VFD টা আসলেই কি?

VFD - Variable Frequency Drive 

ইন্ডাস্ট্রিয়াল / কল- কারখানা রক্ষণাবেক্ষণ
বিষয় :- ইনভারটার / মটর স্পিড কন্ট্রোলার
পর্ব : - ১
১. VFD টা আসলেই কি?
২. VFD কে কেন Inverter ও বলা হয়?
৩. VFD ব্যাবহার করা হয় কেন?
৪. VFD কিভাবে অপারেশন সম্পন্ন করে?
৫. VFD দিয়ে কিভাবে কাজ করতে হয়?
আমার স্বল্প জ্ঞান থেকে অল্প কিছু শেয়ার করার চেষ্টা করলাম।
১.  VFD কি??

এটা এমন একটা ডিভাইস যা একটি AC Drive বা Induction Motor এর ইনপুটের Frequency এবং voltage এরভ্যারিয়েশন করে মোটরের স্পীড কন্ট্রোল করতে পারে। এবং মোটরকে প্রোটেকশনও দিতে পারে।
২. কেন VFD কে Inverter ও বলা হয়?
DC কে যখন AC রুপান্তর করা হল Inverter.
আর AC কে DC করা হল Converter.
DC to AC = Inverter
AC to DC = Converter
VFD তার অপারেশন কমপ্লেট করতে প্রথমে AC কে DC তে কনভার্ট করে এবং পরবর্তীতে DC কে 3 phase AC রুপান্তর করে। অতএব VFD কে Inverter বললে ভুল হবেনা।
VFD = Converter + Inverter
(চলবে.........)

ইন্ডাস্ট্রিয়াল / কল- কারখানা রক্ষণাবেক্ষণ
বিষয় :- ইনভারটার / মটর স্পিড কন্ট্রোলার
পর্ব : - ২

৩. কেন VFD ব্যাবহার করা হয়?
VFD এর অনেকগুলো সুবিধা আছে
১. আপনি যদি আপনার মোটরের স্পীড ভেরিয়েশন করতে যেমন আপনি চান আপনার মোটর যখন স্টার্ট হবে তখন এটা কম RPM ঘুরবে এবং ধীরে ধীরে রেটেড স্পীডে পৌছোবে সেই কাজটা VFD সুন্দর করে করে দিতে পারবে ফ্রিকুয়েন্সি ভেরিয়েশন করে।
২. আপনার বাসার সিঙ্গেল ফেজ লাইন দিয়ে যদি আপনি 3 phase motor চালাতে চান সেটাও VFD করে দিতে পারে।
৩. VFD দ্বারা মোটরকে প্রয়োজন অনুযায়ী ফরওয়ার্ড বা রিভার্সে। স্টার -ডেল্টায় চালাতে পারবেন।
৪. আর মোটরকে প্রোটেকশনের জন্য VFD ব্রেকিং রেজিস্টর এর মত প্রোটেকটিভ সিস্টেম হাতে রাখে।
এছাড়াও অনেক সুবিধা রয়েছে VFD ব্যাবহারে।
(চলবে..........)

ইন্ডাস্ট্রিয়াল / কল- কারখানা রক্ষণাবেক্ষণ
বিষয় :- ইনভারটার / মটর স্পিড কন্ট্রোলার
পর্ব :- ৩

৪. VFD operation :-
১. সর্বপ্রথমই আসে ইনপুটের কথা। ইনপুটে সাপ্লাই দিতে হবে। একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হচ্ছে vfd এর ইনপুটে আপনি single phase বা 3 phase সাপ্লাই যাই দেননা কেন vfd তার আউটপুটে 3 phase ই সাপ্লাই দিবে। অর্থ্যাৎ প্রথমে সাপ্লাই পেলে vfd পরবর্তী কাজ করবে।
২. এই ধাপে vfd ইনপুটের AC সাপ্লাইকে রেকটিফায়ারের মাধ্যমে DC তে কনভার্ট করবে।
৩. এই ধাপে vfd এর কন্ট্রোলিং সার্কিট
IGBT ( Insulated Gate Bipoler Transistor) এর গেটে পাল্স প্রেরন করে। এই পালসের ওপরই ফ্রিকুয়েন্সির ভেরিয়েশন নির্ভর করে। কি পরিমান ফ্রিকুয়েন্সি ইউজার চায় সেই অনুযায়ী কন্ট্রোল সার্কিট IGBT এর গেটে নির্দিষ্ট সময়ে পাল্স এর পরিমাণ বাড়িয়ে কমিয়ে ফ্রিকুয়েন্সি পরিবর্তন করে। 3 phase এর জন্য ৬ টা igbt থাকে। এইধাপেই DC কে পুনরায় AC রুপান্তরিত করে vfd এর আউটপুটে প্রেরন করে।
(চলবে.........)

