EN
দ্রুত লিঙ্ক
এসি ক্যাপাসিটর বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয় এবং মুক্তির মাধ্যমে কাজ করে, যা মোটরের টর্ক বৃদ্ধিতে সহায়তা করে—উৎপাদনের সময় এবং নিয়মিত অপারেশনের সময় উভয় ক্ষেত্রেই। একক ফেজ মোটরের ক্ষেত্রে, এই উপাদানগুলি বিভিন্ন ওয়াইন্ডিংয়ের মধ্যে প্রয়োজনীয় ফেজ শিফট তৈরি করে যাতে মোটর সঠিকভাবে ঘোরে। তিন-ফেজ সিস্টেমও ক্যাপাসিটর থেকে আলাদভাবে উপকৃত হয়, কারণ এগুলি পাওয়ার ফ্যাক্টর উন্নত করতে সাহায্য করে এবং ক্ষুদ্র হারমোনিক বিকৃতি কমায়। সেরা মানের ফিল্ম ক্যাপাসিটরগুলির কক্ষ তাপমাত্রায় খুবই কম বিকিরণ ফ্যাক্টর থাকে, প্রায় 0.1 শতাংশ, যা শক্তি কার্যকরভাবে স্থানান্তরিত করার জন্য আদর্শ এবং মোটর ওয়াইন্ডিংয়ে ক্ষতিকারক ভোল্টেজ স্পাইকগুলি থেকে রক্ষা করে। সঠিকভাবে আকারযুক্ত এসি ক্যাপাসিটরযুক্ত মোটরগুলি সাধারণত সঠিক সংশোধন ছাড়া মোটরগুলির তুলনায় প্রায় 12 থেকে 15 শতাংশ কম শক্তি খরচ করে, যা বিশেষ করে শিল্প প্রয়োগে যেখানে মোটরগুলি ধ্রুবকভাবে চলে তাতে সময়ের সাথে সাথে বাস্তব পার্থক্য তৈরি করে।
যখন এসি ক্যাপাসিটরগুলি সেই আবেশক লোডগুলির জন্য প্রতিক্রিয়াশীল শক্তির ক্ষতিপূরণ করে, তখন এটি লাইন কারেন্টের প্রয়োজনীয়তা প্রায় 30% হ্রাস করতে পারে। এটি পরিবাহীগুলিতে ঘটে এমন ঐ বিরক্তিকর I বর্গ R ক্ষতি কমাতে সাহায্য করে। এভাবে জিনিসগুলি ভারসাম্যপূর্ণ রাখলে ভোল্টেজ স্বাভাবিকের ±5% পরিসরের মধ্যেই থাকে। আর কোনও অপ্রত্যাশিত সরঞ্জাম ট্রিপ হওয়া বা সবকিছু খুব অস্থিতিশীল হয়ে গেলে ভোল্টেজ কলাপস হওয়ার উদ্বেগ থাকে না। 2023 সালের সদ্য জারি করা গ্রিড নিয়ম অনুযায়ী, যেসব শিল্প প্রতিষ্ঠান শক্তি উৎপাদন সংশোধনের ব্যবস্থা চালু করেছে, তাদের কাছ থেকে প্রাপ্ত প্রকৃত সংখ্যাগুলি দেখলে দেখা যায় যে তাদের বিদ্যুৎ বিল উল্লেখযোগ্যভাবে কমেছে। আমরা কথা বলছি খারাপ পাওয়ার ফ্যাক্টর পারফরম্যান্সের জন্য আরোপিত অতিরিক্ত চার্জগুলির ক্ষেত্রে 18% থেকে 22% পর্যন্ত কম অর্থ ব্যয় সম্পর্কে।
যখন ধারকত্বের মানগুলি ঠিকভাবে মেলে না, তখন উপাদানগুলি প্রায়শই ঘরের তাপমাত্রার চেয়ে অন্তত 10 ডিগ্রি সেলসিয়াস বেশি উত্তপ্ত হয়ে ওঠে, যা শেষ পর্যন্ত অন্তরণ উপকরণগুলির ক্ষয় ঘটাতে পারে। যেসব উপাদানের ভোল্টেজ রেটিং অপর্যাপ্ত থাকে, সাধারণত স্থাপনের ছয় থেকে আठারো মাসের মধ্যে ডাই-ইলেকট্রিক সমস্যার কারণে সেগুলি ব্যর্থ হয়। গত বছরের গবেষণায় HVAC সিস্টেমের ব্যর্থতা সম্পর্কে কিছু আকর্ষক তথ্য পাওয়া গিয়েছিল। এই সমস্যাগুলির প্রায় 41 শতাংশ উচ্চ আর্দ্রতার সঙ্গে