20160503 प्रतिदिन एक प्रश्न

वेक्टर नियंत्रण, वेक्टर-निर्देशांक सर्किटों के माध्यम से मोटर के स्टेटर में प्रवाहित होने वाली धारा की मात्रा एवं चरण को नियंत्रित करने की प्रक्रिया है। इसके द्वारा d, q, 0 निर्देशांक अक्षों में मोटर में प्रवाहित होने वाली चुम्बकीय धारा एवं टॉर्क धारा को अलग-अलग नियंत्रित किया जा सकता है; जिससे मोटर के टॉर्क पर नियंत्रण प्राप्त किया जा सकता है। विभिन्न वेक्टरों के क्रिया-क्रम एवं समय को नियंत्रित करने, साथ ही शून्य वेक्टर के क्रिया-समय को नियंत्रित करके, विभिन्न प्रकार की PWM तरंगें बनाई जा सकती हैं; इससे विभिन्न नियंत्रण उद्देश्यों को पूरा किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, स्विचिंग हानि को कम करने हेतु ऐसी PWM तरंगें बनाई जाती हैं, जिनमें स्विचिंग की संख्या सबसे कम हो। वर्तमान में, फ्रीक्वेंसी कनवर्टरों में वास्तव में उपयोग में आने वाली वेक्टर नियंत्रण विधियों में मुख्य रूप से “स्लिप फ्रीक्वेंसी आधारित वेक्टर नियंत्रण विधि” एवं “स्पीड सेंसर रहित वेक्टर नियंत्रण विधि” शामिल हैं। स्लिप फ्रीक्वेंसी-आधारित वेक्टर नियंत्रण विधि एवं स्लिप फ्रीक्वेंसी-आधारित नियंत्रण विधि दोनों की स्थिरावस्था विशेषताएँ समान होती हैं; लेकिन स्लिप फ्रीक्वेंसी-आधारित वेक्टर नियंत्रण विधि में चुंबकीय क्षेत्र के नियंत्रण हेतु निर्देशांक परिवर्तन की आवश्यकता होती है, ताकि मोटर की स्टेटर धारा का चरण निर्धारित शर्तों के अनुरूप हो, एवं टॉर्क धारा में होने वाले उतार-चढ़ाव दूर हो सकें। अतः, स्लिप फ्रीक्वेंसी पर आधारित वेक्टर नियंत्रण विधि, स्लिप फ्रीक्वेंसी नियंत्रण विधि की तुलना में आउटपुट गुणवत्ता के मामले में काफी बेहतर परिणाम देती है। लेकिन, यह नियंत्रण विधि “बंद-लूप नियंत्रण” विधि है; इसके लिए मोटर पर स्पीड सेंसर लगाना आवश्यक है। इस कारण, इसका उपयोग केवल सीमित क्षेत्रों में ही संभव है। बिना गति-सेंसर वाला वेक्टर नियंत्रण, निर्देशांक-रूपांतरण के माध्यम से चुम्बकीय धारा एवं टॉर्क धारा को अलग-अलग नियंत्रित करने पर आधारित है। इसके बाद, मोटर के स्टेटर वाइंडिंगों पर लगने वाले वोल्टेज एवं धारा को नियंत्रित करके ही चुम्बकीय धारा एवं टॉर्क धारा पर नियंत्रण प्राप्त किया जाता है। इस नियंत्रण विधि में गति नियंत्रण की सीमा व्यापक होती है, शुरुआती टॉर्क अधिक होता है, यह विधि विश्वसनीय है एवं इसका उपयोग आसान है। लेकिन इसकी गणना काफी जटिल होती है; इसके लिए आमतौर पर विशेष प्रोसेसर की आवश्यकता होती है। इस कारण, इस विधि में वास्तविक समय पर नियंत्रण संभव नहीं होता, एवं नियंत्रण की सटीकता गणना की सटीकता पर निर्भर होती है।

