একটি হাইড্রোলিক/সার্ভো হাইব্রিড ড্রাইভ সিস্টেম হলো এমন একটি ড্রাইভট্রেন যা সার্ভো-নিয়ন্ত্রিত হাইড্রোলিক পাম্প/মোটরকে অ্যাকুমুলেটরের সাথে যুক্ত করে। পাম্প/মোটরগুলো যন্ত্রটিকে চালিত করে এবং অ্যাকুমুলেটরগুলো পরবর্তী ব্যবহারের জন্য ব্রেকিং শক্তি সঞ্চয় করে। এর প্রধান কাজ হলো হাইড্রোস্ট্যাটিক ড্রাইভ এবং রিজেনারেটিভ ব্রেকিংয়ের মাধ্যমে জ্বালানি খরচ কমানো এবং কার্যকারিতা বৃদ্ধি করা। STLE দ্বারা প্রকাশিত EPA-র তথ্য অনুসারে, এই ধরনের সিস্টেমগুলো ব্রেকিং শক্তির ৭০% বা তার বেশি পুনরুদ্ধার করতে পারে, যা অন্যথায় তাপ হিসাবে নষ্ট হয়ে যেত। পাঁচটি স্তর এই কাজটি সম্পন্ন করে: ইঞ্জিন, পাওয়ার ড্রাইভ ইউনিট, পাম্প/মোটর, অ্যাকুমুলেটর এবং ইলেকট্রনিক কন্ট্রোল বোর্ড। প্রতিটি স্তরই নির্ধারণ করে যে একটি হাইড্রোলিক/সার্ভো হাইব্রিড ড্রাইভ সিস্টেম কীভাবে শক্তি সরবরাহ করবে এবং এর নিয়ন্ত্রণ ইলেকট্রনিক্স কীভাবে ডিজাইন করতে হবে।
কী Takeaways
হাইব্রিড হাইড্রোলিক সিস্টেম ব্রেক করার সময় শক্তি সঞ্চয় করে জ্বালানি সাশ্রয় করে এবং ব্রেকের স্থায়িত্ব বাড়ায়।
কনস্ট্যান্ট পাম্পযুক্ত সার্ভো মোটর সব ধরনের চালনা পরিস্থিতিতে দক্ষতা বৃদ্ধি করে।
অ্যাকুমুলেটর ব্রেকিং শক্তি সঞ্চয় করে পরে ব্যবহারের জন্য, যা জ্বালানি খরচ কমিয়ে দেয়।
একটি ভালো বোর্ড ডিজাইনে উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন সার্কিট এবং সংবেদনশীল সার্কিটগুলোকে আলাদা রাখা হয়। এটি ত্রুটি প্রতিরোধে সাহায্য করে।
সিস্টেমটিকে নির্ভরযোগ্যভাবে সচল রাখতে অ্যাকুমুলেটরের প্রি-চার্জ এবং ডিথার সেটিংস নিয়মিত পরীক্ষা করুন।
হাইড্রোলিক/সার্ভো হাইব্রিড ড্রাইভ সিস্টেম আর্কিটেকচার
ইঞ্জিন, পাওয়ার ড্রাইভ ইউনিট এবং পাম্প/মোটর
ইঞ্জিন যান্ত্রিক শক্তি উৎপাদন করে। পাওয়ার ড্রাইভ ইউনিট সেই শক্তিকে প্রস্তুত করে পাম্প/মোটরগুলোতে পাঠায়। একটি সার্ভো-নিয়ন্ত্রিত পাম্প/মোটর যান্ত্রিক শক্তিকে হাইড্রোলিক শক্তিতে, অথবা এর বিপরীতক্রমে, রূপান্তরিত করে। একটি উচ্চ-চাপের অ্যাকুমুলেটর তরলকে চাপের মধ্যে রাখে যাতে তা পরে ব্যবহার করা যায়।
একটি সাধারণ ড্রাইভট্রেনে এই অংশগুলো গিয়ারবক্স, টর্ক কনভার্টার এবং মেকানিক্যাল শ্যাফটের স্থান নেয়। শক্তি ইঞ্জিন থেকে পাওয়ার ড্রাইভ ইউনিটে, তারপর পাম্প/মোটরে এবং সবশেষে চাকা বা যন্ত্রে যায়। যখন যন্ত্রটি ব্রেক করে, তখন শক্তির প্রবাহ বিপরীত দিকে হয়।
একটি সার্ভো-হাইড্রোলিক ড্রাইভ প্যাকেজে সাধারণত একটি কনস্ট্যান্ট পাম্প, একটি সার্ভো মোটর এবং বিল্ট-ইন সার্ভো-হাইড্রোলিক্স সফটওয়্যারসহ একটি কনভার্টার থাকে। কনভার্টারটিতেই চাপ এবং প্রবাহ নিয়ন্ত্রণের লুপগুলো থাকে, তাই প্যাকেজটির জন্য আলাদা কোনো হাইড্রোলিক কন্ট্রোল সিস্টেম ক্যাবিনেটের প্রয়োজন হয় না।
দ্রষ্টব্য: একটি সার্ভো মোটর কেবল তখনই শক্তি ব্যবহার করে যখন যন্ত্রটির প্রয়োজন হয়। একটি সাধারণ মোটর প্রচলিত হাইড্রোলিক সার্কিটে সারাক্ষণ চলে এবং শক্তি অপচয় করে।
সঞ্চয়ক এবং শক্তি সঞ্চয়
