Nettverksomformer. Bytte strømforsyninger - omformere. Enkeltsyklus UPS-krets

Bytte sekundære strømforsyninger er mye brukt i husholdnings- og industriutstyr. Bytte strømforsyninger genererer direkte og vekselspenninger som er nødvendige for strømforsyning av utstyrsenheter gjennom en nøkkelkonvertering av den likerettede nettspenningen på 220 volt og 50 hertz.
Fordelen med UPS-en fremfor en tradisjonell transformatorstrømforsyning er gitt ved å erstatte krafttransformatoren som opererer ved en industriell nettverksfrekvens på 50 hertz med en liten pulstransformator som opererer kl. 16 – 40 kilohertz, samt bruk av pulsmetoder for stabilisering av sekundærspenninger i stedet for kompensasjon. Dette fører til en reduksjon i vekten og dimensjonene til produktet med 2-3 ganger og en økning i Kildeeffektivitet opptil 80 - 90 % , noe som betyr at det sparer elektrisk energi ytterligere.
Nøkkeltrinnene til spenningsomformeren er bygget ved hjelp av enkeltsyklus- og push-pull-kretser.
I gamle transistor-TV-er, på grunn av deres spesifikke kretsdesign, ble ensyklus UPS-er brukt.
Enkeltsyklus UPS-er brukes også i enheter med lav effekt opptil 50 watt og mer.
Et godt eksempel er de ulike ladere for strøm til mobiltelefoner, bærbare datamaskiner og mye mer. De er mye brukt på grunn av deres enkle produksjon, små størrelse og høye pålitelighet.


Figuren viser ladebrettet for en mobiltelefon. Den konverterer vekselspenning 110 - 220 volt til likespenning 5 volt.

Å øke kraften til ensyklus UPS-er viser seg å være ineffektiv på grunn av økningen i de totale dimensjonene og vekten til pulstransformatoren (sammenlignet med en push-pull-krets) og økte krav til nøkkeltransistoren (høy spenning og strøm).
Push-pull UPS-er brukes ved kapasitet fra noen få watt til hundrevis av watt , på grunn av deres enkelhet og kostnadseffektivitet.
Eksempel på bruk av en push-pull-omformer:

Energisparende lamper med en effekt på 20 watt.

Kraftige datamaskinstrømforsyninger

Enkeltsyklus UPS-krets

En ensyklus UPS-krets er en omformer av vekselstrømspenning (eller direkte batterispenning) av én verdi til direkte (likrettet) spenning med en annen verdi.
En HF-spenningsgenerator med en frekvens på 20–100 kilohertz kan være selveksitert (selv-oscillator) eller eksternt eksitert (ekstra generator).
Laveffekt (opptil 10 watt) og enkle UPS-er bruker hovedsakelig en selvspennende selvsvingende omformer.
Se diagrammet over en enkel ensidig, selvbegeistret, vekslende strømforsyning.


En ensyklus UPS-krets består av likeretter(D1 – D4) med utjevningskondensator C1. I den blir nettspenningen på 220 volt omgjort til en konstant spenning på 310 volt. Deretter bruker generator og pulsspenning (transistor T, transformator Tr), genereres rektangulære pulser. Fra sekundærviklingen kommer rektangulære pulser til likeretter(D6) med en utjevningskondensator (C5), oppnås en konstant spenning.
Selve spenningskonverteringen skjer på en ferritttransformator. Utgangsspenningen avhenger av forholdet mellom svinger i primær- og sekundærviklingene til transformatoren.
En betydelig ulempe med enkeltsyklus-omformerkretsen er den høye selvinduksjonsspenningen indusert i transformatorens primærvikling, som overstiger inngangsforsyningsspenningen Ep med 2-4 ganger. I slike kretser trengs transistorer som har en maksimal kollektor-emitterspenning lik 700-1000 volt.

Ulike metoder brukes for å redusere spenningsstøt ved transistorkollektoren:
- RC-kretser (C2, R3) slås på parallelt med primærviklingen til transformatoren og kondensatoren C4 i sekundærviklingskretsen.
— ved bruk av tilleggsenheter for å stabilisere utgangsspenningen, for eksempel pulsbreddemodulasjon (PWM), er det mulig å drive en ensyklus UPS når den tilkoblede lasten endres innenfor et bredt område (fra P = 0 til Pmax) med en konstant utgangsspenning.
Andre tekniske metoder for å beskytte nøkkeltransistoren mot overspenning brukes også.

Fordeler og ulemper med en ensyklus UPS-krets.

Fordeler:
- en nøkkeltransistor i kretsen,
- kretsen er enklere enn push-pull.

