মাঝারি-ভোল্টেজ ভিএফডি টপোলজিস এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রয়োজনীয় নির্দেশিকা

শিল্প দক্ষতা এবং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণে মাঝারি-ভোল্টেজ VFD-এর গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা

মাঝারি-ভোল্টেজ পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ (MV VFDs) হল প্রয়োজনীয় পাওয়ার ইলেকট্রনিক ডিভাইস যা সাধারণত 1 kV থেকে 15 kV পর্যন্ত ভোল্টেজে চালিত এসি মোটরগুলির ঘূর্ণন গতি, টর্ক এবং দিক নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত হয়। লো-ভোল্টেজ VFD-এর বিপরীতে, MV ড্রাইভগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর বিদ্যুতের প্রয়োজনীয়তাগুলি পরিচালনা করে, প্রায়শই শত শত কিলোওয়াট থেকে 100 মেগাওয়াট পর্যন্ত প্রসারিত হয়, যা বৃহৎ আকারের শিল্প এবং ইউটিলিটি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে গুরুত্বপূর্ণ উপাদান তৈরি করে।

এমভি ভিএফডি মোতায়েন করার প্রাথমিক সুবিধা হল প্রয়োজনীয় লোডের সাথে মোটর গতিকে যথাযথভাবে মেলে, বিশেষ করে পাম্প এবং ফ্যানের মতো পরিবর্তনশীল টর্ক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে যথেষ্ট শক্তি সঞ্চয় করা। উপরন্তু, তারা উচ্চতর প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ অফার করে, মোটর স্টার্টের সময় যান্ত্রিক চাপ কমায় এবং পাওয়ার ফ্যাক্টর সংশোধন এবং সুরেলা প্রশমনের মতো মূল্যবান পাওয়ার গুণমানের বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদান করে।

MV VFD-এর উন্নত টপোলজিস এবং আর্কিটেকচারাল ডিজাইন

MV VFD-এর অভ্যন্তরীণ স্থাপত্য উচ্চ ভোল্টেজগুলি পরিচালনা করার এবং সুরেলা বিকৃতি হ্রাস করার প্রয়োজনীয়তার কারণে তাদের নিম্ন-ভোল্টেজ সমকক্ষগুলির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে আরও বৈচিত্র্যময় এবং জটিল। MV ড্রাইভগুলি সাধারণত একটি তিন-পর্যায়ের নকশা নিযুক্ত করে: AC-তে রূপান্তরিত করার জন্য একটি রূপান্তরকারী (রেকটিফায়ার), শক্তি সঞ্চয় এবং মসৃণ করার জন্য একটি DC লিঙ্ক, এবং একটি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল ডিসিকে মোটরের জন্য পরিবর্তনশীল-ফ্রিকোয়েন্সি এসি শক্তিতে রূপান্তরিত করার জন্য।

উন্নত আউটপুট মানের জন্য মাল্টি-লেভেল ইনভার্টার টপোলজিস

আরো সাইনোসয়েডাল, "মোটর-বান্ধব" আউটপুট তরঙ্গরূপ তৈরি করতে এবং ভোল্টেজ বৃদ্ধির সময় ( ) সীমিত করতে যা মোটর নিরোধককে ক্ষতি করতে পারে, এমভি ভিএফডিগুলি সাধারণত বহু-স্তরের বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল টপোলজি ব্যবহার করে। এই নকশাগুলি এসি আউটপুট ভোল্টেজকে দুটির পরিবর্তে একাধিক ধাপে (স্তর) সংশ্লেষিত করে, যা নিম্ন-ভোল্টেজ ড্রাইভে সাধারণ। দুটি বিশিষ্ট মাল্টি-লেভেল টপোলজির মধ্যে রয়েছে:

• ক্যাসকেডেড এইচ-ব্রিজ (CHB): এই জনপ্রিয় ভোল্টেজ সোর্স টপোলজিতে একাধিক সিরিজ-সংযুক্ত, লো-ভোল্টেজ H-ব্রিজ সেল প্রতি ফেজ ব্যবহার করা হয়। প্রতিটি কক্ষের নিজস্ব ইনপুট সংশোধনকারী রয়েছে এবং সম্মিলিত আউটপুট একটি উচ্চ-মানের, বহু-ধাপযুক্ত তরঙ্গরূপ প্রদান করে। CHB-এর প্রায়শই একটি জটিল মাল্টি-ওয়াইন্ডিং ফেজ-শিফটিং ইনপুট ট্রান্সফরমারের প্রয়োজন হয়, যা সাধারণত ড্রাইভ প্যাকেজে একত্রিত হয়।
• নিরপেক্ষ পয়েন্ট ক্ল্যাম্পড (NPC): 3-স্তরের NPC টপোলজি সু-প্রতিষ্ঠিত এবং আউটপুট ভোল্টেজকে একটি নিরপেক্ষ পয়েন্টে ক্ল্যাম্প করতে ডায়োড বা সক্রিয় সুইচ ব্যবহার করে, তিনটি ভোল্টেজ স্তর তৈরি করে। এটি একটি কমপ্যাক্ট ডিজাইন অফার করে এবং প্রায় 4.16 kV পর্যন্ত ভোল্টেজের জন্য উপযুক্ত। অ্যাক্টিভ নিউট্রাল পয়েন্ট ক্ল্যাম্পড (এএনপিসি) বা উচ্চ-স্তরের এনপিসি-র মতো উন্নত রূপগুলিও ব্যবহার করা হয়।

