1. এসি ড্রাইভের পরিচিতি (ভেরিয়েবল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ) আধুনিক শিল্প নিয়ন্ত্রণের ক্ষেত্রে একটি ......
আরও পড়ুনএকটি মাঝারি-ভোল্টেজ ভেরিয়েবল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ (MV VFD) — যাকে মাঝারি-ভোল্টেজ অ্যাডজাস্টেবল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ (AFD), মাঝারি-ভোল্টেজ অ্যাডজাস্টেবল স্পীড ড্রাইভ (ASD), বা সহজভাবে একটি মাঝারি-ভোল্টেজ ড্রাইভ হিসাবেও উল্লেখ করা হয় — একটি পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স সিস্টেম যা একটি মাঝারি-ভোল্টেজের গতি এবং টর্ক নিয়ন্ত্রণ করে ফ্রিকোয়েন্সি এসি ভোল্টেজ সরবরাহ করে। এটা যেখানে লো-ভোল্টেজ VFDগুলি 690 V পর্যন্ত সিস্টেম ভোল্টেজে কাজ করে, সেখানে মাঝারি-ভোল্টেজ ড্রাইভগুলি আনুমানিক থেকে পরিসীমা কভার করে 2.3 kV থেকে 13.8 kV , বৃহৎ মোটর লোডগুলিকে সম্বোধন করা যা নিম্ন-ভোল্টেজ সিস্টেমের মাধ্যমে পাওয়ার জন্য অব্যবহার্য কারণ নিষেধাজ্ঞামূলকভাবে উচ্চ কারেন্ট স্তরের ফলস্বরূপ।
ভৌত বাস্তবতা যা মাঝারি-ভোল্টেজ সরঞ্জামের প্রয়োজনীয়তাকে চালিত করে তা সহজবোধ্য: শক্তি ভোল্টেজকে কারেন্ট দ্বারা গুণিত করে। 480 V এ 2 মেগাওয়াট মোটর লোড 2,400 অ্যাম্পিয়ারের বেশি ড্র করে — তারের আকার, সুইচগিয়ার রেটিং, এবং প্রতিরক্ষামূলক ডিভাইসের প্রয়োজনীয়তা এই স্কেলে নিয়ন্ত্রণের অযোগ্য হয়ে পড়ে। একই 2 মেগাওয়াট লোড যা 4,160 V এ খাওয়ানো হয় তা প্রায় 280 অ্যাম্পিয়ার ড্র করে — একটি স্তর যা সহজে মানক মাঝারি-ভোল্টেজ সুইচগিয়ার এবং ক্যাবলিং দ্বারা পরিচালিত হয়। 1 থেকে 2 মেগাওয়াটের উপরে শিল্প মোটরগুলির জন্য, মাঝারি-ভোল্টেজ সরবরাহ একটি পছন্দ নয় বরং একটি ব্যবহারিক প্রকৌশল প্রয়োজনীয়তা, এবং MV VFD হল নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি যা এই বড় মেশিনগুলির পরিবর্তনশীল-গতি পরিচালনাকে অর্জনযোগ্য করে তোলে।
মাঝারি-ভোল্টেজ ড্রাইভের গ্লোবাল ইনস্টলেশনগুলি শক্তি-নিবিড় শিল্পগুলিতে কেন্দ্রীভূত: তেল এবং গ্যাস সংকোচন এবং পাম্পিং, খনির পরিবাহক এবং উত্তোলন ড্রাইভ, জল এবং বর্জ্য জল পাম্পিং স্টেশন, সিমেন্ট এবং সামগ্রিক প্রক্রিয়াকরণ, সজ্জা এবং কাগজের মিল, ইস্পাত রোলিং মিল এবং বড় এইচভিএসি সিস্টেম। MV VFD-এর অর্থনৈতিক ক্ষেত্রে প্রাথমিকভাবে কেন্দ্রাতিগ লোডগুলি নিয়ন্ত্রণকারী অ্যাফিনিটি আইনের উপর নির্ভর করে — পাম্প এবং ফ্যান — যা বলে যে শ্যাফ্টের শক্তি ঘূর্ণন গতির ঘনকের সাথে পরিবর্তিত হয়। একটি পাম্পের গতি মাত্র 20% কমিয়ে তার বিদ্যুৎ খরচ প্রায় কমিয়ে দেয় 49% , শক্তি সঞ্চয় উত্পাদন করে যা সাধারণত উচ্চ-রানটাইম অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে 12 থেকে 36 মাসের মধ্যে ড্রাইভ বিনিয়োগের সম্পূর্ণ অর্থপ্রদান প্রদান করে।
সমস্ত মাঝারি-ভোল্টেজ ড্রাইভ, টপোলজি নির্বিশেষে, একই মৌলিক শক্তি রূপান্তর ক্রম ভাগ করে। বিভিন্ন টপোলজি কেন ইঞ্জিনিয়ারিং ট্রেড-অফ করে তা মূল্যায়নের ভিত্তি হল এই ক্রমটি বোঝা।
