বৈদ্যুতিক যানবাহন পাওয়ারট্রেনগুলিতে আইজিবিটিএসের ভূমিকা: গতিশীলতার ভবিষ্যত চালনা করা

স্বয়ংচালিত শিল্প বিদ্যুতায়নের দিকে ত্বরান্বিত হওয়ার সাথে সাথে একটি প্রযুক্তি নিঃশব্দে এই বিপ্লবকে শক্তিশালী করে চলেছে: দ্য ইনসুলেটেড গেট বাইপোলার ট্রানজিস্টর (আইজিবিটি)। ব্যাটারি এবং মোটরগুলি প্রায়শই বৈদ্যুতিক যানবাহনগুলিতে (ইভিএস) স্পটলাইট গ্রহণ করে, এটি আইজিবিটি যা বৈদ্যুতিক শক্তি রূপান্তর ও নিয়ন্ত্রণে দৃশ্যের পিছনে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এটি ছাড়া, বৈদ্যুতিক পাওয়ারট্রেন - একটি ইভি -র খুব হৃদয় - দক্ষতার সাথে বা নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করার জন্য সংগ্রাম করতে পারে। আইজিবিটিএস কীভাবে কাজ করে এবং কেন তারা গুরুত্বপূর্ণ তা বোঝার জন্য বৈদ্যুতিন যুগের সত্যিকারের ইঞ্জিনটির প্রশংসা করার জন্য প্রয়োজনীয়।

অভ্যন্তরীণ জ্বলন থেকে বৈদ্যুতিক প্রবণতা পর্যন্ত

Dition তিহ্যবাহী যানবাহনগুলি অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিনগুলির উপর নির্ভর করে যা জ্বালানীকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করে। বিপরীতে, ইভিগুলি ব্যাটারি দ্বারা চালিত বৈদ্যুতিক মোটর ব্যবহার করে। তবে এই স্যুইচটি মোটরটির সাথে ব্যাটারি সংযোগ করার মতো সহজ নয়। মোটরগুলিকে দক্ষতার সাথে পরিচালনা করার জন্য বিকল্প বর্তমান (এসি) প্রয়োজন, যখন ব্যাটারিগুলি সরাসরি কারেন্ট (ডিসি) সঞ্চয় করে। এই ব্যবধানটি ব্রিজ করার জন্য পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সের প্রয়োজন, এমন একটি ক্ষেত্র যা বৈদ্যুতিক শক্তির রূপান্তর, নিয়ন্ত্রণ এবং পরিচালনার সাথে সম্পর্কিত। ইভিএসে এই ক্ষেত্রের মূল অংশে আইজিবিটি রয়েছে।

আইজিবিটিএস ইভি -র পাওয়ারট্রেনে বিশেষত বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদলাতে বৈদ্যুতিন সুইচ হিসাবে কাজ করে, যা মোটরটির জন্য ব্যাটারি থেকে ডিসিতে রূপান্তর করে। তারা উচ্চ ভোল্টেজ এবং স্রোতে দ্রুত স্যুইচিং সক্ষম করে, মোটর গতি, টর্ক এবং দক্ষতা যথাযথভাবে নিয়ন্ত্রণ করা সম্ভব করে তোলে - সমস্ত শক্তি হ্রাস করার সময়।

আইজিবিটি কী?

একটি অন্তরক গেট বাইপোলার ট্রানজিস্টর দুটি প্রধান ট্রানজিস্টর প্রযুক্তির সংমিশ্রণ করে: মোসফেট (ধাতব-অক্সাইড-সেমিকন্ডাক্টর ফিল্ড-এফেক্ট ট্রানজিস্টর) এবং বিজেটি (বাইপোলার জংশন ট্রানজিস্টর)। ফলাফলটি এমন একটি ডিভাইস যা একটি বিজেটি -র উচ্চ বর্তমান পরিচালনার ক্ষমতা সহ একটি মোসফেটের ইনপুট সরলতা এবং দ্রুত স্যুইচিং গতি রয়েছে।

কাঠামোগতভাবে, একটি আইজিবিটিতে তিনটি টার্মিনাল রয়েছে: গেট, সংগ্রাহক এবং ইমিটার। গেটের একটি ছোট ভোল্টেজ সংগ্রাহক এবং ইমিটারের মধ্যে অনেক বড় স্রোত নিয়ন্ত্রণ করে। এই নকশাটি আইজিবিটিকে বিশেষত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে যা উচ্চ ভোল্টেজ এবং বর্তমানের বৈদ্যুতিক যানবাহন পাওয়ারট্রেনগুলিতে সাধারণের প্রয়োজন।