Minuser:
— magnetisering av ferrittkjernen skjer bare i én polaritet (passiv avmagnetisering av kjernen), som et resultat av at den magnetiske induksjonen av kjernen ikke blir fullt utnyttet. Ferrittkjernen er ikke fullt utnyttet når det gjelder kraft. Det kreves et gap i den magnetiske kjernen.
- med gjennomsnittlig strømforbruk fra nettverket er strømmen gjennom transistoren n ganger større (avhengig av pulsenes driftssyklus) og derfor er det nødvendig å velge en transistor med en åpenbart større maksimal strøm.
- store overspenninger oppstår på kretselementene, og når 700 - 1000 volt.
— det er nødvendig å bruke spesielle overspenningsbeskyttelsestiltak på kretselementer.

Push-pull UPS-krets

Den push-pull selvgenererende UPS-kretsen består av en 220-volt AC inngangsspenningslikeretter, en generatorstartenhet, en rektangulær pulsgenerator og en utgangsspenningslikeretter med filterkondensator.
Figuren viser den enkleste, vanligste push-pull-kretsen til en selvoscillerende, pulsomformer - inverter, halvbrokrets.

Sammenlignet med kretsen til en ensyklus selvoscillator, har en push-pull selvoscillator en mer kompleks krets.

La til:

— enhet for automatisk start av pulsgeneratoren;
- en annen nøkkeltransistor;
— ekstra transformator Tr1, for styring av nøkkeltransistorer;
— to halvbrokondensatorer (C3, C4);
— to dioder (D5, D8) for å beskytte transistorer mot sammenbrudd.

Push-pull UPS-kretsen har en rekke fordeler i forhold til enkeltsykluskretsen:

— ferrittkjernen til utgangstransformatoren Tr2 opererer med aktiv magnetiseringsreversering (magnetkjernen er mest brukt når det gjelder kraft);
— kollektor-emitterspenningen Uek på hver transistor ikke overstiger strømkildespenningen på 310 volt;
— når laststrømmen endres fra I = 0 til Imax, endres utgangsspenningen litt;
— høyspenningsstøt i primærviklingen er svært små, og nivået av utstrålt interferens er tilsvarende lavere

Til tross for den økte kompleksiteten, er push-pull-kretsen, sammenlignet med entaktskretsen, enklere å sette opp og betjene.

Mikrokretsen 1182EM2 er en representant for klassen av elektroniske høyspentkretser. Hovedformålet med IC er direkte konvertering av 220 V vekselspenning til likerettet likespenning.
Takket være den unike teknologien er det mulig å bruke mikrokretsen for vekselstrøm opp til 264 V.

Funksjoner av applikasjonen

• Bredt AC-inngangsspenningsområde fra 18V til 264V
• Bredt inngangsfrekvensområde fra 50 til 400 Hz
• DC utgangsstrømgrense: 100 mA

Mikrokretsen KR1182EM2 er designet for å lage kompakte strømforsyninger fra et vekselstrømnettverk av en ikke-isolert type, for eksempel for elektriske barberhøvelmotorer, hjelpemotorer for kraftige nettverksbyttestrømforsyninger, etc. I fig. 1 viser et elektrisk funksjonsskjema. En typisk svitsjekrets og tidsdiagram for mikrokretsen er vist i fig. 2.3.

Mikrokretsen inneholder 4 høyspentdioder, en nøkkelstabilisator, en beskyttende stabilisator og en utgangsdiode. Nøkkelstabilisatoren, gjennom en ekstern strømbegrensende motstand R1 og inngangsdioder, kobler en ekstern lagringskondensator C3 til vekselstrømnettet inntil den lades til en spenning bestemt av en ekstern zenerdiode med en sammenbruddsspenning på mindre enn 70 V, tilkoblet mellom pinnene 7 og 5 på mikrokretsen. Hvis en ekstern zenerdiode ikke er installert, vil denne spenningen bli bestemt av den interne beskyttende zenerdioden og vil være 70-90 V. Deretter kobler stabilisatoren kapasitansen fra nettverket til neste halvbølge av nettspenningen. I løpet av den gjenværende syklustiden forsyner kondensator C3 lasten. Den neste innkoblingssyklusen til stabilisatoren skjer etter at inngangsspenningen passerer gjennom 0 V når spenningen ved inngangen når omtrent 1,5 V mer enn ved lagringskondensatoren. Byttefrekvensen til stabilisatoren, det vil si frekvensen for å lade kondensatoren, bestemmes av koblingskretsen til inngangsdiodene - halvbølge eller fullbølge, og tilsvarer frekvensen eller dobbel frekvens av inngangsspenningen. Dette kontrollprinsippet gjør at mikrokretsen kun kan brukes når den er koblet til et vekselstrømnettverk og sikrer normal drift av mikrokretsen når inngangsspenningen endres fra 18 til 264 V og inngangsspenningsfrekvensen fra 48 til 440 Hz. Ved inngangen til kretsen oppnås en konstant spenning som har en krusning med en frekvens eller dobbel frekvens av inngangsspenningen og en verdi direkte proporsjonal med laststrømmen og omvendt proporsjonal med kapasitansen C3.
Utgangsdioden er designet for å undertrykke negative spenningsstøt ved drift av en induktiv belastning.

