سنگل فیز ریکٹیفائر - اسکیمیں اور آپریشن کے اصول

ایک ریکٹیفائر ایک ایسا آلہ ہے جو ان پٹ AC وولٹیج کو DC وولٹیج میں تبدیل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ریکٹیفائر کا مرکزی ماڈیول رگوں کی آریوں کا ایک سیٹ ہے جو AC کو براہ راست DC وولٹیج میں تبدیل کرتا ہے۔

اگر نیٹ ورک کے پیرامیٹرز کو لوڈ کے پیرامیٹرز کے ساتھ ملانا ضروری ہو تو، ریکٹیفائر سیٹ ایک مماثل ٹرانسفارمر کے ذریعے نیٹ ورک سے منسلک ہوتا ہے۔ سپلائی نیٹ ورک کے مراحل کی تعداد کے مطابق، ریکٹیفائر سنگل فیز اور ہیں۔ تین مراحل… مزید تفصیلات یہاں دیکھیں — سیمی کنڈکٹر ریکٹیفائر کی درجہ بندی… اس مضمون میں ہم سنگل فیز ریکٹیفائر کے آپریشن پر غور کریں گے۔

سنگل فیز ہاف ویو ریکٹیفائر

سب سے آسان ریکٹیفائر سرکٹ سنگل فیز ہاف ویو ریکٹیفائر ہے (تصویر 1)۔

چاول۔ 1. سنگل فیز کنٹرولڈ ہاف ویو ریکٹیفائر کا اسکیمیٹک

R-load rectifier کے آپریشن کی اسکیمیٹکس شکل 2 میں دکھائی گئی ہیں۔

چاول۔ 2. R-load کے لیے ریکٹیفائر کے آپریشن کی اسکیمیں

thyristor کھولنے کے لئے، دو شرائط کو پورا کرنا ضروری ہے:

1) انوڈ کی صلاحیت کیتھوڈ کی صلاحیت سے زیادہ ہونی چاہیے۔

2) ایک افتتاحی نبض کو کنٹرول الیکٹروڈ پر لاگو کیا جانا چاہئے.

اس سرکٹ کے لیے، ان شرائط کی بیک وقت تکمیل صرف سپلائی وولٹیج کے مثبت نصف سائیکلوں کے دوران ممکن ہے۔ پلس فیز کنٹرول سسٹم (SIFU) کو صرف سپلائی وولٹیج کے مثبت NSoluneriods میں کھلنے والی دالیں بننا چاہیے۔

کے لیے درخواست دیتے وقت thyristor وقت کے وقت θ = α thyristor VS1 کھلتا ہے اور سپلائی وولٹیج U کو مثبت نصف سائیکل کے بقیہ وقت میں load1 پر لاگو کیا جاتا ہے (وولٹیج U1 (ΔUv) کے مقابلے والو کے پار فارورڈ وولٹیج ڈراپ ΔUv غیر معمولی = 1 - 2 V))۔ چونکہ لوڈ R — فعال ہے، پھر لوڈ میں کرنٹ وولٹیج کی شکل کو دہراتا ہے۔

مثبت نصف سائیکل کے اختتام پر، لوڈ کرنٹ i اور والو VS1 کم ہو کر صفر (θ = nπ) ہو جائے گا، اور وولٹیج U1 اپنا نشان بدل دے گا۔ لہذا، ایک ریورس وولٹیج thyristor VS1 پر لاگو کیا جاتا ہے، جس کے عمل کے تحت یہ اپنی کنٹرول خصوصیات کو بند اور بحال کرتا ہے.

طاقت کے منبع کے وولٹیج کے زیر اثر والوز کی اس طرح کی سوئچنگ، جو وقتاً فوقتاً اس کی قطبیت کو تبدیل کرتی رہتی ہے، قدرتی کہلاتی ہے۔

خاکوں سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ایک تار میں تبدیلی مثبت نصف سائیکل کے اس حصے میں تبدیلی کا باعث بنتی ہے جس کے دوران سپلائی وولٹیج لوڈ پر لاگو ہوتا ہے، اور اس وجہ سے بجلی کی کھپت کو کنٹرول کیا جاتا ہے۔ انجکشن α تھائرسٹر کے کھلنے کے لمحے میں تاخیر کو اس کے قدرتی کھلنے کے لمحے کے مقابلے میں نمایاں کرتا ہے اور اسے والو کا افتتاحی (کنٹرول) زاویہ کہا جاتا ہے۔

emf اور rectifier کرنٹ مثبت نصف سائن لہروں کے یکے بعد دیگرے حصے ہیں، سمت میں مستقل لیکن شدت میں مستقل نہیں، یعنی درست شدہ EMF اور کرنٹ ایک متواتر پلسٹنگ کریکٹر رکھتے ہیں۔ اور کسی بھی متواتر فنکشن کو فوئیر سیریز میں بڑھایا جا سکتا ہے:

e (t) = E + en(T)،

جہاں E درست شدہ EMF کا مستقل جزو ہے، en(T) — متغیر جزو تمام ہارمونک اجزاء کے مجموعے کے برابر ہے۔

