انرجی فیڈ بیک ڈیوائس سپلائرز آپ کو یاد دلاتے ہیں کہ الیکٹرک پاور ٹرانسمیشن کی پیچیدہ خصوصیات کی وجہ سے، الیکٹرک موٹرز اکثر آگے اور ریورس دونوں سمتوں میں کام کرتی ہیں، اکثر اوورلوڈ آپریشن اور الیکٹرک اور بریک کے درمیان مسلسل سوئچنگ کی حالت میں؛ اس کی حفاظت اور وشوسنییتا بھی اہم ہے۔ AC موٹرز کی فریکوئنسی کنورژن ٹیکنالوجی تیزی سے نفیس بن گئی ہے، اور AC غیر مطابقت پذیر موٹر اسپیڈ ریگولیشن کے لیے فریکوئنسی کنورٹرز کا استعمال موٹر اسپیڈ ریگولیشن کے لیے توانائی کی بچت کی سب سے اہم ٹیکنالوجی بن گیا ہے۔
کمیونیکیشن اسپیڈ ریگولیشن سٹیٹر وولٹیج ریگولیشن اسپیڈ ریگولیشن، زخم روٹر سیریز پول اسپیڈ ریگولیشن، 1970 کی دہائی میں برقی مقناطیسی سلپ کلچ اسپیڈ ریگولیشن سے 1980 کی دہائی میں متغیر فریکوئنسی اسپیڈ ریگولیشن تک تیار ہوا ہے، اور مختلف ٹیکنالوجیز عملی مرحلے تک پہنچ چکی ہیں۔ AC سپیڈ ریگولیشن کی بڑھتی ہوئی وشوسنییتا اور کم قیمت کے ساتھ، DC سپیڈ ریگولیشن کو تبدیل کرنا ایک ناگزیر رجحان بن گیا ہے۔
1. تعدد کنورٹر اور توانائی کی بچت
غیر مطابقت پذیر موٹرز کی بنیادی فریکوئنسی سے نیچے رفتار کو ریگولیٹ کرتے وقت، مستقل وولٹیج فریکوئنسی تناسب اور اسٹیٹر وولٹیج ڈراپ معاوضہ کے ساتھ کنٹرول کا طریقہ عام طور پر اپنایا جاتا ہے۔ اگر رفتار کو بنیادی فریکوئنسی سے اوپر ایڈجسٹ کیا جاتا ہے تو، مستقل وولٹیج اور متغیر فریکوئنسی کا کنٹرول طریقہ عام طور پر اپنایا جاتا ہے۔ مندرجہ بالا دو حالتوں کو ملا کر، متغیر وولٹیج اور متغیر فریکوئنسی اسپیڈ کنٹرول کی خصوصیات غیر مطابقت پذیر موٹروں کو حاصل کی جا سکتی ہیں۔ DIT الگورتھم کے مطابق، ہم آہنگی کے اصول کے مطابق، اگر x (n) کو ٹائم ڈومین میں دو گروپوں میں تحلیل کیا جاتا ہے، تو فریکوئنسی ڈومین میں، X (k) طاق سمپلنگ گروپس بنائے گا، ایک اور عام استعمال شدہ FFT ڈھانچہ تشکیل دے گا جسے فریکوئنسی ڈومین سیمپلنگ FFT (DIF-FFT) الگورتھم کہتے ہیں۔ جیسا کہ یہ سب سے پہلے Sande اور Turky کی طرف سے تجویز کیا گیا تھا، یہ عام طور پر Sande Turky الگورتھم کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔
یونیورسل فریکوئنسی کنورٹر میں بریکنگ سرکٹ غیر مطابقت پذیر موٹرز کی بریکنگ کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ متغیر فریکوئنسی ڈرائیو سسٹم میں، غیر مطابقت پذیر موٹر کو سست کرنے اور روکنے کے لیے، یونیورسل فریکوئنسی کنورٹر کی آؤٹ پٹ فریکوئنسی کو بتدریج کم کرنے کا طریقہ غیر مطابقت پذیر موٹر کی ہم وقت ساز رفتار کو کم کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، اس طرح موٹر کو سست کرنے کا مقصد حاصل ہوتا ہے۔ غیر مطابقت پذیر موٹر کے سست ہونے کے عمل کے دوران، مطابقت پذیر رفتار غیر مطابقت پذیر موٹر کی اصل رفتار سے کم ہونے کی وجہ سے، روٹر کرنٹ کا مرحلہ الٹ جائے گا، جس کی وجہ سے غیر مطابقت پذیر موٹر بریک ٹارک پیدا کرتی ہے، یعنی دوبارہ پیدا ہونے والی بریک حالت میں۔ بڑے اور درمیانے درجے کی صلاحیت والے یونیورسل فریکوئنسی کنورٹرز کے لیے، توانائی کو بچانے کے لیے، ایک پاور ری جنریشن یونٹ عام طور پر مندرجہ بالا توانائی کو پاور سپلائی میں واپس کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ چھوٹی صلاحیت والے یونیورسل فریکوئنسی کنورٹرز کے لیے، بریکنگ سرکٹ عام طور پر بریکنگ سرکٹ میں غیر مطابقت پذیر موٹر سے توانائی کے فیڈ بیک کو استعمال کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ انجینئرنگ میں، ری جنریٹیو بریکنگ انرجی کے علاج میں عام طور پر عام فریکوئنسی کنورٹرز کی صلاحیت اور اطلاق کے منظرناموں پر منحصر ہے کہ اسٹوریج، پاور گرڈ پر فیڈ بیک، اور مزاحمتی خارج ہونے والے طریقے شامل ہوتے ہیں۔
2. الیکٹریکل آٹومیشن کنٹرول میں متغیر فریکوئینسی سپیڈ کنٹرول ٹیکنالوجی کا اطلاق
2.1 متغیر فریکوئنسی سپیڈ کنٹرول کی خصوصیات
تمام سائیکلون II ڈیوائسز 300mm ویفرز استعمال کرتی ہیں اور تیز رفتار اور کم لاگت کو یقینی بنانے کے لیے TSMC 90nm، لو-K پراسیس پر مبنی تیار کی جاتی ہیں۔ کم سے کم سلیکون ریجنز کے استعمال کی وجہ سے، سائیکلون II سیریز کے آلات پیچیدہ ڈیجیٹل سسٹمز کو صرف ایک چپ کے ساتھ سپورٹ کر سکتے ہیں، جس کی قیمت ایک وقف شدہ انٹیگریٹڈ سرکٹ کے مساوی ہے۔ اعلی کارکردگی والے یونیورسل فریکوئنسی کنورٹرز میں انجینئرنگ کی مختلف ضروریات کو پورا کرنے کے لیے کئی ہارڈویئر ڈھانچے ہوتے ہیں: آزاد فریکوئنسی کنورٹرز، عام DC بس فریکوئنسی کنورٹرز، اور انرجی فیڈ بیک یونٹ والے فریکوئنسی کنورٹرز۔ آزاد فریکوئنسی کنورٹر فریکوئنسی کنورٹر کی ایک قسم ہے جو ریکٹیفائر یونٹ اور انورٹر یونٹ کو ایک ہی کیسنگ میں رکھتا ہے۔ یہ فی الحال سب سے زیادہ استعمال ہونے والا فریکوئنسی کنورٹر ہے اور عام طور پر صرف ایک الیکٹرک موٹر چلاتا ہے، جو عام صنعتی بوجھ کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ استعمال شدہ ترتیب کا طریقہ JTAG اور AS کا مجموعہ ہے، لہذا کنفیگریشن سرکٹ کو AS اور JTAG دونوں کنفیگریشن کی ضروریات کو پورا کرنا چاہیے۔ کنفیگریشن چپ EPCS1 کو اپناتی ہے۔ مخصوص کنکشن کے طریقہ کار اور اوپر بیان کردہ ترتیب کے طریقہ کار کی پن کی خصوصیات کے مطابق۔ ہائی پرفارمنس یونیورسل فریکوئنسی کنورٹرز کے ساتھ ایلیویٹرز، لفٹیں، اور ریورس ایبل رولنگ ملز جیسے بوجھ کو چلاتے وقت، چار کواڈرینٹ آپریشن کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے انرجی فیڈ بیک یونٹ کو ترتیب دینا ضروری ہے۔ انرجی فیڈ بیک یونٹ کا کام الیکٹرک موٹر کے بریک لگانے کے دوران پیدا ہونے والی دوبارہ پیدا ہونے والی توانائی کو پاور گرڈ تک پہنچانا ہے۔
2.2 صنعتی الیکٹریکل آٹومیشن کنٹرول میں متغیر فریکوئینسی سپیڈ کنٹرول ٹیکنالوجی کا اطلاق
(1) انکولی موٹر ماڈل یونٹ۔ انکولی موٹر ماڈل یونٹ کا کام خود بخود موٹر میں وولٹیج اور موجودہ ان پٹ کا پتہ لگا کر موٹر کے بنیادی پیرامیٹرز کی شناخت کرنا ہے۔ یہ موٹر ماڈل براہ راست ٹارک کنٹرول کا ایک اہم یونٹ ہے۔ زیادہ تر صنعتی ایپلی کیشنز کے لیے، اگر سپیڈ کنٹرول کی درستگی 0.5% سے زیادہ ہے تو بند لوپ اسپیڈ فیڈ بیک استعمال کیا جا سکتا ہے۔
(2) ٹارک کا موازنہ کرنے والا اور مقناطیسی بہاؤ کا موازنہ کرنے والا۔ اس قسم کے کمپیریٹر کا کام فیڈ بیک ویلیو کا موازنہ ہر 20ms پر اس کی ریفرینس ویلیو سے کرنا ہے، اور دو نکاتی ہسٹریسیس ریگولیٹر کا استعمال کرکے ٹارک یا مقناطیسی فیلڈ کی حالت کو آؤٹ پٹ کرنا ہے۔
(3) پلس آپٹیمائزیشن سلیکٹر۔ ہم نے معلومات پر کارروائی کرنے کے لیے سائیکلون II EP2C5Q208C8 چپ کا انتخاب کیا، اور پھر OFDM ماڈیولیشن کے لیے سگنل سورس کے FPGA نفاذ کو ڈیزائن کیا۔ ہم نے پانچ ماڈیولز پر مشتمل ایک سرکٹ لکھا، جس میں بنیادی طور پر کنسٹریشن میپنگ FFT کو لاگو کیا گیا، سائکلک پریفکس، بفر ماڈیول، اور D/A فنکشنز داخل کرنا، ایک OFDM سگنل سورس ڈیزائن کیا گیا، اور ہر ماڈیول کے فنکشنز کی نقل اور تصدیق کی گئی۔ آخر میں، OFDM سگنل سورس مکمل ہو گیا، بشمول سافٹ ویئر سمولیشن اور FPGA ہارڈویئر کی تصدیق۔ الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز کی صلاحیت میں نمایاں تغیر کی وجہ سے، وہ غیر مساوی وولٹیج کا تجربہ کریں گے۔ لہٰذا، مساوی مزاحمتی قدر کے ساتھ ایک وولٹیج برابر کرنے والا ریزسٹر متغیر کے اثر کو ختم کرنے کے لیے ہر ایک کپیسیٹر کے متوازی طور پر جڑا ہوا ہے۔ کیپسیٹر کے ذریعے بہنے والے چارجنگ کرنٹ (سرج کرنٹ) کو ریکٹیفائر سرکٹ کو جلانے اور پاور آن ہونے پر دیگر اثرات پیدا کرنے سے روکنے کے لیے، سٹوریج سرکٹ میں سرج کرنٹ کو دبانے کے اقدامات بھی شامل کیے جاتے ہیں۔
توانائی کی بچت اور کھپت میں کمی پیداواری لاگت کو کم کرنے کے اہم ذریعہ ہیں، اور لاگت میں کمی مصنوعات کی مسابقت کو بڑھانے کا ایک مؤثر ذریعہ ہے۔ ان فنکشنل ماڈیولز کو شامل کرنے کے علاوہ، یہ بھی ضروری ہے کہ ڈیزائن کے عمل کے دوران مکمل شدہ ڈیزائن کو مسلسل بہتر بنایا جائے، کارکردگی کو مزید بہتر بنایا جائے اور وسائل کی بچت کی جائے، تاکہ پورے سسٹم کو ایک FPGA چپ کے اندر حاصل کیا جا سکے، توانائی کی بچت کے اہم اثرات حاصل کیے جا سکیں، اور عمل کے حالات کو بہتر بنایا جا سکے۔