VFD Working Principle, Power Wiring, Control Wiring ও Parameter Setting | সম্পূর্ণ বাংলা গাইড
Introduction
বর্তমান Industrial Automation System-এ VFD একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ Electrical Equipment। বিভিন্ন ধরনের ইন্ডাস্ট্রিয়াল মেশিনে মোটরের Speed Control, Acceleration, Deceleration এবং Direction Control করার জন্য VFD ব্যবহার করা হয়।
VFD-এর পূর্ণরূপ Variable Frequency Drive। এটি মোটরে সরবরাহ করা Frequency পরিবর্তন করে মোটরের Speed নিয়ন্ত্রণ করে।
এই আর্টিকেলে আমরা VFD-এর Power Connection, Control Wiring, MCCB, Contactor, Input Reactor, Start-Stop Push Button, Forward-Reverse Control, Speed Potentiometer, PLC Interface এবং গুরুত্বপূর্ণ Troubleshooting সম্পর্কে আলোচনা করব।
১. What Is a VFD?
VFD বা Variable Frequency Drive হলো একটি Electronic Motor Controller, যা AC Motor-এর Frequency এবং প্রয়োজন অনুযায়ী Voltage নিয়ন্ত্রণ করে মোটরের Speed পরিবর্তন করতে পারে।
সাধারণত একটি VFD তিনটি প্রধান অংশ নিয়ে কাজ করে:
1. Rectifier Section: AC Supply গ্রহণ করে DC Voltage তৈরি করে।
2. DC Bus Section: উৎপন্ন DC Voltage সংরক্ষণ ও ফিল্টার করে।
3. Inverter Section: Power Semiconductor Switching-এর মাধ্যমে পরিবর্তনশীল Frequency ও Voltage-এর AC Output তৈরি করে।
এই প্রক্রিয়ার মাধ্যমে VFD মোটরের Speed নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।
২. VFD-এর প্রধান Terminal পরিচিতি
একটি সাধারণ VFD-এর Terminal কয়েকটি প্রধান ভাগে বিভক্ত থাকে।
Power Input Terminals
– R/L1
– S/L2
– T/L3
এগুলো VFD-এর Three-Phase AC Input Terminal। নির্দিষ্ট মডেল অনুযায়ী Input Voltage ও Phase Configuration যাচাই করতে হবে।
Motor Output Terminals
– U/T1
– V/T2
– W/T3
এই তিনটি Terminal থেকে VFD-এর পরিবর্তনশীল Frequency ও Voltage Output মোটরে সরবরাহ করা হয়।
Earthing Terminal (PE)
VFD এবং Motor-এর Protective Earth সংযোগের জন্য PE Terminal ব্যবহার করা হয়। এটি Electrical Safety-এর জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
Control Terminals
সাধারণত VFD-এর Control Terminal-এ নিচের নামগুলো দেখা যায়:
– +24V: Internal 24V DC Control Supply
– COM: Control Common
– DI1, DI2, DI3, DI4: Digital Input
– +10V: Potentiometer Reference Supply
– AI1: Analog Input
– GND: Analog Common
– AO1: Analog Output
– DO1, DO2: Digital বা Relay Output, মডেল অনুযায়ী
মনে রাখবেন, বিভিন্ন VFD Series-এ Terminal Name ও Function আলাদা হতে পারে। নির্দিষ্ট মডেলের Manual অনুসরণ করতে হবে।
৩. VFD Power Wiring Connection
VFD-এর Power Circuit সঠিকভাবে সংযোগ করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
সাধারণ Power Connection-এর ধাপ:
Step 1: Three-Phase Power Supply
415V AC Three-Phase Supply-এর R, Y, B অথবা L1, L2, L3 লাইন VFD-এর উপযুক্ত Input Protection ও Switching Equipment-এর মাধ্যমে R, S, T Terminal-এ সংযোগ করা হয়।
Step 2: MCCB Connection
MCCB হলো Molded Case Circuit Breaker। এটি Short Circuit Protection এবং Electrical Isolation-এর জন্য ব্যবহার করা হয়।
VFD-এর Rated Input Current, Supply Capacity এবং Manufacturer-এর নির্দেশনা অনুযায়ী MCCB নির্বাচন করতে হবে।
Step 3: Contactor Connection
VFD-এর Input Side-এ Contactor ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি Maintenance অথবা নির্দিষ্ট Isolation Arrangement-এর জন্য ব্যবহৃত হয়।
