فریکوئنسی کنورٹرز کے لیے انرجی فیڈ بیک یونٹس کے فراہم کنندگان آپ کو یاد دلاتے ہیں کہ پالیسیوں کے نفاذ اور فریکوئنسی کنورٹر کے تاجروں کی مضبوط ترویج کے ساتھ ساتھ فریکوئنسی کنورٹرز کے فروغ کے ساتھ، کچھ صنعتی اداروں نے لاشعوری طور پر فریکوئنسی کنورٹرز کے استعمال کو توانائی کی بچت اور بجلی کی بچت کے ساتھ برابر کر دیا ہے۔ تاہم، عملی استعمال میں، مختلف حالات کا سامنا کرنے کی وجہ سے، بہت سے کاروباری اداروں کو بتدریج احساس ہوتا ہے کہ تمام جگہوں پر جہاں فریکوئنسی کنورٹرز لگائے جاتے ہیں، توانائی اور بجلی کی بچت نہیں کر سکتے۔ تو اس صورت حال کی وجوہات کیا ہیں اور فریکوئنسی کنورٹرز کے بارے میں لوگوں میں کیا غلط فہمیاں ہیں؟
غلط فہمی 1: فریکوئنسی کنورٹر استعمال کرنے سے بجلی کی بچت ہو سکتی ہے۔
کچھ ادب کا دعویٰ ہے کہ فریکوئنسی کنورٹرز توانائی بچانے والے کنٹرول پراڈکٹس ہیں، جس سے یہ تاثر ملتا ہے کہ فریکوئنسی کنورٹرز کا استعمال بجلی کی بچت کر سکتا ہے۔
درحقیقت، فریکوئنسی کنورٹرز بجلی بچانے کی وجہ یہ ہے کہ وہ برقی موٹروں کی رفتار کو کنٹرول کر سکتے ہیں۔ اگر فریکوئنسی کنورٹرز توانائی کی بچت والے کنٹرول پروڈکٹس ہیں، تو اسپیڈ کنٹرول کے تمام آلات کو بھی توانائی کی بچت کنٹرول مصنوعات سمجھا جا سکتا ہے۔ فریکوئنسی کنورٹر دیگر سپیڈ کنٹرول ڈیوائسز کے مقابلے میں تھوڑا زیادہ موثر اور پاور فیکٹر ہے۔
آیا فریکوئنسی کنورٹر بجلی کی بچت حاصل کر سکتا ہے اس کا تعین اس کے لوڈ کی رفتار کے ضابطے کی خصوصیات سے ہوتا ہے۔ سینٹری فیوگل پنکھے اور سینٹری فیوگل پمپ جیسے بوجھ کے لیے، ٹارک رفتار کے مربع کے متناسب ہے، اور طاقت رفتار کے مکعب کے متناسب ہے۔ جب تک اصل والو کنٹرول فلو استعمال کیا جاتا ہے اور یہ پورے بوجھ پر کام نہیں کر رہا ہے، رفتار ریگولیشن آپریشن میں تبدیلی توانائی کی بچت حاصل کر سکتی ہے۔ جب رفتار اصل کے 80% تک گر جاتی ہے، تو طاقت اصل کا صرف 51.2% ہوتی ہے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ اس طرح کے بوجھ میں فریکوئنسی کنورٹرز کا اطلاق توانائی کی بچت کا ایک اہم اثر رکھتا ہے۔ روٹس بلورز جیسے بوجھ کے لیے، ٹارک رفتار سے آزاد ہوتا ہے، یعنی مسلسل ٹارک کا بوجھ۔ اگر ہوا کے حجم کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے اضافی ہوا کے حجم کو چھوڑنے کے لیے وینٹ والو کے استعمال کا اصل طریقہ اسپیڈ ریگولیشن آپریشن میں تبدیل ہو جائے تو یہ توانائی کی بچت بھی حاصل کر سکتا ہے۔ جب رفتار اس کی اصل قیمت کے 80% تک گر جاتی ہے تو طاقت اس کی اصل قیمت کے 80% تک پہنچ جاتی ہے۔ توانائی کی بچت کا اثر سینٹری فیوگل پنکھے اور سینٹری فیوگل پمپوں کے استعمال سے بہت چھوٹا ہے۔ مسلسل بجلی کے بوجھ کے لیے، طاقت رفتار سے آزاد ہے۔ سیمنٹ پلانٹ میں بجلی کا مستقل بوجھ، جیسے بیچنگ بیلٹ اسکیل، بیلٹ کی رفتار کو کم کر دیتا ہے جب مواد کی تہہ کچھ بہاؤ کے حالات میں موٹی ہوتی ہے۔ جب مادی پرت پتلی ہوتی ہے تو بیلٹ کی رفتار بڑھ جاتی ہے۔ اس طرح کے بوجھ میں فریکوئنسی کنورٹرز کا اطلاق بجلی نہیں بچا سکتا۔
ڈی سی اسپیڈ کنٹرول سسٹم کے مقابلے میں، ڈی سی موٹرز میں AC موٹرز سے زیادہ کارکردگی اور پاور فیکٹر ہوتا ہے۔ ڈیجیٹل ڈی سی اسپیڈ کنٹرولرز کی کارکردگی فریکوئنسی کنورٹرز کے مقابلے میں ہے، اور فریکوئنسی کنورٹرز کے مقابلے میں بھی قدرے زیادہ ہے۔ لہذا، یہ دعویٰ کرنا غلط ہے کہ AC غیر مطابقت پذیر موٹرز اور فریکوئنسی کنورٹرز کا استعمال DC موٹرز اور DC کنٹرولرز کے استعمال سے زیادہ بجلی بچاتا ہے، نظریاتی اور عملی طور پر۔
