Thyristor DC / DC کنورٹرز

Thyristor DC / DC کنورٹر (DC) آؤٹ پٹ پیرامیٹرز (کرنٹ اور وولٹیج) کے دیئے گئے قانون کے مطابق ریگولیشن کے ساتھ متبادل کرنٹ کو براہ راست کرنٹ میں تبدیل کرنے کا ایک آلہ ہے۔ Thyristor کنورٹرز کو موٹرز کے آرمیچر سرکٹس اور ان کے فیلڈ وائنڈنگز کو پاور کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔

Thyristor کنورٹرز درج ذیل بنیادی اکائیوں پر مشتمل ہیں:

• AC کی طرف ایک ٹرانسفارمر یا کرنٹ کو محدود کرنے والا ری ایکٹر،

• ریکٹیفائر بلاکس،

• ہموار کرنے والے ری ایکٹر،

• کنٹرول، تحفظ اور سگنلنگ سسٹم کے عناصر۔

ٹرانسفارمر کنورٹر کے ان پٹ اور آؤٹ پٹ وولٹیجز سے میل کھاتا ہے اور (جیسے کرنٹ کو محدود کرنے والے ری ایکٹر) ان پٹ سرکٹس میں شارٹ سرکٹ کرنٹ کو محدود کرتا ہے۔ ہموار کرنے والے ری ایکٹرز کو درست وولٹیج اور کرنٹ کی لہروں کو ہموار کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ری ایکٹر فراہم نہیں کیے جاتے ہیں اگر لوڈ انڈکٹنس لہر کو مخصوص حدود میں محدود کرنے کے لیے کافی ہے۔

thyristor DC-DC کنورٹرز کا استعمال عملی طور پر وہی الیکٹرک ڈرائیو خصوصیات کا ادراک کرنے کی اجازت دیتا ہے جیسا کہ روٹری کنورٹرز کا استعمال کرتے وقت جنریٹر موٹر سسٹم (D — D)، یعنی انجن کی رفتار اور ٹارک کو وسیع رینج میں ایڈجسٹ کرنا، شروع کرنے، رکنے، الٹنے، وغیرہ کے دوران خصوصی مکینیکل خصوصیات اور عارضی کی مطلوبہ نوعیت حاصل کرنے کے لیے۔

تاہم، روٹری سٹیٹک کنورٹرز کے مقابلے میں، ان کے متعدد معروف فوائد ہیں، یہی وجہ ہے کہ کرین الیکٹرک ڈرائیوز کی نئی ترقی میں سٹیٹک کنورٹرز کو ترجیح دی جاتی ہے۔ Thyristor DC-DC کنورٹرز 50-100 kW سے زیادہ کی طاقت کے ساتھ کرین میکانزم کی الیکٹرک ڈرائیوز میں استعمال کے لیے سب سے زیادہ امید افزا ہیں اور وہ میکانزم جہاں اسے جامد اور متحرک طریقوں میں ڈرائیو کی خصوصی خصوصیات حاصل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

اصلاحی اسکیمیں، کنورٹرز کے پاور سرکٹس کی تعمیر کے اصول

Thyristor کنورٹرز سنگل فیز اور ملٹی فیز کے ساتھ بنائے جاتے ہیں۔ اصلاحی سرکٹس… بنیادی اصلاحی اسکیموں کے لیے ڈیزائن کے کئی تناسب ہیں۔ ان میں سے ایک اسکیم تصویر میں دکھائی گئی ہے۔ 1، ایک. وولٹیج Va اور کرنٹ Ia کا ریگولیشن جو کنٹرول زاویہ α کو تبدیل کرکے تیار کیا جاتا ہے... انجیر میں۔ 1، b-e، مثال کے طور پر، ایک تین فیز زیرو رییکٹیفیکیشن سرکٹ میں کرنٹ اور وولٹیجز کی تبدیلی کی نوعیت ایک فعال-آمائشی بوجھ کے ساتھ دکھائی گئی ہے۔

چاول۔ 1. تھری فیز نیوٹرل سرکٹ (a) اور ریکٹیفائر (b، c) اور انورٹر (d، e) موڈز میں کرنٹ اور وولٹیج کی تبدیلیوں کے خاکے۔

