ন্যানোক্রিস্টালিন রিঅ্যাক্টর সমাধান ৫৫০কেডব্লিউ ভিএফডি থেকে ৫০০০ ভোল্ট/মাইক্রোসেকেন্ড আউটপুটিং ভোল্টেজ স্পাইকের জন্য

​১. সমস্যা: ইস্পাত রোলিং মিলে ৫৫০কেওয়াট VFD-এর আউটপুট দিকে ভোল্টেজ স্পাইক (du/dt > ৫০০০ V/μs)​

ইস্পাত রোলিং উৎপাদনের সময়, মোটরগুলি (বিশেষ করে রোলিং মিলের মুখ্য ড্রাইভ মোটর) প্রচণ্ড আঘাত লোডের পরিবর্তন, দ্রুত স্টার্ট/স্টপ এবং প্রায়শই দুই দিকে রোটেশন সুইচিং এর মধ্যে থাকে। এই পরিচালনা শর্তগুলি VFD (Variable Frequency Drive) সিস্টেমের জন্য গুরুতর চ্যালেঞ্জ তৈরি করে, বিশেষ করে উচ্চ-শক্তি (৫৫০কেওয়াট) অ্যাপ্লিকেশনে। একটি মূল সমস্যা হল VFD আউটপুট দিকে অত্যন্ত উচ্চ ভোল্টেজ স্লু রেট (du/dt) উৎপাদন, যা নিম্নলিখিত রূপে প্রকাশ পায়:

• ​অত্যন্ত উচ্চ du/dt:​​ ৫০০০ V/μs ছাড়িয়ে যাওয়া স্পাইক মান। এটি সাধারণত নিম্নলিখিত থেকে উদ্ভূত হয়:
• VFD-এর অভ্যন্তরীণ IGBT ডিভাইসের খুব উচ্চ সুইচিং গতি।
• দীর্ঘ মোটর কেবলের (বিশেষ করে VFD-এর PWM তরঙ্গের উত্থান/পতন সময়ের সাথে সাথে) প্যারাসিটিক ক্ষমতা এবং ইনডাক্টেন্স প্রভাব।
• মোটর ইনসুলেশন বৈশিষ্ট্য এবং VFD আউটপুট পালসের মধ্যে প্রতিরোধ অনুসারী মিল সমস্যা।
• ​গুরুতর পরিণতি:​​
• ​মোটর ওয়াইন্ডিং ইনসুলেশন ক্ষতি:​​ অত্যন্ত du/dt মোটর ওয়াইন্ডিং ইনসুলেশন ভেদ করতে পারে, যা আংশিক ডিসচার্জ, ত্বরিত ইনসুলেশন বয়স্কতা এবং শেষ পর্যন্ত মোটর ফেল বা বিপর্যয় ঘটায়।
• ​বিয়ারিং কারেন্ট এবং ইলেকট্রিক্যাল এরোশন:​​ উচ্চ du/dt, স্ট্রে ক্ষমতার মাধ্যমে, সাধারণ-মোড ভোল্টেজ উৎপাদন করে, যা বিয়ারিং কারেন্ট তৈরি করে। এটি বিয়ারিং ইলেকট্রিক্যাল এরোশন, বৃদ্ধিপ্রাপ্ত শব্দ, উচ্চ তাপমাত্রা এবং বিয়ারিং জীবনকাল হ্রাস করে।
• ​IGBT মডিউল অতিরিক্ত ভোল্টেজ স্ট্রেস:​​ প্রতিফলিত এবং সুপারিমপোজ স্পাইক ভোল্টেজ IGBT-কে তার রেটিং ছাড়িয়ে যাওয়া তাত্ক্ষণিক ভোল্টেজ অনুভব করায়, মডিউল ফেল ("ব্লাস্ট") হওয়ার ঝুঁকি বৃদ্ধি করে।
• ​ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেরেন্স (EMI):​​ উচ্চ-আवৃত্তি ভোল্টেজ স্পাইক শক্ত পরিবহন এবং রেডিয়েটেড ইন্টারফেরেন্স উৎপাদন করে, পাশের ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতির উপর প্রভাব ফেলে।
• ​পদ্ধতির বিশ্বস্ততা হ্রাস:​​ সমগ্র পদ্ধতির ফেল হার বেশি হয়, অপরিকল্পিত ডাউনটাইম এবং রোলিং দক্ষতা এবং অবিচ্ছিন্নতার উপর প্রভাব ফেলে।

​২. সমাধান: FKE ধরনের তিন-ফেজ আউটপুট রিঅ্যাক্টর (ন্যানোক্রিস্টালিন কোর)​​

উল্লিখিত উচ্চ-ভোল্টেজ স্পাইক সমস্যার সমাধানের জন্য, আমরা ৫৫০কেওয়াট VFD-এর আউটপুট দিকে একটি ​FKE ধরনের তিন-ফেজ আউটপুট রিঅ্যাক্টর​ ইনস্টল করার পরামর্শ দিচ্ছি। এই সমাধানটি বিশেষভাবে উচ্চ du/dt এবং উচ্চ-আবৃত্তি ইন্টারফেরেন্স দমন করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