GRUNNLEGGENDE TILKOBLINGSDIAGRAMMER

En typisk svitsjekrets gjør det mulig å implementere fullbølgestrømforsyninger for et bredt spekter av inngangsspenninger og utgangsstrømmer.
Nedenfor er en liste over eksterne komponenter, en beskrivelse av deres formål og anbefalte verdier. Ikke alle disse er kanskje nødvendige for en gitt strømkilde.
F1 - Sikring. Nødvendig for å beskytte mikrokretsen og belastningen i en nødssituasjon. Anbefalt sikringsstyrke er 500 mA.
R1 - Begrensningsmotstand. Begrenser strømmen til nøkkelstabilisatoren og ladestrømmen til kondensator C3. Toppstrømverdien Ui peak/R1 bør ikke overstige 2,5A.
Merkeverdien og effekten til R1 velges i henhold til tiltenkt bruksområde, forutsatt at den maksimale ladestrømmen ikke overskrides. Det anbefales å bruke en motstand med negativ temperaturkoeffisient. Anbefalt verdi R1=150 Ohm.
C1 - Filterkondensator. R1 og C1 danner et filter som jevner ut høyfrekvente overspenninger i inngangsspenningen. Anbefalt C1=0,05uF.
MON - Overspenningsvern. Det er mulig å bruke en varistor for vekselspenninger opp til 120 V eller en 500 V utladningslampe for vekselspenninger opp til 240 V.
C2 - Forsinkelseskondensator. Tilkoblingen av strømkilden til nettspenningen er generelt ikke synkronisert med den. Dette er mest sannsynlig når inngangsspenningen er nær toppspenning eller til og med ved høyere spenninger på grunn av nettverksoverspenninger.
Siden lagringskondensatoren er fullstendig utladet, vil det flyte en større strøm gjennom mikrokretsen sammenlignet med steady state. For å øke påliteligheten til kilden og uten å kompromittere dens egenskaper, anbefales det å blokkere aktiveringen av stabilisatoren til neste halvbølge, som er garantert ved å koble til en 150 pF kondensator C2 med en driftsspenning 10 V høyere enn utgangen en.

C3 - Lagringskondensator. Denne kondensatoren lades to ganger i løpet av inngangsspenningsperioden, resten av tiden driver den belastningen. Kapasitansen til kondensatoren velges proporsjonalt med den nødvendige maksimale belastningsstrømmen. Økning av kapasitansen C3 reduserer utgangsspenningsrippelen. For maksimal belastningsstrøm anbefales en 470 µF kondensator med en driftsspenning 10 V høyere enn utgangsspenningen.
VD1 - zenerdiode. Den setter utgangsspenningsnivået. I fravær fungerer den interne beskyttende zenerdioden på 70-90 V.

Hvis det er nødvendig å slå på og av den konstante utgangsspenningen uten å slå av inngangsnettspenningen, foreslås det å koble en mekanisk bryter, optokobler eller åpen kollektortransistor til pinne 7.

For galvanisk isolasjon fra AC-nettet er det mulig å bruke en skilletransformator.
Hvis det kreves en felles buss for belastning og nettspenning, er det mulig å slå på kretsen i halvbølgedriftsmodus.

MERK FØLGENDE!!!

Sammenlignet med konvensjonelle transformatorbaserte strømforsyninger, har ikke strømforsyningen basert på KR1182EM2-mikrokretsen galvanisk isolasjon. Når du utvikler ønsket design, husk behovet for tilstrekkelig isolasjon. Enhver tilkoblet krets må behandles som ikke-isolert.

MAKSIMALT TILLATTE ELEKTRISKE MODUS

CJSC "STC of Circuit Engineering and Integrated Technologies"

• Lignende artikler

• - Den foreslåtte enheten stabiliserer spenning opp til 24V og strøm opp til 2A med kortslutningsbeskyttelse. Ved ustabil oppstart av stabilisatoren, bør synkronisering fra en autonom pulsgenerator brukes (fig. 2. Stabilisatorkretsen er vist i fig. 1. En Schmitt-utløser er montert på VT1 VT2...
• - Parametrene til spenningsregulatorer er vist i tabell nr. 1, følgende forkortelser brukes i den: Uout - utgangsspenning til regulatoren Tillegg - toleranse på utgangsspenning Iout - maksimal utgangsstrøm Type+, Type- - typer regulatorer for positive og negativ spenning Uin...
• - Den forrige artikkelen så på hvordan man monterer et enkelt voltmeter på Arduino; forsyningsspenningen på +5 V ble brukt som en referansespenningskilde, men dette alternativet med å bruke referansespenningen har en ulempe - ustabilitet i forsyningsspenningen vil føre til en feil i prosessen...
• - Hobbyister med liten erfaring med praktisk radioelektronikk kan sette sammen en enkel batterispenningsindikatordesign bestående av tre lysdioder, en zenerdiode og 4 motstander. Indikatoren lar deg raskt vurdere batterispenningen. Kontrollen utføres av lysstyrken til gløden ...
• - Lineære spenningsstabilisatorer er veldig praktiske for bruk i ulike kretsdesign som ikke krever høy effektivitet og høy effekt. De gir høy pålitelighet på grunn av færre eksterne komponenter og lavere støynivå. I tillegg til alt i mange lineære stabilisatorer...

