इन्वर्टर नियंत्रण के तरीके

कम {{0}वोल्टेज सामान्य -उद्देश्यीय परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव में 380-650V का आउटपुट वोल्टेज, 0.75-400kW की आउटपुट पावर और 0-400Hz की ऑपरेटिंग आवृत्ति होती है।

उनके सभी मुख्य सर्किट AC-DC-AC सर्किट का उपयोग करते हैं। उनकी नियंत्रण विधियाँ निम्नलिखित चार पीढ़ियों से चली आ रही हैं:

साइन पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (एसपीडब्लूएम) नियंत्रण विधि
इसकी विशेषताओं में एक सरल नियंत्रण सर्किट संरचना, कम लागत और अच्छी यांत्रिक विशेषताएं शामिल हैं, जो सामान्य ड्राइव में सुचारू गति नियंत्रण की आवश्यकताओं को पूरा करती हैं। विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। हालाँकि, कम आवृत्तियों पर, कम आउटपुट वोल्टेज के कारण, स्टेटर प्रतिरोध वोल्टेज ड्रॉप से ​​टॉर्क काफी प्रभावित होता है, जिससे अधिकतम आउटपुट टॉर्क कम हो जाता है। इसके अलावा, इसकी यांत्रिक विशेषताएं डीसी मोटर जितनी मजबूत नहीं हैं, और इसकी गतिशील टॉर्क क्षमता और स्थिर गति नियंत्रण प्रदर्शन पूरी तरह से संतोषजनक नहीं हैं। सिस्टम का प्रदर्शन उच्च नहीं है, नियंत्रण वक्र लोड भिन्नता के साथ बदलता है, टॉर्क प्रतिक्रिया धीमी है, और मोटर टॉर्क का उपयोग कम है। कम गति पर, स्टेटर प्रतिरोध और इन्वर्टर डेड ज़ोन प्रभावों के कारण प्रदर्शन खराब हो जाता है और स्थिरता बिगड़ जाती है। इसलिए, शोधकर्ताओं ने वेक्टर नियंत्रण चर आवृत्ति गति विनियमन विकसित किया।

वोल्टेज स्पेस वेक्टर पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (एसवीपीडब्ल्यूएम) नियंत्रण विधि
यह विधि तीन चरण तरंगों के समग्र उत्पादन प्रभाव पर आधारित है, जिसका लक्ष्य मोटर वायु अंतराल में आदर्श गोलाकार घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र प्रक्षेपवक्र का अनुमान लगाना है। यह वृत्त का अनुमान लगाने के लिए एक उत्कीर्ण बहुभुज का उपयोग करते हुए, एक चरण में तीन चरण संग्राहक तरंग उत्पन्न करता है। व्यावहारिक उपयोग के बाद, गति नियंत्रण त्रुटियों को खत्म करने के लिए आवृत्ति मुआवजे की शुरुआत करके इसमें सुधार किया गया है; कम गति पर स्टेटर प्रतिरोध के प्रभाव को खत्म करने के लिए फीडबैक के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह आयाम का अनुमान लगाना; और गतिशील सटीकता और स्थिरता में सुधार के लिए आउटपुट वोल्टेज और करंट लूप को बंद करना। हालाँकि, नियंत्रण सर्किट में कई घटक होते हैं, और टॉर्क विनियमन पेश नहीं किया जाता है, इसलिए सिस्टम के प्रदर्शन में मौलिक रूप से सुधार नहीं हुआ है।

वेक्टर नियंत्रण (वीसी) विधि
वेक्टर नियंत्रण परिवर्तनीय आवृत्ति गति विनियमन में एक तीन-चरण समन्वय प्रणाली में एक अतुल्यकालिक मोटर के स्टेटर धाराओं Ia, Ib और Ic को तीन-चरण से दो-चरण परिवर्तन के माध्यम से दो चरण स्थिर समन्वय प्रणाली में समकक्ष एसी धाराओं Ia1 और Ib1 में परिवर्तित करना शामिल है। फिर, रोटर चुंबकीय क्षेत्र द्वारा उन्मुख एक घूर्णन परिवर्तन के माध्यम से, ये समकालिक रूप से घूमने वाले समन्वय प्रणाली में समकक्ष डीसी धाराओं Im1 और It1 में परिवर्तित हो जाते हैं (Im1 एक डीसी मोटर के उत्तेजना वर्तमान के बराबर है; It1 टोक़ के आनुपातिक आर्मेचर वर्तमान के बराबर है)। फिर डीसी मोटर की नियंत्रण मात्रा प्राप्त करने के लिए डीसी मोटर की नियंत्रण विधि का अनुकरण किया जाता है। संगत व्युत्क्रम समन्वय परिवर्तनों के माध्यम से, अतुल्यकालिक मोटर का नियंत्रण प्राप्त किया जाता है। अनिवार्य रूप से, यह एसी मोटर को डीसी मोटर में बदलने और गति और चुंबकीय क्षेत्र घटकों को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित करने के बराबर है। रोटर फ्लक्स लिंकेज को नियंत्रित करके, और फिर टॉर्क और चुंबकीय क्षेत्र घटकों को प्राप्त करने के लिए स्टेटर करंट को विघटित करके, समन्वय परिवर्तन के माध्यम से ऑर्थोगोनल या डिकौपल्ड नियंत्रण प्राप्त किया जाता है। वेक्टर नियंत्रण पद्धति की शुरूआत अभूतपूर्व थी। हालाँकि, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, रोटर फ्लक्स लिंकेज को सटीक रूप से देखने में कठिनाई के कारण, सिस्टम विशेषताएँ मोटर मापदंडों से बहुत प्रभावित होती हैं, और समकक्ष डीसी मोटर नियंत्रण प्रक्रिया में उपयोग किया जाने वाला वेक्टर रोटेशन परिवर्तन जटिल है, जिससे व्यवहार में आदर्श विश्लेषणात्मक परिणाम प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है।