Contactor-এর Coil Terminal সাধারণত A1 এবং A2 নামে পরিচিত। এগুলো Coil-এর দুইটি আলাদা Terminal। Coil-এর Rated Voltage অনুযায়ী Control Supply সংযোগ দিতে হয়।
গুরুত্বপূর্ণ: VFD চালু থাকা অবস্থায় বারবার Input Contactor ON/OFF করে মোটর নিয়ন্ত্রণ করা উচিত নয়। মোটর চালু ও বন্ধ করার জন্য VFD-এর Control Input ব্যবহার করা উত্তম।
Step 4: Input Reactor (Optional)
Input Reactor VFD-এর Input Side-এ ব্যবহার করা হয়। এটি Supply System-এর Harmonic Current ও Electrical Disturbance কমাতে সাহায্য করতে পারে।
তবে সব Installation-এ Input Reactor বাধ্যতামূলক নয়। VFD Manufacturer-এর Recommendation অনুযায়ী নির্বাচন করতে হবে।
Step 5: Motor Connection
VFD-এর U, V, W Output Terminal থেকে Three-Phase Motor-এর U, V, W Terminal-এ সংযোগ দিতে হয়।
Motor-এর Nameplate অনুযায়ী Star অথবা Delta Connection নির্বাচন করতে হবে।
বিশেষ সতর্কতা: VFD-এর Output Terminal-এ সরাসরি AC Grid Supply সংযোগ করা যাবে না।
৪. VFD Control Wiring Connection
VFD-এর Control Wiring ব্যবহার করে External Push Button, Selector Switch, Potentiometer, PLC অথবা Relay-এর মাধ্যমে মোটর নিয়ন্ত্রণ করা যায়।
4.1 STOP Push Button (NC)
STOP Push Button সাধারণত Normally Closed Contact ব্যবহার করে।
এটি VFD-এর নির্ধারিত Digital Input-এর Control Circuit-এ ব্যবহার করা হয়। STOP চাপলে Control Signal পরিবর্তিত হয় এবং VFD-এর Program অনুযায়ী মোটর বন্ধ হয়।
4.2 START Push Button (NO)
START Push Button সাধারণত Normally Open Contact ব্যবহার করে।
START চাপলে VFD-এর নির্ধারিত Digital Input-এ Signal যায় এবং প্রয়োজনীয় Parameter সঠিকভাবে সেট থাকলে মোটর চালু হয়।
4.3 Forward Control
Forward Push Button ব্যবহার করে মোটরকে নির্ধারিত Forward Direction-এ চালানো যায়।
এর জন্য একটি Digital Input Forward Run Command হিসেবে Configure করতে হয়।
4.4 Reverse Control
Reverse Push Button ব্যবহার করে মোটরকে বিপরীত দিকে চালানো যায়।
এর জন্য অন্য একটি Digital Input Reverse Run Command হিসেবে Configure করতে হয়।
Forward এবং Reverse Command-এর মধ্যে Interlock রাখা জরুরি, যাতে দুটি বিপরীত কমান্ড একসঙ্গে কার্যকর না হয়।
৫. Speed Control Using 10KΩ Potentiometer
VFD-এর Speed Control করার একটি জনপ্রিয় পদ্ধতি হলো 10KΩ Potentiometer ব্যবহার করা।
সাধারণত Potentiometer-এর তিনটি Terminal থাকে:
– Terminal 1: +10V
– Terminal 2: AI1 (Variable Signal)
– Terminal 3: GND
Potentiometer ঘোরানোর মাধ্যমে AI1 Terminal-এ Analog Voltage পরিবর্তিত হয়।
VFD এই Analog Voltage অনুযায়ী Frequency পরিবর্তন করে এবং মোটরের Speed নিয়ন্ত্রণ করে।
উদাহরণ:
– 0V = 0% Reference
– 5V = 50% Reference
– 10V = 100% Reference
এটি একটি আদর্শ উদাহরণ। বাস্তবে Analog Input Scaling এবং Minimum/Maximum Frequency Parameter অনুযায়ী ফলাফল নির্ধারিত হয়।
সঠিকভাবে Wiring করার পর VFD-এর Frequency Reference Source হিসেবে AI1 নির্বাচন করতে হবে।
৬. VFD Analog Output (AO1)
AO1 Terminal ব্যবহার করে VFD-এর কোনো নির্দিষ্ট Operating Value বাইরে পাঠানো যায়।
উদাহরণ:
– Output Frequency
– Motor Speed Reference
– Output Current
– অন্যান্য Configurable Monitoring Value
যদি AO1-কে 0–10V Output হিসেবে Configure করা হয়, তাহলে উপযুক্ত Analog Meter, PLC Analog Input অথবা Monitoring Device দিয়ে Frequency বা অন্য নির্ধারিত Value পর্যবেক্ষণ করা যায়।
মনে রাখতে হবে, AO1-এর Signal Type ও Range মডেল এবং Parameter অনুযায়ী নির্ধারিত হয়।
৭. Fault Relay ও Running Relay Output
