1. এসি ড্রাইভের পরিচিতি (ভেরিয়েবল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ) আধুনিক শিল্প নিয়ন্ত্রণের ক্ষেত্রে একটি ......
আরও পড়ুনযদি আপনার প্ল্যান্ট 250 কিলোওয়াট (প্রায় 350 হর্সপাওয়ার) থেকে বড় মোটর চালায়, তাহলে আপনি সম্ভবত 480V লো-ভোল্টেজ ড্রাইভের সীমা অতিক্রম করেছেন। এখানেই মাঝারি-ভোল্টেজ এসি ড্রাইভগুলি আসে – তারা 2.3 kV থেকে 11 kV পর্যন্ত কাজ করে এবং এমন মোটর পরিচালনা করে যা শত শত বা এমনকি হাজার হাজার amps আঁকে। দৈত্যাকার ফ্যান, স্লারি পাম্প, কম্প্রেসার, কনভেয়র এবং রোলিং মিলের কথা চিন্তা করুন। কিন্তু এখানে ধরা হল: MV ড্রাইভগুলি তাদের লো-ভোল্টেজের কাজিনদের তুলনায় সম্পূর্ণ ভিন্ন জন্তু। উপাদানগুলি বড়, শীতলকরণ আরও জটিল, এবং একটি ভুলের খরচ জ্যোতির্বিদ্যাগত - আমরা ছয়-অঙ্কের মূল্য ট্যাগ এবং ডাউনটাইম সপ্তাহের কথা বলছি৷ এই নির্দেশিকাটি প্রস্তুতকারকের ব্রোশিওরগুলি কেটে দেয় এবং আপনাকে বাস্তবিকভাবে জানা দরকার এমন ব্যবহারিক বাদাম এবং বোল্ট দেয়।
সহজ উত্তর হল পদার্থবিদ্যা। শক্তি সমান ভোল্টেজ গুণ বর্তমান (P = V × I)। আপনি যদি একটি মোটরে 2 মেগাওয়াট পুশ করতে চান, তাহলে 480V-এ আপনার 4,000 amps-এর বেশি প্রয়োজন হবে - এর জন্য আপনার বাহু এবং তারের মতো মোটা বাসবার প্রয়োজন যা আপনি খুব কমই বাঁকতে পারবেন। 4.16 kV-এ, বর্তমান 500 amps-এর নিচে নেমে আসে। ছোট তারগুলি, কম I²R তাপ ক্ষতি, ছোট সুইচগিয়ার, এবং আপনি আপনার তারগুলিকে স্পেস হিটারে পরিণত না করেই মোটর থেকে দূরে ড্রাইভ রাখতে পারেন। এই কারণেই একটি শিল্প সেটিংয়ে 500 কিলোওয়াটের উপরে প্রায় প্রতিটি মোটর একটি মাঝারি-ভোল্টেজ এসি ড্রাইভে চলে৷ এটি অভিনব হওয়ার বিষয়ে নয় - এটি তামা এবং বৈদ্যুতিক বিল নিয়ন্ত্রণে রাখার বিষয়ে।
সাইজিং a মাঝারি-ভোল্টেজ ড্রাইভ একটি সাধারণ স্প্রেডশীটের চেয়ে বেশি শিল্প। হ্যাঁ, আপনি মোটরের নেমপ্লেট দিয়ে শুরু করুন - ফুল লোড এম্পস (এফএলএ), ভোল্টেজ, গতি এবং পাওয়ার ফ্যাক্টর। কিন্তু বাস্তব-বিশ্বের অ্যাপ্লিকেশন পাঠ্যপুস্তক নিখুঁত নয়। এখানে যা আপনাকে অবশ্যই পরীক্ষা করতে হবে:
একটি ভাল নিয়ম হল ধ্রুবক টর্ক প্রয়োগের জন্য মোটরের FLA-এর কমপক্ষে 115% এবং পরিবর্তনশীল টর্কের (ফ্যান/পাম্প) জন্য 110% ড্রাইভের সাইজ করা। সর্বদা ড্রাইভ প্রস্তুতকারককে তাদের সফ্টওয়্যার দ্বারা সমর্থিত একটি সাইজিং প্রস্তাবের জন্য জিজ্ঞাসা করুন - এবং ওভারলোড কার্ভটি দুবার পরীক্ষা করুন৷