ইনভার্টার: যেখানে আইজিবিটিএস ভারী উত্তোলন করে

ট্র্যাকশন ইনভার্টারটি যেখানে আইজিবিটিএস তাদের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এটি ব্যাটারি প্যাক থেকে ডিসি ভোল্টেজকে (সাধারণত 300V এবং 800V এর মধ্যে) থেকে তিন-পর্যায়ের এসি ভোল্টেজে রূপান্তর করে যা মোটরকে শক্তি দেয়। বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল এটি পালস প্রস্থ মড্যুলেশন (পিডাব্লুএম) এর মাধ্যমে এটি অর্জন করে, এমন একটি কৌশল যেখানে আইজিবিটিএস দ্রুত চালু এবং বন্ধ - প্রতি সেকেন্ডে কয়েক হাজার বার।

এই ডালগুলির শুল্ক চক্রটি সামঞ্জস্য করে, বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল একটি তরঙ্গরূপকে আকার দেয় যা সাইনোসয়েডাল এসি শক্তি অনুকরণ করে। এই প্রক্রিয়াটি অবশ্যই কেবল সুনির্দিষ্ট নয়, দক্ষও হতে হবে। প্রতিবার কোনও আইজিবিটি স্যুইচ করে, তাপের আকারে শক্তির একটি সামান্য ক্ষতি হয়। এই ক্ষতিগুলি হ্রাস করা যানবাহনের পরিসীমা এবং কার্যকারিতা সর্বাধিক করার জন্য প্রয়োজনীয়।

ইভিএসের জন্য উন্নত আইজিবিটি মডিউলগুলি কম অন-স্টেট ভোল্টেজ ড্রপ (পরিবাহিতা ক্ষতি হ্রাস) এবং স্যুইচিং ক্ষতি হ্রাস করতে অনুকূলিত স্যুইচিং আচরণ সহ ডিজাইন করা হয়েছে। রিয়েল-ওয়ার্ল্ড ড্রাইভিংয়ে, এর অর্থ মসৃণ ত্বরণ, আরও ভাল পুনর্জন্মমূলক ব্রেকিং এবং কম নষ্ট শক্তি।

উচ্চ ভোল্টেজ, উচ্চ বর্তমান, উচ্চ প্রত্যাশা

বৈদ্যুতিক যানবাহনগুলি এমন উপাদানগুলির দাবি করে যা চরম বৈদ্যুতিক চাপ পরিচালনা করতে পারে। একটি আধুনিক ইভি -তে পাওয়ার ট্রেনটি ত্বরণের সময় শত শত অ্যাম্পসকে আঁকতে পারে এবং 600V এর বেশি ভোল্টেজে পরিচালনা করতে পারে। আইজিবিটিএস এই শর্তাদি পরিচালনা করতে অনন্যভাবে সক্ষম: ধন্যবাদ:

• উচ্চ ভোল্টেজ ব্লকিং ক্ষমতা  (সাধারণত 600V - 1700V)

• উচ্চ বর্তমান ঘনত্ব , তাদের কমপ্যাক্ট এখনও শক্তিশালী করে তোলে

• শক্তিশালী তাপীয় পারফরম্যান্সঅপারেশন চলাকালীন উত্পন্ন তাপকে প্রতিরোধ করে

ইভিগুলির জন্য বেশিরভাগ আইজিবিটি মডিউলগুলি পাওয়ার মডিউলগুলিতে সংহত করা হয় যার মধ্যে একাধিক আইজিবিটি, ফ্রি হুইলিং ডায়োড, গেট ড্রাইভার এবং এমনকি তাপ সেন্সর অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। এই মডিউলগুলি কঠোর স্বয়ংচালিত পরিবেশ - ভাইব্রেশন, তাপমাত্রা সাইক্লিং এবং স্থানের সীমাবদ্ধতাগুলি পরিচালনা করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে - যখন সর্বোত্তম বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা সরবরাহ করে।

পুনর্জন্ম ব্রেকিং এবং দ্বি -নির্দেশমূলক শক্তি প্রবাহ

আইজিবিটিগুলি আরও একটি কী ইভি প্রযুক্তির কেন্দ্রবিন্দু: পুনর্জন্মগত ব্রেকিং। এই মোডে, বৈদ্যুতিক মোটর জেনারেটর হিসাবে কাজ করে, যানবাহনের গতিশক্তি শক্তিটিকে হ্রাসের সময় বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে। পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সগুলি অবশ্যই শক্তি প্রবাহের দিকটি বিপরীত করতে হবে - মোটর থেকে ব্যাটারিতে ফিরে।