اس طرح، ہم فرض کر سکتے ہیں کہ متغیر جزو en (t) کے ذریعے مسخ شدہ ایک مستقل EMF بوجھ پر لاگو ہوتا ہے۔ EMF E کا مستقل جزو اصلاح شدہ EMF کی اہم خصوصیت ہے۔

لوڈ وولٹیج کو تبدیل کر کے اسے ریگولیٹ کرنے کے عمل کو فیز کنٹرول کہا جاتا ہے... اس سکیم کے کئی نقصانات ہیں:

1) درست شدہ EMF میں اعلی ہارمونکس کا اعلیٰ مواد؛

2) EMF اور کرنٹ کی بڑی لہریں؛

3) وقفے وقفے سے سرکٹ آپریشن؛

4) کم سرکٹ وولٹیج کا استعمال (kche = 0.45)۔

ریکٹیفائر کے آپریشن میں مداخلت کرنے والا کرنٹ موڈ ایسا موڈ ہے جس میں ریکٹیفائر کے لوڈ سرکٹ میں کرنٹ میں خلل پڑتا ہے، یعنی صفر ہو جاتا ہے.

ایکٹیو انڈکٹیو بوجھ پر کام کرتے وقت سنگل فیز سنگل ہاف ویو ریکٹیفائر

آر ایل لوڈ کے لیے ہاف ویو ریکٹیفائر آپریشن کے ٹائمنگ ڈایاگرامس کو تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 3.

چاول۔ 3. آر ایل لوڈ کے لیے نصف لہر ریکٹیفائر آپریشن کا خاکہ

اسکیم میں ہونے والے عمل کا تجزیہ کرنے کے لیے، آئیے تین وقت کے وقفے مختص کرتے ہیں۔

1. α <θ <δ… اس وقفہ کے مساوی سرکٹ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 4.

دوبارہ 4. α <θ <δ کے لیے مساوی سرکٹ

مساوی اسکیم کے مطابق:

اس دوران وقفہ eL (سیلف انڈکشن EMF) واپس گرڈ وولٹیج U1 کی طرف متوجہ ہوتا ہے اور کرنٹ میں تیز اضافہ کو روکتا ہے۔ نیٹ ورک سے توانائی R پر حرارت میں تبدیل ہوتی ہے اور برقی مقناطیسی میدان میں انڈکٹنس L کے ساتھ جمع ہوتی ہے۔

2. α <θ < π۔ اس وقفہ کے مطابق مساوی سرکٹ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 5۔

انجیر. 5… α <θ < π کے لیے مساوی سرکٹ

اس وقفہ پر، سیلف انڈکشن eL کے EMF نے اپنا نشان تبدیل کر دیا (اس وقت θ = δ)۔

θ δ dL پر اپنا نشان بدلتا ہے اور سرکٹ میں کرنٹ کو برقرار رکھتا ہے۔ یہ U1 کے مطابق ہدایت کی جاتی ہے۔ اس وقفہ میں، نیٹ ورک سے حاصل ہونے والی توانائی اور انڈکٹنس L کے میدان میں جمع ہونے والی توانائی R میں حرارت میں تبدیل ہو جاتی ہے۔

3. π θ α + λ۔ اس وقفہ کے مطابق مساوی سرکٹ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 6۔

چاول۔ 6 مساوی سرکٹ

کسی وقت θ = π لائن وولٹیج U1 اپنی قطبیت کو تبدیل کرتا ہے، لیکن تھائریسٹر VS1 کنڈکٹنگ حالت میں رہتا ہے کیونکہ egL U1 سے بڑھ جاتا ہے اور فارورڈ وولٹیج پورے تھریسٹر میں برقرار رہتا ہے۔ ڈی ایل کے عمل کے تحت کرنٹ اسی سمت میں بوجھ کے ذریعے بہے گا، جبکہ انڈکٹنس ایل کے میدان میں ذخیرہ شدہ توانائی پوری طرح استعمال نہیں ہوگی۔

اس وقفہ میں، انڈکٹو فیلڈ میں جمع ہونے والی توانائی کا کچھ حصہ مزاحمتی R میں حرارت میں تبدیل ہو جاتا ہے، اور کچھ حصہ نیٹ ورک میں منتقل ہو جاتا ہے۔ ڈی سی سرکٹ سے اے سی سرکٹ میں توانائی کی منتقلی کے عمل کو الٹا کہا جاتا ہے… اس کا ثبوت e اور i کی مختلف علامات سے ملتا ہے۔

