परमाणु चुंबक समकालिक मोटर के कारण कारखानों के आंतरिक बिजली आपूर्ति प्रणालियों की समग्र बिजली ग्रिड गुणवत्ता में सुधार क्यों होता है

क्यों पीएम सिंक्रोनस मोटर कारखानों को आंतरिक बिजली ग्रिड की गुणवत्ता में सुधार करने में सहायता करती है

कारखाने की बिजली की गुणवत्ता की चर्चा अक्सर तब की जाती है जब कोई अवांछित ट्रिप हो जाती है, ट्रांसफॉर्मर अत्यधिक गर्म हो जाता है, या कई बड़े ड्राइव्स के एक साथ शुरू होने पर उत्पादन लाइन का व्यवहार बदल जाता है। फिर भी, यह समस्या इससे पहले शुरू होती है: उस बिंदु पर जहाँ एक मोटर, उसका लोड, उसकी नियंत्रण विधि और संयंत्र की वितरण प्रणाली मिलती हैं। एक पीएम सिंक्रनस मोटर इस चित्र को सुधारने में सहायता कर सकता है, विशेष रूप से परिवर्तनशील-गति वाले पंप, पंखे, कंप्रेसर और प्रक्रिया-ड्राइव कार्यों में। महत्वपूर्ण शर्त यह है कि लाभ एक सही इंजीनियर किए गए मोटर-और-ड्राइव प्रणाली से आता है, न कि केवल मोटर के नामपट्ट के आधार पर।

खरीद के दृष्टिकोण से, बिजली प्रणाली के अपग्रेड का मूल्यांकन जीवन चक्र के संचालन व्यवहार के साथ-साथ खरीद मूल्य के आधार पर किया जाना चाहिए। कम हानि वाला ड्राइव ट्रेन समान यांत्रिक कार्य के लिए वर्तमान की मांग को कम कर सकता है; सावधानीपूर्ण कनवर्टर चयन और शुरुआती स्थापना भी आंतरिक नेटवर्क में अनावश्यक विकृति जोड़ने से बचा सकती है। व्यावहारिक रूप से, उपयोगी प्रश्न यह है: कौन से मापन यह दिखाएंगे कि पीएम सिंक्रनस मोटर स्थापना इस विशिष्ट कारखाने की सहायता कर रही है?

कारखाने के अंदर बिजली की गुणवत्ता केवल उपयोगिता बिल से अधिक है

आंतरिक बिजली की गुणवत्ता से आशय उस विश्वसनीयता और शुद्धता से है, जिसके साथ विद्युत ऊर्जा को साइट के भीतर लोड तक पहुँचाया जाता है। अभियंता आमतौर पर वोल्टेज परिवर्तन, वोल्टेज असंतुलन, पावर फैक्टर, धारा हार्मोनिक्स, वोल्टेज हार्मोनिक्स, इनरश, फ्लिकर तथा केबल और ट्रांसफॉर्मर के तापीय लोडिंग की निगरानी करते हैं। ये चर एक-दूसरे से प्रभावित होते हैं। एक प्रक्रिया लाइन में पर्याप्त स्थापित किलोवाट क्षमता होने के बावजूद भी, प्रारंभ के समय वोल्टेज डिप, खराब ढंग से कॉन्फ़िगर किए गए ड्राइव से विकृत धारा, या उपकरण के जीवनकाल को कम करने वाला असमान फेज लोडिंग जैसी समस्याएँ हो सकती हैं।

वहीं क्यों पीएम सिंक्रनस मोटर इसे एक प्रणाली के हिस्से के रूप में मूल्यांकन किया जाना चाहिए। मोटर के पास एक स्थायी चुंबक रोटर होता है और आमतौर पर इसे उचित रूप से मेल खाते हुए वेरिएबल-फ्रीक्वेंसी ड्राइव (VFD) के साथ जोड़ा जाता है। VFD मोटर को आपूर्ति की जाने वाली वोल्टेज और धारा को आकार देता है; ऊपर की ओर के रिएक्टर, फ़िल्टर, केबल की लंबाई, ट्रांसफॉर्मर प्रतिबाधा, स्विचिंग आवृत्ति, ग्राउंडिंग और नियंत्रण ट्यूनिंग भी प्लांट बस पर दिखाई देने वाले परिणाम को प्रभावित करते हैं।

