदनशील टॉर्क निर्माण होतो. हार्मोनिक मॅग्नेटोमोटिव्ह फोर्स आणि रोटर हार्मोनिक करंट यांच्या संश्लेषणामुळे स्थिर हार्मोनिक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक टॉर्क आणि प्रत्यावर्ती हार्मोनिक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक टॉर्क निर्माण होतो. प्रत्यावर्ती हार्मोनिक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक टॉर्कमुळे मोटरमध्ये स्पंदन निर्माण होते, ज्यामुळे कमी वेगातील स्थिर कार्यावर परिणाम होतो. जरी SPWM मॉड्युलेशन मोड वापरला तरी, पॉवर फ्रिक्वेन्सी साइन पॉवर सप्लायच्या तुलनेत, काही प्रमाणात कमी-ऑर्डर हार्मोनिक्स निर्माण होतात, ज्यामुळे कमी वेगात स्पंदनशील टॉर्क निर्माण होतो आणि मोटरच्या कमी वेगातील स्थिर कार्यावर परिणाम होतो.

२. इन्सुलेशनला आवेग व्होल्टेज आणि अक्षीय व्होल्टेज (विद्युत प्रवाह) निर्माण करा.

अ) सर्ज व्होल्टेज निर्माण होतो. जेव्हा मोटर चालू असते, तेव्हा फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्जन डिव्हाइसमधील घटकांच्या कम्युटेशनमुळे निर्माण होणाऱ्या सर्ज व्होल्टेजवर लागू केलेला व्होल्टेज अनेकदा सुपरइम्पोज होतो आणि कधीकधी हा सर्ज व्होल्टेज जास्त असतो, ज्यामुळे कॉइलला वारंवार विजेचा धक्का बसतो आणि इन्सुलेशनचे नुकसान होते.

ब) अक्षीय व्होल्टेज आणि अक्षीय प्रवाह निर्माण करणे. शाफ्ट व्होल्टेजची निर्मिती प्रामुख्याने चुंबकीय परिपथातील असंतुलन आणि स्थिरविद्युत प्रवर्तन घटनेमुळे होते, जी सामान्य मोटर्समध्ये गंभीर नसते, परंतु व्हेरिएबल फ्रिक्वेन्सी पॉवर सप्लायवर चालणाऱ्या मोटर्समध्ये ती अधिक ठळकपणे दिसून येते. जर शाफ्ट व्होल्टेज खूप जास्त असेल, तर शाफ्ट आणि बेअरिंगमधील तेलाच्या थराची स्नेहन स्थिती खराब होते आणि बेअरिंगचे सेवा आयुष्य कमी होते.

क) कमी वेगाने चालत असताना उष्णता उत्सर्जन परिणामावर परिणाम होतो. व्हेरिएबल फ्रिक्वेन्सी मोटरच्या मोठ्या वेग नियमन श्रेणीमुळे, ती अनेकदा कमी फ्रिक्वेन्सीवर कमी वेगाने चालते. यावेळी, वेग खूप कमी असल्यामुळे, सामान्य मोटरमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या स्व-पंखा शीतकरण पद्धतीद्वारे पुरवली जाणारी थंड हवा अपुरी पडते, आणि उष्णता उत्सर्जन परिणाम कमी होतो, त्यामुळे स्वतंत्र पंखा शीतकरण वापरणे आवश्यक ठरते.

यांत्रिक प्रभावामुळे अनुनाद होण्याची शक्यता असते, सर्वसाधारणपणे, कोणतेही यांत्रिक उपकरण अनुनादाची घटना निर्माण करते. तथापि, स्थिर पॉवर फ्रिक्वेन्सी आणि वेगावर चालणाऱ्या मोटरने ५०Hz च्या इलेक्ट्रिकल फ्रिक्वेन्सी रिस्पॉन्सच्या यांत्रिक नैसर्गिक फ्रिक्वेन्सीसोबत होणारा अनुनाद टाळला पाहिजे. जेव्हा मोटर फ्रिक्वेन्सी रूपांतरणासह चालवली जाते, तेव्हा ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सीची श्रेणी विस्तृत असते आणि प्रत्येक घटकाची स्वतःची नैसर्गिक फ्रिक्वेन्सी असते, ज्यामुळे एका विशिष्ट फ्रिक्वेन्सीवर अनुनाद होणे सोपे असते.

 


पोस्ट करण्याची वेळ: २५ फेब्रुवारी २०२५