خاکوں میں دکھایا گیا زاویہ γ (سوئچنگ اینگل) اس وقت کی مدت کی نشاندہی کرتا ہے جس کے دوران کرنٹ بیک وقت دو تھریسٹرز کے ذریعے بہتا ہے۔ ایڈجسٹمنٹ زاویہ α پر ایڈجسٹ شدہ وولٹیج Вa کی اوسط قدر کا انحصار کنٹرول خصوصیت کہلاتا ہے۔

غیر جانبدار سرکٹس کے لیے، اوسط درست شدہ وولٹیج اظہار کے ذریعہ دیا جاتا ہے۔

جہاں m — ٹرانسفارمر کے ثانوی سمیٹنے کے مراحل کی تعداد؛ U2f ٹرانسفارمر کے سیکنڈری وائنڈنگ کے فیز وولٹیج کی rms ویلیو ہے۔

پل سرکٹس کے لیے Udo 2 گنا زیادہ ہے، کیونکہ یہ سرکٹس دو صفر سرکٹس کے سیریز کنکشن کے برابر ہیں۔

سنگل فیز کریکشن سرکٹس، ایک اصول کے طور پر، نسبتاً بڑے انڈکٹو ریزسٹنس والے سرکٹس میں استعمال کیے جاتے ہیں۔ یہ موٹروں کے آزاد جوش و خروش کے سرکٹس کے ساتھ ساتھ کم طاقت والی موٹروں کے آرمیچر سرکٹس (10-15 کلو واٹ تک) ہیں۔ پولی فیز سرکٹس بنیادی طور پر 15-20 کلو واٹ سے زیادہ کی طاقت والی موٹروں کے آرمیچر سرکٹس کاسٹ کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں اور کم کثرت سے فیلڈ وائنڈنگز کو پاور کرنے کے لیے۔ سنگل فیز کے مقابلے میں، پولی فیز ریکٹیفائر سرکٹس کے بہت سے فوائد ہیں۔ اہم ہیں: رییکٹیفائیڈ وولٹیج اور کرنٹ کا کم پلسیشن، ٹرانسفارمر اور تھائرسٹرس کا بہتر استعمال، سپلائی نیٹ ورک کے مراحل کی سڈول لوڈنگ۔

thyristor DC-DC کنورٹرز میں 20 کلو واٹ سے زیادہ کی طاقت کے ساتھ کرین ڈرائیوز کے لیے، استعمال تین مرحلے پل سرکٹ… یہ ٹرانسفارمر اور تھائرسٹرس کے اچھے استعمال، رییکٹیفائیڈ وولٹیج اور کرنٹ کی کم لہر، اور ٹرانسفارمر سرکٹ اور ڈیزائن کی سادگی کی وجہ سے ہے۔تھری فیز برج سرکٹ کا ایک معروف فائدہ یہ ہے کہ اسے ٹرانسفارمر کنکشن سے نہیں بلکہ کرنٹ کو محدود کرنے والے ری ایکٹر سے بنایا جا سکتا ہے، جس کے طول و عرض ٹرانسفارمر کے طول و عرض سے نمایاں طور پر چھوٹے ہیں۔

تھری فیز نیوٹرل سرکٹ میں، عام طور پر استعمال ہونے والے کنکشن گروپس D/D اور Δ/Y کے ساتھ ٹرانسفارمر استعمال کرنے کے حالات بہاؤ کے مستقل جزو کی موجودگی کی وجہ سے بدتر ہوتے ہیں۔ یہ مقناطیسی سرکٹ کے کراس سیکشن اور اس کے مطابق، ٹرانسفارمر کے ڈیزائن کی طاقت میں اضافہ کی طرف جاتا ہے. بہاؤ کے مستقل جزو کو ختم کرنے کے لیے، ٹرانسفارمر کے ثانوی وائنڈنگز کا زگ زیگ کنکشن استعمال کیا جاتا ہے، جس سے ڈیزائن کی طاقت میں بھی کسی حد تک اضافہ ہوتا ہے۔ بڑھتی ہوئی سطح، اصلاح شدہ وولٹیج کی لہر، اوپر بیان کی گئی خرابی کے ساتھ، تین فیز نیوٹرل سرکٹ کے استعمال کو محدود کرتی ہے۔

