ચલ આવર્તન પાવર સપ્લાય દ્વારા સંચાલિત મોટરની ટેકનિકલ સમસ્યાઓ

ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ઝન પાવર સપ્લાય દ્વારા સંચાલિત મોટર અને પાવર ફ્રીક્વન્સી સાઈન વેવ દ્વારા સંચાલિત મોટર વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત એ છે કે એક તરફ, તે ઓછી ફ્રીક્વન્સીથી લઈને ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સી સુધીની વિશાળ ફ્રીક્વન્સી રેન્જમાં કાર્ય કરે છે, અને બીજી તરફ, પાવર વેવફોર્મ નોન-સાઇનસોઇડલ છે. વોલ્ટેજ વેવફોર્મના ફોરિયર શ્રેણી વિશ્લેષણ દ્વારા, પાવર સપ્લાય વેવફોર્મમાં મૂળભૂત તરંગ ઘટક (કંટ્રોલ વેવ) ઉપરાંત 2N થી વધુ હાર્મોનિક્સ હોય છે (કંટ્રોલ વેવના દરેક ભાગમાં સમાવિષ્ટ મોડ્યુલેશન વેવ્સની સંખ્યા N છે). જ્યારે SPWM AC કન્વર્ટર પાવર આઉટપુટ કરે છે અને તેને મોટર પર લાગુ કરે છે, ત્યારે મોટર પર વર્તમાન વેવફોર્મ સુપરઇમ્પોઝ્ડ હાર્મોનિક્સ સાથે સાઈન વેવ તરીકે દેખાશે. હાર્મોનિક કરંટ એસિંક્રોનસ મોટરના મેગ્નેટિક સર્કિટમાં પલ્સેટિંગ મેગ્નેટિક ફ્લક્સ ઘટક ઉત્પન્ન કરશે, અને પલ્સેટિંગ મેગ્નેટિક ફ્લક્સ ઘટક મુખ્ય મેગ્નેટિક ફ્લક્સ પર સુપરઇમ્પોઝ કરવામાં આવે છે, જેથી મુખ્ય મેગ્નેટિક ફ્લક્સમાં પલ્સેટિંગ મેગ્નેટિક ફ્લક્સ ઘટક હોય. ધબકતા ચુંબકીય પ્રવાહ ઘટકને કારણે ચુંબકીય સર્કિટ સંતૃપ્ત થાય છે, જે મોટરના સંચાલન પર નીચેની અસરો ધરાવે છે:

૧. ધબકતું ચુંબકીય પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે

નુકસાન વધે છે અને કાર્યક્ષમતા ઘટે છે. કારણ કે ચલ આવર્તન પાવર સપ્લાયના આઉટપુટમાં મોટી સંખ્યામાં ઉચ્ચ ક્રમના હાર્મોનિક્સ હોય છે, આ હાર્મોનિક્સ અનુરૂપ તાંબા અને આયર્ન વપરાશ ઉત્પન્ન કરશે, જે ઓપરેટિંગ કાર્યક્ષમતા ઘટાડે છે. હાલમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી SPWM સાઇનસાઇડલ પલ્સ પહોળાઈ ટેકનોલોજી પણ ફક્ત ઓછી હાર્મોનિક્સને અટકાવે છે અને મોટરના પલ્સટિંગ ટોર્કને ઘટાડે છે, આમ ઓછી ગતિએ મોટરની સ્થિર કામગીરી શ્રેણીને વિસ્તૃત કરે છે. અને ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સ માત્ર ઘટ્યા જ નહીં, પણ વધ્યા. સામાન્ય રીતે, પાવર ફ્રીક્વન્સી સાઈન પાવર સપ્લાયની તુલનામાં, કાર્યક્ષમતા 1% થી 3% ઘટી જાય છે, અને પાવર ફેક્ટર 4% થી 10% ઘટી જાય છે, તેથી ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ઝન પાવર સપ્લાય હેઠળ મોટરનું હાર્મોનિક નુકસાન એક મોટી સમસ્યા છે.

b) ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક વાઇબ્રેશન અને અવાજ ઉત્પન્ન કરો. ઉચ્ચ ક્રમના હાર્મોનિક્સની શ્રેણીના અસ્તિત્વને કારણે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક વાઇબ્રેશન અને અવાજ પણ ઉત્પન્ન થશે. સાઇન વેવ સંચાલિત મોટર્સ માટે વાઇબ્રેશન અને અવાજ કેવી રીતે ઘટાડવો તે પહેલાથી જ એક સમસ્યા છે. ઇન્વર્ટર દ્વારા સંચાલિત મોટર માટે, પાવર સપ્લાયની બિન-સાઇનસોઇડલ પ્રકૃતિને કારણે સમસ્યા વધુ જટિલ બને છે.

