नानोक्रिस्टलिन रिएक्टर समाधान ५५०किलोवाट वीएफडी लागि जसले ५००० भोल्ट/माइक्रोसेकेण्ड आउटपुट भोल्ट चढ़ाइ प्रदान गर्छ

​1. चुनौती: 550kW VFDs द्वारा स्टील रोलिंग मिलमा आउटपुट-साइड भोल्टेज स्पाइक (du/dt > 5000 V/μs)​

स्टील रोलिंग उत्पादन को दौरान, मोटरहरू (विशेष गरी रोलिंग मिलको प्रमुख ड्राइव मोटरहरू) तीव्र प्रभावी लोड फेरफार, तीव्र प्रारम्भ/बन्द, र अक्सर दोहोरियो घुमाउने बिचको फेरफार हुन्छन्। यी कार्यावली विशेष गरी उच्च शक्ति (550kW) अनुप्रयोगहरूमा VFD (Variable Frequency Drive) प्रणालीको लागि गम्भीर चुनौतीहरू प्रस्तुत गर्छ। एक मुख्य मुद्दा आउटपुट-साइड VFD द्वारा उत्पन्न अत्यधिक उच्च भोल्टेज स्लीप दर (du/dt) हो, जसको लक्षण यस प्रकार हुन्छ:

• ​अत्यधिक उच्च du/dt:​​ 5000 V/μs भन्दा बढी भएका स्पाइक मान। यो निम्न विषयहरूबाट उत्पन्न हुन्छ:
• VFD भित्र अवस्थित IGBT डिवाइसहरूको अत्यधिक उच्च स्विचिङ गति।
• लामो मोटर केबलहरूको पारजन्य क्षमता र इंडक्टन्स प्रभाव (विशेष गरी VFDको PWM लहरको उत्थान/पतन समयसँग संयोजन)।
• मोटर इन्सुलेशन विशेषताहरू र VFD आउटपुट पल्सहरूको बीच अवरोध मिलान समस्या।
• ​गम्भीर परिणाम:​​
• ​मोटर वाइनिङ इन्सुलेशन नुकसान:​​ अत्यधिक du/dt ले मोटर वाइनिङ इन्सुलेशनलाई छेद गर्न सक्छ, जसले आंशिक डिस्चार्ज, तेजी साथ इन्सुलेशन विकास, र अन्तमा मोटर विफलता वा टुटन ल्याउन सक्छ।
• ​बेअरिङ धारा र विद्युत अपघटन:​​ उच्च du/dt, विचलित क्षमताहरूद्वारा, सामान्य-मोड भोल्टेज उत्पन्न गर्छ, जसले बेअरिङ धारा ल्याउन सक्छ। यसले बेअरिङ विद्युत अपघटन, बढी शोर, उच्च तापमान, र बेअरिङ जीवनकालको कमी ल्याउन सक्छ।
• ​IGBT माड्युल ओवरवोल्टेज दबाब:​​ प्रतिबिम्बित र सुपरइम्पोज्ड स्पाइक भोल्टेजले IGBTलाई त्योको रेटिङ भन्दा बढी तत्काल भोल्टेज अनुभव गराउन सक्छ, माड्युल विफलता ("ब्लोइन्ग अप")को झुकाव बढाउन सक्छ।
• ​विद्युत चुम्बकीय हिंसा (EMI):​​ उच्च आवृत्ति भोल्टेज स्पाइकहरू बली चालित र तरंगित हिंसा उत्पन्न गर्छ, जसले नजिकका विद्युत उपकरणहरूलाई प्रभावित गर्छ।
• ​प्रणालीको विश्वसनीयता कमी:​​ समग्र प्रणालीको विफलता दर बढ्दछ, जसले अप्रत्याशित बन्द र रोलिंग दक्षता र निरन्तरतालाई प्रभावित गर्छ।

​2. समाधान: FKE प्रकार तीन-फेज आउटपुट रिअक्टर (नेनोक्रिस्टलिन कोर)​​

उल्लिखित उच्च भोल्टेज स्पाइक समस्यालाई समाधान गर्न, हामी 550kW VFDको आउटपुट-साइडमा ​FKE प्रकार तीन-फेज आउटपुट रिअक्टर​ स्थापना गर्न उत्साहित छौं। यो समाधान विशेष रूपमा उच्च du/dt र उच्च आवृत्ति हिंसालाई नियन्त्रण गर्न डिझाइन गरिएको छ।

