فریکوئنسی کنورٹر بریکنگ یونٹ کا فراہم کنندہ آپ کو یاد دلاتا ہے کہ موجودہ قسم اور وولٹیج کی قسم دونوں فریکوئنسی کنورٹرز AC-DC-AC فریکوئنسی کنورٹرز سے تعلق رکھتے ہیں، جو ایک ریکٹیفائر اور ایک انورٹر پر مشتمل ہوتے ہیں۔
اس حقیقت کی وجہ سے کہ بوجھ عام طور پر آمادہ کرنے والے ہوتے ہیں، ان کے پاور ذرائع کے درمیان ری ایکٹیو پاور ٹرانسفر ہونا ضروری ہے۔ لہذا، انٹرمیڈیٹ ڈی سی لنک میں، ری ایکٹیو پاور کو بفر کرنے کے لیے اجزاء کی ضرورت ہوتی ہے۔
اگر ایک بڑے کپیسیٹر کو رد عمل کی طاقت کو بفر کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تو یہ وولٹیج سورس ٹائپ فریکوئنسی کنورٹر بناتا ہے۔ اگر ایک بڑے ری ایکٹر کو ری ایکٹیو پاور کو بفر کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تو یہ موجودہ سورس ٹائپ فریکوئنسی کنورٹر کی تشکیل کرتا ہے۔
وولٹیج قسم کی فریکوئنسی کنورٹرز اور کرنٹ ٹائپ فریکوئنسی کنورٹرز کے درمیان فرق صرف انٹرمیڈیٹ ڈی سی لنک فلٹر کی شکل میں ہے۔ تاہم، اس کے نتیجے میں دو قسم کے فریکوئنسی کنورٹرز کے درمیان کارکردگی میں نمایاں فرق ہوتا ہے، جیسا کہ درج ذیل موازنہ کی فہرست میں دکھایا گیا ہے:
1. توانائی ذخیرہ کرنے والے اجزاء: وولٹیج کی قسم فریکوئنسی کنورٹر - کیپسیٹر؛ موجودہ قسم - ری ایکٹر.
2. آؤٹ پٹ ویوفارم کی خصوصیات: وولٹیج ویوفارم ایک مستطیل لہر ہے، موجودہ ویوفارم تقریباً سائن ویو ہے۔ موجودہ قسم کے فریکوئنسی کنورٹر میں کرنٹ کے لیے ایک مستطیل موج ہے اور وولٹیج کے لیے ایک اندازاً سائن ویوفارم ہے
3. سرکٹ کمپوزیشن کی خصوصیات میں وولٹیج کی قسم کے طور پر ایک بڑی صلاحیت والے کپیسیٹر (کم امپیڈینس وولٹیج سورس) کے متوازی طور پر فیڈ بیک ڈائیوڈ ڈی سی پاور سپلائی شامل ہے۔ موجودہ قسم کا نان فیڈ بیک ڈائیوڈ ڈی سی پاور سپلائی بڑے انڈکٹنس کے ساتھ سیریز میں (اعلی مائبادی کرنٹ سورس) موٹر کے لیے چار کواڈرینٹ میں کام کرنا آسان بناتا ہے۔
4. خصوصیات کے لحاظ سے، لوڈ شارٹ سرکٹ ہونے پر وولٹیج کی قسم اوور کرنٹ پیدا کرتی ہے، اور اوپن لوپ موٹرز بھی مستحکم طور پر کام کر سکتی ہیں۔ لوڈ شارٹ سرکٹ ہونے پر موجودہ قسم اوور کرنٹ کو دبا سکتی ہے، اور موٹر کے غیر مستحکم آپریشن کے لیے فیڈ بیک کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے۔
کرنٹ سورس انورٹرز قدرتی طور پر تبدیل شدہ تھائرسٹرس کو پاور سوئچ کے طور پر استعمال کرتے ہیں، جن میں ڈی سی سائیڈ انڈکٹنس مہنگا ہوتا ہے اور یہ دوگنا فیڈ سپیڈ ریگولیشن میں استعمال ہوتے ہیں۔ انہیں زیادہ مطابقت پذیر رفتار پر کمیوٹیشن سرکٹس کی ضرورت ہوتی ہے اور کم سلپ فریکوئنسیوں پر ان کی کارکردگی خراب ہوتی ہے۔
فریکوئنسی کنورٹر کی ساختی خصوصیات
موجودہ قسم کے فریکوئنسی کنورٹر کے ڈی سی لنک کا نام انڈکٹیو پرزوں کے استعمال کے نام پر رکھا گیا ہے، جس میں چار کواڈرینٹ آپریشن کی صلاحیت کا فائدہ ہے اور یہ موٹر کے بریکنگ فنکشن کو آسانی سے حاصل کر سکتا ہے۔ نقصان یہ ہے کہ اس کے لیے انورٹر برج کی زبردستی تبدیلی کی ضرورت ہوتی ہے، اور ڈیوائس کا ڈھانچہ پیچیدہ ہے، جس سے ایڈجسٹمنٹ مشکل ہو جاتی ہے۔ اس کے علاوہ، پاور گرڈ سائیڈ پر تھائرسٹر فیز شفٹنگ رییکٹیفیکیشن کے استعمال کی وجہ سے، ان پٹ کرنٹ ہارمونکس نسبتاً بڑے ہوتے ہیں، جس کا پاور گرڈ پر ایک خاص اثر پڑے گا جب گنجائش زیادہ ہو گی۔
