১. মূল পাওয়ার উপাদান: ক্যাবিনেটের "শক্তি রূপান্তর কেন্দ্র"

১.১ ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টার (ক্যাবিনেটের মূল)

• ফাংশন: একটি নির্দিষ্ট-ফ্রিকোয়েন্সি পাওয়ার সাপ্লাই (50/60Hz) গ্রহণ করে এবং অভ্যন্তরীণ IGBT পাওয়ার মডিউল ব্যবহার করে দ্রুত কারেন্ট পরিবর্তন করে, এটিকে পরিবর্তনযোগ্য ফ্রিকোয়েন্সি এবং ভোল্টেজ সহ একটি থ্রি-ফেজ আউটপুটে রূপান্তর করে। এটি এসি মোটরগুলিকে স্টেপলেস স্পিড রেগুলেশন, সফট স্টার্ট (হঠাৎ স্টার্টআপ থেকে যান্ত্রিক ধাক্কা এড়ানো) এবং শক্তি দক্ষতা অর্জনে সক্ষম করে।
• নির্বাচন: মোটরের রেট করা পাওয়ার, ফুল-লোড কারেন্ট এবং লোড টাইপ (যেমন, পরিবর্তনশীল টর্কের সাথে ফ্যান/পাম্প লোড বনাম ধ্রুবক টর্কের সাথে পরিবাহক/হোয়েস্ট লোড) দ্বারা নির্ধারিত হয়।
• কেস স্টাডি: জল শোধনাগার ফ্যান সিস্টেম:
  একটি পৌর জল শোধনাগার তার বায়ুচলাচল ফ্যানের জন্য 75kW ইনভার্টার স্থাপন করেছে। পূর্বে, ফ্যানগুলি 24/7 পূর্ণ গতিতে চলত, অতিরিক্ত শক্তি খরচ করত। ইনভার্টারের আউটপুট ফ্রিকোয়েন্সিকে প্রকৃত অক্সিজেন চাহিদার সাথে (জল মানের সেন্সরগুলির মাধ্যমে সমন্বিত) মিলিয়ে, প্ল্যান্টটি বার্ষিক ফ্যানের শক্তি খরচ 32% কমিয়েছে। সফট-স্টার্ট ফাংশনটি স্টার্টআপের সময় একবার প্ল্যান্টের পুরনো সার্কিট ব্রেকারগুলিকে ট্রিগার করা "কারেন্ট বৃদ্ধি"ও দূর করেছে।

১.২ সার্কিট ব্রেকার

• ফাংশন: প্রধান পাওয়ার সুইচ হিসাবে কাজ করে, যা বিচ্ছিন্নতা এবং শর্ট-সার্কিট সুরক্ষা প্রদান করে। গুরুতর শর্ট সার্কিটের ঘটনায় (যেমন, একটি ক্ষতিগ্রস্ত মোটর ওয়াইন্ডিং), এটি প্রধান পাওয়ার বন্ধ করতে কয়েক মিলিসেকেন্ডের মধ্যে ট্রিগার করে, যা আগুন বা উপাদান বার্নআউট প্রতিরোধ করে।
• অবস্থান: সাধারণত ক্যাবিনেটের পাওয়ার ইনলেটের সামনে ইনস্টল করা হয়।
• কেস স্টাডি: অটোমোবাইল অ্যাসেম্বলি লাইন:
  একটি অটোমোবাইল প্ল্যান্টের পরিবাহক সিস্টেমে শর্ট সার্কিট হয়েছিল যখন একটি ধাতব টুকরা মোটরের হাউজিংয়ে পড়েছিল। ইনভার্টার ক্যাবিনেটের 200A প্রধান সার্কিট ব্রেকার তাৎক্ষণিকভাবে ট্রিগার করে, ত্রুটিপূর্ণ পরিবাহকের পাওয়ার বন্ধ করে দেয়। এটি ইনভার্টার এবং অন্যান্য আপস্ট্রিম উপাদানগুলির ক্ষতি প্রতিরোধ করে, যা ডাউনটাইমকে মাত্র 45 মিনিটে সীমাবদ্ধ করে (শর্ট সার্কিট ছড়িয়ে পড়লে আনুমানিক 8 ঘন্টার বিপরীতে)।