• ​মূল যন্ত্র:​​ FKE সিরিজ তিন-ফেজ আউটপুট রিঅ্যাক্টর
• ​মূল বৈশিষ্ট্য:​​
• ​কোর পদার্থ:​​ উচ্চ-পারফরমেন্স ন্যানোক্রিস্টালিন অ্যালয়
• অত্যন্ত উচ্চ চৌম্বকীয় পারমেয়তা এবং অত্যন্ত কম কোর লস (বিশেষ করে কিলোহার্টজ থেকে মেগাহার্টজ উচ্চ-আবৃত্তি পরিসরে) প্রদর্শন করে।
• ত্রিপুরাতন সিলিকন ইস্পাত বা ফেরাইট পদার্থের তুলনায় উচ্চ-আবৃত্তি ভোল্টেজ স্পাইক এবং রিপল কারেন্ট দমনে বেশি কার্যকর।
• উচ্চ চৌম্বকীয় স্যাচুরেশন শক্তি এবং ত্রান্ত অভারলোড সহ্য করার শক্তি রয়েছে।
• ​মূল প্রযুক্তি ১: উচ্চ-আবৃত্তি এডি কারেন্ট দমন কোটিং​
• ন্যানোক্রিস্টালিন কোর বা ওয়াইন্ডিং পৃষ্ঠে একটি বিশেষ পরিবাহী কোটিং প্রয়োগ করা হয়।
• অত্যন্ত উচ্চ du/dt দ্বারা উৎপন্ন অত্যন্ত উচ্চ-আবৃত্তি এডি কারেন্ট লস (মেগাহার্টজ পর্যন্ত) কার্যকরভাবে বিসর্জন করে।
• উচ্চ-আবৃত্তিতে কোর তাপমাত্রা বৃদ্ধি কমায়, স্থিতিশীল চৌম্বকীয় পারফরমেন্স রক্ষা করে এবং উচ্চ du/dt শর্তে রিঅ্যাক্টরের দীর্ঘমেয়াদী বিশ্বস্ততা বৃদ্ধি করে।
• ​মূল প্রযুক্তি ২: বহু-স্তর বিভাগ ওয়াইন্ডিং বিতরণ ক্ষমতা হ্রাস​
• একটি বিশেষ বহু-স্তর, বিভাগ ওয়াইন্ডিং স্ট্রাকচার ডিজাইন ব্যবহার করা হয়।
• প্রাচীন কেন্দ্রীভূত ওয়াইন্ডিংয়ের সমতুল্য বিতরণ ক্ষমতা (Cdw) কে বেশ কয়েকটি ছোট সিরিজ-সংযুক্ত ক্ষমতা ইউনিটে বিভক্ত করা হয়।
• সমগ্র প্রভাবশালী বিতরণ ক্ষমতা মান বেশি হ্রাস পায়।
• ​মূল মূল্য:​​
• রিঅ্যাক্টরের স্ব-রেসোন্যান্ট ফ্রিকোয়েন্সি বেশি উচ্চ করে, VFD সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি এবং হারমোনিক ফ্রিকোয়েন্সির চেয়ে উচ্চ, যা লক্ষ্য ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে প্রায় পুরোপুরি ইনডাক্টিভ বৈশিষ্ট্য রক্ষা করে।
• VFD-এর PWM উচ্চ-আবৃত্তি পালস এবং মোটর কেবলের প্যারাসিটিক ক্ষমতার দ্বারা গঠিত অস্থির সার্কিটের তীব্রতা কমায়, মৌলিকভাবে ভোল্টেজ স্পাইক (রিংগিং) এর আম্পলিটিউড এবং শক্তি দমন করে।
• রিঅ্যাক্টর দিয়ে উচ্চ-আবৃত্তি অস্থির কারেন্ট উপাদানের প্রবাহ হ্রাস করে।
• ​মূল ফাংশন:​​
• ভোল্টেজ তরঙ্গকে কার্যকরভাবে সুষম করে, আউটপুট-দিকে ভোল্টেজ স্লু রেট (du/dt) বেশি কমায়, স্পাইক নিরাপদ স্তরে নামিয়ে আনে।
• উচ্চ-আবৃত্তি হারমোনিক কারেন্ট ফিল্টার করে, মোটর হারমোনিক লস এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধি হ্রাস করে।
• ভোল্টেজ প্রতিফলিত তরঙ্গ (Wave Reflection) দমন করে।
• লাইন শেষে হারমোনিক ভোল্টেজ বিকৃতি হার হ্রাস করে।
• সাধারণ-মোড ভোল্টেজ এবং বিয়ারিং কারেন্টের ঝুঁকি হ্রাস করে।
• পরিবহন এবং রেডিয়েটেড ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেরেন্স (EMI) হ্রাস করে।

