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स्वचालित प्रेरण मोटर्स के आगमन के बाद से, इनवर्टर ऑपरेशन अल्टरनेटर के रूप में मौजूद है। जनरेटर की गति बदलें और इसकी आउटपुट आवृत्ति बदलें।उच्च गति वाले ट्रांजिस्टरों के आगमन से पहले, यह मोटर की गति बदलने के मुख्य तरीकों में से एक था, लेकिन क्योंकि जनरेटर की गति ने वोल्टेज के बजाय आउटपुट आवृत्ति को कम कर दिया, आवृत्ति परिवर्तन सीमित था।

तो चलिए इन्वर्टर के घटकों पर एक नज़र डालते हैं और देखते हैं कि वे वास्तव में कैसे एक साथ काम करते हैं आवृत्ति और मोटर गति को बदलने के लिए।

01 इन्वर्टर घटक - रेक्टिफायर

चूंकि एसी मोड में एसी साइन वेव की आवृत्ति को बदलना मुश्किल है, इसलिए इन्वर्टर का पहला काम वेवफॉर्म को डीसी में बदलना है। इसे एसी की तरह दिखाने के लिए, डीसी का संचालन अपेक्षाकृत आसान है।सभी आवृत्ति परिवर्तकों का पहला घटक एक उपकरण है जिसे रेक्टिफायर या कनवर्टर कहा जाता है, जैसा कि नीचे दिखाया गया हैः

एक रेक्टिफायर सर्किट वैकल्पिक धारा को डायरेक्ट धारा में परिवर्तित करता है और बैटरी चार्जर या आर्क वेल्डर के समान ही काम करता है।यह केवल एक दिशा में स्थानांतरित करने के लिए एसी साइन तरंग को सीमित करने के लिए एक डायोड पुल का उपयोग करता हैइसका परिणाम यह है कि पूरी तरह से सुधारित एसी तरंग रूप को डीसी सर्किट द्वारा स्थानीय डीसी तरंग रूप के रूप में व्याख्या की जाती है।एक तीन चरण इन्वर्टर तीन अलग-अलग एसी इनपुट चरणों लेता है और उन्हें एक एकल डीसी उत्पादन में परिवर्तित करता है.

अधिकांश तीन-चरण इन्वर्टर एकल-चरण (230V या 460V) बिजली की आपूर्ति को भी स्वीकार कर सकते हैं, लेकिन चूंकि केवल दो इनपुट शाखाएं हैं,इन्वर्टर आउटपुट (एचपी) को घटाया जाना चाहिए क्योंकि उत्पन्न सीसी करंट आनुपातिक रूप से कम होता हैदूसरी ओर, एक वास्तविक एकल-चरण इन्वर्टर (एक एकल-चरण इन्वर्टर जो एक एकल-चरण मोटर को नियंत्रित करता है) एक एकल-चरण इनपुट का उपयोग करता है और इनपुट के आनुपातिक डीसी आउटपुट का उत्पादन करता है।

जब चर गति संचालन की बात आती है, तो दो कारणों से एकल-चरण काउंटर घटकों की तुलना में तीन-चरण मोटर्स का अधिक उपयोग किया जाता है। सबसे पहले, उनके पास एक व्यापक शक्ति रेंज है। एकल-चरण मोटर्स,दूसरी ओर, आमतौर पर स्पिनिंग शुरू करने के लिए कुछ बाहरी हस्तक्षेप की आवश्यकता होती है।

02 इन्वर्टर घटक - डीसी बस

डीसी बस का दूसरा घटक (चित्र में डीसी बस द्वारा दिखाया गया) सभी कन्वर्टर्स में दिखाई नहीं देता है क्योंकि यह आवृत्ति रूपांतरण ऑपरेशन को सीधे प्रभावित नहीं करता है।यह हमेशा उच्च गुणवत्ता वाले सामान्य प्रयोजन ड्राइव में मौजूद हैडीसी बस परिवर्तित डीसी में एसी "रिपल" वोल्टेज को फिल्टर करने के लिए कैपेसिटर और इंडक्टर्स का उपयोग करती है और फिर इन्वर्टर सेक्शन में।इसमें एक फिल्टर भी शामिल है जो हार्मोनिक विकृतियों को अवरुद्ध करता है और इसे इन्वर्टर पावर सप्लाई में वापस खिलाया जा सकता हैइस प्रक्रिया को पूरा करने के लिए पुराने इन्वर्टर और अलग-अलग लाइन फिल्टर की आवश्यकता होती है।