منفی قطبیت U1 والے حصے میں موجودہ بہاؤ کا دورانیہ L اور R (XL=ωL) کے درمیان تناسب پر منحصر ہے۔ تناسب جتنا زیادہ ہوگا — ωL/R، موجودہ بہاؤ کا دورانیہ اتنا ہی زیادہ ہوگا λ۔

اگر لوڈ سرکٹ L میں انڈکٹنس موجود ہے، تو موجودہ شکل ہموار ہو جاتی ہے اور منفی قطبی U1 کے علاقوں میں بھی کرنٹ بہتا ہے... اس صورت میں، thyristor VS1 وولٹیج U1 سے 0 کی منتقلی کے دوران بند نہیں ہوتا ہے۔ اور اس وقت کرنٹ صفر پر گرتا ہے۔ اگر ωL/ R→oo، تو α = 0 λ → 2π میں۔

ایکٹیو اور ایکٹیو انڈکٹیو بوجھ کو آپریٹ کرتے وقت سنگل فیز برج ریکٹیفائر کو مسلسل موڈ میں چلانے کا اصول

سنگل فیز برج ریکٹیفائر کا پاور سرکٹ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 7، اور فعال بوجھ پر اس کے کام کے وقت کے خاکے انجیر میں دکھائے گئے ہیں۔ آٹھ.

والو برج (تصویر 7) والوز کے دو گروپس پر مشتمل ہے - کیتھوڈ (عجیب والوز) اور اینوڈ (حتی کہ والوز)۔ برج سرکٹ میں، کرنٹ بیک وقت دو والوز کے ذریعے لے جایا جاتا ہے - ایک کیتھوڈ گروپ سے اور دوسرا انوڈ گروپ سے۔

جیسا کہ انجیر سے دیکھا جا سکتا ہے۔ 7، گیٹس کو آن کیا جاتا ہے تاکہ وولٹیج U2 کے مثبت نصف چکروں کے دوران، کرنٹ VS1 اور VS4 گیٹس سے گزرے، اور منفی نصف سائیکلوں کے دوران VS2 اور VS3 گیٹس سے گزرے۔ ہم یہ قیاس کرتے ہیں کہ والوز اور ٹرانسفارمر مثالی ہیں، یعنی Ltp = Rtp = 0، ΔUB = 0۔

چاول۔ 7. سنگل فیز برج ریکٹیفائر کی اسکیم

چاول۔ 8. مزاحمتی بوجھ پر سنگل فیز برج کنٹرولڈ ریکٹیفائر کے آپریشن کی اسکیمیں

اس سرکٹ میں، کسی بھی لمحے، thyristors VS1 اور VS4 کا ایک جوڑا مثبت نصف سائیکل U2 اور VS2 اور VS3 منفی میں کرنٹ چلاتا ہے۔ جب تمام thyristors بند ہو جاتے ہیں، ان میں سے ہر ایک پر آدھا سپلائی وولٹیج لگایا جاتا ہے۔

θ =α کھلے VS1 اور VS4 پر اور بوجھ کھلے VS1 اور VS4 سے بہنا شروع ہو جاتا ہے۔ پچھلے VS2 اور VS3 ریورس سمت میں مکمل مین وولٹیج پر کام کرتے ہیں۔جب v = l-، U2 سائن تبدیل کرتا ہے اور چونکہ لوڈ ایکٹو ہوتا ہے، کرنٹ صفر ہو جاتا ہے اور VS1 اور VS4 پر ریورس وولٹیج لگ ​​جاتا ہے اور وہ بند ہو جاتے ہیں۔

θ =π +α thyristors VS2 اور VS3 کھلتے ہیں اور لوڈ کرنٹ ایک ہی سمت میں جاری رہتا ہے۔ L = 0 پر اس سرکٹ میں کرنٹ ایک وقفے وقفے سے ہوتا ہے، اور صرف α = 0 پر کرنٹ معمولی طور پر مسلسل رہے گا۔

حد مسلسل موڈ ایک ایسا موڈ ہے جس میں وقت کے کچھ لمحوں میں کرنٹ کم ہو کر صفر ہو جاتا ہے، لیکن اس میں کوئی خلل نہیں پڑتا ہے۔