সংস্পর্শে এসে ক্ষয়প্রাপ্ত অ্যালুমিনিয়াম ইলেকট্রোলাইটিক ধারকগুলির সঙ্গে যুক্ত ছিল। একই পরিস্থিতিতে পলিপ্রোপিলিন ফিল্ম ধারকগুলির ক্ষেত্রে মাত্র 9 শতাংশ ব্যর্থতার হার দেখা গিয়েছিল। যেকোনো উপাদান নির্বাচন চূড়ান্ত করার আগে জানা গুরুত্বপূর্ণ যে তাপমাত্রার পরিসরের বিবরণ (সাধারণত মাইনাস 40 থেকে প্লাস 85 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত স্ট্যান্ডার্ড অপশনের জন্য) সত্যিই সামগ্রীটি স্বাভাবিক কার্যকার সময় যে পরিস্থিতির মধ্যে পড়বে তার সঙ্গে মিলে যাচ্ছে কিনা।
স্টার্টিং ক্যাপাসিটরগুলি স্থির অবস্থা থেকে কম্প্রেসার এবং পাম্পগুলিকে চালু করতে প্রয়োজনীয় বড় টর্ক প্রদান করে (সাধারণত 250 থেকে 400 মাইক্রোফ্যারাড)। তারপর সেন্ট্রিফিউগাল সুইচের মাধ্যমে এগুলি সংযোগ বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়। অন্যদিকে, রান ক্যাপাসিটরগুলি কাজের সময় ধ্রুবকভাবে সংযুক্ত থাকে এবং এদের ধারণক্ষমতা অনেক কম, 5 থেকে 50 মাইক্রোফ্যারাডের মধ্যে হয়। এদের কাজ হল মোটরগুলিকে দক্ষতার সাথে চালানো এবং সর্বোচ্চ গতিতে চলার সময় ভালো পাওয়ার ফ্যাক্টর বজায় রাখা। ভুল স্টার্টিং ক্যাপাসিটর লাগালে পরবর্তীতে গুরুতর উত্তাপের সমস্যা হতে পারে। আর যদি রান ক্যাপাসিটরগুলি সঠিকভাবে আকার নির্ধারণ না করা হয়, তবে সময়ের সাথে সাথে 12% থেকে 18% পর্যন্ত দক্ষতা হারানোর আশঙ্কা রয়েছে।
| বৈশিষ্ট্য | স্টার্টিং ক্যাপাসিটর | চালানোর জন্য ক্যাপাসিটর |
|---|---|---|
| জীবনকাল | 10,000–15,000 সাইকেল | 60,000+ ঘন্টা |
| ভোল্টেজ পরিসীমা | সাধারণ লোড | 370–440 V |
| সাধারণ লোড | এয়ার কন্ডিশনার কম্প্রেসার | HVAC ব্লোয়ার মোটর |
এই ক্যাপাসিটারগুলি উৎপাদন সরঞ্জামের আবেশী লোডগুলির বিরুদ্ধে কাজ করে, প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি খরচকে 30% পর্যন্ত হ্রাস করে। 0.95-এর বেশি পাওয়ার ফ্যাক্টর বজায় রাখতে শিল্প স্থাপনাগুলিতে 25–100 kVAR ক্যাপাসিটারের ব্যাংক এবং স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রক ব্যবহার করা হয়। স্ব-নিরাময় বৈশিষ্ট্য এবং 1,00,000 ঘন্টার কার্যকরী আয়ুর কারণে এই খাতে ধাতবীকৃত পলিপ্রোপিলিন ফিল্মের ডিজাইন প্রাধান্য পায়।