ইনপুট সাপ্লাই — সাধারনত ফ্যাসিলিটির ডিস্ট্রিবিউশন বাস থেকে মাঝারি-ভোল্টেজ থ্রি-ফেজ এসি — ড্রাইভে প্রবেশ করে এবং প্রথমে একটি রেকটিফায়ার স্টেজ দ্বারা ডিসি-তে রূপান্তরিত হয়। এই DC মধ্যবর্তী অবস্থা মোটর-সাইড কনভার্টার থেকে গ্রিড-সাইড কনভার্টারকে ডিকপল করে, যার ফলে আউটপুট ফ্রিকোয়েন্সি এবং ভোল্টেজ ইনপুট সরবরাহের ফ্রিকোয়েন্সি থেকে স্বাধীনভাবে পরিবর্তিত হতে পারে। একটি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল পর্যায় তারপর যে কোনো নির্দিষ্ট অপারেটিং পয়েন্টে মোটরের প্রয়োজনীয় ফ্রিকোয়েন্সি এবং ভোল্টেজে ডিসিকে থ্রি-ফেজ এসি-তে রূপান্তরিত করে। বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল — বেশিরভাগ MV ড্রাইভ টপোলজিতে, ইনসুলেটেড গেট বাইপোলার ট্রানজিস্টর (আইজিবিটিs) — প্রতি সেকেন্ডে হাজার হাজার বার চালু এবং বন্ধ করে, পালস উইডথ মডুলেশন (PWM) অ্যালগরিদম দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় যা আউটপুট তরঙ্গরূপকে লক্ষ্যমাত্রার ফ্রিকোয়েন্সি আনুমানিক সাইনোসয়েডাল ভোল্টেজের আকার দেয়৷
মাঝারি ভোল্টেজে, চ্যালেঞ্জ হল যে স্বতন্ত্র পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর সুইচগুলি ব্যর্থতা ছাড়াই তাদের টার্মিনাল জুড়ে সম্পূর্ণ সিস্টেম ভোল্টেজ সহ্য করতে পারে না। 1,700 V রেট করা একটি একক IGBT সরাসরি একটি 4,160 V বাস পরিবর্তন করতে পারে না। এমভি ড্রাইভ টপোলজিগুলি বিভিন্ন উপায়ে এই সীমাবদ্ধতার সমাধান করে — সিরিজে ডিভাইসগুলি স্ট্যাক করে, মাল্টিলেভেল সার্কিট কনফিগারেশন ব্যবহার করে, বা একাধিক নিম্ন-ভোল্টেজ কনভার্টার সেল ক্যাসকেড করে — এবং এই বিভিন্ন পদ্ধতিগুলি নীচে বর্ণিত স্বতন্ত্র টপোলজি পরিবারগুলি তৈরি করে।
মাঝারি-ভোল্টেজ ড্রাইভ বাজারে কোন একক প্রভাবশালী টপোলজি নেই। প্রতিটি প্রধান ডিজাইন আউটপুট ওয়েভফর্ম গুণমান, সুরেলা কর্মক্ষমতা, উপাদান রেটিং, মোটর সামঞ্জস্য এবং সিস্টেম খরচের মধ্যে একটি ভিন্ন প্রকৌশল সমঝোতার প্রতিনিধিত্ব করে। একটি প্রদত্ত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সঠিক টপোলজি নির্বাচন করা একটি এমভি ড্রাইভ প্রকল্পের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ইঞ্জিনিয়ারিং সিদ্ধান্তগুলির মধ্যে একটি।
তিন-স্তরের এনপিসি টপোলজি 1980 এর দশকের শেষের দিক থেকে বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ এবং বাজারে এটি সবচেয়ে ব্যাপকভাবে স্থাপন করা হয়েছে। এটি একটি মৌলিক বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদলকারীর সাধারণ দ্বি-স্তরের (অন/অফ) স্যুইচিংয়ের পরিবর্তে আউটপুটে তিনটি স্বতন্ত্র ভোল্টেজ স্তর তৈরি করতে ক্ল্যাম্পিং ডায়োডের সাথে একটি ক্যাপাসিটর-স্প্লিট ডিসি লিঙ্ক ব্যবহার করে। তিন-স্তরের আউটপুট একটি দ্বি-স্তরের নকশার তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে ভাল আউটপুট তরঙ্গরূপ গুণমান তৈরি করে, মোটর উইন্ডিংগুলিতে dv/dt চাপ কমায় এবং সুরেলা বিকৃতি কমায়। এনপিসি টপোলজি ABB (ACS1000, ACS6080) এবং অন্যান্য প্রধান নির্মাতাদের কাছ থেকে পাওয়া যায়, সাধারণত 2.3 kV থেকে 6.9 kV ভোল্টেজ রেটিং এ। এর মূল সীমাবদ্ধতা হল ক্ল্যাম্পিং ডায়োডগুলি ভারসাম্যহীন অপারেটিং অবস্থার সময় ডিসি লিঙ্ক ক্যাপাসিটারগুলিতে একটি অপ্রতিসম লোড তৈরি করে, যার জন্য যত্নশীল ডিজাইন পরিচালনার প্রয়োজন হয়।
