ডিসি-লিংক ক্যাপাসিটরের ব্যর্থতা নির্ণয়: ফুলে ওঠা, ESR বৃদ্ধি ও রিপল কারেন্ট পরিমাপের ধাপে ধাপে পদ্ধতি

ঢাকার একটি টেক্সটাইল মিলে স্পিনিং ফ্রেমের ইনভার্টার পিক লোডের সময় ঘন ঘন ট্রিপ করছিল। খোলার পর দেখা গেল, ডিসি-লিংকের অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের ভেন্ট ফুলে উঠেছে এবং ক্যানের নিচে শুকনো ইলেক্ট্রোলাইটের চিহ্ন। সাধারণ অভ্যাস হলো ক্যাপাসিটরটি বদলে কিছুদিন পর আবার একই সমস্যা দেখা দেওয়া — কারণ গোড়ার কারণটি, অর্থাৎ রিপল কারেন্টের ভার এবং তাপীয় চাপ, কখনো পরিমাপই করা হয়নি।

এই নিবন্ধে আমরা মাঠ পর্যায়ের একটি পদ্ধতি দেখব: প্রথমে লক্ষণ শনাক্ত করব, তারপর ক্যাপাসিট্যান্স, ESR এবং রিপল কারেন্ট — এই তিনটি পরিমাপের ভিত্তিতে সিদ্ধান্ত নেব, আর শেষে প্রতিস্থাপন ও প্রতিরোধের একটি চেকলিস্ট দেব।

১. লক্ষণ শনাক্ত: ট্রিপের ধরনই বলে দেয় সমস্যা কোথায়

ডিসি-লিংক ক্যাপাসিটর যখন বার্ধক্যে পৌঁছায়, ইনভার্টার যে লক্ষণগুলো দেখায় তা নিচে দেওয়া হলো। প্রতিটি লক্ষণের সঙ্গে সম্ভাব্য ক্যাপাসিটর-নির্ভর কারণও দেওয়া হলো।

• ওভারভোল্টেজ ট্রিপ: ক্যাপাসিট্যান্স কমে গেলে এবং ESR বাড়লে DC bus-এর রিপল ভোল্টেজ বেড়ে যায়; রিজেনারেটিভ ব্রেকিংয়ের সময় এটি ওভারভোল্টেজ প্রোটেকশন ট্রিগার করে।
• লোড ওঠানামায় অনিয়ম: মোটরের গতি অস্থির হয়, কারণ DC bus-এ ভোল্টেজ ডিপ তৈরি হয় এবং IGBT গেট ড্রাইভের সাপ্লাই অস্থির হয়ে পড়ে।
• হিউমিং শব্দ: রিপল কারেন্টের কারণে ক্যাপাসিটরের ফয়েল যান্ত্রিক কম্পনে গুঞ্জন শব্দ করে — এটি ESR বৃদ্ধির একটি আগাম ইঙ্গিত।
• কেসের তাপমাত্রা অস্বাভাবিক: স্বাভাবিক লোডেও ক্যাপাসিটরের কেস ৩০°C-এর বেশি গরম হলে রিপল কারেন্ট রেটিং ছাড়িয়ে যাচ্ছে বলে ধরে নেওয়া যুক্তিসঙ্গত।

২. স্তরে স্তরে মূল কারণ পরীক্ষা

প্রতিটি স্তর আগের স্তরকে নিশ্চিত করে। এক স্তরে আটকে না থেকে চারটি স্তরই সম্পন্ন করুন।

স্তর ১: ভিজ্যুয়াল পরীক্ষা

ভেন্ট ফুলে ওঠা (বাল্জ), টপ সিলের ফাটল, ক্যানের পাশে তরল ঝরা, বিস্ফোরিত হলে ভেতরের কাগজের স্তর দেখা যাওয়া — এই চারটি চিহ্নের যেকোনো একটি দেখা গেলেই ক্যাপাসিটরটি ব্যর্থ হয়েছে। কিন্তু এখানেই থেমে গেলে ভুল হবে: একই ব্যাংকের বাকি ক্যাপাসিটরগুলোও একই চাপে আছে কি না, তা পরীক্ষা করতে হবে।

স্তর ২: ক্যাপাসিট্যান্স পরিমাপ

LCR মিটার ১২০ Hz-এ দিয়ে ক্যাপাসিট্যান্স মাপুন। ক্যাপাসিটরটি আগে সম্পূর্ণ ডিসচার্জ করে নিন। ক্যাপাসিট্যান্স নামপ্লেট রেটিংয়ের ৮০%-এর নিচে নেমে গেলে প্রতিস্থাপনযোগ্য। মনে রাখবেন, নতুন অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের সাধারণ সহনশীলতা ±২০%, তাই ৮০% মানে আসল ব্যর্থতার সীমা — ঠিক আছে কি না তা মাপা মানের সঙ্গেই তুলনা করুন।