पीएम सिंक्रोनस मोटर कैसे विद्युत तनाव को कम कर सकती है

कम हानि से आवश्यक शाफ्ट कार्य के लिए धारा कम की जा सकती है

समान संचालन स्थितियों के तहत कम कुशल विकल्प की तुलना में, एक पीएम सिंक्रनस मोटर आवश्यक शाफ्ट आउटपुट प्रदान करने के लिए कम इनपुट शक्ति की आवश्यकता हो सकती है। यह स्वचालित रूप से हार्मोनिक विकृति को ठीक नहीं करता है, लेकिन यह स्थायी-अवस्था फीडर धारा, I²R केबल हानि, ट्रांसफार्मर तापन और वोल्टेज ड्रॉप को कम कर सकता है। यह प्रभाव तब सबसे अधिक महत्वपूर्ण होता है जब कोई प्रक्रिया लगातार एक नामपट्ट बिंदु पर चलने के बजाय लंबे समय तक आंशिक भार पर चलती है।

एक अंतर यहाँ महत्वपूर्ण है: उच्च दक्षता, उच्च शक्ति गुणवत्ता के समान नहीं है। दक्षता से अनावश्यक वास्तविक-शक्ति हानि कम होती है; परंतु शक्ति गुणवत्ता को अभी भी प्रासंगिक बस या सामान्य संयुक्ति बिंदु पर मापा जाना चाहिए। IEC TS 60034-30-2 चर-गति AC मोटरों के लिए दक्षता-वर्ग रूपरेखा प्रदान करता है, जबकि साइट डिज़ाइन को अलग से कनवर्टर व्यवहार और नेटवर्क स्थितियों को संबोधित करना आवश्यक है।

नियंत्रित प्रारंभ, लाइन-पार झटके से बचाता है

VFD-संचालित पीएम सिंक्रनस मोटर प्रबंधित आवृत्ति और बलाघूर्ण के साथ त्वरित होता है, न कि अचानक लाइन-पार संबंधन के माध्यम से। किसी पंप या पंखे के लिए, यह शुरुआती-धारा की घटना को काफी कम कर सकता है, जो अन्यथा कमज़ोर आंतरिक बस को दबा देती है और निकटस्थ नियंत्रणों को विघटित कर देती है। वास्तविक रैंप को अभी भी चालित उपकरण के अनुकूल बनाया जाना चाहिए: बहुत तेज़ रैंप अत्यधिक बलाघूर्ण की माँग कर सकता है, जबकि अनावश्यक रूप से धीमा रैंप प्रक्रिया आवश्यकताओं के साथ टकरा सकता है।

एक जल-स्थानांतरण पंप के बारे में सोचें जिसे एक ट्रांसफॉर्मर से आपूर्ति की जाती है, जो यंत्रीकरण और पैकेजिंग उपकरणों को भी बिजली प्रदान करता है। लक्ष्य केवल पंप को चालू करना नहीं है। बल्कि यह है कि इसे ऐसे चालू किया जाए कि कोई वोल्टेज डिप न हो, जो संवेदनशील उपकरणों को रीसेट कर दे या ऑपरेटरों को असंबंधित लोड को हाथ से क्रमबद्ध करने के लिए मजबूर कर दे।