একটি উচ্চ-চাপ অ্যাকুমুলেটর হলো একটি বদ্ধ পাত্র যা সংকুচিত গ্যাস চার্জের বিপরীতে হাইড্রোলিক ফ্লুইড ধারণ করে। এটি চাহিদা ও সরবরাহের মধ্যে একটি বাফার হিসেবে কাজ করে। গ্যাস চার্জটি কার্যকরী চাপের পরিসর নির্ধারণ করে।
অ্যাকুমুলেটর ত্বরণের সময় প্রবাহের আকস্মিক বৃদ্ধি গ্রহণ করে এবং সর্বোচ্চ চাপের সময় তরল ফেরত দেয়। এটি ইঞ্জিনকে একটি স্থিতিশীল অপারেটিং পয়েন্টে চলতে সাহায্য করে। এর আকার নির্ভর করে চাপের পরিসর এবং প্রতিটি ব্রেকিং ইভেন্টে সার্কিটকে কী পরিমাণ তরল বিনিময় করতে হবে তার উপর।
ড্রাইভ প্যাকেজ কনফিগারেশনগুলির তুলনা
নিচের সারণিতে শক্তি দক্ষতার দিক থেকে তিনটি প্রচলিত বিন্যাসের তুলনা করা হয়েছে।
সিস্টেম কনফিগারেশন | শক্তির দক্ষতা |
|---|---|
স্ট্যান্ডার্ড মোটর + স্থির পাম্প | কম |
স্ট্যান্ডার্ড মোটর + পরিবর্তনশীল পাম্প | মধ্যম |
সার্ভো মোটর + ধ্রুবক পাম্প | উচ্চ |
একটি ভেরিয়েবল ডিসপ্লেসমেন্ট পাম্প প্রতি ঘূর্ণনে প্রবাহের হার সমন্বয় করে। অন্যদিকে, একটি অন্তর্নির্মিত সার্ভো মোটরসহ কনস্ট্যান্ট ডিসপ্লেসমেন্ট পাম্প গতি সমন্বয় করে। দ্বিতীয় পদ্ধতিটি ডিউটি সাইকেল জুড়ে উচ্চ দক্ষতা বজায় রাখে।
এই প্যাকেজটিতে একটি অ্যাকচুয়েটর, সার্ভো মোটর, ড্রাইভ, কন্ট্রোলার এবং সফটওয়্যার একটি ইউনিটের মধ্যেই থাকে। ইঞ্জিনিয়ারদের উচিত লক্ষ্যমাত্রার চাপে প্রয়োজনীয় প্রবাহের সাথে পাম্পের ডিসপ্লেসমেন্ট মেলানো। পাম্পের আকার প্রয়োজনের চেয়ে বড় করবেন না, কারণ অতিরিক্ত ডিসপ্লেসমেন্ট আংশিক-লোডের কার্যকারিতা কমিয়ে দেয়।
হাইব্রিড হাইড্রোলিক এবং সার্ভো ড্রাইভ প্রযুক্তি মোড
কম গতিতে হাইড্রোস্ট্যাটিক ড্রাইভ
কম গতিতে, ইঞ্জিন পাম্পটিকে ঘোরায় এবং পাম্পটি চাকার পাম্প/মোটরগুলিতে চাপযুক্ত তরল পাঠায়। যন্ত্রটি শুধুমাত্র তরল শক্তি ব্যবহার করে চলে। হাইড্রোস্ট্যাটিক মোডে যানটিকে শক্তি জোগানোর জন্য একটি অনবোর্ড কন্ট্রোলার পাম্প, হাইড্রোস্ট্যাটিক মোটর এবং অ্যাকুমুলেটরগুলির মধ্যে সমন্বয় সাধন করে। সিস্টেমটির নকশা ইঞ্জিনের লোডকে গাড়ির চাহিদার সাথে মিলিয়ে এর কার্যকারিতা উন্নত করে। এটি হাইওয়ে গতিতে যান্ত্রিক ড্রাইভে যাওয়ার আগে ত্বরণের জন্য সঞ্চিত ব্রেকিং শক্তি ব্যবহার করে।
বারবার থামতে ও চলতে হয় এমন ড্রাইভিংয়ের জন্য এই মোডটি বেশ কার্যকর। প্রতিবার স্টার্ট দেওয়ার সাথে সাথে ইঞ্জিনের গতি হঠাৎ বেড়ে না গিয়ে, এটি একটি স্থির গতি বজায় রাখে। রিজেনারেটিভ ব্রেকিং পুরো সময় জুড়েই উপলব্ধ থাকে এবং সঞ্চিত শক্তি পরবর্তী স্টার্টে ফিরে আসে। নিচের সারণিতে দেখানো হয়েছে কীভাবে গতির পরিসীমা ড্রাইভ মোডের সাথে সম্পর্কিত।
গতি রেঞ্জ | ড্রাইভ মোড | বৈশিষ্ট্য |
|---|---|---|
0-25 মাইল | দ্বি-গতির হাইড্রোস্ট্যাটিক ড্রাইভ (নিম্ন গতি) | শহুরে ড্রাইভিং; ব্রেক শক্তি পুনরুদ্ধার সমর্থিত |
26-45 মাইল | দ্বি-গতির হাইড্রোস্ট্যাটিক ড্রাইভ (উচ্চ গতি) | হাইড্রোস্ট্যাটিক অপারেশন অব্যাহত আছে; ব্রেক শক্তি পুনরুদ্ধার সমর্থিত। |
45+ মাইল প্রতি ঘন্টা | যান্ত্রিক সরাসরি ড্রাইভ | দক্ষ উচ্চ-গতির কার্যকারিতা; মসৃণ স্বয়ংক্রিয় গিয়ার পরিবর্তন; ব্রেক শক্তি পুনরুদ্ধারযোগ্য, কারণ প্রাইমারি পাম্পটি ড্রাইভ শ্যাফটের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং পাম্প হিসাবে কাজ করে, যা টর্ক প্রয়োগ করে এবং অ্যাকুমুলেটরকে চার্জ করে। |
দুটি গিয়ারের হাইড্রোস্ট্যাটিক বিন্যাস কন্ট্রোলারকে সম্পূর্ণ নিম্ন-গতির পরিসর জুড়ে পাম্প এবং মোটরকে একটি কার্যকর সীমার মধ্যে রাখতে সাহায্য করে।
উচ্চ গতিতে সরাসরি যান্ত্রিক ড্রাইভ
সুইচ পয়েন্টের উপরে, ড্রাইভট্রেনটি একটি যান্ত্রিক পথে লক হয়ে যায়। ইঞ্জিনের শক্তি কম রূপান্তর ধাপে চাকায় পৌঁছায়, ফলে হাইওয়ে গতিতে শক্তির অপচয় কমে যায়। এই পরিবর্তনটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে ঘটে এবং চালক কোনো বাধা অনুভব করেন না। প্রাইমারি পাম্পটি ড্রাইভ শ্যাফটের সাথে সংযুক্ত থাকে। গতি কমানোর সময় এটি তার ভূমিকা উল্টে দেয়, ব্রেকিং টর্ক প্রয়োগ করে এবং অ্যাকুমুলেটরকে চার্জ করে, ফলে যান্ত্রিক মোডেও শক্তি পুনরুদ্ধার চলতে থাকে।
কাওয়াসাকির ইলেক্ট্রো-হাইড্রোলিক হাইব্রিড সিস্টেম দেখায় কীভাবে ডিসপ্লেসমেন্ট কন্ট্রোল এই বিভাজনকে সমর্থন করে। একটি ভ্যারিয়েবল ডিসপ্লেসমেন্ট পাম্প একটি বড় এবং একটি ছোট সেটিংয়ের মধ্যে পরিবর্তন করে। উচ্চ-চাপের অবস্থায়, পাম্পটি ছোট ডিসপ্লেসমেন্টে নেমে আসে। প্রয়োজনীয় টর্ক কমে যায় এবং সেই অনুযায়ী মোটরের ক্ষমতাও সংকুচিত হতে পারে। চাপের অবস্থার সাথে ডিসপ্লেসমেন্টের সামঞ্জস্য বিধান প্যাকেজটিকে কম্প্যাক্ট রাখে।
সুইচিং লজিক এবং মোড নির্বাচন
কন্ট্রোলারটি গাড়ির গতি, চাপ এবং চাহিদা থেকে সুইচ পয়েন্ট নির্ধারণ করে। থ্রেশহোল্ডের চারপাশের হিস্টেরেসিস বিভিন্ন মোডের মধ্যে বারবার পরিবর্তন হওয়া প্রতিরোধ করে। রিলিজ করার আগে লোডসহ এবং লোডবিহীন উভয় অবস্থাতেই পরিবর্তনটি যাচাই করে নেওয়া উচিত।
নির্ণায়ক | হাইড্রোস্ট্যাটিক মোড | যান্ত্রিক মোড |
|---|---|---|
স্পিড ব্যান্ড | নিম্ন থেকে মাঝামাঝি | উচ্চ |
শক্তি পুনরুদ্ধার | একটানা | সংযুক্ত পাম্পের মাধ্যমে অবিচ্ছিন্ন |
সর্বোত্তম ব্যবহার | স্টার্ট-স্টপ চক্র | স্থির গতিতে এগিয়ে চলা |
এই মোডগুলো অতিরিক্ত সুবিধা প্রদান করে। শব্দ কম থাকে, তাপ উৎপাদন হ্রাস পায় এবং হাইড্রোলিক সার্কিটে কম ভালভের প্রয়োজন হয়। সম্মিলিতভাবে এগুলো হাইব্রিড হাইড্রোলিক এবং সার্ভো ড্রাইভ প্রযুক্তিতে অত্যন্ত গতিশীল ও অত্যন্ত নির্ভুল ড্রাইভকে সমর্থন করে।
সার্ভো হাইড্রোলিক অ্যাকচুয়েটর এবং রিজেনারেটিভ ব্রেকিং
সঞ্চয়কগুলিতে গতিশক্তি ধারণ
যখন মেশিনটি ব্রেক করে, তখন সার্ভো হাইড্রোলিক অ্যাকচুয়েটরগুলো একটি ভিন্ন কাজে নিযুক্ত হয়। কন্ট্রোলার পাম্প/মোটরকে পাম্প হিসেবে কাজ করার নির্দেশ দেয়। মেশিনের গতিশক্তি শ্যাফটটিকে ঘোরায় এবং ইউনিটটি উচ্চ-চাপের অ্যাকুমুলেটরে তরল ঠেলে দেয়। সোয়াশপ্লেট বা ভালভের সেটিং নির্ভুলভাবে নিয়ন্ত্রণ করার মাধ্যমে, সিস্টেমটি মসৃণভাবে ব্রেকিং টর্ক প্রয়োগ করতে পারে।
ইলেকট্রো-হাইড্রোলিক সার্ভো অ্যাকচুয়েটরগুলো মিলিসেকেন্ডের মধ্যে প্রতিক্রিয়া করে, তাই ব্রেকিং ফোর্স চালকের পেডাল বা কন্ট্রোলারের চাহিদা অনুযায়ী কাজ করে। ব্রেকিং পাওয়ারের সাথে অ্যাকুমুলেটরের চার্জ বাড়ে, যা মোট জড়তা এবং মেশিনের গতির বর্গের সাথে বৃদ্ধি পায়। লিফট বা স্টিয়ারিং ফাংশনে থাকা সার্ভো সিলিন্ডারগুলোও একইভাবে শক্তি পুনরুদ্ধার করতে পারে।
পরামর্শ: প্রতিটি টেস্ট রানের আগে অ্যাকুমুলেটরের প্রি-চার্জ প্রেশার পরীক্ষা করে নিন। গ্যাস চার্জ কম থাকলে ধারণক্ষমতা কমে যায় এবং ফ্লুইডের তাপমাত্রা বেড়ে যায়।
ত্বরণের সময় সঞ্চিত শক্তির পুনঃব্যবহার
পরবর্তী লঞ্চের সময়, সঞ্চিত চাপ ইঞ্জিনের শক্তি বাড়িয়ে দেয়। কন্ট্রোলারটি অ্যাকুমুলেটরের পথ খুলে দেয় এবং চাপযুক্ত তরল সরাসরি পাম্প/মোটর বা একটি হাইড্রোলিক অ্যাকচুয়েটরকে চালিত করে। এই বাড়তি শক্তি ইঞ্জিনের সরবরাহ করা টর্ক কমিয়ে দেয়।
হাইব্রিড লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটরের উদাহরণটি এই নীতিটি স্পষ্টভাবে দেখায়। মেশিনের কোনো অ্যাক্সিস থেকে উৎপন্ন ব্রেকিং শক্তি ইঞ্জিনে ফিরে না গিয়ে, লিফট বা ক্ল্যাম্প সার্কিটের মতো একটি অন-বোর্ড সিস্টেমে সরবরাহ করা হয়। ফলে হাইব্রিড লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটর জ্বালানি ব্যবহার এবং সাইকেল টাইম উভয়ই কমিয়ে দেয়। প্রোগ্রামেবল পজিশন ও ফোর্স কন্ট্রোলযুক্ত লিনিয়ার সার্ভো অ্যাকচুয়েটরগুলো সুনির্দিষ্ট বল ও গতি নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে মুক্ত চাপ প্রয়োগ করে।
শক্তি পুনরুদ্ধারের পথগুলির তুলনা
নিচের সারণিতে প্রতিক্রিয়া এবং সার্কিট জটিলতার ভিত্তিতে দুটি পুনরুদ্ধার পথের তুলনা করা হয়েছে।
পুনরুদ্ধারের পথ | প্রতিক্রিয়া | সার্কিট জটিলতা |
|---|---|---|
সঞ্চয়কারী স্টোরেজ | দ্রুত, সরাসরি | মধ্যপন্থী |
ধীরগতির রূপান্তর শৃঙ্খল | ঊর্ধ্বতন |
উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন ও স্বল্প-সময়ের চক্রের জন্য অ্যাকুমুলেটর স্টোরেজ ভালোভাবে কাজ করে। একটি সার্ভো মোটর দ্বারা চালিত পাম্প ডিসপ্লেসমেন্টের ক্ষেত্রে নমনীয়তা যোগ করে, এবং পরিবর্তনশীল ডিসপ্লেসমেন্ট কন্ট্রোলারকে চাহিদার সাথে প্রবাহ মেলাতে সাহায্য করে। ডিউটি সাইকেলের সাথে মানানসই পথটি বেছে নিন, তারপর সেই অনুযায়ী অ্যাকুমুলেটর বা স্টোরেজ ব্যাংকের আকার নির্ধারণ করুন।
সার্ভো-নিয়ন্ত্রিত অ্যাকচুয়েটর: বোর্ড-স্তরের নকশা এবং উৎপাদন
PWM ডিথার ব্যবহার করে সোলেনয়েড এবং সার্ভো ভালভ চালনা
একটি প্রপোর্শনাল সোলেনয়েড কয়েলের কারেন্টকে বলে রূপান্তরিত করে। তাপমাত্রার সাথে তামার রোধ বেড়ে যায়, তাই ড্রাইভার লুপটি বন্ধ না করলে কারেন্ট এবং বলের গতিপথ পরিবর্তিত হতে থাকে। আপনার পিডব্লিউএম (PWM) পর্যায়টি অভ্যন্তরীণ ক্লোজড-লুপ কারেন্ট কন্ট্রোল সহ ডিজাইন করা উচিত। কয়েলের সর্বোচ্চ প্রত্যাশিত তাপমাত্রা এবং সর্বনিম্ন সাপ্লাই ভোল্টেজে সর্বোচ্চ কারেন্ট প্রবাহের পরিমাণ বের করুন, কারণ তাপ বৃদ্ধির কারণে আউটপুট কমে যায়।