১.৩ কন্টাক্টর

• ফাংশন: দুর্বল নিয়ন্ত্রণ সার্কিটগুলিকে রক্ষা করে, বৃহৎ পাওয়ার কারেন্টগুলি পরিবর্তন করতে একটি ছোট নিয়ন্ত্রণ কারেন্ট ব্যবহার করে। ইনভার্টার ক্যাবিনেটে সাধারণ প্রকারগুলি অন্তর্ভুক্ত:
  • প্রধান সার্কিট কন্টাক্টর: ইনভার্টারে পাওয়ার সাপ্লাই নিয়ন্ত্রণ করে (কখনও কখনও সরলীকৃত ডিজাইনে বাদ দেওয়া হয়, সার্কিট ব্রেকার এই ভূমিকা পালন করে)।
  • পাওয়ার ফ্রিকোয়েন্সি/ইনভার্টার সুইচিং কন্টাক্টর: ইনভার্টার ব্যর্থ হলে মোটরটিকে গ্রিড পাওয়ারে (50/60Hz) পরিবর্তন করে, যা উৎপাদন ধারাবাহিকতা নিশ্চিত করে।
  • নিয়ন্ত্রণ লুপ কন্টাক্টর: কুলিং ফ্যান বা হিটারের মতো সহায়ক সরঞ্জাম পরিচালনা করে।
• কেস স্টাডি: খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ প্ল্যান্ট ফ্রিজার পরিবাহক:
  একটি হিমায়িত খাদ্য প্ল্যান্ট হিমায়িত করার দক্ষতার জন্য পরিবাহক গতি নিয়ন্ত্রণ করতে ইনভার্টারগুলির উপর নির্ভর করে। হঠাৎ ইনভার্টার ত্রুটির সময়, পাওয়ার ফ্রিকোয়েন্সি/ইনভার্টার কন্টাক্টর স্বয়ংক্রিয়ভাবে পরিবাহকটিকে গ্রিড পাওয়ারে পরিবর্তন করে। এটি আংশিকভাবে হিমায়িত ২ টন মুরগিকে নষ্ট হওয়া থেকে বাঁচিয়েছে এবং ইনভার্টার মেরামত না হওয়া পর্যন্ত (৬ ঘণ্টার উইন্ডো) উৎপাদন লাইন চালু রেখেছে।

১.৪ ওভারলোড প্রোটেক্টর

• ফাংশন: ইনভার্টার নিজেই ওভারলোড সুরক্ষা প্রদান করে, তবে মোটর গ্রিড পাওয়ারে (বাইপাস মোড) চললে এটি ব্যর্থ হয়। বাইপাস মোডে মোটরকে রক্ষা করার জন্য একটি থার্মাল রিলে বা মোটর সুরক্ষা সার্কিট ব্রেকার যোগ করা হয়।
• কেস স্টাডি: গুদাম ফর্কলিফ্ট চার্জিং স্টেশন:
  একটি লজিস্টিক গুদাম ইনভার্টার-চালিত ফর্কলিফ্ট চার্জার ব্যবহার করে। যখন রক্ষণাবেক্ষণের জন্য ইনভার্টারের বাইপাস মোড সক্রিয় করা হয়েছিল, তখন একটি ত্রুটিপূর্ণ ফর্কলিফ্ট ব্যাটারি মোটরের রেট করা কারেন্টের ১৫০% কারেন্ট টেনেছিল। ওভারলোড প্রোটেক্টর ২০ সেকেন্ডের মধ্যে ট্রিগার করে, যা মোটরকে অতিরিক্ত গরম হওয়া এবং বার্নআউট হওয়া থেকে বাঁচায়—যা $১,২০০ মূল্যের মোটর প্রতিস্থাপনের খরচ বাঁচায়।