کم وولٹیج اور زیادہ کرنٹ کے لیے استعمال ہونے پر چھ فیز ری ایکٹر سرکٹ کی سفارش کی جاتی ہے کیونکہ اس سرکٹ میں لوڈ کرنٹ دو ڈائیوڈز کے ذریعے سیریز کے بجائے متوازی طور پر بہتا ہے جیسا کہ تھری فیز برج سرکٹ میں ہوتا ہے۔ اس سرکٹ کا نقصان ایک ہموار کرنے والے ری ایکٹر کی موجودگی ہے جس کی عام طاقت تقریباً 70% درست کی گئی طاقت ہے۔ اس کے علاوہ، ایک پیچیدہ ٹرانسفارمر ڈیزائن چھ فیز سرکٹس میں استعمال ہوتا ہے۔

thyristors پر مبنی ریکٹیفائر سرکٹس دو طریقوں میں آپریشن فراہم کرتے ہیں - ریکٹیفائر اور انورٹر۔ انورٹر موڈ میں کام کرتے وقت، لوڈ سرکٹ سے توانائی کو سپلائی نیٹ ورک میں منتقل کیا جاتا ہے، یعنی ریکٹیفائر موڈ کے مقابلے میں مخالف سمت میں، اس لیے، الٹتے وقت، کرنٹ اور ای۔ وغیرہ c. ٹرانسفارمر کی سمت مخالف سمت میں ہوتی ہے، اور جب سیدھی کی جاتی ہے - اس کے مطابق۔الٹا موڈ میں موجودہ ذریعہ e ہے۔ وغیرہ c. لوڈ (DC مشینیں، inductance) جو کہ انورٹر وولٹیج سے زیادہ ہونا چاہیے۔

thyristor کنورٹر کی رییکٹیفائر موڈ سے inverter موڈ میں منتقلی e کی polarity کو تبدیل کرکے حاصل کی جاتی ہے۔ وغیرہ c. ایک انڈکٹو بوجھ کے ساتھ بوجھ اور زاویہ α کو π/2 سے اوپر بڑھانا۔

چاول۔ 2. والوز کے گروپس پر سوئچ کرنے کے لیے اینٹی متوازی سرکٹ۔ UR1 — UR4 — لیولنگ ری ایکٹر؛ RT - کرنٹ کو محدود کرنے والا ری ایکٹر؛ CP - ہموار کرنے والا ری ایکٹر۔

چاول۔ 3. موٹروں کے اتیجیت وائنڈنگ کے سرکٹس کے لیے ناقابل واپسی TP کی اسکیم۔ الٹا موڈ کو یقینی بنانے کے لیے، یہ ضروری ہے کہ اگلے بند ہونے والے تھائرسٹر کے پاس اپنی بلاکنگ خصوصیات کو بحال کرنے کا وقت ہو جب کہ اس پر منفی وولٹیج موجود ہو، یعنی زاویہ φ میں (تصویر 1، c)۔

اگر ایسا نہیں ہوتا ہے، تو بند ہونے والا تھائرسٹر دوبارہ کھل سکتا ہے کیونکہ اس پر فارورڈ وولٹیج لگایا جاتا ہے۔ اس کی وجہ سے انورٹر الٹ جائے گا، جہاں ہنگامی کرنٹ آئے گا، جیسے کہ وغیرہ c. DC مشینیں اور ٹرانسفارمر سمت میں مماثل ہوں گے۔ ایک رول اوور سے بچنے کے لئے، شرط کی ضرورت ہے

جہاں δ - تھائرسٹر کی لاکنگ خصوصیات کی بحالی کا زاویہ؛ β = π — α یہ انورٹر کا لیڈ اینگل ہے۔

thyristor کنورٹرز کے پاور سرکٹس، موٹرز کے آرمچر سرکٹس کو طاقت دینے کے لیے بنائے گئے ہیں، دونوں ناقابل واپسی (thyristors کا ایک ریکٹیفائر گروپ) اور reversible (دو ریکٹیفائر گروپ) ورژن میں بنائے جاتے ہیں۔ thyristor کنورٹرز کے ناقابل واپسی ورژن، غیر سمتی ترسیل فراہم کرتے ہیں، موٹر اور جنریٹر موڈ میں موٹر ٹارک کی صرف ایک سمت میں کام کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔

لمحے کی سمت کو تبدیل کرنے کے لیے، ضروری ہے کہ یا تو فیلڈ فلوکس کنسٹنٹ کی سمت کے ساتھ آرمیچر کرنٹ کی سمت کو تبدیل کیا جائے، یا آرمیچر کرنٹ کی سمت کو برقرار رکھتے ہوئے فیلڈ فلوکس کی سمت کو تبدیل کیا جائے۔

الٹا تھریسٹر کنورٹرز میں کئی قسم کے پاور سرکٹ ڈایاگرام ہوتے ہیں۔ سب سے عام وہ اسکیم ہے جس میں والوز کے دو گروپس کے متوازی کنکشن کے ساتھ ٹرانسفارمر کی ایک سیکنڈری وائنڈنگ (تصویر 2) ہے۔ اس طرح کی اسکیم کو RT ری ایکٹرز کے اینوڈ کرنٹ لیمرز کے ذریعے مشترکہ متبادل نیٹ ورک سے تھائرسٹر گروپس کو کھانا کھلا کر علیحدہ ٹرانسفارمر کے بغیر لاگو کیا جا سکتا ہے۔ ری ایکٹر کے ورژن میں منتقلی thyristor کنورٹر کے سائز کو نمایاں طور پر کم کرتی ہے اور اس کی لاگت کو کم کرتی ہے۔

موٹر فیلڈز کے وائنڈنگ سرکٹس کے لیے Thyristor کنورٹرز بنیادی طور پر ناقابل واپسی تعمیر میں بنائے جاتے ہیں۔ انجیر میں۔ 3a استعمال شدہ ریکٹیفائر سوئچنگ سرکٹس میں سے ایک دکھاتا ہے۔ سرکٹ آپ کو موٹر کے اتیجیت کرنٹ کو وسیع رینج میں مختلف کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ کرنٹ کی کم از کم قدر اس وقت ہوتی ہے جب thyristors T1 اور T2 بند ہوتے ہیں، اور زیادہ سے زیادہ جب وہ کھلے ہوتے ہیں۔ انجیر میں۔ 3، b، d thyristors کی ان دو حالتوں کے لیے اصلاح شدہ وولٹیج میں تبدیلی کی نوعیت کو ظاہر کرتا ہے، اور تصویر 1 میں۔ 3، حالت میں جب

thyristor کنورٹرز کو الٹانے کے لیے کنٹرول کے طریقے

thyristor کنورٹرز کو الٹا کرنے میں، والو گروپس کو کنٹرول کرنے کے دو اہم طریقے ہیں - مشترکہ اور الگ۔ دوسری طرف، شریک انتظام مسلسل اور متضاد طور پر کیا جاتا ہے۔

مربوط کنٹرول کے ساتھ، شوٹنگ دالوں thyristors والوز کے دو گروپوں پر اس طرح لگایا جاتا ہے کہ دونوں گروپوں کے لیے درست وولٹیج کی اوسط قدریں ایک دوسرے کے برابر ہوں۔ یہ شرط پر فراہم کی جاتی ہے۔

جہاں av اور ai — ریکٹیفائر اور انورٹرز کے گروپس کے ایڈجسٹمنٹ زاویہ۔ متضاد کنٹرول کی صورت میں، انورٹر گروپ کا اوسط وولٹیج ریکٹیفائر گروپ کے وولٹیج سے زیادہ ہے۔ یہ اس شرط کے تحت حاصل کیا جاتا ہے۔

مشترکہ کنٹرول کے ساتھ گروپ وولٹیجز کی فوری قدر ہر وقت ایک دوسرے کے برابر نہیں ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں تھائرسٹر گروپس اور ٹرانسفارمر وائنڈنگز کے ذریعے بننے والے بند لوپ (یا سرکٹس) میں، ایک برابری والا کرنٹ بہتا ہے جس کو محدود کرنے کے لیے برابری والے ری ایکٹر UR1-UR4 thyristor کنورٹر میں شامل ہیں (تصویر 1 دیکھیں)۔