• ​मुख्य उपकरण:​​ FKE श्रृंखला तीन-फेज आउटपुट रिअक्टर
• ​मुख्य विशेषताहरू:​​
• ​कोर सामग्री:​​ उच्च गुणस्तरको नेनोक्रिस्टलिन लोहलाई
• अत्यधिक उच्च चुम्बकीय पारगमन र अत्यधिक निम्न कोर नुकसान (विशेष गरी kHz देखि MHz उच्च आवृत्ति रेन्जमा)।
• उच्च आवृत्ति भोल्टेज स्पाइक र रिपल धारा उत्पन्न गर्ने उच्च स्विचिङ आवृत्तिहरू (आम गरी IGBT स्विचिङ आवृत्तिहरू kHz रेन्जमा) मा पारम्परिक सिलिकन स्टील वा फेराइट सामग्रीहरूबाट बढी उत्कृष्ट प्रदर्शन गर्छ।
• उच्च चुम्बकीय संतुलन शक्ति र अत्यधिक ट्रान्सिएन्ट ओवरलोडहरूको टोक गर्ने शक्ति।
• ​मुख्य प्रविधि 1: उच्च आवृत्ति इडी करेन्ट नियन्त्रण आवरण​
• नेनोक्रिस्टलिन कोर वा वाइनिङ सतहमा विशेष चालक आवरणको अनुप्रयोग।
• अत्यधिक उच्च आवृत्ति इडी करेन्ट नुकसान (MHz तह आवृत्ति) उत्पन्न गर्ने अत्यधिक उच्च du/dt द्वारा।
• उच्च आवृत्तिमा कोर तापमान वृद्धिको तेजी साथ नियन्त्रण गर्दछ, चुम्बकीय प्रदर्शन स्थिर राख्दछ, र उच्च du/dt शर्तहरूमा रिअक्टरको लामो जीवनकालको विश्वसनीयता बढाउँछ।
• ​मुख्य प्रविधि 2: बहुलायित विभागीय वाइनिङ वितरित क्षमता घटाउन​
• विशेष बहुलायित, विभागीय वाइनिङ संरचना डिझाइनको अनुप्रयोग।
• पारम्परिक संकेन्द्रित वाइनिङको तुल्य वितरित क्षमता (Cdw) बहुलायित छोटो श्रृंखला-संयोजित क्षमता एकाइहरूमा विभाजित गर्छ।
• कुल अभिक्रियात्मक वितरित क्षमता मान अत्यधिक घट्यो।
• ​मुख्य मूल्य:​​
• रिअक्टरको ​स्व-रिजोनेन्ट आवृत्ति​ VFD स्विचिङ आवृत्ति र हार्मोनिक आवृत्तिहरूभन्दा बढी बढाउँछ, लक्ष्य आवृत्ति रेन्जमा शुद्ध इन्डक्टिभ विशेषता बनाउँछ।
• VFDको PWM उच्च आवृत्ति पल्स र मोटर केबलको पारजन्य क्षमता द्वारा बनेको दोलन चालक रिपिटिटिभ सर्किटको तीव्रता नियन्त्रण गर्दछ, भोल्टेज स्पाइक (रिंगिङ)को आयाम र ऊर्जा बुझाउँछ।
• रिअक्टर द्वारा उच्च आवृत्ति दोलन धारा घटाउँछ।
• ​मुख्य कार्यहरू:​​
• भोल्टेज लहरको अभिक्रियात्मक नरम बनाउँछ, आउटपुट-साइड भोल्टेज स्लीप दर (du/dt) अत्यधिक घटाउँछ, स्पाइकलाई सुरक्षित स्तरमा ल्याउँछ।
• उच्च आवृत्ति हार्मोनिक धाराहरू फिल्टर गर्दछ, मोटर हार्मोनिक नुकसान र तापमान वृद्धि घटाउँछ।
• भोल्टेज प्रतिबिम्ब लहरहरू (Wave Reflection) नियन्त्रण गर्दछ।
• लाइन अन्तमा हार्मोनिक भोल्टेज विकृति दर घटाउँछ।
• सामान्य-मोड भोल्टेज र बेअरिङ धाराको झुकाव घटाउँछ।
• चालित र तरंगित विद्युत चुम्बकीय हिंसा (EMI) घटाउँछ।

