क्षेत्र अनुसार नियंत्रण

AC प्रेरक इंडक्शन मोटर टीके, विश्वसनीयता और नियंत्रण की सरलता जैसी प्रशंसनीय संचालन विशेषताएँ प्रदान करते हैं। ये औद्योगिक गति नियंत्रण प्रणालियों से घरेलू उपकरणों तक विभिन्न अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। हालांकि, इंडक्शन मोटर का उच्चतम दक्षता से उपयोग उनके जटिल गणितीय मॉडल और संतृप्ति के दौरान गैर-रैखिक विशेषताओं के कारण एक चुनौतीपूर्ण कार्य है। इन कारकों से इंडक्शन मोटर का नियंत्रण कठिन हो जाता है और वेक्टर नियंत्रण जैसे उच्च प्रदर्शन वाले नियंत्रण एल्गोरिथ्म का उपयोग करने की आवश्यकता पड़ती है।

क्षेत्र अनुसार नियंत्रण का परिचय

“V/Hz” रणनीति जैसे स्केलर नियंत्रण की प्रदर्शन की दृष्टि से सीमाएँ हैं। इंडक्शन मोटरों के लिए स्केलर नियंत्रण विधि उत्पन्न टोक के ऊपर दोलन उत्पन्न करती है। इसलिए बेहतर गतिक प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए, इंडक्शन मोटर के लिए एक अधिक उत्कृष्ट नियंत्रण योजना की आवश्यकता होती है। माइक्रो-कंट्रोलर, डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर और FGPA द्वारा प्रदान की गई गणितीय प्रक्रिया क्षमताओं के साथ, एसी इंडक्शन मोटर में टोक उत्पादन और चुंबकीयकरण कार्यों को अलग करने वाली उन्नत नियंत्रण रणनीतियों को लागू किया जा सकता है। यह अलग किए गए टोक और चुंबकीय प्रवाह आमतौर पर रोटर फ्लक्स ओरिएंटेड कंट्रोल (FOC) के रूप में जाना जाता है।

क्षेत्र अनुसार नियंत्रण टोक और गति के नियंत्रण को मोटर की विद्युत-चुंबकीय स्थिति पर सीधे आधारित होने का वर्णन करता है, जो एक DC मोटर के समान होता है। FOC टोक और प्रवाह के "वास्तविक" मोटर नियंत्रण चरों को नियंत्रित करने की पहली प्रौद्योगिकी है। स्टेटर धारा घटकों (चुंबकीयकरण प्रवाह और टोक) के बीच अलग करने से, स्टेटर प्रवाह के टोक उत्पादक घटक को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। निम्न गति पर अलग-अलग नियंत्रण के साथ, मोटर की चुंबकीकरण स्थिति उचित स्तर पर बनाई जा सकती है, और टोक को गति को नियंत्रित करने के लिए नियंत्रित किया जा सकता है।
“FOC उच्च प्रदर्शन वाले मोटर अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से विकसित किया गया है जो व्यापक गति की सीमा पर निर्विवाद रूप से काम कर सकते हैं, शून्य गति पर पूर्ण टोक उत्पन्न कर सकते हैं, और तेज त्वरण और धीमी गति करने में सक्षम हैं।”

क्षेत्र अनुसार नियंत्रण का कार्य तत्व

क्षेत्र अनुसार नियंत्रण स्टेटर धाराओं को एक वेक्टर द्वारा नियंत्रित करने में शामिल है। यह नियंत्रण उन प्रक्षेपणों पर आधारित है जो तीन फेज टाइम और गति पर निर्भर प्रणाली को दोनों निर्देशांक (d और q फ्रेम) टाइम अपरिवर्तनीय प्रणाली में बदल देते हैं। ये रूपांतरण और प्रक्षेपण DC मशीन नियंत्रण की संरचना के समान एक संरचना ले लेते हैं। FOC मशीनों को दो स्थिरांक के रूप में इनपुट संदर्भ की आवश्यकता होती है: टोक घटक (जो q निर्देशांक के साथ संरेखित होता है) और प्रवाह घटक (जो d निर्देशांक के साथ संरेखित होता है)।
AC-मोटर की तीन-फेज वोल्टेज, धारा और प्रवाह को जटिल स्थान वेक्टरों के संदर्भ में विश्लेषित किया जा सकता है। यदि हम ia, ib, ic को स्टेटर फेजों में तात्कालिक धाराओं के रूप में लेते हैं, तो स्टेटर धारा वेक्टर निम्न प्रकार परिभाषित किया जाता है:

जहाँ, (a, b, c) तीन फेज प्रणाली के अक्ष हैं।

यह धारा स्थान वेक्टर तीन फेज साइनसाइडल प्रणाली का प्रतिनिधित्व करता है। इसे दो निर्देशांक टाइम अपरिवर्तनीय प्रणाली में रूपांतरित किया जाना चाहिए। यह रूपांतरण दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है:
(a, b, c) → (α, β) (क्लार्क रूपांतरण), जो दो निर्देशांक टाइम विकल्प प्रणाली के आउटपुट देता है।
(a, β) → (d, q) (पार्क रूपांतरण), जो दो निर्देशांक टाइम अपरिवर्तनीय प्रणाली के आउटपुट देता है।
(a, b, c) → (α, β) प्रक्षेपण (क्लार्क रूपांतरण)
तीन-फेज मात्राएँ, या तो वोल्टेज या धाराएँ, a, b, और c अक्षों के साथ समय में बदलती हैं, ये गणितीय रूप से α और β अक्षों के साथ समय में बदलने वाली दो-फेज वोल्टेज या धाराओं में निम्न रूपांतरण मैट्रिक्स द्वारा बदली जा सकती हैं:

मान लीजिए कि अक्ष a और अक्ष α एक ही दिशा में हैं और β उनके लंबवत है, तो हमारे पास निम्न सदिश आरेख है:

उपरोक्त प्रक्षेपण तीन फेज प्रणाली को (α, β) दो आयामी लंबवत प्रणाली में निम्न प्रकार संशोधित करता है:

लेकिन ये दो फेज (α, β) धाराएँ अभी भी समय और गति पर निर्भर हैं।
(α, β) → (d.q) प्रक्षेपण (पार्क रूपांतरण)
यह FOC में सबसे महत्वपूर्ण रूपांतरण है। वास्तव में, यह प्रक्षेपण दो फेज निश्चित लंबवत प्रणाली (α, β) को d, q घूर्णन संदर्भ प्रणाली में बदल देता है। रूपांतरण मैट्रिक्स निम्न प्रकार दिया गया है:

जहाँ, θ घूर्णन और निश्चित निर्देशांक प्रणाली के बीच का कोण है।
यदि आप d अक्ष को रोटर प्रवाह के साथ संरेखित मानते हैं, तो चित्र 2 दो संदर्भ ढांचों के बीच के संबंध को दर्शाता है धारा वेक्टर के लिए: