Inverters MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Inverters - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

एक वोल्टेज स्रोत इन्वर्टर (VSI) तब नियोजित होता है जब स्रोत प्रेरकत्व छोटा होता है और भार प्रेरकत्व बड़ा होता है क्योंकि स्रोत प्रेरकत्व का उच्चतम मान अतिच्छादन कोण को बढ़ाएगा और दिक्-परिवर्तन समस्याओं का कारण होता है। 

महवत्पूर्ण बिंदु:

सही उत्तर विकल्प 4 है।

स्विच्ड मोड पावर सप्लाई (SMPS)

• स्विच मोड पॉवर सप्लाई (SMPS) एक विद्युत परिपथ है जो उच्च आवृत्तियों पर चालू और बंद होने वाले स्विचन उपकरण का उपयोग करके और भंडारण घटक जैसे प्रेरक या संधारित्र को बिजली की आपूर्ति करते समय जब स्विचिंग उपकरण इसके गैर-चालक अवस्था में होते हैं, शक्ति को परिवर्तित करती है।
• स्विचित विद्युत आपूर्तियों की दक्षता उच्च होती है और इन्हे व्यापक रूप से विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उपयोग किया जाता है, जिसमें कंप्यूटर और अन्य संवेदनशील उपकरण शामिल हैं जिन्हें स्थिर (दक्ष) और कुशल विद्युत आपूर्ति की आवश्यकता होती है।
• SMPS AC मेन इनपुट लेता है और DC आउटपुट (3.3V से 12V) प्रदान करता है।
• दिष्टकारी या बैटरी से इनपुट DC आपूर्ति का भरण प्रतिलोमक में किया जाता है जहां इसे MOSFET या शक्ति ट्रांजिस्टर के स्विचन से 20 KHz और 200 KHz के बीच की उच्च आवृत्तियों पर चालू और बंद किया जाता है।
• प्रतिलोमक से उच्च वोल्टता के स्पन्दों का भरण परिवर्तित्र के प्राथमिक कुंडलों में किया जाता है और आवश्यक DC वोल्टता का उत्पादन करने के लिए द्वितीयक AC आउटपुट को चिकना और दिष्टीकृत किया जाता है। 
• एक पुनर्भरण परिपथ आउटपुट वोल्टता पर नजर रखता है और आउटपुट को वांछित स्तर पर संरक्षित करने के लिए नियंत्रण परिपथ को उपियोगिता अनुपात के समायोजन हेतु निर्देश प्रदान करता है।

शक्ति इलेक्ट्रॉनिक परिपथों को निम्न रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

1. डायोड दिष्टकारी:

• एक डायोड दिष्टकारी परिपथ ac इनपुट वोल्टेज को निर्दिष्ट dc वोल्टेज में परिवर्तित करता है।
• इनपुट वोल्टेज एकल फेज या तीन फेज वाला हो सकता है।
• इनका उपयोग बिजली के कर्षण, बैटरी चार्जिंग, विद्युत-लेपन, विद्युतरासायनिक प्रसंस्करण, बिजली की आपूर्ति, वेल्डन और UPS प्रणाली में किया जाता है।

2. AC से DC परिवर्तक (फेज नियंत्रित दिष्टकारी):

• ये ac वोल्टेज को परिवर्तनीय dc आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तित करते हैं।
• उन्हें एकल फेज या तीन फेज से सिंचित किया जा सकता है।
• इनका उपयोग dc ड्राइव, धातुकर्म और रासायनिक उद्योग, तुल्यकालिक मशीनों के लिए उत्तेजना प्रणाली में किया जाता है।

3. DC से DC परिवर्तक (DC अन्तरायिक):

• एक dc अन्तरायिक dc इनपुट वोल्टेज को नियंत्रण योग्य dc आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तित करता है।
• निम्न शक्ति परिपथों के लिए थाइरिस्टर को शक्ति ट्रांजिस्टर द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
• अन्तरायिकों का उपयोग dc ड्राइव, मेट्रो कार, ट्रॉली ट्रक, बैटरी चालित वाहन आदि में व्यापक रूप से किया जाता है।

4. DC से AC परिवर्तक (इन्वर्टर):

• एक इन्वर्टर निर्दिष्ट dc वोल्टेज को परिवर्तनीय ac वोल्टेज में परिवर्तित करता है। आउटपुट परिवर्तनीय वोल्टेज और परिवर्तनीय आवृत्ति हो सकता है।
• इन्वर्टर परिपथ में हम चाहेंगे कि इन्वर्टर का आउटपुट परिमाण और आवृत्ति नियंत्रणीय के साथ ज्यावक्रीय हो। एक वांछनीय आवृत्ति पर एक ज्यावक्रीय आउटपुट वोल्टेज तरंगरूप उत्पादित करने के लिए वांछनीय आवृत्ति पर एक ज्यावक्रीय नियंत्रण सिग्नल की तुलना त्रिभुजाकार तरंगरूप के साथ की जाती है।
• इनका व्यापक उपयोग प्रेरण मोटर और तुल्यकालिक मोटर ड्राइव, प्रेरण तापन, UPS, HVDC संचरण इत्यादि में किया जाता है।

5. AC से AC परिवर्तक: ये निर्दिष्ट ac इनपुट वोल्टेज को परिवर्तनीय ac आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तित करता है। ये दो प्रकार के होते हैं जो नीचे दिया गया है।

i. AC वोल्टेज नियंत्रक:

• ये परिवर्तक परिपथ समान आवृत्ति पर निर्दिष्ट ac वोल्टेज को प्रत्यक्ष रूप से ac वोल्टेज में परिवर्तित करते हैं।
• इनका उपयोग व्यापक रूप से प्रकाशन नियंत्रण, पंखा, पंप के गति नियंत्रण इत्यादि में किया जाता है।

ii. चक्री-परिवर्तक:

• ये परिपथ एक चरण रूपांतरण के माध्यम से एक आवृत्ति पर इनपुट शक्ति को अलग-अलग आवृत्ति पर आउटपुट शक्ति में परिवर्तित करते हैं।
• प्राथमिक रूप से इनका उपयोग घूर्णी भट्ठी इत्यादि जैसे धीमे गति वाले बड़े ac ड्राइव के लिए किया जाता है।

6. स्थिर स्विच:

• शक्ति अर्धचालक उपकरण को स्थिर स्विच या संपर्कक के रूप में संचालित किया जा सकता है।
• इनपुट आपूर्ति के आधार पर स्थिर स्विच को ac स्थिर स्विच या dc स्थिर स्विच कहा जाता है।

स्पंद कालावधि मॉडुलन नियंत्रण (PWM):

इस विधि में, इन्वर्टर को एक निश्चित डीसी इनपुट वोल्टेज दिया जाता है और इन्वर्टर के घटकों के चालू और बंद अवधियों को समायोजित करके एक नियंत्रित एसी आउटपुट वोल्टेज प्राप्त किया जाता है।

लाभ:

• इस विधि के साथ आउटपुट वोल्टेज नियंत्रण बिना किसी अतिरिक्त घटक के प्राप्त किया जा सकता है।
• निम्न क्रम के हार्मोनिक्स को इसके आउटपुट वोल्टेज नियंत्रण के साथ समाप्त या कम किया जा सकता है। चूंकि उच्च-क्रम के हार्मोनिक्स को आसानी से फ़िल्टर किया जा सकता है, इसलिए फ़िल्टरिंग आवश्यकताओं को न्यूनतम किया जाता है।

हानि:

एस.सी.आर. महंगे होते हैं क्योंकि उनमें चालू होने और बंद होने का समय न्यूनतम होना चाहिए।

रैखिक शक्ति आपूर्ति और स्विच मोड शक्ति आपूर्ति के बीच मुख्य अंतर:

1. रैखिक शक्ति आपूर्ति और SMPS के बीच मुख्य अंतर यह है कि रैखिक शक्ति आपूर्ति सर्वप्रथम AC के उच्च वोल्टेज को AC के निम्न वोल्टेज में परिवर्तित करता है, फिर संशोधन प्रक्रिया होती है।