غلط فہمی 2: فریکوئنسی کنورٹر کی صلاحیت کا انتخاب موٹر کی ریٹیڈ پاور پر مبنی ہے۔
الیکٹرک موٹرز کے مقابلے میں، فریکوئنسی کنورٹرز زیادہ مہنگے ہوتے ہیں، اس لیے محفوظ اور قابل اعتماد آپریشن کو یقینی بناتے ہوئے فریکوئنسی کنورٹرز کی صلاحیت کو معقول حد تک کم کرنا بہت معنی خیز ہے۔
فریکوئنسی کنورٹر کی طاقت سے مراد 4-پول AC غیر مطابقت پذیر موٹر کی طاقت ہے جس کے لیے یہ موزوں ہے۔
ایک ہی صلاحیت کے ساتھ موٹرز کے کھمبوں کی مختلف تعداد کی وجہ سے، موٹر کا درجہ بندی کرنٹ مختلف ہوتا ہے۔ جیسے جیسے موٹر میں کھمبوں کی تعداد بڑھ جاتی ہے، موٹر کا ریٹیڈ کرنٹ بھی بڑھ جاتا ہے۔ فریکوئنسی کنورٹر کی صلاحیت کا انتخاب موٹر کی ریٹیڈ پاور پر مبنی نہیں ہو سکتا۔ ایک ہی وقت میں، تزئین و آرائش کے منصوبوں کے لیے جو اصل میں فریکوئنسی کنورٹرز استعمال نہیں کرتے تھے، فریکوئنسی کنورٹرز کی صلاحیت کا انتخاب موٹر کے ریٹیڈ کرنٹ پر مبنی نہیں ہو سکتا۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ الیکٹرک موٹروں کی صلاحیت کے انتخاب میں بوجھ، اضافی عدد، اور موٹر کی وضاحتیں جیسے عوامل پر غور کرنا چاہیے۔ اکثر، سرپلس بڑا ہوتا ہے، اور صنعتی موٹریں اپنے ریٹیڈ بوجھ کے 50% سے 60% تک کام کرتی ہیں۔ اگر فریکوئنسی کنورٹر کی صلاحیت کو موٹر کے ریٹیڈ کرنٹ کی بنیاد پر منتخب کیا جاتا ہے، تو بہت زیادہ مارجن رہ جاتا ہے، جس کے نتیجے میں معاشی بربادی ہوتی ہے، اور اس کے نتیجے میں وشوسنییتا بہتر نہیں ہوتی ہے۔
گلہری کیج موٹرز کے لیے، فریکوئنسی کنورٹر کی صلاحیت کا انتخاب اس اصول پر مبنی ہونا چاہیے کہ فریکوئنسی کنورٹر کا ریٹیڈ کرنٹ موٹر کے زیادہ سے زیادہ عام آپریٹنگ کرنٹ سے 1.1 گنا زیادہ یا اس کے برابر ہے، جو لاگت میں زیادہ سے زیادہ بچت کر سکتا ہے۔ بھاری بوجھ شروع ہونے، اعلی درجہ حرارت کا ماحول، زخم کی موٹر، ہم وقت ساز موٹر، وغیرہ جیسے حالات کے لیے، فریکوئنسی کنورٹر کی صلاحیت کو مناسب طور پر بڑھایا جانا چاہیے۔
ان ڈیزائنوں کے لیے جو شروع سے فریکوئنسی کنورٹر استعمال کرتے ہیں، موٹر کے ریٹیڈ کرنٹ کی بنیاد پر فریکوئنسی کنورٹر کی صلاحیت کا انتخاب کرنا قابل فہم ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ اس وقت اصل آپریٹنگ حالات کی بنیاد پر فریکوئنسی کنورٹر کی صلاحیت کا انتخاب نہیں کیا جا سکتا۔ بلاشبہ، سرمایہ کاری کو کم کرنے کے لیے، بعض صورتوں میں، فریکوئنسی کنورٹر کی صلاحیت پہلے غیر یقینی ہو سکتی ہے، اور سامان کے ایک مدت تک چلنے کے بعد، اسے اصل کرنٹ کی بنیاد پر منتخب کیا جا سکتا ہے۔
اندرونی منگولیا میں ایک مخصوص سیمنٹ کمپنی میں 2.4m × 13m قطر کے ساتھ سیمنٹ مل کے ثانوی پیسنے کے نظام میں، ایک مقامی طور پر تیار کردہ N-1500 O-Sepa اعلی کارکردگی والا پاؤڈر سلیکٹر ہے، جو 132kW کی طاقت کے ساتھ الیکٹرک موٹر ماڈل Y2-315M-4 سے لیس ہے۔ تاہم، FRN160-P9S-4E فریکوئنسی کنورٹر کا انتخاب کیا گیا ہے، جو 160kW کی طاقت والی 4-پول موٹرز کے لیے موزوں ہے۔ آپریشن میں ڈالے جانے کے بعد، زیادہ سے زیادہ کام کرنے کی فریکوئنسی 48Hz ہے، اور کرنٹ صرف 180A ہے، جو موٹر کے ریٹیڈ کرنٹ کے 70% سے کم ہے۔ موٹر خود کافی اضافی صلاحیت ہے. اور فریکوئنسی کنورٹر کی وضاحتیں ڈرائیونگ موٹر کے مقابلے میں ایک درجے بڑی ہیں، جو غیر ضروری فضلہ کا سبب بنتی ہیں اور قابل اعتماد کو بہتر نہیں کرتی ہیں۔