আপনি যখন একটি মাঝারি-ভোল্টেজ এসি ড্রাইভের ক্যাবিনেট খুলবেন, তখন আপনি দুটি মৌলিক ডিজাইনের একটি পাবেন: ভোল্টেজ সোর্স ইনভার্টার (VSI) বা লোড কমিউটেড ইনভার্টার (LCI)। এগুলি একই রকম শোনায় কিন্তু সম্পূর্ণ ভিন্নভাবে কাজ করে এবং আপনার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ভুলটি বাছাই করা আপনার কার্যক্ষমতা, দক্ষতা এবং নির্ভরযোগ্যতার জন্য অনেক বেশি খরচ হবে৷
ভিএসআই ড্রাইভগুলি ক্যাপাসিটর সহ একটি ডিসি বাস ব্যবহার করে এবং আইজিবিটি (বা আইজিসিটি) ব্যবহার করে একটি ধাপযুক্ত এসি তরঙ্গ সংশ্লেষণ করে। সবচেয়ে সাধারণ MV ফ্লেভার হল 3-স্তর বা 5-স্তরের NPC (নিউট্রাল পয়েন্ট ক্ল্যাম্পড) টপোলজি। তারা আপনাকে পরিষ্কার আউটপুট তরঙ্গরূপ দেয়, দ্রুত গতিশীল প্রতিক্রিয়া দেয় এবং এক ড্রাইভ থেকে একাধিক মোটর চালাতে পারে। ফ্যান, পাম্পের মতো পরিবর্তনশীল টর্ক লোড এবং এমনকি টেস্ট স্ট্যান্ডের মতো উচ্চ-পারফরম্যান্স অ্যাপ্লিকেশনের জন্য এগুলি চমৎকার। খারাপ দিক? এগুলি গ্রিডের ব্যাঘাতের প্রতি আরও সংবেদনশীল, এবং ডিসি লিঙ্ক ক্যাপাসিটারগুলির একটি সীমাবদ্ধ জীবনকাল থাকে (সাধারণত 10-15 বছর)।
এলসিআই ড্রাইভগুলি থাইরিস্টর এবং একটি ডিসি লিঙ্ক ইন্ডাক্টর ব্যবহার করে - কোনও ক্যাপাসিটার নেই। তারা থাইরিস্টর বন্ধ করতে মোটরের পিছনের EMF (ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স) এর উপর নির্ভর করে, যার মানে তারা শুধুমাত্র সিঙ্ক্রোনাস মোটর (বা ক্ষত-রোটার ইন্ডাকশন মোটর) এর সাথে কাজ করে। এলসিআই ড্রাইভগুলি খুব উচ্চ ক্ষমতার রাজা - 5 মেগাওয়াট থেকে 50 মেগাওয়াট মনে করুন। তারা দৃঢ়, গ্রিড স্যাগ সহনশীল, এবং স্বাভাবিকভাবেই পুনর্জন্মশীল (ব্রেক করার সময় তারা গ্রিডে শক্তি ফেরত পাঠাতে পারে)। ধরা? তারা আরও হারমোনিক্স উত্পাদন করে এবং একই ড্রাইভে একাধিক মোটর সহজে পরিচালনা করতে পারে না।
আপনাকে সিদ্ধান্ত নিতে সাহায্য করার জন্য এখানে একটি পাশাপাশি তুলনা করা হল:
| বৈশিষ্ট্য | ভিএসআই (মাল্টিলেভেল আইজিবিটি) | এলসিআই (থাইরিস্টর) |
| সাধারণ শক্তি পরিসীমা | 250 কিলোওয়াট – 10 মেগাওয়াট | 3 মেগাওয়াট – 50 মেগাওয়াট |
| মোটর প্রকার | ইন্ডাকশন বা সিঙ্ক্রোনাস | সিঙ্ক্রোনাস (প্রধানত) |
| হারমোনিক্স (THDi) | কম (18-পালস বা AFE সহ) | উচ্চতর - প্রায়ই 24-পালস বা ফিল্টারের প্রয়োজন হয় |
| পুনর্জন্ম (ব্রেকিং) | সক্রিয় সামনের প্রান্ত প্রয়োজন (অতিরিক্ত খরচ) | অন্তর্নিহিত - প্রাকৃতিক 4-চতুর্থাংশ |
| গতিশীল প্রতিক্রিয়া | দ্রুত (টর্ক নিয়ন্ত্রণের জন্য ভাল) | ধীর (গতি নিয়ন্ত্রণের জন্য ভাল) |
| প্রতি কিলোওয়াট আপেক্ষিক খরচ | কম মেগাওয়াটের জন্য বেশি, মধ্য-পরিসরের জন্য কম | খুব উচ্চ মেগাওয়াটের জন্য নিম্ন |
