وارڈ لینارڈ کا رفتار کنٹرول یا آرمیچر ولٹیج کنٹرول طریقہ

وارڈ لینلین کی رفتار کنٹرول کی طرز میں موتروں کے آرمیچر پر لاگو کی جانے والی ولٹیج کو تبدیل کرکے رفتار کو کنٹرول کیا جاتا ہے۔ یہ نئی طرز 1891 میں پہلی بار متعارف کروائی گئی، جس سے برقی موتروں کے کنٹرول کے شعبے میں ایک قابل ذکر ترقی حاصل ہوئی۔ نیچے دی گئی تصویر میں وارڈ لینلین کی طرز کو استعمال کرتے ہوئے ڈی سی شنٹ موٹر کی رفتار کو کنٹرول کرنے کا کنیکشن ڈیاگرام ظاہر کیا گیا ہے، جس سے نظام کی ترتیب اور عمل کا واضح مرئی تصویر ملتا ہے۔

بالا الذکر نظام میں، M کنٹرول کا نشانہ بننے والے اصل ڈی سی موٹر کو ظاہر کرتا ہے، جبکہ G الگ سے متحرک ڈی سی جنریٹر ہے۔ جنریٹر G کو تین فیز کے ڈرائیونگ موٹر سے بجلی فراہم کی جاتی ہے، جو انڈکشن موٹر یا سنکروناس موٹر ہو سکتا ہے۔ ایسی کی ڈرائیونگ موٹر اور ڈی سی جنریٹر کو عام طور پر موتروں-جنریٹروں (M-G) کے سیٹ کے نام سے جانا جاتا ہے۔

جنریٹر کی ولٹیج آؤٹ پٹ کو جنریٹر کے فیلڈ کرنٹ کو تبدیل کرکے تنظیم کیا جا سکتا ہے۔ جب یہ تنظیم شدہ ولٹیج مستقیماً اصل ڈی سی موٹر کے آرمیچر تک فراہم کی جاتی ہے تو یہ موٹر M کی رفتار میں متناسب تبدیلی کا باعث بنتا ہے۔ رفتار کنٹرول کے دوران مسلسل کارکردگی کے لیے، موٹر کا فیلڈ کرنٹ Ifm مستقل سطح پر برقرار رکھا جاتا ہے، جس سے موٹر کا فیلڈ فلکس ϕm مستحکم رہتا ہے۔ علاوہ ازیں، موٹر کی رفتار کو کنٹرول کرتے وقت، موٹر کا آرمیچر کرنٹ Ia اپنی مقررہ قدر کے مطابق تنظیم کیا جاتا ہے۔ جنریٹ کردہ فیلڈ کرنٹ Ifg کو تبدیل کرتے ہوئے، آرمیچر ولٹیج Vt کو صفر سے اپنی مقررہ قدر تک تنظیم کیا جا سکتا ہے۔

اس ولٹیج کی تنظیم کے نتیجے میں موٹر کی رفتار صفر سے اپنی بنیادی رفتار تک تبدیل ہو جاتی ہے۔ کیونکہ رفتار کنٹرول کا عمل مقررہ کرنٹ Ia اور مستقل موٹر فیلڈ فلکس ϕm کے ساتھ انجام دیا جاتا ہے، اس لیے مسلسل ٹورک حاصل ہوتا ہے، کیونکہ ٹورک آرمیچر کرنٹ اور فیلڈ فلکس کے مصنوع کے متناسب ہوتا ہے تا جائے مقررہ رفتار تک۔ چونکہ ٹورک اور رفتار کا مصنوع طاقت کو تعین کرتا ہے، اور ٹورک اس ماحول میں مستقل رہتا ہے، طاقت رفتار کے متناسب ہوتی ہے۔ اس لیے، جب طاقت کا آؤٹ پٹ بڑھتا ہے تو موٹر کی رفتار متناسب طور پر بڑھتی ہے۔

اس رفتار کنٹرول نظام کے ٹورک اور طاقت کے خصوصیات نیچے دی گئی تصویر میں ظاہر کیے گئے ہیں، جس سے ان پیرامیٹرز کے درمیان تفاعل اور عمل کے دوران ان کی تبدیلی کا مرئی تصویر ملتا ہے۔