03 इन्वर्टर घटक - इन्वर्टर

चित्र के दाईं ओर इन्वर्टर के "गट" (इन्वर्टर में दिखाए गए) हैं।इन्वर्टर एक डीसी "पल्स" बनाने के लिए उच्च गति स्विचिंग ट्रांजिस्टर (आईजीबीटी में दिखाया गया) के तीन सेट का उपयोग करता है जो एसी साइन तरंग के सभी तीन चरणों का अनुकरण करता हैइन धड़कनों से न केवल तरंग का वोल्टेज निर्धारित होता है, बल्कि इसकी आवृत्ति भी निर्धारित होती है। इन्वर्टर या इन्वर्टर शब्द का अर्थ है "inversion" और यह केवल परिणामी तरंग के ऊपर और नीचे की गति है।आधुनिक इन्वर्टर इन्वर्टर वोल्टेज और आवृत्ति को विनियमित करने के लिए "पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन" (पीडब्ल्यूएम) नामक एक तकनीक का उपयोग करते हैं.

फिर हम आईजीबीटी के बारे में बात करते हैं, जो कि "आइसोलेटेड-गेट द्विध्रुवीय ट्रांजिस्टर" के लिए खड़ा है, जो कि इन्वर्टर का स्विचिंग (या पल्स) घटक है।हमारे इलेक्ट्रॉनिक जगत में ट्रांजिस्टर (वैक्यूम ट्यूबों के स्थान पर) दो कार्य करते हैंयह एक एम्पलीफायर के रूप में कार्य कर सकता है और सिग्नल को बढ़ा सकता है, या यह केवल सिग्नल को चालू और बंद करके स्विच के रूप में कार्य कर सकता है।आईजीबीटी एक आधुनिक संस्करण है जो उच्च स्विचिंग गति (3000-16000 हर्ट्ज) और कम गर्मी उत्पादन प्रदान करता हैउच्च स्विचिंग गति एसी तरंग सिमुलेशन की सटीकता में सुधार कर सकती है और मोटर शोर को कम कर सकती है। उत्पन्न गर्मी में कमी का मतलब है कि हीट सिंक छोटा है,तो आवृत्ति कनवर्टर एक छोटा पदचिह्न है.

04 इन्वर्टर पीडब्ल्यूएम तरंग रूप

नीचे दिया गया चित्र एक वास्तविक एसी साइन वेव की तुलना में पीडब्ल्यूएम कनवर्टर वाले इन्वर्टर द्वारा उत्पादित तरंग रूप को दर्शाता है।इन्वर्टर आउटपुट एक निश्चित ऊंचाई और समायोज्य चौड़ाई के साथ आयताकार आवेगों की एक श्रृंखला से मिलकर बनता हैइस विशेष मामले में तीन प्रकार के पल्स होते हैं - मध्य में एक व्यापक सेट और एसी चक्र के सकारात्मक और नकारात्मक भागों की शुरुआत और अंत में एक संकीर्ण सेट।

धड़कनों के क्षेत्रों का योग वास्तविक एसी तरंग के प्रभावी वोल्टेज के बराबर है।यदि आप वास्तविक एसी तरंग रूप के ऊपर (या नीचे) के धड़कनों को काटने के लिए और उनके साथ वक्र के नीचे रिक्त स्थान भरने के लिए थे, आप पाएंगे कि वे लगभग पूरी तरह से मेल खाते हैं। यह इस तरह से है कि इन्वर्टर मोटर के वोल्टेज को नियंत्रित कर सकते हैं।

