নতুন প্রজন্মের হাইব্রিড আর্ক-ফ্রি AC কন্ট্যাক্টরের ডিজাইন এবং বাস্তবায়ন
I. প্রকল্পের পটভূমি এবং সমাধান করতে হবে যে গুরুত্বপূর্ণ সমস্যাগুলি
এসিয়ান কনট্যাক্টরগুলি দীর্ঘমেয়াদী পরিচালনা সিস্টেমে ব্যবহৃত সবচেয়ে ব্যাপক লো-ভোল্টেজ ইলেকট্রিক্যাল ডিভাইসগুলির মধ্যে একটি। তবে, তাদের ঐতিহ্যগত ডিজাইনে একটি মৌলিক ত্রুটি রয়েছে: সার্কিট ভেঙে দেওয়ার সময় কন্ট্যাক্টগুলি অবশ্যই একটি আর্ক তৈরি করে।
এই অন্তর্নিহিত দোষ একটি ধারাবাহিক গুরুতর সমস্যার দিকে পরিচালিত করে:
- বিদ্যুৎ সহ্যশক্তির গুরুতর সীমাবদ্ধতা: আর্কগুলি কন্ট্যাক্টগুলিতে বিদ্যুৎ সীমাবদ্ধতা তৈরি করে, যা ফলে বিদ্যুৎ জীবনকাল (প্রায় ২-২.৫ মিলিয়ন অপারেশন) মেকানিক্যাল জীবনকাল (২০-২৫ মিলিয়ন অপারেশন) থেকে অনেক কম, সাধারণত শেষটির দশমাংশ।
- ইলেকট্রোম্যাগনেটিক দূষণ: আর্কগুলি বিদ্যুৎ গ্রিডকে দূষিত করে, রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি ইন্টারফেরেন্স তৈরি করে এবং অন্যান্য ইলেকট্রিক্যাল উপকরণগুলিকে প্রভাবিত করে।
- নিরাপত্তার ঝুঁকি: ইনডাকটিভ লোড ভেঙে দেওয়ার সময় উৎপন্ন অতিরিক্ত ভোল্টেজ সুর্গ সংযুক্ত উপকরণগুলিকে ক্ষতি করতে পারে এবং কনট্যাক্টরের পরিচালনা ফ্রিকোয়েন্সিকেও সীমাবদ্ধ করে।
II. মূল সমাধান: আর্ক-মুক্ত বিচ্ছেদের নীতি
এই সমাধানের মূল উদ্ভাবন হল একটি হাইব্রিড স্ট্রাকচার গ্রহণ করা, যা মুখ্য কন্ট্যাক্ট + সমান্তরাল থাইরিস্টর মডিউল এবং নিখুঁত ট্রিগার নিয়ন্ত্রণ সার্কিট দিয়ে তাদের সুইচিং সিকোয়েন্স নিখুঁতভাবে সিঙ্ক্রোনাইজ করা।
- মূল ডিজাইন পদ্ধতি:
• দ্বিদিকগামী থাইরিস্টর ব্যবহার করে কন্ট্যাক্ট-মুক্ত সুইচ হিসাবে কাজ করে, যা প্রথমে সংযোগ, শেষে বিচ্ছেদ কর্মপ্রক্রিয়া অনুসরণ করে, আর্ক তৈরির পূর্ণ এড়ানো।
• প্রাথমিক পরিবহনের সময় ঐতিহ্যগত মেকানিক্যাল কন্ট্যাক্টগুলিকে বিদ্যুৎ পরিবহন করার জন্য ব্যবহার করা, যা পুরোপুরি কন্ট্যাক্ট-মুক্ত সুইচ (উদাহরণস্বরূপ, শুধুমাত্র থাইরিস্টর ব্যবহার) এর দুর্বলতা, যেমন সুর্গ বিদ্যুৎ সহ্যশক্তি, উচ্চ পরিবহন ভোল্টেজ পতন, উচ্চ খরচ এবং বড় হিট সিঙ্কের প্রয়োজনীয়তা অতিক্রম করে।