ক্যাসকেডেড এইচ-ব্রিজ টপোলজি — যাকে মাল্টি-লেভেল সেল টেকনোলজি বা সিরিজ-সেল টেকনোলজিও বলা হয় — প্রতিটি আউটপুট পর্যায়ে সিরিজে একাধিক কম-ভোল্টেজ এইচ-ব্রিজ ইনভার্টার সেলগুলিকে ক্যাসকেড করে আউটপুট ওয়েভফর্ম তৈরি করে। প্রতিটি কোষ প্রচলিত লো-ভোল্টেজ স্তরে কাজ করে (প্রমানিত 1,700 V রেটেড IGBT ব্যবহার করে যা উচ্চ-ভলিউম LV ড্রাইভ শিল্পে ব্যবহৃত হয়) এবং সিরিজ-সংযুক্ত কোষগুলির মিলিত আউটপুট প্রয়োজনীয় মাঝারি-ভোল্টেজ আউটপুট তৈরি করে। সিরিজে পর্যাপ্ত কোষের সাথে, আউটপুট তরঙ্গরূপ একটি নিখুঁত সাইন তরঙ্গের কাছে পৌঁছে, অত্যন্ত কম সুরেলা বিকৃতি এবং মোটর নিরোধকের উপর খুব কম dv/dt চাপ। CHB টপোলজি ব্যবহার করে Benshaw (MVH2 Series), Siemens (SINAMICS GM150), এবং অন্যান্যরা। এর মূল সুবিধাগুলি হল অন্তর্নিহিত হারমোনিক কর্মক্ষমতা, স্ট্যান্ডার্ড নন-ইনভার্টার-ডিউটি মোটরগুলির সাথে সামঞ্জস্যতা এবং মডুলার সেল প্রতিস্থাপন ক্ষমতা — একটি ব্যর্থ সেল সম্পূর্ণ ইনভার্টার সমাবেশ প্রতিস্থাপন না করেই পৃথকভাবে প্রতিস্থাপন করা যেতে পারে, ডাউনটাইম কম করে। প্রতিটি সেল ব্যাঙ্কের জন্য বিচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ প্রদানের জন্য এটি একটি মাল্টি-ওয়াইন্ডিং ইনপুট ট্রান্সফরমারেরও প্রয়োজন।
মডুলার মাল্টিলেভেল কনভার্টার হল একটি নতুন টপোলজি যা মাল্টিলেভেল কনসেপ্টকে আরও প্রসারিত করে, কনভার্টারের প্রতিটি বাহু তৈরি করতে সিরিজে সংযুক্ত প্রচুর সংখ্যক অভিন্ন অর্ধ-সেতু বা ফুল-ব্রিজ সাব-মডিউল ব্যবহার করে। এমএমসি ড্রাইভগুলি খুব কম সুরেলা বিষয়বস্তু সহ অত্যন্ত উচ্চ-মানের আউটপুট তরঙ্গ তৈরি করে এবং খুব উচ্চ শক্তি স্তরে মাপযোগ্য। টপোলজি 10 মেগাওয়াটের উপরে অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে বাণিজ্যিক ট্র্যাকশন অর্জন করছে এবং ABB-এর ACS6080 এবং অনুরূপ উচ্চ-শক্তি প্ল্যাটফর্মগুলিতে ব্যবহৃত হয়। এর জটিলতা এবং বিপুল সংখ্যক ক্যাপাসিটর-ভিত্তিক সাব-মডিউলগুলির জন্য অত্যাধুনিক নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদম এবং সহজ টপোলজির চেয়ে আরও বিস্তৃত মনিটরিং সিস্টেম প্রয়োজন, যা ঐতিহাসিকভাবে এটির ব্যবহারকে বৃহত্তম এবং সর্বোচ্চ-মূল্যের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সীমিত করেছে।
বর্তমান উৎস বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল ড্রাইভ DC লিঙ্ক শক্তি সঞ্চয় উপাদান হিসাবে একটি ক্যাপাসিটর ব্যাঙ্কের পরিবর্তে একটি বড় ডিসি ইনডাক্টর ব্যবহার করে, যা বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদলকে একটি ভোল্টেজ উত্সের পরিবর্তে একটি বর্তমান উত্সের চরিত্র দেয়। সিএসআই ড্রাইভগুলি একটি বর্তমান-নিয়ন্ত্রিত আউটপুট তরঙ্গরূপ তৈরি করে এবং বিশেষত সিঙ্ক্রোনাস মোটর ড্রাইভ এবং পুনরুত্পাদনমূলক ব্রেকিং প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত, যেহেতু ইন্ডাক্টর-ভিত্তিক DC লিঙ্কটি ক্যাপাসিটর-ভিত্তিক VSI থেকে দ্বিমুখী শক্তি প্রবাহকে স্বাভাবিকভাবে পরিচালনা করে। একটি PWM CSI থেকে আউটপুট ওয়েভফর্ম গুণমান ভাল কিন্তু উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি বিষয়বস্তু প্রশমিত করার জন্য সাধারণত মোটর টার্মিনালগুলিতে একটি ক্যাপাসিটর ফিল্টার প্রয়োজন। রকওয়েল অটোমেশনের পাওয়ারফ্লেক্স 7000 পরিষেবাতে সর্বাধিক স্বীকৃত CSI-ভিত্তিক MV ড্রাইভগুলির মধ্যে একটি।
