ہائی-ولٹیج الیکٹرانک ترانسفورمرز کی کلیدی تکنالوجیاں اور چیلنج

معتدل ترانسفورمرز برق کے سینسرز کی وجہ سے بنیادی مسائل کا سامنا کرتے ہیں۔ اہم طور پر، وہ بجلی گھروں کی نگرانی، کنٹرول، اور حفاظت (مثال کے طور پر، فارٹ ریکارڈنگ، سیفٹی کنٹرول) کے لیے ضروری ہیں۔ تاہم، معلومات کے کیریئرز کے ذریعے بڑی مقدار میں برقی توانائی کا نقل اور ڈیجیٹل نظاموں سے ڈیجیٹل سائنل آؤٹ پٹ کی عدم موجودگی دوسرا کمیونیکیشن میں پیچیدگی پیدا کرتی ہے۔ پیچیدہ دوسرا کیبلنگ مائکرو کمپیوٹرز کی بلند قابلیت پر تعویض کرتی ہے، حفاظت اور دوسرا دستیابات کو آسان بناتی ہے۔ یہ نوآوری دوسرا معدات کو نظاموں میں شامل کرے گی، سب سٹیشن کی ڈیجیٹلائزیشن/کمپیوٹرائزیشن کو تیز کرے گی اور برقی نظام کی خودکاری/حفاظت کو تبدیل کرے گی۔

الیکٹرانک ترانسفورمرز آپٹک نقلی کی علانیت کا مقابلہ کرتے ہیں، تاہم سائنل ریکارڈنگ/نقل کے لیے بالافشار لائنوں کو مستقر، قابل اعتماد ڈی سی توانائی کی ضرورت ہوتی ہے - یہ ایک اہم فنی چیلنجز جس کی بنیاد فزکس ہے۔ ناپے والے بالافشار کنڈکٹر کے گرد متغیر الیکٹرومیگنیٹک فیلڈ، الیکٹرومیگنیٹک القاء کے ذریعے حاصل کیا جا سکتا ہے، مثالی ہے (توانائی "خود حوصلہ افزائی" ہے، ناپے والے شے سے استخراج کیا جاتا ہے اور ای سی الیکٹرومیگنیٹک القاء کے بنیاد پر استعمال کیا جاتا ہے)۔ تاہم، فنی موانع مہنگے طریقوں (مثال کے طور پر، لیزر، مائکروویو) پر انحصار کرنے کی ضرورت پیدا کرتے ہیں۔ یہ مقالہ کٹنگ-ایج الیکٹرانک ٹیکنالوجی کے ذریعے توانائی کی خود تنظیم پر بات کرتا ہے، جس میں آپٹک کمیونیکیشن اور میگنیٹک میٹریلز شامل ہیں۔

1 ہوا کی ہڈی کوائل

اس مرحلے میں، بالافشار ETA ہوا کی ہڈی کوائل کو سینسنگ عنصر کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ بالافشار مدولیٹڈ لائنوں پر آپٹک فائبرز کی طاقت سے چلتے ہوئے لو فشار سیمی کنڈکٹر لیزرز ولٹیج سائنلز کو تبدیل کرتے ہیں۔ ناپے والی برقی معلومات (ڈیجیٹل سائنلز کے طور پر ان پٹ) LEDs کو چلاتی ہے، آپٹک فائبرز سائنلز کو لو فشار طرف کو آپٹک پلسوں کے طور پر منتقل کرتے ہیں۔