خلاصہ کے طور پر، آرمیچر ولٹیج کنٹرول کا طریقہ بنیادی رفتار سے نیچے کی رفتاروں کے لیے مسلسل ٹورک اور متغیر طاقت کے ڈرائیو کو حاصل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ اس کے برعکس، جب رفتار بنیادی رفتار سے زیادہ ہوتی ہے تو فیلڈ فلکس کنٹرول کا طریقہ کام کرتا ہے۔ اس کارکردگی کے مود میں، آرمیچر کرنٹ مقررہ قدر پر مسلسل برقرار رکھا جاتا ہے، اور جنریٹر ولٹیج Vt مستقل رہتا ہے۔

جب موٹر کا فیلڈ کرنٹ کم ہوتا ہے تو موٹر کا فیلڈ فلکس بھی کمزور ہو جاتا ہے، جس سے فیلڈ کمزور ہو کر زیادہ رفتار حاصل کی جا سکتی ہے۔ چونکہ Vt Ia اور E Ia مستقل رہتے ہیں، الیکٹرو میگنیٹک ٹورک فیلڈ فلکس ϕm اور آرمیچر کرنٹ Ia کے مصنوع کے متناسب ہوتا ہے۔ اس لیے، موٹر کا فیلڈ فلکس کم ہونے کے نتیجے میں ٹورک بھی کم ہو جاتا ہے۔

اس لیے، رفتار بڑھنے کے ساتھ ٹورک کم ہوتا ہے۔ اس طرح، فیلڈ کنٹرول کے مود میں، بنیادی رفتار سے زیادہ رفتاروں کے لیے مسلسل طاقت اور متغیر ٹورک کا آپریشن حاصل ہوتا ہے۔ جب وسیع رفتار کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے تو آرمیچر ولٹیج کنٹرول اور فیلڈ فلکس کنٹرول کا مجموعہ استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ مجموعہ مندرجہ ذیل رفتاروں کے درمیان کی ریشہ کو 20 سے 40 تک پھیلانے کی اجازت دیتا ہے۔ بند لوپ کنٹرول نظاموں میں، یہ رفتار کی حد 200 تک بڑھا سکتی ہے۔

ڈرائیونگ موٹر انڈکشن موٹر یا سنکروناس موٹر ہو سکتا ہے۔ انڈکشن موٹر عام طور پر متأخر طاقت کا فیکٹر پر کام کرتا ہے۔ بالکل مقابل میں، سنکروناس موٹر اپنے فیلڈ کی اوور ایکسائٹیشن کے ذریعے مقدم طاقت کا فیکٹر پر کام کیا جا سکتا ہے۔ ایک اوور ایکسائٹڈ سنکروناس موٹر مقدم ریاکٹیو طاقت جنریٹ کرتا ہے، جس سے دیگر انڈکٹو لودز کی طرف سے کھپتی ہوئی متأخر ریاکٹیو طاقت کو کمپینس کیا جا سکتا ہے، جس سے کل طاقت کا فیکٹر بہتر ہو جاتا ہے۔

ثقیل اور متقطع لودز کے ساتھ کام کرتے وقت، ایک سلپ رنگ انڈکشن موٹر کو میکن پرائم میور کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، اور اس کے شافٹ پر ایک فلائی ویل لگایا جاتا ہے۔ یہ ترتیب جسے وارڈ لینلین - الجنر سکیم کہا جاتا ہے، سپلائی کرنٹ میں کثیر تبدیلیوں سے روکنے میں مدد کرتی ہے۔ تاہم، جب سنکروناس موٹر ڈرائیونگ موٹر کے طور پر کام کرتا ہے تو اس کے شافٹ پر فلائی ویل لگانے سے تبدیلیوں کو کم نہیں کیا جا سکتا، کیونکہ سنکروناس موٹر ہمیشہ مستقل رفتار پر چلتا ہے۔

وارڈ لینلین ڈرائیوز کے فوائد

• وارڈ لینلین ڈرائیو کई کلیدی فوائد فراہم کرتا ہے:

• یہ دونوں طرف کی وسیع حد تک ڈی سی موٹر کی رفتار کو لیتھل کنٹرول کی اجازت دیتا ہے۔