इसके विपरीत, AMPS सर्वप्रथम AC सिग्नल को DC सिग्नल में परिवर्तित करता है, फिर वोल्टेज सिग्नल का अवक्रम होता है।

2. रैखिक शक्ति आपूर्ति आउटपुट वोल्टेज के वोल्टेज विनियमन के लिए वोल्टेज विनियमक का उपयोग करता है जबकि SMPS वोल्टेज विनियमन के लिए प्रतिपुष्टि परिपथ का उपयोग करता है।
3. शक्ति अपव्यय भी रैखिक शक्ति आपूर्ति और SMPS को अलग करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

रैखिक शक्ति आपूर्ति भी शक्ति का अपव्यय करता है और इसलिए इसे ऊष्मा सिंक की आवश्यकता होती है, लेकिन SMPS को ऊष्मा सिंक की आवश्यकता नहीं होती है क्योंकि इसमें कोई शक्ति अपव्यय नहीं होता है।

4. रैखिक आपूर्ति में उपयोग किया जाने वाला अवक्रम ट्रांसफार्मर बड़ा होता है जबकि SMPS में अवक्रम ट्रांसफार्मर हल्के वजन का होता है।
5. स्वीचिंग क्रिया के कारण SMPS में शोर बाधा अधिक होता है; यह SMPS को ऑडियो और रेडियो आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त बनाता है।

रैखिक शक्ति आपूर्ति शोर बाधा से मुक्त होता है और इसलिए इसका उपयोग ऑडियो और रेडियो आवृत्ति अनुप्रयोगों में किया जाता है।

6. रैखिक शक्ति आपूर्ति और SMPS के दक्षता के बीच एक मुख्य अंतर होता है।

रैखिक शक्ति आपूर्ति की दक्षता ओह्मिक नुकसान के कारण लगभग 20-25% कम होती है जबकि SMPS की दक्षता उच्च अर्थात् लगभग 65-75% होती है।

एकल-स्पंद वाला मॉडुलन:

• इसमें लगभग π/2 के संतुलित रूप से स्थित 2d की स्पंद चौड़ाई और लगभग 3π/2 के संतुलित रूप से स्थित दूसरी स्पंद मौजूद होती है। स्पंद चौड़ाई की सीमा 0 से π तक भिन्न होती है।
• आउटपुट वोल्टेज को भिन्न स्पंद चौड़ाई द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
• nवें हार्मोनिक को हटाने के लिए ‘nd’ को π के बराबर होना चाहिए। 
• वोल्टेज नियंत्रक की इस विधि में हार्मोनिक सामग्री का एक बड़ा कार्य आउटपुट वोल्टेज में विशेष रूप से निम्न आउटपुट वोल्टेज स्तरों पर पेश करना होता है। 

एकल-चरण वाले पूर्ण-ब्रिज परिवर्तक के आउटपुट वोल्टेज तरंगरूप को नीचे निम्न रूप में दर्शाया गया है।

\({v_0} = \mathop \sum \limits_{n = 1,3,5}^\infty \frac{{4{V_s}}}{{n\pi }}\sin \frac{{n\pi }}{2}\sin nd\sin n\omega t\)

\({v_0} = \frac{{4{V_s}}}{\pi }\left[ {\sin d\sin \omega t - \frac{1}{3}\sin 3d\sin 3\omega t + \frac{1}{5}\sin 5d\sin 5\omega t} \right]\)

यदि nd, π या \(d = \frac{\pi }{n}\) के बराबर है या यदि स्पंद चौड़ाई \(2d = \frac{{2\pi }}{n}\) के बराबर की जाती है, तो यह दर्शाता है कि nवें हार्मोनिक को इन्वर्टर आउटपुट वोल्टेज से हटाया गया है। 

गणना:

दिया गया है कि हटाया जानेवाला हार्मोनिक घटक पांचवां हार्मोनिक है।

n = 5

स्पंद चौड़ाई \( = \frac{{2 \times 180}}{5} = 72^\circ \)

कुल हार्मोनिक विरूपण निम्न है

THD = (शुद्ध हार्मोनिक धारा का rms मान)/(भार धारा के मौलिक घटक का rms मान)