धड़कन चौड़ाई और उनके बीच रिक्त चौड़ाई का योग मोटर द्वारा देखे जाने वाले तरंग रूप की आवृत्ति को निर्धारित करता है (इसलिए पीडब्ल्यूएम या धड़कन चौड़ाई मॉड्यूलेशन) । यदि धड़कन निरंतर है (यानी,कोई अंतराल नहीं है), आवृत्ति अभी भी सही होगा, लेकिन वोल्टेज एक वास्तविक एसी साइन तरंग से बहुत बड़ा होगा। वांछित वोल्टेज और आवृत्ति के आधार पर,आवृत्ति कनवर्टर ऊंचाई और नाड़ी की चौड़ाई और उनके बीच रिक्त स्थान की चौड़ाई बदल जाएगा.

कुछ लोगों को आश्चर्य हो सकता है कि यह "नकली" एसी (वास्तव में डीसी) कैसे एक एसी प्रेरण मोटर चलाता है। आखिरकार,क्या आप एक मोटर के रोटर में वर्तमान और इसके इसी चुंबकीय क्षेत्र "संवेदन" के लिए एक वैकल्पिक धारा की जरूरत हैतब, एसी स्वाभाविक रूप से प्रेरण का कारण बनता है, क्योंकि यह लगातार दिशा बदल रहा है, दूसरी ओर, डीसी सामान्य रूप से कार्य नहीं करेगा एक बार सर्किट सक्रिय हो जाता है।

हालांकि, यदि डीसी चालू और बंद है, तो डीसी वर्तमान को प्रेरित कर सकता है। पुराने के लिए, कार इग्निशन सिस्टम (ठोस राज्य इग्निशन से पहले) में वितरक में बिंदुओं का एक सेट होता था।इन बिंदुओं का उद्देश्य बैटरी से कॉइल (ट्रांसफार्मर) तक "पल्स" करना हैयह कॉइल में विद्युत आवेश पैदा करता है, जो फिर वोल्टेज को उस स्तर तक बढ़ाता है जो स्पार्क को आग लगाने की अनुमति देता है।ऊपर चित्र में देखा व्यापक डीसी आवेग वास्तव में व्यक्तिगत आवेगों के सैकड़ों से बने होते हैं, और इन्वर्टर आउटपुट का यह चालू और बंद आंदोलन डीसी प्रेरण के माध्यम से होने की अनुमति देता है।

05 प्रभावी वोल्टेज

एक कारक जो एसी को जटिल बनाता है वह यह है कि यह लगातार वोल्टेज बदलता है, शून्य से कुछ अधिकतम सकारात्मक वोल्टेज तक, फिर वापस शून्य तक, फिर कुछ अधिकतम नकारात्मक वोल्टेज तक,और फिर फिर से शून्य पर वापस. सर्किट पर लागू वास्तविक वोल्टेज को कैसे निर्धारित किया जाए? नीचे दी गई चित्रण 60 हर्ट्ज, 120 वी साइन वेव है। हालांकि, ध्यान दें कि इसका शिखर वोल्टेज 170 वी है। यदि इसका वास्तविक वोल्टेज 170 वी है, तो इसका अधिकतम वोल्टेज 170 वी है।हम इसे 120V तरंग कैसे कह सकते हैं?

एक चक्र में, यह 0V से शुरू होता है, 170V तक बढ़ता है, और फिर फिर से 0 पर गिरता है। यह -170 तक जारी रहता है और फिर फिर से 0 तक बढ़ता है।120V पर ऊपरी सीमा के साथ मूल हरे रंग के आयत का क्षेत्रफल वक्र के सकारात्मक और नकारात्मक भागों के क्षेत्रों के योग के बराबर है. तो 120V औसत है?

