क्या आपने कभी अपने एयर कंडीशनर के घटकों के जीवनकाल के बारे में सोचा है? यह लेख आपको एसी कैपेसिटर पर एक व्यापक नज़र देगा, जो आपके एसी सिस्टम के संचालन के लिए आवश्यक हैं। हम इन घटकों के बारे में सब कुछ जानेंगे, वे क्या करते हैं और विभिन्न प्रकार के उपलब्ध हैं, वे कभी-कभी क्यों विफल होते हैं, उनके जीवनकाल को क्या प्रभावित करता है, और यहां तक कि आप उनके जीवन को कैसे बढ़ा सकते हैं। चाहे आप अपने एसी के बारे में उत्सुक हों या आप इस क्षेत्र में एक पेशेवर हों, हमने आपको कवर किया है। एसी कैपेसिटर, हालांकि अक्सर अनदेखा किया जाता है, वास्तव में एक बहुत ही महत्वपूर्ण हिस्सा है। और आश्चर्यजनक रूप से, कैपेसिटर विफलता एक आम कारण है कि एसी इकाइयां खराब हो जाती हैं। वास्तव में, उद्योग के अनुमान बताते हैं कि लगभग 7-10% सभी आवासीय एसी सेवा कॉल कैपेसिटर विफलताओं के कारण होते हैं। इसलिए इस घटक और इसकी संभावित समस्याओं को समझना इतना महत्वपूर्ण है।
एयर कंडीशनर कैपेसिटर क्या है?
तो, वास्तव में क्या है एक एयर कंडीशनर कैपेसिटर? यह एक विद्युत घटक है जो एक विद्युत क्षेत्र में ऊर्जा का भंडारण करता है। यह क्षेत्र दो प्रवाहकीय प्लेटों के बीच बनाया गया है, जो आमतौर पर धातु से बने होते हैं, जिन्हें एक इन्सुलेट सामग्री द्वारा अलग किया जाता है जिसे ढांकता हुआ कहा जाता है। इसे इस तरह समझें: कैपेसिटर इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से ऊर्जा का भंडारण करता है, जैसे कि एक बैटरी। लेकिन बैटरी के विपरीत, जो रासायनिक रूप से ऊर्जा का भंडारण करती है, एक कैपेसिटर अपनी संग्रहीत ऊर्जा को बहुत तेजी से जारी कर सकता है। यह इसे उच्च शक्ति के छोटे फटने प्रदान करने के लिए एकदम सही बनाता है।
यह महत्वपूर्ण क्यों है? खैर, यह संग्रहीत ऊर्जा तेजी से डिस्चार्ज हो सकती है, जिससे आपके एसी यूनिट में घटकों को आवश्यक पावर बूस्ट मिलता है। विशेष रूप से, कैपेसिटर एसी के मोटर्स, जिसमें कंप्रेसर मोटर और पंखा मोटर शामिल हैं, को शुरू करने के लिए प्रारंभिक “किक” प्रदान करता है। कंप्रेसर मोटर को शुरू करने और रेफ्रिजरेंट को संपीड़ित करने के लिए ऊर्जा के एक महत्वपूर्ण विस्फोट की आवश्यकता होती है। पंखा मोटर को भी हवा को प्रभावी ढंग से प्रसारित करने के लिए जल्दी से परिचालन गति तक पहुंचने की आवश्यकता होती है।
अब, कुछ कैपेसिटर, जिन्हें रन कैपेसिटर कहा जाता है, मोटर्स को चलाने में भी मदद करते हैं अधिक शुरू होने के बाद कुशलता से। वे लगातार वोल्टेज प्रदान करके और मोटर वाइंडिंग के बीच एक चरण बदलाव बनाकर ऐसा करते हैं, जो मोटर के प्रदर्शन को अनुकूलित करता है। और मोटर दक्षता क्यों महत्वपूर्ण है? क्योंकि इसका मतलब है ऊर्जा की खपत में कमी और मोटर पर कम घिसाव, जो संभावित रूप से इसके जीवनकाल को बढ़ा सकता है। यह सब समझना यह समझने के लिए महत्वपूर्ण है कि कैपेसिटर की विफलता वास्तव में आपके एसी यूनिट के संचालन को कैसे प्रभावित कर सकती है।
आपके एसी यूनिट को सही ढंग से शुरू करने और चलाने के लिए कैपेसिटर बिल्कुल आवश्यक है। यह समझने के लिए कि क्यों, एसी कैपेसिटर को अपनी कार में स्टार्टर मोटर की तरह समझें। स्टार्टर मोटर इंजन को क्रैंक करने के लिए प्रारंभिक शक्ति प्रदान करता है। इसी तरह, एसी कैपेसिटर आपके एसी यूनिट में कंप्रेसर और पंखा मोटर्स को शुरू करने के लिए प्रारंभिक शक्ति प्रदान करता है। एक कार्यात्मक स्टार्टर मोटर के बिना, आपकी कार का इंजन बस चालू नहीं होगा। और ठीक उसी तरह, एक काम करने वाले कैपेसिटर के बिना, आपकी एसी यूनिट या तो बिल्कुल भी शुरू नहीं होगी या शुरू होने के लिए वास्तव में संघर्ष करेगी। इससे आपका एसी आपके घर को ठंडा करने में विफल हो सकता है, और संघर्ष करने वाली मोटर ज़्यादा गरम होने या अत्यधिक तनाव से क्षतिग्रस्त भी हो सकती है।