ইন্ডাস্ট্রিয়াল / কল- কারখানা রক্ষণাবেক্ষণ
বিষয় :- ইনভারটার / মটর স্পিড কন্ট্রোলার
পর্ব :-৫
৫.  প্রশ্ম হতে পারে কেন প্রথমে AC কে DC আবার DC কে AC করার কি প্রয়োজন ?
আসলে AC সরাসরি ফ্রিকুয়েন্সি পরিবর্তন করা যায়না। একে ডিসিতে নিয়েই ফ্রিকুয়েন্সি পরিবর্তন করতে হয়।
(চলবে.........)

Inverter / VFD--
আজ Inverter এর বেসিক কিছু পয়েন্ট নিয়ে আলোচনা করব।আশা করি উপকৃত হবেন। VFD এর ফুল মিনিং হল Variable-frequency drive.. সংক্ষেপে একে শুধু Inverter ও বলা হয়। Inverter / VFDমুলত মটরের স্পীড কন্ট্রোলের কাজে ব্যবহার করা হয়।একটি ইনডাকশন মটরের স্পীড কন্ট্রোলের অনেকগুলো উপায় আছে।।যেমন--
1) Voltage control---
আমরা সবাই জানি ভোল্টজ সমানুপাতিক স্পীড।।তাই ভোল্টেজ কম বেশি করলে স্পীড ও কম বেশি হবে।।এই থীমটা সবথেকে বেশি ব্যাবহার করা হয় আমদের বাসা বাড়ীতে ফ্যান এর স্পীড কন্ট্রোলের কাজে।আর এর জন্য মেইন যে কম্পোনেন্টটা ব্যাবহার করা হয় তা হল TRIAC..এই থীমটা শুধু ছোট মটরের ক্ষেত্রে ব্যবহার করা হয়।
2)Variable Frequency Control--------------
এই ক্ষেত্রে Ns=120F/P সুত্রটা ব্যাবহার করা হয়।এখানে P বা পোল তো আর পরিবর্তন করা যাবে না।তাই শুধু F বা ফ্রীকুয়েন্সি change করে স্পীড কন্ট্রোল করা হয়।VFD তে মুলত এই থীমটাই ব্যাবহার করা হয়।।আর এই ক্ষেত্রে মুল যে component ব্যাবহার করা হয় তা হল IGBT.
3) Voltage & Friquency control-------------
এই ক্ষেত্রে ভোল্টেজ এবং ফ্রিকুয়েন্সি দুটোই কন্ট্রোল করা হয়।অনেক ভালো মানের ইনর্ভাটার, সার্বো ড্রাইভে এই কন্ট্রোল ব্যাবহার করা হয়।
এইছাড়াও আরো আনেক ভাবে স্পীড কন্ট্রোল করা হয়।।আজ আমাদের আলোচনার মুল বিষয় হল Variable Frequency Control/Inverter.
VFD মুলত ৪ টি পার্ট নিয়ে গঠিত
1)Converter----
Converter Circuit এর মাধ্যমে এসি পাওয়ারকে ডিসিতে রুপান্তর করা হয়।এখানে Converter হিসেবে 3 Phase Rectifire ব্যবহার করা হয়।
2)Inverter-----
Inverter Circuit এর মাধ্যমে ডিসি পাওয়ারকে ভেরিয়েবল ফ্রিকুয়েন্সর এসিতে রুপান্তর করারা হয়।এখানে Inverter হিসেবে 3 Phase IGBT ব্যবহার করা হয়।
3)Control Circuit----
Inverter কন্ট্রোল করার কাজে ব্যাবহার করা হয়।
4)Power Supply----
এর মাধ্যমে Control Circuit এ পাওয়ার সরবরাহ করা হয়।VFD তে SMPS Power supply ব্যাবহার করা হয়।যার ইনপুট হিসেবে ডিসি ৬০০ ভোল্ট আর আউটপুট হল DC 24 v for relay.DC 5v for cpu, DC 15v -4nos for IGBT gate trigger.
এখানে রেক্টিফায়ারের মাধ্যমে প্রথমে এসি কে ডিসিতে রুপান্তর করা হয়।এর পরে একটি লো ওয়াট হাই ওহম রেজিস্টার এর মাধ্যমে Control Circuit এ পাওয়ার সরবরাহ করা হয় ।এই লো পাওয়ার এর মাধ্যমে সি পি ইউ সকল সেফটি (Over Load, Over Current, Over Voltage, Under Voltage, Over Temp etc) চেক করে যদি কোন Fault না থাকে তখন রেজিস্টার এর প্যারালালে লাগানো একটি রিলের মাধ্যমে IGBT তে সরাসরি ডিসি সাপ্লাই দেয়া হয়। 3 Phase IGBT ডিসিকে ভেরিয়েবল Frequency এসিতে রুপান্তর করে। IGBT গেট ট্রিগারং সি পি ইউ এর মাধ্যমে কন্ট্রোল করা
VFD এর Converter অংশ মুলত VFDএর মেইন পার্টের মধ্যে পরে না।আপনি চাইলে Converter অংশ বাদ দিয়ে VFD তে সরাসরি DC Voltage সাপ্লাই দিতে পারেন। Converter অংশ বাদ দিলে VFD এর কাজ হল DC Power কে Variable Frequency AC Power এ রুপান্তর করা।
আমরা জানি,যে Circuit এর মাধ্যমে ডিসি পাওয়ারকে এসিতে রুপান্তর করারা হয় তাকে Inverter বলে। অতএব দেখা যাচ্ছে VFD আর Inverter এর মূলনীতি প্রায় এক রকম।এই কারনেই VFD কে Inverter বলা হয়।
আসলে একদিনে VFD নিয়ে আলোচনা শেষ করা সম্ভব নয় পরবর্তীতে ডিটেইল আলোচনা করব।।কোন ভুল ত্রুটি হলে ক্ষমাশীল দৃষ্টিতে দেখবেন আশা করি।
VFD/Inverter Control Method :
আমরা অনেকেই VFD কে শুধু মাত্র ফ্রিকুয়েন্সি কন্ট্রোলের মাধ্যমে মটরের স্পীড কন্ট্রোল কাজে ব্যাবহার করা হয় বলে জানি। কিন্তু VFD শুধু স্পীড কন্ট্রোলের কাজে ব্যাবহার করা হয় না মটরের স্টার্টার হিসেবে ও কাজ করে।মটরকে বিভিন্ন ধরনের সেইফটি প্রদান করে।VFD মটরের ফ্রিকুয়েন্সি কন্ট্রোল ছাড়াও এর টর্ক কন্ট্রোল, পজিশন কন্ট্রোল, ইত্যাদি কাজে ও ব্যাবহার হয়।আজ আমরা VFD এর বেসিক কন্ট্রোল প্রকৃয়া সম্পর্কে জানব।
VFD তে মূলত ৩ ধরনের control method থাকে------