खैर, अगर आप चक्र के दौरान प्रत्येक बिंदु पर सभी वोल्टेज मूल्यों का औसत करना था, परिणाम के बारे में 108V होगा, तो यह जवाब नहीं हो सकता है. तो क्यों यह मूल्य 120V के रूप में VOM द्वारा मापा है?यह है कि हम "प्रभावी वोल्टेज कहते हैं के साथ क्या करना है. "

यदि आप प्रतिरोधक के माध्यम से बहती सीसी धारा द्वारा उत्पन्न गर्मी को मापें, तो आपको पता चलेगा कि यह समकक्ष एसी धारा द्वारा उत्पन्न गर्मी से अधिक है।यह इस तथ्य के कारण है कि एसी पूरे चक्र में एक स्थिर मूल्य बनाए नहीं रखता हैयदि प्रयोगशाला में नियंत्रित परिस्थितियों में किया जाता है तो यह पाया जाता है कि एक विशेष DC धारा गर्मी में 100 डिग्री की वृद्धि उत्पन्न करती है, इसका AC समकक्ष 70 डिग्री का उत्पादन करेगा।7 डिग्री वृद्धि या 70तो एसी का प्रभावी मूल्य डीसी का 70.7% है।यह भी देखा जा सकता है कि एसी वोल्टेज का प्रभावी मूल्य वक्र के पहले आधे भाग के वर्ग वोल्टेज के योग के वर्गमूल के बराबर है.

यदि पीक वोल्टेज 1 है और 0 डिग्री से 180 डिग्री तक के व्यक्तिगत वोल्टेज को मापा जाना है, तो प्रभावी वोल्टेज 0-707.0 का पीक वोल्टेज होगा।707 गुना आंकड़े में 170 के पीक वोल्टेज 120V के बराबर हैइस प्रभावी वोल्टेज को रूट मीडियन स्क्वायर या आरएमएस वोल्टेज के रूप में भी जाना जाता है। इसलिए, पीक वोल्टेज हमेशा प्रभावी वोल्टेज का 1.414 होता है।230V AC वर्तमान का पीक वोल्टेज 325V है जबकि 460 का पीक वोल्टेज 650V है.

आवृत्ति परिवर्तनों के अतिरिक्त, भले ही वोल्टेज एसी मोटर की परिचालन गति से स्वतंत्र हो, इन्वर्टर को वोल्टेज भी बदलना चाहिए।

आरेख में दो 460 वी एसी साइन तरंगें दिखाई गई हैं। लाल 60 हर्ट्ज वक्र है, नीला 50 हर्ट्ज है। दोनों का पीक वोल्टेज 650 वी है, हालांकि, 50 हर्ट्ज बहुत व्यापक है।आप आसानी से देख सकते हैं कि 50Hz वक्र (0-10ms) के पहले आधे के भीतर क्षेत्र 60hz वक्र (0-8ms) के पहले आधे से बड़ा हैइसके अतिरिक्त, चूंकि वक्र के नीचे का क्षेत्रफल प्रभावी वोल्टेज के आनुपातिक है, इसलिए प्रभावी वोल्टेज अधिक है।प्रभावी वोल्टेज में वृद्धि अधिक नाटकीय हो जाता है.

यदि 460V मोटर्स को इन उच्च वोल्टेज पर काम करने दिया जाए तो उनका जीवनकाल काफी कम हो सकता है।इन्वर्टर लगातार एक स्थिर प्रभावी वोल्टेज बनाए रखने के लिए आवृत्ति के सापेक्ष "पीक" वोल्टेज बदलना चाहिएऑपरेटिंग आवृत्ति जितनी कम होगी, शिखर वोल्टेज उतनी ही कम होगी और इसके विपरीत।

अब आपको इन्वर्टर के कामकाज और मोटर की गति को नियंत्रित करने की अच्छी समझ होनी चाहिए।अधिकांश ड्राइव उपयोगकर्ता को एक बहु-स्थिति स्विच या कीबोर्ड के साथ मोटर गति को मैन्युअल रूप से सेट करने की अनुमति देते हैं, या सेंसर (दबाव, प्रवाह, तापमान, स्तर आदि) का उपयोग करके प्रक्रिया को स्वचालित करें।