एसी पावर को कैसे नियंत्रित करें?

घर पर उपयोग किए जाने वाले अधिकांश विद्युत उपकरणों को अपने संचालन के लिए एसी बिजली की आवश्यकता होती है। यह एसी पावर या एसी कुछ बिजली के इलेक्ट्रॉनिक स्विच के स्विचिंग ऑपरेशन के माध्यम से उपकरणों को दिया जाता है। भार के सुचारू संचालन के लिए, नियंत्रण करना आवश्यक है एसी बिजली लागू उनको। यह SCR की तरह पावर इलेक्ट्रॉनिक स्विच के स्विचिंग ऑपरेशन को नियंत्रित करके बदले में प्राप्त किया जाता है।

एससीआर के स्विचिंग ऑपरेशन को नियंत्रित करने के दो तरीके

• चरण नियंत्रण विधि : यह एसी सिग्नल के चरण के संदर्भ में SCR के स्विचिंग को नियंत्रित करने को संदर्भित करता है। आमतौर पर, थायरिस्टर को ट्रिगर किया जाता है एसी सिग्नल की शुरुआत से 180 डिग्री पर। या एसी सिग्नल तरंग के शून्य क्रॉसिंग पर दूसरे शब्दों में, ट्रिगरिंग दालों को थाइरिस्टर के गेट टर्मिनल पर लागू किया जाता है। एससीआर में एसी बिजली को नियंत्रित करने के मामले में, दालों के बीच के समय को बढ़ाकर इन दालों के आवेदन में देरी की जाती है और इसे कोण देरी से फायरिंग कहा जाता है। हालाँकि ये सर्किट उच्च-क्रम के हार्मोनिक्स का कारण बनते हैं और रेडियो फ्रीक्वेंसी RFI और भारी दबाव उत्पन्न करते हैं और बड़े पावर लेवल पर, RFI को कम करने के लिए इसे अधिक फिल्टर की आवश्यकता होती है।

• अभिन्न चक्र स्विचिंग: इंटीग्रल साइकल कंट्रोल एक अन्य विधि है जिसका उपयोग एसी को एसी के सीधे रूपांतरण के लिए किया जाता है जिसे शून्य स्विचिंग या साइकिल चयन के रूप में जाना जाता है। इंटीग्रल चक्र ट्रिगरिंग वर्तमान स्विचिंग सर्किट से संबंधित है और विशेष रूप से इंटीग्रल चक्र शून्य वोल्टेज वैकल्पिक स्विचिंग सर्किट से संबंधित है। जब एक कम वोल्टेज कारक (आगमनात्मक भार) जैसे कि मोटर या पावर ट्रांसफार्मर स्विच करने के लिए एक शून्य वोल्टेज स्विच को नियोजित किया जाता है, तो उपयोगिता लाइनों पर एक बिजली ट्रांसफार्मर की ओवरहीटिंग होती है। इसलिए भार के प्रवाह की संतृप्ति अत्यधिक उथल-पुथल वाली धाराएं हैं। अभिन्न चक्र शून्य वोल्टेज स्विचिंग के लिए एक अन्य दृष्टिकोण में द्वि-स्थिर भंडारण तत्वों और तर्क सर्किटों की अपेक्षाकृत जटिल व्यवस्था का उपयोग शामिल है जो प्रभाव में वर्तमान लोड के आधे-चक्रों की संख्या की गणना करता है। इंटीग्रल साइकल स्विचिंग में एक पूर्णांक संख्या के चक्र के लिए लोड करने के लिए आपूर्ति पर स्विच करना और फिर इंटीग्रल चक्र के आगे की संख्या के लिए आपूर्ति बंद करना शामिल है। शून्य वोल्टेज और थायरिस्टर्स के शून्य वर्तमान स्विचिंग के कारण, उत्पन्न हार्मोनिक्स कम हो जाएंगे। अभिन्न चक्र स्विचिंग का उपयोग करना चिकनी वोल्टेज संभव नहीं है और आवृत्ति परिवर्तनशील है। पूरे चक्र, चक्र या एसी सिग्नल के चक्र के कुछ हिस्सों को हटाने के लिए एक विधि के रूप में thyristors की हलचल ट्रिगर द्वारा इंटीग्रल चक्र स्विचिंग, विशेष रूप से एसी हीटर लोड पर एसी शक्ति को नियंत्रित करने का एक प्रसिद्ध और पुराना तरीका है। हालांकि, माइक्रोकंट्रोलर के उपयोग से वोल्टेज तरंग के चक्र चोरी को प्राप्त करने की अवधारणा विधानसभा / सी भाषा में लिखे गए कार्यक्रम के अनुसार बहुत सटीक हो सकती है। ताकि वोल्टेज का औसत या वर्तमान में लोड पर अनुभव किया जाता है अगर आनुपातिक रूप से छोटा है, तो पूरे सिग्नल को लोड से जोड़ा जाना है।

