Продукты на основе трансформаторов

Продукты на основе трансформаторов

Кондиционер линии питания

Сетевой кондиционер — это электронное устройство, обычно имеющее форму удлинителя, которое сглаживает пики и провалы обычной бытовой сети переменного тока. Они обеспечивают плавное питание для точной электроники, такой как компьютеры и звуковое оборудование, высокотехнологичные телевизоры и проекторы. . Многие стабилизаторы напряжения также функционируют как устройства защиты от перенапряжений.

Стабилизаторы напряжения отличаются от типичных источников бесперебойного питания тем, что они непрерывно заряжают аккумулятор и непрерывно питают оборудование от аккумулятора. Большинство ИБП просто пропускают питание источника напрямую, пока питание источника включено. Это может привести к сбою или, в крайних случаях, к повреждению некоторого чувствительного оборудования. Онлайн-ИБП с двойным преобразованием является своего рода стабилизатором напряжения.

При работе от электрогенератора хорошей идеей будет использование стабилизатора напряжения для электроники. Аудиофилы ценят, что электрические помехи не проходят через динамики, когда для питания динамиков используется стабилизатор напряжения.

В идеале мощность переменного тока имеет форму чистой синусоиды. Некоторые генераторы производят мощность, которая ближе к прямоугольной, чем к синусоидальной волне. Для кондиционирования такого типа мощности требуется нечто большее, чем кондиционер питания размером с удлинитель. Для этого приложения обычно требуется более крупный блок с аккумулятором.

В условиях низкого напряжения внутренний источник питания и схемы компьютерного оборудования должны компенсировать это более интенсивной работой. Повторяющееся воздействие отключений может привести к перегреву этих чувствительных компонентов, что приведет к блокировке клавиатуры, повреждению данных и, в некоторых случаях, к полному сбою системы.

Другие сбои в работе компьютера могут быть симптомами скачков напряжения и скачков напряжения. Они могут проявляться в виде искаженных данных, зависаний системы, общих сбоев защиты и замедления передачи. В то время как многие всплески и всплески являются продуктами природы, такими как удары молнии, и многие другие являются продуктами человека, например, цикл копировального аппарата или лазерного принтера.

Сетевые кондиционеры предотвращают проблемы со скачками напряжения, поддерживая работу вашего оборудования во время отключений без использования аварийных источников питания CVCF и VVVF, таких как системы бесперебойного питания или вспомогательные генераторы. Сетевые кондиционеры автоматически регулируют пониженное и повышенное напряжение, обеспечивая безопасное питание переменного тока компьютерного класса.

Стабилизаторы напряжения — лучший выбор при настройке серверной среды.

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения — это электрический регулятор, предназначенный для автоматического поддержания постоянного уровня напряжения.

В нем может использоваться электромеханический механизм, пассивные или активные электронные компоненты. В зависимости от конструкции он может использоваться для регулирования одного или нескольких напряжений переменного или постоянного тока.

За исключением шунтовых стабилизаторов, все стабилизаторы напряжения работают, сравнивая фактическое выходное напряжение с некоторым внутренним фиксированным опорным напряжением. Любая разница усиливается и используется для управления регулирующим элементом. Это формирует контур сервоуправления с отрицательной обратной связью. Если выходное напряжение слишком низкое, регулирующему элементу подается команда создать более высокое напряжение. Для некоторых регуляторов, если выходное напряжение слишком велико, регулирующему элементу подается команда производить более низкое напряжение; однако многие просто прекращают подавать ток и зависят от потребляемого тока того, что оно приводит в действие, чтобы снизить напряжение. Таким образом, выходное напряжение поддерживается примерно постоянным. Контур управления должен быть тщательно разработан, чтобы обеспечить желаемый компромисс между стабильностью и скоростью отклика.