২. ক্ষতিপূরণ এবং দমন উপাদান: "পাওয়ার কোয়ালিটি গার্ডিয়ানস"

২.১ ইনপুট/আউটপুট রিঅ্যাক্টর

• ইনপুট রিঅ্যাক্টর (ইনলেট ওয়্যার রিঅ্যাক্টর): গ্রিড এবং ইনভার্টারের মধ্যে ইনস্টল করা হয়।
  • ফাংশন: ইনভার্টার থেকে আসা হারমোনিক দূষণ কমায় (যা সেন্সর বা PLC-এর মতো অন্যান্য সরঞ্জামকে ব্যাহত করতে পারে), গ্রিড-সাইড ভোল্টেজ স্পাইক কমায় এবং পাওয়ার ফ্যাক্টর বাড়ায় (বিদ্যুৎ বিল কমায়)।
• আউটপুট রিঅ্যাক্টর: ইনভার্টার এবং মোটরের মধ্যে ইনস্টল করা হয়।
  • ফাংশন: ইনভার্টার থেকে আসা উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি হারমোনিকস দমন করে, দীর্ঘ তারে ক্যাপাসিটিভ চার্জিং কারেন্ট কমায়, মোটরের ইনসুলেশন লাইফ বাড়ায় এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফারেন্স (EMI) কমায়। ৫০ মিটারের বেশি মোটর ক্যাবলের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
• কেস স্টাডি: সৌর প্যানেল স্থাপন (দূরবর্তী খামার):
  একটি দূরবর্তী খামার সেচ পাম্পের জন্য সৌর শক্তি রূপান্তর করতে ১০০kW ইনভার্টার ব্যবহার করে। মোটর ক্যাবলটি ক্যাবিনেট থেকে পাম্প পর্যন্ত ৮০ মিটার পর্যন্ত চলে। আউটপুট রিঅ্যাক্টর ছাড়া, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি হারমোনিকস পাম্প মোটরকে অতিরিক্ত গরম করে এবং প্রতি ৩ মাসে ব্যর্থ করে। একটি ১০০A আউটপুট রিঅ্যাক্টর ইনস্টল করার পরে, মোটরের অপারেটিং তাপমাত্রা ১২°C কমে যায় এবং এর জীবনকাল ২+ বছর পর্যন্ত বেড়ে যায়।

২.২ EMC ফিল্টার

• ফাংশন: ইনভার্টার থেকে আসা উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফারেন্স (EMI) ব্লক করে, যা পাওয়ার লাইন বা বাতাসের মাধ্যমে ছড়িয়ে পড়া এবং সংবেদনশীল সরঞ্জামগুলিকে (যেমন, PLC, তাপমাত্রা সেন্সর, বা ওয়্যারলেস যোগাযোগ ডিভাইস) ব্যাহত করা থেকে বাধা দেয়। EMC স্ট্যান্ডার্ডগুলির সাথে সম্মতি নিশ্চিত করে (যেমন, CE, FCC)।
• কেস স্টাডি: ফার্মাসিউটিক্যাল ফ্যাক্টরি ক্লিন রুম:
  একটি ফার্মাসিউটিক্যাল প্ল্যান্টের ইনভার্টার-চালিত মিক্সিং মেশিনগুলি EMI সৃষ্টি করছিল যা ক্লিন রুমের চাপ সেন্সরগুলিকে ব্যাহত করছিল। এর ফলে মিথ্যা অ্যালার্ম এবং অপ্রয়োজনীয় শাটডাউন হয়। ইনভার্টার ক্যাবিনেটে EMC ফিল্টার স্থাপন করে হস্তক্ষেপ দূর করা হয়েছে, মিথ্যা অ্যালার্ম ৯০% কমিয়েছে এবং কঠোর FDA ক্লিন রুমের নিয়ম মেনে চলা নিশ্চিত করেছে।

