अतुल्यकालिक वाल्व कैस्केड के साथ इलेक्ट्रिक ड्राइव

उद्योग में, एक उथले गति समायोजन रेंज (3:2:1) के साथ एक ड्राइव का उपयोग किया जाता है, जो कि तथाकथित वाल्व कैस्केड है, जो एक अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर के आधार पर बनाया गया है और समायोज्य चर ड्राइव की एक प्रणाली का प्रतिनिधित्व करता है।

थ्रॉटल और फ़्रीक्वेंसी रेगुलेशन के विपरीत, कैस्केड कनेक्शन के साथ, एक एसिंक्रोनस इलेक्ट्रिक मोटर तीन-चरण वैकल्पिक चालू आपूर्ति नेटवर्क से जुड़ा होता है। यह पहले दो की तुलना में इस ड्राइव सिस्टम का एक बड़ा फायदा है। अन्य सभी प्रणालियों की तुलना में इसकी उच्च दक्षता भी है। इस लाभ को इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि कैस्केड सिस्टम में केवल स्लिप एनर्जी को परिवर्तित किया जाता है, जबकि डीसी ड्राइव और वेरिएबल फ्रीक्वेंसी सिस्टम में, मोटर द्वारा खपत ऊर्जा की पूरी मात्रा रूपांतरण के अधीन होती है।

थ्रॉटल और रिओस्टेट एक्ट्यूएटर्स की तुलना में, साथ ही स्लिप क्लच, जहां प्रतिरोधों में उनके द्वारा स्लिप ऊर्जा खो जाती है, ऊर्जा के संदर्भ में वाल्व कैस्केड के फायदे और भी अधिक हैं।इन प्रणालियों के रोटर सर्किट में कन्वर्टर्स केवल गति नियंत्रण के लिए काम करते हैं। अतुल्यकालिक मोटर का उपयोग करके बनाया गया ड्राइव, आपको चर शक्ति के साथ हाई-स्पीड सिस्टम बनाने की अनुमति देता है। ऐसी प्रणालियाँ चिकनी गति और टोक़ नियंत्रण प्रदान करती हैं, बड़ी संख्या में शक्ति और संपर्क उपकरण की आवश्यकता नहीं होती है।

चावल। 1. कैस्केड की योजनाएं: ए - वाल्व, बी - वाल्व मशीन, सी - सिंगल-बॉडी वाल्व मशीन

वाल्व कैस्केड में कम नियंत्रण शक्ति भी होती है, आसानी से स्वचालित होती है और इसमें अच्छे गतिशील गुण होते हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वाल्व कैस्केड में, रोटर सर्किट का आवृत्ति कनवर्टर प्रेरण मोटर के घूर्णन चुंबकीय प्रवाह को बनाने के लिए प्रतिक्रियाशील शक्ति को प्रसारित नहीं करता है, क्योंकि यह प्रवाह प्रतिक्रियाशील शक्ति द्वारा स्टेटर सर्किट में प्रवेश करके बनाया जाता है।

इसके अलावा, वाल्व चरण में प्रयुक्त कनवर्टर केवल दिए गए नियंत्रण सीमा के आनुपातिक शक्ति के लिए डिज़ाइन किया गया है। साथ ही, आवृत्ति नियंत्रण वाले सिस्टम में, कनवर्टर चुंबकीय प्रवाह के निर्माण में शामिल होता है, और इसके डिजाइन में ड्राइव की पूरी शक्ति को ध्यान में रखना आवश्यक होता है। सबसे सरल वाल्व स्टेज सर्किट एक इंटरमीडिएट डीसी सर्किट और एक वाल्व ईएमएफ कनवर्टर वाला सर्किट है।

वाल्व सर्किट (अंजीर। ए) और वाल्व-मशीन कैस्केड (छवि। बी) में, रोटर करंट को तीन-चरण ब्रिज सर्किट के अनुसार सुधारा जाता है, और पहले आवास में एक अतिरिक्त ईएमएफ को सुधारा हुआ वर्तमान सर्किट में पेश किया जाता है। वाल्व कनवर्टर, और दूसरे में - डीसी मशीन से। चित्र में दिखाया गया सर्किट। ए, एक चरण रोटर के साथ एक प्रेरण मोटर एम होता है।

एक वाल्व कनवर्टर V1 रोटर सर्किट में शामिल है, जिसमें रोटर एसी करंट को सुधारा जाता है।वाल्व कनवर्टर के साथ, एक इन्वर्टर (वाल्व कनवर्टर V2) को थ्रॉटल L के माध्यम से चालू किया जाता है, जो अतिरिक्त EMF का एक स्रोत है। वाल्व कन्वर्टर V2 को तीन चरण के न्यूट्रल सर्किट के अनुसार ट्रांसफॉर्मर T के साथ इकट्ठा किया जाता है। आमतौर पर छोटे उपकरणों में उपयोग किया जाता है।