ডিথার সামান্য নির্দেশেই স্পুলকে সচল রাখে। স্থির ঘর্ষণের কারণে ভালভ আটকে যেতে পারে, এবং একটি অতি ক্ষুদ্র, অলক্ষ্য কম্পন এটিকে থামিয়ে দেয়। ভালভ-মাউন্টেড ড্রাইভারগুলোতে প্রায়শই ডিথার ফ্রিকোয়েন্সি, অ্যামপ্লিটিউড, ডেড ব্যান্ড এবং ইনপুট মোড ফ্যাক্টরিতেই সেট করা থাকে। ইউনিভার্সাল ড্রাইভারগুলোতে অবশ্যই এগুলোকে পরিবর্তনযোগ্য সেটিং হিসেবে থাকতে হবে। রিয়োস্ট্যাট-ভিত্তিক কয়েল কন্ট্রোল থেকে দূরে থাকুন; এটি শক্তি অপচয় করে, তাপ উৎপন্ন করে এবং কোনো ডিথার বা কারেন্ট ফিডব্যাক দেয় না, ফলে হিস্টেরেসিস প্রকাশিত সীমার বাইরে চলে যায়।
চাপ এবং প্রবাহ ট্রান্সডিউসারগুলো বাইরের লুপটি সম্পূর্ণ করে। একটি অ্যানালগ ইনপুট গ্রহণ করে। PLC অথবা কন্ট্রোলার, যার মধ্যে রয়েছে ০-৫ ভোল্ট ডিসি, ০-১০ ভোল্ট ডিসি, এবং ৪-২০ মিলিঅ্যাম্পিয়ার। কারেন্ট লুপ দীর্ঘ ক্যাবল সংযোগে ইন্টারফেরেন্স প্রতিরোধ করে। স্পুল পজিশন ফিডব্যাক এর আচরণকে আরও স্থিতিশীল করে এবং ড্রাইভার থেকে ডিথার সমর্থন করে।
স্থিতিমাপ | ডিজাইন অ্যাকশন |
|---|---|
ডিথার ফ্রিকোয়েন্সি | ভালভ স্পেসিফিকেশনের সাথে মেলান; ইউনিভার্সাল ড্রাইভারগুলিতে সামঞ্জস্যযোগ্য হিসাবে প্রকাশ করুন। |
ডিথার বিস্তার | অলক্ষ্য রাখুন; স্পুল ওভারশুট হচ্ছে কিনা তা পরীক্ষা করুন। |
বর্তমান লুপ | পুনরাবৃত্তিযোগ্য বলের জন্য অভ্যন্তরীণভাবে বন্ধ করুন। |
ইনপুট মোড | সাপোর্ট ভোল্টেজ এবং ৪-২০ এমএ কারেন্ট ইনপুট |
পরামর্শ: শুধু ডেটাশিট নয়, আসল ভালভের ডিথার সেটিংস পরীক্ষা করুন। ছোট কমান্ড সিগন্যালগুলো প্রথমে স্টিকশন দেখায়।
মিশ্র-সংকেত বিভাজন, সুরক্ষা, এবং ডিএফএম ট্রেড-অফ
উচ্চ-কারেন্ট সোলেনয়েড ড্রাইভার এবং প্রিসিশন সার্ভো ড্রাইভ সার্কিট একই বোর্ডে থাকে , তাই সেগুলোকে জোন অনুযায়ী ভাগ করুন। এইচ-ব্রিজকে চওড়া কপার, একটি ডাইরেক্ট রিটার্ন প্লেন এবং কেলভিন শান্ট রাউটিং দিন। এমসিইউ বা এফপিজিএ-এর জন্য ঘন ডিকাপলিংয়ের মাধ্যমে একটি কোয়ায়েট গ্রাউন্ড এরিয়া রাখুন। এনকোডার ডিফারেনশিয়াল পেয়ারগুলোকে গেট-ড্রাইভ এজ এবং পাওয়ার ভায়া থেকে দূরে রাউট করুন। সেফটি ব্যারিয়ারে ক্রিপেজ স্লট এবং আইসোলেটেড ডিসি-ডিসি স্পেসিং রাখুন। সুইচিং লুপ এবং সেন্সিং সার্কিটের মধ্যে দুর্বল বিভাজনই বেশিরভাগ ব্যর্থতার কারণ।
সুরক্ষার ক্ষেত্রেও একই নিয়ম প্রযোজ্য। শান্টে কারেন্ট পরিমাপ করুন, শর্ট-সার্কিট লিমিটিং যোগ করুন এবং প্রতিটি ইন্ডাক্টিভ লোডের জন্য ফ্রুইলিং ও ফ্লাইব্যাক পাথ সরবরাহ করুন। একই সাথে চ্যানেল কারেন্ট, কন্ট্রোলার ড্র এবং মার্জিন যোগ করে পাওয়ারের পরিকল্পনা করুন। সোর্স, প্রোটেকশন, কানেক্টর, কপার, ভায়া, ক্যাবল এবং রিটার্ন জুড়ে ভোল্টেজ ড্রপ নির্ণয় করুন, তারপর লোডযুক্ত কানেক্টরে পরিমাপ করে তা নিশ্চিত করুন। রেইল এন্ট্রিতে এবং দ্রুত লোড স্টেপযুক্ত শাখাগুলিতে বাল্ক ক্যাপাসিটর স্থাপন করুন।
হাইড্রোলিক সাইড এবং কন্ট্রোল লজিকের মধ্যে আইসোলেশন উভয়কেই সুরক্ষিত রাখে। সোর্স এনার্জি এবং সম্ভাব্য হারনেস ফল্টের সাথে রিভার্স-পোলারিটি, সার্জ এবং ওভারকারেন্ট প্রোটেকশন মিলিয়ে নিন। ডিএফএম-এর জন্য, কারেন্ট, তাপমাত্রা বৃদ্ধি এবং রাউটিং ডেনসিটি থেকে কপারের ওয়েট ও স্ট্যাকআপ বেছে নিন, তারপর ফ্যাব্রিকেটরের সাথে স্পেসিং এবং ভায়া রুলস নিশ্চিত করুন।
দ্রষ্টব্য: শেয়ার করা কানেক্টর পিন এবং পাতলা গ্রাউন্ড ট্রেস ক্ষণস্থায়ী কারেন্টের মাধ্যমে লোকাল লজিক রেফারেন্সকে স্থানান্তরিত করে, যার ফলে রিসেট ঘটে।
তাপীয় নকশা এবং ত্রুটি যাচাইকরণ
উন্মুক্ত প্যাডগুলিকে একটি থার্মাল-ভায়া প্যাটার্নের মাধ্যমে অবিচ্ছিন্ন কপারের সাথে সংযুক্ত করুন, তারপর সবচেয়ে খারাপ সম্ভাব্য গতিশীল অবস্থায় অ্যাসেম্বল করা বোর্ডটি পরিমাপ করুন। প্রতিটি ফলাফলের পাশে ইনপুট ভোল্টেজ, সক্রিয় চ্যানেল, যান্ত্রিক লোড, বায়ুপ্রবাহ, এনক্লোজারের অবস্থা, পারিপার্শ্বিক তাপমাত্রা এবং সোক টাইম লগ করুন। হট স্পটগুলিকে ডিভাইসের সীমা এবং ডিরেটিং নীতির সাথে তুলনা করুন। প্রতি-চ্যানেল কারেন্ট রেটিং পরীক্ষা করুন; কিছু মাল্টি-চ্যানেল বোর্ড চ্যানেলের সংখ্যার তুলনায় অনেক কম মোট কারেন্ট সরবরাহ করে। ২৪ ভোল্টের জন্য রেট করা বোর্ডগুলিতে রিভার্স-পোলারিটি সুরক্ষা এবং থার্মাল শাটডাউন অন্তর্ভুক্ত থাকা উচিত।
যখন কোনো ত্রুটি দেখা দেয়, তখন হুবহু একই জয়েন্ট কম্বিনেশন, ত্বরণ এবং লোড ব্যবহার করে সেটিকে পুনরায় ঘটান। পর্যাপ্ত ব্যান্ডউইথ সহ স্থানীয় টেস্ট পয়েন্টগুলোতে সর্বনিম্ন রেইল ভোল্টেজ এবং ট্রানজিয়েন্ট সময়কাল পরিমাপ করুন। একই টাইম বেসে সাপ্লাই ভোল্টেজ, রিসেট, কমান্ড সিগন্যাল এবং ফল্ট আউটপুটের মধ্যে সম্পর্ক স্থাপন করুন। একবারে একটি অ্যাকচুয়েটর পরীক্ষা করে এবং ক্যাবলগুলোর পথ পরিবর্তন করে কারণগুলো শনাক্ত করুন। সমাধানটি নিশ্চিত করার জন্য উদ্দিষ্ট ইনপুট-ভোল্টেজ এবং তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে সবচেয়ে খারাপ অবস্থার গতি পুনরায় চালান।
সুবিধা, সীমাবদ্ধতা এবং বাজারের প্রেক্ষাপট
জ্বালানি সাশ্রয়, ব্রেকের আয়ু এবং রক্ষণাবেক্ষণ
আবর্জনা ট্রাকের বহরের বাস্তব পরিসংখ্যান দেখায় যে এর মাধ্যমে কতটা বড় সুবিধা পাওয়া যেতে পারে। মিয়ামি শহরের কর্মকর্তারা পার্কার রানওয়াইজ সিস্টেমের মাধ্যমে ৫১% জ্বালানি সাশ্রয়ের কথা জানিয়েছেন এবং মিয়ামি-ডেড কাউন্টির কর্মকর্তারা ৪৫% সাশ্রয়ের কথা বলেছেন। রুটের ঘনত্ব এবং ট্রাকটি কতটা ব্যবহৃত হচ্ছে তার উপর নির্ভর করে এই একই সিস্টেম প্রতিদিন ২০-৩০ গ্যালন জ্বালানি সাশ্রয় করে। পার্কার বিভিন্ন ক্ষেত্রে প্রায় ৫০% সাশ্রয়ের দাবি করে।
ব্রেকের আয়ুও অনেক বেড়ে যায়। বেশিরভাগ আবর্জনা বহনকারী ট্রাকে বছরে ৩-৪ বার নতুন ব্রেক লাগানোর প্রয়োজন হয়। মিয়ামি শহরের যানবাহনের রেকর্ড থেকে দেখা যায়, কিছু ব্রেক কোনো রকম মেরামত ছাড়াই ৬ বছরেরও বেশি সময় ধরে টিকে ছিল। মিয়ামি শহরের সুপারিনটেনডেন্ট হোসে দাভিলা বলেন, একটি গাড়ির ১০ বছরের জীবনচক্রের ৬ বছর নাগাদ ব্রেক রক্ষণাবেক্ষণে ৮১,০০০ ডলার সাশ্রয় হয়।
ছন্দোময় | মূল্য |
|---|---|
জ্বালানি সাশ্রয়, মিয়ামি শহর | ৮০% |
জ্বালানি সাশ্রয়, মিয়ামি-ডেড কাউন্টি | ৮০% |
