fbpx

Basics

PLC

VFD

Stepper Motor

HMI

One-line Diagram

ডে-৬০ : VFD এর প্রাথমিক পরিচয়।

প্রজেক্টের নাম: VFD এর প্রাথমিক পরিচয়।

উদ্দেশ্য

এ প্রজেক্ট এর মাধ্যমে আমরা VFD  সম্পর্কে প্রাথমিক বিষয় গুলো জানব। 

প্রয়োজনীয় কম্পনেন্ট ও ডিভাইসসমূহ

  1. Variable Frequency Drive (VFD)

VFD এর পূর্ণরূপ হচ্ছে, Variable Frequency Drive। VFD হচ্ছে এমন এক প্রকার এসি মোটর কন্ট্রোলিং ডিভাইস, যা ভোল্টেজ এবং ফ্রিকোয়েন্সি কন্ট্রোলের মাধ্যমে মোটরকে কন্ট্রোল করে থাকে। VFD সাধারণত এসি থ্রি ফেজ মোটরকে কন্ট্রোলের জন্য ব্যবহার করা হয়,  তবে কোনো কোনো ক্ষেত্রে সিঙ্গেল ফেজ  বা সিনক্রোনাস মোটরকে কন্ট্রোল এর জন্য ব্যবহার করা হয়ে থাকে।

VFD কে variable speed drive, adjustable speed drive, adjustable frequency drive, AC drive, micro drive এবং inverter ইত্যাদি বিভিন্ন নামে ডাকা হয়। VFD হচ্ছে এমন এক ধরনের সলিড স্টেট পাওয়ার ডিভাইস, যা  ফ্রিকুয়েন্সির উপর নির্ভর করে মোটরের রোটেশন কন্ট্রোল করে থাকে। এক কথায়, মোটরের রোটেশন তথা স্পিড সরাসরি ফ্রিকোয়েন্সির সাথে সম্পর্কিত।

অর্থাৎ, ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ালে মোটরের স্পিড বাড়বে। বিপরীতক্রমে,ফ্রিকোয়েন্সি কমালে মোটরের স্পিড কমবে।

VFD এর প্রাথমিক গঠনঃ একটি VFD  বাহ্যিক বেশ কিছু অংশের সমন্বয়ে গঠিত।  যথাঃ

১। ইনপুট ও আউটপুট টার্মিনাল

২। কন্ট্রোল টার্মিনাল

৩। ডিসপ্লে

৪। কি-প্যাড

ইনপুট ও আউটপুট টার্মিনালঃ  ইনপুট ও আউটপুট টার্মিনাল হচ্ছে, VFD এর মেইন পাওয়ার টার্মিনাল। ইনপুট টার্মিনাল এসি থ্রি ফেজ কিংবা সিঙ্গেল ফেজের সাথে সংযুক্ত থাকে। আউটপুট টার্মিনাল মোটর এর সাথে সংযুক্ত থাকে। 

কন্ট্রোল টার্মিনালঃ  কন্ট্রোল টার্মিনাল হচ্ছে, VFD এর এক্সটার্নাল কন্ট্রোল পোর্ট। যার মাধ্যমে বাইরে থেকে ইনপুট প্রদানের মাধ্যমে VFD কে কন্ট্রোল করা যায়।  একটি VFD এর কন্ট্রোল সাধারণত দুই ধরনের হয়ে থাকে। যথাঃ এক্সটার্নাল কন্ট্রোল এবং ইন্টার্নাল  কন্ট্রোল। 

ইন্টার্নাল  কন্ট্রোল মূলত VFD এর অভ্যন্তরীণ নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা, যা এর সাথে সংযুক্ত কিপ্যাড এর মাধ্যমে ইনপুট প্রদান করা হয়। অন্যদিকে VFD  এর এক্সটার্নাল কন্ট্রোলের মাধ্যমে বাইরে থেকে কন্ট্রোল করা যায়। তবে VFD এর ইন্টার্নাল কন্ট্রোলের মাধ্যমে এর বেসিক প্যারামিটার গুলো সেটআপ করতে হয়।

  ডিসপ্লেঃ  ডিসপ্লে হচ্ছে VFD এর আউটপুট মনিটরিং অংশ। যার মাধ্যমে ভোল্টেজ, ফ্রিকোয়েন্সি এবং প্যারামিটার সেটআপ সহ অন্যান্য বিষয় গুলো দেখতে পাওয়া যায়।

কি-প্যাডঃ কিপ্যাড হচ্ছে VFD  এর সংযুক্ত বাটন।  যা অভ্যন্তরীণ ইনপুট, প্যারামিটার সেটআপ সহ অন্যান্য তথ্য ইনপুটের ক্ষেত্রে ব্যবহার করা হয়।

 

VFD এর কার্যপ্রণালীঃ এসি মোটরের স্পিডকে কম বা বেশি করার জন্য ফ্রিকুয়েন্সি পরিবর্তনের প্রয়োজন হয়। কিন্তু ট্রান্সফর্মার বা পটেনশিওমিটার ইত্যাদির মাধ্যমে ফ্রিকুয়েন্সিকে কন্ট্রোল করা সম্ভব হয় না। ফ্রিকুয়েন্সি কে কন্ট্রোল করার জন্য প্রথমে এসি পাওয়ারকে ডিসিতে রূপান্তর করে, এরপর পুনরায় ডিসি কে এসি পাওয়ারে রূপান্তর করে ফ্রিকুয়েন্সি কে পরিবর্তন করা যায়।

