فریکوئنسی کنورٹرز کی اقسام

فریکوئنسی کنورٹرز کہلانے والے آلات 50/60 Hz کی صنعتی فریکوئنسی والے مین AC وولٹیج کو مختلف فریکوئنسی کے AC وولٹیج میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ فریکوئنسی کنورٹر کی آؤٹ پٹ فریکوئنسی وسیع پیمانے پر مختلف ہو سکتی ہے، عام طور پر 0.5 سے 400 ہرٹز تک۔ جدید موٹروں کے لیے اعلیٰ تعدد ناقابل قبول ہے کیونکہ اس مواد کی نوعیت جس سے سٹیٹر اور روٹر کور بنائے جاتے ہیں۔

کسی بھی قسم کی فریکوئنسی کنورٹر دو اہم حصے شامل ہیں: کنٹرول اور پاور سپلائی۔ کنٹرول پارٹ ڈیجیٹل مائیکرو سرکٹ کا ایک سرکٹ ہے جو پاور یونٹ کے سوئچز کا کنٹرول فراہم کرتا ہے، اور خود کار ڈرائیو اور کنورٹر کو کنٹرول، تشخیص اور تحفظ فراہم کرتا ہے۔

پاور سپلائی والے حصے میں براہ راست سوئچز شامل ہوتے ہیں — طاقتور ٹرانجسٹر یا تھائیرسٹر۔ اس صورت میں، فریکوئنسی کنورٹرز دو قسم کے ہوتے ہیں: براہ راست کرنٹ کے نمایاں حصے کے ساتھ یا براہ راست مواصلات کے ساتھ۔ ڈائریکٹ کپلڈ کنورٹرز کی کارکردگی 98% تک ہوتی ہے اور یہ اہم وولٹیجز اور کرنٹ کے ساتھ کام کر سکتے ہیں۔عام طور پر، ذکر کردہ فریکوئنسی کنورٹرز کی دو اقسام میں سے ہر ایک کے انفرادی فوائد اور نقصانات ہیں، اور مختلف ایپلی کیشنز کے لیے ایک یا دوسرے کو لاگو کرنا عقلی ہو سکتا ہے۔

براہ راست مواصلات

براہ راست galvanic کنکشن کے ساتھ فریکوئنسی کنورٹرز مارکیٹ میں سب سے پہلے نمودار ہوئے، ان کا پاور سیکشن ایک کنٹرول شدہ تھائریسٹر ریکٹیفائر ہے، جس میں لاکنگ تھائرسٹرس کے کچھ گروپ باری باری کھولے جاتے ہیں، اور سٹیٹر وائنڈنگز نیٹ ورک سے منسلک ہوتے ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ بالآخر اسٹیٹر کو فراہم کردہ وولٹیج مینز سائن ویو کے ٹکڑوں کی شکل میں ہوتا ہے جو ونڈنگز کو سیریز میں کھلایا جاتا ہے۔

سائنوسائیڈل وولٹیج کو آؤٹ پٹ پر صوتوت وولٹیج میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ فریکوئنسی مینز سے کم ہے — 0.5 سے تقریباً 40 ہرٹز تک۔ ظاہر ہے، اس قسم کے کنورٹر کی حد محدود ہے۔ غیر مقفل کرنے والے تھریسٹرز کو زیادہ پیچیدہ کنٹرول اسکیموں کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے ان آلات کی قیمت بڑھ جاتی ہے۔

آؤٹ پٹ سائن ویو کے حصے زیادہ ہارمونکس پیدا کرتے ہیں، اور یہ شافٹ ٹارک میں کمی کے ساتھ موٹر کے اضافی نقصانات اور زیادہ گرم ہونا ہیں، اس کے علاوہ، نیٹ ورک میں کمزور رکاوٹیں داخل نہیں ہوتی ہیں۔ اگر معاوضہ دینے والے آلات استعمال کیے جائیں، تو پھر لاگت بڑھ جاتی ہے، طول و عرض اور وزن میں اضافہ ہوتا ہے، اور کنورٹر کی کارکردگی کم ہوتی ہے۔

براہ راست گالوانک کپلنگ کے ساتھ فریکوئنسی کنورٹرز کے فوائد میں شامل ہیں:

• اہم وولٹیجز اور کرنٹ کے ساتھ مسلسل آپریشن کا امکان؛
• تسلسل اوورلوڈ مزاحمت؛
• 98٪ تک کارکردگی؛
• ہائی وولٹیج سرکٹس میں 3 سے 10 kV اور اس سے بھی زیادہ قابل اطلاق۔