यह समझना महत्वपूर्ण है कि कैपेसिटर का काम अन्य प्रमुख एसी घटकों से अलग है। संधारित्र शुरू होता है कंप्रेसर। कंप्रेसर स्वयं तब पूरे सिस्टम में रेफ्रिजरेंट को प्रसारित करने के लिए जिम्मेदार होता है। कैपेसिटर वास्तव में रेफ्रिजरेंट के साथ इंटरैक्ट नहीं करता है; यह सिर्फ उस मोटर को शक्ति प्रदान करता है जो कंप्रेसर को चलाती है, जो तब रेफ्रिजरेंट को स्थानांतरित करती है। और अंत में, थर्मोस्टैट नियंत्रण केंद्र के रूप में कार्य करता है, जो शीतलन की आवश्यकता का संकेत देता है। कैपेसिटर थर्मोस्टैट से उस संकेत का जवाब देने के लिए मोटर्स को आवश्यक शक्ति प्रदान करता है।
एसी कैपेसिटर वास्तव में कैसा दिखता है? वे आमतौर पर बेलनाकार होते हैं, हालांकि आप अंडाकार भी देख सकते हैं। बेलनाकार आकार आंतरिक घटकों को समाहित करने का एक कुशल तरीका है: वे प्रवाहकीय प्लेटें और ढांकता हुआ सामग्री जिसके बारे में हमने पहले बात की थी। वे एक सुरक्षात्मक आवास में संलग्न हैं, जो धातु (अक्सर एल्यूमीनियम) या प्लास्टिक हो सकता है। धातु के आवरण आम तौर पर अधिक टिकाऊ होते हैं और गर्मी को बेहतर ढंग से नष्ट करने में मदद करते हैं। हालांकि, प्लास्टिक के आवरण जंग के प्रति अधिक प्रतिरोधी हो सकते हैं, खासकर आर्द्र वातावरण में या उन जगहों पर जहां वे संक्षारक पदार्थों के संपर्क में आ सकते हैं।
आप यह भी देखेंगे कि कैपेसिटर में विद्युत कनेक्शन के लिए टर्मिनल होते हैं। कैपेसिटर के प्रकार के आधार पर, दो या तीन टर्मिनल होंगे। ये टर्मिनल अपने कार्य और ध्रुवता (यदि लागू हो) को दिखाने के लिए स्पष्ट रूप से लेबल किए गए हैं। सामान्य चिह्नों में सामान्य के लिए “C”, हर्मेटिक कंप्रेसर कनेक्शन के लिए “H” या “Herm” और पंखा कनेक्शन के लिए “F” शामिल हैं। यह सच में इन चिह्नों को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि गलत वायरिंग कैपेसिटर, जिस मोटर से यह जुड़ा है, या यहां तक कि दोनों को भी नुकसान पहुंचा सकती है!
एसी कैपेसिटर के प्रकार
स्टार्ट कैपेसिटर
ठीक है, चलो स्टार्ट कैपेसिटर से शुरू करते हुए, एसी कैपेसिटर के विभिन्न प्रकारों में गोता लगाते हैं। जैसा कि नाम से पता चलता है, इन कैपेसिटर को एसी मोटर, आमतौर पर कंप्रेसर मोटर को शुरू करने के लिए विद्युत ऊर्जा का एक बड़ा, छोटा विस्फोट प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसे एक भारी वस्तु को गतिहीनता से स्थानांतरित करने के लिए वास्तव में मजबूत, प्रारंभिक धक्का की आवश्यकता की तरह समझें।
तकनीकी रूप से बोलना, स्टार्ट कैपेसिटर में उच्च कैपेसिटेंस मान होते हैं, जो आमतौर पर 70 से 1200 माइक्रोफ़ारड (µF) तक होते हैं। प्रतीक “µF” माइक्रोफ़ारड के लिए है, जो विद्युत कैपेसिटेंस की एक इकाई है। आपको कुछ परिप्रेक्ष्य देने के लिए, एक फ़ारड एक है विशाल कैपेसिटेंस की इकाई, इसलिए इलेक्ट्रॉनिक्स और विद्युत प्रणालियों में कैपेसिटर में आमतौर पर माइक्रोफ़ारड (एक फ़ारड का दस लाखवां हिस्सा) या यहां तक कि पिकोफ़ारड (एक फ़ारड का खरबवां हिस्सा) में मापे गए मान होते हैं। स्टार्ट कैपेसिटर में रन कैपेसिटर की तुलना में अपेक्षाकृत कम वोल्टेज रेटिंग भी होती है, जिस पर हम आगे चर्चा करेंगे।
उच्च कैपेसिटेंस क्यों? खैर, यह उस प्रारंभिक मोटर स्टार्ट के लिए बड़ी मात्रा में ऊर्जा संग्रहीत करने के लिए आवश्यक है, जो चीजों को गतिमान करने के लिए आवश्यक टॉर्क प्रदान करता है। और ऊर्जा वितरण एक छोटा विस्फोट क्यों है? क्योंकि लंबे समय तक उपयोग करने से कैपेसिटर ज़्यादा गरम हो जाएगा और क्षतिग्रस्त हो जाएगा। स्टार्ट कैपेसिटर को निरंतर संचालन पर उच्च ऊर्जा भंडारण को प्राथमिकता देने के लिए डिज़ाइन किया गया है। आप आमतौर पर उन्हें अधिकांश आवासीय एसी इकाइयों में कंप्रेसर मोटर के लिए उपयोग करते हुए पाएंगे।
