উচ্চ-ভোল্টেজ মোটরের পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি স্টার্টিংয়ের জন্য প্রযুক্তিগত সমাধানগুলির বিশ্লেষণ

উচ্চ-ভোল্টেজ মোটরগুলির জন্য পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি স্টার্টিং প্রযুক্তি, যা মোটরগুলির ইনপুট ভোল্টেজ এবং ফ্রিকোয়েন্সি সামঞ্জস্য করে সফট স্টার্টিং, সফট স্টপিং এবং স্টেপলেস স্পিড রেগুলেশন অর্জন করে, আধুনিক শিল্পে সরঞ্জামগুলির কার্যকরী দক্ষতা বৃদ্ধি এবং শক্তি খরচ কমানোর জন্য একটি মূল প্রযুক্তি হয়ে উঠেছে। নিম্নলিখিত বিশ্লেষণটি চারটি মূল দিক কভার করে: প্রযুক্তিগত নীতি, মূল সুবিধা, সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি এবং প্রযুক্তিগত নির্বাচনের সুপারিশ।

I. প্রযুক্তিগত নীতি এবং বাস্তবায়ন পথ

উচ্চ-ভোল্টেজ পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি স্টার্টিং AC-DC-AC রূপান্তর নীতির উপর ভিত্তি করে, যার মূল প্রক্রিয়াটি তিনটি ধাপে বিভক্ত:

1. রেকটিফিকেশন স্টেজ: উচ্চ-ভোল্টেজ অল্টারনেটিং কারেন্ট (যেমন, 6kV/10kV) উচ্চ-ক্ষমতার ডায়োড বা থাইরিস্টর রেকটিফায়ার ব্রিজের মাধ্যমে উচ্চ-ভোল্টেজ ডিরেক্ট কারেন্টে রূপান্তরিত হয়, যা পরবর্তী ইনভারশনের জন্য একটি স্থিতিশীল পাওয়ার উৎস সরবরাহ করে।
2. ফিল্টারিং স্টেজ: ক্যাপাসিটর বা ইন্ডাক্টর দ্বারা গঠিত একটি ফিল্টার সার্কিট ডিসি পাওয়ারের হারমোনিকগুলি দূর করে, যা ইনভারশন স্টেজের জন্য একটি মসৃণ ওয়েভফর্ম এবং উচ্চ-মানের ডিসি ইনপুট নিশ্চিত করে।
3. ইনভারশন স্টেজ: IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors)-এর মতো উচ্চ-গতির সুইচিং ডিভাইসগুলি ডিসি পাওয়ারকে পরিবর্তনযোগ্য ফ্রিকোয়েন্সি এবং ভোল্টেজের থ্রি-ফেজ এসি পাওয়ারে রূপান্তর করে। PWM (Pulse Width Modulation) প্রযুক্তি প্রয়োজনীয় হিসাবে মোটর চালানোর জন্য আউটপুট ওয়েভফর্মকে সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করে।

নিয়ন্ত্রণ কোর: DSPs (Digital Signal Processors) বা মাইক্রোপ্রসেসরগুলি রিয়েল টাইমে মোটরের কার্যকরী অবস্থা নিরীক্ষণ করে এবং বন্ধ-লুপ স্পিড কন্ট্রোল অর্জনের জন্য গতিশীলভাবে আউটপুট ফ্রিকোয়েন্সি এবং ভোল্টেজ সামঞ্জস্য করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি কনডেনসার পাম্প পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি রেট্রোফিটে, একটি চাপ-টাইপ জল স্তর সেন্সর ফোরবে তরল স্তরের রিয়েল-টাইম ফিডব্যাক সরবরাহ করে, যা পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভের বিল্ট-ইন পিআইডি কন্ট্রোলারকে সুনির্দিষ্ট স্তর নিয়ন্ত্রণের জন্য স্বয়ংক্রিয়ভাবে আউটপুট ফ্রিকোয়েন্সি সামঞ্জস্য করতে সক্ষম করে।

