ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তরকারীর প্রকার

ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টার নামক ডিভাইসগুলি 50/60 Hz এর শিল্প ফ্রিকোয়েন্সি সহ মেইন এসি ভোল্টেজকে ভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সির এসি ভোল্টেজে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয়। ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারের আউটপুট ফ্রিকোয়েন্সি ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হতে পারে, সাধারণত 0.5 থেকে 400 Hz পর্যন্ত। স্টেটর এবং রটার কোর তৈরি করা হয় এমন উপাদানগুলির প্রকৃতির কারণে উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিগুলি আধুনিক মোটরগুলির জন্য অগ্রহণযোগ্য।

যেকোনো প্রকার ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তরকারী দুটি প্রধান অংশ অন্তর্ভুক্ত: নিয়ন্ত্রণ এবং পাওয়ার সাপ্লাই। নিয়ন্ত্রণ অংশটি একটি ডিজিটাল মাইক্রোসার্কিটের একটি সার্কিট যা পাওয়ার ইউনিটের সুইচগুলির নিয়ন্ত্রণ সরবরাহ করে এবং চালিত ড্রাইভ এবং রূপান্তরকারী নিজেই নিয়ন্ত্রণ, নির্ণয় এবং সুরক্ষা প্রদান করে।

পাওয়ার সাপ্লাই সেকশনে সরাসরি সুইচগুলো রয়েছে — শক্তিশালী ট্রানজিস্টর বা থাইরিস্টর। এই ক্ষেত্রে, ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তরকারী দুটি ধরনের হয়: সরাসরি বর্তমানের একটি হাইলাইট করা বিভাগ বা সরাসরি যোগাযোগের সাথে। ডাইরেক্ট-কাপল্ড কনভার্টারগুলির কার্যক্ষমতা 98% পর্যন্ত থাকে এবং উল্লেখযোগ্য ভোল্টেজ এবং স্রোতগুলির সাথে কাজ করতে পারে।সাধারণভাবে, উল্লিখিত দুই ধরনের ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারগুলির প্রত্যেকটিরই স্বতন্ত্র সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে এবং বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি বা অন্যটি প্রয়োগ করা যুক্তিসঙ্গত হতে পারে।

সরাসরি যোগাযোগ

সরাসরি গ্যালভানিক সংযোগ সহ ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারগুলি বাজারে প্রথম উপস্থিত হয়েছিল, তাদের পাওয়ার বিভাগটি একটি নিয়ন্ত্রিত থাইরিস্টর রেকটিফায়ার, যেখানে লকিং থাইরিস্টরগুলির নির্দিষ্ট গ্রুপগুলি পালাক্রমে খোলা হয় এবং স্টেটর উইন্ডিংগুলি নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত থাকে। এর মানে হল যে শেষ পর্যন্ত স্টেটরে সরবরাহ করা ভোল্টেজ একটি মেইন সাইন ওয়েভের টুকরো হিসাবে আকার ধারণ করে যা উইন্ডিংগুলিতে সিরিজে খাওয়ানো হয়।

সাইনোসয়েডাল ভোল্টেজ আউটপুটে একটি sawtooth ভোল্টেজে রূপান্তরিত হয়। ফ্রিকোয়েন্সি প্রধান থেকে কম - 0.5 থেকে প্রায় 40 Hz পর্যন্ত। স্পষ্টতই, এই ধরনের রূপান্তরকারীর পরিসর সীমিত। নন-লকিং থাইরিস্টরগুলির জন্য আরও জটিল নিয়ন্ত্রণ স্কিম প্রয়োজন, যা এই ডিভাইসগুলির খরচ বাড়ায়।

আউটপুট সাইন ওয়েভের অংশগুলি উচ্চ হারমোনিক্স তৈরি করে, এবং এগুলি হল অতিরিক্ত ক্ষতি এবং শ্যাফ্ট টর্ক হ্রাস সহ মোটরের অতিরিক্ত গরম হওয়া, উপরন্তু, দুর্বল ব্যাঘাতগুলি নেটওয়ার্কে প্রবেশ করে না। যদি ক্ষতিপূরণকারী ডিভাইসগুলি ব্যবহার করা হয়, তাহলে আবার খরচ বৃদ্ধি পায়, মাত্রা এবং ওজন বৃদ্ধি পায় এবং রূপান্তরকারীর কার্যকারিতা হ্রাস পায়।

সরাসরি গ্যালভানিক কাপলিং সহ ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারগুলির সুবিধার মধ্যে রয়েছে:

• উল্লেখযোগ্য ভোল্টেজ এবং স্রোত সহ অবিচ্ছিন্ন অপারেশনের সম্ভাবনা;
• আবেগ ওভারলোড প্রতিরোধের;
• 98% পর্যন্ত দক্ষতা;
• 3 থেকে 10 কেভি এবং এমনকি উচ্চ ভোল্টেজ সার্কিটে প্রযোজ্যতা।