২.৩ সার্জ প্রোটেক্টর

• ফাংশন: বজ্রপাত বা গ্রিড সুইচিং থেকে আসা ওভারভোল্টেজ বৃদ্ধি শোষণ করে, যা ব্যয়বহুল ইনভার্টার এবং ইলেকট্রনিক উপাদানগুলিকে রক্ষা করে।
• কেস স্টাডি: আউটডোর টেলিকম টাওয়ার ইনভার্টার:
  একটি টেলিকম কোম্পানির আউটডোর ইনভার্টার ক্যাবিনেট টাওয়ার কুলিং ফ্যানগুলিকে পাওয়ার দেয়। একটি বজ্রঝড়ের সময়, একটি বিদ্যুত-প্ররোচিত বৃদ্ধি গ্রিডে আঘাত হানে। সার্জ প্রোটেক্টর অতিরিক্ত ভোল্টেজকে গ্রাউন্ডে সরিয়ে দেয়, ইনভার্টার এবং ফ্যানগুলিকে অক্ষত রাখে। এটি ছাড়া, $৮,০০০ মূল্যের ইনভার্টারটি ধ্বংস হয়ে যেত, যার ফলে ২৪ ঘণ্টার টাওয়ারের বিভ্রাট হতো।

৩. নিয়ন্ত্রণ এবং পরিমাপ উপাদান: "বুদ্ধিমান মস্তিষ্ক এবং ইন্দ্রিয়"

৩.১ PLC (প্রোগ্রামেবল লজিক কন্ট্রোলার)

• ফাংশন: জটিল ইনভার্টার সিস্টেমের "মস্তিষ্ক"। এটি বোতাম, সেন্সর বা উপরের স্তরের কম্পিউটার থেকে সংকেত গ্রহণ করে, তারপর প্রিসেট লজিকের মাধ্যমে ইনভার্টারের স্টার্টআপ/শাটডাউন, গতি এবং দিক নিয়ন্ত্রণ করে। এটি অন্যান্য সরঞ্জামের সাথে সংযোগও সক্ষম করে (যেমন, পরিবাহক, পাম্প)।
• কেস স্টাডি: স্বয়ংক্রিয় বোতলজাতকরণ লাইন:
  একটি পানীয় প্ল্যান্টের বোতলজাতকরণ লাইন দুটি ইনভার্টার সমন্বয় করতে একটি PLC ব্যবহার করে—একটি বোতল-ফিডিং পরিবাহকের জন্য এবং একটি ক্যাপিং মেশিনের জন্য। PLC পরিবাহকের বোতল প্রবাহের (একটি ফটোআই সেন্সর দ্বারা সনাক্ত করা) উপর ভিত্তি করে ক্যাপিং মেশিনের গতি সমন্বয় করে। এটি বোতল জ্যামিং ৪০% কমিয়েছে এবং উৎপাদন দক্ষতা ১৫% বাড়িয়েছে।

৩.২ রিলে

• ফাংশন: নিম্ন-ভোল্টেজ সার্কিটে নিয়ন্ত্রণ সংকেতগুলিকে বিচ্ছিন্ন করে, রূপান্তর করে বা বৃদ্ধি করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি PLC-এর ২৪V আউটপুট একটি রিলে নিয়ন্ত্রণ করে, যা পরে একটি ২২০V কন্টাক্টর কয়েলকে ট্রিগার করে (উচ্চ ভোল্টেজ থেকে PLC-কে রক্ষা করে)।
• কেস স্টাডি: একটি শপিং মলের HVAC সিস্টেম:
  একটি মলের ইনভার্টার-চালিত HVAC ফ্যানগুলি "দিন" (উচ্চ গতি) এবং "রাত" (নিম্ন গতি) মোডগুলির মধ্যে পরিবর্তন করতে রিলে ব্যবহার করে। PLC একটি ২৪V সংকেত একটি রিলেতে পাঠায়, যা নাইট-মোড ফ্যানের গতির জন্য কন্টাক্টরকে সক্রিয় করে। এই সাধারণ সেটআপটি উচ্চ-ভোল্টেজ কারেন্ট থেকে PLC-এর ক্ষতি হওয়ার ঝুঁকি ছাড়াই নির্ভরযোগ্য মোড সুইচিং নিশ্চিত করে।