इस योजना का उपयोग करने का एक दुष्प्रभाव इनपुट करंट या वोल्टेज वेवफॉर्म में असंतुलन है, क्योंकि चक्रों को लोड पर बंद और बंद किया जाता है, इसलिए वे THD को कम करने के लिए कोण नियंत्रित विधि के खिलाफ विशिष्ट भार के लिए उपयुक्त हैं।

प्रत्येक प्रकार के नियंत्रण के लिए उदाहरणों में जाने से पहले, हमें जीरो-क्रॉसिंग डिटेक्शन के बारे में थोड़ी जानकारी दें।

जीरो-क्रॉसिंग डिटेक्शन या जीरो वोल्टेज क्रॉसिंग

शून्य वोल्टेज क्रॉसिंग शब्द से हमारा मतलब है एसी सिग्नल वेवफॉर्म पर जहां सिग्नल वेवफॉर्म के शून्य संदर्भ को पार करता है या दूसरे शब्दों में जहां सिग्नल वेवफॉर्म एक्स-एक्सिस के साथ इंटरसेप्ट करता है। इसका उपयोग आवधिक संकेत की आवृत्ति या अवधि को मापने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग सिंक्रनाइज़ दालों को उत्पन्न करने के लिए भी किया जा सकता है जो कि 180 डिग्री फायरिंग कोण पर बनाने के लिए सिलिकॉन नियंत्रित आयताकार के गेट टर्मिनल को ट्रिगर करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

प्रकृति द्वारा एक साइन-वेव में नोड्स होते हैं जहां वोल्टेज शून्य-बिंदु को पार करता है, दिशा को उलट देता है और साइन-वेव को पूरा करता है।

शून्य वोल्टेज बिंदु पर एसी लोड को स्विच करके हम वोल्टेज प्रेरित नुकसान और तनाव को लगभग समाप्त करते हैं।

जीरो क्रॉस सेंसिंग या जीरो वोल्टेज सेंसिंग ZVS या ZVR सर्किट

आमतौर पर, शून्य-क्रॉसिंग डिटेक्शन में उपयोग किया जाने वाला OPAMP एक तुलनित्र के रूप में काम करता है जो स्पंदित डीसी सिग्नल (एसी सिग्नल को सुधारा जाता है), एक संदर्भ डीसी वोल्टेज (स्पंदित डीसी सिग्नल को फ़िल्टर करके प्राप्त) के साथ होता है। नॉनवर्टिंग टर्मिनल को रेफरेंस सिग्नल दिया जाता है जबकि पल्सेटिंग वोल्टेज को इनवर्टिंग टर्मिनल को दिया जाता है।

स्पंदित डीसी वोल्टेज संदर्भ संकेत से कम होने के मामले में, तुलनित्र के आउटपुट पर एक तर्क उच्च संकेत विकसित किया जाता है। इस प्रकार एसी सिग्नल के प्रत्येक शून्य-क्रॉसिंग बिंदु के लिए, शून्य क्रॉसिंग डिटेक्टर के आउटपुट से दाल उत्पन्न होती है।

जीरो क्रॉसिंग डिटेक्टरों पर एक वीडियो

इंटीग्रल स्विचिंग साइकल कंट्रोल (ISCC):

इंटीग्रल साइकिल स्विचिंग और फेज कंट्रोल के नुकसान को दूर करने के लिए हीटिंग लोड के नियंत्रण के लिए इंटीग्रल स्विचिंग साइकल कंट्रोल का उपयोग किया जाता है। ISCC सर्किट में 3 सेक्शन हैं। पहले एक में सभी आंतरिक एम्पलीफायरों को चलाने के लिए बिजली की आपूर्ति होती है और बिजली अर्धचालक उपकरणों के लिए गेट ऊर्जा को खिलाने के लिए। दूसरे खंड में शून्य आपूर्ति वोल्टेज के उदाहरण को महसूस करके शून्य वोल्टेज का पता लगाना शामिल है और एक चरण विलंब प्रदान करता है। तीसरे खंड में, एक एम्पलीफायर चरण की आवश्यकता होती है जो आवर्धन करता है नियंत्रण संकेत पावर स्विच को चालू करने के लिए आवश्यक ड्राइव प्रदान करने के लिए। आईएससीसी सर्किट में लोड को नियंत्रित करने के लिए फायरिंग सर्किट और पावर एम्पलीफायर (एफसीपीए) और बिजली की आपूर्ति शामिल है।