Anhui Chaohu سیمنٹ پلانٹ میں نمبر 3 لائم اسٹون کولہو کا فیڈنگ سسٹم 1500 × 12000 پلیٹ فیڈر کو اپناتا ہے، اور ڈرائیونگ موٹر 45kW کی ریٹیڈ پاور اور 84.6A کی ریٹیڈ کرنٹ کے ساتھ Y225M-4 AC موٹر استعمال کرتی ہے۔ فریکوئنسی کنورژن اسپیڈ ریگولیشن ٹرانسفارمیشن سے پہلے، جانچ کے ذریعے پتہ چلا کہ جب پلیٹ فیڈر موٹر کو عام طور پر چلاتا ہے، تو اوسط تھری فیز کرنٹ صرف 30A ہوتا ہے، جو موٹر کے ریٹیڈ کرنٹ کا صرف 35.5 فیصد ہے۔ سرمایہ کاری کو بچانے کے لیے، ACS601-0060-3 فریکوئنسی کنورٹر کا انتخاب کیا گیا، جس کا ریٹیڈ آؤٹ پٹ کرنٹ 76A ہے اور یہ 4-پول موٹرز کے لیے موزوں ہے جس کی طاقت 37kW ہے، اچھی کارکردگی کو حاصل کر رہی ہے۔
یہ دو مثالیں واضح کرتی ہیں کہ تزئین و آرائش کے ایسے منصوبوں کے لیے جو اصل میں فریکوئنسی کنورٹرز استعمال نہیں کرتے تھے، اصل آپریٹنگ حالات کی بنیاد پر فریکوئنسی کنورٹر کی صلاحیت کا انتخاب سرمایہ کاری کو نمایاں طور پر کم کر سکتا ہے۔
غلط فہمی 3: رد عمل کی طاقت کے معاوضے اور توانائی کی بچت کے فوائد کا حساب لگانے کے لیے بصری طاقت کا استعمال
ظاہری طاقت کا استعمال کرتے ہوئے رد عمل کی طاقت کے معاوضے کے توانائی کی بچت کے اثر کا حساب لگائیں۔ جب پنکھا پاور فریکوئنسی پر پورے بوجھ پر چلتا ہے، تو موٹر کا آپریٹنگ کرنٹ 289A ہوتا ہے۔ متغیر فریکوئنسی اسپیڈ ریگولیشن کا استعمال کرتے وقت، 50Hz پر فل لوڈ آپریشن میں پاور فیکٹر تقریباً 0.99 ہے، اور کرنٹ 257A ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ فریکوئنسی کنورٹر کا اندرونی فلٹرنگ کیپسیٹر پاور فیکٹر کو بہتر بناتا ہے۔ توانائی کی بچت کا حساب حسب ذیل ہے: Δ S=UI=× 380 × (289-257)=21kVA
لہذا، یہ خیال کیا جاتا ہے کہ اس کا توانائی کی بچت کا اثر ایک مشین کی صلاحیت کا تقریبا 11٪ ہے۔
اصل تجزیہ: S ظاہری طاقت کی نمائندگی کرتا ہے، جو وولٹیج اور کرنٹ کی پیداوار ہے۔ جب وولٹیج یکساں ہو تو بجلی کی ظاہری بچت کا فیصد اور موجودہ بچت کا فیصد ایک ہی چیز ہے۔ رد عمل کے ساتھ ایک سرکٹ میں، ظاہری طاقت صرف تقسیم کے نظام کی زیادہ سے زیادہ قابل اجازت پیداواری صلاحیت کی عکاسی کرتی ہے، اور موٹر کے ذریعے استعمال ہونے والی اصل طاقت کی عکاسی نہیں کر سکتی۔ الیکٹرک موٹر کے ذریعہ استعمال ہونے والی اصل طاقت کو صرف فعال طاقت کے طور پر ظاہر کیا جاسکتا ہے۔ اس مثال میں، اگرچہ اصل کرنٹ کو حساب کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، لیکن فعال طاقت کے بجائے ظاہری طاقت کا حساب لگایا جاتا ہے۔ ہم جانتے ہیں کہ برقی موٹر کی اصل بجلی کی کھپت کا تعین پنکھے اور اس کے بوجھ سے ہوتا ہے۔ پاور فیکٹر میں اضافے سے پنکھے کے لوڈ میں کوئی تبدیلی نہیں آئی اور نہ ہی پنکھے کی کارکردگی میں بہتری آئی۔ پنکھے کی اصل بجلی کی کھپت کم نہیں ہوئی۔ پاور فیکٹر میں اضافے کے بعد، موٹر کی آپریٹنگ حالت میں کوئی تبدیلی نہیں آئی، موٹر کا اسٹیٹر کرنٹ کم نہیں ہوا، اور موٹر کے ذریعے استعمال ہونے والی فعال اور رد عمل والی طاقت میں کوئی تبدیلی نہیں آئی۔ پاور فیکٹر میں اضافے کی وجہ یہ ہے کہ فریکوئنسی کنورٹر کا اندرونی فلٹرنگ کیپسیٹر ری ایکٹیو پاور پیدا کرتا ہے، جو کہ موٹر کو استعمال کے لیے فراہم کی جاتی ہے۔ جیسے جیسے پاور فیکٹر بڑھتا ہے، فریکوئنسی کنورٹر کا اصل ان پٹ کرنٹ کم ہوتا ہے، اس طرح پاور گرڈ اور فریکوئنسی کنورٹر کے درمیان لائن کے نقصان اور ٹرانسفارمر کے تانبے کے نقصان کو کم کرتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، جیسے جیسے لوڈ کرنٹ کم ہوتا ہے، تقسیم کا سامان جیسے ٹرانسفارمرز، سوئچز، کنٹیکٹرز، اور تاریں جو فریکوئنسی کنورٹر کو بجلی فراہم کرتی ہیں زیادہ بوجھ اٹھا سکتے ہیں۔ واضح رہے کہ اگر ہم اس مثال کی طرح لائن لاسز اور ٹرانسفارمر کاپر کے نقصان کی بچت پر غور نہیں کرتے بلکہ فریکوئنسی کنورٹر کے نقصانات پر غور کرتے ہیں، جب فریکوئنسی کنورٹر 50Hz پر پورے لوڈ پر کام کرتا ہے تو اس سے نہ صرف توانائی کی بچت ہوتی ہے بلکہ بجلی بھی خرچ ہوتی ہے۔ لہذا، توانائی کی بچت کے اثرات کا حساب لگانے کے لیے ظاہری طاقت کا استعمال غلط ہے۔
