প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি ক্ষতিপূরণ যন্ত্রাংশের বর্তমান উন্নয়ন অবস্থা

ক্ষতিপূরণ যন্ত্রাংশে বর্তমানে যে লো-ভোল্টেজ পাওয়ার ক্যাপাসিটরগুলি ব্যবহার করা হয় সেগুলো সবই ধাতবীকৃত ক্যাপাসিটর। ধাতবীকৃত ক্যাপাসিটরগুলি কম্প্যাক্ট, কম খরচে তৈরি এবং স্ব-নিরাময়ের বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে; তাই এগুলি ব্যাপকভাবে গৃহীত হয়েছে।

ধাতুপট্টিত ক্যাপাসিটরগুলির তড়িৎদ্বারীয় পাতগুলি ন্যানোমিটার স্তরের পুরুত্ব সহ ভ্যাকুয়াম-বাষ্পীভূত অ্যালুমিনিয়াম ফিল্ম দিয়ে তৈরি হয়। অ্যালুমিনিয়াম ফিল্মটি অত্যন্ত পাতলা হওয়ার কারণে, যখন অপুর্ণতার কারণে ডাই-ইলেকট্রিক ফিল্মটি স্থানীয়ভাবে ভেঙে পড়ে, তখন ত্রুটির চারপাশের অ্যালুমিনিয়াম ফিল্মটি বাষ্পীভূত হয়ে যায়, এতে শর্ট-সার্কিট ত্রুটি রোধ করা হয়। এই ঘটনাটিকে স্ব-নিরাময় প্রভাব বলা হয়।

ধাতুময় ক্যাপাসিটরের ইলেকট্রোড লিড আউট প্রক্রিয়াটি ওয়াইন্ডিং করা পরে কোর এলিমেন্টের দুটি প্রান্তে একটি ধাতব পরিবাহী স্তর স্প্রে করার পর লিড তারগুলি পরিবাহী স্তরের সাথে সোল্ডার করার অন্তর্ভুক্ত করে। যেহেতু কেন্দ্র থেকে এলিমেন্টের দুটি প্রান্তের দিকে ইলেকট্রোড প্লেট কারেন্ট প্রবাহিত হয় এবং ইলেকট্রোড প্লেটের অ্যালুমিনিয়াম ফিল্ম অত্যন্ত পাতলা থাকে যার ফলে আপেক্ষিক উচ্চ রোধ ক্ষতি হয়, তাই রোধ ক্ষতি কমানোর জন্য কোর এলিমেন্টকে খুব ছোট এবং মোটা আকৃতিতে প্যাঁচানো ভাল। বিপরীতভাবে, কারণ অত্যন্ত পাতলা অ্যালুমিনিয়াম ফিল্ম ইলেকট্রোড প্লেটের যান্ত্রিক শক্তি সীমিত থাকে, তাই প্রান্তের পরিবাহী স্তর এবং ইলেকট্রোড প্লেটের মধ্যে দৃঢ় সংযোগ স্থাপন করা যায় না। যখন কোর এলিমেন্ট তাপের কারণে অসম বিকৃতি প্রদর্শন করে, তখন প্রান্তের পরিবাহী স্তর এবং ইলেকট্রোড প্লেটের মধ্যে স্থানীয় সংযোগ বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়, যার ফলে ত্রুটি দেখা দেয়। এই দৃষ্টিকোণ থেকে, কোর এলিমেন্টকে লম্বা এবং সরু আকৃতিতে প্যাঁচানো ভাল।

ধাতবীকৃত বিদ্যুৎ ধারকগুলির দুটি গাঠনিক প্রকার রয়েছে: আয়তক্ষেত্রাকার এবং বেলনাকার। আয়তক্ষেত্রাকার ধারকের অভ্যন্তরে কোর উপাদানগুলি চিকন এবং সমান্তরালে সাজানো থাকে, যা সাধারণ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। বেলনাকার ধারকের অভ্যন্তরে কোর উপাদানগুলি ছোট এবং মোটা হয়, শ্রেণিবদ্ধভাবে সংযুক্ত, যা তীব্র সমস্যার পরিবেশের জন্য উপযুক্ত।

ধাতবীকৃত ক্যাপাসিটরের অপারেশনের সময় প্রধান সমস্যা হল ক্যাপাসিট্যান্সের হ্রাস ঘটে। স্ব-নিরাময় প্রক্রিয়ার কারণে সমস্ত ধাতবীকৃত ক্যাপাসিটরের সময়ের সাথে ক্যাপাসিট্যান্স কমে যায়, যদিও হ্রাসের মাত্রা ভিন্ন হয়। কিছু নিম্নমানের ক্যাপাসিটরে ব্যর্থতাও দেখা দিতে পারে যেখানে প্রান্তীয় পরিবাহী স্তরটি ইলেকট্রোড প্লেট থেকে খুলে যায়, যার ফলে ক্যাপাসিট্যান্স হ্রাস পেয়ে রেটেড মানের অর্ধেক, এক-তৃতীয়াংশ বা এমনকি শূন্যে পৌঁছাতে পারে। একই ব্র্যান্ডের ক্যাপাসিটরের ক্ষেত্রে, একক ইউনিটের ক্ষমতা যত বেশি হবে, কোর এলিমেন্টের দৈর্ঘ্য তত বেশি এবং এর ব্যাস পুরুতা তত বেশি হবে। দীর্ঘতর এলিমেন্টে রোধী ক্ষতি বৃদ্ধি পায়, আবার পুরুতর এলিমেন্টে প্রান্তীয় পৃষ্ঠে পরিবাহী স্তরের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি পায় এবং এলিমেন্টের অভ্যন্তরীণ ও বহিঃস্থ তাপমাত্রার পার্থক্য বৃদ্ধি পায়, যার ফলে পরিবাহী স্তরটি ইলেকট্রোড প্লেট থেকে খুলে যাওয়ার প্রবণতা বৃদ্ধি পায়। তাই একটি একক বৃহৎ ক্ষমতা সম্পন্ন ক্যাপাসিটরের চেয়ে সমান্তরালে কয়েকটি ক্ষুদ্র ক্যাপাসিটর ব্যবহার করা অধিকতর নির্ভরযোগ্য। ধাতবীকৃত ক্যাপাসিটরগুলি লঘু বর্তনী এবং বিস্ফোরণের ব্যর্থতা কম দেখা যায়।