स्टार्ट कैपेसिटर आमतौर पर इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर होते हैं। इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर अपेक्षाकृत छोटे और लागत प्रभावी पैकेज में उच्च कैपेसिटेंस मान प्रदान करते हैं। हालांकि, वे आम तौर पर अन्य प्रकारों की तुलना में विफलता की अधिक संभावना रखते हैं, जैसे कि फिल्म कैपेसिटर, उनके आंतरिक निर्माण और इसमें शामिल रासायनिक प्रक्रियाओं के कारण।
रन कैपेसिटर
अगला रन कैपेसिटर है। स्टार्ट कैपेसिटर के विपरीत, रन कैपेसिटर मोटर को शुरू होने के बाद सुचारू रूप से चलाने में मदद करने के लिए ऊर्जा की एक निरंतर, छोटी आपूर्ति प्रदान करते हैं। वे एसी पावर चक्र के साथ तालमेल बिठाकर लगातार चार्ज और डिस्चार्ज करते हैं। इसे ईंधन की एक स्थिर धारा की तरह समझें जो चाबी घुमाने के बाद इंजन को सुचारू रूप से चलाती रहती है।
रन कैपेसिटर में कम कैपेसिटेंस मान होते हैं, आमतौर पर 2.5 से 100 µF तक, लेकिन स्टार्ट कैपेसिटर की तुलना में उनकी वोल्टेज रेटिंग अधिक होती है। कम कैपेसिटेंस पर्याप्त है क्योंकि रन कैपेसिटर को केवल एक बड़े प्रारंभिक उछाल के बजाय, मोटर के संचालन को बनाए रखने के लिए एक छोटा, निरंतर बढ़ावा प्रदान करने की आवश्यकता होती है। उच्च वोल्टेज रेटिंग आवश्यक है क्योंकि रन कैपेसिटर को बिना टूटे एसी यूनिट के वोल्टेज पर निरंतर संचालन का सामना करने की आवश्यकता होती है।
आपको एसी इकाइयों में कंप्रेसर और पंखा मोटर्स दोनों के लिए उपयोग किए जाने वाले रन कैपेसिटर मिलेंगे। वे आमतौर पर मेटलाइज्ड पॉलीप्रोपाइलीन फिल्म कैपेसिटर होते हैं। मेटलाइज्ड पॉलीप्रोपाइलीन फिल्म कैपेसिटर इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की तुलना में निरंतर संचालन के लिए अधिक टिकाऊ और विश्वसनीय होते हैं। वे एक लंबा जीवनकाल प्रदान करते हैं, विफलता की संभावना कम होती है, और उच्च परिचालन तापमान को संभाल सकते हैं।
डुअल-रन कैपेसिटर
अंत में, हमारे पास दोहरी-रन कैपेसिटर हैं। ये कैपेसिटर एक स्टार्ट कैपेसिटर और एक रन कैपेसिटर दोनों के कार्यों को एक इकाई में जोड़ते हैं। वे कैसे काम करते हैं? एक दोहरी-रन कैपेसिटर में तीन टर्मिनल होते हैं: एक को "C" सामान्य के लिए, एक को पंखे की मोटर कनेक्शन के लिए "Fan" लेबल किया जाता है, और एक को हर्मेटिक कंप्रेसर मोटर कनेक्शन के लिए "Herm" (या "H") लेबल किया जाता है। इन तीन टर्मिनलों की उपस्थिति एक दोहरी-रन कैपेसिटर की पहचान करने की कुंजी है; सिंगल-रन या स्टार्ट कैपेसिटर में केवल दो टर्मिनल होंगे।
आंतरिक रूप से, एक दोहरी-रन कैपेसिटर अनिवार्य रूप से दो कैपेसिटर हैं - एक शुरुआती के लिए डिज़ाइन किया गया है और एक रनिंग के लिए - एक ही आवास में एक साथ पैक किया गया है। आपको आमतौर पर आधुनिक एसी इकाइयों में दोहरी-रन कैपेसिटर मिलेंगे। वे जगह बचाते हैं और व्यक्तिगत घटकों की संख्या को कम करके एसी इकाई के भीतर वायरिंग को सरल बनाते हैं। हालाँकि, एक महत्वपूर्ण नकारात्मक पहलू है: यदि दोहरे कैपेसिटर का एक भाग (शुरुआत या रन अनुभाग) विफल हो जाता है, तो पूरा इकाई को बदलने की आवश्यकता है, भले ही दूसरा खंड पूरी तरह से काम कर रहा हो। तो, यदि "स्टार्ट" या "रन" अनुभाग विफल हो जाता है, तो पूरा दोहरी-रन कैपेसिटर बेकार हो जाता है।
एसी कैपेसिटर कैसे काम करते हैं
तो, एसी कैपेसिटर वास्तव में कैसे काम? मूल सिद्धांत कैपेसिटेंस है, जो एक घटक की विद्युत आवेश को संग्रहीत करने की क्षमता है। एक कैपेसिटर में, यह दो प्रवाहकीय प्लेटों को रखकर किया जाता है, जो आमतौर पर धातु से बने होते हैं, जिन्हें डाइइलेक्ट्रिक नामक एक इन्सुलेट सामग्री द्वारा अलग किया जाता है।
हवा या किसी अन्य इन्सुलेट सामग्री से भरे एक छोटे से अंतर से अलग दो समानांतर धातु प्लेटों की कल्पना करें। प्लेटों का सतह क्षेत्र जितना बड़ा होगा, कैपेसिटेंस उतना ही अधिक होगा, जिसका अर्थ है कि कैपेसिटर अधिक चार्ज स्टोर कर सकता है। इसके अलावा, प्लेटों के बीच की दूरी जितनी छोटी होगी, कैपेसिटेंस उतना ही अधिक होगा। डाइइलेक्ट्रिक सामग्री के गुण भी कैपेसिटेंस को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं। विभिन्न सामग्रियों में एक विद्युत क्षेत्र में विद्युत ऊर्जा को संग्रहीत करने की अलग-अलग क्षमताएं होती हैं।
इन कारकों के बीच संबंध को सूत्र द्वारा संक्षेपित किया गया है: C = εA/d, जहाँ C कैपेसिटेंस है, ε (एप्सीलोन) डाइइलेक्ट्रिक की परमिटिटिविटी है (विद्युत ऊर्जा को संग्रहीत करने की इसकी क्षमता का एक माप), A प्लेटों का क्षेत्रफल है, और d प्लेटों के बीच की दूरी है।
जब आप कैपेसिटर में वोल्टेज लगाते हैं तो क्या होता है? खैर, इलेक्ट्रॉन प्रवाहकीय प्लेटों में से एक पर जमा होने लगते हैं, जिससे उस प्लेट पर एक नकारात्मक चार्ज बनता है। क्योंकि विपरीत चार्ज आकर्षित होते हैं, दूसरी प्लेट पर एक समान और विपरीत सकारात्मक चार्ज विकसित होता है। प्लेटों के बीच डाइइलेक्ट्रिक सामग्री एक इन्सुलेटर के रूप में कार्य करती है, जो संचित इलेक्ट्रॉनों को सीधे गैप से सकारात्मक रूप से चार्ज प्लेट तक बहने से रोकती है। डाइइलेक्ट्रिक के गुण निर्धारित करते हैं कि दिए गए वोल्टेज पर कितना चार्ज संग्रहीत किया जा सकता है।
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एक कैपेसिटर में ऊर्जा विद्युत क्षेत्र में संग्रहीत होती है जो सकारात्मक और नकारात्मक रूप से चार्ज प्लेटों के बीच बनाई जाती है। इसे रबर बैंड को खींचने जैसा समझें। खींचा हुआ रबर बैंड संभावित ऊर्जा संग्रहीत करता है, जिसे छोड़ने पर छोड़ा जा सकता है। इसी तरह, कैपेसिटर विद्युत क्षेत्र में विद्युत संभावित ऊर्जा संग्रहीत करता है। संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा सूत्र द्वारा दी गई है: E = 1/2CV², जहाँ E ऊर्जा है, C कैपेसिटेंस है, और V वोल्टेज है।
तो, एक कैपेसिटर कब डिस्चार्ज होता है? जब सर्किट को पावर बूस्ट की आवश्यकता होती है, जैसे कि मोटर शुरू करते समय। संग्रहीत ऊर्जा नकारात्मक रूप से चार्ज प्लेट से जुड़े सर्किट के माध्यम से सकारात्मक रूप से चार्ज प्लेट तक करंट के प्रवाह के रूप में जारी की जाती है। जैसा कि हमने पहले चर्चा की, स्टार्ट कैपेसिटर मोटर शुरू करने के लिए आवश्यक प्रारंभिक टॉर्क को वितरित करने के लिए एक त्वरित और उच्च-वर्तमान डिस्चार्ज प्रदान करते हैं। दूसरी ओर, रन कैपेसिटर, मोटर शुरू होने के बाद उसके संचालन को बनाए रखने में मदद करने के लिए एक निरंतर, कम-वर्तमान डिस्चार्ज प्रदान करते हैं।
रन कैपेसिटर मोटर वाइंडिंग में करंट और वोल्टेज के बीच एक फेज शिफ्ट भी बनाते हैं। यह फेज शिफ्ट एसी इंडक्शन मोटर्स के कुशल संचालन के लिए आवश्यक है क्योंकि यह एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, जो मोटर के रोटेशन को चलाता है।
एसी और डीसी कैपेसिटर के बीच अंतर करना महत्वपूर्ण है। एसी कैपेसिटर विशेष रूप से प्रत्यावर्ती धारा (एसी) को संभालने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जहां वोल्टेज ध्रुवता समय-समय पर उलट जाती है (उदाहरण के लिए, 60 हर्ट्ज सिस्टम में प्रति सेकंड 60 बार)। दूसरी ओर, डीसी कैपेसिटर, प्रत्यक्ष धारा (डीसी) सर्किट के लिए डिज़ाइन किए गए हैं जहां वोल्टेज स्थिर रहता है।