ব্রেক রক্ষণাবেক্ষণে সাশ্রয়, ৬-বছর মেয়াদী | $81,000 |
বেসলাইন ব্রেক প্রতিস্থাপন | বছরে ১-২ বার |
ব্রেক সার্ভিস ব্যবধান অর্জিত হয়েছে | ছয় বছরেরও বেশি সময় ধরে অক্ষত। |
হাইব্রিড ইলেক্ট্রো-হাইড্রোলিক অ্যাকচুয়েটরগুলো প্রচলিত হাইড্রোলিক পাওয়ার সিস্টেমকেও বিভিন্ন দিক থেকে ছাড়িয়ে যায়। চাহিদা অনুযায়ী শক্তি সরবরাহের (পাওয়ার-অন-ডিমান্ড) নকশাটি, সারাক্ষণ চলতে থাকা একটি মোটরের চেয়ে আরও দক্ষতার সাথে শক্তি ব্যবহার করে। অনবোর্ড সার্ভো কন্ট্রোল অবস্থান, গতি এবং বলের ওপর সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ প্রদান করে। একটি সম্পূর্ণ সিল করা, ক্লোজড-সার্কিট সিস্টেমে কোনো তরল রিফিল করার প্রয়োজন হয় না এবং ৮,০০০ ঘণ্টার বেশি আয়ুষ্কালের একটি বিল্ট-ইন ফিল্টার রক্ষণাবেক্ষণ-মুক্ত কার্যকারিতা নিশ্চিত করে। এই ইউনিটগুলো আকস্মিক ও পার্শ্বীয় ভার (শক লোড) সামলাতে পারে এবং এগুলোর বলের ক্ষমতা ১,৫০,০০০ পাউন্ড (৬৬৭ কিলোনিউটন) পর্যন্ত পৌঁছায়।
পরামর্শ: হাইব্রিড ড্রাইভ সলিউশন মূল্যায়ন করার সময় শুধু ক্রয়মূল্যই নয়, রক্ষণাবেক্ষণের সময়কালও তুলনা করুন।
প্রতিযোগিতা এবং জ্বালানি-নিরপেক্ষ সক্ষমতা
কিছু মেশিন ক্লাসে বৈদ্যুতিক শক্তি সরাসরি প্রতিযোগিতা করে। ব্যাটারির খরচ, চার্জিং পরিকাঠামো এবং ডিউটি-সাইকেল ফিট নির্ধারণ করে কে জিতবে। উচ্চ-বল ও উচ্চ-আঘাতের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে হাইড্রোলিক সিস্টেমের একটি সুবিধা রয়েছে, যেখানে একটি হাইব্রিড লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটর তুলনামূলক আকারের একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক অ্যাকচুয়েটরের চেয়ে ৩০০% বেশি পাওয়ার ডেনসিটি সরবরাহ করে।
যেকোনো জ্বালানিতে চলতে পারাটা এর একটি মূল শক্তি। ইঞ্জিন স্তরটি হাইড্রোলিক সার্কিট পুনরায় ডিজাইন না করেই ডিজেল, প্রাকৃতিক গ্যাস বা অন্যান্য জ্বালানি গ্রহণ করে। একটি হাইব্রিড লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটর এবং অন্যান্য হাইব্রিড লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটরগুলো, যে জ্বালানিই পোড়ানো হোক না কেন, ব্রেকিং শক্তি পুনরুদ্ধার করে। পাম্পের দুটি ডিসপ্লেসমেন্ট সেটিং বিভিন্ন চাপের পরিস্থিতিতে প্যাকেজটিকে কম্প্যাক্ট রাখে। ইলেক্ট্রো-হাইড্রোলিক এবং ব্যাটারি-ইলেকট্রিক পথের মধ্যে একটি বেছে নেওয়ার আগে প্রকৌশলীদের ডিউটি সাইকেল এবং অবকাঠামো বিবেচনা করা উচিত।
সীমাবদ্ধতা এবং নকশার বাধা
অ্যাকুমুলেটরের আকার প্রতিটি ব্রেকিং ইভেন্টে সিস্টেম কী পরিমাণ শক্তি সঞ্চয় করতে পারে তা সীমিত করে। কম গ্যাস প্রি-চার্জ ধারণক্ষমতা কমিয়ে দেয় এবং তরলের তাপমাত্রা বাড়িয়ে দেয়। প্যাকেজিংও নকশাকে সীমাবদ্ধ করে, কারণ উচ্চ-চাপের পাত্রগুলির জন্য স্থান এবং কাঠামোগত সুরক্ষার প্রয়োজন হয়।
মোড পরিবর্তনের সাথে সাথে নিয়ন্ত্রণের জটিলতা বেড়ে যায়। কন্ট্রোলারকে অবশ্যই পুরো ড্রাইভ জুড়ে হিস্টেরেসিস, প্রেসার ব্যান্ড এবং ফল্ট রেসপন্স পরিচালনা করতে হবে। রিলিজ করার আগে লোডেড এবং আনলোডেড উভয় অবস্থাতেই ট্রানজিশন আচরণ যাচাই করে নেওয়া উচিত।
