الیکٹرک موٹر کے لیے فریکوئنسی کنورٹر

تعدد کنورٹرز کے استعمال کے تکنیکی پہلو

آج کل، انڈکشن موٹر زیادہ تر الیکٹرک ڈرائیوز میں اہم ڈیوائس بن چکی ہے۔ تیزی سے، ایک فریکوئنسی کنورٹر کو کنٹرول کے لیے استعمال کیا جاتا ہے - PWM ریگولیشن کے ساتھ ایک انورٹر۔ اس طرح کا کنٹرول بہت سے فوائد دیتا ہے، لیکن بعض تکنیکی حلوں کا انتخاب کرتے وقت کچھ مسائل بھی پیدا کرتا ہے۔ آئیے ان کو مزید تفصیل سے سمجھنے کی کوشش کریں۔

فریکوئنسی کنورٹرز کا آلہ

طاقتور ہائی وولٹیج ٹرانزسٹر IGBT ماڈیولز کی ایک وسیع رینج کی ترقی اور پیداوار نے ڈیجیٹل سگنلز کے ذریعے براہ راست کنٹرول شدہ ملٹی فیز پاور سوئچز کو لاگو کرنا ممکن بنایا۔ قابل پروگرام کمپیوٹنگ سہولیات نے سوئچ ان پٹس پر عددی ترتیب پیدا کرنا ممکن بنایا جو سگنل فراہم کرتے تھے۔ غیر مطابقت پذیر الیکٹرک موٹروں کی فریکوئنسی کنٹرول… بڑے ​​کمپیوٹنگ وسائل کے ساتھ سنگل چپ مائکروکنٹرولرز کی ترقی اور بڑے پیمانے پر پیداوار نے ڈیجیٹل کنٹرولرز کے ساتھ سروو ڈرائیوز میں منتقلی کو ممکن بنایا۔

پاور فریکوئنسی کنورٹرز، ایک اصول کے طور پر، ایک اسکیم کے مطابق نافذ کیے جاتے ہیں جس میں طاقتور ڈائیوڈز یا پاور ٹرانزسٹرز پر مبنی ایک ریکٹیفائر اور ایک انورٹر (کنٹرولڈ سوئچ) کی بنیاد پر آئی جی بی ٹی ٹرانزسٹرز پر مشتمل ہوتا ہے جو ڈایڈس (تصویر 1) کے ذریعے بند کیا جاتا ہے۔

چاول۔ 1. فریکوئنسی کنورٹر سرکٹ

ان پٹ اسٹیج فراہم کردہ سائنوسائیڈل گرڈ وولٹیج کو درست کرتا ہے، جو ایک انڈکٹیو-کیپسیٹو فلٹر کے ساتھ ہموار کرنے کے بعد، کنٹرول شدہ انورٹر کے لیے پاور سورس کے طور پر کام کرتا ہے، جو اس کے ساتھ سگنل پیدا کرتا ہے۔ نبض ماڈلن، جو سٹیٹر وائنڈنگز میں ایسے پیرامیٹرز کے ساتھ سائنوسائیڈل کرنٹ پیدا کرتا ہے جو الیکٹرک موٹر کا ضروری آپریٹنگ موڈ فراہم کرتے ہیں۔

پاور کنورٹر کا ڈیجیٹل کنٹرول مائکرو پروسیسر ہارڈویئر اور سافٹ ویئر کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے جو ہاتھ میں کاموں کے مطابق ہوتا ہے۔ کمپیوٹنگ یونٹ ریئل ٹائم میں 52 ماڈیولز کے لیے کنٹرول سگنلز تیار کرتا ہے اور پیمائش کے نظام سے سگنلز پر کارروائی بھی کرتا ہے جو ڈرائیو کے آپریشن کو کنٹرول کرتے ہیں۔

پاور سپلائیز اور کنٹرول کمپیوٹرز کو ساختی طور پر ڈیزائن کردہ صنعتی مصنوعات میں جوڑا جاتا ہے جسے فریکوئنسی کنورٹر کہتے ہیں۔

صنعتی آلات میں استعمال ہونے والے فریکوئنسی کنورٹرز کی دو اہم اقسام ہیں:

• مخصوص قسم کے سامان کے لیے ملکیتی کنورٹرز۔

• یونیورسل فریکوئنسی کنورٹرز کو صارف کے متعین طریقوں میں AM آپریشن کے ملٹی فنکشنل کنٹرول کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔

فریکوئنسی کنورٹر کے آپریٹنگ طریقوں کی ترتیب اور ان کا نظم و نسق درج کردہ معلومات کی نشاندہی کرنے کے لیے اسکرین سے لیس کنٹرول پینل کا استعمال کرتے ہوئے کیا جا سکتا ہے۔سادہ اسکیلر فریکوئنسی کنٹرول کے لیے، آپ کنٹرولر کی فیکٹری سیٹنگز اور بلٹ ان PID کنٹرولر میں دستیاب سادہ لوجک فنکشنز کا ایک سیٹ استعمال کر سکتے ہیں۔