اس صورت میں، ہائی وولٹیج فریکوئنسی کنورٹرز، یقیناً، کم وولٹیج والے سے زیادہ مہنگے ہیں۔ پہلے، وہ ضرورت پڑنے پر استعمال کیے جاتے تھے - یعنی ڈائریکٹ کپلڈ تھریسٹر کنورٹرز۔

ڈی سی کنکشن کے ساتھ روشنی ڈالی گئی۔

جدید ڈرائیوز کے لیے، ہائی لائٹ شدہ DC بلاک والے فریکوئنسی کنورٹرز زیادہ وسیع پیمانے پر فریکوئنسی ریگولیشن کے مقاصد کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ یہاں، تبدیلی دو مراحل میں کی جاتی ہے۔ سب سے پہلے، ان پٹ مینز وولٹیج کو درست کیا جاتا ہے اور فلٹر کیا جاتا ہے، ہموار کیا جاتا ہے، پھر انورٹر کو فیڈ کیا جاتا ہے، جہاں اسے مطلوبہ فریکوئنسی اور مطلوبہ طول و عرض کے ساتھ وولٹیج کے ساتھ متبادل کرنٹ میں تبدیل کیا جاتا ہے۔

اس طرح کے دوہرے تبادلوں کی کارکردگی کم ہو جاتی ہے اور ڈیوائس کے طول و عرض براہ راست برقی کنکشن والے کنورٹرز کے مقابلے قدرے بڑے ہو جاتے ہیں۔ سائن کی لہر یہاں ایک خود مختار کرنٹ اور وولٹیج انورٹر کے ذریعے پیدا ہوتی ہے۔

DC لنک فریکوئنسی کنورٹرز میں، thyristors یا latching آئی جی بی ٹی ٹرانجسٹر… لاکنگ تھائیرسٹرز بنیادی طور پر اس قسم کے پہلے تیار کردہ فریکوئنسی کنورٹرز میں استعمال ہوتے تھے، پھر، مارکیٹ میں آئی جی بی ٹی ٹرانزسٹرز کی ظاہری شکل کے ساتھ، یہ ان ٹرانزسٹروں پر مبنی کنورٹرز تھے جو کم وولٹیج والے آلات میں حاوی ہونے لگے۔

تھائرسٹر کو آن کرنے کے لیے، کنٹرول الیکٹروڈ پر لگائی جانے والی ایک چھوٹی نبض کافی ہے، اور اسے آف کرنے کے لیے، تھائیرسٹر پر ریورس وولٹیج لگانا یا سوئچنگ کرنٹ کو صفر پر دوبارہ سیٹ کرنا ضروری ہے۔ ایک خصوصی کنٹرول اسکیم کی ضرورت ہے - پیچیدہ اور جہتی۔ بائپولر آئی جی بی ٹی ٹرانزسٹر میں زیادہ لچکدار کنٹرول، کم بجلی کی کھپت اور کافی تیز رفتار ہوتی ہے۔

اس وجہ سے، IGBT ٹرانزسٹرز پر مبنی فریکوئنسی کنورٹرز نے ڈرائیو کنٹرول کی رفتار کی حد کو بڑھانا ممکن بنایا ہے: IGBT ٹرانزسٹرز پر مبنی غیر مطابقت پذیر ویکٹر کنٹرول موٹرز فیڈ بیک سینسر کی ضرورت کے بغیر کم رفتار پر محفوظ طریقے سے کام کر سکتی ہیں۔

تیز رفتار ٹرانجسٹرز کے ساتھ مل کر مائکرو پروسیسرز تھریسٹر کنورٹرز کے مقابلے آؤٹ پٹ پر کم اعلی ہارمونکس پیدا کرتے ہیں۔ نتیجے کے طور پر، نقصانات چھوٹے ہوتے ہیں، وائنڈنگز اور مقناطیسی سرکٹ کم زیادہ گرم ہوتے ہیں، کم تعدد پر روٹر کی دھڑکن کم ہوتی ہے۔ کیپسیٹر بینکوں میں کم نقصانات، ٹرانسفارمرز میں - ان عناصر کی خدمت زندگی بڑھ جاتی ہے۔ کام میں کم غلطیاں ہیں۔

