एयर कंप्रेसर पीएमएसएम आवृत्ति परिवर्तकों के साथ कैसे सहयोग करता है ताकि स्थिर परिवर्तनशील-गति समायोजन को साकार किया जा सके

जब किसी संयंत्र की संपीड़ित वायु की मांग दिन भर में बदलती रहती है, तो ड्राइव प्रणाली को केवल चलाने या रोकने से अधिक काम करना पड़ता है। एक आवृत्ति परिवर्तक के साथ जुड़ा एयर कंप्रेसर पीएमएसएम मोटर की गति को लगातार वायु अंत के आवश्यक उत्पादन के अनुरूप समायोजित कर सकता है। इसका परिणाम एक ऐसी नियंत्रण पद्धति है जो स्थिर दबाव, कम अचानक संक्रमणों और विद्युत इनपुट तथा वास्तविक मांग के बीच अधिक सटीक मिलान के लक्ष्य को प्राप्त करती है।

अनुप्रयोग-इंजीनियरिंग के दृष्टिकोण से, उपयोगी प्रश्न यह नहीं है कि क्या एयर कंप्रेसर पीएमएसएम प्रत्येक स्थापना में स्वतः ही श्रेष्ठ है। बल्कि यह है कि क्या मोटर, परिवर्तक, वायु अंत, सेंसर और नियंत्रण सेटिंग्स को साइट के कार्य चक्र के अनुरूप सुव्यवस्थित किया गया है। यह लेख स्पष्ट करता है कि यह सहयोग कैसे कार्य करता है और चालू करने से पहले क्या सत्यापित करना आवश्यक है।

संपीड़ित वायु संचालन में परिवर्तनशील गति क्यों महत्वपूर्ण है

कई वायु प्रणालियाँ प्रति मिनट समान मात्रा में वायु का उपयोग नहीं करती हैं। औजारों का उपयोग, शिफ्ट, प्रक्रिया में परिवर्तन, रिसाव और डाउनस्ट्रीम भंडारण सभी लोड को बदल देते हैं। एक निश्चित-गति कंप्रेसर आमतौर पर लोडिंग, अनलोडिंग, इनलेट नियंत्रण या स्टॉप-स्टार्ट चक्रों के माध्यम से इन परिवर्तनों को संभालता है। यह सही अनुप्रयोग में व्यावहारिक हो सकता है, लेकिन यह मोटर गति को आवश्यकता के अनुसार निरंतर नहीं बदलता है।

एक  एयर कंप्रेसर पीएमएसएम ड्राइव नियंत्रण विकल्प को बदल देता है। कन्वर्टर को आमतौर पर मापी गई प्रणाली दबाव से प्राप्त एक आवश्यकता संकेत प्राप्त होता है, और वह एक मोटर गति का आदेश देता है जो कंप्रेसर द्वारा दी गई प्रवाह मात्रा को वर्तमान आवश्यकता के करीब ले जा सकती है। महत्वपूर्ण परिवर्तन नामपट्टिका आउटपुट के पीछे भागने से वास्तविक कार्य चक्र के अनुरूप होने की ओर है।

पीएमएसएम और आवृत्ति कन्वर्टर के संबंधित कार्य

मोटर नियंत्रित टॉर्क प्रदान करती है

एक स्थायी चुंबक मोटर पीएमएसएम अपने रोटर पर उत्तेजना के लिए रोटर धारा के बजाय स्थायी चुंबकों का उपयोग करती है। एक वायु संपीड़क पीएमएसएम अनुप्रयोग में, मोटर को निर्धारित गति सीमा के भीतर पर्याप्त टॉर्क उत्पन्न करना आवश्यक है, जबकि यह अपनी ऊष्मीय, वोल्टेज और धारा सीमाओं के भीतर बनी रहे। इसकी विशेषताएँ कुशल आंशिक-भार संचालन का समर्थन कर सकती हैं, लेकिन वास्तविक परिणाम अभी भी वायु अंत, शीतलन व्यवस्था, भार प्रोफ़ाइल और ड्राइव विन्यास पर निर्भर करता है।

पीएमएसएम नियंत्रण के लिए रोटर स्थिति की जानकारी केंद्रीय है। डिज़ाइन के आधार पर, नियंत्रक स्थिति को एक सेंसर से प्राप्त करता है या उसका अनुमान लगाता है। यह जानकारी ड्राइव को स्टेटर धारा को रोटर के चुंबकीय क्षेत्र के सापेक्ष उचित रूप से स्थापित करने की अनुमति देती है, ताकि टॉर्क को एक सरल लाइन-आवृत्ति संचालन बिंदु के बजाय नियंत्रित किया जा सके।