ডিজাইনটি মেশিনটি চালানোর দুটি উপায় প্রদান করে। এই মোডগুলো, রিজেনারেটিভ ব্রেকিং-এর সাথে মিলে জ্বালানি ও রক্ষণাবেক্ষণ খরচ সাশ্রয় করে। কন্ট্রোল বোর্ড সেই ক্ষমতাকে নির্ভুল এবং পুনরাবৃত্তিযোগ্য গতিতে রূপান্তরিত করে।
প্রকৌশলীদের জন্য, হাইড্রোলিক/সার্ভো হাইব্রিড ড্রাইভ সিস্টেম এমন একটি ড্রাইভট্রেন প্রদান করে যা যেকোনো জ্বালানিতে চলে এবং যার রক্ষণাবেক্ষণ সহজ। তবে এর ইলেকট্রনিক্স স্তরে এখনও সতর্ক মিক্সড-সিগন্যাল পার্টিশনিং এবং থার্মাল ডিজাইনের প্রয়োজন রয়েছে। এই দুটি ক্ষেত্রকে সর্বোচ্চ অগ্রাধিকার দিন, পরে ভাবার বিষয় হিসেবে নয়।
কঠোরতর নির্গমন বিধিমালা এমন ড্রাইভট্রেনকে প্রাধান্য দেয় যা কম জ্বালানি খরচ করে এবং ব্রেকিং শক্তি পুনরুদ্ধার করে। যে দলগুলো হাইড্রলিক এবং ইলেকট্রনিক উভয় স্তর সম্পর্কে জ্ঞান অর্জন করে, তারা দেখবে যে এই প্ল্যাটফর্মটি সেই দিকের সাথে ভালোভাবে খাপ খায়। এখানে করা সতর্ক নকশার কাজ যন্ত্রটির জীবনকাল জুড়ে সুফল বয়ে আনে।
FAQ
টেস্ট রানের আগে অ্যাকুমুলেটরের প্রি-চার্জ কীভাবে পরীক্ষা করবেন?
প্রতিবার চালানোর আগে নির্দিষ্ট চাপ সীমার সাথে গ্যাসের পরিমাণ পরীক্ষা করে নিন। পরিমাণ কম হলে ধারণক্ষমতা কমে যায় এবং তরল আরও গরম হয়ে ওঠে। হাইড্রোলিক সার্কিটে মানটি পড়ুন, তারপর পরীক্ষার শর্তাবলীর পাশে তা লিখে রাখুন। পাত্রটি খোলার প্রয়োজন হয় এমন যেকোনো পরিষেবার পরে আবার এই পরীক্ষাটি করুন।
একটি প্রপোর্শনাল সোলেনয়েড ড্রাইভারের কেন PWM ডিথার প্রয়োজন হয়?
স্থির ঘর্ষণের কারণে সামান্য কমান্ডেও ভালভের স্পুল আটকে যেতে পারে। একটি অতি ক্ষুদ্র কম্পন, যা আপনি টেরও পান না, স্পুলটিকে সচল রাখে। ডিথার ফ্রিকোয়েন্সি এবং অ্যাম্প্লিটিউড ভালভের স্পেসিফিকেশন অনুযায়ী সেট করুন এবং ইউনিভার্সাল ড্রাইভারগুলিতে উভয়কেই অ্যাডজাস্টেবল বা পরিবর্তনযোগ্য রাখুন। শুধু ডেটাশিট দেখে নয়, আসল ভালভের সেটিংস পরীক্ষা করে দেখুন।
আপনি কীভাবে একটি বোর্ডে উচ্চ-কারেন্ট সোলেনয়েড ড্রাইভার এবং প্রিসিশন সার্ভো সার্কিটগুলিকে বিভক্ত করেন?
বোর্ডটিকে বিভিন্ন জোনে ভাগ করুন । এইচ-ব্রিজকে চওড়া কপার, একটি ডাইরেক্ট রিটার্ন প্লেন এবং কেলভিন শান্ট রাউটিং দিন। কন্ট্রোলারের জন্য ঘন ডিকাপলিং সহ একটি শান্ত গ্রাউন্ড এরিয়া রাখুন। এনকোডার ডিফারেনশিয়াল পেয়ারগুলোকে গেট-ড্রাইভ এজ থেকে দূরে রাউট করুন। বেশিরভাগ ব্যর্থতার কারণ হলো সুইচিং লুপ এবং সেন্সিং সার্কিটের মধ্যে দুর্বল বিভাজন।
মোড-সুইচিং ড্রাইভ রিলিজ করার আগে আপনার কী যাচাই করা উচিত?
ড্রাইভটি লোড করা এবং আনলোড করা অবস্থায় ট্রানজিশনটি পরীক্ষা করুন। নিশ্চিত করুন যে সুইচ পয়েন্টের চারপাশের হিস্টেরেসিস মোডগুলির মধ্যে হান্টিং বন্ধ করে। সাপ্লাই ভোল্টেজ, রিসেট, কমান্ড সিগন্যাল এবং ফল্ট আউটপুটকে একই টাইম বেসে সারিবদ্ধ করুন। রিলিজ করার আগে পরিকল্পিত ইনপুট-ভোল্টেজ এবং তাপমাত্রার শর্তে সবচেয়ে খারাপ অবস্থার মোশনটি পুনরায় চালান।