• মেকানিক্যাল কন্ট্যাক্ট এবং সেমিকনডাক্টর ডিভাইস (থাইরিস্টর) মধ্যে মিলিসেকেন্ড-স্তরের নিখুঁত সিঙ্ক্রোনাইজেশন ট্রিগার নিয়ন্ত্রণ সার্কিটের মাধ্যমে এই সমাধানের সফলতার মূল কারণ। - মূল কার্যপ্রক্রিয়া (CJ20-40A কনট্যাক্টর উদাহরণ হিসাবে):
|
অপারেশন পর্যায় |
সময় নোড |
অ্যাকশন প্রক্রিয়া |
মূল লক্ষ্য এবং প্রভাব |
|
সংযোগ |
|||
|
কয়েল চালু হওয়ার ১০ মিলিসেকেন্ড পরে |
ট্রিগার সার্কিট সিগন্যাল পাঠায়; তিন জোড়া দ্বিদিকগামী থাইরিস্টর তাত্ক্ষণিক পরিবহন করে। |
প্রথমে সংযোগ: প্রথমে বিদ্যুৎ পথ স্থাপন, কন্ট্যাক্ট বন্ধ হওয়ার জন্য প্রস্তুতি → আর্ক-মুক্ত সংযোগ। |
|
|
কয়েল চালু হওয়ার ১৫ মিলিসেকেন্ড পরে |
কনট্যাক্টর মুখ্য কন্ট্যাক্ট বন্ধ হয়, থাইরিস্টর শর্ট সার্কিট করে। |
সুইচিং: মেকানিক্যাল কন্ট্যাক্ট মুখ্য সার্কিট বিদ্যুৎ পরিবহন করে; থাইরিস্টর শূন্য ভোল্টেজ পার্থক্যের কারণে স্বয়ংক্রিয়ভাবে বন্ধ হয় → শক্তি সংরক্ষণ। |
|
|
বিচ্ছেদ |
|||
|
কয়েল বন্ধ হওয়ার পরে |
কন্ট্যাক্ট চাপ হ্রাস পায়; কন্ট্যাক্ট রেসিস্টেন্স বৃদ্ধি পায়; কন্ট্যাক্ট প্রতি ~০.১০V ভোল্টেজ পতন হয়। |
প্রস্তুতি: ভোল্টেজ পতন সিগন্যাল নিয়ন্ত্রণ সার্কিট ট্রিগার করে → থাইরিস্টর তাত্ক্ষণিক পরিবহন করে। |
|
|
কয়েল বন্ধ হওয়ার ১২ মিলিসেকেন্ড পরে |
মুখ্য কন্ট্যাক্ট খোলা শুরু হয়। |
আর্ক-মুক্ত বিচ্ছেদ: বিদ্যুৎ পুরোপুরি থাইরিস্টর পথে স্থানান্তরিত হয় → কন্ট্যাক্ট শূন্য বিদ্যুতে বিচ্ছিন্ন হয় → সম্পূর্ণ আর্ক-মুক্ত। |
|
|
কয়েল বন্ধ হওয়ার ১৮ মিলিসেকেন্ড পরে |
ট্রিগার সার্কিট সিগন্যাল বন্ধ করে; থাইরিস্টর বিদ্যুতের শূন্য ক্রসিংয়ে স্বয়ংক্রিয়ভাবে বন্ধ হয়। |
শেষে বিচ্ছেদ: সম্পূর্ণ সার্কিটের আর্ক-মুক্ত বিচ্ছেদ সম্পন্ন হয়। |
III. প্রক্রিয়া বাস্তবায়ন এবং পরিবর্তনের পরিকল্পনা
এই সমাধান পরিবর্তনের নীতি অনুসরণ করে, "পরিপক্ক পণ্যের উপর লক্ষ্যভেদে পরিবর্তন," যা শিল্পীকরণের বাধা এবং খরচ বিশেষভাবে হ্রাস করে।
নির্দিষ্ট পরিবর্তন:
- ইলেকট্রোম্যাগনেটিক সিস্টেম: সামান্য সমন্বয় এবং অপটিমাইজেশন করা হয়, যাতে তার কাজের সময় থাইরিস্টর সার্কিটের সাথে সিঙ্ক্রোনাইজেশনের জন্য প্রয়োজনীয় নিখুঁততা পূরণ হয়।