مسطر ترانسفورمر کے گھونسلے کے برخلاف، ہوا کی ہڈی کوائل صارفین کے لیے محکمہ قوانین کی پیروی کرتی ہیں: دوسرا گھونسلے غیر معدنی میگنیٹک ڈھانچوں (یکساں سیکشن) پر منصفانہ طور پر تقسیم ہوتے ہیں؛ کوائل ایک ہی شکل کی ہوتی ہیں؛ ہر گھونسلے کا افقی پلین کوائل شیل کے مماس کے ساتھ عمودی طور پر مطابق ہونا چاہئے (ورنہ، میپنگ کے خرابیاں بڑھ جاتی ہیں)۔ نصف مینوال گھونسلے عام طور پر عملی طور پر ان معیارات کو پورا نہیں کرتے، جس سے تیاری کے دوران توانائی کا استعمال بڑھ جاتا ہے۔ عام طور پر، ہوا کی ہڈی کوائل کے ڈھانچے کی صحت 0.1% (اوسط 2%) تک پہنچتی ہے۔

درجہ حرارت کے متعلق کارکردگی سادہ ہے، IEC کے معیاروں کے مطابق ریٹڈ کرنٹ کے تحت دوسرا آؤٹ پٹ کے لیے واضح کمیتی درکاریاں ہوتی ہیں - تمام ابتدائی انحرافات میپنگ کی خرابیوں کا حصہ ہوتے ہیں۔ تیاری کے دوران ہوا کی ہڈی ترانسفورمر کی اتمیز کو حل کرنا ضروری ہے۔ مقاومت کے لیبل والے ترانسفورمرز کو دوسرا آؤٹ پٹ کے لیے خصوصی منظموں (برقی اور مکینکل سروسز ڈیپارٹمنٹ) کی منظموں کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے صنعتی کارکردگی کو روکا جاتا ہے۔ اس لیے، نئے ہوا کی ہڈی کوائل آپٹک سینسر ڈھانچوں کی ضرورت ہے۔ PCB ٹیکنالوجی کے ذریعے، محققین نے نوآورانہ ڈیزائن تیار کیے ہیں، جو میپنگ کی صحت اور استحکام کو بڑھا رہے ہیں۔

2 عبوری خصوصیات

بالافشار گرڈز میں، بڑے نظام کی صلاحیت کے باعث ایک مستقل، نسبتاً لمبا پہلا دور ہوتا ہے۔ رلے کی حفاظت تبدیلی کے دوران کام کرتی ہے، لمبے وقت تک کور کرنٹ کے ساتھ۔ حفاظتی دستیابات کے کام کو یقینی بنانے کے لیے، ترانسفورمرز کو کچھ حد تک محرک رکھنا ضروری ہے؛ دوسرا آؤٹ پٹ سائنل پہلے انٹرپٹ کرنٹ کی جگہ لیتا ہے، اور مقررہ وقت کے اندر عبوری خرابیاں حد سے زیادہ نہ ہونی چاہئیں۔ ہوا کی ہڈی کوائل پر مبنی الیکٹرانک برقی ترانسفورمرز کی عبوری کارکردگی ایک کلیدی مضبوطی ہے۔

ایک انٹیگریٹر، محدود وقت کے دائم کے ساتھ، ناپے والی برقی سائنلز کو واپس لاتا ہے۔ اگر سرکٹس میں آئوڈین-دورانیہ کے مکمل کمپوننٹ ہوں تو، خرابی کی خصوصیات زیادہ تر کم فریکوئنسیوں پر منحصر ہوتی ہیں۔ کم فریکوئنسیوں کو بہتر کرنا پیگنگ کو بہتر بناتا ہے اور خرابیوں کو کم کرتا ہے (مثال کے طور پر، ایک نظام کے اوپننگ عنصر کی 0.5s میں کمزور ہونے کی ضرورت ہوتی ہے کہ پاور کنورٹر کی کم فریکوئنسی 2Hz سے نیچے رہے تاکہ بہتر ڈیمپنگ چکر کی پیگنگ ہو)۔ کم ترین عبوری ڈکے اور آؤٹ پٹ سائنل کی کمزوری ہوا کی ہڈی کرنٹ ترانسفورمرز اور انٹیگریٹرز کو صفر پہلا کرنٹ پر بند کرنے پر ہوتی ہے۔ صفر پوزیشن بند کرنے والے نظاموں کے ساتھ تضاد میپنگ کی خرابیوں کا باعث بنتا ہے۔ اس لیے، انٹیگریٹر کی ڈیزائن اور بہتری ہوا کی ہڈی ترانسفورمر کی کارکردگی کے لیے کلیدی ہے۔