II. মূল সুবিধা এবং প্রযুক্তিগত মূল্য

1. সফট স্টার্টিং এবং সফট স্টপিং:
   • সরাসরি স্টার্টিংয়ের সময় ইনrush কারেন্ট দূর করে (যা রেটেড কারেন্টের 4-7 গুণ পর্যন্ত পৌঁছতে পারে), যা মোটর এবং গ্রিড সরঞ্জামের জীবনকাল বাড়ায়।
   • যান্ত্রিক শক কমায়, মোটর বিয়ারিং, গিয়ার এবং অন্যান্য ট্রান্সমিশন উপাদানগুলিকে রক্ষা করে এবং রক্ষণাবেক্ষণ খরচ কমায়।
   • উদাহরণস্বরূপ, Xi'an Xima Electric-এর উচ্চ-ভোল্টেজ পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি স্টার্টিং সিস্টেম মোটরগুলিকে রেটেড কারেন্ট এবং টর্ক-এ শুরু করতে সক্ষম করে, যা ভোল্টেজের ওঠানামা দূর করে এবং সরঞ্জামের নির্ভরযোগ্যতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে।
2. শক্তি সংরক্ষণ এবং খরচ হ্রাস:
   • স্টেপলেস স্পিড রেগুলেশন মোটর এবং লোডের মধ্যে সর্বোত্তম পাওয়ার ম্যাচিং নিশ্চিত করে, যা "অতিরিক্ত আকারের মোটর" অদক্ষতা এড়িয়ে চলে।
   • পরীক্ষামূলক তথ্য নির্দেশ করে যে পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি স্পিড রেগুলেশন কমপক্ষে 30% শক্তি সঞ্চয় করে। উদাহরণস্বরূপ, Tianjin Datang International Panshan Power Generation Company 600MW ইউনিটে কনডেনসার পাম্প রেট্রোফিট করেছে, যা একটি একক মোটরের বিদ্যুতের ব্যবহার 2,500kW থেকে তার প্রকৃত কার্যকরী স্তরে কমিয়েছে, যা উল্লেখযোগ্য শক্তি সঞ্চয় করে।
3. প্রক্রিয়া অপটিমাইজেশন এবং অটোমেশন ইন্টিগ্রেশন:
   • উচ্চ-নির্ভুলতা স্পিড রেগুলেশন জটিল প্রক্রিয়াগুলির প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে, যেমন অ্যাশ স্লাারি পাম্পগুলিতে ফোরবে তরল স্তরের বন্ধ-লুপ নিয়ন্ত্রণ এবং এয়ার কমপ্রেসরগুলিতে স্থিতিশীল চাপ নিয়ন্ত্রণ।
   • DCS (Distributed Control Systems)-এর সাথে নির্বিঘ্ন ইন্টিগ্রেশন ইউনিট অটোমেশন স্তরকে উন্নত করে। উদাহরণস্বরূপ, Guodian Group-এর অধীনে একটি পাওয়ার প্ল্যান্টে অ্যাশ স্লাারি পাম্প রেট্রোফিট করার পরে, পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভে বিল্ট-ইন ডিজিটাল পিআইডি কন্ট্রোলার স্বয়ংক্রিয় তরল স্তর নিয়ন্ত্রণ অর্জন করেছে, যা উৎপাদন প্রক্রিয়াকে অপটিমাইজ করেছে।
4. উন্নত গ্রিড অভিযোজনযোগ্যতা:
   • গ্রিড ক্যাপাসিটির থেকে স্বাধীনভাবে কাজ করে, যা দুর্বল গ্রিড পরিস্থিতিতেও বড় মোটরগুলির স্থিতিশীল স্টার্টিং সক্ষম করে।
   • রিঅ্যাকটিভ পাওয়ার ক্ষতিপূরণ সরবরাহ করে, গ্রিড পাওয়ার ফ্যাক্টর উন্নত করে এবং লাইন লস কমায়। উদাহরণস্বরূপ, Xi'an Xima Electric-এর VSV প্রযুক্তি পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি অপারেশন এবং রিঅ্যাকটিভ পাওয়ার ক্ষতিপূরণের মধ্যে ডুয়াল-মোড সুইচিং সক্ষম করে, যা সরঞ্জামের ব্যবহার বৃদ্ধি করে।

III. সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি এবং কেস স্টাডি

1. বিদ্যুৎ শিল্প:
   • কনডেনসার পাম্প পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি রেট্রোফিট: একটি "এক-ড্রাইভ-দুই-পাম্প" স্কিম (দুটি পাম্প চালানোর জন্য একটি একক পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি ইউনিট) শক্তি সঞ্চয় এবং রিডান্ডেন্সি অর্জন করে। উদাহরণস্বরূপ, Panshan Power Generation Company-তে রেট্রোফিটিং-এর পরে, কনডেনসার পাম্পগুলির অপারেটিং কারেন্ট পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি অপারেশনের সময় 250.5A থেকে গতিশীলভাবে সমন্বিত মানগুলিতে নেমে আসে, যার শক্তি সঞ্চয় হার 30% ছাড়িয়ে যায়।
   • অ্যাশ স্লাারি পাম্প স্পিড রেগুলেশন অপটিমাইজেশন: ফোরবে তরল স্তরের উপর ভিত্তি করে মোটরের গতি গতিশীলভাবে সমন্বয় করা হয়, যা ঘন ঘন স্টার্ট/স্টপ এবং সংশ্লিষ্ট মোটরের চাপ কমায়। Guodian Group-এর একটি পাওয়ার প্ল্যান্টে রেট্রোফিটিং-এর পরে, অ্যাশ স্লাারি পাম্পগুলির কার্যকরী স্থিতিশীলতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়েছে, যা রক্ষণাবেক্ষণ খরচ কমিয়েছে।
2. পেট্রোকেমিক্যাল এবং ধাতুবিদ্যা শিল্প:
   • এয়ার কমপ্রেসর শক্তি-সঞ্চয় আপগ্রেড: একটি "এক-ড্রাইভ-দুই-কম্প্রেসর" পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি সফট স্টার্টার দুটি কমপ্রেসরের মধ্যে বিশৃঙ্খল স্টার্টিং এবং নির্বিঘ্ন সুইচিং সক্ষম করে। উদাহরণস্বরূপ, New Wind Light Electronic-এর JD-BP38 সিরিজের পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি সফট স্টার্টার ইউনিট ব্যর্থতার সময় ভারসাম্যপূর্ণ আউটপুট ভোল্টেজ নিশ্চিত করতে নিরপেক্ষ পয়েন্ট শিফটিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে, যা সিস্টেমের স্থিতিশীলতার নিশ্চয়তা দেয়।
   • ফ্যান এবং পাম্প লোডের জন্য স্পিড রেগুলেশন: পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভগুলি ফ্যান এবং পাম্পগুলিতে প্রবাহ এবং চাপের বন্ধ-লুপ নিয়ন্ত্রণ অর্জন করে, যা থ্রোটলিং লস দূর করে এবং সিস্টেমের দক্ষতা উন্নত করে।
3. মহাকাশ এবং সামরিক শিল্প:
   • উচ্চ-নির্ভরযোগ্যতা স্টার্টিং প্রয়োজনীয়তা: Xi'an Xima Electric-এর উচ্চ-ভোল্টেজ পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি স্টার্টিং সিস্টেম সামরিক বিমান গবেষণা ইনস্টিটিউট দ্বারা প্রত্যয়িত হয়েছে, যা কঠোর পরিবেশে কঠোর মোটর স্টার্টিং চাহিদা পূরণ করে এবং প্রযুক্তিগত পরিপক্কতা এবং নির্ভরযোগ্যতা প্রদর্শন করে।

IV. প্রযুক্তিগত নির্বাচন এবং বাস্তবায়ন সুপারিশ

1. পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ টপোলজির নির্বাচন:
   • থ্রি-লেভেল নিউট্রাল পয়েন্ট ক্ল্যাম্পড স্ট্রাকচার: উচ্চ-ক্ষমতার পরিস্থিতিতে উপযুক্ত (যেমন, 570kW-এর উপরে মোটর), কম সুইচিং ডিভাইস, শক্তিশালী ওভারকারেন্ট ক্ষমতা এবং সহজ, নির্ভরযোগ্য কাঠামো সহ। উদাহরণস্বরূপ, Guodian Group-এর অ্যাশ স্লাারি পাম্প রেট্রোফিট ফ্লাইহুইল স্টার্টিং এবং ওভারলোড সুরক্ষা প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য একটি IGCT-ভিত্তিক থ্রি-লেভেল টপোলজি নির্বাচন করেছে।
   • সেল-সিরিজ মাল্টিলেভেল স্ট্রাকচার: কঠোর গ্রিড হারমোনিক প্রয়োজনীয়তা সহ পরিস্থিতিগুলির জন্য আদর্শ, আউটপুট ফিল্টারের প্রয়োজনীয়তা দূর করে এবং স্ট্যান্ডার্ড অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোটরগুলির সরাসরি ড্রাইভিং সক্ষম করে। উদাহরণস্বরূপ, New Wind Light Electronic-এর পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি সফট স্টার্টার কম-হারমোনিক আউটপুটের জন্য এই কাঠামো গ্রহণ করে।
2. নিয়ন্ত্রণ ফাংশন কনফিগারেশন:
   • ক্লোজড-লুপ কন্ট্রোল ক্যাপাবিলিটি: প্রক্রিয়া অপটিমাইজেশন চাহিদা পূরণের জন্য চাপ/তরল স্তরের পিআইডি রেগুলেশন এবং ক্লোজড-লুপ কন্ট্রোল সমর্থনকারী পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভগুলিকে অগ্রাধিকার দিন।
   • যোগাযোগ ইন্টারফেস এবং প্রোটোকল: DCS/PLC সিস্টেমগুলির সাথে নির্বিঘ্ন ইন্টিগ্রেশনের জন্য Modbus এবং Profibus-এর মতো মূলধারার প্রোটোকলের সাথে সামঞ্জস্যতা নিশ্চিত করুন।
   • সুরক্ষা ফাংশন: সিস্টেমের নিরাপত্তা বাড়ানোর জন্য ওভারকারেন্ট, ওভারলোড, আন্ডারভোল্টেজ, ওভারভোল্টেজ, ফেজ লস এবং শর্ট-সার্কিট সুরক্ষা দিয়ে সজ্জিত করুন।
3. থার্মাল ম্যানেজমেন্ট এবং পরিবেশ সুরক্ষা ডিজাইন:
   • কুলিং সিস্টেম: উচ্চ-ভোল্টেজ পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভগুলি উল্লেখযোগ্য তাপ উৎপন্ন করে এবং পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা 40°C-এর নিচে বজায় রাখার জন্য জোরপূর্বক বায়ু শীতলকরণ বা জল শীতলকরণ সিস্টেমের প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, Panshan Power Generation Company তার পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ রুমে তাপ অপসারিত করার জন্য হিট সিঙ্ক এবং সার্কুলেটিং কুলিং ওয়াটার ব্যবহার করে একটি কুলিং সিস্টেম স্থাপন করেছে।
   • সুরক্ষা রেটিং: কঠোর শিল্প পরিবেশ সহ্য করার জন্য IP54 বা তার বেশি সুরক্ষা রেটিং সহ পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ নির্বাচন করুন।