ड्राइव की सीमाओं और लोड विशेषताओं का मानचित्रण

टॉर्क और गति का संबंध

AC इंडक्शन और परमानेंट मैग्नेट मशीनों में आउटपुट टॉर्क स्टेटर करंट के सीधे अनुपात में होता है ($T \propto I$)। वोल्टेज चुंबकीय फ़्लक्स को नियंत्रित करता है, जबकि करंट यांत्रिक बल पैदा करता है। किसी औद्योगिक यांत्रिक प्रणाली के साथ मोटर और ड्राइव जोड़ते समय, उसकी संचालन गति सीमा में लोड का टॉर्क वक्र तय करता है कि ड्राइव को वह करंट कैसे देना है।

औद्योगिक लोड मुख्यतः दो श्रेणियों में आते हैं, और साथ में एक तीसरी विशेष सीमा-स्थिति होती है:

• वेरिएबल टॉर्क (द्विघात लोड): टॉर्क की माँग संचालन गति के वर्ग के साथ बढ़ती है ($T \propto n^2$), यानी पावर घन के अनुसार बढ़ती है ($P \propto n^3$)। यह बिना थ्रॉटल वाले सेंट्रीफ्यूगल पंखों, रेडियल ब्लोअर और सेंट्रीफ्यूगल पंपों की विशेषता है।
• कॉन्स्टेंट टॉर्क (रैखिक पावर): टॉर्क की माँग पूरी संचालन गति सीमा में समान रहती है ($T = k$), यानी आवश्यक पावर गति के साथ रैखिक रूप से बढ़ती है ($P \propto n$)। यह पॉज़िटिव डिस्प्लेसमेंट पंपों, स्क्रू एक्सट्रूडर, औद्योगिक कन्वेयर और रेसिप्रोकेटिंग कंप्रेसर की विशेषता है।
• कॉन्स्टेंट पावर: गति बढ़ने पर टॉर्क की आवश्यकता व्युत्क्रम रूप से घटती है ($T \propto 1/n$)। यह मशीन टूल स्पिंडल, अनवाइंडर और कॉइल वाइंडर में आम है, जो फ़ील्ड-वीकनिंग क्षेत्र में बेस फ्रीक्वेंसी से ऊपर चलते हैं।

दोहरी रेटिंग वाली ड्राइव विनिर्देशों को समझना

निर्माता सामान्यतः एक ही फ्रेम साइज़ के लिए दो अलग पावर और करंट रेटिंग प्रकाशित करते हैं:

• नॉर्मल ड्यूटी (ND) / लाइट ड्यूटी (LD): वेरिएबल टॉर्क लोड के लिए चुनी गई। सामान्यतः 60 सेकंड के लिए 110% ओवरलोड (या 3 सेकंड के लिए 120%) पर रेटेड। परिवेश आधार रेखा अक्सर 40°C पर रेटेड होती है।
• हेवी ड्यूटी (HD) / कॉन्स्टेंट ड्यूटी (CD): कॉन्स्टेंट टॉर्क लोड के लिए चुनी गई। सामान्यतः 60 सेकंड के लिए 150% ओवरलोड (या 2–3 सेकंड के लिए 180–200%) पर रेटेड। आधार परिवेश तापमान अक्सर 50°C निर्दिष्ट होता है।

अंदर से आंतरिक सिलिकॉन (IGBT मॉड्यूल) और DC-बस कैपेसिटर एक जैसे होते हैं। 'Normal Duty' नाम केवल क्षणिक ओवरलोड गुंजाइश और ऊँचे परिवेश के थर्मल मार्जिन को छोड़कर, हल्के लोड के लिए बढ़ी हुई सतत आउटपुट करंट रेटिंग देता है।

कम गति पर मोटर शीतलन की सीमाएँ

कॉन्स्टेंट टॉर्क लोड को घटी हुई शाफ़्ट गति पर चलाते समय मोटर के आंतरिक शीतलन की सावधानी से जाँच करनी चाहिए। मानक टोटली एन्क्लोज़्ड फैन-कूल्ड (TEFC / IC411) मोटर सीधे रोटर शाफ़्ट पर लगे आंतरिक पंखे का उपयोग करती हैं। इस शाफ़्ट-चालित पंखे से बनने वाला शीतलन वायु प्रवाह घूर्णन गति के वर्ग के अनुसार घटता है।

यदि आप कॉन्स्टेंट टॉर्क लोड चलाने वाली TEFC मोटर को 25 Hz (50% गति) पर चलाते हैं, तो मोटर लगभग नामिक करंट खींचती है जबकि उसे अपने डिज़ाइन किए गए शीतलन वायु प्रवाह का 30% से भी कम मिलता है। अलग से बलपूर्वक वेंटिलेशन ब्लोअर (IC416 शीतलन) के बिना, या 10:1 अथवा 20:1 कॉन्स्टेंट-टॉर्क टर्नडाउन के लिए प्रमाणित इन्वर्टर-ड्यूटी मोटर के बिना, मोटर स्टेटर वाइंडिंग तेज़ी से अपनी थर्मल क्लास सीमा पार कर लेंगी, भले ही ड्राइव सामान्य संचालन स्थिति दिखाए।