यह अंतर क्यों महत्वपूर्ण है? क्योंकि डीसी कैपेसिटर एसी अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हैं। एसी सर्किट में डीसी कैपेसिटर का उपयोग करने से कैपेसिटर को नुकसान हो सकता है या यहां तक कि भयावह विफलता भी हो सकती है। एसी कैपेसिटर आमतौर पर गैर-ध्रुवीकृत होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे बिना नुकसान के किसी भी दिशा में लागू वोल्टेज को संभाल सकते हैं। जबकि इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर (अक्सर स्टार्ट कैपेसिटर के लिए उपयोग किए जाते हैं) ध्रुवीकृत होते हैं, उनका उपयोग एसी मोटर-स्टार्ट सर्किट में इस तरह से किया जाता है जो उनकी ध्रुवता के लिए जिम्मेदार होता है, जिसमें आमतौर पर वोल्टेज का संक्षिप्त अनुप्रयोग शामिल होता है।
विशिष्ट एसी कैपेसिटर जीवनकाल
तो, आप अपने एसी कैपेसिटर से कितने समय तक चलने की उम्मीद कर सकते हैं? औसतन, एक एसी कैपेसिटर आम तौर पर 10 से 20 वर्षों तक चलेगा। हालाँकि, यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि यह केवल एक व्यापक औसत है और गारंटी नहीं है। कई कारक, जिन पर हम बाद में विस्तार से चर्चा करेंगे, इस जीवनकाल को काफी कम या बढ़ा सकते हैं। कैपेसिटर का जीवनकाल हमेशा अनुमानित नहीं होता है; विफलता के समय की एक विस्तृत श्रृंखला हो सकती है, कुछ कैपेसिटर औसत से बहुत पहले या बाद में विफल हो जाते हैं।
यह ध्यान देने योग्य है कि कैपेसिटर का जीवनकाल अक्सर कुछ अन्य प्रमुख एसी घटकों की तुलना में कम होता है, जैसे कि कंप्रेसर ही। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि, जैसा कि हमने पहले उल्लेख किया है, कैपेसिटर विफलता एसी सेवा कॉल का अपेक्षाकृत सामान्य कारण है। पंखे की मोटरों का जीवनकाल कैपेसिटर के समान या थोड़ा लंबा हो सकता है, लेकिन यह वास्तव में इस बात पर निर्भर करता है कि उनका उपयोग कैसे किया जाता है, उनकी गुणवत्ता और ऑपरेटिंग वातावरण।
कैपेसिटर जीवनकाल पर विश्वसनीय डेटा आप कहां पा सकते हैं? आप एचवीएसी निर्माताओं, उद्योग संघों जैसे एसीसीए (एयर कंडीशनिंग ठेकेदार अमेरिका) और एएसएचआरएई (हीटिंग, रेफ्रिजरेटिंग और एयर-कंडीशनिंग इंजीनियर्स की अमेरिकी सोसायटी), और स्वतंत्र परीक्षण प्रयोगशालाओं से जांच कर सकते हैं।
जबकि सटीक विफलता दर वक्र अक्सर निर्माताओं द्वारा गुप्त रखे जाते हैं, कैपेसिटर विफलताओं का सामान्य पैटर्न अक्सर "बाथटब वक्र" जैसा दिखता है। इसका क्या मतलब है? खैर, विनिर्माण दोषों या शुरुआती जीवन की कमजोरियों के कारण एक उच्च प्रारंभिक विफलता दर (जिसे "शिशु मृत्यु दर" कहा जाता है) है। फिर, कैपेसिटर के "उपयोगी जीवन" के दौरान अपेक्षाकृत कम और स्थिर विफलता दर की अवधि होती है। अंत में, पहनने और आंसू और, सबसे महत्वपूर्ण बात, डाइइलेक्ट्रिक क्षरण के कारण कैपेसिटर के जीवनकाल के अंत तक पहुंचने पर विफलता दर बढ़ जाती है।
कैपेसिटर विफलता दरों पर सटीक, सार्वजनिक रूप से उपलब्ध डेटा प्राप्त करना मुश्किल हो सकता है क्योंकि निर्माता अक्सर इस जानकारी को मालिकाना मानते हैं। हालाँकि, एचवीएसी तकनीशियनों का अनुभव, हालांकि उपाख्यानात्मक, सामान्य विफलता पैटर्न और वास्तविक दुनिया के जीवनकाल में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है। निर्माताओं और परीक्षण प्रयोगशालाओं से अधिक औपचारिक डेटा के साथ इसे ध्यान में रखना याद रखें।
ध्यान रखें कि निर्माता अपने कैपेसिटर के लिए एक "अपेक्षित" जीवनकाल दे सकते हैं, लेकिन यह अक्सर आदर्श परिचालन स्थितियों पर आधारित होता है और यह प्रतिबिंबित नहीं कर सकता है कि यह वास्तविक दुनिया में कैसा प्रदर्शन करता है। एक कैपेसिटर का वास्तविक जीवनकाल विभिन्न कारकों से काफी प्रभावित हो सकता है, जिसमें परिचालन स्थितियां (तापमान, भार), आप अपने सिस्टम को कितनी अच्छी तरह से बनाए रखते हैं, और पर्यावरणीय कारक (नमी, धूल) शामिल हैं। आदर्श परिस्थितियों में अपेक्षित जीवनकाल और आपकी विशिष्ट स्थिति में वास्तविक जीवनकाल के बीच के अंतर को समझने से आपको अपनी अपेक्षाओं को प्रबंधित करने, संभावित प्रतिस्थापनों की योजना बनाने और यहां तक कि कैपेसिटर के सेवा जीवन को अधिकतम करने के लिए कदम उठाने में मदद मिल सकती है।