1)Speed Control
Speed control method আবার দুই প্রকার :-
A)Open loop Control
B)Closed loop Control

সাধারনত সকল vfd তে ই open loop control ব্যাবহার করা হয়।এতে স্পীড রেগুলেশন বেশি হয় প্রায় ৩-৫%।ওপেন লুপ কনট্রোলে মটর থেকে কোন ফীডব্যাক সিগনাল নেয়া হয় না। আর যখন মটরের সাথে এনকোডার বা টেকোজেনারেটর সংযুক্ত করে মটরের feedback নিয়ে স্পীড কন্ট্রোল করা হয় তখন তাকে Close loop control বলে।।এতে স্পীড রেগুলেশনের মান কম হয়।
2)Position Control
Position Control মূলত ৩ ধরনের--------
A)Open loop control
B)Semi Close loop control
C)Close loop control
একটি মটরকে স্পীড কন্ট্রোলের সাথে সাথে একটি নিদৃষ্ট র্টাগেট পজিশনে অন বা অফ করা হয়।।
এইক্ষেত্রে যেখানে low accuracy দরকার সেখানে ওপেন লুপ কন্ট্রোল ব্যাবহার করা হয়।Open loop Control এ পজিশনিং এর জন্য সাধারনত লিমিট সুইচ ব্যাবহার করা হয়।।আর যেখানে High accuracy দরকার সেখানে Semi close বা Close loop controle ব্যাবহার করা হয়।এখানে Encoder or liner scale এর মাধ্যমে পজিশনিং কন্ট্রোল করা হয়।।
3)Torque Control
Torque Control আবার দুই প্রকার------------
A)Open loop Control
B)Close loop Control
Torque Controle এর মাধ্যমে মটরের আউটপুট র্টক (কারেন্ট) কে কন্ট্রোল করা হয়।এই কন্ট্রোল প্রকৃয়ায় লোড র্টক যখন কমে যায় তখন স্পীড অটমেটিক ভাবে বেরে যায় আর লোড র্টক যখন বেড়ে যায় তখন স্পীড অটোমেটিক ভাবে কমে যায়।Torque control system এ মটরের কারেন্ট ফ্লো সবসময় Detected and control করা হয়।।Torque control এ যেখানে High accuracy Torque control দরকার সেখানে Close loop control আর যেখানে High accuracy দরকার নেই সেখানে Open loop control ব্যাবহার করা হয়।
এইগুলো হল VFD এর বেসিক কন্ট্রোল।। তাছাড়া লোডের ধরন এর উপর ভিত্তি করে আরো অনেক ভাবে কন্ট্রোল করা হয়।
যেমন-----
1)V/F Control
2)Advanced magnetic flux vector control
3)Real sensor less vector control
4)PID Control
পরবর্তীতে এইগুলি নিয়েও ডিটেইল আলোচনা করব আশা করি।
বাংলাতে একটা পোষ্ট লিখতে অনেক এমনিতেই কষ্ট হয় তারপর যদি দেখা যায় যে সেই পোষ্ট কেউ কপি করে তাকে সুন্দর করে মেকাপ করে সাজিয়ে অন্য গ্রুপে পোষ্ট করে তখন বলার আর কিছু থাকে না।
কোন ভুল ত্রুটি হলে ক্ষমাশীল দৃষ্টিতে দেখবেন আশা করি।

#Collected