Ved utvikling av enheten beskrevet nedenfor, var oppgaven å lage en liten nettverksstrømforsyning med høy effektivitet, i stand til å levere en effekt på 1...3,5 W til en last galvanisk koblet til nettverket. Disse kravene oppfylles fullt ut av en ensyklus pulsstabilisert spenningsomformer som overfører energi til sekundærkretsen i pauser mellom strømpulser i primærviklingen til isolasjonstransformatoren. Et av alternativene for en slik enhet blir gjort oppmerksom på leserne (fig. 4.3).

De viktigste tekniske egenskapene:

Utgangsspenning, V......................................................... ..... ............±12

Total utgangseffekt, W......................................................... ...... 3.5

Konverteringsfrekvens, kHz........................................... ...... ......20

Grenser for endringer i nettverksspenning,

hvor utgangsspenningen endres

med ikke mer enn 1 %, V......................................... ......... ...................210...250.

Enheten inkluderer en spenningslikeretter (VD1) med et utjevningsfilter (R4, SZ, C4), en masteroscillator (DDI.1...DDI.3) med en triggerkrets (R17, C7), en rektangulær pulsformer ( DD1.4. ..DD1.6, VT2, VT4), elektronisk nøkkel (VT3), pulstransformator (T1), justerbar strømkilde (VT5), beskyttelse mot kortslutning (R10, VT1), tre likerettere (VD2. ..VD4 ) og samme antall filterkondensatorer (C9...C11). Kondensatorer CI, C2 hindrer interferens fra konverteringsfrekvensen fra å komme inn i nettverket.

Når enheten er koblet til nettverket, begynner kondensatorene S3, C4 og C7 å lade. Etter at spenningen på den siste av dem når omtrent 3 V, er masteroscillatoren (DDI.1...DDI.3) selveksitert. Gjentakelseshastigheten til pulsene (avhengig av tidskonstanten til kretsen R7, C5) er omtrent 20 kHz, formen ligner en sagtann. Formeren (DDI.4...DDI.6, VT2, VT4) konverterer dem til rektangulære oscillasjoner. Siden sekvensene av pulser på basene til transistorene VT2 og VT4 er antifase, åpner de strengt vekselvis, noe som sikrer minimal åpnings- og lukketid for transistoren VT3. Når denne transistoren er åpen, flyter en lineært økende strøm gjennom vikling I og transformator T1 akkumulerer energi, og når den er lukket (det er ingen strøm gjennom primærviklingen), konverteres energien som akkumuleres av transformatoren til strømmen til sekundæren. viklinger III...V.

Etter flere sykluser med generatordrift etableres en spenning på 8 ... 10 V på kondensator C7. Utgangsspenningen til omformeren stabiliseres av en justerbar strømkilde laget på transistorer i VT5-enheten (VT5.2 brukes som en zenerdiode). Når spenningen svinger i nettverket eller på lasten, endres spenningen på vikling II og den justerbare strømkilden, som virker på driveren, endrer driftssyklusen til rektangulære pulser basert på transistor VT3.

Når pulsstrømmen gjennom motstanden R10 øker over en viss terskelverdi, åpner transistor VT1 og utlader kondensator C6 (som tjener til å forhindre feildrift av beskyttelsesanordningen fra korte strømstøt som oppstår når omformeren slås på, samt under bytting av transistor VT3). Som et resultat slutter pulsene til masteroscillatoren å komme til bunnen av transistoren VT3 og omformeren slutter å fungere. Når overbelastningen er eliminert, starter enheten igjen 0,8...2 s etter lading av kondensatorene C6 og C7.