- কন্ট্যাক্ট এবং আর্ক নির্মূল সিস্টেম:
o যেহেতু আর্ক-মুক্ত বিচ্ছেদ অর্জিত হয়, তাই মূল আর্ক নির্মূল চেম্বার অপ্রয়োজনীয় হয় এবং সরানো যেতে পারে।
o এটি একটি উচ্চ-তাপমাত্রার প্রতিরোধক আবরণ দিয়ে প্রতিস্থাপিত হয়। এই নতুন আবরণ তিনটি দ্বিদিকগামী থাইরিস্টর, ট্রিগার নিয়ন্ত্রণ সার্কিট এবং অন্যান্য প্রয়োজনীয় ইলেকট্রনিক উপকরণ একত্রিত করে। - আকৃতি এবং সামঞ্জস্য: পরিবর্তিত কনট্যাক্টরের বাইরের মাপ, মাউন্টিং হোল এবং তার পদ্ধতি সম্পূর্ণরূপে মানক কনট্যাক্টরের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ থাকে। ব্যবহারকারীরা কোনো মাউন্টিং বেস বা তার লজিক পরিবর্তন ছাড়াই প্রতিস্থাপন এবং আপগ্রেড করতে পারে, যা বাজার গ্রহণের জন্য বিশেষভাবে সুবিধাজনক করে।
IV. পরীক্ষা সিদ্ধান্ত এবং গুরুত্বপূর্ণ মূল্য
এই সমাধানের উপর ভিত্তি করে উন্নয়নকৃত এসিয়ান কনট্যাক্টরটি কঠোর মেকানিক্যাল এবং বিদ্যুৎ সহ্যশক্তি পরীক্ষার মাধ্যমে তার নিরাপত্তা, বিশ্বসনীয়তা এবং সম্ভাব্যতা নিশ্চিত করেছে।
মূল মূল্য সরবরাহ:
• প্রতিবাদী পারফরম্যান্স উন্নয়ন: সুইচিং আর্ক সম্পূর্ণ অপসারণ করে বিদ্যুৎ সহ্যশক্তি দশগুণ বাড়ায়, তাত্ত্বিকভাবে মেকানিক্যাল জীবনকালের স্তরে পৌঁছায়। এছাড়াও কন্ট্যাক্ট রক্ষণাবেক্ষণ হ্রাস করে এবং অনুমোদিত পরিচালনা ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি করে।
• বিস্তৃত প্রয়োগ ক্ষেত্র: আর্ক-মুক্ত বৈশিষ্ট্য উচ্চ-রিস্ক পরিবেশ, যেমন পেট্রোকেমিক্যাল প্ল্যান্ট, কয়লা খনি, বিমান ও অন্তরীক্ষ ইত্যাদিতে নিরাপদ প্রয়োগ সম্ভব করে, যেখানে বিস্ফোরণ ও অগ্নিনিরোধী প্রয়োজনীয়তা সুনিশ্চিত, এটি নিয়ন্ত্রণ এবং বিদ্যুৎ বণ্টন সিস্টেমে উচ্চ বিশ্বসনীয় কেন্দ্রীয় উপকরণ হয়।
• পরিবেশ-বান্ধব: আর্ক-প্ররোচিত গ্রিড দূষণ এবং ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেরেন্স বিশেষভাবে হ্রাস করে, যা আধুনিক সবুজ ইলেকট্রিক্যাল উপকরণের উন্নয়ন প্রবণতার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।