লোড-কমিউটেড ইনভার্টার হল একটি পরিপক্ক প্রযুক্তি যা খুব উচ্চ-শক্তি, বড় সিঙ্ক্রোনাস মোটর ড্রাইভের জন্য ব্যবহৃত হয় — কম্প্রেসার, পাম্প এবং রেটিং অনুযায়ী 10 থেকে 20 মেগাওয়াটের বেশি ফ্যান। এলসিআই ড্রাইভগুলি স্যুইচিং ডিভাইস হিসাবে আইজিবিটিগুলির পরিবর্তে থাইরিস্টর (এসসিআর) ব্যবহার করে; থাইরিস্টরগুলি গেট-টার্ন-অফ সার্কিটরির পরিবর্তে সিঙ্ক্রোনাস মোটরের ব্যাক-ইএমএফ দ্বারা পরিবর্তন করা হয়, এই কারণেই লোড (মোটর) একটি সিঙ্ক্রোনাস মেশিন হতে হবে যা কম্যুটেশন ভোল্টেজ প্রদানের জন্য ন্যূনতম গতির উপরে কাজ করে। LCI ড্রাইভগুলি অত্যন্ত শক্তিশালী এবং খুব উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন, কিন্তু তারা তুলনামূলকভাবে উচ্চ হারমোনিক সামগ্রী তৈরি করে এবং উচ্চ শক্তি স্তরে সিঙ্ক্রোনাস মোটর লোডের মধ্যে সীমাবদ্ধ। এগুলি হল বড় এলএনজি কম্প্রেসার ট্রেন, পাইপলাইন পাম্পিং স্টেশন এবং বড় শিল্প ফ্যানের জন্য ওয়ার্কহরস প্রযুক্তি।
| টপোলজি | স্যুইচিং ডিভাইস | আউটপুট গুণমান | মোটর সামঞ্জস্য | জন্য সেরা |
|---|---|---|---|---|
| 3-স্তরের NPC | IGBT | ভাল | স্ট্যান্ডার্ড এমভি মোটর | সাধারণ শিল্প, 2.3–6.9 kV |
| ক্যাসকেডেড এইচ-ব্রিজ (CHB) | লো-ভোল্টেজ IGBT কোষ | চমৎকার (নিকট-সাইন তরঙ্গ) | স্ট্যান্ডার্ড নন-ইনভার্টার-ডিউটি মোটর | রেট্রোফিট, পাম্প, ফ্যান, কম্প্রেসার |
| মডুলার মাল্টিলেভেল (এমএমসি) | IGBT সাব-মডিউল | চমৎকার | স্ট্যান্ডার্ড এমভি মোটর | উচ্চ শক্তি (10 মেগাওয়াট), মাপযোগ্য অ্যাপ্লিকেশন |
| PWM বর্তমান উৎস (CSI) | এসজিসিটি/আইজিসিটি | ভাল (with filter) | ইন্ডাকশন এবং সিঙ্ক্রোনাস মোটর | রিজেনারেটিভ লোড, সিঙ্ক্রোনাস মোটর |
| লোড-কমিউটেড ইনভার্টার (LCI) | থাইরিস্টর (SCR) | পরিমিত (উচ্চ হারমোনিক্স) | সিঙ্ক্রোনাস মোটর শুধুমাত্র | খুব উচ্চ ক্ষমতা (10-100 মেগাওয়াট), কম্প্রেসার |
বেশিরভাগ MV VFD ইনস্টলেশনের জন্য প্রাথমিক অর্থনৈতিক চালক হল সেন্ট্রিফিউগাল পাম্প এবং ফ্যান লোডের উপর শক্তি খরচ হ্রাস। অ্যাফিনিটি আইন - কেন্দ্রাতিগ মেশিনগুলিকে পরিচালনা করে মৌলিক তরল গতিবিদ্যা সম্পর্ক - বলে যে প্রবাহ খাদ গতির সাথে রৈখিকভাবে পরিবর্তিত হয়, গতির বর্গক্ষেত্রের সাথে চাপ পরিবর্তিত হয় এবং গতির ঘনকের সাথে শক্তি পরিবর্তিত হয়। এই কিউবিক সম্পর্ক একটি শক্তি ব্যবস্থাপনা কৌশল হিসাবে গতি নিয়ন্ত্রণ অসামঞ্জস্যপূর্ণভাবে শক্তিশালী করে তোলে।
একটি প্রক্রিয়া যা তার রানটাইমের একটি উল্লেখযোগ্য অংশের জন্য 80% পূর্ণ গতিতে একটি পাম্প পরিচালনা করে, ড্রাইভটি প্রায় 51% শক্তি ব্যবহার করছে যা সম্পূর্ণ গতিতে টানা হবে - একটি 20% গতি হ্রাস থেকে প্রায় অর্ধেক হ্রাস। একটি 2 মেগাওয়াট পাম্প মোটরের জন্য একটি শিল্প বিদ্যুতের হারে প্রতি বছর 6,000 ঘন্টার জন্য কম গতিতে চললে, বার্ষিক শক্তি সঞ্চয় কয়েক হাজার ডলার ছাড়িয়ে যেতে পারে। মোট ইনস্টল করা MV VFD খরচের বিপরীতে যা সাধারণত থেকে হয় $150 থেকে $500 প্রতি কিলোওয়াট ভোল্টেজ ক্লাস এবং টপোলজির উপর নির্ভর করে মোটর রেটিং, উচ্চ-রানটাইম সেন্ট্রিফিউগাল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য এক থেকে তিন বছরের পেব্যাক সময়কাল অর্জনযোগ্য।
সেন্ট্রিফিউগাল লোড সেভিংসের বাইরে, এমভি ভিএফডি অতিরিক্ত শক্তি এবং অপারেশনাল সুবিধা প্রদান করে। সফ্ট স্টার্টিং — লাইন জুড়ে সম্পূর্ণ ভোল্টেজ প্রয়োগ করার পরিবর্তে শূন্য গতি থেকে ধীরে ধীরে মোটরকে ত্বরান্বিত করা — উচ্চ ইনরাশ কারেন্ট (সাধারণত 6 থেকে 8 বার ফুল-লোড কারেন্ট) দূর করে যা লাইন জুড়ে শুরু হওয়ার সময় ঘটে। এটি ড্রাইভ ট্রেনে যান্ত্রিক শক দূর করে, মোটর উইন্ডিংগুলিতে তাপীয় চাপ কমায় এবং বড় মোটর স্টার্টের সাথে থাকা ডিস্ট্রিবিউশন বাসে ভোল্টেজের ক্ষয় রোধ করে। সুনির্দিষ্ট গতি নিয়ন্ত্রণ প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশনকেও সক্ষম করে যা উপাদানের বর্জ্য কমাতে পারে, পণ্যের গুণমান উন্নত করতে পারে এবং ডাউনস্ট্রিম যান্ত্রিক সরঞ্জামের পরিধান কমাতে পারে — সুবিধাগুলি যা কেবলমাত্র বিদ্যুতের ব্যয় হ্রাসের বাইরে আর্থিক ক্ষেত্রে যোগ করে।
ভেরিয়েবল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ, মাঝারি-ভোল্টেজের ধরনগুলি সহ, নন-লিনিয়ার লোড - তারা মসৃণ না হয়ে ডালের সরবরাহ থেকে কারেন্ট টানে, শক্তি সিস্টেমে প্রবাহিত হারমোনিক কারেন্ট তৈরি করে। এই হারমোনিক স্রোতগুলি ডিস্ট্রিবিউশন বাসে ভোল্টেজের বিকৃতি ঘটায়, যা সংবেদনশীল যন্ত্র, অত্যধিক গরম ট্রান্সফরমার এবং মৌলিক ফ্রিকোয়েন্সি অপারেশনের জন্য ডিজাইন করা তারগুলিতে হস্তক্ষেপ করতে পারে এবং প্রতিরক্ষামূলক ডিভাইসগুলির উপদ্রব ঘটাতে পারে। সুরেলা বিকৃতি পরিচালনা করা যেকোনো MV VFD ইনস্টলেশনের একটি প্রয়োজনীয় উপাদান, একটি ঐচ্ছিক পরিমার্জন নয়।
হারমোনিক পারফরম্যান্সের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্যকারী হল ড্রাইভ টপোলজির রেকটিফায়ার ডিজাইন এবং পালস নম্বর। একটি স্ট্যান্ডার্ড সিক্স-পালস রেকটিফায়ার - সবচেয়ে সহজ এবং সবচেয়ে সাধারণ ডিজাইন - এটির প্রভাবশালী উপাদান হিসাবে 5ম, 7ম, 11ম এবং 13তম হারমোনিক স্রোত তৈরি করে। বারো-পালস এবং আঠার-পালস রেকটিফায়ার কনফিগারেশন নিম্ন-ক্রম হারমোনিক জোড়া বাতিল করে, মোট হারমোনিক বিকৃতি (THD) উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে। ক্যাসকেডেড এইচ-ব্রিজ টপোলজি, এর মাল্টি-ওয়াইন্ডিং ইনপুট ট্রান্সফরমারের গুণে যা প্রতিটি সেল ব্যাঙ্কে ফেজ-শিফ্টেড সাপ্লাই প্রদান করে, অন্তর্নিহিতভাবে কোষের সংখ্যার উপর নির্ভর করে 18 থেকে 36 বা তার বেশি কার্যকর পালস নম্বর অর্জন করে, অতিরিক্ত ফিল্টারিং হার্ডওয়্যার ছাড়াই খুব কম ইনপুট হারমোনিক বিকৃতি তৈরি করে। IEEE 519 স্ট্যান্ডার্ড, যা উত্তর আমেরিকার শিল্প শক্তি সিস্টেমের জন্য বেঞ্চমার্ক হারমোনিক স্পেসিফিকেশন, সাধারণ সংযোগের বিন্দুতে এবং স্বতন্ত্র হারমোনিক ভোল্টেজ বিকৃতি উভয়ের উপর বর্তমান THD সীমা নির্ধারণ করে — বেশিরভাগ MV VFD সংগ্রহের স্পেসিফিকেশন IEEE 519-এর সাথে সম্মতি প্রয়োজন সরবরাহের ন্যূনতম শর্ত হিসাবে।
