AC कंटैक्टर वोल्टेज सैग राइड-थ्रू के लिए इंटेलिजेंट कंट्रोल मॉड्यूल समाधान

1. डिजाइन पृष्ठभूमि और आवश्यकता विश्लेषण​
विद्युत प्रणाली के संचालन के दौरान, बिजली की चपेट - जो एक अचानक गिरावट (RMS वोल्टेज) 10% से 90% तक रेटेड मूल्य के बीच घटती है और 10 मिलीसेकंड से 1 मिनट तक चलती है - बिजली के आघात, छोटे सर्किट फ़ॉल्ट, या बड़े उपकरणों के शुरू होने के कारण अक्सर होती है। ऐसी घटनाएं पारंपरिक AC कंटैक्टरों को ट्रिप होने का कारण बनती हैं, जिससे लगातार उत्पादन प्रक्रियाओं में अनियोजित बंद होने का कारण बनती है और महत्वपूर्ण आर्थिक नुकसान होता है।

हालांकि कई बुद्धिमत्ता नियंत्रण समाधान (जैसे, उच्च-वोल्टेज DC शुरुआत, PWM नियंत्रण) प्रस्तावित किए गए हैं, लेकिन एक महत्वपूर्ण सीमा रहती है: मॉड्यूल फ़ॉल्ट ट्रांजिशन की स्वचालित क्षमता और वोल्टेज चपेट राइड-थ्रू क्षमता के एकीकरण की विफलता। इस मुद्दे को संबोधित करने के लिए, यह समाधान CDC17-115 AC कंटैक्टर को नियंत्रण लक्ष्य के रूप में उपयोग करता है और फ़ॉल्ट रेडंडेंसी के साथ एक बुद्धिमत्ता नियंत्रण मॉड्यूल डिजाइन करता है ताकि उत्पादन की निरंतरता भले ही मॉड्यूल फ़ॉल्ट की घटना में भी बनाई जा सके।

​2. मॉड्यूल कार्य सिद्धांत और प्रणाली डिजाइन​
​2.1 समग्र संचालन तर्क आर्किटेक्चर​
बुद्धिमत्ता नियंत्रण मॉड्यूल विभिन्न स्थितियों में विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित करने के लिए दोहरे-मोड विद्युत सप्लाई डिजाइन का उपयोग करता है:

​2.2 महत्वपूर्ण घटक तकनीकी विवरण​
​2.2.1 स्विचिंग पावर सप्लाई डिजाइन​
एक उच्च-प्रदर्शन वाला स्विचिंग पावर सप्लाई मुख्य विद्युत इकाई के रूप में कार्य करता है जिसकी निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

• मुख्य आर्किटेक्चर: पल्स-विस्तार मॉडुलेशन IC (स्विचिंग आवृत्ति 132 kHz), MOSFET (MTD1N80E), विशेष ट्रांसफॉर्मर (प्राथमिक इंडक्टेंस 900 μH, लीकेज इंडक्टेंस 15 μH, टर्न अनुपात 0.11), और π-प्रकार आउटपुट फिल्टर (L3, C2, C3)
• अनेक संरक्षण कार्य: इनपुट ओवरवोल्टेज/अंडरवोल्टेज, आउटपुट ओवरवोल्टेज/ओवरकरंट/शॉर्ट-सर्किट/ओवरहीट संरक्षण, एकीकृत सॉफ्ट-स्टार्ट और फ्रिक्वेंसी जिटर तकनीक
• प्रदर्शन:
• स्थिर लोड स्टार्ट-अप समय < 35 मिलीसेकंड, राइड-थ्रू और सामान्य अवस्थाओं के बीच तेज स्विचिंग समर्थित
• शॉर्ट-सर्किट के दौरान ऑटोमैटिक पावर सीमित करता है और फ़ॉल्ट स्पष्ट होने के बाद तेजी से स्थिर होता है
• फीडबैक लूप खुलने पर ओवरवोल्टेज संरक्षण ट्रिगर होता है और तुरंत PWM आउटपुट बंद कर देता है

तालिका 1: फिल्टर परजीवी पैरामीटरों का शॉर्ट-सर्किट पुनर्प्राप्ति वोल्टेज पर प्रभाव

​2.2.2 फ़ॉल्ट ट्रांजिशन सर्किट डिजाइन​
संपर्क और बिना संपर्क वाले स्विचों का एक नवीन एकीकरण:

• संरचनात्मक डिजाइन: संपर्क स्विच उच्च-शक्ति स्विचिंग के लिए पूर्ण टोकर और अलगाव कार्यों को संभालते हैं; पावर इलेक्ट्रोनिक स्विच अर्क-मुक्त, उच्च-आवृत्ति संचालन की सुविधा प्रदान करते हैं
• बुद्धिमत्ता ट्रांजिशन तर्क:
• प्रारंभिक पावर-अप के दौरान नियमित बंद संपर्कों के माध्यम से AC पावर आपूर्ति की जाती है
• सामान्य संचालन के दौरान ऑटोमैटिक रूप से DC सप्लाई मोड में स्विच किया जाता है
• फ़ॉल्ट निर्णय के बाद, संपर्क स्विच ड्राइव निष्क्रिय कर दिया जाता है; रीसेट के बाद AC डायरेक्ट सप्लाई फिर से शुरू की जाती है ताकि निरंतरता सुनिश्चित की जा सके
• संपर्क संरक्षण तकनीक: एक सामान्य AC/DC अवशोषण दमन सर्किट (डायोड RC + द्विदिशात्मक TVS डायोड D3) का उपयोग करता है जो अतिवोल्टेज को प्रभावी रूप से नियंत्रित करता है, इंडक्टिव चुंबकीय ऊर्जा को घटाता है और अर्क को महत्वपूर्ण रूप से कम करता है