فیڈ بیک سینسر سگنلز کا استعمال کرتے ہوئے زیادہ پیچیدہ کنٹرول موڈز کو لاگو کرنے کے لیے، ایک ACS ڈھانچہ اور الگورتھم کو تیار کرنا ضروری ہے جو منسلک بیرونی کمپیوٹر کا استعمال کرتے ہوئے پروگرام کیا جائے۔

زیادہ تر مینوفیکچررز فریکوئنسی کنورٹرز کی ایک رینج تیار کرتے ہیں جو ان پٹ اور آؤٹ پٹ برقی خصوصیات، طاقت، ڈیزائن اور دیگر پیرامیٹرز میں مختلف ہوتے ہیں۔ بیرونی آلات (مینز، موٹر) سے جڑنے کے لیے اضافی بیرونی عناصر کا استعمال کیا جا سکتا ہے: مقناطیسی اسٹارٹرز، ٹرانسفارمرز، چوکس۔

کنٹرول سگنل کی اقسام

مختلف قسم کے سگنلز میں فرق کرنا اور ہر ایک کے لیے الگ کیبل استعمال کرنا ضروری ہے۔ مختلف قسم کے سگنل ایک دوسرے کو متاثر کر سکتے ہیں۔ عملی طور پر، یہ علیحدگی عام ہے، مثال کے طور پر ایک کیبل سے دباؤ سینسر فریکوئنسی کنورٹر سے براہ راست منسلک کیا جا سکتا ہے.

انجیر میں۔ 2 مختلف سرکٹس اور کنٹرول سگنلز کی موجودگی میں فریکوئنسی کنورٹر کو جوڑنے کا تجویز کردہ طریقہ دکھاتا ہے۔

چاول۔ 2. پاور سرکٹس اور فریکوئنسی کنورٹر کے کنٹرول سرکٹس کو جوڑنے کی ایک مثال

درج ذیل قسم کے سگنلز کو پہچانا جا سکتا ہے۔

• اینالاگ - وولٹیج یا موجودہ سگنلز (0 … 10 V, 0/4 … 20 mA)، جس کی قدر آہستہ یا شاذ و نادر ہی تبدیل ہوتی ہے، عام طور پر یہ کنٹرول یا پیمائش کے سگنل ہوتے ہیں۔

• مجرد وولٹیج یا موجودہ سگنلز (0 … 10 V, 0/4 … 20 mA)، جو صرف دو شاذ و نادر ہی تبدیل ہونے والی قدریں لے سکتے ہیں (اعلی یا کم)؛

• ڈیجیٹل (ڈیٹا) — وولٹیج سگنلز (0 … 5 V, 0 … 10 V) جو تیزی سے اور اعلی تعدد کے ساتھ تبدیل ہوتے ہیں، عام طور پر یہ RS232، RS485 وغیرہ بندرگاہوں سے سگنل ہوتے ہیں۔

• ریلے — ریلے کے رابطوں (0 … 220 V AC) میں منسلک بوجھ (بیرونی ریلے، لیمپ، والوز، بریک وغیرہ) کے لحاظ سے آنے والے کرنٹ شامل ہو سکتے ہیں۔

فریکوئینسی کنورٹر پاور سلیکشن

فریکوئنسی کنورٹر کی طاقت کا انتخاب کرتے وقت، نہ صرف برقی موٹر کی طاقت پر، بلکہ کنورٹر اور موٹر کے برائے نام کرنٹ اور وولٹیجز پر بھی انحصار کرنا ضروری ہے۔ حقیقت یہ ہے کہ فریکوئنسی کنورٹر کی مخصوص طاقت صرف معیاری ایپلی کیشنز میں معیاری 4-قطب غیر مطابقت پذیر موٹر کے ساتھ اس کے آپریشن کا حوالہ دیتی ہے۔

اصلی ڈیوائسز میں بہت سے پہلو ہوتے ہیں جن کی وجہ سے ڈیوائس پر موجودہ بوجھ بڑھ سکتا ہے، مثال کے طور پر اسٹارٹ اپ کے دوران۔ اصولی طور پر، فریکوئنسی ڈرائیو کا استعمال آپ کو نرم آغاز کی وجہ سے موجودہ اور مکینیکل بوجھ کو کم کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ مثال کے طور پر، ابتدائی کرنٹ 600% سے کم ہو کر ریٹیڈ کرنٹ کے 100-150% ہو جاتا ہے۔

