चरण कनवर्टर

एक चरण कनवर्टर एक उपकरण है जो एकल-चरण विद्युत शक्ति के रूप में प्रदान की गई विद्युत शक्ति को पॉलीपेज़ सिस्टम या इसके विपरीत में परिवर्तित करता है। अधिकांश चरण कन्वर्टर्स का उपयोग एकल-चरण स्रोत से तीन-चरण विद्युत शक्ति का उत्पादन करने के लिए किया जाता है, इस प्रकार एक साइट पर तीन-चरण उपकरण के संचालन की अनुमति देता है जिसमें केवल एकल-चरण विद्युत सेवा होती है। चरण कन्वर्टर्स का उपयोग किया जाता है जहां उपयोगिता प्रदाता से तीन चरण की सेवा उपलब्ध नहीं है या स्थापित करने के लिए बहुत महंगा है। एक कार्यात्मक स्थापना को पूरा करने के लिए आवश्यक ट्रांसफॉर्मर, मीटरिंग और वितरण तार सहित अतिरिक्त उपकरण के कारण एक उपयोगिता प्रदाता आमतौर पर तीन चरण की सेवा के लिए उच्च शुल्क लेता है।

फेज कन्वर्टर्स के प्रकार
तीन-फेज इंडक्शन मोटर्स असंतुलित आपूर्ति पर पर्याप्त रूप से काम कर सकती हैं यदि भारी लोड न हो। यह विभिन्न अपूर्ण तकनीकों का उपयोग करने की अनुमति देता है। एक एकल-चरण मोटर तीन-चरण जनरेटर चला सकती है, जो उच्च-गुणवत्ता वाले तीन-चरण स्रोत का उत्पादन करेगी, लेकिन सिस्टम की लंबी उम्र के लिए उच्च लागत पर। जबकि कई चरण रूपांतरण प्रणालियां मौजूद हैं, सबसे आम प्रकार हैं:


 * रोटरी चरण कन्वर्टर्स का निर्माण तीन-चरण इलेक्ट्रिक मोटर या जनरेटर आइडलर और एक साधारण चालू / बंद सर्किट से किया जाता है। रोटरी चरण कनवर्टर को संचालन लागत बढ़ाने के लिए जाना जाता है, जो कि अन्य फेज कन्वर्टर्स में सामान्य नहीं होने के दौरान बिजली के निरंतर ड्रा के कारण होता है। रोटरी चरण कन्वर्टर्स को दो-मोटर समाधान माना जाता है; एक मोटर एक लोड से जुड़ा नहीं है और तीन चरण की शक्ति का उत्पादन करता है, दूसरी मोटर जो लोड को चलाती है, उत्पादित शक्ति पर चलती है।
 * एक डिजिटल फेज़ कन्वर्टर एक तीसरे चरण की शक्ति बनाने के लिए एक रेक्टिफायर और इन्वर्टर का उपयोग करता है, जिसे तीन-चरण की शक्ति बनाने के लिए एकल-चरण स्रोत के दो पैरों में जोड़ा जाता है। चरण-परिवर्तित चर-आवृत्ति ड्राइव के विपरीत, यह आवृत्ति और मोटर गति को भिन्न नहीं कर सकता, क्योंकि यह केवल एक पैर उत्पन्न करता है। डिजिटल चरण कन्वर्टर्स एक डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (डीएसपी) का उपयोग करते हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि उत्पन्न तीसरा चरण मूल एकल-चरण आपूर्ति की वोल्टेज और आवृत्ति से मेल खाता है। इसमें साइन-वेव आउटपुट वोल्टेज और चरणों के बीच उत्कृष्ट वोल्टेज संतुलन का लाभ होता है। इन विधियों के बारे में अधिक विवरण पेटेंट मेदागम एट अल में समझाया गया है। "एक्टिव सिंगल फेज टू थ्री फेज पावर कन्वर्टर" यूएस पेटेंट 10,333,420 और मेनर्स एट अल। "चरण कनवर्टर" यूएस 6,297,971।
 * स्टेटिक कन्वर्जन तकनीक एक फेज पावर लेवल पर वापस जाने से पहले अस्थायी रूप से आवश्यक पावर लेवल प्रदान करके एक मोटर शुरू करती है। ये सिस्टम कई मशीनों या मशीनों को चलाने के लिए अनुपयुक्त हैं जिन्हें उनकी अस्थायी प्रकृति के कारण अधिकतम RPM की आवश्यकता होती है। इन प्रणालियों में मोटर को निष्क्रिय किया जाना चाहिए और वे अति ताप करने के लिए प्रवण होते हैं।

