नीचे दिया गया परिपथ IGBT का उपयोग करके ____________ का प्रतिनिधित्व करता है

व्याख्या:

IGBT का उपयोग करके UPS का प्रतिनिधित्व करने वाला परिपथ

इंसुलेटेड गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर (IGBT) एक अर्धचालक उपकरण है जिसका व्यापक रूप से पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में इसकी उच्च दक्षता और तेज स्विचिंग क्षमताओं के लिए उपयोग किया जाता है। प्रश्न में दिया गया परिपथ IGBT का उपयोग करके एक अनइंटरप्टिबल पावर सप्लाई (UPS) का प्रतिनिधित्व करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस अनुप्रयोग में IGBT के कार्य सिद्धांत और लाभों को समझना यह समझने के लिए महत्वपूर्ण है कि UPS सही उत्तर क्यों है।

UPS में IGBT का कार्य सिद्धांत:

एक अनइंटरप्टिबल पावर सप्लाई (UPS) एक ऐसा उपकरण है जो बिजली की विफलता या अस्वीकार्य वोल्टेज स्तर तक गिरने पर बैटरी बैकअप पावर प्रदान करता है। यह सुनिश्चित करता है कि महत्वपूर्ण विद्युत प्रणालियाँ बिना किसी रुकावट के लगातार संचालित हों। IGBT उच्च शक्ति स्तरों को संभालने और तेज़ी से स्विच करने की अपनी क्षमता के कारण UPS सिस्टम के संचालन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

IGBT का उपयोग करने वाले UPS सिस्टम के प्राथमिक घटक शामिल हैं:

• रेक्टिफायर: बैटरियों को चार्ज करने और इन्वर्टर को बिजली की आपूर्ति करने के लिए AC को DC में परिवर्तित करता है।
• बैटरी: बिजली आउटेज के दौरान उपयोग की जाने वाली ऊर्जा संग्रहीत करती है।
• इन्वर्टर: बिजली आउटेज के दौरान लोड को बिजली की आपूर्ति करने के लिए DC को वापस AC में परिवर्तित करता है।
• IGBTs: DC वोल्टेज को स्विच करने और AC आउटपुट बनाने के लिए इन्वर्टर सर्किट में उपयोग किया जाता है।

सामान्य संचालन के दौरान, रेक्टिफायर बैटरी को चार्ज करता है और इन्वर्टर को DC पावर की आपूर्ति करता है। इन्वर्टर, IGBT का उपयोग करके, इस DC पावर को वापस AC पावर में परिवर्तित करता है ताकि लोड को आपूर्ति की जा सके। जब बिजली आउटेज होता है, तो बैटरी इन्वर्टर को आवश्यक DC पावर प्रदान करती है, जो बिना किसी रुकावट के लोड को AC पावर की आपूर्ति करना जारी रखता है।

UPS में IGBT का उपयोग करने के लाभ:

• उच्च दक्षता: IGBT स्विचिंग संचालन में उच्च दक्षता प्रदान करते हैं, जो UPS सिस्टम में ऊर्जा हानि को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है।
• तेज स्विचिंग: IGBT की तेज स्विचिंग क्षमता लोड की मांग और बिजली की स्थिति में परिवर्तनों के लिए त्वरित प्रतिक्रिया की अनुमति देती है, जो एक स्थिर और विश्वसनीय बिजली आपूर्ति सुनिश्चित करती है।
• उच्च शक्ति हैंडलिंग: IGBT उच्च शक्ति स्तरों को संभाल सकते हैं, जिससे वे डेटा केंद्रों, अस्पतालों और औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले बड़े UPS सिस्टम के लिए उपयुक्त हो जाते हैं।
• कॉम्पैक्ट डिज़ाइन: IGBT के उपयोग से अन्य स्विचिंग उपकरणों की तुलना में अधिक कॉम्पैक्ट और हल्का UPS डिज़ाइन संभव होता है।