500 কিলোওয়াট - 5 মেগাওয়াট বন্ধনীতে 90% শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, একটি VSI বহুস্তরীয় ড্রাইভ যেতে হবে৷ শুধুমাত্র LCI এ যান যদি আপনি 5 মেগাওয়াটের উপরে হন, ইতিমধ্যেই একটি সিঙ্ক্রোনাস মোটর থাকে, বা ভারী পুনরুত্পাদনকারী ব্রেকিং প্রয়োজন (যেমন মাইন হোস্ট)।
একটি মাঝারি-ভোল্টেজ ড্রাইভ একটি ছোট কালো বক্স নয় - এটি একটি ঘরের আকারের ক্যাবিনেট৷ এবং এটি তাপ নষ্ট করে – প্রায়শই মোট শক্তির 2-3%। একটি 2 মেগাওয়াট ড্রাইভের জন্য, এটি 40-60 কিলোওয়াট তাপ - এটি একটি ডজন স্পেস হিটারের সমান যা সম্পূর্ণ বিস্ফোরণে চলছে৷ আপনি কীভাবে এটি ঠান্ডা করেন তা নির্ধারণ করে যে এটি কতক্ষণ বেঁচে থাকে।
আপনি যদি এয়ার-কুলিং করেন, তাহলে কখনই টপ এক্সাস্ট ব্লক করবেন না – আপনি অবাক হবেন যে কত ঘন ঘন কেউ ক্যাবিনেটের উপরে বাক্স স্তুপ করে রাখে। আপনি যদি তরল-ঠাণ্ডা হয়ে থাকেন, তাহলে একটি পরিবাহিতা মনিটর এবং লিক শনাক্তকরণ সেন্সরে বিনিয়োগ করুন – এগুলো সস্তা বীমা।
মাঝারি-ভোল্টেজ এসি ড্রাইভগুলি অরৈখিক লোড - তারা ডালগুলিতে কারেন্ট আঁকে, যা হারমোনিক্স তৈরি করে যা ভোল্টেজ তরঙ্গরূপের সাথে বিশৃঙ্খলা সৃষ্টি করে। অনেক বেশি হারমোনিক্স এবং আপনি অন্যান্য সরঞ্জাম ট্রিপ করবেন, ট্রান্সফরমার অতিরিক্ত গরম করবেন বা পাওয়ার ফ্যাক্টর পেনাল্টি সম্পর্কে ইউটিলিটি কোম্পানির কাছ থেকে একটি বাজে কল পাবেন। 1 মেগাওয়াটের উপরে ড্রাইভের জন্য, হারমোনিক্স একটি বড় চুক্তি।
স্ট্যান্ডার্ড সমাধান হল একটি মাল্টি-পালস রেকটিফায়ার ফ্রন্ট এন্ড। একটি 12-পালস রেকটিফায়ার 5ম এবং 7ম হারমোনিক্স বাতিল করতে একটি ফেজ-শিফটিং ট্রান্সফরমার ব্যবহার করে, যা মোট হারমোনিক বিকৃতি (THDi) প্রায় 10-15% কমিয়ে দেয়। একটি 18-পালস এটিকে 5-8% এ নামিয়ে দেয় এবং 24-পালস আপনাকে 5%-এর নিচে নিয়ে যায় - যা অতিরিক্ত ফিল্টার ছাড়াই বেশিরভাগ ইউটিলিটি প্রয়োজনীয়তা (IEEE 519) পূরণ করে। ধরা? প্রতিটি পালস নম্বরের সাথে ট্রান্সফরমার বড় এবং আরও ব্যয়বহুল হয়। বেশিরভাগ গাছের জন্য, 18-ডাল হল খরচ এবং কমপ্লায়েন্সের মধ্যে মিষ্টি জায়গা। আপনার যদি একেবারে ক্লিন পাওয়ারের প্রয়োজন হয় (যেমন হাসপাতাল বা ডেটা সেন্টারে), একটি সক্রিয় ফ্রন্ট এন্ড (AFE)-এর জন্য যান - এটি ইনপুট কারেন্টকে আকার দিতে IGBTs ব্যবহার করে, আপনাকে 3% এর নিচে THDi দেয় এবং ইউনিটি পাওয়ার ফ্যাক্টর দেয়, কিন্তু এটি ড্রাইভ খরচে 15-20% যোগ করে।