​৩. পারফরমেন্স ডাটা (৫৫০কেওয়াট রোলিং মিল VFD পরিস্থিতিতে প্রয়োগ)​​

• ​ভোল্টেজ স্পাইক দমন:​​ আউটপুট-দিকে du/dt বেশি কমে, পিক মান >৫০০০ V/μs থেকে নিরাপদ সীমা (যেমন, <১০০০ V/μs বা তার নিচে, স্পেসিফিক মান ক্ষেত্র পরিমাপ দ্বারা নিশ্চিত করা প্রয়োজন), মোটর ইনসুলেশন প্রোটেকশন প্রয়োজনীয়তা মেনে চলে।
• ​কারেন্ট লিমিটিং ক্ষমতা:​​ মোটর স্টার্ট বা হঠাৎ লোড পরিবর্তনের সময় ইনরাশ কারেন্ট কার্যকরভাবে সীমাবদ্ধ করে, VFD এবং সংযোগগুলি প্রোটেক্ট করে। কারেন্ট লিমিটিং ক্ষমতা VFD-এর রেটেড কারেন্টের ৩০% পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে।
• ​ভোল্টেজ বিকৃতি হার হ্রাস:​​ উচ্চ-আবৃত্তি হারমোনিক কার্যকরভাবে ফিল্টার করে। VFD আউটপুটে পরিমাপ করা ভোল্টেজ বিকৃতি হার (THDv) পর্যন্ত ৪২% হ্রাস পায়, বিদ্যুৎ সরবরাহের গুণমান বেশি উন্নত করে।
• ​প্রোটেকশন প্রভাব:​​ IGBT মডিউলগুলির উপর বিপরীত পুনরুদ্ধার স্পাইক এবং অতিরিক্ত ভোল্টেজ স্ট্রেস বেশি কমায়।

​৪. অর্থনৈতিক সুবিধা​

• ​গুরুত্বপূর্ণ কম্পোনেন্টের জীবনকাল বেশি বাড়ানো:​​ সবচেয়ে সরাসরি এবং গুরুত্বপূর্ণ অর্থনৈতিক সুবিধা হল:
• ​IGBT মডিউলের জীবনকাল বাড়ানো:​​ ইলেকট্রিক্যাল স্ট্রেস (ভোল্টেজ স্পাইক, অতিরিক্ত কারেন্ট) কমায়। পরিমাপ ডাটা দেখায় IGBT পাওয়ার মডিউলের গড় পরিষেবা জীবনকাল ২.৩ গুণ বেশি হতে পারে। রোলিং মিল লাইনের মুখ্য ড্রাইভ যন্ত্র হিসাবে, VFD-এর মুখ্য পাওয়ার কম্পোনেন্টের জীবনকাল বাড়ানো মানে:
• মহাঙ্গা IGBT মডিউল স্পেয়ারের ক্রয় পরিমাণ এবং ইনভেন্টরি খরচ হ্রাস পায়।
• পাওয়ার মডিউল ফেলের কারণে অপরিকল্পিত ডাউনটাইমের কম হার এবং সময়, যা অবিচ্ছিন্ন উৎপাদন নিশ্চিত করে।
• ​মোটর রক্ষণাবেক্ষণ খরচ হ্রাস:​​
• মোটর ওয়াইন্ডিং ইনসুলেশন কার্যকরভাবে প্রোটেক্ট করে, মোটর ইনসুলেশন ফেলের হার কমায়।
• বিয়ারিং কারেন্ট দমন করে, বিয়ারিং ইলেকট্রিক্যাল এরোশন ক্ষতি এবং প্রতিস্থাপনের হার হ্রাস করে।
• মোটরের মোট পরিষেবা জীবনকাল বেশি হয়, মূল বডি ওভারহল বা প্রতিস্থাপন চক্র দেরিত্ব করে।
• ​পদ্ধতির বিশ্বস্ততা এবং উৎপাদন দক্ষতা বাড়ানো:​​
• ভোল্টেজ স্পাইকের কারণে VFD বা মোটর ফেলের সংখ্যা কমায়, রোলিং লাইনের মোট পরিচালনা বিশ্বস্ততা (OEE - Overall Equipment Effectiveness) বাড়ায়।
• অপ্রত্যাশিত ডাউনটাইমের কারণে উৎপাদন লোকসান, বাতিল ঝুঁকি এবং অর্ডার দেরিত্ব হ্রাস করে।
• ​রক্ষণাবেক্ষণ খরচ হ্রাস:​​ যন্ত্র ক্ষতির কারণে রক্ষণাবেক্ষণ শ্রম ঘণ্টা এবং স্পেয়ার পার্ট ব্যবহার হ্রাস করে।
• ​পাওয়ার ফ্যাক্টর উন্নত (পরোক্ষভাবে):​​ উন্নত তরঙ্গ প্রোফাইল পদ্ধতির পাওয়ার ফ্যাক্টর (প্রধানত ইনপুট রিঅ্যাক্টর বা একটিভ কম্পেনসেশন দ্বারা হান্ডেল করা হয়, আউটপুট রিঅ্যাক্টর তরঙ্গ উন্নতি কিছু সুবিধা প্রদান করে) অপটিমাইজ করতে সহায়তা করে।