AC कैपेसिटर क्यों विफल होते हैं
डाइइलेक्ट्रिक क्षरण
तो, एसी कैपेसिटर के विफल होने का मुख्य कारण क्या है? यह डाइइलेक्ट्रिक क्षरण है। डाइइलेक्ट्रिक कैपेसिटर की प्रवाहकीय प्लेटों के बीच स्थित इन्सुलेट सामग्री है। समय के साथ, यह सामग्री गर्मी, वोल्टेज तनाव और रासायनिक प्रतिक्रियाओं सहित कारकों के संयोजन के कारण टूट जाती है।
एक सूक्ष्म स्तर पर, डाइइलेक्ट्रिक की आणविक संरचना बदल जाती है, जो विद्युत आवेश को प्रभावी ढंग से इन्सुलेट और संग्रहीत करने की क्षमता को कम करती है। यह क्षरण कई परिणामों की ओर ले जाता है: कम कैपेसिटेंस (जिसका अर्थ है कि कैपेसिटर उतनी ऊर्जा संग्रहीत नहीं कर सकता है), बढ़ी हुई रिसाव धारा (जो डाइइलेक्ट्रिक के माध्यम से करंट का अवांछनीय प्रवाह है; आदर्श रूप से, यह शून्य होना चाहिए), और अंततः, या तो एक शॉर्ट सर्किट (जहां प्लेटें प्रभावी रूप से स्पर्श करती हैं) या एक खुला सर्किट (जहां कैपेसिटर अब बिजली का संचालन नहीं करता है)।
विशिष्ट रासायनिक प्रतिक्रियाएं जो क्षरण का कारण बनती हैं, उपयोग की जाने वाली डाइइलेक्ट्रिक सामग्री पर निर्भर करती हैं। इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में, इलेक्ट्रोलाइट (एक तरल या जेल जैसा पदार्थ) गर्मी और विद्युत तनाव के कारण धीरे-धीरे सूख सकता है या रासायनिक परिवर्तन हो सकता है। इससे कैपेसिटेंस में कमी और रिसाव धारा में वृद्धि होती है। मेटलाइज्ड पॉलीप्रोपाइलीन फिल्म कैपेसिटर में, क्षरण प्रक्रिया अधिक जटिल है। इसमें फिल्म पर पतली धातुकरण परत का ऑक्सीकरण, पॉलीप्रोपाइलीन अणुओं की श्रृंखला विखंडन (लंबे बहुलक श्रृंखलाओं का टूटना), और डाइइलेक्ट्रिक के भीतर छोटे रिक्तियों (सूक्ष्म-रिक्तियों) का गठन शामिल हो सकता है। ये प्रक्रियाएं गर्मी और वोल्टेज तनाव दोनों से तेज होती हैं।
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गर्मी
गर्मी एक प्रमुख कैपेसिटर विफलता में योगदानकर्ता है, जो क्षरण प्रक्रिया को काफी तेज करता है। यह गर्मी कहां से आती है? यह कई स्रोतों से आ सकता है: एसी इकाई के आसपास का परिवेश तापमान, एसी इकाई के भीतर अन्य घटकों द्वारा उत्पन्न गर्मी, और कैपेसिटर के भीतर आंतरिक प्रतिरोध के कारण आंतरिक रूप से उत्पन्न गर्मी (विशेष रूप से जब यह चार्ज और डिस्चार्ज हो रहा हो)।
गर्मी रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करती है जो डाइइलेक्ट्रिक सामग्री को तोड़ती है, जिससे यह कम तापमान पर होने की तुलना में तेजी से खराब हो जाती है। कैपेसिटर में निर्दिष्ट तापमान रेटिंग होती है, और इन रेटिंग से अधिक होने पर, यहां तक कि कम समय के लिए भी, कैपेसिटर का जीवनकाल नाटकीय रूप से कम हो सकता है।
वोल्टेज में उतार-चढ़ाव
वोल्टेज में उतार-चढ़ाव, विशेष रूप से वोल्टेज स्पाइक्स और सर्जेस, कैपेसिटर के डाइइलेक्ट्रिक को भी नुकसान पहुंचा सकते हैं। ये उतार-चढ़ाव विभिन्न घटनाओं के कारण हो सकते हैं, जिनमें बिजली गिरना, पावर ग्रिड में समस्याएँ, आपके भवन में दोषपूर्ण वायरिंग या यहां तक कि एक ही सर्किट पर अन्य विद्युत उपकरणों का संचालन भी शामिल है।
वोल्टेज स्पाइक्स भौतिक रूप से डाइइलेक्ट्रिक सामग्री को पंचर या कमजोर कर सकते हैं, जिससे प्लेटों के बीच करंट प्रवाहित होने का मार्ग बन जाता है, जिससे शॉर्ट सर्किट हो जाता है। ओवरवॉल्टेज (कैपेसिटर की रेटिंग से अधिक वोल्टेज) और अंडरवॉल्टेज (आवश्यक स्तर से नीचे वोल्टेज) दोनों ही आपकी एसी इकाई के संचालन के लिए खराब हो सकते हैं। हालाँकि, ओवरवॉल्टेज आम तौर पर कैपेसिटर को तुरंत अधिक नुकसान पहुंचाता है, जिससे यह तुरंत विफल हो सकता है।
विनिर्माण दोष
हालांकि यह पर्यावरणीय या परिचालन कारकों के कारण होने वाले डाइइलेक्ट्रिक क्षरण की तुलना में कम आम है, विनिर्माण दोष भी समय से पहले कैपेसिटर विफलता का कारण बन सकते हैं। इन दोषों के उदाहरणों में डाइइलेक्ट्रिक सामग्री में अशुद्धियाँ, कैपेसिटर आवरण की खराब सीलिंग (जो नमी या दूषित पदार्थों को प्रवेश करने की अनुमति देती है), और ढीले या खराब तरीके से बने आंतरिक कनेक्शन शामिल हैं। प्रतिष्ठित कैपेसिटर निर्माताओं के पास इन दोषों को कम करने के लिए सख्त गुणवत्ता नियंत्रण प्रक्रियाएं हैं।
घिसाव और आंसू
समय के साथ, बार-बार चार्जिंग और डिस्चार्जिंग चक्र जिससे एक कैपेसिटर गुजरता है, घिसाव और आंसू में योगदान कर सकता है, धीरे-धीरे इसके प्रदर्शन को कम कर सकता है। इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर विशेष रूप से घिसाव और आंसू के प्रति संवेदनशील होते हैं क्योंकि ऑपरेशन के दौरान उनके अंदर होने वाली रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं। फिल्म कैपेसिटर, जैसे मेटलाइज्ड पॉलीप्रोपाइलीन कैपेसिटर, आमतौर पर इस वजह से घिसाव और आंसू के प्रति अधिक प्रतिरोधी होते हैं कि वे कैसे बनाए जाते हैं और उपयोग की जाने वाली सामग्री।
एसी कैपेसिटर के जीवनकाल को कम करने वाले कारक
पर्यावरणीय कारक
कई पर्यावरणीय कारक आपके एसी कैपेसिटर के जीवनकाल को काफी कम कर सकते हैं। आइए कुछ सबसे आम लोगों पर एक नज़र डालें।
उच्च परिवेश तापमान
उच्च परिवेश तापमान एक प्रमुख कैपेसिटर जीवन को छोटा करने में कारक। उच्च तापमान सीधे डाइइलेक्ट्रिक क्षरण प्रक्रिया को गति देते हैं, जो, जैसा कि हमने पहले चर्चा की, कैपेसिटर के विफल होने का प्राथमिक कारण है। यदि आप एरिज़ोना या फ्लोरिडा जैसी गर्म जलवायु में रहते हैं, तो आपकी एसी इकाई आम तौर पर ठंडी जलवायु की तुलना में कम कैपेसिटर जीवनकाल का अनुभव करेगी, यह मानते हुए कि बाकी सब कुछ समान है। अच्छी खबर यह है कि उचित वेंटिलेशन और आपकी एसी इकाई के चारों ओर पर्याप्त वायु प्रवाह सुनिश्चित करने से उच्च परिवेश तापमान के प्रभावों को कम करने में मदद मिल सकती है। हम बाद में इस बारे में और बात करेंगे।
उच्च आर्द्रता
उच्च आर्द्रता भी आपके कैपेसिटर के कितने समय तक चलने पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकती है। उच्च आर्द्रता कैपेसिटर के टर्मिनलों के क्षरण का कारण बन सकती है और गंभीर मामलों में, आंतरिक घटकों को भी यदि नमी आवरण के अंदर चली जाती है। यह तटीय क्षेत्रों में विशेष रूप से समस्याग्रस्त है क्योंकि हवा में नमक होता है, जो क्षरण को गति देता है। क्षरण प्रतिरोधी सामग्री वाले कैपेसिटर का उपयोग करना और यह सुनिश्चित करना कि सब कुछ ठीक से सील है, उच्च आर्द्रता के प्रभावों को कम करने में मदद कर सकता है।
संक्षारक वातावरण
यह सिर्फ उच्च आर्द्रता नहीं है; अन्य संक्षारक वातावरण भी कैपेसिटर को नुकसान पहुंचा सकते हैं। जैसा कि हमने पहले उल्लेख किया है, नमक हवा वाले तटीय क्षेत्र एक प्रमुख उदाहरण हैं। उच्च स्तर के वायु प्रदूषकों वाले औद्योगिक क्षेत्र भी एक संक्षारक वातावरण बना सकते हैं। सीलबंद कैपेसिटर का उपयोग करना या आपकी एसी इकाई के लिए सुरक्षात्मक बाड़े प्रदान करना इन वातावरणों में कैपेसिटर की रक्षा करने में मदद कर सकता है।
धूल और मलबा
कैपेसिटर और आसपास के घटकों पर धूल और मलबे का संचय भी इसके जीवनकाल को कम कर सकता है। धूल और मलबा एक इन्सुलेटर के रूप में कार्य करता है, जो कैपेसिटर से गर्मी के अपव्यय को रोकता है। इससे उच्च परिचालन तापमान होता है, जो डाइइलेक्ट्रिक क्षरण को गति देता है। इस समस्या को रोकने के लिए कैपेसिटर के आसपास के क्षेत्र सहित अपनी एसी इकाई की नियमित सफाई महत्वपूर्ण है।
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परिचालन कारक
पर्यावरणीय परिस्थितियों के अलावा, आप अपनी एसी इकाई का संचालन और रखरखाव कैसे करते हैं, इसका भी आपके कैपेसिटर के कितने समय तक चलने पर बड़ा प्रभाव पड़ता है। आइए कुछ प्रमुख परिचालन कारकों पर एक नज़र डालें।
