ब्राकिंग चॉप्पर: Difference between revisions
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[[File:Generic Small Braking Chopper.jpg|right|thumb|250px| | [[File:Generic Small Braking Chopper.jpg|right|thumb|250px|ब्राकिंग चॉप्पर]]'''ब्राकिंग चॉप्पर''', जिसे कभी-कभी ब्राकिंग यूनिट के रूप में भी जाना जाता है, [[आवृत्ति कन्वर्टर्स]] के डीसी [[वोल्टेज]] इंटरमीडिएट परिपथ में वोल्टेज को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है जब लोड ऊर्जा को इंटरमीडिएट परिपथ में वापस भेजता है। यह उत्पन्न होता है, उदाहरण के लिए, जब चुंबकित [[ विद्युत मोटर |विद्युत मोटर]] को ओवरहालिंग लोड द्वारा घुमाया जा रहा है और डीसी वोल्टेज इंटरमीडिएट परिपथ को [[विद्युत जनरेटर]] फ़ीडिंग पावर के रूप में कार्य करता है।<ref>Werner Leonhard, 2001 "Control of Electrical Drives" Springer Press</ref><ref>R. Krishnan, 2001 "Electric Motor Drives: Modeling, Analysis, and Control", Prentice Hall</ref> | ||
वे स्विचिंग डिवाइस के ऑन-ऑफ नियंत्रण का उपयोग करते हुए [[हेलिकॉप्टर (इलेक्ट्रॉनिक्स)]] का | वे स्विचिंग डिवाइस के ऑन-ऑफ नियंत्रण का उपयोग करते हुए [[हेलिकॉप्टर (इलेक्ट्रॉनिक्स)|चॉप्पर सिद्धांत]] का अनुप्रयोग हैं। | ||
== ऑपरेशन == | == ऑपरेशन == | ||
[[File:Braking chopper in use.jpg|right|thumb|250px|बड़े | [[File:Braking chopper in use.jpg|right|thumb|250px|बड़े ब्राकिंग चॉप्पर स्थापना]]ब्राकिंग चॉप्पर विद्युत स्विच है जो डीसी बस वोल्टेज को ब्राकिंग ऊर्जा प्रतिरोधक में स्विच करके सीमित करता है जहां ब्राकिंग ऊर्जा ऊष्मा में परिवर्तित हो जाती है। चर-आवृत्ति ड्राइव के नाममात्र वोल्टेज के आधार पर वास्तविक डीसी बस वोल्टेज निर्दिष्ट स्तर से अधिक होने पर ब्राकिंग चॉप्पर स्वचालित रूप से सक्रिय हो जाते हैं | ||
== लाभ == | == लाभ == | ||
* सरल विद्युत निर्माण और प्रसिद्ध प्रौद्योगिकी | * सरल विद्युत निर्माण और प्रसिद्ध प्रौद्योगिकी है। | ||
* | * चॉप्पर और प्रतिरोधक के लिए अल्प मौलिक निवेश है। | ||
* एसी की आपूर्ति बंद होने पर भी | * एसी की आपूर्ति बंद होने पर भी चॉप्पर कार्य करता है। मुख्य विद्युत हानि के समय ब्रेक लगाना आवश्यक हो सकता है। उदा. लिफ्ट या अन्य सुरक्षा संबंधी अनुप्रयोगों में होता है। | ||
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* यदि | * यदि उष्म वायु का उपयोग नहीं किया जा सकता है तो ब्राकिंग ऊर्जा नष्ट हो जाती है। | ||
* | * ब्राकिंग चॉप्पर और रेसिस्टर्स को अतिरिक्त स्थान की आवश्यकता होती है। | ||
* | * शीतलन और उष्म रिकवरी प्रणाली में अतिरिक्त निवेश की आवश्यकता हो सकती है। | ||
* | * ब्राकिंग चॉप्पर सामान्यतः निश्चित चक्र के लिए आयामित होते हैं, उदा 100% [[विद्युत शक्ति]] 1/10 मिनट, लंबे ब्राकिंग समय के लिए ब्राकिंग चॉप्पर के अधिक त्रुटिहीन आयाम की आवश्यकता होती है। | ||
* परिवेश वायु अंतरिक्ष में | * परिवेश वायु अंतरिक्ष में उष्म प्रतिरोधी और संभावित धूल और रासायनिक घटकों के कारण आग का खतरा बढ़ गया। | ||
* | * ब्राकिंग के समय बढ़ा हुआ डीसी बस वोल्टेज स्तर मोटर इंसुलेशन पर अतिरिक्त वोल्टेज तनाव का कारण बनता है। | ||
== अनुप्रयोग == | == अनुप्रयोग == | ||
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* | * ब्राकिंग साइकिल की आवश्यकता कभी-कभी ही होती है। | ||
* मोटरिंग ऊर्जा के संबंध में | * मोटरिंग ऊर्जा के संबंध में ब्राकिंग ऊर्जा की मात्रा अधिक अल्प होती है। | ||
* परिवेशी वायु में पर्याप्त मात्रा में धूल या अन्य संभावित ज्वलनशील, विस्फोटक या धात्विक घटक | * परिवेशी वायु में पर्याप्त मात्रा में धूल या अन्य संभावित ज्वलनशील, विस्फोटक या धात्विक घटक सम्मिलित होते हैं। | ||
ब्राकिंग चॉप्पर उपयुक्त हैं जब: | |||
* ब्रेक लगाना निरंतर या नियमित रूप से दोहराया जाता | * ब्रेक लगाना निरंतर या नियमित रूप से दोहराया जाता है। | ||
* आवश्यक मोटरिंग ऊर्जा के संबंध में | * आवश्यक मोटरिंग ऊर्जा के संबंध में ब्राकिंग ऊर्जा की कुल मात्रा अधिक है। | ||
* तात्कालिक | * तात्कालिक ब्राकिंग शक्ति अधिक है, उदा कई मिनट के लिए कई सौ किलोवाट होता है। | ||
* | * मुख्य शक्ति हानि के समय ब्राकिंग ऑपरेशन की आवश्यकता होती है। | ||
== [[फ्लक्स]] | == [[फ्लक्स]] ब्राकिंग == | ||
ओवररनिंग लोड को संभालने के लिए फ्लक्स | ओवररनिंग लोड को संभालने के लिए फ्लक्स ब्राकिंग विधि है, जो इलेक्ट्रिक मोटर के हानि पर आधारित है। जब ड्राइव प्रणाली में ब्राकिंग की आवश्यकता होती है, तो मोटर फ्लक्स और इस प्रकार मोटर में उपयोग किए जाने वाले चुंबकीय [[विद्युत प्रवाह]] घटक भी बढ़ जाते हैं। [[प्रत्यक्ष टोक़ नियंत्रण|प्रत्यक्ष टॉर्क नियंत्रण]] सिद्धांत के माध्यम से प्रवाह का नियंत्रण सरलता से प्राप्त किया जा सकता है। डीटीसी के साथ मोटर के लिए वांछित टॉर्क और प्रवाह प्राप्त करने के लिए इन्वर्टर (इलेक्ट्रिकल) को सीधे नियंत्रित किया जाता है। फ्लक्स ब्राकिंग के समय मोटर डीटीसी नियंत्रण में होती है जो आश्वासन देती है कि निर्दिष्ट गति रैंप के अनुसार ब्राकिंग की जा सकती है। यह [[डीसी इंजेक्शन ब्रेकिंग|डीसी एकाकी]] ब्राकिंग से अधिक भिन्न है जो सामान्यतः ड्राइव में उपयोग किया जाता है। डीसी एकाकी पद्धति में डीसी धारा को मोटर में प्रवेशित किया जाता है जिससे कि ब्राकिंग के समय मोटर फ्लक्स का नियंत्रण विलुप्त हो जाता है। डीटीसी पर आधारित फ्लक्स ब्राकिंग विधि अनुरोध किए जाने पर मोटर को ब्राकिंग से मोटरिंग शक्ति में तीव्रता से स्थानांतरित करने में सक्षम बनाती है। | ||
फ्लक्स | फ्लक्स ब्राकिंग में बढ़ी हुई धारा का तात्पर्य मोटर के अंदर बढ़ी हुई हानि से है। ब्राकिंग पावर इसलिए भी बढ़ जाती है, चूँकि आवृत्ति कन्वर्टर को दी जाने वाली ब्राकिंग पावर में वृद्धि नहीं होती है। बढ़ा हुआ धारा मोटर प्रतिरोधों में बढ़ा हुआ हानि उत्पन्न करता है। प्रतिरोध मान जितना अधिक होगा, मोटर के अंदर ब्राकिंग ऊर्जा अपव्यय उतना ही अधिक होगा।सामान्यतः, अल्प विद्युत की मोटरों (5 kW से अल्प) में मोटर का प्रतिरोध मान मोटर के नाममात्र धारा के संबंध में अपेक्षाकृत बड़ा होता है। मोटर की शक्ति या वोल्टेज जितना अधिक होता है, मोटर का प्रतिरोध मान मोटर धारा के संबंध में उतना ही अल्प होता है। | ||
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ब्राकिंग चॉप्पर, जिसे कभी-कभी ब्राकिंग यूनिट के रूप में भी जाना जाता है, आवृत्ति कन्वर्टर्स के डीसी वोल्टेज इंटरमीडिएट परिपथ में वोल्टेज को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है जब लोड ऊर्जा को इंटरमीडिएट परिपथ में वापस भेजता है। यह उत्पन्न होता है, उदाहरण के लिए, जब चुंबकित विद्युत मोटर को ओवरहालिंग लोड द्वारा घुमाया जा रहा है और डीसी वोल्टेज इंटरमीडिएट परिपथ को विद्युत जनरेटर फ़ीडिंग पावर के रूप में कार्य करता है।[1][2]
वे स्विचिंग डिवाइस के ऑन-ऑफ नियंत्रण का उपयोग करते हुए चॉप्पर सिद्धांत का अनुप्रयोग हैं।
ऑपरेशन
ब्राकिंग चॉप्पर विद्युत स्विच है जो डीसी बस वोल्टेज को ब्राकिंग ऊर्जा प्रतिरोधक में स्विच करके सीमित करता है जहां ब्राकिंग ऊर्जा ऊष्मा में परिवर्तित हो जाती है। चर-आवृत्ति ड्राइव के नाममात्र वोल्टेज के आधार पर वास्तविक डीसी बस वोल्टेज निर्दिष्ट स्तर से अधिक होने पर ब्राकिंग चॉप्पर स्वचालित रूप से सक्रिय हो जाते हैं
लाभ
- सरल विद्युत निर्माण और प्रसिद्ध प्रौद्योगिकी है।
- चॉप्पर और प्रतिरोधक के लिए अल्प मौलिक निवेश है।
- एसी की आपूर्ति बंद होने पर भी चॉप्पर कार्य करता है। मुख्य विद्युत हानि के समय ब्रेक लगाना आवश्यक हो सकता है। उदा. लिफ्ट या अन्य सुरक्षा संबंधी अनुप्रयोगों में होता है।
हानियाँ
- यदि उष्म वायु का उपयोग नहीं किया जा सकता है तो ब्राकिंग ऊर्जा नष्ट हो जाती है।
- ब्राकिंग चॉप्पर और रेसिस्टर्स को अतिरिक्त स्थान की आवश्यकता होती है।
- शीतलन और उष्म रिकवरी प्रणाली में अतिरिक्त निवेश की आवश्यकता हो सकती है।
- ब्राकिंग चॉप्पर सामान्यतः निश्चित चक्र के लिए आयामित होते हैं, उदा 100% विद्युत शक्ति 1/10 मिनट, लंबे ब्राकिंग समय के लिए ब्राकिंग चॉप्पर के अधिक त्रुटिहीन आयाम की आवश्यकता होती है।
- परिवेश वायु अंतरिक्ष में उष्म प्रतिरोधी और संभावित धूल और रासायनिक घटकों के कारण आग का खतरा बढ़ गया।
- ब्राकिंग के समय बढ़ा हुआ डीसी बस वोल्टेज स्तर मोटर इंसुलेशन पर अतिरिक्त वोल्टेज तनाव का कारण बनता है।
अनुप्रयोग
ब्राकिंग चॉप्पर अनुपयुक्त होते हैं जब:
- ब्राकिंग साइकिल की आवश्यकता कभी-कभी ही होती है।
- मोटरिंग ऊर्जा के संबंध में ब्राकिंग ऊर्जा की मात्रा अधिक अल्प होती है।
- परिवेशी वायु में पर्याप्त मात्रा में धूल या अन्य संभावित ज्वलनशील, विस्फोटक या धात्विक घटक सम्मिलित होते हैं।
ब्राकिंग चॉप्पर उपयुक्त हैं जब:
- ब्रेक लगाना निरंतर या नियमित रूप से दोहराया जाता है।
- आवश्यक मोटरिंग ऊर्जा के संबंध में ब्राकिंग ऊर्जा की कुल मात्रा अधिक है।
- तात्कालिक ब्राकिंग शक्ति अधिक है, उदा कई मिनट के लिए कई सौ किलोवाट होता है।
- मुख्य शक्ति हानि के समय ब्राकिंग ऑपरेशन की आवश्यकता होती है।
फ्लक्स ब्राकिंग
ओवररनिंग लोड को संभालने के लिए फ्लक्स ब्राकिंग विधि है, जो इलेक्ट्रिक मोटर के हानि पर आधारित है। जब ड्राइव प्रणाली में ब्राकिंग की आवश्यकता होती है, तो मोटर फ्लक्स और इस प्रकार मोटर में उपयोग किए जाने वाले चुंबकीय विद्युत प्रवाह घटक भी बढ़ जाते हैं। प्रत्यक्ष टॉर्क नियंत्रण सिद्धांत के माध्यम से प्रवाह का नियंत्रण सरलता से प्राप्त किया जा सकता है। डीटीसी के साथ मोटर के लिए वांछित टॉर्क और प्रवाह प्राप्त करने के लिए इन्वर्टर (इलेक्ट्रिकल) को सीधे नियंत्रित किया जाता है। फ्लक्स ब्राकिंग के समय मोटर डीटीसी नियंत्रण में होती है जो आश्वासन देती है कि निर्दिष्ट गति रैंप के अनुसार ब्राकिंग की जा सकती है। यह डीसी एकाकी ब्राकिंग से अधिक भिन्न है जो सामान्यतः ड्राइव में उपयोग किया जाता है। डीसी एकाकी पद्धति में डीसी धारा को मोटर में प्रवेशित किया जाता है जिससे कि ब्राकिंग के समय मोटर फ्लक्स का नियंत्रण विलुप्त हो जाता है। डीटीसी पर आधारित फ्लक्स ब्राकिंग विधि अनुरोध किए जाने पर मोटर को ब्राकिंग से मोटरिंग शक्ति में तीव्रता से स्थानांतरित करने में सक्षम बनाती है।
फ्लक्स ब्राकिंग में बढ़ी हुई धारा का तात्पर्य मोटर के अंदर बढ़ी हुई हानि से है। ब्राकिंग पावर इसलिए भी बढ़ जाती है, चूँकि आवृत्ति कन्वर्टर को दी जाने वाली ब्राकिंग पावर में वृद्धि नहीं होती है। बढ़ा हुआ धारा मोटर प्रतिरोधों में बढ़ा हुआ हानि उत्पन्न करता है। प्रतिरोध मान जितना अधिक होगा, मोटर के अंदर ब्राकिंग ऊर्जा अपव्यय उतना ही अधिक होगा।सामान्यतः, अल्प विद्युत की मोटरों (5 kW से अल्प) में मोटर का प्रतिरोध मान मोटर के नाममात्र धारा के संबंध में अपेक्षाकृत बड़ा होता है। मोटर की शक्ति या वोल्टेज जितना अधिक होता है, मोटर का प्रतिरोध मान मोटर धारा के संबंध में उतना ही अल्प होता है।
दूसरे शब्दों में, अल्प शक्ति वाली मोटर में फ्लक्स ब्राकिंग सबसे प्रभावी होती है।