2. وولٹیج قسم کی فریکوئنسی کنورٹر کا نام فریکوئنسی کنورٹر کے ڈی سی لنک میں کیپسیٹیو اجزاء کے استعمال کے بعد رکھا گیا ہے۔ اس کی خصوصیت یہ ہے کہ یہ چار کواڈرینٹ میں کام نہیں کر سکتا۔ جب لوڈ موٹر کو بریک کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، تو ایک علیحدہ بریکنگ سرکٹ نصب کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ جب طاقت زیادہ ہوتی ہے تو، ایک سائن ویو فلٹر کو آؤٹ پٹ میں شامل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔
3. ہائی کرنٹ فریکوئنسی کنورٹر 10KV تک کے موجودہ وولٹیج کے ساتھ براہ راست ہائی وولٹیج فریکوئنسی کنورژن کو حاصل کرنے کے لیے سیریز میں GTO، SCR یا IGCT اجزاء کا استعمال کرتا ہے۔ DC لنک میں انڈکٹیو اجزاء کے استعمال کی وجہ سے، یہ کرنٹ کے لیے کافی حساس نہیں ہے، جس سے یہ اوورکرنٹ فالٹس کا کم خطرہ ہے۔ انورٹر آپریشن میں بھی قابل اعتماد ہے اور اچھی حفاظتی کارکردگی رکھتا ہے۔ ان پٹ سائیڈ تھریسٹر فیز کنٹرولڈ رییکٹیفیکیشن کو اپناتا ہے، اور ان پٹ کرنٹ ہارمونکس نسبتاً بڑے ہیں۔ جب فریکوئنسی کنورٹر کی گنجائش بڑی ہو تو پاور گرڈ میں آلودگی اور مواصلاتی الیکٹرانک آلات میں مداخلت پر غور کیا جانا چاہیے۔ وولٹیج مساوات اور بفرنگ سرکٹ تکنیکی طور پر پیچیدہ اور مہنگا ہے۔ بڑی تعداد میں اجزاء اور ڈیوائس کے حجم کی وجہ سے، ایڈجسٹمنٹ اور دیکھ بھال نسبتاً مشکل ہے۔ انورٹر پل جبری تبدیلی کو اپناتا ہے اور بڑی مقدار میں حرارت پیدا کرتا ہے، جس کے لیے اجزاء کی گرمی کی کھپت کے مسئلے کو حل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کا فائدہ چار کواڈرینٹ اور بریک میں کام کرنے کی صلاحیت میں ہے۔ واضح رہے کہ اس قسم کے فریکوئنسی کنورٹر کو ان پٹ اور آؤٹ پٹ سائیڈز پر ہائی وولٹیج سیلف ہیلنگ کیپسیٹرز کی تنصیب کی ضرورت ہوتی ہے کیونکہ اس کے کم ان پٹ پاور فیکٹر اور زیادہ ان پٹ اور آؤٹ پٹ ہارمونکس ہوتے ہیں۔
4. ہائی وولٹیج انورٹر کا سرکٹ ڈھانچہ IGBT ڈائریکٹ سیریز ٹیکنالوجی کو اپناتا ہے، جسے ڈائریکٹ ڈیوائس سیریز ہائی وولٹیج انورٹر بھی کہا جاتا ہے۔ یہ DC لنک میں فلٹرنگ اور توانائی ذخیرہ کرنے کے لیے ہائی وولٹیج کیپسیٹرز کا استعمال کرتا ہے، جس کا آؤٹ پٹ وولٹیج 6KV تک ہے۔ اس کا فائدہ یہ ہے کہ یہ کم وولٹیج مزاحم پاور ڈیوائسز استعمال کر سکتا ہے، اور سیریز برج آرم پر موجود تمام IGBTs کا ایک ہی کام ہوتا ہے، جو باہمی بیک اپ یا بے کار ڈیزائن کو فعال کرتا ہے۔ نقصان یہ ہے کہ سطحوں کی تعداد نسبتاً کم ہے، صرف دو سطحیں، اور آؤٹ پٹ وولٹیج dV/dt بھی بڑا ہے، جس کے لیے خصوصی موٹرز یا ہائی وولٹیج سائن ویو فلٹرز کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے لاگت میں نمایاں اضافہ ہو گا۔ اس میں چار کواڈرینٹ آپریشن کا فنکشن نہیں ہے، اور بریک لگانے کے دوران علیحدہ بریکنگ یونٹ لگانے کی ضرورت ہے۔ اس قسم کے فریکوئنسی کنورٹر کو ڈیوائس وولٹیج برابری کے مسئلے کو حل کرنے کی بھی ضرورت ہوتی ہے، جس کے لیے عام طور پر ڈرائیو سرکٹس اور بفر سرکٹس کے خصوصی ڈیزائن کی ضرورت ہوتی ہے۔ آئی جی بی ٹی ڈرائیو سرکٹس کی تاخیر کے لیے بھی انتہائی سخت تقاضے ہیں۔ ایک بار جب IGBT کے ٹرن آن اور ٹرن آف اوقات متضاد ہو جائیں، یا بڑھتے اور گرتے ہوئے کناروں کی ڈھلوانیں بہت مختلف ہوں، تو اس سے بجلی کے آلات کو نقصان پہنچے گا۔
ہائی وولٹیج انورٹرز کی بہت سی قسمیں ہیں، اور ان کی درجہ بندی کے طریقے بھی متنوع ہیں۔ انٹرمیڈیٹ لنک میں DC کا حصہ ہے یا نہیں، اس کے مطابق اسے AC/AC فریکوئنسی کنورٹرز اور AC-DC-AC فریکوئنسی کنورٹرز میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ ڈی سی جزو کی خصوصیات کے مطابق، یہ موجودہ قسم اور وولٹیج کی قسم فریکوئنسی کنورٹرز میں تقسیم کیا جا سکتا ہے.
