فریکوئنسی کنورٹر کے لیے ان پٹ اور آؤٹ پٹ فلٹرز — مقصد، آپریشن کے اصول، کنکشن، خصوصیات

فریکوئینسی کنورٹرز، 50 ہرٹز کی فریکوئنسی کے ساتھ متبادل کرنٹ کے ذریعے چلنے والے بہت سے دوسرے الیکٹرانک کنورٹرز کی طرح، صرف اپنے آلے کے ذریعے، استعمال شدہ کرنٹ کی شکل کو بگاڑ دیتے ہیں: کرنٹ لکیری طور پر وولٹیج پر منحصر نہیں ہوتا ہے، کیونکہ رییکٹیفائر کے ان پٹ پر آلہ عام طور پر روایتی ہوتا ہے، یعنی بے قابو۔ اسی طرح، فریکوئنسی کنورٹر کا آؤٹ پٹ کرنٹ اور وولٹیج - وہ بھی ایک مسخ شدہ شکل میں مختلف ہوتے ہیں، PWM انورٹر کے آپریشن کی وجہ سے بہت سے ہارمونکس کی موجودگی۔

نتیجے کے طور پر، اس طرح کے بگڑے ہوئے کرنٹ کے ساتھ موٹر کے سٹیٹر کو باقاعدگی سے کھانا کھلانے کے عمل میں، اس کی موصلیت کی عمر تیزی سے بڑھ جاتی ہے، بیرنگ خراب ہو جاتے ہیں، موٹر کا شور بڑھ جاتا ہے، ونڈنگز کو تھرمل اور برقی نقصان کا امکان بڑھ جاتا ہے۔ اور نیٹ ورک سے بجلی کی فراہمی کے لیے فریکوئنسی کنورٹر، معاملات کی یہ حالت ہمیشہ مداخلت کی موجودگی سے بھری رہتی ہے جو اسی نیٹ ورک سے چلنے والے دوسرے آلات کو نقصان پہنچا سکتی ہے۔

اوپر بیان کردہ مسائل سے چھٹکارا پانے کے لیے، فریکوئنسی کنورٹرز اور موٹرز میں اضافی ان پٹ اور آؤٹ پٹ فلٹرز نصب کیے جاتے ہیں، جو خود پاور نیٹ ورک اور اس فریکوئنسی کنورٹر سے چلنے والی موٹر دونوں کو نقصان دہ عوامل سے بچاتے ہیں۔

ان پٹ فلٹرز کو فریکوئنسی کنورٹر کے ریکٹیفائر اور PWM انورٹر کے ذریعے پیدا ہونے والے شور کو دبانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، اس طرح نیٹ ورک کی حفاظت ہوتی ہے، اور آؤٹ پٹ فلٹرز خود موٹر کو فریکوئنسی کنورٹر کے PWM انورٹر کے ذریعے پیدا ہونے والے شور سے بچانے کے لیے بنائے گئے ہیں۔ . ان پٹ فلٹرز چوکس اور EMI فلٹرز ہیں، اور آؤٹ پٹ فلٹرز کامن موڈ فلٹرز، موٹر چوکس، سائن فلٹرز، اور dU/dt فلٹرز ہیں۔

لکیری دم گھٹنا

مینز اور فریکوئنسی کنورٹر کے درمیان جڑا ہوا چوک ہے۔ تھروٹل لائن، یہ ایک قسم کے بفر کے طور پر کام کرتا ہے۔ لکیری چوک فریکوئنسی کنورٹر سے اعلی ہارمونکس (250, 350, 550 ہرٹز اور مزید) کو نیٹ ورک میں منتقل نہیں کرتا ہے، جبکہ کنورٹر کو خود کو نیٹ ورک میں وولٹیج کے اسپائکس سے بچاتا ہے، فریکوئنسی کنورٹر میں عارضی تبدیلیوں کے دوران کرنٹ بڑھنے سے، وغیرہ۔ این

اس طرح کے چوک میں وولٹیج کا ڈراپ تقریباً 2% ہوتا ہے، جو انجن کے بند ہونے کے دوران بجلی کو دوبارہ پیدا کیے بغیر فریکوئنسی کنورٹر کے ساتھ مل کر چوک کے نارمل آپریشن کے لیے بہترین ہے۔

