انرجی فیڈ بیک یونٹ فراہم کرنے والے آپ کو یاد دلاتے ہیں کہ فریکوئنسی کنورٹرز کو ڈیبگنگ اور استعمال کے دوران اکثر مختلف مسائل کا سامنا کرنا پڑتا ہے، جن میں اوور وولٹیج سب سے عام ہے۔ اوور وولٹیج ہونے کے بعد، اندرونی سرکٹ کو پہنچنے والے نقصان کو روکنے کے لیے، فریکوئنسی کنورٹر کے اوور وولٹیج پروٹیکشن فنکشن کو چالو کر دیا جائے گا، جس کی وجہ سے فریکوئنسی کنورٹر چلنا بند کر دے گا، جس کے نتیجے میں سامان ٹھیک سے کام نہیں کر رہا ہے۔
لہذا، اوور وولٹیج کو ختم کرنے اور خرابیوں کی موجودگی کو روکنے کے لیے اقدامات کیے جانے چاہئیں۔ فریکوئنسی کنورٹرز اور موٹرز کے اطلاق کے مختلف منظرناموں کی وجہ سے، اوور وولٹیج کی وجوہات بھی مختلف ہیں، اس لیے مخصوص صورتحال کے مطابق متعلقہ اقدامات کیے جائیں۔
فریکوئنسی کنورٹر اور دوبارہ پیدا کرنے والی بریک میں اوور وولٹیج کی تخلیق
فریکوئنسی کنورٹر کے نام نہاد اوور وولٹیج سے مراد وہ صورتحال ہے جہاں فریکوئنسی کنورٹر کا وولٹیج مختلف وجوہات کی بنا پر ریٹیڈ وولٹیج سے زیادہ ہو جاتا ہے، جو بنیادی طور پر فریکوئنسی کنورٹر کی DC بس کے DC وولٹیج میں ظاہر ہوتا ہے۔
عام آپریشن کے دوران، فریکوئنسی کنورٹر کا DC وولٹیج تین فیز مکمل لہر کی اصلاح کے بعد اوسط قدر ہے۔ اگر 380V لائن وولٹیج کی بنیاد پر حساب لگایا جائے تو اوسط DC وولٹیج Ud=1.35U لائن=513V۔
جب اوور وولٹیج ہوتا ہے، تو ڈی سی بس پر موجود انرجی سٹوریج کیپسیٹر کو چارج کیا جائے گا۔ جب وولٹیج تقریباً 700V تک بڑھ جائے گا (ماڈل پر منحصر ہے)، تو فریکوئنسی کنورٹر کا اوور وولٹیج تحفظ چالو ہو جائے گا۔
فریکوئنسی کنورٹرز میں اوور وولٹیج کی دو اہم وجوہات ہیں: پاور اوور وولٹیج اور ری جنریٹیو اوور وولٹیج۔
پاور اوور وولٹیج سے مراد وہ صورتحال ہے جہاں ڈی سی بس وولٹیج ضرورت سے زیادہ پاور سپلائی وولٹیج کی وجہ سے ریٹیڈ ویلیو سے زیادہ ہے۔ آج کل، زیادہ تر فریکوئنسی کنورٹرز کا ان پٹ وولٹیج 460V تک پہنچ سکتا ہے، اس لیے پاور سپلائی کی وجہ سے اوور وولٹیج انتہائی نایاب ہے۔
اس مضمون میں زیر بحث اہم مسئلہ اوور وولٹیج کی تخلیق نو ہے۔
ری جنریٹو اوور وولٹیج پیدا کرنے کی بنیادی وجوہات درج ذیل ہیں: جب GD2 (فلائی وہیل ٹارک) کا بوجھ کم ہو جاتا ہے، تو فریکوئنسی کنورٹر کے ذریعے مقرر کردہ سستی کا وقت بہت کم ہوتا ہے۔
کم ہونے پر موٹر بیرونی قوتوں (جیسے پنکھے اور اسٹریچنگ مشینیں) یا ممکنہ بوجھ (جیسے لفٹ اور کرین) کا نشانہ بنتی ہے۔ ان وجوہات کی وجہ سے، موٹر کی اصل رفتار فریکوئنسی کنورٹر کی کمانڈ کی گئی رفتار سے زیادہ ہے، جس کا مطلب ہے کہ موٹر کی روٹر کی رفتار ہم آہنگی کی رفتار سے زیادہ ہے۔ اس وقت، موٹر کی پرچی کی شرح منفی ہے، اور گھومنے والے مقناطیسی میدان کو کاٹنے والے روٹر کی سمت موٹر کی حالت کے مخالف ہے۔ اس سے پیدا ہونے والا برقی مقناطیسی ٹارک بریکنگ ٹارک ہے جو گردش کی سمت میں رکاوٹ ہے۔ لہذا الیکٹرک موٹر اصل میں ایک پیدا کرنے کی حالت میں ہے، اور لوڈ کی حرکی توانائی کو برقی توانائی میں 'دوبارہ تخلیق' کیا جاتا ہے.
دوبارہ پیدا ہونے والی توانائی کو انورٹر کے فری وہیلنگ ڈائیوڈ کے ذریعے انورٹر کے DC انرجی سٹوریج کیپسیٹر پر چارج کیا جاتا ہے، جس کی وجہ سے DC بس وولٹیج میں اضافہ ہوتا ہے، جسے ری جنریٹو اوور وولٹیج کہا جاتا ہے۔ اوور وولٹیج کو دوبارہ پیدا کرنے کے عمل کے دوران پیدا ہونے والا ٹارک اصل ٹارک کے مخالف ہوتا ہے، جو بریکنگ ٹارک ہے۔ لہذا، اوور وولٹیج کو دوبارہ پیدا کرنے کا عمل بھی دوبارہ تخلیقی بریک کا عمل ہے۔
دوسرے الفاظ میں، دوبارہ پیدا کرنے والی توانائی کو ختم کرنے سے بریک ٹارک میں اضافہ ہوتا ہے۔ اگر دوبارہ پیدا کرنے والی توانائی زیادہ نہیں ہے تو، انورٹر اور موٹر خود 20 کی دوبارہ تخلیقی بریک کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں، اور برقی توانائی کا یہ حصہ انورٹر اور موٹر استعمال کرے گا۔ اگر یہ توانائی فریکوئنسی کنورٹر اور موٹر کی کھپت کی گنجائش سے زیادہ ہے تو، ڈی سی سرکٹ کا کپیسیٹر زیادہ چارج ہو جائے گا، اور فریکوئنسی کنورٹر کا اوور وولٹیج پروٹیکشن فنکشن چالو ہو جائے گا، جس کی وجہ سے آپریشن رک جائے گا۔ اس صورتحال سے بچنے کے لیے ضروری ہے کہ اس توانائی کو بروقت ضائع کیا جائے، ساتھ ہی بریک ٹارک کو بھی بڑھایا جائے، جو کہ دوبارہ پیدا ہونے والی بریک کا مقصد ہے۔
فریکوئنسی کنورٹرز کے اوور وولٹیج کو روکنے کے اقدامات
اوور وولٹیج کی مختلف وجوہات کی وجہ سے اٹھائے گئے اقدامات بھی مختلف ہیں۔ پارکنگ کے دوران پیدا ہونے والے اوور وولٹیج کے رجحان کے لیے، اگر پارکنگ کے وقت یا مقام کے لیے کوئی خاص تقاضے نہیں ہیں، تو فریکوئنسی کنورٹر یا مفت پارکنگ کے سست ہونے کے وقت کو بڑھانے کا طریقہ اسے حل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ نام نہاد مفت پارکنگ سے مراد فریکوئنسی کنورٹر ہے جو مین سوئچ ڈیوائس کو منقطع کرتا ہے، جس سے موٹر آزادانہ طور پر سلائیڈ ہوتی ہے اور رک جاتی ہے۔
اگر پارکنگ کے وقت یا پارکنگ کے مقام کے لیے کچھ تقاضے ہیں، تو ڈی سی بریک فنکشن استعمال کیا جا سکتا ہے۔
ڈی سی بریکنگ کا کام موٹر کو ایک خاص فریکوئنسی تک سست کرنا ہے، اور پھر موٹر کے سٹیٹر وائنڈنگ پر ڈی سی پاور لگانا ہے تاکہ جامد مقناطیسی فیلڈ بن سکے۔
موٹر روٹر وائنڈنگ اس مقناطیسی میدان کو کاٹتا ہے اور ایک بریک ٹارک پیدا کرتا ہے، جو لوڈ کی حرکی توانائی کو برقی توانائی میں تبدیل کرتا ہے اور اسے موٹر روٹر سرکٹ میں حرارت کی صورت میں استعمال کرتا ہے۔ لہذا، اس قسم کی بریک کو توانائی استعمال کرنے والی بریکنگ کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔ ڈی سی بریکنگ کے عمل میں درحقیقت دو عمل شامل ہیں: دوبارہ پیدا کرنے والی بریک اور توانائی کی کھپت بریک۔ بریک لگانے کے اس طریقے میں صرف 30-60% ری جنریٹو بریک کی کارکردگی ہوتی ہے، اور بریک کا ٹارک نسبتاً چھوٹا ہوتا ہے۔ اس حقیقت کی وجہ سے کہ موٹر میں توانائی کا استعمال زیادہ گرم ہونے کا سبب بن سکتا ہے، بریک لگانے کا وقت زیادہ لمبا نہیں ہونا چاہیے۔
مزید برآں، DC بریک کی شروعاتی فریکوئنسی، بریک لگانے کا وقت، اور بریکنگ وولٹیج سبھی دستی طور پر سیٹ ہیں اور ری جنریٹیو وولٹیج کی سطح کی بنیاد پر خود بخود ایڈجسٹ نہیں ہو سکتے۔ لہذا، ڈی سی بریک کو عام آپریشن کے دوران پیدا ہونے والے اوور وولٹیج کے لیے استعمال نہیں کیا جا سکتا اور صرف پارکنگ کے دوران بریک لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
سست رفتاری کے دوران بوجھ کی ضرورت سے زیادہ GD2 (فلائی وہیل ٹارک) کی وجہ سے ہونے والے اوور وولٹیج کے لیے (تیز رفتار سے کم رفتار تک بغیر رکے)، اسے حل کرنے کے لیے سستی کے وقت کو مناسب طریقے سے بڑھانے کا طریقہ اپنایا جا سکتا ہے۔ درحقیقت، یہ طریقہ دوبارہ تخلیقی بریک کے اصول کو بھی استعمال کرتا ہے۔ سست رفتاری کے وقت کو بڑھانا صرف لوڈ کے دوبارہ پیدا ہونے والے وولٹیج کے ذریعہ انورٹر کی چارجنگ کی رفتار کو کنٹرول کرتا ہے، تاکہ خود انورٹر کی دوبارہ تخلیقی بریک کی صلاحیت کا معقول استعمال کیا جاسکے۔ جہاں تک ان بوجھوں کا تعلق ہے جو موٹر کو بیرونی قوتوں (بشمول توانائی کے اخراج سمیت) کی وجہ سے دوبارہ تخلیقی حالت میں رکھتے ہیں، چونکہ وہ عام طور پر بریک کی حالت میں کام کرتے ہیں، اس لیے دوبارہ پیدا کرنے والی توانائی اتنی زیادہ ہے کہ فریکوئنسی کنورٹر خود استعمال نہیں کر سکتا۔ لہذا، ڈی سی بریک کا استعمال کرنا یا سست ہونے کے وقت کو بڑھانا ناممکن ہے۔
ڈی سی بریکنگ کے مقابلے میں، ری جنریٹو بریک میں بریکنگ ٹارک زیادہ ہوتا ہے، اور بریک ٹارک کی شدت کو فریکوئنسی کنورٹر کے بریکنگ یونٹ کے ذریعے لوڈ کے مطلوبہ بریک ٹارک (یعنی تخلیق نو کی توانائی کی سطح) کے مطابق خود بخود کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ لہذا، دوبارہ پیدا کرنے والی بریک عام آپریشن کے دوران لوڈ کو بریک ٹارک فراہم کرنے کے لیے سب سے زیادہ موزوں ہے۔
فریکوئنسی کنورژن ری جنریٹو بریک کا طریقہ:
1. توانائی استعمال کرنے والی قسم:
اس طریقہ کار میں فریکوئنسی کنورٹر کے ڈی سی سرکٹ میں بریک ریزسٹر کو متوازی بنانا، اور ڈی سی بس وولٹیج کا پتہ لگا کر پاور ٹرانزسٹر کے آن/آف کو کنٹرول کرنا شامل ہے۔ جب DC بس وولٹیج تقریباً 700V تک بڑھ جاتا ہے، تو پاور ٹرانزسٹر چلاتا ہے، دوبارہ پیدا ہونے والی توانائی کو ریزسٹر میں منتقل کرتا ہے اور اسے تھرمل انرجی کی شکل میں استعمال کرتا ہے، اس طرح DC وولٹیج کو بڑھنے سے روکتا ہے۔ دوبارہ پیدا ہونے والی توانائی کو استعمال کرنے میں ناکامی کی وجہ سے، اس کا تعلق توانائی کی کھپت کی قسم سے ہے۔ توانائی استعمال کرنے والی قسم کے طور پر، ڈی سی بریکنگ سے اس کا فرق یہ ہے کہ یہ موٹر کے باہر بریک لگانے والے ریزسٹر پر توانائی خرچ کرتا ہے، اس لیے موٹر زیادہ گرم نہیں ہوگی اور زیادہ کثرت سے کام کر سکتی ہے۔
2. متوازی ڈی سی بس جذب کی قسم:
ملٹی موٹر ڈرائیو سسٹمز (جیسے اسٹریچنگ مشینیں) کے لیے موزوں ہے، جس میں ہر موٹر کو فریکوئنسی کنورٹر کی ضرورت ہوتی ہے، متعدد فریکوئنسی کنورٹر ایک گرڈ سائیڈ کنورٹر کا اشتراک کرتے ہیں، اور تمام انورٹرز ایک عام DC بس کے متوازی طور پر جڑے ہوتے ہیں۔ اس نظام میں، اکثر ایک یا کئی موٹریں بریک کی حالت میں عام طور پر کام کرتی ہیں۔ بریک کی حالت میں موٹر کو دوسری موٹریں دوبارہ تخلیقی توانائی پیدا کرنے کے لیے گھسیٹتی ہیں، جو پھر ایک متوازی ڈی سی بس کے ذریعے برقی حالت میں موٹر کے ذریعے جذب ہوجاتی ہے۔ اگر اسے مکمل طور پر جذب نہیں کیا جا سکتا تو اسے مشترکہ بریک ریزسٹر کے ذریعے استعمال کیا جائے گا۔ یہاں دوبارہ پیدا ہونے والی توانائی جزوی طور پر جذب اور استعمال ہوتی ہے، لیکن پاور گرڈ میں واپس نہیں آتی۔
3. توانائی کی رائے کی قسم:
انرجی فیڈ بیک ٹائپ انورٹر گرڈ سائیڈ کنورٹر ریورس ایبل ہے۔ جب دوبارہ تخلیقی توانائی پیدا کی جاتی ہے تو، الٹنے والا کنورٹر دوبارہ تخلیقی توانائی کو گرڈ میں فیڈ کرتا ہے، جس سے دوبارہ تخلیقی توانائی کو مکمل طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ لیکن یہ طریقہ بجلی کی فراہمی کے اعلی استحکام کی ضرورت ہے، اور ایک بار اچانک بجلی کی بندش، الٹا اور الٹ جانا واقع ہو جائے گا.