کم رفتار سے چلائیں۔

یاد رہے کہ اگرچہ فریکوئنسی کنورٹر موٹر کے کم رفتار سے چلنے پر آسانی سے 10:1 اسپیڈ ریگولیشن فراہم کرتا ہے، لیکن ہو سکتا ہے کہ اس کے اپنے پنکھے کی طاقت کافی نہ ہو۔ انجن کے درجہ حرارت کی نگرانی کریں اور جبری وینٹیلیشن فراہم کریں۔

برقی مقناطیسی مطابقت

چونکہ فریکوئنسی کنورٹر ہائی فریکوئنسی ہارمونکس کا ایک طاقتور ذریعہ ہے، اس لیے موٹرز کو جوڑنے کے لیے کم از کم لمبائی کی شیلڈ کیبل استعمال کی جانی چاہیے۔ اس طرح کی کیبل دیگر کیبلز سے کم از کم 100 ملی میٹر کے فاصلے پر رکھی جانی چاہیے۔یہ جرح کو کم سے کم کرتا ہے۔ اگر کیبلز کو کراس کرنا ہے تو کراسنگ 90 ڈگری کے زاویے پر کی جاتی ہے۔

یہ ایک ہنگامی جنریٹر سے چلتا ہے۔

فریکوئنسی کنورٹر کے ذریعہ فراہم کردہ نرم آغاز جنریٹر کی مطلوبہ طاقت کو کم کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ چونکہ اس طرح کے آغاز کے ساتھ کرنٹ 4-6 گنا کم ہو جاتا ہے، پھر جنریٹر کی طاقت کو اتنی ہی تعداد میں کم کیا جا سکتا ہے۔ لیکن جنریٹر اور ڈرائیو کے درمیان ایک کنٹریکٹ اب بھی انسٹال ہونا چاہیے، جو فریکوئنسی ڈرائیو کے ریلے آؤٹ پٹ کے ذریعے کنٹرول ہوتا ہے۔ یہ فریکوئنسی کنورٹر کو خطرناک اوور وولٹیجز سے بچاتا ہے۔

سنگل فیز نیٹ ورک سے تھری فیز کنورٹر کی فراہمی

تھری فیز فریکوئنسی کنورٹرز کو سنگل فیز نیٹ ورک سے پاور کیا جا سکتا ہے، لیکن ان کا آؤٹ پٹ کرنٹ ریٹیڈ والے کے 50% سے زیادہ نہیں ہونا چاہیے۔

توانائی اور پیسہ بچائیں۔

بچت کئی وجوہات سے آتی ہے، پہلی، ترقی کی وجہ سے cosine phi 0.98 کی قدروں تک، یعنی زیادہ سے زیادہ طاقت مفید کام کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے، کم از کم ضائع ہوتی ہے۔ دوسرا، اس کے قریب ایک گتانک تمام انجن آپریٹنگ طریقوں میں حاصل کیا جاتا ہے۔

فریکوئنسی کنورٹر کے بغیر، کم بوجھ پر غیر مطابقت پذیر موٹرز کا کوسائن فائی 0.3-0.4 ہوتا ہے۔ تیسرا، اضافی مکینیکل ایڈجسٹمنٹ کی ضرورت نہیں ہے (ڈیمپرز، تھروٹلز، والوز، بریک وغیرہ)، سب کچھ الیکٹرانک طور پر کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے کنٹرول ڈیوائس کے ساتھ، بچت 50٪ تک ہوسکتی ہے۔

متعدد آلات کی مطابقت پذیری کریں۔

فریکوئنسی ڈرائیو کو کنٹرول کرنے کے لیے اضافی ان پٹ کی وجہ سے، کنویئر کے عمل کو ہم آہنگ کرنا یا کچھ اقدار میں تبدیلیوں کے تناسب کو سیٹ کرنا ممکن ہے، دوسروں پر منحصر ہے۔مثال کے طور پر، مشین کی سپنڈل کی رفتار کو کٹر کی فیڈ ریٹ پر منحصر کرنا۔ اس عمل کو بہتر بنایا جائے گا کیونکہ جیسے جیسے کٹر کا بوجھ بڑھتا جائے گا، فیڈ کم ہو جائے گی اور اس کے برعکس۔

اعلی ہارمونکس کے خلاف نیٹ ورک کا تحفظ

اضافی تحفظ کے لیے، مختصر شیلڈ کیبلز کے علاوہ، لائن چوکس اور بائی پاس کیپسیٹرز استعمال کیے جاتے ہیں۔ گلا گھونٹنااس کے علاوہ، جب آن کیا جاتا ہے تو یہ انرش کرنٹ کو محدود کرتا ہے۔