इस आरेख में, दो वाल्व कन्वर्टर्स के कार्यों को स्पष्ट रूप से चित्रित किया गया है। यहाँ VI वाल्व रेक्टिफायर के रूप में कार्य करते हैं, स्लिप फ्रीक्वेंसी रोटर अल्टरनेटिंग करंट को डायरेक्ट करंट में परिवर्तित करते हैं। वाल्व V2 नेटवर्क की आवृत्ति पर खड़े रोटर की धारा को प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित करते हैं, अर्थात वे एक आश्रित इन्वर्टर के मोड में काम करते हैं।

वाल्व-मशीन कैस्केड (चित्र। सी) में, वाल्व कनवर्टर V1 द्वारा सुधारा गया रोटर करंट का रूपांतरण नेटवर्क की आवृत्ति के साथ एक प्रत्यावर्ती धारा में एक प्रत्यक्ष वर्तमान मशीन G और एक तुल्यकालिक जनरेटर G1 की मदद से होता है। . इस सर्किट में मशीन G और G1 इन्वर्टर की भूमिका निभाते हैं।

अतुल्यकालिक वाल्व कैस्केड की विभिन्न योजनाओं को विकसित किया गया है, लेकिन मूल और सबसे आम योजना अंजीर में दिखाई गई है। रुचि के AMVK-13-4 एकल बाड़े हैं जिनकी शक्ति 13 kW है। एक मामले में, एक चरण रोटर के साथ एक प्रेरण मोटर, एक डीसी मशीन और अनियंत्रित वाल्वों का एक रोटर समूह इस तरह के कैस्केड पर रखा जाता है।

डिवाइस एक एसी मोटर है जिसमें स्टीप्लेस स्पीड विनियमन है। ये उपकरण महत्वपूर्ण अधिभार को दूर कर सकते हैं। स्टेटर सर्किट को स्विच किए बिना कैस्केड की नाममात्र गति 1400 मिनट -1, 380 वी की आपूर्ति वोल्टेज और 1400-650 मिनट -1 की समायोजन सीमा होती है।

स्टेटर वाइंडिंग को स्टार से डेल्टा में स्विच करते समय, नियंत्रण सीमा 1400-400 मिनट -1 होगी, टोक़ स्थिर है, इकाई का वजन 360 किलोग्राम है, उत्तेजना वोल्टेज 220 वी है।डिवाइस में एक संरक्षित उड़ा हुआ निर्माण है। ये इकाइयाँ ड्राइव इकाइयों में लागू होती हैं।

एक शरीर के साथ वाल्व-मशीन कैस्केड की एक योजनाबद्ध व्यवस्था अंजीर में दिखाई गई है। वी एक अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर के रोटर 5 और डीसी मशीन के आर्मेचर 4 एक शाफ्ट पर लगे होते हैं। एक सामान्य स्टील बेलनाकार बिस्तर 6 में, एसिंक्रोनस इलेक्ट्रिक मोटर के स्टेटर 7 और डीसी मशीन के पोल 8 लगे होते हैं। कलेक्टर 9 और स्लाइडिंग रिंग 10, कलेक्टर ब्रश 3 और एसिंक्रोनस मोटर के ब्रश 1 सिलिकॉन रेक्टिफायर 2 के माध्यम से जुड़े हुए हैं। मशीन से गर्मी निकालने के लिए, विशेष रूप से कम गति पर, रोटर और फ्रेम में विशेष वेंटिलेशन चैनल होते हैं।

डीसी मशीन आर्मेचर को संशोधित रोटर वोल्टेज की आपूर्ति करने वाला ब्रिज रेक्टिफायर 150 वी के रिवर्स वोल्टेज के साथ छह वीके-50-1.5 वाल्वों से इकट्ठा किया जाता है, जहां ऊर्जा की बचत आवश्यक है।

विचाराधीन प्रणालियों के वर्णित लाभों के साथ, उनके नुकसानों को नोट करना आवश्यक है: वाल्व कन्वर्टर्स की उच्च लागत और वाल्व-मशीन ड्राइव, कम पावर फैक्टर, अतुल्यकालिक मोटर की तुलना में कम दक्षता इस तथ्य के कारण कि ड्राइव रोटर वाइंडिंग मोटर के शॉर्ट सर्किट के बिना अधिकतम गति के साथ काम करता है, इंडक्शन मोटर की कम अधिभार क्षमता, ड्राइव मोटर का कम उपयोग (लगभग 5-7%), विशेष शुरुआती साधनों की आवश्यकता होती है जो उथले गति नियंत्रण के साथ शुरुआती विशेषताएं प्रदान करते हैं .