गति नियंत्रण से अनावश्यक चक्रण और शिखर मांग को रोका जा सकता है

जहाँ प्रवाह या वायु मांग परिवर्तनशील होती है, वहाँ थ्रॉटलिंग वाल्व, डैम्पर और बार-बार होने वाली निश्चित-गति की शुरुआतें अक्षम संचालन पैटर्न बना सकती हैं। एक पीएम सिंक्रनस मोटर उपयुक्त ड्राइव के साथ एक उपकरण मांग संकेत का अधिक सुचारु रूप से अनुसरण कर सकता है। कम अचानक लोड परिवर्तन आंतरिक मांग प्रोफ़ाइल को प्रबंधित करने को आसान बना सकता है और यांत्रिक झटकों को भी कम कर सकता है। परिणाम लोड वक्र, प्रक्रिया नियंत्रण और न्यूनतम सुरक्षित गति पर निर्भर करता है; यह प्रत्येक अनुप्रयोग के लिए एक सार्वभौमिक वादा नहीं है।

ड्राइव हार्मोनिक प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण है

आप सोच रहे होंगे: अगर पीएम मोटर कुशल है, तो बिजली की गुणवत्ता का काम पूरा हो गया। इस दृष्टिकोण की समस्या यह है कि वीएफडी एक गैर-रैखिक लोड है, और इसका इनपुट चरण हार्मोनिक धारा पैदा कर सकता है। यदि संयंत्र की प्रतिबाधा उस धारा को वोल्टेज विकृति में बदल देती है, तो अन्य उपकरण प्रभावित हो सकते हैं। एक अच्छी पीएम सिंक्रनस मोटर परियोजना में इसलिए पहली विद्युत एकल-रेखा समीक्षा से ही ड्राइव टॉपोलॉजी और शमन योजना शामिल होनी चाहिए।

• ट्रांसफॉर्मर की क्षमता, उपलब्ध दोष स्तर, फीडर प्रतिबाधा, केबल मार्गनिर्देशन और मौजूदा गैर-रैखिक लोड की पुष्टि करें।
• साइट के लिए वीएफडी इनपुट व्यवस्था का चयन करें, जिसमें लाइन रिएक्टर, डीसी चोक, निष्क्रिय या सक्रिय हार्मोनिक फ़िल्टर, या अन्य उपयुक्त शमन उपाय शामिल हों।
• प्रतिबिंबित-तरंग और बेयरिंग-धारा जोखिमों को प्रबंधित करने के लिए मोटर-केबल लंबाई, विद्युतरोधन समन्वय, ग्राउंडिंग और कोई आवश्यक आउटपुट फ़िल्टरिंग की समीक्षा करें।
• कमीशनिंग के दौरान त्वरण, मंदन, टॉर्क सीमाएँ और स्विचिंग पैरामीटर सेट करें, बजाय कि कारखाने की डिफ़ॉल्ट सेटिंग पर निर्भर रहें।
• प्रतिनिधि उत्पादन स्थितियों के तहत स्थापना से पहले और बाद में माप करें।

आईईईई 519 का उपयोग आमतौर पर सामान्य संयुक्ति बिंदु पर हार्मोनिक नियंत्रण के लिए संदर्भ के रूप में किया जाता है, लेकिन लागू लक्ष्य वोल्टेज वर्ग और प्रणाली की शॉर्ट-सर्किट तथा लोड स्थितियों पर निर्भर करते हैं। इसे एक इंजीनियरिंग मूल्यांकन का मार्गदर्शन करना चाहिए, न कि मोटर पैकेज के लिए एक सामान्य अनुपालन लेबल के रूप में उपयोग किया जाना चाहिए।

एक व्यावहारिक कारखाना अपग्रेड वॉकथ्रू

चर-लोड फैन, प्रारंभ के दौरान आवधिक वोल्टेज गिरावट और कई वीएफडी को पहले से ही आपूर्ति कर रहे ट्रांसफॉर्मर के साथ एक सामान्यीकृत प्रक्रिया क्षेत्र पर विचार करें। पहला कदम एक आधाररेखा सर्वेक्षण है। किलोवाट, किलोवोल्ट-एम्पियर, शक्ति गुणांक, धारा और वोल्टेज टीएचडी, मांग शिखर, कला संतुलन, बस वोल्टेज और प्रतिनिधि शिफ्ट के दौरान मुख्य घटना लॉग को रिकॉर्ड करें। यदि लोड पैटर्न बैचों के आधार पर बदलते हैं, तो एक घंटे का स्नैपशॉट शायद ही काफी होगा।