वेक्टर नियंत्रण, वेक्टर-निर्देशांक सर्किटों के माध्यम से मोटर के स्टेटर में प्रवाहित होने वाली धारा की मात्रा एवं चरण को नियंत्रित करने की प्रक्रिया है। इसके द्वारा d, q, 0 निर्देशांक अक्षों में मोटर में प्रवाहित होने वाली चुम्बकीय धारा एवं टॉर्क धारा को अलग-अलग नियंत्रित किया जा सकता है; जिससे मोटर के टॉर्क पर नियंत्रण प्राप्त किया जा सकता है। विभिन्न वेक्टरों के क्रिया-क्रम एवं समय को नियंत्रित करने, साथ ही शून्य वेक्टर के क्रिया-समय को नियंत्रित करके, विभिन्न प्रकार की PWM तरंगें बनाई जा सकती हैं; इससे विभिन्न नियंत्रण उद्देश्यों को पूरा किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, स्विचिंग हानि को कम करने हेतु ऐसी PWM तरंगें बनाई जाती हैं, जिनमें स्विचिंग की संख्या सबसे कम हो। वर्तमान में, फ्रीक्वेंसी कनवर्टरों में वास्तव में उपयोग में आने वाली वेक्टर नियंत्रण विधियों में मुख्य रूप से “स्लिप फ्रीक्वेंसी आधारित वेक्टर नियंत्रण विधि” एवं “स्पीड सेंसर रहित वेक्टर नियंत्रण विधि” शामिल हैं।

प्रश्न: बच्चे को पता है… बच्चे की समस्याओं के बारे में माँ को पता है। तुरंत डाउनलोड करें। “वेक्टर नियंत्रण”, फ्रीक्वेंसी कंट्रोलर का कौन-सा नियंत्रण तरीका है? दस मिनट के भीतर हर प्रश्न का उत्तर दिया जाएगा। बाइडू जानो को तुरंत डाउनलोड करें। व्यावसायिक स्तर पर, असिंक्रोनस मोटर के स्टेटर धारा वेक्टर को दो भागों में विभाजित किया जाता है – चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने वाली धारा (एक्साइटेशन धारा) एवं टॉर्क उत्पन्न करने वाली धारा (टॉर्क धारा)। इन दोनों धाराओं के आयाम एवं चरणों को नियंत्रित किया जाता है; अर्थात् स्टेटर धारा वेक्टर को ही नियंत्रित किया जाता है। इसी कारण इस नियंत्रण विधि को “वेक्टर नियंत्रण” कहा जाता है। सरल शब्दों में, वेक्टर नियंत्रण का अर्थ है चुंबकीय लूप एवं टॉर्क को अलग-अलग करना; इससे इन दोनों के नियंत्रकों को अलग-अलग डिज़ाइन किया जा सकता है, जिससे एसी मोटरों की गति को बेहतर तरीके से नियंत्रित किया जा सकता है। वेक्टर नियंत्रण विधियों में, स्लिप फ्रीक्वेंसी आधारित वेक्टर नियंत्रण विधि, गति सेंसर रहित वेक्टर नियंत्रण विधि, एवं गति सेंसर वाली वेक्टर नियंत्रण विधि आदि शामिल हैं। इस तरह, एक त्रिफेज असिंक्रोनस मोटर को डीसी मोटर के रूप में ही नियंत्रित किया जा सकता है; जिससे डीसी स्पीड कंट्रोल सिस्टम के समान ही स्थिर एवं गतिशील प्रदर्शन प्राप्त होता है।

