AC سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز

AC سیمی کنڈکٹر برقی آلات کے اسکیمیٹک ڈایاگرام اور ڈیزائن کا تعین مقصد، ضروریات اور آپریٹنگ حالات سے کیا جاتا ہے۔ کنٹیکٹ لیس ڈیوائسز کو ملنے والی وسیع ایپلی کیشن کے ساتھ، ان کے نفاذ کے لیے بہت سے امکانات موجود ہیں۔ تاہم، ان سب کی نمائندگی ایک عمومی بلاک ڈایاگرام کے ذریعے کی جا سکتی ہے جو فنکشنل بلاکس کی مطلوبہ تعداد اور ان کے تعامل کو ظاہر کرتا ہے۔

شکل 1 یونی پولر تعمیر میں AC سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کا بلاک ڈایاگرام دکھاتا ہے۔ اس میں چار فعال طور پر مکمل یونٹ شامل ہیں۔

سرج پروٹیکشن عناصر کے ساتھ پاور سپلائی یونٹ 1 (شکل 1 میں RC-سرکٹ) سوئچنگ ڈیوائس کی بنیاد ہے، اس کی ایگزیکٹو باڈی۔ یہ صرف کنٹرول والوز کی بنیاد پر کیا جا سکتا ہے - thyristors یا diodes کی مدد سے۔

کسی ایک ڈیوائس کی موجودہ حد سے تجاوز کرنے کے لیے کسی ڈیوائس کو ڈیزائن کرتے وقت، ان کو متوازی طور پر جوڑنا ضروری ہے۔اس صورت میں، انفرادی آلات میں کرنٹ کی غیر مساوی تقسیم کو ختم کرنے کے لیے خصوصی اقدامات کیے جانے چاہئیں، جس کی وجہ کنڈکٹیو حالت میں کرنٹ وولٹیج کی خصوصیات کی عدم شناخت اور ٹرن آن ٹائم کی تقسیم ہے۔

کنٹرول بلاک 2 میں ایسے آلات ہوتے ہیں جو کنٹرول یا پروٹیکشن باڈیز سے آنے والے کمانڈز کو منتخب اور یاد رکھتے ہیں، سیٹ پیرامیٹرز کے ساتھ کنٹرول پلس تیار کرتے ہیں، تھائیرسٹر ان پٹس پر ان دالوں کی آمد کو ان لمحات کے ساتھ سنکرونائز کرتے ہیں جب لوڈ میں کرنٹ صفر سے تجاوز کر جاتا ہے۔

کنٹرول یونٹ کا سرکٹ بہت زیادہ پیچیدہ ہو جاتا ہے اگر ڈیوائس کو، سرکٹ سوئچنگ فنکشن کے علاوہ، وولٹیج اور کرنٹ کو ریگولیٹ کرنا ہو۔ اس صورت میں، یہ ایک فیز کنٹرول ڈیوائس کے ذریعے پورا کیا جاتا ہے، جو زیرو کرنٹ کے مقابلے میں دیے گئے زاویہ سے کنٹرول پلس کی شفٹ فراہم کرتا ہے۔

اپریٹس 3 کے آپریشن موڈ کے لیے سینسر کے بلاک میں کرنٹ اور وولٹیج کی پیمائش کرنے والے آلات، مختلف مقاصد کے لیے حفاظتی ریلے، منطقی کمانڈز بنانے اور اپریٹس کی سوئچنگ پوزیشن کو سگنل کرنے کے لیے ایک سرکٹ شامل ہے۔

جبری سوئچنگ ڈیوائس 4 ایک کپیسیٹر بینک، اس کے چارجنگ سرکٹ اور سوئچنگ تھریسٹرز کو یکجا کرتی ہے۔ متبادل موجودہ مشینوں میں، یہ آلہ صرف اس صورت میں موجود ہے جب انہیں تحفظ (سرکٹ بریکر) کے طور پر استعمال کیا جائے۔

آلے کا پاور پارٹ تھائرسٹرس کے متوازی کنکشن کے ساتھ ایک سکیم کے مطابق بنایا جا سکتا ہے (شکل 1 دیکھیں)، ایک سڈول تھائرسٹور (ٹرائیک) (شکل 2، اے) کی بنیاد پر اور تھائرسٹرس اور ڈائیوڈس کے مختلف مجموعوں میں (شکل 2، b اور c)۔

ہر مخصوص معاملے میں، سرکٹ کے آپشن کا انتخاب کرتے وقت، درج ذیل عوامل کو مدنظر رکھا جانا چاہیے: تیار کیے جانے والے ڈیوائس کے وولٹیج اور موجودہ پیرامیٹرز، استعمال کیے جانے والے آلات کی تعداد، طویل مدتی بوجھ اٹھانے کی صلاحیت اور موجودہ اوورلوڈز کے خلاف مزاحمت، thyristor ہینڈلنگ کی پیچیدگی کی ڈگری، وزن اور سائز کی ضروریات اور لاگت۔

شکل 1 - AC تھائیرسٹر ڈیوائس کا بلاک ڈایاگرام

شکل 2 — AC سیمی کنڈکٹر آلات کے پاور بلاکس

اعداد و شمار 1 اور 2 میں دکھائے گئے پاور بلاکس کا موازنہ ظاہر کرتا ہے کہ متوازی متوازی متوازی متوازی تھیریسٹرز کے ساتھ اسکیم کے سب سے زیادہ فوائد ہیں۔ اس طرح کی اسکیم میں کم آلات ہوتے ہیں، چھوٹے طول و عرض، وزن، توانائی میں کمی اور لاگت ہوتی ہے۔