৩.৩ সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই

• ফাংশন: এসি ২২০V/৩৮০V গ্রিড পাওয়ারকে স্থিতিশীল ডিসি ২৪V-এ রূপান্তর করে, যা PLC, HMI, সেন্সর এবং রিলে-এর মতো নিম্ন-ভোল্টেজ উপাদানগুলিকে পাওয়ার দেয়।
• কেস স্টাডি: শিল্প চুল্লি তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ:
  একটি শিল্প চুল্লি তার ফ্যানের গতি নিয়ন্ত্রণ করতে (তাপ বিতরণ নিয়ন্ত্রণ) একটি ইনভার্টার ব্যবহার করে। সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই চুল্লির তাপমাত্রা সেন্সর এবং PLC-কে ২৪V সরবরাহ করে। এমনকি যখন গ্রিড ভোল্টেজ ওঠানামা করে (২০০V থেকে ২৪০V-এর মধ্যে), সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই একটি স্থিতিশীল ২৪V আউটপুট বজায় রাখে—যা সঠিক তাপমাত্রা রিডিং এবং ধারাবাহিক ফ্যানের গতি নিশ্চিত করে।

৩.৪ HMI (হিউম্যান-মেশিন ইন্টারফেস)

• বেসিক HMI (বোতাম, সূচক, ট্রান্সফার সুইচ): ম্যানুয়াল নিয়ন্ত্রণ (যেমন, জরুরি স্টপ বোতাম) এবং স্ট্যাটাস ফিডব্যাক (যেমন, "ইনভার্টার চলছে" এর জন্য একটি সবুজ আলো) প্রদান করে।
• টাচ স্ক্রিন HMI: প্যারামিটার সেটিংয়ের জন্য একটি গ্রাফিক্যাল ইন্টারফেস প্রদান করে (যেমন, ইনভার্টার ফ্রিকোয়েন্সি সমন্বয়), রিয়েল-টাইম স্ট্যাটাস মনিটরিং (যেমন, মোটরের কারেন্ট), ফল্ট অ্যালার্ম (যেমন, "ওভারভোল্টেজ") এবং ঐতিহাসিক ডেটা লগিং।
• কেস স্টাডি: ফ্যাক্টরি ফ্লোর ইনভার্টার বহর:
  ১৫টি ইনভার্টার ক্যাবিনেট সহ একটি উত্পাদন প্ল্যান্ট টাচ স্ক্রিন HMI স্থাপন করেছে। অপারেটররা এখন ফ্যানের গতি সমন্বয় করতে পারে, শক্তি খরচ ডেটা দেখতে পারে এবং সমস্যাগুলি সমাধান করতে পারে (যেমন, "E05: ওভারলোড") সরাসরি HMI থেকে—ছোটখাটো সমস্যা সমাধানে সময় ১ ঘণ্টা থেকে ১০ মিনিটে কমিয়ে এনেছে।