⇒ शुद्ध हार्मोनिक धारा का rms मान \(= 0.04 \times \frac{4}{{\sqrt 2 }} = 0.08\sqrt 2 \;A\)

1ϕ अर्ध-सेतु प्रतीपक:

स्थिति 1: 0 < t < T/2:

थाइरिस्टर T1 चालक

 \(V_o = {{V} \over 2}\)

स्थिति 2:  T/2 < t < T:

थाइरिस्टर T2 चालक

 \(V_o = -{{V} \over 2}\)

RMS निर्गम वोल्टेज निम्न द्वारा दिया गया है:

\((V_o)_{RMS} = {V \over 2}\)

दिया गया है, V = 100

\((V_o)_{RMS} = {100 \over 2}\)

\((V_o)_{RMS} = 50\space V\)

एकल-फेज वाला पूर्ण-ब्रिज इन्वर्टर:

एकल-फेज वाले पूर्ण-ब्रिज इन्वर्टर का परिपथ आरेख नीचे दर्शाया गया है।

भार के विभिन्न प्रकारों के लिए प्रतिक्रिया (या) आउटपुट तरंगरूप:

RLC अधः अवमन्दित:​ ζ < 1

जहाँ RLC परिपथ के लिए \({\rm{\zeta }} = \frac{R}{2}\sqrt {\frac{C}{L}}\) 

T/2 पर स्विच S₁, S₂  को बंद करने के लिए एनोड धारा को शून्य तक आना चाहिए। भार के इस प्रकार के कारण यह संभव होता है क्योंकि धारा वोल्टेज के शून्य होने से पहले शून्य हो जाती है।

इसलिए, एनोड धारा को शून्य बनाने के लिए इस प्रकार के भार के लिए बलात् विनिमय आवश्यक नहीं होता है।

इस स्थिति में अग्र धारा परिपथ में प्रवाहित नहीं होगी और यह शून्य हो जाएगी। इसलिए, थाइरिस्टर भार विनियमित होगा।

भार विनिमय अधः अवमन्दित प्रतिक्रिया के कारण होता है।

RLC अन्देंप्त:​ ζ > 1

जहाँ RLC परिपथ के लिए \({\rm{\zeta }} = \frac{R}{2}\sqrt {\frac{C}{L}}\) 

T/2 पर स्विच S1, S2  को बंद करने के लिए एनोड धारा को शून्य होना चाहिए। भार के इस प्रकार के कारण यह संभव होता है क्योंकि धारा वोल्टेज के शून्य होने से बाद शून्य होती है।

इसलिए, एनोड धारा को शून्य बनाने के लिए इस प्रकार के भार के लिए बलात् विनिमय आवश्यक होता है।

भार विनिमय एक अन्देंप्त प्रणाली के कारण नहीं होगी। अतः बलात् विनिमय आवश्यक होता है।

• एक वोल्टेज स्रोत इन्वर्टर (VSI) तब नियोजित होता है जब स्रोत प्रेरकत्व छोटा होता है और भार प्रेरकत्व बड़ा होता है क्योंकि स्रोत प्रेरकत्व का उच्चतम मान अतिच्छादन कोण में वृद्धि करेगा और दिक्-परिवर्तन समस्याओं का कारण बनेगा।
• IGBT एक द्विध्रुव उपकरण है, यह तीन-टर्मिनल वाला उपकरण (एमिटर संग्राहक और गेट) है। MOSFET एकध्रुवीय उपकरण है।
• वोल्टेज स्रोत इन्वर्टर (VSI) दृढ़ DC वोल्टेज द्वारा सिंचित होता है, जबकि धारा स्रोत इन्वर्टर दृढ़ धारा स्रोत द्वारा सिंचित होता है। वोल्टेज स्रोत इन्वर्टर को श्रृंखला प्रेरकत्व को जोड़कर और फिर वांछनीय धारा प्राप्त करने के लिए वोल्टेज को अलग करके धारा स्रोत वाले इन्वर्टर में परिवर्तित किया जा सकता है।

महत्वपूर्ण बिंदु: