الیکٹرو مکینیکل امپلیفائر
ایمپلیفائر ایک ایسا آلہ ہے جس میں کم پاور سگنل (ان پٹ کی مقدار) نسبتاً زیادہ طاقت (آؤٹ پٹ کی مقدار) کو کنٹرول کرتا ہے۔ اس صورت میں، آؤٹ پٹ ویلیو ان پٹ سگنل کا ایک فنکشن ہے اور فائدہ کسی بیرونی ذریعہ کی توانائی کی وجہ سے ہوتا ہے۔
الیکٹرک مشینوں کے V یمپلیفائرز آؤٹ پٹ (کنٹرولڈ) برقی طاقت ڈرائیو موٹر کی مکینیکل طاقت سے پیدا ہوتی ہے۔
الیکٹرو مکینیکل امپلیفائرز (EMUs) DC کلیکٹر مشینیں ہیں۔
اتیجیت کے طریقہ کار پر منحصر ہے، الیکٹرک مشین یمپلیفائر کو طولانی فیلڈ یمپلیفائر اور ٹرانسورس فیلڈ ایمپلیفائر میں تقسیم کیا گیا ہے۔
طولانی فیلڈ ایمپلیفائرز، جہاں مشین کے طول بلد محور کے ساتھ مرکزی اتیجیت بہاؤ کی ہدایت کی جاتی ہے، ان میں شامل ہیں:
1) آزاد الیکٹرک مشین یمپلیفائر،
2) خود پرجوش الیکٹرک مشین یمپلیفائر،
3) دو مشینی امپلیفائر،
4) دو کلیکٹر الیکٹرک مشین یمپلیفائر،
5) طول البلد فیلڈ کے دو اور تین مراحل والے الیکٹرک مشین امپلیفائر
ٹرانسورس فیلڈ ایمپلیفائر، جس میں مشین کے ٹرانسورس محور کے ساتھ مرکزی اتیجیت بہاؤ کی ہدایت کی جاتی ہے، میں شامل ہیں:
1) الیکٹرو مکینیکل ایمپلیفائر جس میں آرمچر وائنڈنگ کی ڈائمیٹرل پچ ہے،
2) آدھے قطر کی آرمیچر پچ الیکٹرک مشین ایمپلیفائر،
3) ایک تقسیم مقناطیسی نظام کے ساتھ الیکٹرو مکینیکل امپلیفائر۔
الیکٹرک مشین ایمپلیفائر کی کنٹرول پاور جتنی کم ہوگی، کنٹرول آلات کا وزن اور طول و عرض اتنا ہی چھوٹا ہوگا۔ لہذا، اہم خصوصیت منافع ہے. پاور گین، کرنٹ گین اور وولٹیج گین کے درمیان فرق کریں۔
ایمپلیفائر کا پاور گین kp مستحکم حالت کے آپریشن میں ان پٹ پاور پن سے آؤٹ پٹ پاور پاؤٹ کا تناسب ہے:
kp = پاؤٹ پٹ / پی وی ایکس
وولٹیج میں اضافہ:
kti = Uout / Uin
جہاں Uout آؤٹ پٹ سرکٹ وولٹیج ہے؛ - ان پٹ سرکٹ وولٹیج۔
موجودہ فائدہ کی ان پٹ سرکٹ Azv کے کرنٹ سے Az آؤٹ پٹ ایمپلیفائر کے آؤٹ پٹ سرکٹ کے کرنٹ کا تناسب:
ki = میں باہر / Azv
یہ اس بات کی پیروی کرتا ہے جو کہا گیا ہے کہ الیکٹرک مشین ایمپلیفائر کافی زیادہ پاور حاصل کر سکتے ہیں (103 - 105)۔ یمپلیفائر کے لیے یکساں طور پر اہم اس کی کارکردگی ہے، جس کی خصوصیت اس کے سرکٹس کے ٹائم کنسٹنٹ سے ہوتی ہے۔
ان کا مقصد الیکٹرک مشین ایمپلیفائر سے ہائی پاور گین اور تیز رسپانس سپیڈ حاصل کرنا ہے، یعنی سب سے چھوٹا ممکنہ وقت مستقل۔
خودکار کنٹرول سسٹمز میں، الیکٹرک مشین ایمپلیفائر پاور ایمپلیفائر کے طور پر استعمال ہوتے ہیں اور بنیادی طور پر عارضی موڈ میں کام کرتے ہیں جس کے دوران اہم کرنٹ اوورلوڈ ہوتے ہیں۔ لہذا، الیکٹرک مشین یمپلیفائر کے لیے ایک ضرورت اچھی اوورلوڈ صلاحیت ہے۔
الیکٹرک مشین ایمپلیفائر کے لیے قابل اعتماد اور آپریشن کا استحکام سب سے اہم تقاضوں میں شامل ہے۔
ہوائی جہاز اور نقل و حمل کی تنصیبات پر استعمال ہونے والے الیکٹرک مشین ایمپلیفائرز زیادہ سے زیادہ چھوٹے اور ہلکے ہونے چاہئیں۔
صنعت میں، سب سے زیادہ استعمال شدہ آزاد مشین یمپلیفائر، خود پرجوش مشین یمپلیفائر، اور سٹیپ ڈائی میٹر کراس فیلڈ مشین ایمپلیفائر ہیں۔
ایک آزاد EMU کا پاور ایمپلیفیکیشن فیکٹر 100 سے زیادہ نہیں ہوتا ہے۔ EMU کے پاور ایمپلیفیکیشن فیکٹر کو بڑھانے کے لیے، خود پرجوش الیکٹرک مشین ایمپلیفائر بنائے گئے تھے۔
سیلف ایکسائٹیشن (EMUS) کے ساتھ ایک ساختی EMU ایک آزاد EMU سے صرف اس صورت میں مختلف ہے کہ سیلف ایکسائٹیشن وائنڈنگ کو اس کے اتیجیت کے کھمبوں پر کنٹرول وائنڈنگز کے ساتھ مل کر رکھا جاتا ہے، جو آرمچر وائنڈنگ کے متوازی طور پر یا اس کے ساتھ سیریز میں جڑا ہوتا ہے۔
اس طرح کے ایمپلیفائرز بنیادی طور پر جنریٹر موٹر سسٹم میں جنریٹر کے جوش و خروش کو طاقت دینے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں، اور اس صورت میں عارضی کا دورانیہ جنریٹر کے مستقل وقت سے طے ہوتا ہے۔
آزاد EMUs اور خود پرجوش EMUs (EMUS) کے برعکس، جہاں اہم اتیجیت کا بہاؤ اتیجیت کے قطبوں کے ساتھ ہدایت کردہ طول بلد مقناطیسی بہاؤ ہے، ٹرانسورس فیلڈ EMUs میں، مرکزی اتیجیت بہاؤ آرمچر ری ایکشن سے ٹرانسورس فلوکس ہے۔
کراس فیلڈ EMU کی سب سے اہم جامد خصوصیت پاور گین فیکٹر ہے۔ ایک بڑا فائدہ اس حقیقت کی وجہ سے حاصل کیا جاتا ہے کہ کراس فیلڈ EMU ایک دو مراحل والا یمپلیفائر ہے۔ ایمپلیفیکیشن کا پہلا مرحلہ: کنٹرول کنڈلی ٹرانسورس برش پر شارٹ سرکیٹ ہوتی ہے۔دوسرا مرحلہ: ٹرانسورس برش کی شارٹ سرکیٹ چین - طول بلد برش کی آؤٹ پٹ چین۔ لہذا، کل پاور گین kp = kp1kp2 ہے، جہاں kp1 پہلے مرحلے کا فائدہ ہے۔ kp2 - دوسرے مرحلے کا ایمپلیفیکیشن فیکٹر۔
بند خودکار کنٹرول سسٹمز (اسٹیبلائزرز، ریگولیٹرز، ٹریکنگ سسٹم) میں الیکٹرک مشینوں کے ایمپلیفائرز کا استعمال کرتے وقت، مشین کو قدرے کم معاوضہ دیا جانا چاہیے (k = 0.97 ÷ 0.99)، کیونکہ کام کے دوران سسٹم میں زیادہ معاوضے کی صورت میں، غلط خلل پیدا ہو جائے گا۔ بقایا ایم ایس معاوضہ کنڈلی کی وجہ سے واقع ہوتا ہے، جو نظام میں خود دولن کی موجودگی کا باعث بنے گا۔
ٹرانسورس فیلڈ EMU کا مجموعی پاور گین آرمیچر کی گردش کی رفتار کی چوتھی طاقت، ٹرانسورس اور طول بلد محور کے ساتھ مقناطیسی چالکتا کے متناسب ہے، اور یہ مشین وائنڈنگز اور بوجھ کی مزاحمت کے تناسب پر منحصر ہے۔
یہ اس کے بعد ہے کہ یمپلیفائر کو زیادہ طاقت حاصل ہوگی، کم سیر شدہ مقناطیسی سرکٹ اور اس کی گردش کی رفتار زیادہ ہوگی۔ گردشی رفتار کو ضرورت سے زیادہ بڑھانا ناممکن ہے، کیونکہ کرنٹ بدلنے کا اثر نمایاں طور پر بڑھنا شروع ہو جاتا ہے۔ لہذا، سوئچنگ کرنٹ میں اضافے کی وجہ سے رفتار میں ضرورت سے زیادہ اضافے کے ساتھ، طاقت کا فائدہ نہیں بڑھے گا اور کم بھی ہو سکتا ہے۔
الیکٹرک مشین یمپلیفائر کا اطلاق
الیکٹرک مشین ایمپلیفائر بڑے پیمانے پر تیار ہوتے ہیں اور خودکار کنٹرول سسٹمز اور خودکار الیکٹرک ڈرائیوز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔جنریٹر-موٹر سسٹمز میں، جنریٹر، اور اکثر ایکسائٹر، بنیادی طور پر آزاد الیکٹریکل مشین ایمپلیفائر ہوتے ہیں جو جھرن میں جڑے ہوتے ہیں۔ سب سے عام ٹرانسورس فیلڈ الیکٹرک امپلیفائر ہیں۔ ان ایمپلیفائرز کے بہت سے فوائد ہیں، جن میں اہم ہیں:
1) اعلی طاقت حاصل.
2) کم ان پٹ پاور،
3) کافی رفتار، یعنی ایمپلیفائر سرکٹس کے چھوٹے وقت کے مستقل۔ 1-5 کلو واٹ کی طاقت والے صنعتی امپلیفائر کے لیے صفر سے برائے نام قدر تک وولٹیج میں اضافے کا وقت 0.05-0.1 سیکنڈ ہے،
4) کافی وشوسنییتا، استحکام اور طاقت کے تغیر کی وسیع حدود،
5) معاوضے کی ڈگری کو تبدیل کرکے خصوصیات کو تبدیل کرنے کا امکان، جو ضروری بیرونی خصوصیات کو حاصل کرنا ممکن بناتا ہے۔
الیکٹرک مشین امپلیفائر کے نقصانات میں شامل ہیں:
1) ایک ہی طاقت کے ڈی سی جنریٹرز کے مقابلے نسبتاً بڑے طول و عرض اور وزن، چونکہ بڑے فوائد حاصل کرنے کے لیے غیر سیر شدہ مقناطیسی سرکٹ استعمال کیا جاتا ہے،
2) ہسٹریسیس کی وجہ سے بقایا تناؤ کی موجودگی۔ EMF بقایا بہاؤ کے ذریعہ آرمیچر میں شامل ہوتا ہے۔ مقناطیسیت، چھوٹے سگنل کے علاقے میں ان پٹ سگنل پر آؤٹ پٹ وولٹیج کے لکیری انحصار کو مسخ کرتا ہے اور ان پٹ سگنل کی قطبیت کو تبدیل کرتے وقت ان پٹ پر برقی مشین کے ایمپلیفائرز کے آؤٹ پٹ پیرامیٹرز کے انحصار کی انفرادیت کی خلاف ورزی کرتا ہے، چونکہ سگنل کی مستقل قطبیت کے ساتھ بقایا مقناطیسیت کا ایک بہاؤ کنٹرول کے بہاؤ کو بڑھاتا ہے، اور جب سگنل کی قطبیت تبدیل ہوتی ہے، تو اس سے کنٹرول کے بہاؤ میں کمی واقع ہوتی ہے۔
اس کے علاوہ، کم بوجھ مزاحمت اور صفر ان پٹ سگنل کے ساتھ اوور کمپنسیشن موڈ میں کام کرنے والی الیکٹرک مشین ایمپلیفائر کے بقایا EMF کے زیر اثر، یہ خود پر جوش پیدا کر سکتا ہے اور کنٹرولیبلٹی کھو سکتا ہے۔ اس رجحان کی وضاحت مشین کے طول بلد مقناطیسی بہاؤ میں بے قابو اضافے سے ہوتی ہے، جو ابتدائی طور پر بقایا مقناطیسی بہاؤ کے برابر ہوتی ہے، جس کی وجہ معاوضہ کنڈلی کی ڈرائیونگ ایکشن ہوتی ہے۔
الیکٹرک مشین کے ایمپلیفائر میں بقایا مقناطیسیت کے بہاؤ کے نقصان دہ اثر کو بے اثر کرنے کے لیے، باری باری کرنٹ ڈی میگنیٹائزیشن کی جاتی ہے، اور خود برقی مشینوں کے ایمپلیفائر خودکار نظاموں میں کسی حد تک ناکافی طور پر رکھے جاتے ہیں۔
واضح رہے کہ سیمی کنڈکٹر کنورٹرز کے متعارف ہونے سے، الیکٹرک مشین کے ایمپلیفائر (جنریٹر) کے الیکٹرک ڈرائیو سسٹم میں الیکٹرک مشین ایمپلیفائر کا استعمال - انجن میں نمایاں کمی آئی ہے۔