बार-बार चालू/बंद साइकिल चलाना
आपकी एसी इकाई का बार-बार चालू/बंद साइकिल चलाना कैपेसिटर पर महत्वपूर्ण तनाव डालता है। हर बार जब एसी इकाई शुरू होती है, तो कैपेसिटर करंट की वृद्धि का अनुभव करता है। शॉर्ट साइकिलिंग, जहां एसी इकाई बहुत तेजी से चालू और बंद होती है, विशेष रूप से हानिकारक है।
शॉर्ट साइकिलिंग इतनी हानिकारक क्यों है? क्योंकि कैपेसिटर को रिचार्ज किए जाने से पहले पूरी तरह से डिस्चार्ज नहीं किया जा सकता है, जिससे गर्मी का निर्माण बढ़ जाता है और डाइइलेक्ट्रिक सामग्री पर तनाव बढ़ जाता है। शॉर्ट साइकिलिंग के सामान्य कारणों में ठंडा किए जा रहे स्थान के लिए एक ओवरसाइज़्ड एसी इकाई, थर्मोस्टेट मुद्दे और रेफ्रिजरेंट लीक शामिल हैं।
वोल्टेज स्पाइक्स और सर्जेस
वोल्टेज स्पाइक्स और सर्जेस, जैसा कि हमने पहले चर्चा की, कैपेसिटर को तत्काल और विनाशकारी नुकसान पहुंचा सकते हैं। वोल्टेज में ये अचानक वृद्धि डाइइलेक्ट्रिक को पंचर कर सकती है, जिससे शॉर्ट सर्किट हो सकता है। एक सर्ज प्रोटेक्टर का उपयोग करने से आपकी एसी इकाई, जिसमें कैपेसिटर भी शामिल है, को वोल्टेज स्पाइक्स से बचाने में मदद मिल सकती है। व्यापक सुरक्षा के लिए, पूरे घर के सर्ज प्रोटेक्टर की सिफारिश की जाती है क्योंकि यह सुरक्षा करता है सब आपके घर में विद्युत उपकरण, न कि केवल आपकी एसी इकाई।
भारी भार के तहत लंबे समय तक संचालन
भारी भार के तहत आपके एसी यूनिट के लंबे समय तक संचालन से कैपेसिटर का जीवन भी कम हो सकता है। भारी भार का मतलब है कि आपका एसी यूनिट अधिक मेहनत कर रहा है और लंबे समय तक काम कर रहा है, जिससे अधिक गर्मी उत्पन्न होती है। यदि आपके पास उस स्थान के लिए एक छोटा एसी यूनिट है जिसे आप ठंडा कर रहे हैं, तो इसे अधिक मेहनत और लंबे समय तक काम करने के लिए मजबूर किया जाएगा, जिससे उच्च परिचालन तापमान और कैपेसिटर पर बढ़ा हुआ तनाव होगा। अवरुद्ध वेंट या गंदी कॉइल के कारण एसी यूनिट के आसपास खराब वायु प्रवाह, शीतलन को प्रतिबंधित करता है और परिचालन तापमान को भी बढ़ाता है।
अनुचित स्थापना
कैपेसिटर या एसी यूनिट की गलत स्थापना से समय से पहले कैपेसिटर विफलता हो सकती है। गलत वायरिंग कैपेसिटर, मोटर या दोनों को नुकसान पहुंचा सकती है। ढीले कनेक्शन से आर्किंग (विद्युत चिंगारी) और ज़्यादा गरम हो सकता है, जिससे कैपेसिटर को नुकसान होता है। गलत प्रकार के कैपेसिटर या गलत वोल्टेज या कैपेसिटेंस रेटिंग वाले कैपेसिटर का उपयोग करने से भी यह अपेक्षा से पहले विफल हो सकता है।
रखरखाव की कमी
आपके एसी यूनिट के लिए नियमित रखरखाव की कमी कैपेसिटर समस्याओं में योगदान कर सकती है। गंदी कंडेनसर कॉइल यूनिट की गर्मी को नष्ट करने की क्षमता को कम करती है, जिससे उच्च परिचालन तापमान और कैपेसिटर पर बढ़ा हुआ तनाव होता है। एसी समस्याओं के चेतावनी संकेतों को अनदेखा करना, जैसे कि असामान्य शोर या कम शीतलन क्षमता, मामूली मुद्दों को प्रमुख समस्याओं में बढ़ने की अनुमति दे सकता है, जिसमें कैपेसिटर विफलता भी शामिल है।
हार्मोनिक विरूपण
अंत में, आइए हार्मोनिक विरूपण के बारे में बात करते हैं। आपके विद्युत बिजली आपूर्ति में हार्मोनिक विरूपण आपके कैपेसिटर के जीवनकाल को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकता है। यह विरूपण गैर-रेखीय भार के कारण होता है, जैसे कि कुछ प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, जो एक चिकनी साइन वेव के बजाय छोटे दालों में करंट खींचते हैं। ये दालें आपके एसी यूनिट के सर्किटरी में उच्च-आवृत्ति धाराओं का परिचय देती हैं। ये उच्च-आवृत्ति धाराएं कैपेसिटर पर तनाव बढ़ा सकती हैं, विशेष रूप से रन कैपेसिटर, जिससे गर्मी उत्पादन में वृद्धि और त्वरित गिरावट होती है।