কারেন্ট সোর্স ইনভার্টার (CSI) বনাম ভোল্টেজ সোর্স ইনভার্টার (VSI) আর্কিটেকচার

এমভি ভিএফডিগুলিকে তাদের ডিসি লিঙ্ক উপাদানের উপর ভিত্তি করে বিস্তৃতভাবে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে:

• ভোল্টেজ সোর্স ইনভার্টার (VSI): এটি হল আরও আধুনিক এবং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত পদ্ধতি, একটি ধ্রুবক DC ভোল্টেজ সংরক্ষণ ও নিয়ন্ত্রণ করতে DC লিঙ্কে ক্যাপাসিটার ব্যবহার করে। VSI ড্রাইভগুলি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল বিভাগে IGBT ব্যবহার করে এবং ভাল গতিশীল কর্মক্ষমতার জন্য পরিচিত। মাল্টি-লেভেল টপোলজি যেমন CHB এবং NPC হল VSI ভেরিয়েন্ট।
• কারেন্ট সোর্স ইনভার্টার (CSI): একটি পরিপক্ক প্রযুক্তি যা একটি স্থির ডিসি কারেন্ট বজায় রাখার জন্য DC লিঙ্কে একটি বড় ইন্ডাক্টর ব্যবহার করে। CSI ড্রাইভগুলি প্রায়শই ইনভার্টারে গেট টার্ন-অফ (GTO) থাইরিস্টর বা SGCTs (সিমেট্রিক গেট কমিউটেড থাইরিস্টর) এর মতো আরও আধুনিক ডিভাইস ব্যবহার করে। এগুলি শক্তিশালী এবং প্রায়শই খুব বড় পাওয়ার অ্যাপ্লিকেশনে বা সিঙ্ক্রোনাস মোটরগুলির সাথে ব্যবহৃত হয়।

গুরুত্বপূর্ণ শিল্প জুড়ে সমালোচনামূলক অ্যাপ্লিকেশন

MV VFD-এর দৃঢ়তা, উচ্চ ক্ষমতার ক্ষমতা, এবং সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ তাদের বিভিন্ন চাহিদাপূর্ণ সেক্টরে অপরিহার্য করে তোলে।

নিম্নলিখিত সারণীটি সাধারণ MV VFD অ্যাপ্লিকেশনগুলির সারসংক্ষেপ এবং তারা যে প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ সুবিধা প্রদান করে:

হারমোনিক প্রশমন এবং শক্তি গুণমান বিবেচনা

MV VFD-এর জন্য একটি উল্লেখযোগ্য প্রযুক্তিগত বিবেচনা হল সুরেলা বিকৃতি পরিচালনা করা, যা পাওয়ার গ্রিড এবং অন্যান্য সংযুক্ত যন্ত্রপাতিকে নেতিবাচকভাবে প্রভাবিত করতে পারে। এমভি ভিএফডি ডিজাইনগুলি তাদের মাল্টি-পালস এবং মাল্টি-লেভেল কনফিগারেশনের মাধ্যমে অন্তর্নিহিতভাবে এটিকে সমাধান করে।

একটি MV VFD-এর ইনপুট বিভাগটি সাধারণত একটি মাল্টি-পালস ডায়োড রেকটিফায়ার (যেমন, 18-পালস বা 24-পালস) এবং একটি ফেজ-শিফটিং ট্রান্সফরমার ব্যবহার করে। নাড়ি সংখ্যা বৃদ্ধি ইউটিলিটি লাইনে ফিরে ইনজেকশনের নিম্ন-অর্ডার হারমোনিক্সের মাত্রাকে কমিয়ে দেয়। তদুপরি, কিছু আধুনিক ড্রাইভ অ্যাক্টিভ ফ্রন্ট এন্ডস (AFEs) নিযুক্ত করে, যা সক্রিয় সুইচ (IGBT) দিয়ে প্যাসিভ রেকটিফায়ার প্রতিস্থাপন করে। AFEs মূলত একটি দ্বিতীয় বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল যা করতে পারে:

• সক্রিয়ভাবে নিয়ন্ত্রণ করুন এবং সুরেলা বিকৃতি দূর করুন, একটি কাছাকাছি-একতা ইনপুট পাওয়ার ফ্যাক্টর (1.0 এর কাছাকাছি) অর্জন করুন।
• রিজেনারেটিভ ব্রেকিংয়ের অনুমতি দিন, যেখানে মোটর থেকে গতিশক্তি পাওয়ার লাইনে ফেরত দেওয়া হয়, ক্রেন এবং ডাউনহিল কনভেয়ারের মতো লোডের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য।

এমভি ভিএফডি বাস্তবায়নের জন্য ইউটিলিটি স্ট্যান্ডার্ড (যেমন IEEE 519) এর সাথে সম্মতি নিশ্চিত করতে এবং সিস্টেমের নির্ভরযোগ্যতা এবং অপারেশনাল সুবিধাগুলি সর্বাধিক করার জন্য যত্নশীল সিস্টেম-স্তরের নকশা এবং সমন্বয় প্রয়োজন৷