Электромеханические регуляторы также использовались для регулирования напряжения на линиях распределения электроэнергии переменного тока. Эти регуляторы обычно работают путем выбора соответствующего ответвления на трансформаторе с несколькими ответвлениями. Если выходное напряжение слишком низкое, переключатель ответвлений переключает соединения для получения более высокого напряжения. Если выходное напряжение слишком велико, переключатель ответвлений переключает соединения для получения более низкого напряжения. Элементы управления обеспечивают мертвую зону, в которой контроллер не будет действовать, предотвращая постоянное рыскание контроллера (постоянную регулировку напряжения) для достижения желаемого целевого напряжения.

Каждая электронная схема предназначена для работы от некоторого напряжения питания, которое обычно считается постоянным. Регулятор напряжения обеспечивает это постоянное выходное напряжение постоянного тока и содержит схему, которая постоянно поддерживает выходное напряжение на расчетном уровне независимо от изменений тока нагрузки или входного напряжения.

Линейный регулятор работает, используя источник тока, управляемый напряжением, чтобы вызвать появление фиксированного напряжения на выходной клемме регулятора. Схема управления должна контролировать выходное напряжение и регулировать источник тока, чтобы поддерживать выходное напряжение на желаемом уровне. Расчетный предел источника тока определяет максимальный ток нагрузки, который регулятор напряжения может обеспечить и при этом поддерживать регулирование.

Выходное напряжение регулируется с помощью контура обратной связи, который требует некоторой компенсации для обеспечения стабильности контура. Большинство линейных регуляторов имеют встроенную компенсацию и полностью стабильны без внешних компонентов.

Еще одна характеристика любого линейного стабилизатора заключается в том, что ему требуется конечное время для корректировки выходного напряжения после изменения потребности в токе нагрузки. Эта «временная задержка» определяет характеристику, называемую переходной характеристикой, которая является мерой того, насколько быстро регулятор возвращается к установившемуся режиму после изменения нагрузки. Важно отметить, что внезапное увеличение или уменьшение потребности в токе нагрузки приведет к напряжение изменяться до тех пор, пока контур не скорректируется и не стабилизируется на новом уровне.

Сетевой реактор переменного тока

Давайте сначала определим, что такое реактор. По сути, реактор — это индуктор. Физически это катушка провода, которая позволяет магнитному полю формироваться вокруг катушки, когда через нее протекает ток. Под напряжением он представляет собой электрический магнит, сила поля которого пропорциональна силе тока и количеству витков. Простая проволочная петля представляет собой индуктор с воздушным сердечником. Чем больше витков, тем выше рейтинг индуктивности. Довольно часто в обмотку в качестве сердечника добавляют железо. Это имеет эффект концентрации линий магнитного потока там, создавая более эффективный индуктор.

Возвращаясь к базовой теории цепей переменного тока, индуктор имеет свойство накапливать энергию в магнитном поле и сопротивляться изменению тока. Основным свойством реактора является его индуктивность, которая измеряется в генри, миллигенри или микрогенри. В цепи постоянного тока (например, в шине постоянного тока в приводе переменного тока) индуктор просто ограничивает скорость изменения тока в цепи, поскольку ток в индукторе хочет продолжать течь с заданной скоростью в любой момент времени. . То есть мгновенное увеличение или уменьшение приложенного напряжения приведет к медленному увеличению или уменьшению тока. И наоборот, если скорость тока в катушке индуктивности изменится, будет наведено соответствующее напряжение.

Как и у большинства вещей, у использования реактора есть побочные эффекты. Хотя эти проблемы не должны препятствовать использованию реактора, пользователь должен знать об этих эффектах и быть готовым к ним. Поскольку реактор сделан из проволоки (обычно из меди), намотанной в катушку, он будет иметь соответствующие потери из-за сопротивления проволоки. Кроме того, если это индуктор с железным сердечником (как в случае большинства реакторов, используемых в силовой электронике), он будет иметь некоторые потери на «вихревые токи» в изменяющемся магнитном поле, а молекулы железа будут магнитно перестраиваться. Как правило, реактор увеличивает стоимость и вес, требует места, выделяет тепло и снижает эффективность.