لہذا، نیٹ ورک اور فریکوئنسی کنورٹر کے درمیان مندرجہ ذیل شرائط کے تحت نیٹ ورک چوکس نصب کیے جاتے ہیں: نیٹ ورک میں شور کی موجودگی میں (مختلف وجوہات کی بناء پر)؛ مرحلے کے عدم توازن کے ساتھ؛ جب نسبتاً طاقتور (10 گنا تک) ٹرانسفارمر سے چلتا ہو؛ اگر ایک ذریعہ سے کئی فریکوئنسی کنورٹرز کھلائے جائیں؛ اگر KRM تنصیب کے capacitors گرڈ سے جڑے ہوئے ہیں۔

لکیری چوک فراہم کرتا ہے:

• زیادہ وولٹیجز اور مرحلے کے عدم توازن سے فریکوئنسی کنورٹر کا تحفظ؛

• موٹر میں اعلی شارٹ سرکٹ کرنٹ سے سرکٹس کا تحفظ؛

• فریکوئنسی کنورٹر کی سروس لائف کو بڑھانا۔

EMP فلٹر

اس حقیقت کی وجہ سے کہ فریکوئنسی کنورٹر سے چلنے والی موٹر بنیادی طور پر ایک متغیر بوجھ ہے، اس کا عمل مینز وولٹیج میں ہائی فریکوئنسی دالوں کی ناگزیر ظاہری شکل سے وابستہ ہے، اتار چڑھاؤ جو سپلائی کیبلز سے طفیلی برقی مقناطیسی تابکاری پیدا کرنے میں کردار ادا کرتے ہیں۔ خاص طور پر اگر یہ کیبلز کافی لمبائی کی ہوں۔ اس طرح کی تابکاری آس پاس کے کچھ آلات کو نقصان پہنچا سکتی ہے۔

تابکاری کو ختم کرنے کے لیے صرف EMF فلٹر کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ تابکاری سے متعلق حساس آلات کے ساتھ برقی مقناطیسی مطابقت کو یقینی بنایا جا سکے۔

تھری فیز برقی مقناطیسی ریڈی ایشن فلٹر کو فیراڈے سیل اصول کے مطابق 150 kHz سے 30 MHz کی حد میں مداخلت کو دبانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ EMI فلٹر کو فریکوئنسی کنورٹر کے ان پٹ سے جتنا ممکن ہو منسلک ہونا چاہیے تاکہ ارد گرد کے آلات کو تمام PWM مداخلت کے خلاف قابل اعتماد تحفظ فراہم کیا جا سکے۔ بعض اوقات ایک EMP فلٹر پہلے سے ہی فریکوئنسی کنورٹر میں بنایا جاتا ہے۔

DU/dt فلٹر

نام نہاد dU/dt فلٹر ایک تین فیز L کے سائز کا کم پاس فلٹر ہے جس میں انڈکٹرز اور کیپسیٹرز کے سرکٹس ہوتے ہیں۔ اس طرح کے فلٹر کو موٹر چوک بھی کہا جاتا ہے اور ہو سکتا ہے کہ اس میں کیپسیٹرز بالکل نہ ہوں اور انڈکٹنس اہم ہو گا۔ فلٹر کے پیرامیٹرز ایسے ہیں کہ فریکوئنسی کنورٹر کے PWM انورٹر سوئچز کی سوئچنگ فریکوئنسی سے اوپر کی فریکوئنسیوں پر ہونے والی تمام رکاوٹوں کو دبا دیا جاتا ہے۔

اگر فلٹر پر مشتمل ہے۔ capacitors، پھر ان میں سے ہر ایک کی اہلیت کی قیمت چند دسیوں نینوفراد کے اندر ہے، اور inductance اقدار - کئی سو مائیکرو ہینریز تک۔ نتیجے کے طور پر، یہ فلٹر تھری فیز موٹر کے ٹرمینلز پر چوٹی وولٹیج اور امپلز کو 500 V/μs تک کم کر دیتا ہے، جو سٹیٹر ونڈنگ کو نقصان سے بچاتا ہے۔