اگر ہم ایک تھائیرسٹر کنورٹر کا موازنہ ایک ہی آؤٹ پٹ پاور والے ٹرانزسٹر کنورٹر سے کریں، تو دوسرے کا وزن کم ہوگا، سائز میں چھوٹا ہوگا، اور اس کا آپریشن زیادہ قابل اعتماد اور یکساں ہوگا۔ آئی جی بی ٹی سوئچز کا ماڈیولر ڈیزائن زیادہ موثر گرمی کی کھپت کی اجازت دیتا ہے اور بجلی کے عناصر کو بڑھنے کے لیے کم جگہ کی ضرورت ہوتی ہے، اس کے علاوہ، ماڈیولر سوئچز سوئچنگ سرجز سے بہتر طور پر محفوظ رہتے ہیں، یعنی نقصان کا امکان کم ہوتا ہے۔

IGBTs پر مبنی فریکوئنسی کنورٹرز زیادہ مہنگے ہوتے ہیں کیونکہ پاور ماڈیولز بنانے کے لیے پیچیدہ الیکٹرانک اجزاء ہوتے ہیں۔ تاہم، قیمت معیار کی طرف سے جائز ہے. ایک ہی وقت میں، اعداد و شمار ہر سال IGBT ٹرانزسٹروں کی قیمتوں میں کمی کا رجحان ظاہر کرتے ہیں۔

IGBT فریکوئنسی کنورٹر کے آپریشن کا اصول

اعداد و شمار فریکوئنسی کنورٹر کا خاکہ اور ہر ایک عناصر کے کرنٹ اور وولٹیج کے گراف دکھاتا ہے۔ مستقل طول و عرض اور فریکوئنسی کا مین وولٹیج ریکٹیفائر کو دیا جاتا ہے، جسے کنٹرول یا بے قابو کیا جا سکتا ہے۔ ریکٹیفائر کے بعد ایک capacitor ہے - ایک capacitive فلٹر۔ یہ دو عناصر — ایک ریکٹیفائر اور ایک کپیسیٹر — ایک DC یونٹ بناتے ہیں۔

فلٹر سے، ایک مستقل وولٹیج اب ایک خود مختار پلس انورٹر کو فراہم کیا جاتا ہے جس میں IGBT ٹرانجسٹر کام کرتے ہیں۔ خاکہ جدید فریکوئنسی کنورٹرز کے لیے ایک عام حل دکھاتا ہے۔ ڈائریکٹ وولٹیج کو ایڈجسٹ فریکوئنسی اور طول و عرض کے ساتھ تین فیز پلس میں تبدیل کیا جاتا ہے۔

کنٹرول سسٹم ہر ایک کلید کو بروقت سگنل دیتا ہے، اور متعلقہ کنڈلی کو ترتیب وار مستقل کنکشن میں تبدیل کر دیا جاتا ہے۔ اس صورت میں، کنڈلی کو کنکشن سے جوڑنے کی مدت کو سائن میں ماڈیول کیا جاتا ہے۔ لہذا، نصف مدت کے مرکزی حصے میں، نبض کی چوڑائی سب سے بڑی ہے، اور کناروں پر - سب سے چھوٹا. یہ یہاں ہو رہا ہے۔ نبض کی چوڑائی ماڈیولیشن وولٹیج موٹر سٹیٹر وائنڈنگز پر۔ PWM کی فریکوئنسی عام طور پر 15 kHz تک پہنچ جاتی ہے، اور کنڈلی خود ایک انڈکٹو فلٹر کے طور پر کام کرتی ہے، جس کے نتیجے میں ان کے ذریعے آنے والے کرنٹ تقریباً سائنوسائیڈل ہوتے ہیں۔

اگر ریکٹیفائر کو ان پٹ پر کنٹرول کیا جاتا ہے، تو رییکٹیفائر کو کنٹرول کرکے طول و عرض کی تبدیلی کی جاتی ہے، اور انورٹر صرف فریکوئنسی کی تبدیلی کے لیے ذمہ دار ہے۔ بعض اوقات موجودہ لہروں کو نم کرنے کے لیے انورٹر کے آؤٹ پٹ پر ایک اضافی فلٹر نصب کیا جاتا ہے (بہت کم یہ کم طاقت والے کنورٹرز میں استعمال ہوتا ہے)۔کسی بھی طرح سے، آؤٹ پٹ تین فیز وولٹیج اور AC کرنٹ ہے جس میں صارف کی وضاحت کردہ بنیادی پیرامیٹرز ہیں۔