ઇન્ડક્શન મોટર્સનું સ્કેલર અને વેક્ટર નિયંત્રણ - શું તફાવત છે?

અસુમેળ એન્જિન — એસી મોટર જેમાં સ્ટેટર વિન્ડિંગ્સમાં પ્રવાહો ફરતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે. આ ચુંબકીય ક્ષેત્ર રોટર વિન્ડિંગમાં પ્રવાહોને પ્રેરિત કરે છે અને, આ પ્રવાહો પર કાર્ય કરીને, રોટરને તેની સાથે વહન કરે છે.

જો કે, ફરતા રોટરમાં પ્રવાહોને પ્રેરિત કરવા માટે ફરતા સ્ટેટર ચુંબકીય ક્ષેત્ર માટે, તેના પરિભ્રમણમાં રોટરે ફરતા સ્ટેટર ક્ષેત્રથી સહેજ પાછળ રહેવું જોઈએ. તેથી, ઇન્ડક્શન મોટરમાં, રોટરની ગતિ હંમેશા ચુંબકીય ક્ષેત્રના પરિભ્રમણની ગતિ કરતા થોડી ઓછી હોય છે (જે મોટરને ખોરાક આપતા વૈકલ્પિક પ્રવાહની આવર્તન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે).

સ્ટેટરના ફરતા ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા રોટરની મંદી (રોટર સ્લિપેજ) જેટલું વધારે, મોટરનો ભાર વધારે. રોટરના પરિભ્રમણ અને સ્ટેટરના ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચે સુમેળનો અભાવ એ ઇન્ડક્શન મોટરની લાક્ષણિકતા છે, તેથી તેનું નામ.

સ્ટેટરમાં ફરતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ફેઝ-શિફ્ટ કરંટ સાથે પૂરા પાડવામાં આવતા વિન્ડિંગ્સ દ્વારા જનરેટ થાય છે. આ હેતુ માટે સામાન્ય રીતે ત્રણ તબક્કાના વૈકલ્પિક પ્રવાહનો ઉપયોગ થાય છે. ત્યાં સિંગલ-ફેઝ ઇન્ડક્શન મોટર્સ પણ છે જ્યાં વિન્ડિંગ્સમાં પ્રવાહો વચ્ચેનો તબક્કો શિફ્ટ વિન્ડિંગ્સમાં વિવિધ પ્રતિક્રિયાઓનો સમાવેશ કરીને બનાવવામાં આવે છે.

રોટરના પરિભ્રમણની કોણીય ગતિ, તેમજ આધુનિક બ્રશલેસ મોટર્સના શાફ્ટ પરના ટોર્કને નિયંત્રિત કરવા માટે, ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવના વેક્ટર અથવા સ્કેલર નિયંત્રણનો ઉપયોગ થાય છે.

સ્કેલર નિયંત્રણ

તે સૌથી સામાન્ય હતું સ્કેલર ઇન્ડક્શન મોટરનું નિયંત્રણ, જ્યારે, ઉદાહરણ તરીકે, ચાહક અથવા પંપની પરિભ્રમણ ગતિને નિયંત્રિત કરવા માટે, રોટરની સતત પરિભ્રમણ ગતિ જાળવવા માટે તે પૂરતું છે, આ માટે પ્રેશર સેન્સર અથવા સ્પીડ સેન્સરમાંથી પ્રતિસાદ સંકેત પૂરતો છે.

સ્કેલર નિયંત્રણનો સિદ્ધાંત સરળ છે: સપ્લાય વોલ્ટેજનું કંપનવિસ્તાર એ આવર્તનનું કાર્ય છે, વોલ્ટેજથી આવર્તન ગુણોત્તર લગભગ સ્થિર છે.

આ અવલંબનનું વિશિષ્ટ સ્વરૂપ શાફ્ટ પરના ભાર સાથે સંબંધિત છે, પરંતુ સિદ્ધાંત એ જ રહે છે: આપણે આવર્તન વધારીએ છીએ, અને આપેલ મોટરની લોડ લાક્ષણિકતાના આધારે વોલ્ટેજ પ્રમાણસર વધે છે.

પરિણામે, રોટર અને સ્ટેટર વચ્ચેના અંતરમાં ચુંબકીય પ્રવાહ લગભગ સ્થિર રાખવામાં આવે છે. જો વોલ્ટેજ-ટુ-ફ્રીક્વન્સી રેશિયો મોટર માટેના રેટ કરતા વિચલિત થાય છે, તો મોટર કાં તો વધુ ઉત્તેજિત અથવા ઓછી ઉત્તેજિત હશે, પરિણામે મોટર ખોટ અને પ્રક્રિયામાં ખામી સર્જાશે.

આમ, સ્કેલર કંટ્રોલ આવર્તનને ધ્યાનમાં લીધા વિના, ઓપરેટિંગ ફ્રીક્વન્સી રેન્જમાં લગભગ સતત શાફ્ટ ટોર્ક પ્રાપ્ત કરવાનું શક્ય બનાવે છે, પરંતુ ઓછી ક્રાંતિ પર ટોર્ક હજી પણ ઘટે છે (આને રોકવા માટે, આવર્તન માટે વોલ્ટેજ-ગુણોત્તર વધારવો જરૂરી છે), તેથી , દરેક એન્જિન માટે સખત રીતે વ્યાખ્યાયિત ઓપરેટિંગ સ્કેલર નિયંત્રણ શ્રેણી છે.