Upr.max = Uobr.max = √2U2 (ٹرانسفارمر کے ساتھ)،

Upr.max = Uobr.max = √2U1 (بغیر ٹرانسفارمر)۔

ایک فعال-آمدنی بوجھ کے لیے سرکٹ آپریشن

R-L لوڈ الیکٹریکل اپریٹس کی وائنڈنگز اور الیکٹریکل مشینوں کے فیلڈ وائنڈنگز یا جب ریکٹیفائر کے آؤٹ پٹ پر ایک انڈکٹو فلٹر انسٹال ہوتا ہے۔ انڈکٹنس کا اثر لوڈ کرنٹ کی شکل کے ساتھ ساتھ والوز اور ٹرانسفارمر کے ذریعے کرنٹ کی اوسط اور موثر اقدار کو بھی متاثر کرتا ہے۔ لوڈ سرکٹ کی انڈکٹینس جتنی زیادہ ہوگی، متبادل کرنٹ کا جزو اتنا ہی کم ہوگا۔

حساب کو آسان بنانے کے لیے، یہ فرض کیا جاتا ہے کہ لوڈ کرنٹ بالکل ہموار ہے (L→oo)۔ یہ قانونی ہے جب ωNSL> 5R، جہاں ωNS — ریکٹیفائر آؤٹ پٹ ریپل کی سرکلر فریکوئنسی۔ اگر یہ شرط پوری ہو جاتی ہے، تو حساب کی غلطی غیر معمولی ہے اور اسے نظر انداز کیا جا سکتا ہے۔

ایکٹیو انڈکٹیو بوجھ کے لیے سنگل فیز برج ریکٹیفائر کے آپریشن کے ٹائمنگ ڈایاگرامس کو تصویر 2 میں دکھایا گیا ہے۔ نو.

چاول۔ 9. آر ایل لوڈ پر کام کرتے وقت سنگل فیز برج ریکٹیفائر کے آپریشن کی اسکیمیں

اسکیم میں ہونے والے عمل کو جانچنے کے لیے، ہم کام کے تین شعبوں کو الگ کریں گے۔

1. ایک اس وقفہ کے مطابق مساوی سرکٹ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔دس

چاول۔ 10. ایک ریکٹیفائر کا مساوی سرکٹ

سمجھے جانے والے وقفے میں، نیٹ ورک سے توانائی مزاحمت R میں حرارت میں بدل جاتی ہے اور ایک حصہ انڈکٹینس کے برقی مقناطیسی میدان میں جمع ہوتا ہے۔

2. α <θ < π۔ اس وقفہ کے مطابق مساوی سرکٹ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ گیارہ.

چاول۔ 11. α <θ < π کے لیے ریکٹیفائر کا مساوی سرکٹ

وقت کے ایک لمحے میں θ = δ سیلف انڈکشن eL = 0 کا EMF کیونکہ کرنٹ اپنی زیادہ سے زیادہ قدر تک پہنچ جاتا ہے۔

اس وقفہ میں، انڈکٹنس میں جمع ہونے والی اور نیٹ ورک کے ذریعے استعمال ہونے والی توانائی مزاحمتی R میں حرارت میں بدل جاتی ہے۔

3. π θ α + λ۔ اس وقفہ کے مطابق مساوی سرکٹ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 12.

چاول۔ 12. π θ α + λ پر ریکٹیفائر کا مساوی سرکٹ

اس وقفہ میں، انڈکٹو فیلڈ میں جمع ہونے والی توانائی کا کچھ حصہ مزاحمتی R میں حرارت میں تبدیل ہو جاتا ہے، اور کچھ حصہ نیٹ ورک پر واپس آ جاتا ہے۔

3rd سیکشن میں سیلف انڈکشن کے EMF کا عمل درست شدہ EMF کے منحنی خطوط میں منفی قطبیت کے ساتھ حصوں کی ظاہری شکل کا باعث بنتا ہے، اور e اور i کی مختلف علامات ظاہر کرتی ہیں کہ اس وقفہ میں برقی توانائی کی واپسی ہوتی ہے۔ نیٹ ورک پر.

اگر وقت θ = π + α انڈکٹنس L میں ذخیرہ شدہ توانائی مکمل طور پر استعمال نہیں ہوتی ہے، تو کرنٹ i مسلسل رہے گا۔ جب ایک خاص وقت پر θ = π + α افتتاحی دالیں thyristors VS2 اور VS3 کو پیش کی جاتی ہیں، جن کو نیٹ ورک کی طرف سے ایک فارورڈ وولٹیج فراہم کیا جاتا ہے، وہ کھلتے ہیں اور ان کے ذریعے آپریٹنگ VS1 اور VS4 پر ایک ریورس وولٹیج لاگو ہوتا ہے۔ نیٹ ورک کی طرف، جس کے نتیجے میں وہ بند ہوتے ہیں، اس قسم کی سوئچنگ کو قدرتی کہا جاتا ہے۔