এই ক্ষেত্রে, উচ্চ-ভোল্টেজ ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারগুলি অবশ্যই কম-ভোল্টেজের তুলনায় বেশি ব্যয়বহুল। পূর্বে, প্রয়োজনে এগুলি ব্যবহার করা হত — যথা সরাসরি-কাপল্ড থাইরিস্টর রূপান্তরকারী।

ডিসি সংযোগ হাইলাইট সঙ্গে

আধুনিক ড্রাইভগুলির জন্য, হাইলাইট করা ডিসি ব্লক সহ ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারগুলি ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণের উদ্দেশ্যে আরও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এখানে, দুটি ধাপে রূপান্তর করা হয়। প্রথমে, ইনপুট মেইন ভোল্টেজ সংশোধন করা হয় এবং ফিল্টার করা হয়, মসৃণ করা হয়, তারপর ইনভার্টারে খাওয়ানো হয়, যেখানে এটি প্রয়োজনীয় ফ্রিকোয়েন্সি এবং প্রয়োজনীয় প্রশস্ততা সহ ভোল্টেজের সাথে বিকল্প কারেন্টে রূপান্তরিত হয়।

এই জাতীয় দ্বিগুণ রূপান্তরের কার্যকারিতা হ্রাস পায় এবং ডিভাইসের মাত্রা সরাসরি বৈদ্যুতিক সংযোগ সহ রূপান্তরকারীদের তুলনায় কিছুটা বড় হয়ে যায়। সাইন ওয়েভ এখানে একটি স্বায়ত্তশাসিত কারেন্ট এবং ভোল্টেজ ইনভার্টার দ্বারা উত্পন্ন হয়।

ডিসি লিঙ্ক ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তরকারী, thyristors latching বা আইজিবিটি ট্রানজিস্টর… লকিং থাইরিস্টরগুলি মূলত এই ধরণের প্রথম তৈরি ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারগুলিতে ব্যবহৃত হয়েছিল, তারপরে, বাজারে IGBT ট্রানজিস্টরের উপস্থিতির সাথে, এটি এই ট্রানজিস্টরগুলির উপর ভিত্তি করে রূপান্তরকারী যা কম-ভোল্টেজ ডিভাইসগুলির মধ্যে আধিপত্য শুরু করেছিল।

থাইরিস্টর চালু করার জন্য, কন্ট্রোল ইলেক্ট্রোডে প্রয়োগ করা একটি ছোট পালস যথেষ্ট এবং এটি বন্ধ করার জন্য, থাইরিস্টরে একটি বিপরীত ভোল্টেজ প্রয়োগ করা বা সুইচিং কারেন্টকে শূন্যে রিসেট করা প্রয়োজন। একটি বিশেষ নিয়ন্ত্রণ পরিকল্পনা প্রয়োজন - জটিল এবং মাত্রিক। বাইপোলার আইজিবিটি ট্রানজিস্টরগুলির আরও নমনীয় নিয়ন্ত্রণ, কম শক্তি খরচ এবং বেশ উচ্চ গতি রয়েছে।

এই কারণে, আইজিবিটি ট্রানজিস্টরের উপর ভিত্তি করে ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারগুলি ড্রাইভ নিয়ন্ত্রণের গতির পরিসর বাড়ানো সম্ভব করেছে: আইজিবিটি ট্রানজিস্টরের উপর ভিত্তি করে অ্যাসিঙ্ক্রোনাস ভেক্টর কন্ট্রোল মোটরগুলি ফিডব্যাক সেন্সরের প্রয়োজন ছাড়াই নিরাপদে কম গতিতে কাজ করতে পারে।

হাই-স্পিড ট্রানজিস্টর সহ মাইক্রোপ্রসেসরগুলি থাইরিস্টর কনভার্টারের তুলনায় কম উচ্চ হারমোনিক্স উত্পাদন করে। ফলস্বরূপ, ক্ষতিগুলি ছোট হতে দেখা যায়, উইন্ডিং এবং চৌম্বকীয় সার্কিট কম বেশি গরম হয়, কম ফ্রিকোয়েন্সিতে রটার স্পন্দন হ্রাস পায়। ক্যাপাসিটর ব্যাঙ্কগুলিতে কম ক্ষতি, ট্রান্সফরমারগুলিতে - এই উপাদানগুলির পরিষেবা জীবন বৃদ্ধি পায়। কর্মক্ষেত্রে কম ত্রুটি আছে।