আইজিবিটিএস নিয়ন্ত্রিত স্যুইচিংয়ের মাধ্যমে এই দ্বি -নির্দেশমূলক বর্তমান প্রবাহকে সহজতর করে। দ্রুত চালু এবং বন্ধ করার এবং বৃহত কারেন্ট স্পাইকগুলি পরিচালনা করার তাদের দক্ষতা দক্ষ শক্তি পুনরুদ্ধার, ড্রাইভিং রেঞ্জের উন্নতি করতে এবং যান্ত্রিক ব্রেকিং উপাদানগুলিতে পরিধান হ্রাস করতে সক্ষম করে।

তাপীয় পরিচালনা: চাপের মধ্যে শীতল রাখা

আইজিবিটিএস দক্ষ হলেও তারা এখনও তাপ তৈরি করে, বিশেষত দ্রুত স্যুইচিংয়ের সময় বা উচ্চ বর্তমান লোডের অধীনে। তাপীয় পরিচালনা এইভাবে একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক আইজিবিটি অ্যাপ্লিকেশন । ইভিএসে অতিরিক্ত উত্তাপ কর্মক্ষমতা হ্রাস করতে পারে বা ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করতে পারে, তাই উন্নত শীতল সমাধানগুলি নিযুক্ত করা হয়:

• অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড সিরামিক সাবস্ট্রেট উচ্চ তাপ পরিবাহিতা জন্য

• তরল-কুলড বেসপ্লেটগুলি উচ্চ-পাওয়ার মডিউলগুলিতে

• ইন্টিগ্রেটেড থার্মাল সেন্সর রিয়েল-টাইম তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণের জন্য

আইজিবিটিগুলি প্রায়শই সমস্ত ড্রাইভিং অবস্থার অধীনে ধারাবাহিক কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করতে তাপীয় ইন্টারফেস উপকরণ এবং তাপ স্প্রেডারগুলির সাথে মিলিত হয়-স্টপ-অ্যান্ড-গো ট্র্যাফিক থেকে শুরু করে একটি হাইওয়েতে পূর্ণ-থ্রোটল ত্বরণ পর্যন্ত।

প্রতিযোগিতা: আইজিবিটিএস বনাম সিক মোসফেটস

প্রযুক্তি বিকশিত হওয়ার সাথে সাথে সিলিকন কার্বাইড (এসআইসি) এমওএসএফইটিগুলি ইভি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে আইজিবিটিএসের সম্ভাব্য চ্যালেঞ্জার হিসাবে আবির্ভূত হয়েছে। এসআইসি ডিভাইসগুলি দ্রুত স্যুইচিং গতি, কম লোকসান এবং উচ্চ তাপমাত্রায় আরও ভাল পারফরম্যান্স সরবরাহ করে। তবে এগুলি বড় আকারের উত্পাদনে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি ব্যয়বহুল এবং কম পরিপক্ক।

বর্তমানে, আইজিবিটিএস মিড-রেঞ্জ ইভি এবং হাইব্রিডগুলিতে প্রভাবশালী পছন্দ হিসাবে রয়ে গেছে, বিশেষত যেখানে ব্যয়-দক্ষতা সমালোচনামূলক। অনেকগুলি প্রিমিয়াম ইভি এসআইসি মোসফেটগুলি গ্রহণ করতে শুরু করেছে, বিশেষত 800 ভি আর্কিটেকচারের জন্য, তবে আইজিবিটিগুলি এখনও অনেকগুলি মূলধারার ইভিগুলিতে সাধারণ 400 ভি সিস্টেমে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

সংহত সমাধান এবং স্মার্ট মডিউল

ডিজাইনকে সহজতর করতে এবং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করতে, আধুনিক ইভি পাওয়ারট্রেনগুলি ক্রমবর্ধমান আইজিবিটি-ভিত্তিক বুদ্ধিমান পাওয়ার মডিউলগুলি (আইপিএম) ব্যবহার করে। এই মডিউলগুলি একত্রিত:

• আইজিবিটিস এবং গেট ড্রাইভার

• অন-চিপ সুরক্ষা (ওভারভোল্টেজ, ওভারকন্টেন্ট এবং ওভারটেমেরেচারের বিরুদ্ধে)

• ডায়াগনস্টিকস এবং প্রতিক্রিয়া ক্ষমতা

• ইএমআই ফিল্টারিং এবং কমপ্যাক্ট প্যাকেজিং

এই সংহতকরণ সিস্টেমের জটিলতা হ্রাস করতে, ব্যর্থতার হার হ্রাস করতে এবং উত্পাদন সহজতর উন্নত করতে সহায়তা করে - ভর ইভি উত্পাদনের জন্য ক্রুশিয়াল।