वेक्टर फ्रीक्वेंसी रूपांतरण, मोटर की धारा को D-अक्ष धारा एवं Q-अक्ष धारा में विभाजित करता है; जहाँ D-अक्ष धारा, चुम्बकीकरण हेतु आवश्यक धारा है, जबकि Q-अक्ष धारा, टॉर्क उत्पन्न करने हेतु आवश्यक धारा है। D एवं Q को अलग-अलग नियंत्रित करके, मोटर को अधिक स्टार्टिंग टॉर्क प्राप्त करने में मदद मिलती है। इसका उपयोग आमतौर पर भारी लोड वाले संदर्भों में किया जाता है। उदाहरण के लिए, उच्च शक्ति वाली लंबी परिवहन बेल्टें एवं लिफ्टें आदि। ऐसी स्थिति में, सामान्य फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर का उपयोग करने पर, शुरुआत में लोड बहुत अधिक होने के कारण आउटपुट टॉर्क पर्याप्त नहीं होता, जिससे मोटर शुरू ही नहीं हो पाती। इसके परिणामस्वरूप मोटर जाम हो सकती है, या फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर में ओवरकरंट जैसी समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं।

वास्तव में, असिंक्रोनस मोटर के स्टेटर धारा वेक्टर को दो भागों में विभाजित किया जाता है – एक वह धारा जो चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है (एक्साइटेशन धारा), एवं दूसरी वह धारा जो टॉर्क उत्पन्न करती है (टॉर्क धारा)। इन दोनों धाराओं पर अलग-अलग नियंत्रण लगाया जाता है; साथ ही इन दोनों धाराओं के आयाम एवं चरणों पर भी नियंत्रण रखा जाता है। इस प्रकार स्टेटर धारा वेक्टर पर नियंत्रण लगाया जाता है, इसीलिए इस नियंत्रण विधि को “वेक्टर नियंत्रण” कहा जाता है। सरल शब्दों में, वेक्टर नियंत्रण का अर्थ है चुंबकीय लूप एवं टॉर्क को अलग-अलग करना; इससे इन दोनों के नियंत्रकों को अलग-अलग डिज़ाइन किया जा सकता है, जिससे एसी मोटरों की गति को बेहतर तरीके से नियंत्रित किया जा सकता है। वेक्टर नियंत्रण विधियों में, स्लिप फ्रीक्वेंसी आधारित वेक्टर नियंत्रण विधि, गति सेंसर रहित वेक्टर नियंत्रण विधि, एवं गति सेंसर वाली वेक्टर नियंत्रण विधि आदि शामिल हैं। इस तरह, एक त्रिफेज असिंक्रोनस मोटर को डीसी मोटर के रूप में ही नियंत्रित किया जा सकता है; जिससे डीसी स्पीड कंट्रोल सिस्टम के समान ही स्थिर एवं गतिशील प्रदर्शन प्राप्त होता है। यह विकिपीडिया से ली गई जानकारी है; इसका सारांश काफी अच्छा है। वेक्टर नियंत्रण की अवधारणा की खोज सबसे पहले सीमेंस के इंजीनियरों द्वारा अपने स्नातक थीसिस के दौरान की गई। वर्तमान में देश में फ्रीक्वेंसी कन्वर्टरों में इस तकनीक का व्यापक रूप से उपयोग किया जा रहा है। यह पारंपरिक V/F नियंत्रण प्रणाली की तुलना में अधिक उन्नत है, एवं इसके फायदे भी स्पष्ट हैं। वर्तमान में, फ्रीक्वेंसी कन्वर्टरों में “डायरेक्ट टॉर्क कंट्रोल” (DTC) नामक एक अन्य नियंत्रण विधि भी है। इसे केवल सीमेंस एवं एबीबी ही उपयोग में लाते हैं। DTC नियंत्रण विधि अधिक उन्नत है।

एसिंक्रोनस मोटर के स्टेटर धारा वेक्टर को, चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने वाली धारा घटक (एक्साइटेशन धारा) एवं टॉर्क उत्पन्न करने वाली धारा घटक (टॉर्क धारा) में विभाजित किया जाता है; इन दोनों घटकों पर अलग-अलग नियंत्रण लगाया जाता है। साथ ही, इन दोनों घटकों के आयाम एवं चरणों पर भी नियंत्रण रखा जाता है। इस प्रकार स्टेटर धारा वेक्टर पर नियंत्रण लगाया जाता है; इसीलिए इस नियंत्रण विधि को “वेक्टर नियंत्रण” कहा जाता है।