ٹرائیکس کے مقابلے میں، یک طرفہ (ایک طرفہ) ترسیل کے ساتھ تھریسٹرز میں کرنٹ اور وولٹیج کے پیرامیٹرز زیادہ ہوتے ہیں اور وہ نمایاں طور پر زیادہ کرنٹ اوورلوڈز کو برداشت کرنے کے قابل ہوتے ہیں۔

ٹیبلٹ تھریسٹرز کا تھرمل سائیکل زیادہ ہوتا ہے۔ لہٰذا، ٹرائیکس کا استعمال کرتے ہوئے کرنٹ کو تبدیل کرنے کے لیے ایک سرکٹ کی سفارش کی جا سکتی ہے جو، ایک اصول کے طور پر، کسی ایک ڈیوائس کی موجودہ درجہ بندی سے زیادہ نہ ہوں، یعنی جب ان کے گروپ کنکشن کی ضرورت نہ ہو۔ نوٹ کریں کہ ٹرائیکس کا استعمال پاور سپلائی یونٹ کے کنٹرول سسٹم کو آسان بنانے میں مدد کرتا ہے، اس میں اپریٹس کے کھمبے تک آؤٹ پٹ چینل ہونا چاہیے۔

شکل 2, b, c میں دکھائے گئے اسکیمیں ڈائیوڈس کا استعمال کرتے ہوئے متبادل کرنٹ سوئچنگ ڈیوائسز کو ڈیزائن کرنے کے امکان کو واضح کرتی ہیں۔ دونوں اسکیموں کا انتظام کرنا آسان ہے، لیکن بڑی تعداد میں آلات کے استعمال کی وجہ سے ان کے نقصانات ہیں۔

شکل 2، b کے سرکٹ میں، پاور سورس کا متبادل وولٹیج ڈائیوڈ برج ریکٹیفائر کا استعمال کرتے ہوئے ایک قطبی کے فل ویو وولٹیج میں تبدیل ہوتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، ریکٹیفائر برج (پل کے اخترن میں) کے آؤٹ پٹ پر جڑا ہوا صرف ایک تھائرسٹر دو نصف سائیکلوں کے دوران بوجھ میں کرنٹ کو کنٹرول کرنے کے قابل ہو جاتا ہے، اگر ہر نصف سائیکل کے آغاز میں کنٹرول دالیں اس کے ان پٹ پر موصول ہوتی ہیں۔ کنٹرول دالوں کی پیداوار کو روکنے کے بعد لوڈ کرنٹ کے قریب ترین زیرو کراسنگ پر سرکٹ کو بند کر دیا جاتا ہے۔

تاہم، اس بات کو ذہن میں رکھنا چاہیے کہ سرکٹ کی قابل اعتماد ٹرپنگ صرف درست شدہ کرنٹ کی طرف سرکٹ کی کم از کم انڈکٹنس کے ساتھ یقینی بنائی جاتی ہے۔ بصورت دیگر، یہاں تک کہ اگر نصف سائیکل کے اختتام پر وولٹیج صفر تک گر جائے، کرنٹ تھائیرسٹر کے ذریعے بہنا جاری رکھے گا، اسے بند ہونے سے روکے گا۔ سرکٹ کے ہنگامی ٹرپنگ کا خطرہ (بغیر ٹرپنگ) اس وقت بھی ہوتا ہے جب سپلائی وولٹیج کی فریکوئنسی بڑھ جاتی ہے۔

سرکٹ میں، شکل 2 میں، بوجھ کو ایک ساتھ جڑے ہوئے دو تھریسٹرز کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے، جن میں سے ہر ایک کو ایک بے قابو والو کے ذریعے مخالف سمت میں جوڑ توڑ کیا جاتا ہے۔ چونکہ اس طرح کے کنکشن میں تھائرسٹرس کے کیتھوڈس ایک ہی صلاحیت پر ہوتے ہیں، اس لیے یہ ایک مشترکہ زمین کے ساتھ سنگل آؤٹ پٹ یا دو آؤٹ پٹ کنٹرول پلس جنریٹرز کے استعمال کی اجازت دیتا ہے۔

اس طرح کے جنریٹرز کے اسکیمیٹک ڈایاگرام کو بہت آسان بنایا گیا ہے۔ اس کے علاوہ، شکل 2، c میں سرکٹ میں موجود تھائیرسٹرز ریورس وولٹیج سے محفوظ ہیں اور اس لیے انہیں صرف فارورڈ وولٹیج کے لیے منتخب کیا جانا چاہیے۔

طول و عرض، تکنیکی خصوصیات اور اقتصادی اشارے کے لحاظ سے، شکل 2، b، c میں دکھائے گئے اسکیموں کے مطابق بنائے گئے آلات ان سوئچنگ ڈیوائسز سے کمتر ہیں جن کے سرکٹس کو شکل 1 c, 2, a میں دکھایا گیا ہے۔ اس کے باوجود، وہ آٹومیشن اور ریلے پروٹیکشن ڈیوائسز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں، جہاں سوئچنگ پاور کو سینکڑوں واٹس میں ماپا جاتا ہے۔ خاص طور پر، وہ زیادہ طاقتور آلات کے تھائیرسٹر بلاکس کو کنٹرول کرنے کے لیے پلس شیپرز کے آؤٹ پٹ ڈیوائسز کے طور پر استعمال کیے جا سکتے ہیں۔

Timofeev A.S.