Иногда добавление сетевого дросселя может изменить характеристики линии, к которой вы подключены. Другие компоненты, такие как конденсаторы для коррекции коэффициента мощности и паразитная емкость кабеля, могут взаимодействовать с сетевым дросселем, вызывая возникновение резонанса. Приводы переменного тока имеют относительно хороший коэффициент мощности и не требуют использования корректирующих конденсаторов. На самом деле, конденсаторы для коррекции коэффициента мощности часто приносят больше вреда, чем пользы, когда присутствуют приводы переменного тока.

С такими побочными эффектами зачем использовать реактор? Дело в том, что есть веские причины для установки реактора при определенных условиях. Начнем с входной стороны привода.

Используйте сетевой дроссель переменного тока на входе для уменьшения гармоник:

Как вы, возможно, уже знаете, большинство стандартных «шестиимпульсных» приводов являются нелинейными нагрузками. Они имеют тенденцию потреблять ток только на плюсовых и минусовых пиках линии. Поскольку форма волны тока не синусоидальна, говорят, что ток содержит «гармоники». Для стандартного 3-фазного входного преобразователя (используемого для преобразования переменного тока в постоянный) с использованием шести тиристоров или шести диодов и батареи фильтрующих конденсаторов трехфазный входной ток может содержать до 85% или более общих гармонических искажений. При установке сетевого дросселя пики сетевого тока уменьшаются и несколько расширяются. Это делает ток несколько более синусоидальным, снижая уровень гармоник примерно до 35% при использовании реактора подходящего размера. Этот эффект также полезен для конденсаторов фильтра постоянного тока. Так как "пульсирующий ток" уменьшается. Конденсаторы могут быть меньше, меньше нагреваться и служить дольше.

Использование сетевого дросселя переменного тока в качестве буфера сетевого напряжения:

В некоторых случаях другие распределительные устройства на линии, такие как контакторы и разъединители, могут вызывать переходные процессы в линии, особенно при отключении индуктивных нагрузок, таких как двигатели. В таких случаях на входе привода может возникнуть скачок напряжения, что может привести к скачку тока на входе. Если напряжение достаточно высокое, это также может привести к выходу из строя полупроводников в преобразователе постоянного тока. Иногда реактор используется для «буферизации от линии». Хотя дроссель звена постоянного тока, если он присутствует, защитит от скачков тока, он не может защитить преобразователь от скачков напряжения, поскольку дроссель звена расположен после преобразователя. Полупроводники подвергаются воздействию любых условий линейного напряжения. По этой причине может помочь дроссель на входе в привод.

Реактор не устраняет проблемы с заземлением и не обеспечивает изоляцию. Имейте в виду, что хотя реактор обеспечивает некоторую буферизацию, он не обеспечивает изоляцию и не может заменить изолирующий трансформатор.

Сетевые дроссели переменного тока на выходе привода для увеличения индуктивности нагрузки:

Применение ректора на выходе привода иногда необходимо. Опять же, все «побочные эффекты», о которых говорилось ранее, остаются в силе. Если двигатель имеет «низкую индуктивность рассеяния», дроссель может помочь восстановить общую индуктивность нагрузки до уровня, с которым может работать привод. В некоторых редких случаях, когда используется необычная конфигурация двигателя или двигатель с 6 или более полюсами, индуктивность двигателя может быть слишком низкой, и может потребоваться дроссель. Работа нескольких двигателей на одном приводе также может привести к низкой индуктивной нагрузке и необходимости использования выходного дросселя.

Реакторы на выходе привода для уменьшения влияния отраженной волны:

Иногда на выходе привода устанавливают дроссель, чтобы предотвратить всплеск напряжения отраженной волны, когда требуются длинные провода двигателя. Это не всегда хорошая практика. Хотя реактор будет снижать время нарастания напряжения, обеспечивая некоторую выгоду, вряд ли он ограничит пиковое напряжение на двигателе. В некоторых случаях может возникнуть резонанс между емкостью кабеля и дросселем, что приводит к еще более высоким напряжениям на двигателе. В общем, терминатор двигателя является лучшим решением. Если на выходе установлен дроссель, то, скорее всего, он является частью специально разработанного устройства «подавления отраженной волны», которое также имеет параллельно демпфирующие резисторы. Если на выходе используется дроссель, он должен располагаться как можно ближе к приводному концу.