• یہ ذاتی بریکنگ کی صلاحیت رکھتا ہے۔ اوور ایکسائٹڈ سنکروناس موٹر کو ڈرائیو کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، متأخر ریاکٹو ولٹ ایمپیر کو کمپینس کیا جاتا ہے، جس سے کل طاقت کا فیکٹر بہتر ہو جاتا ہے۔

• متقطع لودز کے ساتھ ایپلیکیشنز میں، جیسے رولنگ ملز میں، ایک انڈکشن موٹر کو فلائی ویل کے ساتھ استعمال کیا جا سکتا ہے تاکہ متقطع لودنگ کو محفوظ کیا جا سکے، جس سے نظام پر اس کا اثر کم ہو۔

کلاسیکل وارڈ لینلین سسٹم کے معیوب

کلاسیکل وارڈ لینلین سسٹم جو گردش کرنے والے موتروں-جنریٹروں (M-G) کے سیٹ پر انحصار کرتا ہے، کے درج ذیل محدودیتیں ہیں:

• نظام کے لیے ابتدائی سرمایہ کاری کثیر ہوتی ہے کیونکہ اس کی ضرورت ہوتی ہے کہ ایک موتروں-جنریٹروں کا سیٹ اصل ڈی سی موٹر کی وہی ریٹنگ کے ساتھ نصب کیا جائے۔

• یہ کثیر فیزیکل سائز اور وزن کا ہوتا ہے۔

• یہ نصب کے لیے کثیر فلور ایریا کی ضرورت ہوتی ہے۔ نظام کے لیے مطلوبہ بیس کی قیمت کثیر ہوتی ہے۔

• کثیر فریکوئنٹ مینٹیننس کی ضرورت ہوتی ہے۔

• عمل کے دوران کثیر نقصانات ہوتے ہیں۔

• یہ کل کارکردگی کثیر کم ہوتی ہے۔

• ڈرائیو کثیر آواز پیدا کرتا ہے۔

وارڈ لینلین ڈرائیوز کے اطلاق

وارڈ لینلین ڈرائیوز ایسے ماحول میں مثالی ہیں جہاں ڈی سی موٹروں کی لیتھل، دونوں طرف کی اور وسیع حد تک رفتار کنٹرول ضروری ہوتا ہے۔ کچھ عام اطلاقیں شامل ہیں:

• رولنگ ملز

• لیفٹرز

• کرینز

• پیپر ملز

• ڈیزل-الیکٹرک لوکوموٹیوز

• مناجم کے ہوسٹ

سولڈ سٹیٹ کنٹرول یا سٹیٹک وارڈ لینلین سسٹم

معاصر اطلاقیوں میں، سٹیٹک وارڈ لینلین سسٹم کثیر مقبول ہے۔ اس سسٹم میں، روایتی گردش کرنے والے موتروں-جنریٹروں (M-G) کے سیٹ کو ڈی سی موٹر کی رفتار کو کنٹرول کرنے کے لیے سولڈ سٹیٹ کنورٹر سے بدل دیا جاتا ہے۔ کنٹرولڈ ریکٹیفائرز اور چوپر عام طور پر کنورٹرز کے طور پر استعمال کیے جاتے ہیں۔

جب توانائی کا سرچ کے AC سپلائی ہو تو کنٹرولڈ ریکٹیفائرز کو استعمال کیا جاتا ہے تاکہ مقررہ AC سپلائی ولٹیج کو متغیر DC سپلائی ولٹیج میں تبدیل کیا جا سکے۔ جب سپلائی DC ہو تو چوپر کو استعمال کیا جاتا ہے تاکہ مقررہ DC سپلائی سے متغیر DC ولٹیج حاصل کیا جا سکے۔

وارڈ لینلین ڈرائیو کی ایک متبادل شکل میں، غیر برقی میکن پرائم میور بھی ڈی سی جنریٹر کو چلانے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ڈی سی برقی لوکوموٹیوز میں، ڈی سی جنریٹر کو ڈیزل انجن یا گیس ٹربائن سے بجلی فراہم کی جاتی ہے، اور یہ ترتیب شپ پروپلشن ڈرائیوز میں بھی لاغر ہے۔ ایسے نظاموں میں ریجنریٹو بریکنگ ممکن نہیں ہوتا کیونکہ توانائی کو میکن پرائم میور کے ذریعے بلکل کے طور پر واپس نہیں بھیجا جا سکتا۔