Viklingene til T1-pulstransformatoren er viklet på en polystyrenramme med PEV-2-0.12-tråd og plassert i en B30 pansret magnetisk kjerne laget av 2000NM ferritt. Viklinger 1.1 og 1.2 inneholder 220 vindinger hver, vindinger II, III, IV og V - henholdsvis 19, 18, 9 og 33 vindinger. Først vikles vikling 1.2, deretter vikling I, IV, III, V og til slutt vikling 1.1. Mellom viklinger II, IV, V og 1.1 er elektrostatiske skjermer plassert i form av ett lag (ca. 65 omdreininger) av PEV-2-0,12 ledning. Ved montering av transformatoren settes en 0,1 mm tykk lakkert tøypakning inn mellom endene av den sentrale delen av ferrittkoppene. Transformatoren kan også lages på basis av en ferritt (av samme merke) pansrede magnetkjerne B22. I dette tilfellet brukes PEV-2-0.09 ledning, og antall svinger av viklinger 1.1 og 1.2 økes til 230. KT859A-transistoren kan erstattes med KT826A, KT838A, KT846A.

Det er ikke vanskelig å sette opp enheten. Ved å sette glidebryteren til trimmemotstanden R15 til den øvre (i henhold til diagrammet), slå på omformeren til nettverket og still inn de nødvendige utgangsspenningsverdiene med denne motstanden. For å redusere interferens i sekundære kretser med en konverteringsfrekvens (20 kHz), er det nødvendig å eksperimentelt velge tilkoblingspunktet til de elektrostatiske skjermene med en av ledningene til primærkretsen, samt tilkoblingspunktet til kondensatoren C8. For å gjøre dette er det nok å koble en av terminalene til enhver sekundærvikling gjennom en vekselstrøm milliammeter til primærkretsen og bestemme de navngitte punktene basert på minimumsavlesningene til enheten.

En omformer satt sammen i henhold til den beskrevne kretsen ble testet for å drive en belastning som forbruker 10 W strøm. I denne versjonen ble antallet viklinger 1.1 og 1.2 redusert til 120 (med magnetisk kjerne B30), kondensatorene SZ, C4 ble erstattet med en oksidkapasitans på 10 μF (merkespenning 450 V), motstanden til motstanden R10 var redusert til 2,7 Ohm, og motstand R18 - opptil 330 Ohm.

Under motordrift oppstår ofte uønskede fenomener, som kalles "høyere harmoniske". De påvirker kabellinjer og strømforsyningsutstyr negativt og fører til ustabil drift av utstyret. Dette resulterer i ineffektiv bruk av energi, rask aldring av isolasjon og reduserte overførings- og produksjonsprosesser.

For å løse dette problemet er det nødvendig å overholde kravene til elektromagnetisk kompatibilitet (EMC), hvis implementering vil sikre motstanden til teknisk utstyr mot negative påvirkninger. Artikkelen tar en kort ekskursjon inn i feltet elektroteknikk relatert til filtrering av inngangs- og utgangssignalene til en frekvensomformer (FC) og forbedring av ytelsesegenskapene til motorer.

Hva er elektromagnetisk støy?

De oppstår fra bokstavelig talt alle metallantenner som samler og utstråler desorienterende energibølger. Og mobiltelefoner induserer naturligvis også magnetoelektriske bølger, så når flyet tar av/lander, blir flyvertinnene bedt om å slå av utstyret.

Støy er delt inn etter type kilde til opprinnelse, spektrum og karakteristiske egenskaper. På grunn av tilstedeværelsen av koblingsforbindelser, skaper elektriske og magnetiske felt fra forskjellige kilder unødvendige potensialforskjeller i kabellinjen, som bygger seg opp på nyttige bølger.

Interferensen som oppstår i ledninger kalles antifase eller fellesmodus. Sistnevnte (de kalles også asymmetriske, langsgående) dannes mellom kabelen og bakken, og påvirker kabelens isolerende egenskaper.

De vanligste kildene til støy er induktivt utstyr (som inneholder spoler), slik som induksjonsmotorer (IM), releer, generatorer, osv. Støy kan "konflikt" med enkelte enheter, indusere elektriske strømmer i deres kretser, forårsake driftsfeil.

Hvordan er støy relatert til frekvensomformeren?

Omformere for asynkrone motorer med dynamisk skiftende driftsforhold, mens de har mange positive funksjoner, har en rekke ulemper - bruken deres fører til intens elektromagnetisk interferens og interferens som dannes i enheter koblet til dem via et nettverk eller plassert i nærheten og utsatt for stråling. Ofte plasseres IM-en eksternt fra omformeren og kobles til den med en forlenget ledning, noe som skaper truende forhold for at den elektriske motoren svikter.

Sikkert noen har måttet håndtere impulser fra den elektriske motorens koder på kontrolleren eller med en feil ved bruk av lange ledninger - alle disse problemene er, på en eller annen måte, relatert til kompatibiliteten til elektronisk utstyr.

Frekvensomformerfiltre

For å forbedre kvaliteten på kontrollen og svekke den negative påvirkningen, brukes en filteranordning, som er et element med en ikke-lineær funksjon. Frekvensområdet som responsen begynner å svekkes utenfor, er satt. Fra et elektronikkperspektiv brukes dette begrepet ganske ofte i signalbehandling. Den definerer de restriktive betingelsene for strømpulser. Hovedfunksjonen til frekvensgeneratoren er å generere nyttige svingninger og redusere uønskede svingninger til nivået spesifisert i de relevante standardene.

Det er to typer enheter avhengig av deres plassering i kretsen, kalt inngang og utgang. "Input" og "output" betyr at filterenhetene er koblet til inngangs- og utgangssiden av omformeren. Forskjellen mellom dem bestemmes av deres søknad.

Innganger brukes til å redusere støy i kabelens strømforsyningslinje. De påvirker også enheter som er koblet til samme nettverk. Utgangene er beregnet for støydemping for enheter som befinner seg i nærheten av omformeren og bruker samme jord.

Formål med filtre for en frekvensomformer

Under driften av en frekvensomformer - en asynkronmotor, skapes uønskede høyere harmoniske, som sammen med induktansen til ledningene fører til en svekkelse av støyimmuniteten til systemet. På grunn av generering av stråling begynner elektronisk utstyr å fungere feil. Aktivt fungerende sikrer elektromagnetisk kompatibilitet. Noe utstyr er underlagt økte krav til støyimmunitet.

3-fase filtre for frekvensgeneratorer lar deg minimere graden av ledet interferens i et bredt frekvensområde. Som et resultat passer den elektriske stasjonen godt inn i et enkelt nettverk der flere utstyr er involvert. EMC-filtre bør plasseres i ganske nær avstand til strøminngangene/-utgangene til frekvensomformeren, på grunn av avhengigheten av interferensnivået av lengden og metoden for å legge strømkabelen. I noen tilfeller er de installert.

Filtre er nødvendig for:

• støyimmunitet;
• utjevning av amplitudespekteret for å oppnå en ren elektrisk strøm;
• valg av frekvensområder og datagjenoppretting.

Alle modeller av vektorfrekvensomformere er utstyrt med nettverksfiltrering. Tilstedeværelsen av filterenheter gir det nødvendige nivået av EMC for systemdrift. Den innebygde enheten tillater minimal interferens og støy i elektronisk utstyr, og oppfyller derfor kompatibilitetskrav.

Fraværet av en filtreringsfunksjon i en frekvensomformer fører ofte til kumulativ oppvarming av forsyningstransformatoren, pulsendringer og forvrengning av formen på forsyningskurven, noe som forårsaker utstyrssvikt.

Enheter som er absolutt nødvendige for å sikre stabil drift av komplekst elektronisk utstyr. En buffer er montert mellom frekvensomformeren og strømforsyningsnettverket for å beskytte linjen mot høyere harmoniske. Den er i stand til å begrense disse bølgesvingningene, hvis frekvens er større enn 550 Hz. Når et kraftig induksjonsmotorsystem stopper, kan det oppstå en spenningsstigning. I dette øyeblikket utløses beskyttelsen.

Det anbefales å installere for å undertrykke høyfrekvente harmoniske og korrigere systemkoeffisienten. Viktigheten av installasjonen er å redusere tap i statorene til den elektriske motoren og uønsket oppvarming av enheten.

Network chokes har fordeler. Riktig valgt enhetsinduktans lar deg sikre:

• beskyttelse av frekvensomformeren mot spenningsstøt og faseasymmetri;
• veksthastigheten til kortslutningsstrømmen avtar;
• levetiden til kondensatorer øker.

Du kan tenke på en kondensator som en blokkering. Derfor, avhengig av metoden for tilkobling av kondensatoren, kan den fungere som:

• lavfrekvent, hvis du kobler den parallelt til kilden;
• høy frekvens hvis koblet i serie med kilden.

I praktiske kretser kan det være nødvendig med en motstand for å begrense elektronstrømmen og oppnå riktig frekvensavskjæring.

2. Filtre for elektromagnetisk stråling (EMR).

Bruker du en tesil når du lager te? Det brukes for å forhindre "uønsket!" elementer fra å logge på systemet ditt. Det er mange slike uønskede fenomener i elektriske kretser som oppstår ved forskjellige frekvenser.

En elektrisk drift bestående av en frekvensomformer og en elektrisk motor regnes som en variabel belastning. Disse enhetene og induktansen til ledningene forårsaker generering av høyfrekvente spenningssvingninger og som et resultat elektromagnetisk stråling fra kablene, noe som påvirker funksjonen til andre enheter negativt.

Dette er en induktor med to (eller flere) viklinger der strømmen flyter i motsatte retninger. Bruken av denne enheten, som består av en induktor og en kondensator, har flere fordeler. Den er mer pålitelig og kan brukes ved de laveste driftstemperaturene. Alt dette lar deg øke levetiden til den elektriske motoren. Lav induktans og liten størrelse er også nøkkelfunksjonene.