ری ایکٹر برابری کرنٹ لوپ سے جڑے ہوتے ہیں، ایک یا دو فی گروپ، اور ان کی انڈکٹنس کا انتخاب کیا جاتا ہے تاکہ برابری کرنٹ ریٹیڈ لوڈ کرنٹ کے 10% سے زیادہ نہ ہو۔ جب موجودہ محدود کرنے والے ری ایکٹرز کو سوئچ کیا جاتا ہے، دو فی گروپ، جب لوڈ کرنٹ بہتا ہے تو وہ سیر ہو جاتے ہیں۔ مثال کے طور پر، گروپ بی آپریشن کے دوران، ری ایکٹر UR1 اور UR2 سیر ہو جاتے ہیں، جبکہ ری ایکٹر URZ اور UR4 غیر سیر رہتے ہیں اور برابری کرنٹ کو محدود کرتے ہیں۔ اگر ری ایکٹر آن ہیں، ایک فی گروپ (UR1 اور URZ)، جب پے لوڈ بہہ رہا ہو تو وہ سیر نہیں ہوتے۔

متضاد کنٹرول والے کنورٹرز کو مربوط کنٹرول کے مقابلے میں چھوٹے ری ایکٹر کے سائز ہوتے ہیں۔تاہم، متضاد کنٹرول کے ساتھ، قابل اجازت کنٹرول زاویوں کی رینج کم ہو جاتی ہے، جو ٹرانسفارمر کے بدتر استعمال اور تنصیب کے پاور فیکٹر میں کمی کا باعث بنتی ہے۔ ساتھ ہی، برقی کے کنٹرول اور رفتار کی خصوصیات کی لکیری ڈرائیو کی خلاف ورزی کی ہے. والوز کے گروپوں کے الگ الگ کنٹرول کو مکمل طور پر مساوی کرنٹ کو ختم کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

علیحدہ کنٹرول اس حقیقت پر مشتمل ہوتا ہے کہ کنٹرول کی دالیں صرف اس گروپ پر لگائی جاتی ہیں جو اس وقت کام کر رہے ہوں۔ بیکار گروپ کے والوز کو کنٹرول دالیں فراہم نہیں کی جاتی ہیں۔ thyristor کنورٹر کے آپریٹنگ موڈ کو تبدیل کرنے کے لیے، ایک خاص سوئچنگ ڈیوائس استعمال کی جاتی ہے، جو، جب تھائرسٹر کنورٹر کا کرنٹ صفر ہوتا ہے، تو پہلے پچھلے ورکنگ گروپ سے کنٹرول کی دالیں ہٹاتا ہے، اور پھر، ایک مختصر وقفے کے بعد (5- 10 ایم ایس)، دوسرے گروپ کو کنٹرول پلس بھیجتا ہے۔

علیحدہ کنٹرول کے ساتھ، والوز کے الگ الگ گروپس کے سرکٹ میں برابری والے ری ایکٹرز کو شامل کرنے کی ضرورت نہیں ہے، ٹرانسفارمر کو مکمل طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، انورٹر موڈ میں تھائرسٹر کنورٹر کے آپریٹنگ ٹائم میں کمی کی وجہ سے انورٹر کے الٹنے کا امکان ہے۔ کم، توانائی کے نقصانات کو کم کیا جاتا ہے اور اس کے مطابق برقی ڈرائیو کی کارکردگی برابری کے کرنٹ کی عدم موجودگی کی وجہ سے بڑھ جاتی ہے۔ علیحدہ کنٹرول، تاہم، کنٹرول دالوں کو روکنے کے لیے آلات کی وشوسنییتا پر بہت زیادہ مطالبہ کرتا ہے۔

بلاک کرنے والے آلات کے آپریشن میں خرابی اور نان ورکنگ تھائرسٹر گروپ پر کنٹرول پلس کی ظاہری شکل تھائریسٹر کنورٹر میں اندرونی شارٹ سرکٹ کا باعث بنتی ہے، کیونکہ اس معاملے میں گروپوں کے درمیان برابری کا کرنٹ صرف ٹرانسفارمر کے رد عمل سے محدود ہوتا ہے۔ windings اور ایک ناقابل قبول بڑی قیمت تک پہنچ جاتا ہے.