দীর্ঘায়ু, নির্ভরযোগ্যতা এবং সুরক্ষা

স্বয়ংচালিত পরিবেশে, নির্ভরযোগ্যতা অ-আলোচনাযোগ্য। আইজিবিটি মডিউলগুলি তাপীয় সাইক্লিং, আর্দ্রতা প্রতিরোধের, কম্পন পরীক্ষা এবং উচ্চ-ভোল্টেজ স্ট্রেসের পরিস্থিতি সহ কঠোর যোগ্যতা পরীক্ষার মধ্য দিয়ে যায়। তাদের ব্যর্থতা প্রক্রিয়াগুলি ভালভাবে বোঝা যায় এবং তারা সঠিক তাপ পরিচালনার সাথে এক দশকেরও বেশি সময় ধরে নির্ভরযোগ্যভাবে পরিচালনা করতে পারে।

তদ্ব্যতীত, শর্ট-সার্কিট সুরক্ষা, অবসন্নতা সনাক্তকরণ এবং নরম টার্ন-অফ প্রক্রিয়াগুলির মতো অন্তর্নির্মিত সুরক্ষা বৈশিষ্ট্যগুলি নিশ্চিত করে যে ত্রুটিযুক্ত পরিস্থিতিতেও, আইজিবিটিগুলি যানবাহন এবং এর যাত্রীদের রক্ষা করে করুণভাবে বন্ধ করে দেয়।

বৈদ্যুতিক গতিশীলতার ভবিষ্যত চালনা

বৈদ্যুতিক গতিশীলতায় রূপান্তর কেবল মোটরগুলির জন্য ইঞ্জিনগুলি অদলবদল করার বিষয়ে নয়। এটি কীভাবে শক্তি পরিচালিত হয়, সংরক্ষণ করা হয় এবং ব্যবহার করা হয় তা পুনর্বিবেচনা জড়িত। আইজিবিটিএস এই রূপান্তরটিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। তারা শক্তির দ্বাররক্ষী হিসাবে কাজ করে, এটি নিশ্চিত করে যে ব্যাটারি থেকে প্রতিটি ওয়াট দক্ষতার সাথে গতিতে রূপান্তরিত হয় - বা ব্রেকিংয়ের সময় সঞ্চিত থাকে।

যেমন ইভি দত্তক বিশ্বব্যাপী বৃদ্ধি পায়, তেমনি আরও দক্ষ, নির্ভরযোগ্য এবং কমপ্যাক্ট পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সের চাহিদাও রয়েছে। আইজিবিটিএস, বিশেষত ট্রেঞ্চ গেট স্ট্রাকচার এবং ফিল্ড-স্টপ ডিজাইনের মতো উদ্ভাবনের সাথে, এই দাবিগুলি মেটাতে বিকশিত হতে থাকে। এগুলি শেষ পর্যন্ত কিছু উচ্চ-শেষ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এসআইসি ডিভাইস দ্বারা প্রতিস্থাপন করা যেতে পারে তবে আপাতত তারা ইভি পাওয়ারট্রেনের ওয়ার্কহর্স হিসাবে রয়ে গেছে।

উপসংহার

আইজিবিটিএস হ'ল বৈদ্যুতিক যানবাহনের অদম্য নায়ক। তারা চাকাগুলি সরায় না বা শক্তি সঞ্চয় করে না, তবে তারা নিশ্চিত করে যে শক্তিটি ব্যাটারি থেকে রাস্তায় সুনির্দিষ্ট এবং দক্ষতার সাথে প্রবাহিত হয়। ট্র্যাকশন ইনভার্টার থেকে শুরু করে পুনর্জন্মগত ব্রেকিং, তাপীয় ব্যবস্থাপনা পর্যন্ত সংহত সুরক্ষা বৈশিষ্ট্যগুলি, আইজিবিটিএস একটি ইভি -র পাওয়ার ট্রেনের প্রায় প্রতিটি সমালোচনামূলক কার্যকে অন্তর্ভুক্ত করে।

যেহেতু স্বয়ংচালিত বিশ্ব শূন্য নির্গমন এবং স্মার্ট গতিশীলতার দিকে দৌড় দেয়, আইজিবিটিগুলি কেবল চালিয়ে যাচ্ছে না - তারা এই পরিবর্তনটি চালাচ্ছে না। তাদের ভূমিকা বোঝা জটিল এবং আকর্ষণীয় প্রযুক্তি আলোকিত করতে সহায়তা করে যা আধুনিক বৈদ্যুতিক যানবাহনকে কেবল সম্ভব নয়, তবে শক্তিশালী, নিরাপদ এবং দক্ষ করে তোলে।