যা ভিএফডি এর মাধ্যমে করা হয়।  ভিএফডি মূলত একটি  ইনভার্টিং ডিভাইস। এজন্য একে ইনভার্টারও বলা হয়। VFD প্রধানত তিনটি অংশের সমন্বয়ে গঠিত।

যথাঃ

  1. AC to DC part
  2. DC bus or filtering part
  3. DC to AC inverter part 
চিত্র: AC to DC converting section

AC to DC part: এসি টু ডিসি কনভার্টিং অংশ হচ্ছে, VFD এর প্রাথমিক অংশ। যা মূলত ৬টি ডায়োড এর মাধ্যমে গঠিত হয় থাকে। এখানে, ব্যবহৃত রেকটিফায়ার ডায়োড গুলো মূলত দুটি কাজ করছে। ১. এসি ইনপুট কারেন্টকে একদিকে প্রবাহ হতে সাহায্য করছে। ২. এসি কারেন্ট কে ডিসি তে রুপান্তর করছে।

চিত্রের মাধ্যমে দেখা যাচ্ছে যে ৬টি ডায়োডকে একটির সাথে আরেকটি প্যারালালে সংযুক্ত করে এবং দুটি ডায়োড এর সংযোগ প্রান্তের সাথে থ্রি ফেজ লাইন (A,B এবং C)  কে সংযোগ করা হয়েছে। ফলে A,B এবং C যে কোন ফেজে কারেন্ট প্রবাহ হলে তা একমুখী হবে।

বিষয়টি আরো ভালভাবে বুঝার জন্য একটি উদাহরণ বিবেচনা করা যাক, ধরি, A-phase এর ভোল্টেজ যখন B  অথবা C phase এর ভোল্টেজ এর চেয়ে বেশি, তখন ডায়োডগুলো ওপেন হবে এবং একদিকে কারেন্ট প্রবাহ করবে ।

একইভাবে যদি B ফেজ এর ভোল্টেজ A ও C এর চেয়ে বেশি হবে তখন পুনরায় ডায়োড গুলো ওপেন হবে এবং  এক দিকে কারেন্ট প্রবাহ করবে। C ফেজ  এর ক্ষেত্রেও একই ঘটনা ঘটবে।এসি টু ডিসি পরিবর্তন হওয়ার সাথে সাথে এর ওয়েভেরও পরিবর্তন ঘটবে। যা চিত্রের মাধ্যমে দেখানো হয়েছে। 

DC bus or filtering part এটি খুবই গুরুত্বপূর্ণ একটি অংশ। আমরা জানি, এসিকে

রেকটিফায়ার ডায়োড এর মাধ্যমে ডিসিতে রূপান্তর করলেও এতে কিছু পরিমাণ ভেজাল থাকে। অর্থাৎ, ভেজাল যুক্ত ডিসি আউটপুট পেয়ে থাকি।  এ ভেজাল যুক্ত ডিসিকে ফিল্টারিং করার জন্য DC bus বা filtering part এর প্রয়োজন হয়। ভেজাল যুক্ত ডিসি কে খাঁটি ডিসি তে পরিণত করার জন্য ক্যাপাসিটর ব্যবহার করা হয়। উপরের চিত্রে দেখানো হয়েছে। 

DC to AC inverter part: এ অংশটি মূলত পাওয়ার ইলেক্ট্রনিক্সের গুরুত্বপূর্ণ সার্কিটের মাধ্যমে সম্পন্ন করা হয়। এখানে ডিসিকে এসিতে রূপান্তর করার জন্য বিভিন্ন ধরনের সুইচিং ডিভাইস, যেমনঃ IGBT (Insulated gate bipolar transistor) এর মত ট্রানজিস্টর ব্যবহার করে সুইচিং সম্পন্ন করা হয়। আর সুইচিং এর মাধ্যমেই মূলত  ডিসি থেকে এসি তে রুপান্তর করা হয়।

এক্ষেত্রে  Pulse Width Modulation (PWM) পদ্ধতি ব্যবহার করে মূলত কাজটি সম্পন্ন করা হয়। IGBT সুইচিং ডিভাইসের মাধ্যমে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি পালস তৈরি, অন-অফ সময়কাল, পালসের প্রশস্ততা ইত্যাদির বিবেচনা করে একটি পূর্ণ সাইন ওয়েভ তৈরি করা হয়ে থাকে। যার ফলে খুব সহজেই ফ্রিকুয়েন্সি কে কন্ট্রোল করা যায়। 

VFD এর প্রয়োগ ক্ষেত্রঃ  ইন্ডাস্ট্রিয়াল মোটর কন্ট্রোল সিস্টেমে VFD প্রচুর পরিমাণে ব্যবহার হয়ে থাকে। নিম্নে ভিএফডি ব্যবহারের কিছু প্রয়োগ ক্ষেত্র দেখানো হলোঃ conveyor system motor control , blower speeds motor control, pump speeds, machine tool speeds, elevator motor control ইত্যাদি সহ অন্যান্য সব জায়গায় যেখানে উচ্চ টর্ক এবং উচ্চ স্পিড এর প্রয়োজন হয়।