যখন নির্বাচিত ড্রাইভ টপোলজির অন্তর্নিহিত সুরেলা কর্মক্ষমতা প্রকল্পের পাওয়ার মানের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে না, তখন অতিরিক্ত প্রশমন হার্ডওয়্যার পাওয়া যায়। প্যাসিভ হারমোনিক ফিল্টার — ড্রাইভের ইনপুট বাসে ইনস্টল করা টিউন করা এলসি সার্কিট — ডিস্ট্রিবিউশন সিস্টেমে প্রবেশ করার আগে নির্দিষ্ট হারমোনিক ফ্রিকোয়েন্সি শোষণ করে। অ্যাক্টিভ ফ্রন্ট-এন্ড (AFE) রেকটিফায়ার স্টেজগুলি প্রায় সাইনোসয়েডাল ইনপুট কারেন্ট আঁকতে ড্রাইভের ইনপুট সাইডে PWM-নিয়ন্ত্রিত সুইচিং ব্যবহার করে, প্যাসিভ ফিল্টারের সাথে সম্পর্কিত অনুরণন ঝুঁকি ছাড়াই খুব কম THD অর্জন করে। ইনপুট লাইন রিঅ্যাক্টরগুলি সম্পূর্ণ হারমোনিক ফিল্টারগুলির তুলনায় কম খরচে আংশিক হারমোনিক অ্যাটেন্যুয়েশন প্রদান করে কিন্তু বেশিরভাগ ইনস্টলেশনের জন্য IEEE 519 সম্মতি অর্জন করে না। হারমোনিক প্রশমন কৌশলটি অবশ্যই প্রজেক্টের ইঞ্জিনিয়ারিং পর্বের সময় নির্ধারণ করা উচিত — পরবর্তী চিন্তা হিসাবে নয় — কারণ এটি ট্রান্সফরমার রেটিং, ড্রাইভ ইনপুট প্যানেল ডিজাইন এবং সামগ্রিক সিস্টেম খরচকে প্রভাবিত করে।
সমস্ত মোটর এবং তারের কনফিগারেশন MV VFD অপারেশনের সাথে সমানভাবে সামঞ্জস্যপূর্ণ নয়। একটি ড্রাইভ থেকে আউটপুট ভোল্টেজ তরঙ্গরূপ - এমনকি একটি উচ্চ-মানের মাল্টিলেভেল ডিজাইন - একটি বিশুদ্ধ সাইন তরঙ্গ নয়, এবং আউটপুটে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি স্যুইচিং উপাদানগুলি এমন সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে যা লাইন জুড়ে মোটর অপারেশনে ঘটে না।
প্রারম্ভিক এমভি ড্রাইভ ডিজাইন - বিশেষত সাধারণ দুই-স্তরের স্যুইচিং টপোলজিস - মোটর টার্মিনালগুলিতে খাড়া-ফ্রন্টেড ভোল্টেজ ডাল তৈরি করে যা দ্রুত নিরোধক অবক্ষয় এবং অকাল মোটর ব্যর্থতার কারণ হয়। এর ফলে লো-ভোল্টেজ VFD অ্যাপ্লিকেশনে রিইনফোর্সড ইনসুলেশন সিস্টেম সহ "ইনভার্টার ডিউটি" মোটরের প্রয়োজনীয়তা দেখা দেয়। মাল্টিলেভেল এমভি ড্রাইভ টপোলজিগুলির একটি প্রধান সুবিধা হল - বিশেষ করে CHB এবং NPC ডিজাইনগুলি - হল তাদের উচ্চতর আউটপুট ওয়েভফর্মের গুণমান নাটকীয়ভাবে dv/dt (ভোল্টেজ বৃদ্ধির হার) এবং মোটর টার্মিনালে পিক ভোল্টেজ স্ট্রেসকে কমিয়ে দেয়, যা তাদেরকে স্ট্যান্ডার্ড মিডিয়াম-ভোল্টেজ মোটরগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ করে যা ড্রাইভের জন্য নির্দিষ্টভাবে রেট করা হয়নি। যাইহোক, ড্রাইভ এবং মোটরের মধ্যে তারের দৈর্ঘ্য একটি গুরুত্বপূর্ণ পরিবর্তনশীল: দীর্ঘ মোটর তারগুলি ট্রান্সমিশন লাইন হিসাবে কাজ করে এবং ভোল্টেজের প্রতিফলন তৈরি করতে পারে যা মোটর টার্মিনালগুলিতে সর্বোচ্চ ভোল্টেজের প্রায় দ্বিগুণ করে। দীর্ঘ তারের সাথে ইনস্টলেশনের জন্য, ড্রাইভ আউটপুটে একটি dv/dt ফিল্টার বা সাইন ফিল্টার একটি আদর্শ সুরক্ষামূলক পরিমাপ।
