வழக்கமாக சமிக்ஞைகளையும் (signals) தரவுகளையும் (data) அனுப்பவும் செயல்படுத்தவும் (processing), சேமிக்கவும்தான் நாம் மின்னணுவியல் சாதனங்களைப் பயன்படுத்துகிறோம். இந்த வேலைகளுக்கு ஆற்றல் (power) அதிகம் தேவையில்லை. கணினிகள், தொலைக்காட்சி, விளையாட்டு முனையங்கள் (game console) ஆகியவற்றின் மின்னோட்டத் தரநிலை (rating) ஒரு ஆம்பியருக்குக் (ampere) குறைவுதான்.
மின்னூர்திகளில் திறன் மின்னணுவியல்
மின்னூர்தியின் முக்கிய பாகங்கள்
இழுவைக்குப் பெரும்பாலும் மூன்றலை மாறுமின் (3-phase AC) மோட்டார்களைப் பயன்படுத்துகிறோம். மின்கலத்தில் கிடைக்கும் 300 க்கும் அதிகமான வோல்ட் மின்னழுத்த நேர்மின்சாரத்தை (DC) மூன்றலை மாறுமின்சாரமாக மாற்றி மோட்டாருக்கு அனுப்பவேண்டும். இந்த வேலையைச் செய்ய சுமார் 200 முதல் 500 ஆம்பியர் வாக்கில் தரநிலை கொண்ட சிறப்பியல்பு மின்னணுவியல் சாதனங்கள் தேவை. இம்மாதிரி சாதனங்களைக் கண்டுபிடித்து, உருவாக்கி உற்பத்தி செய்யும் தொழில்துறையைத் திறன் மின்னணுவியல் என்று சொல்கிறோம்.
புழக்கத்திலுள்ள திறன் மின்னணுவியல் (power electronics) சாதனங்கள்
பல வீடுகளில் தடையிலா மின் வழங்கிகளில் (Uninterrupted Power Supply – UPS) DC/AC நேர்மாறாக்கிகள் (inverters) பயன்படுத்தப்படுகின்றன. வீட்டுக்கு வரும் மாறுமின் (AC) தொடர்பிலிருந்து நேர்மாறாக்கி DC ஆக மாற்றி மின்கலத்தில் மின்னேற்றம் செய்கிறது. மின் தடை ஏற்பட்டால் அதே நேர்மாறாக்கி, மின்கலத்திலிருந்து வரும் DC மின்சாரத்தை AC யாக மாற்றி மின்விளக்குகள், மின்விசிறிகள் ஓட்ட வழிசெய்கிறது.
மின்னூர்திகளிலுள்ள முக்கிய திறன் மின்னணுவியல் சாதனங்கள்
இழுவை நேர்மாறாக்கி (inverter), நேர்மின் – நேர்மின் மாற்றி, உள் மின்னேற்றி ஆகியவைதான் மின்னூர்திகளிலுள்ள முக்கிய திறன் மின்னணுவியல் சாதனங்கள்.
நேர்மின்-நேர்மின் மாற்றி (DC/DC converter)
பெட்ரோல் டீசல் ஊர்திகளில் விளக்கு, ஒலியெழுப்பி, முன் கண்ணாடித் துடைப்பான் போன்ற பல மின் சாதனங்கள் உள்ளன. இவை யாவற்றையும் இயக்க ஒரு 12 வோல்ட் மின்கலம் உண்டு அல்லவா? இதேபோல மின்னூர்திகளிலும் இதற்கானத் தனி 12 வோல்ட் துணை மின்கலம் உண்டு. இந்தத் துணை மின்கலத்தில் மின்னேற்றம் செய்ய இழுவை மின்கலத்திலிருந்து வரும் 300 க்கும் அதிகமான மின்னழுத்தத்தை 12 வோல்ட்டாக மாற்ற வேண்டும். இந்த வேலையைச் செய்ய ஒரு நேர்மின்-நேர்மின் மாற்றியும் உண்டு.
மற்ற திறன் மின்னணுவியல் சாதனங்கள் பற்றிப் பின்வரும் கட்டுரைகளில் விரிவாகப் பார்ப்போம்.
சிலிகான் கார்பைடு (Silicon Carbide – SiC), கேலியம் நைட்ரைடு (Gallium Nitride – GaN) டிரான்சிஸ்டர்கள்
வழக்கமான மின்னணு சாதனங்கள் சிலிக்கான் குறைக்கடத்திகளால் (semiconductor) தயாரிக்கப்படுகின்றன என்பது யாவரும் அறிந்ததே. இந்தத் திறன் மின்னணு சாதனங்கள் சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) MOSFETகளையும் காலியம் நைட்ரைடு (GaN) டிரான்சிஸ்டர்களையும் பயன்படுத்தித் தயாரிக்கப்படுகின்றன. குறிப்பாக மாஸ்ஃபெட் (MOSFET – Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), ஐஜிபிடி (IGBT – Insulated Gate Bipolar Transistor) என்ற இரண்டு வகை டிரான்சிஸ்டர்கள் இந்த வேலைக்குப் பயன்படுகின்றன. இவற்றால் அதிக மின்னோட்டத்தைக் கையாள முடியும், அதிக வெப்பநிலையிலும் இயங்க முடியும்.
நன்றி
இத்தொடரில் அடுத்த கட்டுரை: மோட்டார் கட்டுப்பாட்டகம்
துல்லியமாக மின்னழுத்தத்தையும், அலைவெண்ணையும் கட்டுப்படுத்த வேண்டும். மாறும் அலைவெண் இயக்ககம் (Variable Frequency Drive – VFD). விட்டுவிட்டுத் தேவையான அகலத்துக்கு அலையை அனுப்புதல் (Pulse Width Modulation – PWM). மீளாக்கும்போது 3-phase AC ஐ DC ஆக மாற்றவேண்டும்.