صحیح تحفظ کی کلاس کا انتخاب کرنا

فریکوئنسی ڈرائیو کے ہموار آپریشن کے لیے قابل اعتماد گرمی کی کھپت ضروری ہے۔ اگر ہائی پروٹیکشن کلاسز کا استعمال کیا جاتا ہے، مثال کے طور پر IP 54 اور اس سے زیادہ، تو ایسی گرمی کی کھپت کو حاصل کرنا مشکل یا مہنگا ہوتا ہے۔ لہذا، اعلی درجے کی حفاظت کے ساتھ ایک علیحدہ کابینہ کا استعمال کرنا ممکن ہے، جہاں نچلے طبقے کے ماڈیول نصب کیے جاسکتے ہیں اور عام وینٹیلیشن اور کولنگ کو انجام دیا جاسکتا ہے۔

ایک فریکوئنسی کنورٹر سے الیکٹرک موٹروں کا متوازی کنکشن

لاگت کو کم کرنے کے لیے، ایک فریکوئنسی کنورٹر کئی الیکٹرک موٹرز کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس کی طاقت کو تمام برقی موٹروں کی کل طاقت کے 10-15% کے مارجن کے ساتھ منتخب کیا جانا چاہئے۔ ایسا کرنے میں، موٹر کیبلز کی لمبائی کو کم سے کم کرنا ضروری ہے اور موٹر چوک لگانا انتہائی ضروری ہے۔

زیادہ تر فریکوئنسی کنورٹرز موٹرز کو بند کرنے یا کنیکٹرز کے ذریعے منسلک ہونے کی اجازت نہیں دیتے جبکہ فریکوئنسی ڈرائیو چل رہی ہوتی ہے۔ یہ صرف ڈیوائس پر سٹاپ کمانڈ کے ذریعے کیا جاتا ہے۔

کنٹرول فنکشن سیٹنگ

الیکٹرک ڈرائیو کی زیادہ سے زیادہ کارکردگی کو حاصل کرنے کے لیے، جیسے: پاور فیکٹر، کارکردگی، اوورلوڈ کی گنجائش، ضابطے کی ہمواری، استحکام، آپریٹنگ فریکوئنسی میں تبدیلی اور فریکوئنسی کے آؤٹ پٹ وولٹیج کے درمیان تناسب کو درست طریقے سے منتخب کرنا ضروری ہے۔ کنورٹر

وولٹیج کی تبدیلی کا فنکشن لوڈ کے ٹارک کیریکٹر پر منحصر ہے۔ مستقل ٹارک پر، موٹر سٹیٹر وولٹیج کو فریکوئنسی کے تناسب سے کنٹرول کیا جانا چاہیے (اسکیلر کنٹرول U/F = const)۔ ایک پنکھے کے لیے، مثال کے طور پر، ایک اور تناسب U/F * F = const ہے۔ اگر ہم فریکوئنسی کو 2 گنا بڑھاتے ہیں، تو وولٹیج میں 4 (ویکٹر کنٹرول) اضافہ ہونا چاہیے۔ زیادہ پیچیدہ کنٹرول افعال کے ساتھ آلات ہیں.

فریکوئنسی کنورٹر کے ساتھ متغیر رفتار ڈرائیو استعمال کرنے کے فوائد

کارکردگی بڑھانے اور توانائی کی بچت کے علاوہ، ایسی الیکٹرک ڈرائیو آپ کو ڈرائیونگ کی نئی خصوصیات حاصل کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ یہ اضافی مکینیکل آلات کو مسترد کرنے سے ظاہر ہوتا ہے جو نقصانات پیدا کرتے ہیں اور سسٹم کی وشوسنییتا کو کم کرتے ہیں: بریک، جھٹکا جذب کرنے والے، تھروٹلز، والوز، کنٹرول والوز وغیرہ۔ بریک لگانا، مثال کے طور پر، موٹر کے سٹیٹر میں برقی مقناطیسی میدان کو الٹ کر کیا جا سکتا ہے۔ فریکوئنسی اور وولٹیج کے درمیان صرف فعال تعلق کو تبدیل کرنے سے، ہم میکانکس میں کچھ بھی تبدیل کیے بغیر ایک مختلف ڈرائیو حاصل کرتے ہیں۔

دستاویزات پڑھنا

یہ واضح رہے کہ اگرچہ فریکوئنسی کنورٹرز ایک دوسرے سے ملتے جلتے ہیں، اور ایک میں مہارت حاصل کرنے کے بعد، دوسرے کے ساتھ نمٹنا آسان ہے، تاہم، دستاویزات کو احتیاط سے پڑھنا ضروری ہے۔ کچھ مینوفیکچررز اپنی مصنوعات کے استعمال پر پابندیاں لگاتے ہیں اور اگر ان کی خلاف ورزی ہوتی ہے تو وہ مصنوعات کو وارنٹی سے ہٹا دیتے ہیں۔

آپ کو اس میں دلچسپی ہو سکتی ہے: توانائی کی بچت کے ذریعہ متغیر الیکٹرک ڈرائیو