FCPA में thyristor के लिए गेट ड्राइवर होते हैं और TRIAC को प्रस्तावित डिज़ाइन में बिजली उपकरणों के रूप में उपयोग किया जाता है। ट्राईक चालू होने पर किसी भी दिशा में विद्युत प्रवाह कर सकता है और इसे पूर्व में एक द्विदिश ट्रायोड थाइरिस्टर या द्विपक्षीय ट्रायोड थाइरिस्टर कहा जाता है। ट्राईक एसी सर्किट के लिए एक सुविधाजनक स्विच है जो मिलिम्प स्केल नियंत्रण धाराओं के साथ बड़े बिजली प्रवाह को नियंत्रित करने की अनुमति देता है।

इंटीग्रल साइकल स्विचिंग का एक अनुप्रयोग - इंटीग्रल स्विचिंग द्वारा औद्योगिक शक्ति नियंत्रण

इस पद्धति का उपयोग एसी बिजली को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है, विशेष रूप से रैखिक भार जैसे हीटरों में विद्युत भट्ठी में उपयोग किया जाता है। इसमें, माइक्रोकंट्रोलर उत्पादन को ट्रिगर करने वाली दालों की एक पीढ़ी के संदर्भ के रूप में प्राप्त अवरोध के आधार पर वितरित करता है।

इन ट्रिगरिंग दालों का उपयोग करके हम ऑप्टोकोलॉटर को ट्राइक को ट्रिगर करने के लिए ड्राइव कर सकते हैं जो कि स्विच के अनुसार अभिन्न चक्र नियंत्रण प्राप्त करने के लिए होते हैं जो कि माइक्रोकंट्रोलर के साथ हस्तक्षेप करते हैं। मोटर के स्थान पर इसके कामकाज के अवलोकन के लिए एक इलेक्ट्रिक लैंप प्रदान किया जाता है।

इंटीग्रल साइकिल स्विचिंग द्वारा पावर कंट्रोल के ब्लॉक आरेख

यहां जीरो-क्रॉसिंग डिटेक्टर का उपयोग थायरिस्टर के गेट दालों को ट्रिगरिंग दाल प्रदान करने के लिए किया जाता है। इन दालों के अनुप्रयोग को एक माइक्रोकंट्रोलर और एक ऑप्टोइसोलेटर के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है। माइक्रोकंट्रोलर एक निश्चित समय के लिए ऑप्टोइसोलेटर को दालों को लागू करने के लिए प्रोग्राम किया जाता है और फिर किसी अन्य निश्चित समय के लिए दालों के आवेदन को रोक देता है। यह लोड पर लागू एसी सिग्नल तरंग के कुछ चक्रों के पूर्ण उन्मूलन के परिणामस्वरूप होता है। ऑप्टोइसोलॉटर तदनुसार माइक्रोकंट्रोलर से इनपुट पर थायरिस्टर-आधारित ड्राइव करता है। इस प्रकार दीपक को दी गई एसी शक्ति नियंत्रित होती है।

चरण नियंत्रित स्विचिंग का एक अनुप्रयोग - प्रोग्रामेबल एसी पावर कंट्रोल

चरण नियंत्रण विधि द्वारा विद्युत नियंत्रण का आरेख

इस पद्धति का उपयोग दीपक की एसी शक्ति को नियंत्रित करके दीपक की तीव्रता को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। यह TRIAC को दालों को ट्रिगर करने या फायरिंग कोण देरी विधि का उपयोग करने में देरी से किया जाता है। शून्य-क्रॉसिंग डिटेक्टर एसी तरंग के प्रत्येक शून्य क्रॉसिंग पर दालों की आपूर्ति करता है जो माइक्रोकंट्रोलर पर लागू होता है। प्रारंभ में, माइक्रोकंट्रोलर इन दालों को ऑप्टोइसोलेटर को देता है जो तदनुसार बिना किसी देरी के थाइरिस्टर को ट्रिगर करता है और इस प्रकार दीपक पूरी तीव्रता के साथ चमकता है। अब माइक्रोकंट्रोलर के साथ हस्तक्षेप किए गए कीपैड का उपयोग करते हुए, प्रतिशत में आवश्यक तीव्रता को माइक्रोकंट्रोलर पर लागू किया जाता है और इसे ऑप्टोइसोलेटर को दालों के आवेदन में देरी के अनुसार क्रमादेशित किया जाता है। इस प्रकार thyristor की ट्रिगर देरी हो जाती है और तदनुसार दीपक की तीव्रता को नियंत्रित किया जाता है।