​3. प्रदर्शन डाटा (550kW रोलिंग मिल VFD परिदृश्यमा अनुप्रयोग)​​

• ​भोल्टेज स्पाइक नियन्त्रण:​​ आउटपुट-साइड du/dt अत्यधिक घटेको छ, शिखर मान >5000 V/μs बाट सुरक्षित सीमामा (उदाहरणका लागि, <1000 V/μs वा थोरै, विशिष्ट मानहरू फील्ड मापन द्वारा पुष्टि गरिनुपर्छ), मोटर इन्सुलेशन सुरक्षा आवश्यकताहरू पूरा गर्छ।
• ​धारा सीमा शक्ति:​​ मोटर प्रारम्भ वा अक्सर लोड परिवर्तन दौरामा अत्यधिक धारा नियन्त्रण गर्दछ, VFD र कनेक्सनहरूलाई सुरक्षा दिन्छ। धारा सीमा शक्ति VFDको रेटिङ धाराको 30% पुग्न सक्छ।
• ​भोल्टेज विकृति दर घटाउन:​​ उच्च आवृत्ति हार्मोनिकहरू फिल्टर गर्दछ। मापिएको VFD आउटपुटमा भोल्टेज विकृति दर (THDv) अत्यधिक 42% घटेको छ, शक्ति आपूर्ति गुणस्तर अत्यधिक सुधार गरिएको छ।
• ​सुरक्षा प्रभाव:​​ IGBT माड्युलहरूलाई बराबर बराबर बहाल अत्यधिक धारा र ओवरवोल्टेज दबाब घटाउँछ।

​4. आर्थिक लाभ​

• ​महत्वपूर्ण घटकहरूको जीवनकाल अत्यधिक बढाउन:​​ सबैभन्दा सीधा र महत्वपूर्ण आर्थिक लाभ यस प्रकार हुन्छ:
• ​IGBT माड्युलको जीवनकाल विस्तार:​​ यसले उनीहरूलाई भोल्टेज स्पाइक, अत्यधिक धारा जस्ता विद्युत दबाब अत्यधिक घटाउँछ। मापिएको डाटा दिन्छ जस्तो IGBT शक्ति माड्युलहरूको औसत सेवा जीवनकाल ​2.3 गुना बढ्न सक्छ। रोलिंग मिल लाइनको मुख्य ड्राइव उपकरण रुपमा, VFDको मुख्य शक्ति घटकहरूको बढी जीवनकाल यस प्रकारका लाभ दिन्छ:
• महँगो IGBT माड्युल स्पेयरहरूको खरीद र स्टक लागत घटाउँछ।
• शक्ति माड्युल विफलताको कारण अप्रत्याशित बन्दको आवृत्ति र अवधि अत्यधिक घटाउँछ, निरन्तर उत्पादन सुनिश्चित गर्छ।
• ​मोटर रक्षणावली लागत घटाउन:​​
• मोटर वाइनिङ इन्सुलेशनलाई अभिक्रियात्मक रूपमा सुरक्षा दिन्छ, मोटर इन्सुलेशन विफलता दर घटाउँछ।
• बेअरिङ धारालाई नियन्त्रण गर्दछ, बेअरिङ विद्युत अपघटन नुकसान र प्रतिस्थापन आवृत्ति घटाउँछ।
• मोटरको समग्र सेवा जीवनकाल बढाउँछ, महत्वपूर्ण सुधार वा प्रतिस्थापन चक्र देर गर्छ।
• ​प्रणालीको विश्वसनीयता र उत्पादन दक्षता सुधार:​​
• भोल्टेज स्पाइकको कारण VFD वा मोटर विफलताको संख्या घटाउँछ, रोलिंग लाइनको समग्र संचालन विश्वसनीयता (OEE - Overall Equipment Effectiveness) सुधार गर्छ।
• अप्रत्याशित बन्दको कारण उत्पादन नुकसान, अपशिष्ट झुकाव, र ऑर्डर देरी घटाउँछ।
• ​रक्षणावली लागत घटाउन:​​ उपकरण नुकसानको कारण रक्षणावली श्रम घण्टा र स्पेयर भागहरूको खपत घटाउँछ।
• ​शक्ति गुणांक सुधार (अप्रत्यक्ष):​​ सुधारित लहर वितरित शक्ति गुणांक (प्रमुख रूपमा इनपुट रिअक्टर वा सक्रिय समीकरण द्वारा संचालित, आउटपुट रिअक्टर लहर सुधार थप लाभ प्रदान गर्छ) योगदान दिन्छ।