c) ઓછી આવર્તન પલ્સેટિંગ ટોર્ક ઓછી ગતિએ થાય છે. હાર્મોનિક મેગ્નેટોમોટિવ ફોર્સ અને રોટર હાર્મોનિક કરંટ સંશ્લેષણ, જેના પરિણામે સતત હાર્મોનિક ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ટોર્ક અને વૈકલ્પિક હાર્મોનિક ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ટોર્ક ઉત્પન્ન થાય છે, વૈકલ્પિક હાર્મોનિક ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ટોર્ક મોટર પલ્સેશન કરશે, આમ ઓછી ગતિના સ્થિર સંચાલનને અસર કરશે. જો SPWM મોડ્યુલેશન મોડનો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો પણ, પાવર ફ્રીક્વન્સી સાઈન પાવર સપ્લાયની તુલનામાં, ત્યાં હજુ પણ ચોક્કસ ડિગ્રી લો-ઓર્ડર હાર્મોનિક્સ હશે, જે ઓછી ગતિએ પલ્સેટિંગ ટોર્ક ઉત્પન્ન કરશે અને ઓછી ગતિએ મોટરના સ્થિર સંચાલનને અસર કરશે.

2. ઇન્સ્યુલેશનમાં ઇમ્પલ્સ વોલ્ટેજ અને અક્ષીય વોલ્ટેજ (વર્તમાન) ઉત્પન્ન કરો

a) સર્જ વોલ્ટેજ થાય છે. જ્યારે મોટર ચાલુ હોય છે, ત્યારે લાગુ વોલ્ટેજ ઘણીવાર ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ઝન ડિવાઇસમાં ઘટકોને રૂપાંતરિત કરવામાં આવે ત્યારે ઉત્પન્ન થતા સર્જ વોલ્ટેજ સાથે સુપરઇમ્પોઝ થાય છે, અને ક્યારેક સર્જ વોલ્ટેજ ઊંચો હોય છે, જેના પરિણામે કોઇલમાં વારંવાર વિદ્યુત આંચકો લાગે છે અને ઇન્સ્યુલેશનને નુકસાન થાય છે.

b) અક્ષીય વોલ્ટેજ અને અક્ષીય પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરો. શાફ્ટ વોલ્ટેજનું ઉત્પાદન મુખ્યત્વે ચુંબકીય સર્કિટ અસંતુલન અને ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ઇન્ડક્શન ઘટનાના અસ્તિત્વને કારણે થાય છે, જે સામાન્ય મોટર્સમાં ગંભીર નથી, પરંતુ ચલ આવર્તન પાવર સપ્લાય દ્વારા સંચાલિત મોટર્સમાં તે વધુ સ્પષ્ટ છે. જો શાફ્ટ વોલ્ટેજ ખૂબ વધારે હોય, તો શાફ્ટ અને બેરિંગ વચ્ચેની ઓઇલ ફિલ્મની લ્યુબ્રિકેશન સ્થિતિને નુકસાન થશે, અને બેરિંગની સર્વિસ લાઇફ ટૂંકી થશે.

c) ઓછી ગતિએ ચાલતી વખતે ગરમીનું વિસર્જન ગરમીના વિસર્જન અસરને અસર કરે છે. ચલ આવર્તન મોટરની મોટી ગતિ નિયમન શ્રેણીને કારણે, તે ઘણીવાર ઓછી આવર્તન પર ઓછી ગતિએ ચાલે છે. આ સમયે, ગતિ ખૂબ ઓછી હોવાથી, સામાન્ય મોટર દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી સ્વ-પંખાની ઠંડક પદ્ધતિ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવતી ઠંડક હવા અપૂરતી છે, અને ગરમીનું વિસર્જન અસર ઓછી થાય છે, અને સ્વતંત્ર પંખાની ઠંડકનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે.

યાંત્રિક પ્રભાવ રેઝોનન્સ માટે સંવેદનશીલ હોય છે, સામાન્ય રીતે, કોઈપણ યાંત્રિક ઉપકરણ રેઝોનન્સ ઘટના ઉત્પન્ન કરશે. જો કે, સતત પાવર ફ્રીક્વન્સી અને ગતિએ ચાલતી મોટરે 50Hz ની વિદ્યુત ફ્રીક્વન્સી પ્રતિભાવની યાંત્રિક કુદરતી આવર્તન સાથે રેઝોનન્સ ટાળવું જોઈએ. જ્યારે મોટર ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ઝન સાથે ચલાવવામાં આવે છે, ત્યારે ઓપરેટિંગ ફ્રીક્વન્સીની વિશાળ શ્રેણી હોય છે, અને દરેક ઘટકની પોતાની કુદરતી આવર્તન હોય છે, જે તેને ચોક્કસ ફ્રીક્વન્સી પર રેઝોન બનાવવાનું સરળ બનાવે છે.