आवृत्ति कनवर्टर ब्रेकिंग यूनिट का आपूर्तिकर्ता आपको याद दिलाता है कि वर्तमान प्रकार और वोल्टेज प्रकार दोनों आवृत्ति कन्वर्टर्स एसी-डीसी-एसी आवृत्ति कन्वर्टर्स से संबंधित हैं, जिसमें एक रेक्टिफायर और एक इन्वर्टर शामिल हैं।
चूँकि भार सामान्यतः प्रेरणिक होते हैं, इसलिए उनके शक्ति स्रोतों के बीच प्रतिक्रियाशील शक्ति का स्थानांतरण होना आवश्यक है। इसलिए, मध्यवर्ती DC लिंक में, प्रतिक्रियाशील शक्ति को बफर करने के लिए घटकों की आवश्यकता होती है।
यदि प्रतिक्रियाशील शक्ति को बफर करने के लिए एक बड़े संधारित्र का उपयोग किया जाता है, तो यह एक वोल्टेज स्रोत प्रकार आवृत्ति कनवर्टर का गठन करता है; यदि प्रतिक्रियाशील शक्ति को बफर करने के लिए एक बड़े रिएक्टर का उपयोग किया जाता है, तो यह एक वर्तमान स्रोत प्रकार आवृत्ति कनवर्टर का गठन करता है।
वोल्टेज प्रकार के फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स और करंट प्रकार के फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स के बीच अंतर केवल इंटरमीडिएट डीसी लिंक फ़िल्टर के रूप में होता है। हालाँकि, इसके परिणामस्वरूप दोनों प्रकार के फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स के प्रदर्शन में महत्वपूर्ण अंतर होता है, जैसा कि निम्नलिखित तुलना सूची में दिखाया गया है:
1. ऊर्जा भंडारण घटक: वोल्टेज प्रकार आवृत्ति कनवर्टर - संधारित्र; वर्तमान प्रकार - रिएक्टर।
2. आउटपुट तरंगरूप की विशेषताएँ: वोल्टेज तरंगरूप एक आयताकार तरंग है, धारा तरंगरूप लगभग एक साइन तरंग है; धारा प्रकार आवृत्ति कनवर्टर में धारा के लिए एक आयताकार तरंगरूप और वोल्टेज के लिए एक अनुमानित साइन तरंगरूप होता है
3. सर्किट संरचना की विशेषताओं में वोल्टेज प्रकार के रूप में एक बड़ी क्षमता वाले संधारित्र (कम प्रतिबाधा वोल्टेज स्रोत) के साथ समानांतर में एक फीडबैक डायोड डीसी बिजली की आपूर्ति शामिल है; एक बड़े प्रेरकत्व (उच्च प्रतिबाधा वर्तमान स्रोत) के साथ श्रृंखला में वर्तमान प्रकार की गैर फीडबैक डायोड डीसी बिजली की आपूर्ति मोटर के लिए चार चतुर्भुजों में काम करना आसान बनाती है।
4. विशेषताओं के संदर्भ में, वोल्टेज प्रकार लोड शॉर्ट सर्किट होने पर ओवरकरंट उत्पन्न करता है, और ओपन-लूप मोटर्स भी स्थिर रूप से संचालित हो सकते हैं; वर्तमान प्रकार लोड शॉर्ट सर्किट होने पर ओवरकरंट को दबा सकता है, और मोटर के अस्थिर संचालन के लिए फीडबैक नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
करंट सोर्स इन्वर्टर पावर स्विच के रूप में प्राकृतिक रूप से कम्यूटेड थाइरिस्टर का उपयोग करते हैं, जिनमें महंगा डीसी साइड इंडक्टेंस होता है और इनका उपयोग डबल-फेड स्पीड रेगुलेशन में किया जाता है। इन्हें अत्यधिक समकालिक गति पर कम्यूटेशन सर्किट की आवश्यकता होती है और कम स्लिप आवृत्तियों पर इनका प्रदर्शन खराब होता है।
आवृत्ति परिवर्तक की संरचनात्मक विशेषताएँ
वर्तमान प्रकार आवृत्ति कनवर्टर के डीसी लिंक का नाम प्रेरक घटकों के उपयोग के आधार पर रखा गया है, जिसमें चार चतुर्भुज संचालन क्षमता का लाभ है और मोटर के ब्रेकिंग फ़ंक्शन को आसानी से प्राप्त किया जा सकता है। नुकसान यह है कि इसके लिए इन्वर्टर ब्रिज के जबरन कम्यूटेशन की आवश्यकता होती है, और उपकरण संरचना जटिल होती है, जिससे समायोजन मुश्किल हो जाता है। इसके अलावा, पावर ग्रिड की तरफ थाइरिस्टर फेज-शिफ्टिंग रेक्टिफिकेशन के उपयोग के कारण, इनपुट करंट हार्मोनिक्स अपेक्षाकृत बड़े होते हैं, जिसका पावर ग्रिड पर एक निश्चित प्रभाव पड़ेगा जब क्षमता बड़ी होगी।