रोटरी फेज कन्वर्टर्स
एक रोटरी चरण कनवर्टर एक ऐसे क्षेत्र में तीन-चरण की शक्ति बनाने का एक सामान्य तरीका है जहां तीन-चरण की उपयोगिता शक्ति उपलब्ध नहीं है या इसे लाया नहीं जा सकता है। एक रोटरी चरण कनवर्टर एक नियंत्रण कक्ष का उपयोग करता है जिसमें बिजली बनाने के लिए एक स्टार्ट सर्किट और रन सर्किट होता है। अत्यधिक वोल्टेज के बिना। एक तीन-चरण मोटर आइडलर मोटर के भीतर तीसरे चरण की शक्ति का उत्पादन करने के लिए कॉइल के तीन सेटों से घिरे घूर्णन चुंबक का उपयोग करती है। कुछ रोटरी चरण कन्वर्टर्स को डिजिटल रूप से नियंत्रित किया जाता है, जिससे वे बिजली का उत्पादन कर सकते हैं जो वोल्टेज-संवेदनशील भार जैसे सीएनसी मशीन, वेल्डर, या किसी अन्य कंप्यूटर-नियंत्रित लोड पर चल सकते हैं।

एक रोटरी फेज कन्वर्टर वोल्टेज को नहीं बदलता है, लेकिन इसे जरूरत के आधार पर वोल्टेज को ऊपर या नीचे करने के लिए एक ट्रांसफॉर्मर के साथ जोड़ा जा सकता है।

डिजिटल चरण कन्वर्टर्स
एक डिजिटल चरण कनवर्टर एक चरण की आपूर्ति से तीन चरण की बिजली आपूर्ति बनाता है। एक डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (डीएसपी) का उपयोग वोल्टेज के तीसरे चरण को उत्पन्न करने के लिए बिजली के इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, जो आपूर्ति से मानक, एकल-चरण वोल्टेज के साथ एक संतुलित तीन-चरण विद्युत शक्ति बनाता है। तीन-चरण बिजली की आपूर्ति।

उपयोगिता से एसी बिजली को एकदिश धारा में परिवर्तित किया जाता है, फिर विद्युत रोधित गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर  (आईजीबीटी) का उपयोग करके वापस एसी में बदल दिया जाता है। यह रूपांतरण प्रक्रिया मौजूदा बिजली आपूर्ति से तीसरे चरण की पीढ़ी के लिए अनुमति देती है।

एक प्रकार के डिजिटल फेज कन्वर्टर में, इनपुट रेक्टिफायर में IGBT होते हैं जिनका उपयोग इंडक्टर्स के साथ तीसरे चरण की शक्ति बनाने के लिए किया जाता है। आईजीबीटी को डीएसपी में सॉफ्टवेयर द्वारा साइन लहर  फैशन में सिंगल-फेज लाइन से करंट खींचने के लिए नियंत्रित किया जाता है, जो एक स्थिर-वोल्टेज डीसी बस पर कैपेसिटर चार्ज करता है। क्योंकि इनकमिंग करंट साइनसोइडल है, इसलिए लाइन पर वापस कोई महत्वपूर्ण हार्मोनिक्स उत्पन्न नहीं होता है, जैसा कि अधिकांश वेरिएबल-फ़्रीक्वेंसी ड्राइव में पाए जाने वाले रेक्टिफायर के साथ होता है। नियंत्रित रेक्टीफायर इनपुट पावर फैक्टर सुधार करने की अनुमति देता है।