উচ্চ তাপমাত্রায় কাজ করার ক্ষেত্রে, 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি তাপমাত্রাতেও ফিল্ম ক্যাপাসিটরগুলি অসাধারণভাবে ভালো কাজ করে, সাধারণত প্রতি বছরে তাদের ক্যাপাসিট্যান্সের 1% -এর কম হারায়। এটি এই উপাদানগুলিকে বিশেষভাবে উপযুক্ত করে তোলে পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ সিস্টেমগুলিতে ব্যবহারের জন্য যেখানে স্থিতিশীলতা সবথেকে বেশি গুরুত্বপূর্ণ। অন্যদিকে, অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরগুলি আয়তন প্রতি এককে ভালো ক্যাপাসিট্যান্স প্রদান করে এবং সাধারণত প্রাথমিক খরচ কম হয়, যদিও সময়ের সাথে আর্দ্রতার সংস্পর্শে এসে এগুলি প্রায় তিন গুণ দ্রুত নষ্ট হয়ে যায়। ফিল্ম ক্যাপাসিটরগুলির আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা হল তাদের ভোল্টেজ স্পাইকগুলি সহ্য করার ক্ষমতা, যা শিল্প মোটর ড্রাইভ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে একই আকারের ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরগুলিকে ক্ষতিগ্রস্ত করে—প্রায় 2.5 গুণ বেশি সংখ্যক ভোল্টেজ স্পাইক সহ্য করতে পারে।
2022 এর শুরুতে, একটি বড় গুদামজাত কেন্দ্রে শিল্প এইচভিএসি সিস্টেমে কাজ করা প্রযুক্তিবিদদের তাদের বর্তমান ক্যাপাসিটারগুলির নিয়মিত ব্যর্থতার সমস্যা লক্ষ্য করে। তারা 60 হার্টজে 440 ভোল্ট পর্যন্ত সামলানোর উপযোগী আধুনিক ধাতবীকৃত পলিয়েস্টার ফিল্ম মডেলগুলির সাথে সাধারণ অ্যালুমিনিয়াম ইলেকট্রোলাইটিক রান ক্যাপাসিটারগুলি প্রতিস্থাপন করার সিদ্ধান্ত নেয়। এই পরিবর্তন কয়েকটি ইউনিটে করার পর, তারা চমৎকার উন্নতি লক্ষ্য করে। ব্যর্থতার হার প্রতি বছর প্রতি 5টি সিস্টেমের মধ্যে 1টি থেকে কমে মাত্র 3% হয়ে যায়। এছাড়াও, শক্তির অপচয়ে প্রায় 14% হ্রাস ঘটে। এই ফলাফলগুলি দেখায় যে বৈদ্যুতিক সিস্টেমে নির্ভরযোগ্যতা এবং দক্ষতার ক্ষেত্রে ক্যাপাসিটারের সঠিক স্পেসিফিকেশন কতটা গুরুত্বপূর্ণ।
সঠিক ভোল্টেজ রেটিংয়ের এসি ক্যাপাসিটর নির্বাচন করা দুর্ঘটনাজনিত ব্যর্থতা প্রতিরোধ করে। ক্যাপাসিটরগুলি যখন তাদের রেট করা ধারণক্ষমতার চেয়ে বেশি ভোল্টেজের শিকার হয়, তখন ডাই-ইলেকট্রিক ব্রেকডাউন ঘটে, যা কার্যকরী আয়ু 40–60% পর্যন্ত হ্রাস করে। মোটর স্টার্ট-আপ ক্রমে ভোল্টেজ স্পাইকগুলি খেয়াল রাখা প্রয়োজন, যা ক্ষণস্থায়ীভাবে নমিনাল সিস্টেম ভোল্টেজের 30% ছাড়িয়ে যেতে পারে।
2024 এর ইলেকট্রিক্যাল কম্পোনেন্টস সমীক্ষা অনুযায়ী, এইচভিএসি এবং উৎপাদন সরঞ্জামগুলির জন্য তাপ-স্থিতিশীল ক্যাপাসিটরগুলি অগ্রাধিকার দেয় শিল্প রক্ষণাবেক্ষণ দলগুলির 81%। 85°C তাপমাত্রায় পলিপ্রোপিলিন ফিল্ম ক্যাপাসিটর 95% ক্যাপাসিট্যান্স ধরে রাখে, অন্যদিকে ইলেকট্রোলাইটিক ধরনের গুলি উচ্চ আর্দ্রতার পরিবেশে 20% দ্রুত ক্ষয় হয়।