ভিএফডি-তে PWM স্যুইচিং সাধারণ-মোড ভোল্টেজ তৈরি করে — ভোল্টেজগুলি যা স্থলের ক্ষেত্রে তিনটি আউটপুট ধাপে একযোগে প্রদর্শিত হয় — যা মোটর শ্যাফ্ট বিয়ারিংয়ের মধ্য দিয়ে ভূমিতে কারেন্ট প্রবাহিত করতে পারে। এই ভারবহন স্রোতগুলি বৈদ্যুতিক ডিসচার্জ মেশিনিং (EDM) এর মাধ্যমে ভারবহন রেসওয়ে পৃষ্ঠকে ক্ষয় করে, পিটিং তৈরি করে যা শব্দ তৈরি করে এবং শেষ পর্যন্ত ভারবহন ব্যর্থতা তৈরি করে। শ্যাফ্ট গ্রাউন্ডিং রিং, ইনসুলেটেড বিয়ারিং এবং কমন-মোড ফিল্টার হল প্রমিত প্রশমন ব্যবস্থা। বড় মাঝারি-ভোল্টেজ মোটরগুলির জন্য, ঝুঁকিটি ভালভাবে বোঝা যায় এবং প্রতিরক্ষামূলক ব্যবস্থাগুলি নিয়মিতভাবে ড্রাইভ বা মোটর স্পেসিফিকেশনে অন্তর্ভুক্ত করা হয় — তবে সেগুলিকে অপ্রয়োজনীয় বলে ধরে নেওয়ার পরিবর্তে স্পষ্টভাবে সম্বোধন করতে হবে।
মাঝারি-ভোল্টেজ পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ শিল্পের বিস্তৃত পরিসর জুড়ে নিযুক্ত করা হয়, তবে নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশন বিভাগগুলি বিনিয়োগে সর্বোচ্চ রিটার্ন প্রদান করে কারণ তারা বড় মোটর রেটিং, উচ্চ বার্ষিক রানটাইম এবং উল্লেখযোগ্য প্রক্রিয়া পরিবর্তনশীলতাকে একত্রিত করে যা গতি নিয়ন্ত্রণকে মূল্যবান করে তোলে।
একটি মাঝারি-ভোল্টেজ পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ একটি প্লাগ-এন্ড-প্লে ডিভাইস নয়। একটি MV ড্রাইভ ইনস্টল এবং কমিশন করার জন্য যান্ত্রিক, বৈদ্যুতিক এবং সিস্টেম একীকরণের কাজটি মোট প্রকল্প ব্যয়ের একটি উল্লেখযোগ্য অংশের প্রতিনিধিত্ব করে এবং যেখানে সঠিকভাবে পরিকল্পনা করা না হলে বেশিরভাগ প্রকল্পের সমস্যাগুলি উদ্ভূত হয়। একটি সঠিক ইনস্টলেশনের জন্য কী প্রয়োজন তা বোঝা সাধারণ ভুলগুলিকে প্রতিরোধ করে যা বিলম্বিত কমিশনিং, কার্যক্ষমতার ঘাটতি এবং প্রাথমিক সরঞ্জামগুলির সমস্যা তৈরি করে।
MV VFD ঘেরগুলি বড় এবং ভারী — একটি সাধারণ 2 মেগাওয়াট CHB ড্রাইভের ইনপুট ট্রান্সফরমারের ওজন 5,000 থেকে 15,000 কেজি বা তার বেশি হতে পারে এবং ড্রাইভের অপারেটিং পরিবেশ বজায় রাখতে চাঙ্গা মেঝে, নিয়ন্ত্রিত তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতা সহ একটি উত্সর্গীকৃত বৈদ্যুতিক কক্ষ এবং বাধ্যতামূলক বায়ুচলাচল বা এয়ার কন্ডিশনার প্রয়োজন৷ বেশিরভাগ নির্মাতারা সর্বাধিক পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা 40 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং সর্বাধিক আপেক্ষিক আর্দ্রতা 95% নন-কনডেন্সিং নির্দিষ্ট করে। ইনপুট ট্রান্সফরমার, যদি ড্রাইভ ঘের থেকে আলাদা হয়, তাহলে স্থানীয় বৈদ্যুতিক কোডগুলির জন্য নিজস্ব স্থান বরাদ্দ এবং ফায়ার সেপারেশন প্রয়োজন। সবচেয়ে বড় প্রতিস্থাপনযোগ্য সমাবেশের জন্য প্রবেশের দরজা অবশ্যই মাপ করা উচিত - সাধারণত একটি সম্পূর্ণ পাওয়ার সেল বা ট্রান্সফরমার উইন্ডিং - সংলগ্ন সরঞ্জামগুলিকে আলাদাভাবে বিচ্ছিন্ন না করে রক্ষণাবেক্ষণের অনুমতি দেওয়ার জন্য।
