इलेक्ट्रिकल ड्राइव सिस्टम क्या है?

परिभाषा

विद्युत ड्राइव सिस्टम को एक ऐसी प्रणाली के रूप में परिभाषित किया जाता है जो विद्युत मोटर की गति, टोक़ और दिशा को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन की गई है। हर विद्युत ड्राइव सिस्टम के अपने विशिष्ट विशेषताएँ हो सकती हैं, फिर भी उनमें कई सामान्य विशेषताएँ भी होती हैं।

विद्युत ड्राइव सिस्टम

नीचे दिए गए चित्र में एक प्राकृतिक ऊर्जा-स्तरीय विद्युत वितरण नेटवर्क की आम संरचना दिखाई गई है। इस व्यवस्था में, विद्युत ड्राइव सिस्टम अपनी आगत वैद्युत विकल्प (AC) आपूर्ति को एक मोटर नियंत्रण केंद्र (MCC) से प्राप्त करता है। MCC एक केंद्रीय हब के रूप में कार्य करता है, जो विशिष्ट क्षेत्र में स्थित अनेक ड्राइवों को ऊर्जा वितरित करने का नियंत्रण करता है।

बड़े पैमाने पर निर्माण संयंत्रों में, अक्सर कई MCC ऑपरेशन में रहते हैं। ये MCC, बारीकी से वितरण केंद्र, जिसे पावर कंट्रोल सेंटर (PCC) के रूप में जाना जाता है, से ऊर्जा प्राप्त करते हैं। दोनों MCC और PCC आमतौर पर वायु सर्किट ब्रेकर का उपयोग प्राथमिक विद्युत-स्विचिंग तत्व के रूप में करते हैं। ये स्विचिंग घटक 800 वोल्ट और 6400 एम्पियर तक के विद्युत लोड को संभालने के लिए इंजीनियरिंग किए गए हैं, जिससे विद्युत ड्राइव सिस्टम और समग्र संयंत्र बुनियादी ढांचे में विश्वसनीय और कुशल ऊर्जा प्रबंधन सुनिश्चित होता है।

नीचे दिए गए चित्र में GTO इनवर्टर नियंत्रित इंडक्शन मोटर ड्राइव दिखाया गया है:

विद्युत ड्राइव सिस्टम के प्रमुख भाग

निम्नलिखित इन ड्राइव सिस्टमों के प्रमुख घटक हैं:

• आगत AC स्विच

• पावर कन्वर्टर और इनवर्टर असेंबली

• निकासी DC और AC स्विचगियर

• नियंत्रण तर्क

• मोटर और संबंधित लोड

विद्युत शक्ति सिस्टम के मुख्य भाग नीचे विस्तार से दिए गए हैं।

आगत AC स्विचगियर

आगत AC स्विचगियर में एक स्विच-फ्यूज यूनिट और एक AC पावर कंटेक्टर शामिल होते हैं। इन घटकों की आमतौर पर वोल्टेज और धारा रेटिंग 660V और 800A तक होती है। एक सामान्य कंटेक्टर के स्थान पर, अक्सर एक बार-माउंटेड कंटेक्टर का उपयोग किया जाता है, और वायु सर्किट ब्रेकर आगत स्विच के रूप में कार्य करता है। बार-माउंटेड कंटेक्टर का उपयोग 1000V और 1200A तक की रेटिंग क्षमता तक बढ़ाता है।

यह स्विचगियर 660V और 800A तक के लिए रेटिंग वाले एक हाई रप्चुरिंग कैपेसिटी (HRC) फ्यूज से सुसज्जित होता है। इसके अलावा, इसमें एक थर्मल ओवरलोड संरक्षण मेकानिज्म भी शामिल होता है जो सिस्टम को ओवरलोडिंग से सुरक्षित करता है। कुछ मामलों में, स्विचगियर के कंटेक्टर को एक मोल्डेड केस सर्किट ब्रेकर से बदल दिया जा सकता है जिससे प्रदर्शन और संरक्षण में सुधार होता है।

पावर कन्वर्टर/इनवर्टर असेंबली

यह असेंबली दो प्रमुख उप-ब्लॉकों में विभाजित होती है: पावर इलेक्ट्रोनिक्स और नियंत्रण इलेक्ट्रोनिक्स। पावर इलेक्ट्रोनिक्स ब्लॉक में अर्धचालक उपकरण, हीट सिंक, अर्धचालक फ्यूज, सर्ज सप्रेशर, और कूलिंग फैन शामिल होते हैं। ये घटक एक साथ काम करते हैं जिससे उच्च-शक्ति के कन्वर्जन कार्य संभव होते हैं।

नियंत्रण इलेक्ट्रोनिक्स ब्लॉक में एक ट्रिगरिंग सर्किट, अपना नियमित पावर सप्लाई, और ड्राइविंग और आइसोलेशन सर्किट शामिल होता है। ड्राइविंग और आइसोलेशन सर्किट मोटर को नियंत्रित और नियमित शक्ति प्रवाह के लिए जिम्मेदार होता है।

जब ड्राइव एक क्लोज-लूप कॉन्फिगरेशन में कार्य करता है, तो इसमें एक कंट्रोलर साथ ही वर्तमान और गति प्रतिक्रिया लूप शामिल होते हैं। नियंत्रण सिस्टम तीन-पोर्ट आइसोलेशन वाला होता है, जिससे पावर सप्लाई, इनपुट, और आउटपुट उचित इन्सुलेशन स्तरों के साथ आइसोलेट किए जाते हैं जिससे सुरक्षा और विश्वसनीयता में सुधार होता है।

लाइन सर्ज सप्रेशर

लाइन सर्ज सप्रेशर अर्धचालक कन्वर्टर को वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ये स्पाइक समान लाइन से जुड़े लोड को ऑन और ऑफ करने के कारण विद्युत लाइन में हो सकते हैं। लाइन सर्ज सप्रेशर, इंडक्टेंस के साथ, इन वोल्टेज स्पाइक्स को प्रभावी रूप से समाप्त करता है।

जब आगत सर्किट ब्रेकर कार्य करता है और धारा आपूर्ति को रोकता है, तो लाइन सर्ज सप्रेशर कुछ ट्रैप किए गए ऊर्जा को अवशोषित करता है। हालांकि, अगर पावर मॉड्यूलेटर एक अर्धचालक उपकरण नहीं है, तो लाइन सर्ज सप्रेशर की आवश्यकता नहीं हो सकती है।

नियंत्रण तर्क

नियंत्रण तर्क नियमित, दोष, और आपात स्थितियों में ड्राइव सिस्टम के विभिन्न कार्यों को इंटरलॉकिंग और सीक्वेंसिंग के लिए उपयोग किया जाता है। इंटरलॉकिंग का डिज़ाइन असामान्य और असुरक्षित कार्यों से रोकने के लिए किया जाता है, जिससे सिस्टम की अखंडता सुनिश्चित होती है। दूसरी ओर, सीक्वेंसिंग यह सुनिश्चित करता है कि ड्राइव के कार्य, जैसे शुरू, ब्रेकिंग, रिवर्स, और जॉगिंग, एक पूर्व-निर्धारित क्रम में किए जाते हैं। जटिल इंटरलॉकिंग और सीक्वेंसिंग कार्यों के लिए, अक्सर एक प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (PLC) का उपयोग किया जाता है जो लचीले और विश्वसनीय नियंत्रण प्रदान करता है।