2. वोल्टेज प्रकार आवृत्ति कनवर्टर का नाम आवृत्ति कनवर्टर के डीसी लिंक में कैपेसिटिव घटकों के उपयोग के आधार पर रखा गया है। इसकी विशेषता यह है कि यह चार चतुर्भुजों में काम नहीं कर सकता। जब लोड मोटर को ब्रेक लगाने की आवश्यकता होती है, तो एक अलग ब्रेकिंग सर्किट स्थापित करना आवश्यक होता है। जब शक्ति अधिक होती है, तो आउटपुट में एक साइन वेव फ़िल्टर जोड़ना आवश्यक होता है।
3. उच्च धारा आवृत्ति कनवर्टर 10KV तक के करंट वोल्टेज के साथ, प्रत्यक्ष उच्च-वोल्टेज आवृत्ति रूपांतरण प्राप्त करने के लिए श्रृंखला में GTO, SCR या IGCT घटकों का उपयोग करता है। DC लिंक में प्रेरणिक घटकों के उपयोग के कारण, यह करंट के प्रति पर्याप्त संवेदनशील नहीं होता है, जिससे यह ओवरकरंट दोषों से कम प्रभावित होता है। इन्वर्टर संचालन में भी विश्वसनीय है और इसमें अच्छा सुरक्षा प्रदर्शन है। इनपुट पक्ष थाइरिस्टर चरण नियंत्रित सुधार को अपनाता है, और इनपुट करंट हार्मोनिक्स अपेक्षाकृत बड़े होते हैं। जब आवृत्ति कनवर्टर की क्षमता बड़ी होती है, तो पावर ग्रिड के प्रदूषण और संचार इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में हस्तक्षेप पर विचार किया जाना चाहिए। वोल्टेज समीकरण और बफरिंग सर्किट तकनीकी रूप से जटिल और महंगा है। घटकों और डिवाइस के आकार की बड़ी संख्या के कारण, समायोजन और रखरखाव अपेक्षाकृत कठिन है। इन्वर्टर ब्रिज जबरन कम्यूटेशन को अपनाता है और बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न करता है, जिसके लिए घटकों की गर्मी अपव्यय समस्या को हल करने की आवश्यकता होती है। इसका लाभ चार चतुर्भुजों और ब्रेक में संचालित करने की इसकी क्षमता में निहित है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस प्रकार के आवृत्ति कनवर्टर को इसके कम इनपुट पावर फैक्टर और उच्च इनपुट और आउटपुट हार्मोनिक्स के कारण इसके इनपुट और आउटपुट पक्षों पर उच्च-वोल्टेज स्व-उपचार कैपेसिटर की स्थापना की आवश्यकता होती है।
4. उच्च-वोल्टेज इन्वर्टर की परिपथ संरचना IGBT डायरेक्ट सीरीज़ तकनीक को अपनाती है, जिसे डायरेक्ट डिवाइस सीरीज़ हाई-वोल्टेज इन्वर्टर भी कहा जाता है। यह DC लिंक में फ़िल्टरिंग और ऊर्जा भंडारण के लिए उच्च-वोल्टेज कैपेसिटर का उपयोग करता है, जिसका आउटपुट वोल्टेज 6KV तक होता है। इसका लाभ यह है कि यह कम वोल्टेज प्रतिरोधी विद्युत उपकरणों का उपयोग कर सकता है, और सीरीज़ ब्रिज आर्म पर सभी IGBT का कार्य समान होता है, जिससे पारस्परिक बैकअप या अतिरेक डिज़ाइन संभव होता है। इसका नुकसान यह है कि स्तरों की संख्या अपेक्षाकृत कम है, केवल दो स्तर, और आउटपुट वोल्टेज dV/dt भी बड़ा है, जिसके लिए विशेष मोटर या उच्च-वोल्टेज साइन वेव फ़िल्टर के उपयोग की आवश्यकता होती है, जिससे लागत में उल्लेखनीय वृद्धि होगी। इसमें चार चतुर्थांश संचालन कार्य नहीं है, और ब्रेक लगाने के दौरान एक अलग ब्रेकिंग इकाई स्थापित करने की आवश्यकता होती है। इस प्रकार के आवृत्ति कनवर्टर को उपकरण वोल्टेज समतुल्यकरण की समस्या को भी हल करने की आवश्यकता होती है, जिसके लिए आमतौर पर ड्राइव सर्किट और बफर सर्किट के विशेष डिज़ाइन की आवश्यकता होती है। IGBT ड्राइव सर्किट की विलंबता के लिए भी अत्यंत सख्त आवश्यकताएँ हैं। एक बार जब IGBT के चालू और बंद होने का समय असंगत हो जाता है, या बढ़ते और गिरते किनारों की ढलान बहुत भिन्न हो जाती है, तो इससे बिजली उपकरणों को नुकसान होगा।