डिजिटल चरण कनवर्टर के दूसरे भाग में आईजीबीटी होते हैं जो एसी वोल्टेज बनाने के लिए पहले डीसी बस में संग्रहीत शक्ति को आकर्षित करते हैं जो साइनसॉइडल नहीं है। यह एक पल्स चौड़ाई उतार - चढ़ाव है। पल्स-चौड़ाई मॉड्यूलेटेड (PWM) वेवफॉर्म हार्मोनिक विरूपण में बहुत अधिक है। यह वोल्टेज तब एक प्रारंभ करनेवाला/संधारित्र फिल्टर सिस्टम के माध्यम से पारित किया जाता है जो 3% से कम कुल हार्मोनिक विरूपण के साथ साइन-वेव वोल्टेज उत्पन्न करता है (कंप्यूटर ग्रेड पावर के लिए मानक 5% टीएचडी तक की अनुमति देते हैं)। इसके विपरीत, वीएफडी एक पीडब्लूएम वोल्टेज उत्पन्न करते हैं जो उनकी बहुमुखी प्रतिभा को सीमित करता है और उन्हें कई अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त बनाता है। डीएसपी में सॉफ्टवेयर हर समय संतुलित तीन-चरण आउटपुट का उत्पादन करने के लिए इस उत्पन्न वोल्टेज की लगातार निगरानी और समायोजन करता है। यह यूटिलिटी ओवर-वोल्टेज और अंडर-वोल्टेज या फॉल्ट के मामले में बंद करके सुरक्षात्मक कार्य भी प्रदान करता है। बदलती परिस्थितियों में समायोजित करने और वोल्टेज संतुलन बनाए रखने की क्षमता के साथ, एक डिजिटल चरण कनवर्टर वस्तुतः किसी भी प्रकार के तीन-चरण उपकरण या कई भारों को सुरक्षित रूप से और कुशलता से संचालित कर सकता है।

चूंकि डिजिटल फेज कन्वर्टर्स सॉलिड-स्टेट डिजाइन हैं, इसलिए कूलिंग फैन्स के अलावा इसमें बहुत कम या कोई मूविंग पार्ट नहीं होते हैं। बदले में, यह डिजिटल चरण कन्वर्टर्स को छोटे पैकेजों में फिट होने और 95% और 98% दक्षता के बीच संचालित करने की अनुमति देता है। निष्क्रिय होने पर ये कन्वर्टर्स कोई शक्ति नहीं खींचते हैं, समग्र लागत कम करते हैं और दीर्घायु बढ़ाते हैं।

इलेक्ट्रिक रेलवे
यूरोप में, बिजली आमतौर पर 50 हेटर्स ़ पर तीन-चरण एसी के रूप में उत्पन्न होती है। पांच यूरोपीय देशों: जर्मनी, ऑस्ट्रिया,  स्विट्ज़रलैंड, नॉर्वे और स्वीडन ने रेलवे विद्युतीकरण प्रणाली के लिए 15 kV 16⅔ Hz पर सिंगल-फेज एसी पर मानकीकृत किया है। इसलिए, चरण कन्वर्टर्स का उपयोग चरण और आवृत्ति परिवर्तक दोनों को बदलने के लिए किया जाता है।

यह भी देखें

 * रोटरी चरण कनवर्टर
 * चर आवृत्ति ड्राइव
 * स्कॉट-टी ट्रांसफार्मर

स्रोत

 * RadioWorld मैगज़ीन का विशेष रुप से प्रदर्शित लेख: टेरी कॉकरिल द्वारा फेज़ टेक्नोलॉजीज PT355 से प्रभावित हैरिस, 12.31.2009
 * वाइन बिजनेस मंथली फीचर्ड आर्टिकल: व्हाट्स कूल: डिजिटल फेज कन्वर्टर्स 15 नवंबर, 2008 व्हाट्स कूल: डिजिटल फेज कन्वर्टर्स
 * जनवरी/फरवरी 2008 विनयार्ड एंड वाइनरी मैनेजमेंट मैगज़ीन विशेष रुप से प्रदर्शित आलेख द डिजिटल कन्वर्टर; एक वाइनरी के लिए तीन-चरण बिजली उत्पन्न करने का एक नया तरीका] बेन गुथरी द्वारा।
 * /6297971&RS=PN/6297971 यूनाइटेड स्टेट्स पेटेंट #6297971
 * Digital-to-phase-converter - यूएस पेटेंट 7050467 सार
 * सर्किट और फेज कन्वर्टर मोटर के इनरश करंट को कम करने के लिए विधि सर्किट और फेज कन्वर्टर मोटर आविष्कारक ग्लेन फ्लोरेंसिग, फीनिक्स फेज कन्वर्टर्स के इनरश करंट को कम करने की विधि।
 * यूएस पेटेंट फॉर एक्टिव सिंगल फेज टू थ्री फेज पॉवर कन्वर्टर पेटेंट (पेटेंट # 10,333,420 25 जून, 2019 को जारी) - जस्टिया पेटेंट सर्च
 * चरण कनवर्टर

श्रेणी:इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग श्रेणी:विद्युत शक्ति रूपांतरण श्रेणी:एसी पावर