कन्वर्टर मांग को विद्युत आदेशों में बदलता है

आवृत्ति परिवर्तक आने वाली आपूर्ति को डीसी लिंक में दिशा-परिवर्तित करता है और मोटर के लिए परिवर्तनशील-आवृत्ति, परिवर्तनशील-वोल्टेज आउटपुट का संश्लेषण करता है। वेक्टर नियंत्रण के साथ, यह चुंबकीय फ्लक्स और बलाघूर्ण से जुड़े धारा घटकों को अलग करता है। एक एयर कंप्रेसर पीएमएसएम के लिए, यह नियंत्रण ड्राइव को सुचारु रूप से त्वरित करने, अनुरोधित गति को बनाए रखने और दबाव संकेत में परिवर्तन के प्रति प्रतिक्रिया करने की अनुमति देता है, बिना प्रत्येक गति परिवर्तन को आपूर्ति आवृत्ति से सीधे जोड़े।

यह कहना अधिक सटीक है कि परिवर्तक मोटर के विद्युत चुंबकीय बलाघूर्ण और गति का प्रबंधन करता है, जबकि कंप्रेसर नियंत्रण प्रणाली यह निर्धारित करती है कि कितनी गति की आवश्यकता है। परिवर्तक खराब पाइपिंग, अत्यधिक रिसाव, छोटे आकार के रिसीवर या गलत चुने गए एयर एंड के लिए एक स्वतंत्र उपचार नहीं है।

दबाव-नियंत्रण लूप कैसे स्थिर समायोजन बनाता है

एक सामान्य एयर कंप्रेसर पीएमएसएम प्रणाली नेटवर्क के संबंधित भाग में दबाव संवेदक का उपयोग करती है। नियंत्रक मापी गई दबाव की तुलना एक निर्धारित बिंदु या अनुमत दबाव पट्टी से करता है। जब मांग बढ़ती है और दबाव गिरना शुरू होता है, तो नियंत्रक गति आदेश में वृद्धि करता है। जब मांग घटती है और दबाव बढ़ता है, तो यह आदेश को कम कर देता है। फिर आवृत्ति परिवर्तक इस आदेश का पालन करता है, जो कि कॉन्फ़िगर की गई गति, धारा और ढाल सीमाओं के भीतर होता है।

• माप: नियंत्रक प्रणाली के दबाव का नमूना लेता है और तापमान, धारा और सुरक्षात्मक इनपुट्स की भी निगरानी कर सकता है।
• निर्णय: एक पीआईडी या संबंधित नियंत्रण रूटीन यह गणना करता है कि कितना गति सुधार आवश्यक है।
• आदेश: गति संदर्भ को परिवर्तक को भेजा जाता है।
• नियमन: परिवर्तक वायु संपीड़क पीएमएसएम के टॉर्क और गति को नियंत्रित करता है।
• सत्यापन: दबाव प्रतिक्रिया का अवलोकन किया जाता है और लूप दोहराया जाता है।

समानुपातिक शब्द वर्तमान त्रुटि के प्रति प्रतिक्रिया करता है, समाकलन शब्द लगातार मौजूद ऑफ़सेट को संबोधित करता है, और अवकल शब्द उचित रूप से उपयोग किए जाने पर तीव्र परिवर्तन के प्रति प्रतिक्रिया को मॉडरेट कर सकता है। बहुत आक्रामक सेटिंग्स शिकार (हंटिंग) पैदा कर सकती हैं: गति बार-बार अतिप्रवाह और अल्पप्रवाह करती है जबकि दबाव दोलन करता है। बहुत धीमी सेटिंग्स अनावश्यक रूप से व्यापक दबाव उतार-चढ़ाव की अनुमति दे सकती हैं। इसलिए स्थिर चर-गति समायोजन समन्वित ट्यूनिंग से आता है, केवल एक इन्वर्टर स्थापित करने से नहीं।

जहाँ कंप्रेसर का व्यवहार नियंत्रण सीमा को सीमित करता है

प्रत्येक एयर कंप्रेसर पीएमएसएम पैकेज के प्रयोग के लिए एक उपयोगी संचालन क्षेत्र होता है। न्यूनतम गति को चिकनाई, शीतलन और स्थिर एयर-एंड संचालन को बनाए रखने के लिए पर्याप्त होना चाहिए। अधिकतम गति को यांत्रिक, ऊष्मीय, विद्युत और निर्माता-परिभाषित सीमाओं के भीतर रहना चाहिए। नियंत्रक को उचित त्वरण और मंदन रैंप्स की भी आवश्यकता होती है ताकि यह मोटर-ड्राइव प्रणाली की कॉन्फ़िगर की गई सीमाओं से अधिक टॉर्क की मांग न करे या विघटनकारी दबाव परिवर्तन न पैदा करे।

व्यवहार में, कम माँग की अवधि का अर्थ यह नहीं होता कि कंप्रेसर को सबसे कम संभव गति पर अनिश्चित काल तक चलाना चाहिए। यदि माँग स्थिर क्षमता सीमा से नीचे गिर जाती है, तो पैकेज को अपने तर्क के अनुसार अनलोड या रोकने की आवश्यकता हो सकती है। इसके विपरीत, उपलब्ध परिवर्तनशील-गति क्षमता से अधिक लगातार माँग के लिए एक अन्य कंप्रेसर, भंडारण, माँग में कमी या संशोधित नियंत्रण रणनीति की आवश्यकता होती है—मोटर को अत्यधिक लोड करने का प्रयास नहीं।

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