যদি আমরা একটি থাইরিস্টর রূপান্তরকারীকে একই আউটপুট শক্তি সহ একটি ট্রানজিস্টর রূপান্তরকারীর সাথে তুলনা করি, তবে দ্বিতীয়টির ওজন কম হবে, আকারে ছোট হবে এবং এর অপারেশন আরও নির্ভরযোগ্য এবং অভিন্ন হবে। IGBT সুইচগুলির মডুলার ডিজাইন আরও দক্ষ তাপ অপচয়ের জন্য অনুমতি দেয় এবং শক্তি উপাদানগুলি মাউন্ট করার জন্য কম জায়গার প্রয়োজন হয়, উপরন্তু, মডুলার সুইচগুলি সুইচিং সার্জেস থেকে আরও ভাল সুরক্ষিত থাকে, অর্থাৎ, ক্ষতির সম্ভাবনা কম।

IGBT-এর উপর ভিত্তি করে ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তরকারীগুলি আরও ব্যয়বহুল কারণ পাওয়ার মডিউলগুলি তৈরির জন্য জটিল ইলেকট্রনিক উপাদান। যাইহোক, দাম মানের দ্বারা ন্যায়সঙ্গত হয়. একই সময়ে, পরিসংখ্যান প্রতি বছর IGBT ট্রানজিস্টরের দাম কমানোর প্রবণতা দেখায়।

আইজিবিটি ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারের অপারেশনের নীতি

চিত্রটি একটি ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারের একটি ডায়াগ্রাম এবং প্রতিটি উপাদানের স্রোত এবং ভোল্টেজের গ্রাফ দেখায়। ধ্রুবক প্রশস্ততা এবং ফ্রিকোয়েন্সির প্রধান ভোল্টেজ সংশোধনকারীকে দেওয়া হয়, যা নিয়ন্ত্রণ বা অনিয়ন্ত্রিত হতে পারে। সংশোধনকারীর পরে একটি ক্যাপাসিটর রয়েছে - একটি ক্যাপাসিটিভ ফিল্টার। এই দুটি উপাদান - একটি সংশোধনকারী এবং একটি ক্যাপাসিটর - একটি DC ইউনিট গঠন করে।

ফিল্টার থেকে, একটি ধ্রুবক ভোল্টেজ এখন একটি স্বায়ত্তশাসিত পালস ইনভার্টারে সরবরাহ করা হয় যেখানে IGBT ট্রানজিস্টরগুলি কাজ করে। চিত্রটি আধুনিক ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তরকারীদের জন্য একটি সাধারণ সমাধান দেখায়। প্রত্যক্ষ ভোল্টেজ সামঞ্জস্যযোগ্য ফ্রিকোয়েন্সি এবং প্রশস্ততা সহ একটি তিন-ফেজ নাড়িতে রূপান্তরিত হয়।

কন্ট্রোল সিস্টেম প্রতিটি কীকে সময়মত সংকেত দেয় এবং সংশ্লিষ্ট কয়েলগুলি ক্রমানুসারে স্থায়ী সংযোগে স্যুইচ করা হয়। এই ক্ষেত্রে, সংযোগের সাথে কয়েলগুলির সংযোগের সময়কাল সাইনে মড্যুলেট করা হয়। সুতরাং, অর্ধ-কালের কেন্দ্রীয় অংশে, নাড়ির প্রস্থ সবচেয়ে বড়, এবং প্রান্তে - সবচেয়ে ছোট। এটা এখানে ঘটছে পালস প্রস্থ মডুলেশন ভোল্টেজ মোটর স্টেটর windings উপর. PWM এর ফ্রিকোয়েন্সি সাধারণত 15 kHz তে পৌঁছায় এবং কয়েলগুলি নিজেই একটি প্রবর্তক ফিল্টার হিসাবে কাজ করে, যার ফলস্বরূপ তাদের মাধ্যমে স্রোতগুলি প্রায় সাইনোসয়েডাল হয়।

যদি রেকটিফায়ার ইনপুটে নিয়ন্ত্রিত হয়, তাহলে রেকটিফায়ারকে নিয়ন্ত্রণ করে প্রশস্ততা পরিবর্তন করা হয় এবং বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল শুধুমাত্র ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তরের জন্য দায়ী। কখনও কখনও বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করার আউটপুটে একটি অতিরিক্ত ফিল্টার ইনস্টল করা হয় যাতে বর্তমান তরঙ্গগুলি স্যাঁতসেঁতে হয় (খুব কমই এটি কম-পাওয়ার কনভার্টারগুলিতে ব্যবহৃত হয়)।যেভাবেই হোক, আউটপুট হল তিন-ফেজ ভোল্টেজ এবং ব্যবহারকারী-সংজ্ঞায়িত মৌলিক পরামিতি সহ এসি কারেন্ট।