उच्च-वोल्टेज इन्वर्टर कई प्रकार के होते हैं, और उनके वर्गीकरण के तरीके भी विविध हैं। मध्यवर्ती कड़ी में डीसी भाग की उपस्थिति के अनुसार, इसे एसी/एसी आवृत्ति कन्वर्टर्स और एसी-डीसी-एसी आवृत्ति कन्वर्टर्स में विभाजित किया जा सकता है; डीसी घटक के गुणों के अनुसार, इसे धारा प्रकार और वोल्टेज प्रकार आवृत्ति कन्वर्टर्स में विभाजित किया जा सकता है।
वर्तमान प्रकार आवृत्ति कनवर्टर
आवृत्ति परिवर्तक के डीसी लिंक में प्रेरणिक घटकों के उपयोग के आधार पर इसका नाम रखा गया है। इसमें चार-चतुर्थांश संचालन क्षमता का लाभ है और यह मोटर के ब्रेकिंग फ़ंक्शन को आसानी से प्राप्त कर सकता है। इसका नुकसान यह है कि इसके लिए इन्वर्टर ब्रिज के बलपूर्वक कम्यूटेशन की आवश्यकता होती है, और उपकरण संरचना जटिल होती है, जिससे समायोजन कठिन हो जाता है। इसके अलावा, पावर ग्रिड की ओर थाइरिस्टर फेज़-शिफ्टिंग रेक्टिफिकेशन के उपयोग के कारण, इनपुट करंट हार्मोनिक्स अपेक्षाकृत बड़े होते हैं, जिसका पावर ग्रिड पर एक निश्चित प्रभाव पड़ेगा जब क्षमता बड़ी होगी।
वोल्टेज प्रकार आवृत्ति कनवर्टर
आवृत्ति परिवर्तक के डीसी लिंक में कैपेसिटिव घटकों के उपयोग के कारण इसका नाम पड़ा है। इसकी विशेषता यह है कि यह चार चतुर्भुजों में काम नहीं कर सकता। जब लोड मोटर को ब्रेक लगाने की आवश्यकता होती है, तो एक अलग ब्रेकिंग सर्किट लगाना पड़ता है। जब शक्ति अधिक होती है, तो आउटपुट में एक साइन वेव फ़िल्टर जोड़ना पड़ता है।
1. वोल्टेज प्रकार और करंट प्रकार में क्या अंतर है?
आवृत्ति कनवर्टर के मुख्य सर्किट को मोटे तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: वोल्टेज प्रकार एक आवृत्ति कनवर्टर है जो वोल्टेज स्रोत के डीसी को एसी में परिवर्तित करता है, और डीसी सर्किट का फ़िल्टरिंग एक संधारित्र है; वर्तमान प्रकार एक आवृत्ति कनवर्टर है जो वर्तमान स्रोत के डीसी को एसी में परिवर्तित करता है, और इसका डीसी सर्किट फ़िल्टर एक प्रारंभ करनेवाला है।
2. आवृत्ति परिवर्तक का वोल्टेज और धारा आनुपातिक रूप से क्यों बदलते हैं?
एक अतुल्यकालिक मोटर का टॉर्क मोटर के चुंबकीय फ्लक्स और रोटर से प्रवाहित धारा के बीच परस्पर क्रिया द्वारा उत्पन्न होता है। रेटेड आवृत्ति पर, यदि वोल्टेज स्थिर है और केवल आवृत्ति कम की जाती है, तो चुंबकीय फ्लक्स बहुत अधिक हो जाएगा, चुंबकीय परिपथ संतृप्त हो जाएगा, और गंभीर मामलों में, मोटर जल जाएगी। इसलिए, आवृत्ति और वोल्टेज को आनुपातिक रूप से बदला जाना चाहिए, अर्थात, आवृत्ति बदलते समय, मोटर के एक निश्चित चुंबकीय फ्लक्स को बनाए रखने और कमजोर चुंबकत्व और चुंबकीय संतृप्ति की घटनाओं से बचने के लिए आवृत्ति कनवर्टर के आउटपुट वोल्टेज को नियंत्रित किया जाना चाहिए। इस नियंत्रण विधि का उपयोग आमतौर पर पंखों और पंपों में ऊर्जा-बचत आवृत्ति कन्वर्टर्स के लिए किया जाता है।