ઉપરાંત, શાફ્ટ-માઉન્ટેડ સ્પીડ સેન્સર વિના સ્કેલર સ્પીડ કંટ્રોલ સિસ્ટમ બનાવવી અશક્ય છે કારણ કે લોડ સપ્લાય વોલ્ટેજ ફ્રીક્વન્સીથી વાસ્તવિક રોટર સ્પીડના લેગને ખૂબ અસર કરે છે. પરંતુ સ્કેલર કંટ્રોલ સાથે સ્પીડ સેન્સર સાથે પણ, ઉચ્ચ ચોકસાઈ સાથે ટોર્કને સમાયોજિત કરવું શક્ય બનશે નહીં (ઓછામાં ઓછું આર્થિક રીતે શક્ય નથી).

આ સ્કેલર કંટ્રોલનો ગેરલાભ છે, જે તેની એપ્લિકેશનની સંબંધિત અછતને સમજાવે છે, જે મુખ્યત્વે પરંપરાગત ઇન્ડક્શન મોટર્સ સુધી મર્યાદિત છે, જ્યાં લોડ પર સ્લિપની નિર્ભરતા મહત્વપૂર્ણ નથી.

વેક્ટર નિયંત્રણ

આ ખામીઓથી છુટકારો મેળવવા માટે, 1971 માં, સિમેન્સ એન્જિનિયરોએ મોટરના વેક્ટર નિયંત્રણનો ઉપયોગ કરવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો, જેમાં ચુંબકીય પ્રવાહની તીવ્રતા પર પ્રતિસાદ સાથે નિયંત્રણ હાથ ધરવામાં આવે છે. પ્રથમ વેક્ટર કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સમાં મોટર્સમાં ફ્લો સેન્સર હતા.

આજે, આ પદ્ધતિનો અભિગમ થોડો અલગ છે: મોટરનું ગાણિતિક મોડેલ તમને વર્તમાન તબક્કાના પ્રવાહોના આધારે રોટરની ગતિ અને શાફ્ટની ક્ષણની ગણતરી કરવાની મંજૂરી આપે છે (સ્ટેટર વિન્ડિંગ્સમાં પ્રવાહોની આવર્તન અને મૂલ્યોથી) .

આ વધુ પ્રગતિશીલ અભિગમ લોડ હેઠળ શાફ્ટ ટોર્ક અને શાફ્ટ સ્પીડ બંનેના સ્વતંત્ર અને લગભગ જડતા નિયંત્રણને સક્ષમ કરે છે, કારણ કે નિયંત્રણ પ્રક્રિયા પ્રવાહોના તબક્કાઓને પણ ધ્યાનમાં લે છે.

કેટલીક વધુ ચોક્કસ વેક્ટર કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ સ્પીડ ફીડબેક લૂપ્સથી સજ્જ છે, જ્યારે સ્પીડ સેન્સર વિનાની કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સને સેન્સરલેસ કહેવામાં આવે છે.

તેથી, આ અથવા તે ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવના એપ્લિકેશનના ક્ષેત્રના આધારે, તેની વેક્ટર કંટ્રોલ સિસ્ટમની પોતાની લાક્ષણિકતાઓ હશે, તેની પોતાની નિયમન ચોકસાઈની ડિગ્રી હશે.

જ્યારે સ્પીડ રેગ્યુલેશન માટેની ચોકસાઈની આવશ્યકતાઓ 1.5% સુધીના વિચલનને મંજૂરી આપે છે અને રેગ્યુલેશન રેન્જ 100 માં 1 કરતાં વધી નથી, તો સેન્સર વિનાની સિસ્ટમ સારી છે. જો 0.2% થી વધુ ના વિચલન સાથે સ્પીડ એડજસ્ટમેન્ટની ચોકસાઈ જરૂરી છે, અને શ્રેણી 1 થી 10,000 સુધી ઘટાડીને કરવામાં આવે છે, તો શાફ્ટ સ્પીડ સેન્સર માટે પ્રતિસાદ હોવો જરૂરી છે. વેક્ટર કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સમાં સ્પીડ સેન્સરની હાજરી 1 Hz સુધી ઓછી ફ્રીક્વન્સીઝ પર પણ ચોક્કસ ટોર્ક નિયંત્રણની મંજૂરી આપે છે.

તેથી, વેક્ટર નિયંત્રણના નીચેના ફાયદા છે. ગતિશીલ રીતે બદલાતા શાફ્ટ લોડની સ્થિતિમાં પણ રોટર સ્પીડ રેગ્યુલેશનની ઉચ્ચ ચોકસાઈ (અને તેના પર સ્પીડ સેન્સર વિના), જ્યારે ત્યાં કોઈ કિક્સ હશે નહીં. ઓછી ક્રાંતિ પર શાફ્ટનું સરળ અને સમાન પરિભ્રમણ. શ્રેષ્ઠ સપ્લાય વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતાઓની શરતો હેઠળ ઓછા નુકસાનને કારણે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા.

વેક્ટર નિયંત્રણ તેની ખામીઓ વિના નથી. કોમ્પ્યુટેશનલ કામગીરીની જટિલતા.પ્રારંભિક ડેટા (ચલ ડ્રાઇવ પરિમાણો) સેટ કરવાની જરૂર છે.

જૂથ ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવ માટે, વેક્ટર નિયંત્રણ મૂળભૂત રીતે અયોગ્ય છે, અહીં સ્કેલર નિયંત્રણ વધુ સારું છે.