ইকুইভ্যালেন্ট সিরিজ রেজিস্ট্যান্স (ESR) এবং ইন্ডাকট্যান্স (ESL)-এর সরাসরি প্রভাব শক্তি ক্ষতির উপর পড়ে। মোটর ত্বরণের সময় 50 µF ক্যাপাসিটরে 50 mΩ ESR 12% ভোল্টেজ ড্রপ ঘটায়। ইউটিলিটি-স্কেল সিস্টেমে কম ইএসআর ডিজাইন (<10 mΩ) পাওয়ার ফ্যাক্টর করেকশন দক্ষতা 18–22% বৃদ্ধি করে।
ডেটাশিটগুলি রিপল কারেন্ট সহনশীলতা (কম্প্রেসার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ≥1.5× রেট করা কারেন্ট) এবং স্থিতিশীলতার ঘন্টা (শিল্প চালিকার জন্য ≥100,000) এর মতো গুরুত্বপূর্ণ মেট্রিক্স প্রদান করে। এই মানগুলি IEEE 18-2020 স্থিতিশীলতা মানের সাথে তুলনা করে সার্জ প্রোটেকশন ডিভাইস এবং ভোল্টেজ রেগুলেটরের সাথে সামঞ্জস্য নিশ্চিত করা হয়।
যখন এসি ক্যাপাসিটরগুলি চরম তাপমাত্রা বা পরিবর্তনশীল বৈদ্যুতিক লোডের মুখোমুখি হয়, তখন তাদের কর্মক্ষমতা বেশ কিছুটা ভিন্ন হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ ফিল্ম ক্যাপাসিটরগুলি নিতে পারেন, যা পলিপ্রোপিলিনের তাপে স্থিতিশীল হওয়ার কারণে 85 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রাতেও প্রায় 92% দক্ষতা বজায় রাখে। একই গরম অবস্থায় আলুমিনিয়াম ইলেকট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরগুলির তুলনা করুন, যা সাধারণত তাদের ধারকত্বের 15 থেকে 20% হারায়। যে সরঞ্জামগুলি এইচভিএসি কম্প্রেসারের মতো অনেকগুলি স্টার্ট-স্টপ চক্রের মধ্য দিয়ে যায়, তাদের জন্য বিফল হওয়ার আগে অন্তত 1 লক্ষ চার্জ ও ডিসচার্জ চক্র সহ্য করতে পারে এমন ক্যাপাসিটর ব্যবহার করা খুবই গুরুত্বপূর্ণ। অন্যথায় এই সিস্টেমগুলি ততক্ষণ টিকবে না যতক্ষণ সেগুলি টিকা উচিত।
সময়ের সাথে তাদের ইলেক্ট্রোলাইট হারানোর কারণে ফিল্ম ক্যাপাসিটরের তুলনায় প্রায় ডেড় গুণ বেশি দ্রুত ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরগুলি নষ্ট হয়ে যায়। ধাতবালী ফিল্ম ক্যাপাসিটরগুলির জন্য পনেরো থেকে পঁচিশ বছরের তুলনায় ইলেক্ট্রোলাইটিকগুলির গড় আয়ু সাত থেকে দশ বছর হয়। যখন ক্যাপাসিটরগুলি তাদের রেট করা মানের সত্তর শতাংশের বেশি চালানো হয়, তখন তাদের ESR মান আরও দ্রুত বাড়তে শুরু করে, যা বেশিরভাগ ক্ষেত্রে প্রতি বছর প্রায় আট শতাংশ দক্ষতা হ্রাস করে। উপাদানের ভিতরে ডাই-ইলেক্ট্রিক উপাদানের ক্ষয় ঘটার আগেই ধরা পড়ে এমন তাপ বিন্দুগুলি ধরা পড়ে থাকে, তাই রক্ষণাবেক্ষণ দলগুলিকে নিয়মিত তাপীয় স্ক্যান করা অভ্যাস করা উচিত। এই পদ্ধতিতে আগে থেকে সনাক্তকরণ ভবিষ্যতে অনেক ঝামেলা এড়ায়।
নিম্নলিখিত কারণে স্থায়িত্ব-সংক্রান্ত প্রয়োগে ফিল্ম ক্যাপাসিটরগুলি প্রাধান্য পায়:
সৌর ইনভার্টার এবং শিল্প মোটর চালিকাগুলিতে প্রান্ত সুরক্ষা দিয়ে জোরদার পলিপ্রোপিলিন ফিল্ম ধারকগুলি 25+ বছর পরিষেবা জীবন প্রদান করে, যেখানে অনুরূপ অবস্থায় অ্যালুমিনিয়াম ইলেকট্রোলাইটিকগুলি প্রতি 5–7 বছর প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন হয়।
আজকের এসি ক্যাপাসিটরগুলি কিছু অভূতপূর্ব প্রযুক্তিগত উন্নয়ন নিয়ে আসে। এগুলি কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা দ্বারা চালিত পারফরম্যান্স মনিটরিং সিস্টেমের পাশাপাশি ন্যানো-ডাইইলেকট্রিক ফিল্ম অন্তর্ভুক্ত করে। এই সমন্বয় স্মার্ট গ্রিড সিস্টেমের মধ্যে ফ্লাইয়ের মধ্যে সামঞ্জস্য ঘটাতে দেয়। উন্নতির ফলে বিদ্যুৎ বিতরণ নেটওয়ার্কগুলিতে 12 থেকে 18 শতাংশ পর্যন্ত শক্তি নষ্ট হওয়া কমে যায়, এবং চাপের মধ্যে ঠাণ্ডা রাখতে সাহায্য করে। স্ব-নিরাময় পলিমার কোটিংযুক্ত ক্যাপাসিটরগুলি তাদের প্রান্তে সুরক্ষামূলক স্তরগুলির সাথে কাজ করে। এই বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে এই উপাদানগুলি 15 বছরের বেশি সময় পর্যন্ত চলতে পারে। যেখানে বিদ্যুতের চাহিদা কখনও ঘুমায় না, সেখানে এই ধরনের দীর্ঘায়ু অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যেমন অবিরাম চলমান বিশাল ডেটা কেন্দ্র বা স্বয়ংক্রিয় মেশিনারি সমৃদ্ধ কারখানাগুলি যাদের ধ্রুবক বিদ্যুৎ সরবরাহের প্রয়োজন হয়।
EV দ্রুত চার্জিং স্টেশনগুলি ক্রমাগত উচ্চ ভোল্টেজ DC ক্যাপাসিটরের উপর নির্ভর করছে যা 1500 ভোল্ট পর্যন্ত মোকাবিলা করতে পারে, যা 350 kW চার্জ দেওয়ার সময় শক্তি স্থিতিশীল রাখতে সাহায্য করে। সৌর খামারগুলির জন্য, ইঞ্জিনিয়াররা মডিউলার AC ক্যাপাসিটর ব্যাঙ্কগুলির দিকে ঝুঁকছেন যা প্রায় 2% ভোল্টেজ নির্ভুলতা বজায় রাখে। এই সেটআপগুলি সিস্টেমের মধ্যে ইনভার্টার দ্বারা তৈরি করা বিরক্তিকর হারমোনিক বিকৃতির বিরুদ্ধে লড়াই করে। গ্রিডের নির্ভরযোগ্যতা সম্পর্কিত গত বছরের সদ্য গবেষণা অনুসারে, পুরানো পদ্ধতির তুলনায় এই পদ্ধতি রক্ষণাবেক্ষণ খরচ প্রায় এক-তৃতীয়াংশ কমিয়ে দেয়। দীর্ঘমেয়াদী পরিচালন বাজেট অপ্টিমাইজ করার জন্য চাইছে এমন অপারেটরদের জন্য এই সাশ্রয় বড় পার্থক্য তৈরি করে।
অত্যন্ত পাতলা পলিপ্রোপিলিন ফিল্ম (≥2µm) এখন 0.1% এর নিচে ক্ষয় হার বজায় রেখে 40% বেশি শক্তি ঘনত্ব দেয়। দস্তা-অ্যালুমিনিয়াম সংকর ব্যবহার করে উন্নত ধাতবীকরণ প্রযুক্তি আদর্শ ডিজাইনের তুলনায় 3 গুণ বেশি সার্জ কারেন্ট মোকাবিলা করতে পারে। উদীয়মান গ্রাফিন-অক্সাইড ডাইইলেকট্রিক স্তরগুলি 150°C পর্যন্ত তাপমাত্রা সহনশীলতার প্রতিশ্রুতি দেয়, যা মহাকাশ ও ভূগর্ভস্থ বিদ্যুৎ ব্যবস্থার জন্য আদর্শ।