अगला, यांत्रिक कार्य को परिभाषित करें: गति सीमा, आवश्यक ब्रेकअवे टॉर्क, जड़त्व, लोड प्रोफाइल, परिवेश तापमान, एन्क्लोजर और रखरखाव पहुँच। एक पीएम सिंक्रनस मोटर शक्ति रेटिंग को एक निश्चित संख्या के रूप में लेना अनुमानित योजना के लिए उपयुक्त है; लेकिन जब वातावरणीय परिस्थितियाँ, अतिभार कार्य और वास्तविक गति सीमा की गणना में प्रवेश करती हैं, तो उपयोग में लाई जा सकने वाली निरंतर सीमा काफी हद तक बदल सकती है।

फिर मोटर, वीएफडी और ऊपर की ओर की क्षतिपूर्ति को एक संयुक्त पैकेज के रूप में निर्दिष्ट करें। क्विंगदाओ एननेंग मोटर कंपनी लिमिटेड स्थानीय वाइंडिंग क्षमता के साथ स्थायी चुंबक मोटर और जनरेटर का डिज़ाइन और निर्माण करती है, जो वाइंडिंग, फ्रेम और कार्य आवश्यकताओं की अनुप्रयोग-विशिष्ट चर्चा का समर्थन कर सकती है। अंतिम चयन के लिए ग्राहक के विद्युत और यांत्रिक डेटा की आवश्यकता होती है, और किसी भी स्थल-विशिष्ट दावों की पुष्टि डिज़ाइन समीक्षा के दौरान की जानी चाहिए।

स्थापना के समय, परिवर्तन से पहले और बाद में समान संचालन बिंदु की तुलना करें। जाँच करें कि क्या प्रारंभ-संबंधित वोल्टेज घटनाएँ कम हो गई हैं, क्या धारा माँग और तापमान सीमाएँ सुधारित हुई हैं, और क्या चयनित मापन बिंदु पर हार्मोनिक मान स्वीकार्य स्तर पर बने हुए हैं। यदि परिणाम अपेक्षित अनुसार न हों, तो सबसे पहले ड्राइव सेटिंग्स, फ़िल्टर स्थापना, नेटवर्क अनुनाद, ग्राउंडिंग और अन्य गैर-रैखिक भारों के साथ अंतःक्रिया की जाँच करें—केवल मोटर की नहीं।

पीएम सिंक्रोनस मोटर विनिर्देश में क्या शामिल करना चाहिए

विद्युत गुणवत्ता को एक मापित परिणाम बनाएँ

ए पीएम सिंक्रनस मोटर यह नुकसान को कम करके, प्रारंभ को संतुलित करके और गति नियंत्रण को चिकना बनाकर एक स्वच्छ, अधिक स्थिर आंतरिक आपूर्ति में योगदान दे सकता है। लेकिन सबसे विश्वसनीय परिणाम इसे एक मोटर-ड्राइव-नेटवर्क परियोजना के रूप में संभालने से प्राप्त होता है। आधारभूत डेटा से शुरुआत करें, वास्तविक नेटवर्क के लिए VFD और शमन उपाय चुनें, नियंत्रणों की सावधानीपूर्ण कमीशनिंग करें, और उत्पादन भार के तहत मापन के साथ परिणाम की पुष्टि करें।

स्थायी चुंबक मोटर (PMSM) अपग्रेड पर विचार कर रहे कारखानों के लिए, यह दृष्टिकोण चर्चा को व्यावहारिक बनाए रखता है: कम धारणाएँ, स्पष्ट स्वीकृति मानदंड, और एक विद्युत प्रणाली जो प्रक्रिया का समर्थन करती है, न कि उसकी छिपी हुई बाधा बन जाती है।

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