Søk i tilfeller der:

• Kabler opptil 15 m lange strekkes fra frekvensomformeren til den elektriske motoren;
• det er en mulighet for skade på isolasjonen til motorviklingene på grunn av pulserende spenningsstøt;
• gamle enheter brukes;
• i systemer med hyppig bremsing;
• aggressiviteten til miljøet.

Ved ganske høye frekvenser er spenningsfallet tilnærmet null og kondensatoren oppfører seg som en åpen krets. Filterpressen er laget i form av en spenningsdeler med motstand og kondensator. Det brukes i hovedsak til å redusere båndbredde, ustabilitet og korrigere slew rate av Uout.

Enkelt sagt kommer normal choke fra ordet "choke". Og det brukes fortsatt i dag fordi det ganske nøyaktig beskriver formålet. Tenk på hvordan en "knyttneve" strammer rundt en ledning for å forhindre plutselige endringer i strømmen.

4. Sinusfiltre

Vekselstrøm er en bølge, en kombinasjon av sinus og cosinus. Ulike sinusbølger har forskjellige frekvenser. Hvis du vet hvilke frekvenser som er tilstede, som må overføres eller fjernes, kan resultatet være en kombinasjon av "nyttige" bølger, det vil si uten støy. Dette hjelper til en viss grad å rydde opp i gjeldende signal. Et sinusbølgefilter er en kombinasjon av kapasitive og induktive elementer.

Et av tiltakene for å sikre elektromagnetisk kompatibilitet er bruken av et sinusformet apparat; dette kan være nødvendig:

• med en gruppestasjon med en omformer;
• når du opererer med et minimum av koblingsforbindelser med kabler (uten skjerm) til den elektriske motoren (for eksempel tilkobling via en seriekoblingsmetode eller en overliggende strømforsyning);
• for å redusere tap på lange kabler.

Formålet med enheten er å forhindre skade på isolatorene til den elektriske motorviklingen. På grunn av nesten fullstendig absorpsjon av høye pulser, får utgangsspenningen sinusform. Korrekt installasjon er et viktig aspekt for å redusere nettverksinterferens og dermed utslipp. Dette tillater bruk av lange ledninger og bidrar til å redusere støynivået. Lav induktans betyr også mindre størrelse og lavere pris. Enhetene er designet med dU/dt-filtreringsmetoden med større forskjell i verdien av elementene.

5. Høyfrekvente fellesmodusfiltre

Hvis en forvrengt spenningssinusbølge oppfører seg som en serie harmoniske signaler lagt til grunnfrekvensen, lar filterkretsen bare grunnfrekvensen passere, og blokkerer unødvendig høyere harmoniske. Inngangsfiltreringsenheten er designet for å undertrykke høyfrekvent støy.

Enhetene skiller seg fra de som er diskutert ovenfor i en mer kompleks design. Den viktigste måten å redusere støy på er å overholde de påkrevde jordingsbestemmelsene i el-skapet.

Hvordan velge riktig EMC-filter for inngang og utgang

Deres karakteristiske fordeler ligger i deres høye støyabsorpsjonskoeffisient. EMC brukes i enheter med vekslende strømforsyninger. Det er verdt å følge kravene i instruksjonene for den spesifikke kontrollkretsen til asynkronmotorer. Det er generelle prinsipper som bestemmer det riktige valget.

Vær oppmerksom på at den valgte modellen må være i samsvar med:

• parametere for frekvensomformeren og strømforsyningsnettverket;
• nivået av interferensreduksjon til de nødvendige grensene;
• frekvensparametere for elektriske kretser og installasjoner;
• funksjoner ved driften av elektrisk utstyr;
• muligheter for elektrisk installasjon av modellen i styresystemet mv.

Den enkleste måten å forbedre kvaliteten på det elektriske nettverket på er å iverksette tiltak på designstadiet. Det mest interessante er at ved et urimelig avvik fra designbeslutninger, faller skylden helt på skuldrene til elektrikere.

Riktig avgjørelse om valg av type frekvensomformer, i kombinasjon med egnet filterutstyr, forhindrer at det oppstår de fleste problemer for driften av drivenheten.

Å sikre god kompatibilitet oppnås ved å velge parametrene til komponentene riktig. Feil bruk av enheter kan øke interferensnivået. I virkeligheten påvirker inn- og utgangsfiltre noen ganger hverandre negativt. Dette gjelder spesielt når inngangsenheten er innebygd i frekvensomformeren. Valget av en filterenhet for en spesifikk omformer utføres i henhold til tekniske parametere og, bedre, etter kompetent anbefaling fra en spesialist. Profesjonell konsultasjon kan gi deg betydelige fordeler, siden dyrt utstyr faktisk alltid matches med en høykvalitets, rimelig analog. Eller den fungerer ikke i det nødvendige frekvensområdet.