डायरेक्ट टॉर्क कंट्रोल (डीटीसी) विधि
1985 में, जर्मनी में रूहर विश्वविद्यालय के प्रोफेसर डेपेनब्रॉक ने पहली बार प्रत्यक्ष टॉर्क नियंत्रण चर आवृत्ति तकनीक का प्रस्ताव रखा। इस तकनीक ने ऊपर उल्लिखित वेक्टर नियंत्रण विधि की कमियों को काफी हद तक हल कर दिया है, और अपनी नवीन नियंत्रण अवधारणा, सरल और स्पष्ट प्रणाली संरचना और उत्कृष्ट गतिशील और स्थैतिक प्रदर्शन के कारण तेजी से विकसित हुई है। इस तकनीक को इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव ट्रैक्शन के लिए उच्च शक्ति वाले एसी ड्राइव पर सफलतापूर्वक लागू किया गया है। प्रत्यक्ष टॉर्क नियंत्रण सीधे स्टेटर समन्वय प्रणाली में एसी मोटर के गणितीय मॉडल का विश्लेषण करता है और मोटर के फ्लक्स लिंकेज और टॉर्क को नियंत्रित करता है। इसमें एसी मोटर को समकक्ष डीसी मोटर में बदलने की आवश्यकता नहीं होती है, इस प्रकार वेक्टर रोटेशन परिवर्तन में कई जटिल गणनाएं समाप्त हो जाती हैं; इसे डीसी मोटर के नियंत्रण की नकल करने की आवश्यकता नहीं है, न ही डिकूपिंग के लिए एसी मोटर के गणितीय मॉडल को सरल बनाने की आवश्यकता है।

मैट्रिक्स कनवर्टर नियंत्रण विधि
वीवीवीएफ वैरिएबल फ़्रीक्वेंसी, वेक्टर कंट्रोल वेरिएबल फ़्रीक्वेंसी, और डायरेक्ट टॉर्क कंट्रोल वेरिएबल फ़्रीक्वेंसी सभी एसी -डीसी -एसी फ़्रीक्वेंसी रूपांतरण के प्रकार हैं। उनकी सामान्य कमियों में कम इनपुट पावर फैक्टर, बड़े हार्मोनिक धाराएं, डीसी सर्किट में बड़े ऊर्जा भंडारण कैपेसिटर की आवश्यकता और पुनर्योजी ऊर्जा को पावर ग्रिड में वापस फ़ीड करने में असमर्थता शामिल है, जिसका अर्थ है कि वे चार चतुर्भुजों में काम नहीं कर सकते हैं। इसलिए, मैट्रिक्स कन्वर्टर्स उभरे हैं। क्योंकि मैट्रिक्स कन्वर्टर्स मध्यवर्ती डीसी लिंक को खत्म करते हैं, वे बड़े और महंगे इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की आवश्यकता को खत्म करते हैं। वे 1 का पावर फैक्टर, एक साइनसॉइडल इनपुट करंट और चार {{7}चतुर्थांश ऑपरेशन प्राप्त कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उच्च पावर घनत्व होता है। हालाँकि यह तकनीक अभी परिपक्व नहीं है, फिर भी यह गहन शोध के लिए कई विद्वानों को आकर्षित करती रहती है। इसका सार धारा, चुंबकीय प्रवाह आदि का अप्रत्यक्ष नियंत्रण नहीं है, बल्कि टॉर्क का प्रत्यक्ष नियंत्रण है। विशिष्ट विधियाँ हैं:
सेंसर रहित नियंत्रण विधि प्राप्त करने के लिए स्टेटर चुंबकीय प्रवाह पर्यवेक्षक को पेश करके स्टेटर चुंबकीय प्रवाह को नियंत्रित करना।
स्वचालित पहचान (आईडी) मोटर मापदंडों की स्वचालित रूप से पहचान करने के लिए एक सटीक मोटर गणितीय मॉडल पर निर्भर करती है।
वास्तविक समय नियंत्रण के लिए वास्तविक टोक़, स्टेटर चुंबकीय प्रवाह और रोटर गति की गणना करने के लिए स्टेटर प्रतिबाधा, पारस्परिक प्रेरण, चुंबकीय संतृप्ति कारक, जड़ता इत्यादि के वास्तविक मूल्यों की गणना करना।
बैंड को लागू करना{{0}बैंड नियंत्रण: इन्वर्टर की स्विचिंग स्थिति को नियंत्रित करने के लिए चुंबकीय प्रवाह और टॉर्क के बैंड नियंत्रण को बैंड के आधार पर पीडब्लूएम सिग्नल उत्पन्न करना।
मैट्रिक्स कन्वर्टर्स में तेज़ टॉर्क प्रतिक्रिया होती है (<2ms), high speed accuracy (±2%, without PG feedback), and high torque accuracy (<+3%); they also have high starting torque and high torque accuracy, especially at low speeds (including zero speed), where they can output 150% to 200% torque.