​2.2.3 ट्रांजिशन प्रक्रिया विकास​

• AC से DC ट्रांजिशन: पावर इलेक्ट्रोनिक स्विचों के माध्यम से पूर्ण तरंग रेक्टिफाइड पल्सेटिंग वोल्टेज लागू करता है, 10 मिलीसेकंड के बाद निम्न-वोल्टेज DC में स्विच करता है, कोर रिबाउंड को प्रभावी रूप से रोकता है; परीक्षण ट्रांजिशन को चिकना और बिना कंपन के बनाता है
• DC से AC ट्रांजिशन: फ़ॉल्ट पर DC को काट देता है और बुद्धिमत्ता से AC सप्लाई पेश करता है; ट्रांजिशन के दौरान अर्क ऊर्जा रिवर्स डायोडों के माध्यम से फ्रीव्हील होती है, फेज-कोण नियंत्रण वोल्टेज स्पाइक व्यवधान से बचाता है
• पैरामीटर विकास (सिमुलेशन परिणामों पर आधारित):
• प्रतिरोध (R2, R3): छोटे प्रतिरोध मूल्य वोल्टेज अम्प्लीट्यूड गिरावट को धीमा बनाते हैं लेकिन ट्रांजिशन फेज-कोण पर प्रभाव नहीं पड़ता
• कैपेसिटर (C1, C2): छोटे कैपेसिटेंस मूल्य उच्च दोलन गिरावट आवृत्ति देते हैं (C = 2 μF पर f = 174.7 Hz; C = 0.1 μF पर f = 795.4 Hz)

​3. सिमुलेशन और प्रयोगशाला सत्यापन​
​3.1 सिमुलेशन विश्लेषण​
सिस्टम सिमुलेशन Multisim सॉफ्टवेयर का उपयोग करके किए गए, जिसमें शामिल हैं:

• स्विचिंग पावर सप्लाई स्टार्ट-अप विशेषताओं और संरक्षण प्रदर्शन की सिमुलेशन
• ट्रांजिशन के दौरान वोल्टेज दोलन पर प्रतिरोध, कैपेसिटर, और फेज-कोण के प्रभाव का विश्लेषण
• परजीवी पैरामीटरों के प्रभाव पर सिस्टम स्थिरता का मूल्यांकन

​3.2 प्रयोगशाला सत्यापन​
CDC17-115 AC कंटैक्टर पर परीक्षणों से पुष्टि हुई:

• स्विचिंग पावर सप्लाई नो-लोड/फुल-लोड (50 A कंटैक्टर) तरंग रूप सिद्धांत के अनुसार हैं
• शॉर्ट-सर्किट/फीडबैक ओपन-सर्किट फ़ॉल्ट के दौरान संरक्षण मैकेनिज्म तेजी से और प्रभावी रूप से प्रतिक्रिया करते हैं
• ट्रांजिशन प्रक्रियाएं चिकनी हैं, कोर विक्षोभ नहीं होता, और सभी कार्य सिद्धांत के अनुसार हैं

​4. मुख्य लाभ और निष्कर्ष​

1. ​उच्च-प्रदर्शन वाला स्विचिंग पावर सप्लाई: संपीड़ित आकार, उच्च दक्षता, और व्यापक संरक्षण कार्य विद्युत सुरक्षा को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाते हैं, जो बुद्धिमत्ता विद्युत अनुप्रयोगों के लिए आदर्श हैं।
2. ​बुद्धिमत्ता फ़ॉल्ट ट्रांजिशन: संपर्क और बिना संपर्क वाले स्विचों के नवीन एकीकरण से मॉड्यूल फ़ॉल्ट के दौरान AC संचालन में तत्काल स्विचिंग की सुनिश्चितता, कंटैक्टर सिस्टम को निरंतर पावर सप्लाई देता है।
3. ​कुशल ऊर्जा प्रबंधन: सामान्य AC/DC अवशोषण दमन सर्किट ट्रांजिशन के दौरान अतिवोल्टेज और अर्क ऊर्जा को स्थिर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक बल में प्रभावी रूप से रूपांतरित करता है, जो निरंतर उत्पादन की सुनिश्चितता देता है।
4. ​वोल्टेज चपेट राइड-थ्रू क्षमता: सिस्टम वोल्टेज 60% रेटेड मूल्य तक गिरने पर ऑटोमैटिक रूप से सक्रिय होता है, यह विश्वसनीय कंटैक्टर पुल-इन बनाए रखता है ताकि अनियोजित बंद होने से बचा जा सके।

यह समाधान मॉड्यूल फ़ॉल्ट ट्रांजिशन और वोल्टेज चपेट राइड-थ्रू क्षमता को सफलतापूर्वक एकीकृत करता है, जो निरंतर उत्पादन प्रक्रियाओं के लिए उच्च रूप से विश्वसनीय पावर आश्वासन समाधान प्रदान करता है और वोल्टेज चपेट से उत्पन्न बंद होने को प्रभावी रूप से घटा देता है।