Konklusjon

Elektromagnetisk interferens påvirker utstyr hovedsakelig ved høye frekvenser. Dette betyr at riktig drift av anlegget kun vil oppnås dersom den elektriske installasjonen og produksjonsspesifikasjonene følges, samt kravene til høyfrekvent utstyr (f.eks. skjerming, jording, filtrering).

Det er verdt å merke seg at tiltak for å øke støyimmuniteten er et sett med tiltak. Å bruke filtre alene vil ikke løse problemet. Dette er imidlertid den mest effektive måten å fjerne eller betydelig redusere skadelig interferens på den normale elektromagnetiske kompatibiliteten til elektronisk utstyr. Vi må heller ikke glemme at hvorvidt en bestemt modell er egnet til å løse et problem, avgjøres «på stedet» eller gjennom eksperimenter og testing.

Strømforsyningsanlegg med samtidig bruk av tradisjonell strømforsyning og strøm fra solen er en økonomisk forsvarlig løsning for private husholdninger, hytter og feriesteder og industrilokaler.

Et uunnværlig element i komplekset er en hybrid inverter for solcellepaneler, som bestemmer spenningsforsyningsmodusene, og sikrer uavbrutt og effektiv drift av solsystemet.

For at systemet skal fungere effektivt, må du ikke bare velge den optimale modellen, men også koble den riktig. Og vi vil se på hvordan du gjør dette i artikkelen vår. Vi vil også vurdere eksisterende typer omformere og de beste tilbudene på markedet i dag.

Å bruke fornybar solenergi i kombinasjon med sentralisert strømforsyning gir en rekke fordeler. Den normale funksjonen til solsystemet er sikret ved koordinert drift av hovedmodellene: solcellepaneler, batteri og et av nøkkelelementene - omformeren.

Solar system inverter er en enhet for å konvertere likestrøm (DC) som kommer fra solcellepaneler til alternerende elektrisitet. Det er på en strøm på 220 V at husholdningsapparater fungerer. Uten en inverter er energiproduksjon meningsløs.

Systemdriftsskjema: 1 – solcellemoduler, 2 – ladekontroller, 3 – batteri, 4 – spenningsomformer (inverter) med vekselstrømforsyning (AC)

Det er bedre å evaluere egenskapene til en hybridmodell sammenlignet med driftsfunksjonene til dens nærmeste konkurrenter - autonome og nettverkstilkoblede "konverterere".

Nettverkstypekonverter

Enheten fungerer på belastningen til det generelle elektriske nettverket. Utgangen fra omformeren er koblet til strømforbrukere, AC-nettet.

Ordningen er enkel, men har flere begrensninger:

• drift når vekselstrøm er tilgjengelig i nettverket;
• Nettspenningen må være relativt stabil og innenfor driftsområdet til omformeren.

Denne varianten er etterspurt i private hjem med en gjeldende "grønn" tariff for elektrifisering.

Parametre for valg av solomformer

Effektiviteten til omformeren og hele strømforsyningssystemet avhenger i stor grad av riktig valg av utstyrsparametere.

I tillegg til egenskapene beskrevet ovenfor, bør du vurdere:

• utgangseffekt;
• type beskyttelse;
• Driftstemperatur;
• installasjonsdimensjoner;
• tilgjengelighet av tilleggsfunksjoner.

Kriterium #1 – enhetsstrøm

Rangeringen av solcelleomformeren velges basert på maksimal belastning på nettverket og forventet batterilevetid. I oppstartsmodus er omformeren i stand til å levere en kortsiktig effektøkning på tidspunktet for idriftsettelse av kapasitive belastninger.

Denne perioden er typisk når du slår på oppvaskmaskiner, vaskemaskiner eller kjøleskap.

Når du bruker belysningslamper og en TV, er en laveffektomformer på 500-1000 W egnet. Som regel er det nødvendig å beregne den totale effekten til utstyret som brukes. Den nødvendige verdien er angitt direkte på enhetens kropp eller i det medfølgende dokumentet.

Oversikt over mulighetene, driftsmodusene og effektiviteten ved bruk av 3 kW InfiniSolar multifunksjonsomformer:

Å designe et solenergisystem er en kompleks og ansvarlig oppgave. Det er best å overlate beregningen av de nødvendige parameterne, valg av solenergikomplekskomponenter, tilkobling og igangkjøring til fagfolk.

Feil som gjøres kan føre til systemfeil og ineffektiv bruk av dyrt utstyr.

Velger du det beste omformeralternativet for drift av et autonomt solenergiforsyningssystem? Har du spørsmål som vi ikke dekket i denne artikkelen? Spør dem i kommentarene nedenfor - vi vil prøve å hjelpe deg.

Eller kanskje du la merke til unøyaktigheter eller inkonsekvenser i materialet som ble presentert? Eller ønsker du å supplere teorien med praktiske anbefalinger basert på egen erfaring? Skriv til oss om dette, del din mening.