3 بالافشار طرف کی توانائی کا فراہمی

ہوا کی ہڈی پاور ترانسفورمرز "توانائی لینے والی توانائی کی فراہمی" کو استعمال کرتے ہیں تاکہ بالافشار کنڈکٹر سے بالافشار پر توانائی لیں۔ الیکٹرانک سرکٹس توانائی فراہم کرتے ہیں، لیکن بہت کم پہلا کرنٹ (مثال کے طور پر، ≤5% ریٹڈ کرنٹ) کرنٹ کنورٹرز کو عام محرک کو برقرار رکھنے یا توانائی کو منتقل کرنے سے روک دیتے ہیں، جس سے توانائی کا مرنگاہ پیدا ہوتا ہے۔ لو فشار سیمی کنڈکٹر لیزرز کے بالافشار مدولیٹڈ سرکٹس کے لیے فائبر آپٹک توانائی کی ڈیزائن کو کم فشار میں بالا توانائی کا سامنا کرنا پڑتا ہے (~60mW)۔

توانائی کے استعمال اور کارکردگی کو متعادل کرنا کلیدی ہے: 30% فوٹو الیکٹرک کنورژن کارکردگی کے ساتھ، سیمی کنڈکٹر لیزرز کو کم از کم 180mW آؤٹ پٹ کی ضرورت ہوتی ہے - یہ ان کی عمر کو کم کرتا ہے اور لاگت بڑھاتا ہے۔ ہائبرڈ توانائی کیریئرز اس مسئلے کا حل ہیں: KT بالافشار کرنٹ کے لیے توانائی فراہم کرتا ہے؛ لیزر-بنیادی توانائی کے ذریعے کم کرنٹ کے لیے عمر میں اضافہ ہوتا ہے۔ لیزر پر انحصار کرنے کا خطرہ ہوتا ہے کہ وہ بند ہو جائیں تو ترانسفورمر کشادگی کا باعث بنتے ہیں، لہذا دو آپٹک مودیولیٹرز اور ذہانت سے کنٹرول کیا جانے والا معاشرہ (تبدیلی کے موڈ کو پیش گوئی کرنا اور کور کرنٹ کے ساتھ نمٹنا) کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے لاگت بڑھتی ہے لیکن موثوق توانائی کو یقینی بناتا ہے۔

4 قابلیت کی ڈیزائن

الیکٹرانک ڈیمپرز مسطر ڈیمپرز سے بہتر کارکردگی کرتے ہیں لیکن پیچیدہ ٹیکنالوجیوں (مثال کے طور پر، ٹیکنالوجی کا نقل، بالافشار کے ماہر) پر انحصار کرتے ہیں، آخر کار ان کی جگہ لیتے ہیں۔ ریڈانڈنس قابلیت کو بڑھاتا ہے: حفاظتی چینلز دوگنا ریڈنڈنٹ ہوا کی ہڈی کوائل اور کنورٹرز کا استعمال کرتے ہیں۔ کلیدی اوزار (مثال کے طور پر، پاور مジュول کنورٹرز) کو سادہ خودکاری کی ضرورت ہوتی ہے۔ حفاظتی اقدامات سیمپلنگ چکروں پر کور کرنٹ کے اثرات اور ATM حفاظتی چینلز میں عالی کارکردگی کے لیزرز کا مقابلہ کرتے ہیں۔ عالی کارکردگی کے لیزرز آپریٹروں کے لیے خطرہ ہوتے ہیں لیکن پاور ماجول کے ساتھ بند ہو جاتے ہیں تاکہ خطرات سے بچا جا سکے۔