Размеры сетевого дросселя переменного тока:

Первое правило — убедитесь, что у вас достаточно высокий номинал усилителя. Что касается значения импеданса, вы обычно обнаружите, что от 3% до 5% является нормой, а большинство приближается к 3%. Дроссель на 3 % достаточен для обеспечения буферизации линии, а дроссель на 5 % будет лучшим выбором для подавления гармоник, если в линии нет дросселя. Выходные реакторы, когда они используются, обычно составляют около 3%. Этот номинал в процентах относится к нагрузке или приводу, где импеданс дросселя составляет процент от импеданса привода при полной нагрузке. Таким образом, 3%-й реактор будет падать на 3%3# приложенного напряжения при полном номинальном токе.

Реактор — это не волшебная палочка, но при правильном применении он может предотвратить определенные проблемы. Реакторы могут быть полезны для обеспечения некоторой буферизации линии или увеличения импеданса, особенно для приводов без дросселя звена постоянного тока. Для небольших приводов они могут потребоваться для предотвращения броска тока или снижения гармоник тока, когда в одной установке установлено несколько малых приводов. На выходе их следует использовать только для коррекции низкой индуктивности двигателя, а не в качестве устройства защиты двигателя.

Используйте реактор:

Добавить резкости линии.
Чтобы обеспечить некоторую световую буферизацию от всплесков линии низкой амплитуды.
Для уменьшения гармоник.
Для компенсации двигателя с малой индуктивностью.
Только как часть фильтра для подавления отраженных волн

Преобразователь напряжения

Преобразователь напряжения изменяет напряжение электрического источника питания CVCF и VVVF и обычно комбинируется с другими компонентами для создания источника питания. Термин «преобразователь напряжения» иногда используется как общий термин для источника питания. Преобразователь напряжения или источник питания можно назвать «трансформатором», даже если он не содержит фактического трансформатора, как этот термин используется в электронике.

Чаще всего преобразователь напряжения используется для изменения напряжения в розетке, чтобы мы могли использовать приборы в разных географических регионах. Большинство однофазных электрических розеток переменного тока в мире имеют диапазон напряжения от 210 до 220 вольт или от 110 до 120 вольт. Преобразователи обычно могут только удваивать напряжение или уменьшать его вдвое, но некоторые настроены на то и другое.

Часто они продаются с адаптерами для вилки, которые обеспечивают преобразование размера и формы вилки. Если преобразование напряжения не требуется, штепсельный адаптер можно использовать без преобразователя напряжения.

Существует несколько способов преобразования напряжения. Для переменного тока (AC) можно использовать трансформатор для уменьшения или увеличения напряжения. Обычные источники питания для небольшой электроники обычно имеют трансформатор, который понижает напряжение до относительно небольшого напряжения в диапазоне от 4,5 до 12 вольт, двухполупериодный выпрямитель для преобразования переменного тока в импульсный постоянный ток и некоторые дополнительные компоненты для выравнивания волны. Некоторые устройства имеют только трансформатор во внешнем источнике питания с любым выпрямителем или дополнительным блоком питания, предусмотренным внутри устройства.

Преобразователи напряжения и трансформаторы не преобразуют циклы. Их можно использовать только для преобразования напряжения. Таким образом, понижающие преобразователи напряжения преобразуют 220 В в 110 В. что позволяет вам использовать вашу продукцию из США за границей в странах с напряжением 220 В. Повышающий трансформатор будет преобразовывать напряжение со 110 В в 220 В, что позволит вам использовать продукты 220 В в США. Большинство трансформаторов напряжения являются как повышающими, так и понижающими, вы можете переключать их для работы как понижающие или повышающие.