স্তর ৩: ESR পরিমাপ

একই মিটারে ১০০ kHz-এ ESR মাপুন। সাধারণ নিয়ম: ডেটাশিটের প্রাথমিক ESR-এর দ্বিগুণের বেশি হলে ক্যাপাসিটরের কার্যকর আয়ু শেষ। উদাহরণস্বরূপ, ৪৫০ V শ্রেণির একটি ১০০ µF ক্যাপাসিটরের নতুন অবস্থায় ESR প্রায় ১.৫-৩ Ω হতে পারে; ৫-৬ Ω বা তার বেশি হলে তাপ উৎপাদন উল্লেখযোগ্যভাবে বেড়ে যায়। প্রতিস্থাপনের আগে একই ব্যাংকের প্রতিটি ক্যাপাসিটরের ESR আলাদাভাবে মাপুন — দুটি ক্যাপাসিটর সমান্তরাল থাকলে একটি ব্যর্থ হলেও অন্যটির ওপর চাপ বাড়ে।

স্তর ৪: রিপল কারেন্ট ও তাপমাত্রা

হুক-অন ক্ল্যাম্প মিটার দিয়ে DC bus-এর AC কারেন্ট মাপুন। এই রিপল কারেন্ট ক্যাপাসিটরের রেটিংয়ের (নির্দিষ্ট পরিবেশ তাপমাত্রায়) তুলনায় কত শতাংশ, তা হিসাব করুন। পাশাপাশি কেস-থেকে-পরিবেশ তাপমাত্রার পার্থক্য ΔT মাপুন। ΔT ১৫-২০ K স্বাভাবিক, ৩০ K-এর বেশি হলে রিপল কারেন্ট মার্জিন না রাখার পরিণাম।

৩. পরিমাপের গ্রহণযোগ্য মান ও সিদ্ধান্ত সারণি

এই সারণির মানগুলো শিল্পের প্রচলিত সীমারেখা — নির্দিষ্ট ডেটাশিটে ভিন্ন হতে পারে। তাই প্রতিস্থাপনের আগে প্রস্তুতকারকের ডেটাশিটের মানের সাথে মিলিয়ে নিন।

৪. প্রতিস্থাপন ও প্রতিরোধের চেকলিস্ট

ভালো ক্যাপাসিটর বসালেই সমস্যা মিটে না; সঠিক ক্যাপাসিটর বসাতে হবে এবং একই অবস্থা যেন আবার না ঘটে, তা নিশ্চিত করতে হবে।

• ভোল্টেজ রেটিং: DC bus nominal voltage-এর কমপক্ষে ১.২ গুণ। ৩৮০ V থ্রি-ফেজ ইনপুটে ব্রেকিংয়ের সময় bus voltage ৭৫০-৮০০ V-এ পৌঁছাতে পারে, তাই ৪৫০ V রেটিং সাধারণত ন্যূনতম।
• ক্যাপাসিট্যান্স: মূল ক্যাপাসিটরের সমান মান। ভিন্ন মান বসালে রিপল কারেন্ট এবং ভোল্টেজ লিফলেট বদলে যায়; তাই গণনা না করে মান বদলাবেন না।
• রিপল কারেন্ট রেটিং: ফুল লোডে পরিমাপ করা রিপল কারেন্টের কমপক্ষে ১.২-১.৫ গুণ। ১০৫°C শ্রেণির ক্যাপাসিটর বেছে নিলে অপারেটিং তাপমাত্রায় ডিরেটিং মার্জিনও বেশি থাকে।
• শীতলীকরণ: ক্যাপাসিটরের কাছে বায়ুপ্রবাহ অবাধ রাখুন। ইনভার্টারের কুলিং ফ্যানের ফিল্টার প্রতি ৩ মাসে পরিষ্কার করা দরকার — ধুলা জমলে কেস তাপমাত্রা দ্রুত বাড়ে।
• ব্রেকিং সার্কিট যাচাই: রিজেনারেটিভ ব্রেকিংয়ের সময় DC bus ভোল্টেজ স্পাইক হলে ব্রেক চপার ও ব্রেকিং রেজিস্টর ঠিক আছে কি না পরীক্ষা করুন। ব্রেক চপার ব্যর্থ হলে DC-link ক্যাপাসিটরই পুরো স্পাইক শোষণ করে, ফলে আয়ু কমে যায়।
• নিয়মিত পরিমাপ: প্রতি ৬ মাসে ESR ও ক্যাপাসিট্যান্স মাপুন এবং রেজিস্টার বানান। একই ইনভার্টারের ভেতরের সব ক্যাপাসিটরের মান নোট করুন; অস্বাভাবিক প্রবণতা আগে থেকেই ধরা পড়বে।

এই ধাপগুলো অনুসরণ করলে মেরামতের খরচ কমবে, কারণ যন্ত্রপাতি অযাচিতভাবে বন্ধ থাকবে না। ডিসি-লিংক ক্যাপাসিটরকে শুধু ভোগ্য যন্ত্রাংশ হিসেবে নয়, ইনভার্টারের আয়ু নির্ধারণকারী উপাদান হিসেবে দেখতে হবে।