৩.৫ পরিমাপক যন্ত্র

• ফাংশন: অপারেটরদের কর্মক্ষমতা নিরীক্ষণ এবং অসঙ্গতি সনাক্ত করার জন্য রিয়েল-টাইম সিস্টেমের প্যারামিটার (ভোল্টেজ, কারেন্ট, ফ্রিকোয়েন্সি, পাওয়ার) প্রদর্শন করে।
• কেস স্টাডি: ডেটা সেন্টার ইউপিএস ইনভার্টার:
  একটি ডেটা সেন্টারের ইউপিএস সিস্টেম ব্যাকআপ পাওয়ার সরবরাহ করতে একটি ইনভার্টার ব্যবহার করে। ক্যাবিনেটের অ্যামিটার এবং ভোল্টমিটার ইনভার্টারের আউটপুট কারেন্ট এবং ভোল্টেজ প্রদর্শন করে। সাম্প্রতিক গ্রিড বিভ্রাটের সময়, অপারেটররা লক্ষ্য করেছেন যে কারেন্ট রেট করা মানের ১২০%-এ বেড়েছে—যা তাদের অ-সমালোচনামূলক সার্ভারগুলি বন্ধ করতে প্ররোচিত করেছে, ইনভার্টারকে ট্রিগার করা থেকে বাধা দিয়েছে এবং মূল আইটি সরঞ্জামের জন্য নিরবচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ নিশ্চিত করেছে।

৪. অন্যান্য সহায়ক উপাদান: "লুকানো স্টেবিলাইজার"

৪.১ কারেন্ট/ভোল্টেজ ট্রান্সফরমার

• ফাংশন: যন্ত্র, PLC বা ইনভার্টার দ্বারা পরিমাপের জন্য উচ্চ প্রধান-লুপ কারেন্ট/ভোল্টেজ (যেমন, ৫০০A/৪০০V) ছোট, নিরাপদ সংকেতে (যেমন, ৫A/১০০V) কমিয়ে দেয়।
• কেস স্টাডি: স্টিল মিল রোলিং মেশিন:
  একটি স্টিল মিলের রোলিং মেশিন ৬০০A ইনভার্টার ব্যবহার করে। একটি কারেন্ট ট্রান্সফরমার ৬০০A প্রধান কারেন্টকে ৫A সংকেতে কমিয়ে দেয়, যা একটি PLC-তে পাঠানো হয়। PLC এই সংকেতটি ওভারলোড সনাক্ত করতে ব্যবহার করে—কারেন্ট ৫৫0A অতিক্রম করলে একটি অ্যালার্ম ট্রিগার করে। এটি অতিরিক্ত লোডের কারণে রোলিং মেশিনকে জ্যাম হওয়া থেকে বাঁচিয়েছে।

৪.২ ব্রেক ইউনিট এবং ব্রেক রেজিস্ট্যান্স

• ফাংশন: যখন মোটর শক্তি উৎপন্ন করে (যেমন, একটি ক্রেন ভারী বোঝা নামাচ্ছে বা একটি ফ্যান বন্ধ হওয়ার জন্য চলছে), পুনরুৎপাদনযোগ্য শক্তি ইনভার্টারের ডিসি বাসে ফিরে যায়, যার ফলে ভোল্টেজ বৃদ্ধি পায়। ব্রেক ইউনিট এই শক্তিকে তাপে পরিণত করতে ব্রেক রেজিস্টরকে সক্রিয় করে, যা ওভারভোল্টেজের কারণে ইনভার্টারকে ট্রিগার করা থেকে বাধা দেয়।
• কেস স্টাডি: নির্মাণ ক্রেন:
  একটি নির্মাণ ক্রেন তার উত্তোলন/নিম্ন গতির নিয়ন্ত্রণ করতে একটি ইনভার্টার ব্যবহার করে। যখন একটি ১০-টনের স্টিলের বিম নামানো হয়, তখন মোটর একটি জেনারেটর হিসেবে কাজ করে, যা ইনভার্টারে শক্তি সরবরাহ করে। ব্রেক ইউনিট এবং রেজিস্টর এই শক্তিকে নষ্ট করে দেয়, ডিসি বাস ভোল্টেজ স্থিতিশীল রাখে। এগুলি ছাড়া, ইনভার্টারটি দিনে ১০+ বার ট্রিগার করত, যা নির্মাণ কাজ বন্ধ করে দিত।