अनुप्रयोग: IGBT का उपयोग करने वाले UPS सिस्टम का व्यापक रूप से विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जहाँ एक विश्वसनीय बिजली आपूर्ति महत्वपूर्ण है, जिसमें डेटा केंद्र, दूरसंचार, स्वास्थ्य सेवा सुविधाएँ और औद्योगिक प्रक्रियाएँ शामिल हैं।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 3: UPS

यह विकल्प IGBT का उपयोग करने वाले परिपथ के अनुप्रयोग की सही पहचान करता है। UPS सिस्टम के इन्वर्टर चरण में DC को AC पावर में बदलने में IGBT की भूमिका बिजली आउटेज के दौरान महत्वपूर्ण भारों को निर्बाध बिजली आपूर्ति प्रदान करने के लिए महत्वपूर्ण है।

अतिरिक्त जानकारी

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: औद्योगिक मोटरें

जबकि IGBT का उपयोग उनकी उच्च दक्षता और तेज स्विचिंग क्षमताओं के कारण मोटर ड्राइव अनुप्रयोगों में किया जाता है, प्रश्न में दिए गए परिपथ का विशिष्ट कॉन्फ़िगरेशन औद्योगिक मोटरों के बजाय UPS के लिए डिज़ाइन किया गया है। मोटर ड्राइव अनुप्रयोगों में, IGBT आमतौर पर वेरिएबल फ़्रीक्वेंसी ड्राइव (VFD) में मोटर की गति और टॉर्क को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, जो मोटर को आपूर्ति की जाने वाली बिजली की आवृत्ति और वोल्टेज को बदलकर करते हैं।

विकल्प 2: रेफ्रिजरेटर

रेफ्रिजरेटर के पावर सर्किट में IGBT का आमतौर पर उपयोग नहीं किया जाता है। रेफ्रिजरेटर आमतौर पर इंडक्शन मोटर्स द्वारा संचालित कंप्रेसर का उपयोग करते हैं, जो सरल इलेक्ट्रॉनिक घटकों द्वारा नियंत्रित होते हैं। एक रेफ्रिजरेटर की प्राथमिक भूमिका भोजन के संरक्षण के लिए कम तापमान बनाए रखना है, और इसमें शामिल पावर इलेक्ट्रॉनिक्स UPS सिस्टम की तुलना में कम जटिल हैं।

विकल्प 4: एयर कंडीशनर

रेफ्रिजरेटर के समान, एयर कंडीशनर इंडक्शन मोटर्स द्वारा संचालित कंप्रेसर का उपयोग करते हैं, जो अक्सर IGBT के बजाय ट्रायैक या रिले जैसे इलेक्ट्रॉनिक घटकों द्वारा नियंत्रित होते हैं। जबकि आधुनिक एयर कंडीशनर चर गति नियंत्रण के लिए इन्वर्टर का उपयोग कर सकते हैं, प्रश्न में दिए गए परिपथ का विशिष्ट कॉन्फ़िगरेशन UPS के संचालन के साथ अधिक संरेखित है।

निष्कर्ष:

पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में IGBT की भूमिका और लाभों को समझना उनके अनुप्रयोगों की सही पहचान करने के लिए आवश्यक है। दिए गए परिपथ के संदर्भ में, UPS सिस्टम के इन्वर्टर चरण में IGBT का उपयोग DC पावर को AC पावर में बदलने और बिजली आउटेज के दौरान महत्वपूर्ण भारों को निर्बाध बिजली आपूर्ति प्रदान करने के लिए महत्वपूर्ण है। जबकि IGBT का उपयोग अन्य अनुप्रयोगों जैसे मोटर ड्राइव में भी किया जाता है, प्रश्न में दिए गए परिपथ का विशिष्ट कॉन्फ़िगरेशन UPS सिस्टम के लिए सबसे उपयुक्त है।