ایک مخصوص سیمنٹ پلانٹ کا سینٹری فیوگل فین ڈرائیونگ موٹر ماڈل Y280S-4 ہے، جس کی ریٹیڈ پاور 75kW، ریٹیڈ وولٹیج 380V، اور ریٹیڈ کرنٹ 140A ہے۔ فریکوئنسی تبادلوں کی رفتار ریگولیشن تبدیلی سے پہلے، والو مکمل طور پر کھول دیا گیا تھا. جانچ کے ذریعے پتہ چلا کہ موٹر کا کرنٹ 70A تھا، جس میں صرف 50% لوڈ، پاور فیکٹر 0.49، ایکٹو پاور 22.6kW، اور ظاہری پاور 46.07kVA تھی۔ متغیر فریکوئنسی اسپیڈ ریگولیشن کو اپنانے کے بعد، جب والو مکمل طور پر کھل جاتا ہے اور شرح شدہ رفتار چل رہی ہوتی ہے، تین فیز پاور گرڈ کا اوسط کرنٹ 37A ہوتا ہے، اس طرح یہ سمجھا جاتا ہے کہ توانائی کی بچت (70-37) ÷ 70 × 100%=44.28%۔ یہ حساب بظاہر معقول لگ سکتا ہے، لیکن جوہر میں، یہ اب بھی ظاہری طاقت کی بنیاد پر توانائی کی بچت کے اثر کا حساب لگاتا ہے۔ مزید جانچ کے بعد، فیکٹری نے پایا کہ پاور فیکٹر 0.94، فعال پاور 22.9 کلو واٹ، اور ظاہری طاقت 24.4 kVA تھی۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ فعال طاقت میں اضافے سے نہ صرف بجلی کی بچت ہوتی ہے بلکہ بجلی بھی استعمال ہوتی ہے۔ ایکٹو پاور میں اضافے کی وجہ یہ ہے کہ فریکوئنسی کنورٹر کے نقصانات کو مدنظر رکھا گیا، لائن لاسز اور ٹرانسفارمر کاپر کے نقصانات کی بچت پر غور کیے بغیر۔ اس خرابی کی کلید موجودہ ڈراپ پر بڑھتے ہوئے پاور فیکٹر کے اثرات پر غور کرنے میں ناکامی میں مضمر ہے، اور پہلے سے طے شدہ پاور فیکٹر میں کوئی تبدیلی نہیں ہوتی، اس طرح فریکوئنسی کنورٹر کے توانائی کی بچت کے اثر کو بڑھا چڑھا کر پیش کیا جاتا ہے۔ لہذا، توانائی کی بچت کے اثر کا حساب لگاتے وقت، ظاہری طاقت کے بجائے فعال طاقت کا استعمال کیا جانا چاہیے۔
غلط فہمی 4: تعدد کنورٹر کے آؤٹ پٹ سائیڈ پر کنٹیکٹرز انسٹال نہیں کیے جا سکتے
فریکوئنسی کنورٹرز کے لیے تقریباً تمام یوزر مینوئل اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ فریکوئنسی کنورٹر کے آؤٹ پٹ سائیڈ پر کنٹیکٹر انسٹال نہیں کیے جا سکتے۔ جیسا کہ جاپان میں Yaskawa فریکوئنسی کنورٹر کے دستی میں کہا گیا ہے، "آؤٹ پٹ سرکٹ میں برقی مقناطیسی سوئچز یا برقی مقناطیسی رابطہ کاروں کو مت جوڑیں"۔
مینوفیکچرر کے ضوابط یہ ہیں کہ جب فریکوئنسی کنورٹر کا آؤٹ پٹ ہو تو رابطہ کار کو کام کرنے سے روکے۔ جب فریکوئنسی کنورٹر آپریشن کے دوران بوجھ سے منسلک ہوتا ہے، تو اوور کرنٹ پروٹیکشن سرکٹ رساو کرنٹ کی وجہ سے چالو ہو جائے گا۔ لہذا، جب تک فریکوئنسی کنورٹر کے آؤٹ پٹ اور کانٹیکٹر کے ایکشن کے درمیان ضروری کنٹرول انٹرلاکس کو شامل کیا جاتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ کنٹریکٹ صرف اس وقت کام کر سکتا ہے جب فریکوئنسی کنورٹر کا کوئی آؤٹ پٹ نہ ہو، فریکوئنسی کنورٹر کے آؤٹ پٹ سائیڈ پر ایک کنٹیکٹر انسٹال کیا جا سکتا ہے۔ یہ اسکیم ان حالات کے لیے بہت اہمیت کی حامل ہے جہاں صرف ایک فریکوئنسی کنورٹر اور دو موٹریں ہیں (ایک موٹر چل رہی ہے اور ایک موٹر بیک اپ کے طور پر)۔ جب چلنے والی موٹر خراب ہو جاتی ہے تو، فریکوئنسی کنورٹر کو آسانی سے بیک اپ موٹر میں تبدیل کیا جا سکتا ہے، اور تاخیر کے بعد، فریکوئنسی کنورٹر کو خود بخود بیک اپ موٹر کو فریکوئنسی کنورژن آپریشن میں ڈالنے کے لیے چلایا جا سکتا ہے۔ اور یہ دو الیکٹرک موٹروں کا باہمی بیک اپ بھی آسانی سے حاصل کر سکتا ہے۔
غلط فہمی 5: سینٹرفیوگل پنکھے میں فریکوئنسی کنورٹرز کا اطلاق پنکھے کے ریگولیٹنگ دروازے کو مکمل طور پر بدل سکتا ہے۔
ہوا کے حجم کو کنٹرول کرنے کے لیے سینٹرفیوگل پنکھے کی رفتار کو ریگولیٹ کرنے کے لیے فریکوئنسی کنورٹر کا استعمال ریگولیٹنگ والوز کے ذریعے ہوا کے حجم کو کنٹرول کرنے کے مقابلے میں ایک اہم توانائی کی بچت کا اثر رکھتا ہے۔ تاہم، بعض صورتوں میں، فریکوئنسی کنورٹر پنکھے کے والو کو مکمل طور پر تبدیل نہیں کر سکتا، اور ڈیزائن میں خصوصی توجہ دی جانی چاہیے۔ اس مسئلے کو واضح کرنے کے لیے، آئیے اس کے توانائی کی بچت کے اصول سے شروع کرتے ہیں۔ سینٹرفیوگل پنکھے کی ہوا کا حجم اس کی گردشی رفتار کی طاقت کے متناسب ہے، ہوا کا دباؤ اس کی گردشی رفتار کے مربع کے متناسب ہے، اور شافٹ کی طاقت اس کی گردشی رفتار کے کیوب کے متناسب ہے۔
ہوا کا دباؤ ہوا کا حجم (HQ) مستقل رفتار سے پنکھے کی خصوصیات؛ وکر (2) پائپ لائن نیٹ ورک کی ہوا کی مزاحمت کی خصوصیات کی نمائندگی کرتا ہے (والو مکمل طور پر کھلا ہوا)۔ جب پنکھا پوائنٹ A پر چلتا ہے، آؤٹ پٹ ہوا کا حجم Q1 ہوتا ہے۔ اس وقت، شافٹ پاور N1 Q1 اور H1 (AH1OQ1) کے پروڈکٹ ایریا کے متناسب ہے۔ جب ہوا کا حجم Q1 سے Q2 تک کم ہو جاتا ہے، اگر والو ایڈجسٹمنٹ کا طریقہ استعمال کیا جاتا ہے، تو پائپ لائن نیٹ ورک کی مزاحمتی خصوصیات وکر (3) میں تبدیل ہو جائیں گی۔ سسٹم اصل آپریٹنگ پوائنٹ A سے نئے آپریٹنگ پوائنٹ B تک کام کرتا ہے، اور اس کے بجائے ہوا کا دباؤ بڑھ جاتا ہے۔ شافٹ پاور N2 علاقے (BH2OQ2) کے متناسب ہے، اور N1 N2 سے زیادہ مختلف نہیں ہے۔ اگر رفتار پر قابو پانے کا طریقہ اپنایا جائے تو پنکھے کی رفتار n1 سے n2 تک کم ہو جاتی ہے، اور ہوا کے دباؤ کے ہوا کے حجم (HQ) کی خصوصیات وکر (4) میں دکھائی دیتی ہیں۔ اسی ہوا کے حجم Q2 کے تحت، ہوا کا دباؤ H3 نمایاں طور پر کم ہو جاتا ہے، اور پاور N3 (رقبہ CH3OQ2 کے مساوی) نمایاں طور پر کم ہو جاتا ہے، جو توانائی کی بچت کے ایک اہم اثر کو ظاہر کرتا ہے۔
مندرجہ بالا تجزیہ سے، یہ بھی دیکھا جا سکتا ہے کہ ہوا کے حجم کو کنٹرول کرنے کے لئے والو کو ایڈجسٹ کرنا، جیسے جیسے ہوا کا حجم کم ہوتا ہے، ہوا کا دباؤ اصل میں بڑھتا ہے؛ اور ہوا کے حجم کو کنٹرول کرنے کے لیے فریکوئنسی کنورٹر کا استعمال کرتے ہوئے، جیسے جیسے ہوا کا حجم کم ہوتا ہے، ہوا کا دباؤ نمایاں طور پر گر جاتا ہے۔ اگر ہوا کا دباؤ بہت زیادہ گرتا ہے، تو یہ عمل کی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتا۔ اگر آپریٹنگ پوائنٹ منحنی خطوط (1)، منحنی خطوط (2) اور H-axis کے اندر ہے، تو رفتار کے ضابطے کے لیے مکمل طور پر فریکوئنسی کنورٹر پر انحصار کرنا عمل کی ضروریات کو پورا نہیں کرے گا۔ عمل کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے اسے والو ریگولیشن کے ساتھ جوڑنے کی ضرورت ہے۔ ایک خاص فیکٹری کی طرف سے متعارف کرایا گیا فریکوئنسی کنورٹر، سینٹری فیوگل پنکھے کے استعمال میں، والو ڈیزائن کی کمی اور پنکھے کے آپریٹنگ پوائنٹ کو تبدیل کرنے کے لیے مکمل طور پر فریکوئنسی کنورٹر اسپیڈ ریگولیشن پر انحصار کرنے کی وجہ سے بہت زیادہ نقصان اٹھانا پڑا۔ یا تو رفتار بہت زیادہ ہے یا ہوا کا حجم بہت زیادہ ہے۔ اگر رفتار کم ہو جائے تو ہوا کا دباؤ عمل کی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتا، اور ہوا کو اندر نہیں اڑایا جا سکتا۔ لہٰذا، سینٹری فیوگل پنکھوں میں رفتار کے ضابطے اور توانائی کی بچت کے لیے فریکوئنسی کنورٹر کا استعمال کرتے وقت، ہوا کے حجم اور ہوا کے دباؤ کے اشارے دونوں پر غور کرنا ضروری ہے، ورنہ اس کے منفی نتائج برآمد ہوں گے۔
غلط فہمی 6: عام موٹریں اپنی ریٹیڈ ٹرانسمیشن اسپیڈ سے کم فریکوئنسی کنورٹر کا استعمال کرتے ہوئے صرف کم رفتار پر چل سکتی ہیں۔
کلاسیکی نظریہ کہتا ہے کہ یونیورسل موٹر کی فریکوئنسی کی بالائی حد 55Hz ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ جب موٹر کی رفتار کو آپریشن کے لیے ریٹیڈ اسپیڈ سے اوپر ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، تو اسٹیٹر فریکوئنسی ریٹیڈ فریکوئنسی (50Hz) سے بڑھ جائے گی۔ اس مقام پر، اگر کنٹرول کے لیے مسلسل ٹارک کے اصول پر عمل کیا جاتا ہے، تو اسٹیٹر وولٹیج ریٹیڈ وولٹیج سے بڑھ جائے گا۔ لہذا، جب رفتار کی حد درجہ بندی کی رفتار سے زیادہ ہوتی ہے، تو اسٹیٹر وولٹیج کو ریٹیڈ وولٹیج پر مستقل رکھا جانا چاہیے۔ اس مقام پر، جیسے جیسے رفتار/تعدد میں اضافہ ہوتا ہے، مقناطیسی بہاؤ کم ہوتا جائے گا، اس لیے ایک ہی سٹیٹر کرنٹ پر ٹارک کم ہو جائے گا، مکینیکل خصوصیات نرم ہو جائیں گی، اور موٹر کی اوورلوڈ صلاحیت بہت کم ہو جائے گی۔
اس سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ یونیورسل موٹر کی فریکوئنسی کی بالائی حد 55Hz ہے، جو کہ ایک شرط ہے:
1. سٹیٹر وولٹیج ریٹیڈ وولٹیج سے زیادہ نہیں ہو سکتا۔
2. موٹر ریٹیڈ پاور پر چل رہی ہے۔
3. مسلسل torque لوڈ.
مندرجہ بالا صورتحال میں، تھیوری اور تجربات نے ثابت کیا ہے کہ اگر فریکوئنسی 55Hz سے زیادہ ہو جائے تو موٹر ٹارک کم ہو جائے گا، مکینیکل خصوصیات نرم ہو جائیں گی، اوورلوڈ کی گنجائش کم ہو جائے گی، لوہے کی کھپت میں تیزی سے اضافہ ہو گا، اور حرارت شدید ہو گی۔
عام طور پر، الیکٹرک موٹرز کے اصل آپریٹنگ حالات بتاتے ہیں کہ عام مقصد والی موٹرز کو فریکوئنسی کنورٹرز کے ذریعے تیز کیا جا سکتا ہے۔ کیا متغیر فریکوئنسی کی رفتار میں اضافہ کیا جا سکتا ہے؟ کتنا اٹھایا جا سکتا ہے؟ یہ بنیادی طور پر الیکٹرک موٹر کے ذریعے گھسیٹے جانے والے بوجھ سے طے ہوتا ہے۔ سب سے پہلے، یہ طے کرنا ضروری ہے کہ لوڈ کی شرح کیا ہے؟ دوم، بوجھ کی خصوصیات کو سمجھنا اور بوجھ کی مخصوص صورتحال کی بنیاد پر حساب کرنا ضروری ہے۔ ایک مختصر تجزیہ حسب ذیل ہے:
1. درحقیقت، 380V یونیورسل موٹر کے لیے، جب سٹیٹر وولٹیج ریٹیڈ وولٹیج کے 10% سے زیادہ ہو جائے تو اسے طویل عرصے تک چلانا ممکن ہے، موٹر کی موصلیت اور عمر کو متاثر کیے بغیر۔ اسٹیٹر وولٹیج بڑھتا ہے، ٹارک نمایاں طور پر بڑھتا ہے، اسٹیٹر کرنٹ کم ہوجاتا ہے، اور سمیٹنے کا درجہ حرارت کم ہوجاتا ہے۔
2. الیکٹرک موٹر کی لوڈ کی شرح عام طور پر 50% سے 60% ہوتی ہے
عام طور پر، صنعتی موٹریں اپنی ریٹیڈ پاور کے 50% سے 60% تک کام کرتی ہیں۔ حساب سے، جب موٹر کی آؤٹ پٹ پاور ریٹیڈ پاور کا 70% ہے اور سٹیٹر وولٹیج میں 7% اضافہ ہوتا ہے تو سٹیٹر کرنٹ 26.4% کم ہو جاتا ہے۔ اس وقت، مسلسل ٹارک کنٹرول کے ساتھ اور موٹر کی رفتار کو 20 فیصد بڑھانے کے لیے فریکوئنسی کنورٹر کے استعمال سے، سٹیٹر کرنٹ نہ صرف بڑھتا ہے بلکہ کم بھی ہوتا ہے۔ اگرچہ تعدد بڑھانے کے بعد موٹر کے لوہے کی کھپت میں تیزی سے اضافہ ہوتا ہے، لیکن اس سے پیدا ہونے والی حرارت سٹیٹر کرنٹ میں کمی سے کم ہونے والی گرمی کے مقابلے میں نہ ہونے کے برابر ہے۔ لہذا، موٹر سمیٹ کا درجہ حرارت بھی نمایاں طور پر کم ہو جائے گا.
3. لوڈ کی مختلف خصوصیات ہیں۔
الیکٹرک موٹر ڈرائیو سسٹم بوجھ کی خدمت کرتا ہے، اور مختلف بوجھ مختلف میکانی خصوصیات ہیں. الیکٹرک موٹرز کو تیز رفتاری کے بعد لوڈ مکینیکل خصوصیات کی ضروریات کو پورا کرنا ہوگا۔ حسابات کے مطابق، مختلف لوڈ کی شرحوں (k) پر مسلسل ٹارک کے بوجھ کے لیے زیادہ سے زیادہ قابل اجازت آپریٹنگ فریکوئنسی (fmax) لوڈ کی شرح کے الٹا متناسب ہے، یعنی fmax=fe/k، جہاں fe درجہ بند پاور فریکوئنسی ہے۔ مسلسل بجلی کے بوجھ کے لیے، عام موٹروں کی زیادہ سے زیادہ قابل اجازت آپریٹنگ فریکوئنسی بنیادی طور پر موٹر روٹر اور شافٹ کی مکینیکل طاقت سے محدود ہوتی ہے۔ مصنف کا خیال ہے کہ عام طور پر اسے 100Hz کے اندر محدود کرنے کا مشورہ دیا جاتا ہے۔
غلط فہمی 7: فریکوئنسی کنورٹرز کی موروثی خصوصیات کو نظر انداز کرنا
فریکوئنسی کنورٹر کی ڈیبگنگ کا کام عام طور پر ڈسٹری بیوٹر کے ذریعے مکمل کیا جاتا ہے، اور اس میں کوئی پریشانی نہیں ہوگی۔ فریکوئنسی کنورٹر کی تنصیب نسبتاً آسان ہے اور عام طور پر صارف اسے مکمل کرتا ہے۔ کچھ صارفین فریکوئنسی کنورٹر کے یوزر مینوئل کو بغور نہیں پڑھتے، تعمیر کے لیے تکنیکی تقاضوں پر سختی سے عمل نہیں کرتے، خود فریکوئنسی کنورٹر کی خصوصیات کو نظر انداز کرتے ہیں، اسے عام برقی اجزاء سے ہم آہنگ کرتے ہیں، اور مفروضوں اور تجربے کی بنیاد پر کام کرتے ہیں، غلطیوں اور حادثات کے لیے مخفی خطرات رکھتے ہیں۔
فریکوئنسی کنورٹر کے صارف دستی کے مطابق، موٹر سے منسلک کیبل ایک شیلڈ کیبل یا بکتر بند کیبل ہونی چاہیے، ترجیحاً دھاتی ٹیوب میں رکھی گئی ہو۔ کٹے ہوئے کیبل کے سرے ہر ممکن حد تک صاف ستھرا ہونے چاہئیں، بغیر ڈھال والے حصے ممکنہ حد تک چھوٹے ہونے چاہئیں، اور کیبل کی لمبائی ایک خاص فاصلے (عام طور پر 50m) سے زیادہ نہیں ہونی چاہیے۔ جب فریکوئنسی کنورٹر اور موٹر کے درمیان وائرنگ کا فاصلہ لمبا ہوتا ہے، تو کیبل سے ہائی ہارمونک رساو کا فریکوئنسی کنورٹر اور آس پاس کے آلات پر منفی اثرات مرتب ہوتے ہیں۔ فریکوئنسی کنورٹر کے ذریعے کنٹرول شدہ موٹر سے واپس آنے والی گراؤنڈنگ وائر کو براہ راست فریکوئنسی کنورٹر کے متعلقہ گراؤنڈنگ ٹرمینل سے منسلک ہونا چاہیے۔ فریکوئنسی کنورٹر کی گراؤنڈنگ وائر کو ویلڈنگ مشینوں اور بجلی کے آلات کے ساتھ شیئر نہیں کیا جانا چاہیے، اور جتنا ممکن ہو چھوٹا ہونا چاہیے۔ فریکوئنسی کنورٹر کے ذریعہ پیدا ہونے والے لیکیج کرنٹ کی وجہ سے، اگر یہ گراؤنڈنگ پوائنٹ سے بہت دور ہے، تو گراؤنڈنگ ٹرمینل کی صلاحیت غیر مستحکم ہوگی۔ فریکوئنسی کنورٹر کے گراؤنڈنگ وائر کا کم از کم کراس سیکشنل ایریا پاور سپلائی کیبل کے کراس سیکشنل ایریا سے زیادہ یا اس کے برابر ہونا چاہیے۔ مداخلت کی وجہ سے غلط کام کو روکنے کے لیے، کنٹرول کیبلز کو بٹی ہوئی ڈھال والی تاروں یا ڈبل پھنسے ہوئے ڈھال والی تاروں کا استعمال کرنا چاہیے۔ ایک ہی وقت میں، محتاط رہیں کہ شیلڈ نیٹ ورک کیبل کو دیگر سگنل لائنوں اور آلات کے کیسنگ کے ساتھ نہ چھوئیں، اور اسے موصل ٹیپ سے لپیٹیں۔ شور سے متاثر ہونے سے بچنے کے لیے، کنٹرول کیبل کی لمبائی 50m سے زیادہ نہیں ہونی چاہیے۔ کنٹرول کیبل اور موٹر کیبل کو الگ الگ کیبل ٹرے استعمال کرتے ہوئے الگ الگ بچھایا جانا چاہیے اور جہاں تک ممکن ہو دور رکھا جانا چاہیے۔ جب دونوں کو عبور کرنا ضروری ہے تو انہیں عمودی طور پر عبور کرنا چاہئے۔ انہیں کبھی بھی ایک ہی پائپ لائن یا کیبل ٹرے میں نہ ڈالیں۔ تاہم، کچھ صارفین نے کیبل بچھاتے وقت مندرجہ بالا تقاضوں پر سختی سے عمل نہیں کیا، جس کے نتیجے میں انفرادی ڈیبگنگ کے دوران سامان عام طور پر چل رہا تھا لیکن عام پیداوار کے دوران سنگین مداخلت کا باعث بنتا ہے، جس سے یہ کام کرنے سے قاصر ہے۔
فریکوئنسی کنورٹرز کی روزانہ کی دیکھ بھال میں بھی خاص خیال رکھنا چاہیے۔ کچھ الیکٹریشن فوری طور پر فریکوئنسی کنورٹر کو دیکھ بھال کے لیے آن کر دیتے ہیں جیسے ہی انہیں کسی خرابی کا پتہ چلتا ہے اور اسے ٹرپ کر دیتے ہیں۔ یہ بہت خطرناک ہے اور اس کے نتیجے میں ذاتی الیکٹرک شاک حادثات ہو سکتے ہیں۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ اگر فریکوئنسی کنورٹر کام نہیں کر رہا ہے یا بجلی کی سپلائی منقطع کر دی گئی ہے، تب بھی کیپسیٹرز کی موجودگی کی وجہ سے پاور ان پٹ لائن، ڈی سی ٹرمینل اور فریکوئنسی کنورٹر کے موٹر ٹرمینل پر وولٹیج رہ سکتا ہے۔ سوئچ کو منقطع کرنے کے بعد، کام شروع کرنے سے پہلے فریکوئنسی کنورٹر کے مکمل طور پر خارج ہونے کے لیے چند منٹ انتظار کرنا ضروری ہے۔ کچھ الیکٹریشنز متغیر فریکوئنسی ڈرائیو سسٹم کے ذریعے چلنے والی موٹر پر فوری طور پر موصلیت کا ٹیسٹ کروانے کے عادی ہوتے ہیں جب وہ ہلتے ہوئے ٹیبل کا استعمال کرتے ہوئے سسٹم کو ٹرپ کرتے ہوئے دیکھتے ہیں، تاکہ یہ معلوم کیا جا سکے کہ آیا موٹر جل گئی ہے یا نہیں۔ یہ بھی بہت خطرناک ہے، کیونکہ یہ فریکوئنسی کنورٹر کو آسانی سے جلانے کا سبب بن سکتا ہے۔ لہذا، موٹر اور فریکوئنسی کنورٹر کے درمیان کیبل کو منقطع کرنے سے پہلے، موصلیت کی جانچ موٹر پر نہیں کی جانی چاہیے، اور نہ ہی فریکوئنسی کنورٹر سے پہلے سے جڑی ہوئی کیبل پر۔
تعدد کنورٹر کے آؤٹ پٹ پیرامیٹرز کی پیمائش کرتے وقت بھی خصوصی توجہ دی جانی چاہئے۔ اس حقیقت کی وجہ سے کہ فریکوئنسی کنورٹر کا آؤٹ پٹ ایک PWM ویوفارم ہے جس میں ہائی آرڈر ہارمونکس ہوتا ہے، اور موٹر ٹارک بنیادی طور پر بنیادی وولٹیج کی موثر قدر پر منحصر ہوتا ہے، آؤٹ پٹ وولٹیج کی پیمائش کرتے وقت، بنیادی وولٹیج کی قدر بنیادی طور پر ایک ریکٹیفائر وولٹ میٹر کا استعمال کرتے ہوئے ماپا جاتا ہے۔ پیمائش کے نتائج ڈیجیٹل سپیکٹرم تجزیہ کار کے ذریعہ ماپنے والوں کے قریب ترین ہوتے ہیں اور فریکوئنسی کنورٹر کی آؤٹ پٹ فریکوئنسی کے ساتھ بہترین لکیری تعلق رکھتے ہیں۔ اگر پیمائش کی درستگی میں مزید بہتری کی ضرورت ہو تو، ایک مزاحمتی اہلیت والا فلٹر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ڈیجیٹل ملٹی میٹر مداخلت کا شکار ہیں اور ان میں پیمائش کی اہم غلطیاں ہیں۔ آؤٹ پٹ کرنٹ کو بنیادی لہر اور دیگر ہائی آرڈر ہارمونکس سمیت کل موثر قدر کی پیمائش کرنے کی ضرورت ہے، لہذا عام طور پر استعمال ہونے والا آلہ حرکت پذیر کوائل ایمیٹر ہے (جب موٹر کو لوڈ کیا جاتا ہے، بنیادی موجودہ موثر قدر اور کل موجودہ موثر قدر کے درمیان فرق اہم نہیں ہوتا ہے)۔ پیمائش کی سہولت پر غور کرتے وقت اور موجودہ ٹرانسفارمر کا استعمال کرتے ہوئے، موجودہ ٹرانسفارمر کم فریکوئنسی پر سیر ہو سکتا ہے، اس لیے مناسب صلاحیت کے موجودہ ٹرانسفارمر کا انتخاب کرنا ضروری ہے۔