অনেক VFD-তে Relay Output বা Digital Output থাকে।
Fault Relay Output
VFD-তে কোনো Fault বা Error দেখা দিলে নির্ধারিত Relay Contact-এর অবস্থা পরিবর্তিত হতে পারে।
এটি PLC, Alarm অথবা Indicator Lamp-এর সঙ্গে ব্যবহার করা যায়।
Running Status Output
মোটর Running অবস্থায় থাকলে VFD-এর Configured Output থেকে Running Signal পাওয়া যায়।
এই Signal ব্যবহার করে:
– Running Indicator Lamp
– PLC Input
– HMI Status
– External Monitoring System
নিয়ন্ত্রণ করা যায়।
NO, NC ও COM Terminal-এর সঠিক অবস্থান নির্দিষ্ট মডেলের Terminal Diagram দেখে নিশ্চিত করতে হবে।
৮. VFD Parameter Setting
VFD-এর সঠিক কার্যকারিতার জন্য Motor Nameplate অনুযায়ী Parameter সেট করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
সাধারণত নিচের Parameter-গুলো Configure করতে হয়:
1. Motor Rated Voltage: মোটরের Nameplate অনুযায়ী Rated Voltage সেট করতে হবে।
2. Motor Rated Current: মোটরের Rated Current অনুযায়ী সেট করতে হবে।
3. Motor Rated Frequency: সাধারণত 50Hz অথবা 60Hz, Nameplate অনুযায়ী।
4. Maximum Frequency: মোটরের অনুমোদিত Operating Range অনুযায়ী নির্ধারণ করতে হবে।
5. Minimum Frequency: Application অনুযায়ী Minimum Operating Frequency নির্ধারণ করতে হবে।
6. Acceleration Time: মোটর কত সময়ে নির্ধারিত Speed-এ পৌঁছাবে তা নির্ধারণ করে।
7. Deceleration Time: মোটর কত সময়ে কমে বন্ধ হবে তা নির্ধারণ করে।
8. Run Command Source: Keypad, External Terminal অথবা Communication থেকে Run Command গ্রহণ করবে কি না তা নির্ধারণ করে।
9. Frequency Reference Source: Keypad, Potentiometer, Analog Input অথবা Communication থেকে Frequency Reference গ্রহণ করবে কি না তা নির্ধারণ করে।
10. Motor Control Mode: Application ও VFD-এর Capability অনুযায়ী V/F বা উপযুক্ত Vector Control নির্বাচন করতে হয়।
বিশেষ দ্রষ্টব্য: VFD-এর বিভিন্ন Series-এ Parameter Number আলাদা হতে পারে। তাই MS300, C2000, CP2000, VFD-EL বা অন্য মডেলের Parameter Number এক মনে করা যাবে না।
৯. VFD কীভাবে মোটরের Speed নিয়ন্ত্রণ করে?
Three-Phase Induction Motor-এর Synchronous Speed-এর সূত্র:
Ns = 120 × f / P
এখানে:
– Ns = Synchronous Speed (RPM)
– f = Supply Frequency (Hz)
– P = Motor Pole সংখ্যা
উদাহরণ হিসেবে, একটি 4-Pole Motor-এর Synchronous Speed:
50Hz-এ:
Ns = (120 × 50) / 4 = 1500 RPM
40Hz-এ:
Ns = (120 × 40) / 4 = 1200 RPM
অর্থাৎ Frequency কমালে Motor-এর Synchronous Speed কমে এবং Frequency বাড়ালে Speed বাড়ে।
বাস্তব Induction Motor-এর Rotor Speed Load ও Slip-এর কারণে Synchronous Speed থেকে কিছুটা কম থাকে।
১০.VFD-এর সুবিধা
1. মোটরের Speed সহজে নিয়ন্ত্রণ করা যায়।
2. Smooth Starting ও Stopping সম্ভব।
3. Application অনুযায়ী Energy Saving করা যায়।
4. Motor Acceleration ও Deceleration নিয়ন্ত্রণ করা যায়।
5. Forward ও Reverse Operation সম্ভব।
6. Motor Overload এবং বিভিন্ন Fault Monitoring করা যায়।
7. PLC ও HMI-এর সঙ্গে Integration করা যায়।
8. Industrial Automation System আরও উন্নত করা যায়।
**YouTube Channel: Electrical Circuit Diagram**
Electrical Wiring, Delta VFD, PLC, HMI, Motor Control, Industrial Automation এবং Troubleshooting সম্পর্কে আরও শিক্ষামূলক ভিডিও পেতে আমাদের Electrical Circuit Diagram YouTube Channel Subscribe করুন।
#DeltaVFD #VFDWiring #VFDControlWiring #VariableFrequencyDrive #MotorSpeedControl #PLC #IndustrialAutomation #ElectricalCircuitDiagram