موجودہ قسم کی فریکوئنسی کنورٹر
فریکوئنسی کنورٹر کے ڈی سی لنک میں انڈکٹیو اجزاء کے استعمال کے نام پر رکھا گیا، اس میں چار کواڈرینٹ آپریشن کی صلاحیت کا فائدہ ہے اور یہ موٹر کے بریکنگ فنکشن کو آسانی سے حاصل کر سکتا ہے۔ نقصان یہ ہے کہ اس کے لیے انورٹر برج کی زبردستی تبدیلی کی ضرورت ہوتی ہے، اور ڈیوائس کا ڈھانچہ پیچیدہ ہے، جس سے ایڈجسٹمنٹ مشکل ہو جاتی ہے۔ اس کے علاوہ، پاور گرڈ سائیڈ پر تھائرسٹر فیز شفٹنگ رییکٹیفیکیشن کے استعمال کی وجہ سے، ان پٹ کرنٹ ہارمونکس نسبتاً بڑے ہوتے ہیں، جس کا پاور گرڈ پر خاص اثر پڑے گا جب گنجائش زیادہ ہو گی۔
وولٹیج کی قسم فریکوئنسی کنورٹر
فریکوئنسی کنورٹر کے DC لنک میں capacitive اجزاء کے استعمال کے نام سے منسوب، اس کی خصوصیت یہ ہے کہ یہ چار کواڈرینٹ میں کام نہیں کر سکتا۔ جب لوڈ موٹر کو بریک لگانے کی ضرورت ہوتی ہے، تو ایک علیحدہ بریکنگ سرکٹ نصب کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ جب طاقت زیادہ ہوتی ہے تو، ایک سائن ویو فلٹر کو آؤٹ پٹ میں شامل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔
1. وولٹیج کی قسم اور موجودہ قسم میں کیا فرق ہے؟
فریکوئنسی کنورٹر کے مرکزی سرکٹ کو تقریباً دو قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: وولٹیج کی قسم ایک فریکوئنسی کنورٹر ہے جو وولٹیج کے منبع کے DC کو AC میں تبدیل کرتا ہے، اور DC سرکٹ کی فلٹرنگ ایک کپیسیٹر ہے۔ موجودہ قسم ایک فریکوئنسی کنورٹر ہے جو موجودہ ذریعہ کے DC کو AC میں تبدیل کرتا ہے، اور اس کا DC سرکٹ فلٹر ایک انڈکٹر ہے۔
2. فریکوئنسی کنورٹر کا وولٹیج اور کرنٹ متناسب طور پر کیوں تبدیل ہوتا ہے؟
غیر مطابقت پذیر موٹر کا ٹارک موٹر کے مقناطیسی بہاؤ اور روٹر کے ذریعے بہنے والے کرنٹ کے درمیان تعامل سے پیدا ہوتا ہے۔ ریٹیڈ فریکوئنسی پر، اگر وولٹیج مستقل ہے اور صرف فریکوئنسی کو کم کیا جاتا ہے، تو مقناطیسی بہاؤ بہت زیادہ ہو جائے گا، مقناطیسی سرکٹ سیر ہو جائے گا، اور شدید صورتوں میں، موٹر جل جائے گی۔ لہذا، تعدد اور وولٹیج کو متناسب طور پر تبدیل کیا جانا چاہیے، یعنی تعدد کو تبدیل کرتے وقت، فریکوئنسی کنورٹر کے آؤٹ پٹ وولٹیج کو کنٹرول کیا جانا چاہیے تاکہ موٹر کے ایک مخصوص مقناطیسی بہاؤ کو برقرار رکھا جا سکے اور کمزور مقناطیسیت اور مقناطیسی سنترپتی کے مظاہر کی موجودگی سے بچ سکیں۔ یہ کنٹرول طریقہ عام طور پر پنکھوں اور پمپوں میں توانائی کی بچت فریکوئنسی کنورٹرز کے لیے استعمال ہوتا ہے۔