সোর্স ট্রান্সফরমার এবং ড্রাইভ ইনপুট এবং ড্রাইভ আউটপুট এবং মোটরের মধ্যে মাঝারি-ভোল্টেজ তারের অবশ্যই সিস্টেম ভোল্টেজ ক্লাস, ক্রমাগত বর্তমান রেটিং, ইনস্টলেশন অবস্থা (নালী, ট্রে, সরাসরি সমাধি) এবং রানের দৈর্ঘ্যের জন্য নির্দিষ্ট করা আবশ্যক। উপরে উল্লিখিত হিসাবে, দীর্ঘ মোটর তারের চালনা মোটর টার্মিনালগুলিতে প্রতিফলিত তরঙ্গ ভোল্টেজ পরিবর্ধন ঘটাতে পারে — বেশিরভাগ নির্মাতারা আউটপুট ফিল্টার ছাড়াই অপারেশনের জন্য সর্বাধিক তারের দৈর্ঘ্য নির্দিষ্ট করে, এবং এই সীমাগুলি ড্রাইভ নির্বাচন চূড়ান্ত করার আগে প্রকল্পের বিন্যাসে প্রকৃত তারের সাথে যাচাই করা আবশ্যক। সমস্ত MV ক্যাবলিংয়ের জন্য প্রযোজ্য বৈদ্যুতিক কোড এবং প্রস্তুতকারকের ইনস্টলেশনের প্রয়োজনীয়তা অনুসারে কেবল শিল্ডিং, সঠিক সমাপ্তি এবং গ্রাউন্ডিং অনুশীলন প্রয়োজন।
এমভি ড্রাইভগুলি ডিজিটাল যোগাযোগের মাধ্যমে প্লান্ট কন্ট্রোল সিস্টেমের সাথে অবিচ্ছিন্নভাবে একত্রিত হয় — Modbus RTU, Profibus, Profinet, EtherNet/IP, DeviceNet, এবং অন্যান্য শিল্প প্রোটোকল আধুনিক ড্রাইভ প্ল্যাটফর্ম দ্বারা সমর্থিত। ড্রাইভ চালু হওয়ার আগে কন্ট্রোল সিস্টেম ইন্টিগ্রেশন ডিজাইন করা আবশ্যক, যার মধ্যে সমস্ত গতির রেফারেন্স উত্সের সংজ্ঞা, সমস্ত ড্রাইভ সক্ষম এবং ত্রুটি সংকেত, সমস্ত প্রক্রিয়া প্রতিক্রিয়া ভেরিয়েবল (গতি, বর্তমান, শক্তি, ফল্ট কোড) যা প্ল্যান্ট DCS বা SCADA সিস্টেম দ্বারা নিরীক্ষণ করা হবে এবং সমস্ত সুরক্ষামূলক ইন্টারলক যা অবশ্যই প্রক্রিয়া সুরক্ষা ব্যবস্থা থেকে ড্রাইভটিকে ট্রিপ করতে হবে। একটি সম্পূর্ণ পরীক্ষিত এবং নথিভুক্ত কন্ট্রোল সিস্টেম ইন্টারফেস ছাড়াই কমিশনিং বড় প্রকল্পগুলিতে বিলম্বিত ড্রাইভ স্টার্টআপের সবচেয়ে সাধারণ কারণগুলির মধ্যে একটি।
MV ড্রাইভ কমিশনিং ড্রাইভ প্ল্যাটফর্মে নির্দিষ্ট প্রশিক্ষণ এবং মাঝারি-ভোল্টেজ বৈদ্যুতিক কাজের জন্য উপযুক্ত ব্যক্তিগত সুরক্ষামূলক সরঞ্জাম এবং নিরাপদ কাজের পদ্ধতি সহ যোগ্যতাসম্পন্ন ইঞ্জিনিয়ারদের দ্বারা সঞ্চালিত হতে হবে। কমিশনিং সিকোয়েন্সের মধ্যে রয়েছে সমস্ত কেবল এবং মোটরের প্রাক-এনার্জাইজেশন ইনসুলেশন রেজিস্ট্যান্স টেস্টিং, কন্ট্রোল ওয়্যারিং ধারাবাহিকতা এবং পোলারিটি যাচাইকরণ, ড্রাইভ ইনপুট এবং আউটপুটে সঠিক ফেজ রোটেশনের নিশ্চিতকরণ, মোটর নেমপ্লেট ডেটার সাথে মেলে প্যারামিটার প্রোগ্রামিং এবং অ্যাপ্লিকেশনের গতি, টর্ক এবং সুরক্ষার প্রয়োজনীয়তা, কম লোড লোডের আগে পরীক্ষা-নিরীক্ষার প্রয়োজনীয়তা পরীক্ষা করা। গতি নিয়ন্ত্রণ, বর্তমান সীমা, এবং প্রতিরক্ষামূলক ফাংশন অপারেশন যাচাই সহ সম্পূর্ণ গতি পরিসীমা মাধ্যমে। চালানের আগে প্রস্তুতকারকের সুবিধায় ড্রাইভের ফ্যাক্টরি অ্যাকসেপ্টেন্স টেস্টিং (FAT) বড় এমভি ড্রাইভ প্রকল্পগুলির জন্য আদর্শ অনুশীলন এবং সরঞ্জামগুলি সাইটে পৌঁছানোর আগে সম্পূর্ণ প্যারামিটার সেট এবং নিয়ন্ত্রণ সিস্টেম ইন্টারফেস যাচাই করার সুযোগ দেয়।
মিডিয়াম-ভোল্টেজ ড্রাইভগুলি পাওয়ার রেটিং, টপোলজি এবং আনুষাঙ্গিকগুলির উপর নির্ভর করে কয়েক লক্ষ থেকে কয়েক মিলিয়ন ডলার পর্যন্ত মূলধন বিনিয়োগের প্রতিনিধিত্ব করে। কেনার আগে সঠিকভাবে স্পেসিফিকেশন পাওয়া বিনিয়োগকে রক্ষা করে এবং ড্রাইভটি তার অপারেটিং লাইফের প্রয়োজন অনুযায়ী পারফর্ম করে তা নিশ্চিত করে। একটি ক্রয় আদেশ জারি করার আগে নিম্নলিখিত স্পেসিফিকেশন লিখিতভাবে নিশ্চিত করা উচিত।