এখানে এমন একটি বিশদ বিবরণ রয়েছে যা এমনকি অভিজ্ঞ প্রকৌশলীদেরও ট্রিপ করে: আপনার মাঝারি-ভোল্টেজ ড্রাইভ এবং মোটরের মধ্যে দূরত্ব শুধুমাত্র একটি লজিস্টিক সমস্যা নয় - এটি একটি বৈদ্যুতিক সমস্যা। লম্বা তারের ক্যাপাসিট্যান্স আছে। যখন ড্রাইভের আইজিবিটি দ্রুত (উচ্চ ডিভি/ডিটি) সুইচ করে, তখন সেই ক্যাপাসিট্যান্স প্রতিফলিত তরঙ্গ তৈরি করে যা মোটর টার্মিনালগুলিতে ভোল্টেজকে দ্বিগুণ করতে পারে। যদি আপনার মোটর এর জন্য রেট করা না হয়, তাহলে আপনি কয়েক মাসের মধ্যে নিরোধকের মাধ্যমে পাঞ্চ করবেন।
অরক্ষিত তারের জন্য, আপনি সাধারণত আউটপুট ফিল্টারিং ছাড়াই 150 মিটার পর্যন্ত যেতে পারেন। 150 এবং 300 মিটারের মধ্যে, আপনার একটি প্রয়োজন dV/dt ফিল্টার - এটি ভোল্টেজ বৃদ্ধির সময়কে ধীর করে দেয়, মোটরের উপর চাপ কমায়। 300 মিটারের উপরে, আপনার একটি পূর্ণ প্রয়োজন সাইন-ওয়েভ ফিল্টার - এটি PWM তরঙ্গরূপকে একটি সঠিক সাইনোসয়েডাল আকারে মসৃণ করে, মোটরকে রক্ষা করে এবং খুব দীর্ঘ তারের চলার অনুমতি দেয় (1 কিমি বা তার বেশি পর্যন্ত)। সর্বদা ড্রাইভ প্রস্তুতকারকের তারের দৈর্ঘ্যের টেবিলগুলি পরীক্ষা করুন - তারা প্রতিটি ফিল্টার বিকল্পের জন্য সর্বাধিক দূরত্ব নির্দিষ্ট করবে। এবং কখনও, কখনও MV ড্রাইভের জন্য স্ট্যান্ডার্ড PVC ইনসুলেটেড কেবল ব্যবহার করবেন না – উচ্চ ভোল্টেজ রেটিং এর জন্য XLPE (ক্রস-লিঙ্কড পলিথিন) বা EPR (ইথিলিন প্রোপিলিন রাবার) এর সাথে যান।
মাঝারি-ভোল্টেজ ড্রাইভগুলি একটি সস্তা VFD এর মতো নয় যা আপনি কেবল অদলবদল করতে পারেন৷ এগুলি 20 বছর ধরে তৈরি করা হয়েছে - তবে শুধুমাত্র যদি আপনি বেসিকগুলি করেন৷ এখানে একটি বাস্তবসম্মত রক্ষণাবেক্ষণের সময়সূচী রয়েছে যা আপনার দলকে অভিভূত করবে না:
একটি প্রো টিপ: সর্বদা কুলিং ফ্যান এবং কন্ট্রোল ফিউজগুলির একটি অতিরিক্ত সেট শেলফে রাখুন৷ এইগুলি ব্যর্থ হওয়ার জন্য সবচেয়ে সাধারণ অংশ, এবং প্রতিস্থাপন পাখার জন্য দুই সপ্তাহ অপেক্ষা করা আপনার সম্পূর্ণ প্রক্রিয়াটি বন্ধ করে দিতে পারে। কয়েকশ ডলার খরচের জন্য, আপনি কিনতে পারেন এটি সেরা বীমা।
এটি মোড়ানোর জন্য, একটি মাঝারি-ভোল্টেজ এসি ড্রাইভ কেনাকাটা করার আগে আপনার বিক্রেতা বা অভ্যন্তরীণ দলের সাথে যাওয়ার জন্য এখানে একটি দ্রুত বিবেক-চেক তালিকা রয়েছে:
মাঝারি-ভোল্টেজ এসি ড্রাইভগুলি একটি বড় বিনিয়োগ, কিন্তু সঠিকভাবে নির্দিষ্ট করা হলে এগুলি একটি প্ল্যান্টের সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য সরঞ্জামগুলির মধ্যে একটি। আপনার সময় নিন, কঠিন প্রশ্ন জিজ্ঞাসা করুন, এবং মনে রাখবেন – বিড তালিকার সবচেয়ে সস্তা ড্রাইভটি তার জীবনকালের মধ্যে খুব কমই সস্তার ড্রাইভ। চশমাগুলি সঠিকভাবে পান, এবং আপনার কাছে একটি ওয়ার্কহরস থাকবে যা আপনার বড় মোটরগুলিকে কয়েক দশক ধরে মসৃণভাবে ঘুরতে থাকবে৷