Выбор правильного преобразователя напряжения

1. Посмотрите на номинальное напряжение на вашем приборе, если в номинальном значении указано что-то похожее на 110–240 В, это означает, что ваш продукт имеет двойное напряжение, в этом случае вы можете использовать свой продукт в 220 В без преобразователей напряжения. Большинство зарядных устройств для ноутбуков и видеокамер имеют двойное напряжение. Тем не менее, вам может понадобиться штепсельный адаптер для подключения к розеткам за границей. Если в номинальном напряжении указано 110 В или 120 В, это означает, что ваш продукт рассчитан только на один вольт, и для его использования в зарубежных странах с напряжением 220 В потребуется понижающий преобразователь.

2. Теперь, когда вы знаете, что вам нужен преобразователь напряжения, вам нужно определить, какой именно или какого типа. Посмотрите номинальную мощность в ваттах на приборе или рассчитайте мощность, умножив напряжение на ампер. Например, 110 В х 1,5 А = 165 Вт. Выберите преобразователь в соответствии с номинальной мощностью вашего прибора. Мы рекомендуем использовать преобразователь, номинальная мощность которого как минимум на 25 % выше номинальной мощности вашего продукта. Использование преобразователя на максимальную мощность в конечном итоге приведет к его перегоранию после длительного использования. Некоторые элементы, такие как лазерные принтеры и электроинструменты, всплескивают при их включении. Для таких ситуаций вам необходимо купить трансформатор, который как минимум в два раза превышает номинальные характеристики продукта.

1. Выбрав правильный преобразователь, убедитесь, что на преобразователе есть соответствующий штепсельный адаптер, чтобы подключить его к бортовой розетке.

Преобразователь частот

Преобразователь частоты — это электронное устройство, которое преобразует переменный ток одной частоты в переменный ток другой частоты. Устройство также может изменять напряжение, но если это происходит, то это не относится к его основному назначению.

Преобразователи частоты различаются по мощности от нескольких ватт до мегаватт. Преобразователи частоты состоят из электромеханических компонентов, таких как мотор-генераторные установки или вращающиеся преобразователи.

Генераторные установки с преобразователем частоты используются для преобразования частоты, напряжения и фазы. Что касается частоты, то это чаще всего мощность сети с частотой 50 или 60 Гц по сравнению с мощностью 50, 60 или 400 Гц для работы оборудования. В дополнение к этому, мотор-генераторы с преобразователем частоты также обеспечивают изоляцию линии, подавление гармоник, коррекцию коэффициента мощности, фазовое преобразование, преобразование напряжения со сбалансированной, плавной, контролируемой выходной мощностью. Типичные области применения включают приводы переменного тока с регулируемой скоростью, инверторы, компьютеры и оборудование с компьютерным управлением, глубинные насосы, промышленное оборудование и многое другое. Преобразователи частоты 400 Гц чаще всего используются в аэрокосмической или авиационной промышленности, чтобы поддерживать питание самолетов, когда они находятся на земле в наземных силовых установках.

Преобразователи частоты обычно используются для управления скоростью насосов и вентиляторов. Во многих приложениях достигается значительная экономия энергии. Наиболее требовательные области применения находятся на промышленных технологических линиях, где требования к точности управления могут быть очень высокими.

Преобразователи напряжения в частоту могут получать входное напряжение переменного или постоянного тока и выходные частоты или импульсные сигналы с использованием таких методов, как амплитудная модуляция (АМ), частотная модуляция (ЧМ) и широтно-импульсная модуляция. Некоторые преобразователи напряжения в частоту посылают выходные сигналы на таймеры, счетчики, реле, переключатели и потенциометры. Другие могут выводить диапазоны напряжения, такие как 0–10 В, или контуры тока, такие как 4–20 мА. Интегральные фильтры пропускают одни частоты и подавляют другие. Программируемые фильтры позволяют пользователям устанавливать и изменять такие параметры, как частота нижних частот, номинальная частота, ниже которой пропускаются входные сигналы и выше которой входные сигналы блокируются.