لہذا اگر ڈرائیو کو بار بار دوبارہ تخلیقی بریک لگانے کا تجربہ ہوتا ہے، اصل میں فریکوئنسی کنورٹر کے ساتھ کام کرنے کے لیے ڈیزائن نہیں کیا گیا تھا، اس میں کم موصلیت کی کلاس یا مختصر موٹر کیبل ہے، شدید آپریٹنگ ماحول میں نصب ہے یا 690 وولٹ پر استعمال کیا جاتا ہے، dU/dt فلٹر ہے۔ تعدد کنورٹر اور موٹر کے درمیان تجویز کردہ۔

اگرچہ فریکوئنسی کنورٹر سے موٹر کو فراہم کیا جانے والا وولٹیج خالص سائن ویو کے بجائے بائی پولر اسکوائر پلس کی شکل میں ہو سکتا ہے، لیکن dU/dt فلٹر (اپنے چھوٹے کیپیسیٹنس اور انڈکٹنس کے ساتھ) کرنٹ پر اس طرح کام کرتا ہے کہ یہ سمیٹنے والی موٹر میں تقریباً بالکل ٹھیک ہے۔ سائنوسائیڈل… یہ سمجھنا ضروری ہے کہ اگر آپ dU/dt فلٹر کو اس کی معمولی قیمت سے زیادہ فریکوئنسی پر استعمال کرتے ہیں، تو فلٹر زیادہ گرم ہو جائے گا، یعنی یہ غیر ضروری نقصانات لائے گا۔

سائن فلٹر (سائن فلٹر)

سائن ویو فلٹر موٹر چوک یا dU/dt فلٹر سے ملتا جلتا ہے، لیکن فرق اس حقیقت میں ہے کہ یہاں capacitances اور inductances بڑے ہیں، لہذا کٹ آف فریکوئنسی PWM انورٹر سوئچز کی سوئچنگ فریکوئنسی کے نصف سے بھی کم ہے۔ اس طرح، ہائی فریکوئنسی ڈسٹربنس کی بہتر ہمواری حاصل کی جاتی ہے، اور موٹر وائنڈنگز پر وولٹیج کی شکل اور ان میں کرنٹ کی شکل مثالی سائنوسائیڈل کے بہت قریب نکلتی ہے۔

سائنوسائیڈل فلٹر میں کیپسیٹرز کی گنجائش دسیوں اور سینکڑوں مائیکروفراڈز میں ماپا جاتا ہے، اور کنڈلیوں کی انڈکٹنس یونٹس اور دسیوں ملی میٹر میں ماپا جاتا ہے۔ لہذا، سائن ویو فلٹر روایتی فریکوئنسی کنورٹر کے طول و عرض کے مقابلے میں بڑا ہے۔

سائن فلٹر کا استعمال فریکوئنسی کنورٹر کے ساتھ مل کر استعمال کرنا ممکن بناتا ہے حتیٰ کہ ایسی موٹر جو اصل میں (تفصیلات کے مطابق) خراب تنہائی کی وجہ سے فریکوئنسی کنورٹر کے ساتھ آپریشن کے لیے نہیں تھی۔ اس صورت میں، کوئی شور نہیں بڑھے گا، بیرنگ کا تیزی سے پہننا، ہائی فریکوئنسی کرنٹ کے ساتھ وائنڈنگز کا زیادہ گرم ہونا۔

موٹر اور فریکوئنسی کنورٹر کے درمیان ایک لمبی کیبل کو محفوظ طریقے سے استعمال کرنا ممکن ہے جب وہ ایک دوسرے سے دور ہوں، جبکہ کیبل میں موجود امپلس ریفلیکشنز کو ختم کرتے ہوئے جو فریکوئنسی کنورٹر میں گرمی کے نقصان کا سبب بن سکتے ہیں۔

لہذا، ان حالات میں سائن فلٹر انسٹال کرنے کی سفارش کی جاتی ہے جب:

• شور کو کم کرنا ضروری ہے؛ اگر موٹر کی موصلیت خراب ہے؛

• بار بار دوبارہ تخلیقی بریک لگانے کا تجربہ کرنا؛

• ایک جارحانہ ماحول میں کام کرتا ہے؛ 150 میٹر سے زیادہ لمبی کیبل سے جڑا ہوا؛

• دیکھ بھال کے بغیر ایک طویل وقت کے لئے کام کرنا چاہئے؛

• انجن کے آپریشن کے دوران، وولٹیج قدم بہ قدم بڑھتا ہے؛

• موٹر کا درجہ بند آپریٹنگ وولٹیج 690 وولٹ ہے۔

یاد رہے کہ سائنوسائیڈل فلٹر کو اس کی معمولی قدر سے کم تعدد کے ساتھ استعمال نہیں کیا جا سکتا (نیچے کی فریکوئنسی کی زیادہ سے زیادہ قابل اجازت انحراف 20% ہے)، اس لیے فریکوئنسی کنورٹر کی سیٹنگز میں یہ ضروری ہے کہ اس کی حد مقرر کی جائے۔ ذیل میں تعدد اور 70 ہرٹز سے اوپر کی فریکوئنسی بہت احتیاط سے استعمال کی جانی چاہیے اور کنورٹر کی سیٹنگز میں، اگر ممکن ہو تو، کنیکٹڈ سائن فلٹر کی گنجائش اور انڈکٹنس کی قدروں کو پہلے سے سیٹ کریں۔

یاد رکھیں کہ فلٹر خود شور والا ہو سکتا ہے اور جسم کی نمایاں مقدار خارج کر سکتا ہے، جیسا کہ ریٹیڈ لوڈ ہونے پر بھی اس پر تقریباً 30 وولٹ گر جاتے ہیں، اس لیے فلٹر کو مناسب ٹھنڈک کے حالات میں انسٹال کرنا چاہیے۔

تمام چوکس اور فلٹرز کو موٹر کے ساتھ سلسلہ وار ایک شیلڈ کیبل کا استعمال کرتے ہوئے جتنا ممکن ہو سکے جوڑا جانا چاہیے۔ لہذا، 7.5 کلو واٹ کی موٹر کے لیے، شیلڈ کیبل کی زیادہ سے زیادہ لمبائی 2 میٹر سے زیادہ نہیں ہونی چاہیے۔

کامن موڈ فلٹر - کور

کامن موڈ فلٹرز ہائی فریکوئنسی شور کو دبانے کے لیے بنائے گئے ہیں۔ یہ فلٹر ایک فیرائٹ رنگ (زیادہ واضح طور پر، بیضوی پر) پر ایک تفریق ٹرانسفارمر ہے، جس کے وائنڈنگز براہ راست تین فیز تاریں ہیں جو موٹر کو فریکوئنسی کنورٹر سے جوڑتی ہیں۔

یہ فلٹر موٹر بیرنگ میں خارج ہونے والے اخراج سے پیدا ہونے والے کل کرنٹ کو کم کرنے کا کام کرتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، کامن موڈ فلٹر موٹر کیبل سے ممکنہ برقی مقناطیسی اخراج کو کم کرتا ہے، خاص طور پر اگر کیبل کو ڈھال نہیں دیا گیا ہے۔ تھری فیز کنڈکٹر کور ونڈو سے گزرتے ہیں اور حفاظتی ارتھ کنڈکٹر باہر رہتا ہے۔

فیرائٹ کو فیرائٹ پر کمپن کے نقصان دہ اثرات سے بچانے کے لیے کور کو کلیمپ کے ساتھ کیبل پر لگایا جاتا ہے (موٹر آپریشن کے دوران فیرائٹ کور کمپن ہوتا ہے)۔ فلٹر فریکوئنسی کنورٹر کے ٹرمینل سائیڈ پر کیبل پر بہترین نصب ہے۔ اگر آپریشن کے دوران کور 70 ° C سے زیادہ گرم ہوتا ہے، تو یہ فیرائٹ کی سنترپتی کی نشاندہی کرتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ آپ کو کور شامل کرنے یا کیبل کو چھوٹا کرنے کی ضرورت ہے۔ کئی متوازی تھری فیز کیبلز کو ان کے اپنے کور سے لیس کرنا بہتر ہے۔