প্রতিক্রিয়াশীল পাওয়ার ক্ষতিপূরণ কন্ট্রোলারগুলির প্রাথমিক নিয়ন্ত্রণ ছিল পাওয়ার ফ্যাক্টর নিয়ন্ত্রণের উপর ভিত্তি করে; আজও তাদের কম খরচের কারণে এগুলি ব্যবহার করা হয়। যাইহোক, পাওয়ার ফ্যাক্টরের উপর ভিত্তি করে নিয়ন্ত্রণ করলে হালকা লোড অসিলেশনের (দোলন) সমস্যা দেখা দেয়। উদাহরণস্বরূপ: একটি ক্ষতিপূরণ ডিভাইসে, সবচেয়ে ছোট ক্যাপাসিটর রেটিং 10 Kvar, লোডের আবেশক প্রতিক্রিয়াশীল পাওয়ার হল 5 Kvar এবং পাওয়ার ফ্যাক্টর হল পশ্চাৎগামী 0.5। এই পর্যায়ে, ক্যাপাসিটর সুইচ করে দিলে পাওয়ার ফ্যাক্টর সম্মুখগামী 0.5 হয়ে যায়; ক্যাপাসিটর বন্ধ করে দিলে পাওয়ার ফ্যাক্টর পশ্চাৎগামী 0.5 হয়ে যায়। ফলস্বরূপ, অসিলেশনের (দোলন) প্রক্রিয়াটি চিরকালের জন্য চলতে থাকবে।

আধুনিক প্রতিক্রিয়াশীল পাওয়ার ক্ষতিপূরণ কন্ট্রোলারগুলি প্রতিক্রিয়াশীল পাওয়ারের উপর ভিত্তি করে কাজ করে, যার জন্য ক্ষতিপূরণ ডিভাইসের মধ্যে ক্যাপাসিটর রেটিং কনফিগার করার জন্য একটি সেটিং ফাংশন প্রয়োজন। এটি লোডের প্রতিক্রিয়াশীল পাওয়ার অনুযায়ী ক্যাপাসিটর সুইচ করার অনুমতি দেয়, এর ফলে হালকা লোড অসিলেশনের (দোলন) ঘটনা দূর হয়।

প্রতিক্রিয়াশীল ক্ষমতা কমপেনসেশন কন্ট্রোলারের অতিরিক্ত ফাংশনগুলি অবিচ্ছিন্ন প্রযুক্তিগত উন্নয়নের সাথে ক্রমবর্ধমানভাবে প্রসারিত হয়েছে, যার মধ্যে ডেটা সংরক্ষণ, ডেটা যোগাযোগ, হারমোনিক সনাক্তকরণ, ক্ষমতা পরিমাপ ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত। নিয়ন্ত্রণ উপাদানগুলি প্রাথমিক ছোট স্কেল ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট থেকে বিবর্তিত হয়ে 8-বিট মাইক্রোকন্ট্রোলার, তারপর 16-বিট মাইক্রোকন্ট্রোলার, তারপর 16-বিট ডিএসপি এবং অবশেষে 32-বিট মাইক্রোকন্ট্রোলারে পরিণত হয়েছে। বর্তমানে 32-বিট মাইক্রোকন্ট্রোলারের দাম একক প্রতি মাত্র 30 ইউয়ানের কিছু বেশি হওয়ায় কন্ট্রোলারের হার্ডওয়্যার খরচের উপর এর প্রভাব নগণ্য। এদের পারফরম্যান্স 8-বিট মাইক্রোকন্ট্রোলারের চেয়ে 100 গুণ বেশি। ব্যাপক গ্রহণের প্রধান বাধা হল উচ্চ প্রযুক্তিগত উন্নয়নের জটিলতা।

প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি ক্ষতিপূরণ যন্ত্রপাতির নিরবিচ্ছিন্ন ব্যাপ্তির সাথে, অন্যান্য সরঞ্জামের সাথে ক্ষতিপূরণ যন্ত্রপাতির একীভূতকরণ অপরিহার্য প্রবণতা হয়ে উঠেছে। উদাহরণস্বরূপ, মিটারিং বাক্স, সুইচ বাক্স এবং অনুরূপ সরঞ্জামগুলির সাথে ক্ষতিপূরণ যন্ত্রপাতির একীভূতকরণ। একীভূত যন্ত্রপাতি খরচ কমাতে, স্থান সাশ্রয় করতে, তারের পরিমাণ কমাতে এবং রক্ষণাবেক্ষণের কাজের ভার কমাতে সাহায্য করতে পারে। একীভূত যন্ত্রপাতির নকশা ও উত্পাদনে কোনো প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ নেই; যাইহোক, একক মান অনুপস্থিতিতে, উত্পাদকদের কেবল অর্ডারের ভিত্তিতে উত্পাদন সংগঠিত করতে হয়।