Где на выключателе фаза а где ноль. Правильное подключение выключателя: фаза или ноль.

Почему важно подключать выключатель на фазу, а не на ноль. Каковы последствия неправильного подключения. Как определить фазу и ноль при монтаже проводки. Что говорится в правилах ПУЭ по этому вопросу.

Почему выключатель должен разрывать фазу, а не ноль

При монтаже электропроводки важно правильно подключить выключатель света. Многие задаются вопросом — куда подключать выключатель: на фазу или на ноль? Давайте разберемся, почему выключатель должен размыкать именно фазный провод.

Основные причины, по которым выключатель нужно ставить на фазу:

• Безопасность — при выключенном свете на патроне лампы не будет напряжения
• Соответствие правилам ПУЭ
• Корректная работа светодиодных ламп
• Возможность безопасно менять лампочки при выключенном свете

Рассмотрим подробнее особенности правильного и неправильного подключения выключателя.

Правильное подключение выключателя на фазу

При правильном подключении выключателя на фазу схема работает следующим образом:

• Выключатель разрывает фазный провод
• Нулевой провод идет напрямую к светильнику/лампе
• При выключенном положении на патроне лампы нет напряжения
• Можно безопасно менять лампочки при выключенном свете

Такая схема полностью соответствует требованиям безопасности и правилам устройства электроустановок (ПУЭ).

Последствия неправильного подключения выключателя на ноль

Если по ошибке подключить выключатель на нулевой провод, это приведет к следующим проблемам:

• На патроне лампы всегда будет присутствовать фазное напряжение, даже при выключенном свете
• Высокий риск поражения током при замене лампочек
• Возможно мерцание или слабое свечение светодиодных ламп в выключенном состоянии
• Сокращение срока службы светодиодных ламп
• Несоответствие правилам ПУЭ

Как видим, неправильное подключение создает серьезную опасность и нарушает нормы электробезопасности.

Как определить фазу и ноль при подключении выключателя

При монтаже проводки важно правильно определить фазный и нулевой провода. Существует несколько способов:

1. По цвету изоляции:
   • Синий или голубой — нулевой провод
   • Коричневый, белый, красный — фазный провод
   • Желто-зеленый — заземление
2. С помощью индикаторной отвертки:
   • Если лампочка светится — это фаза
   • Если не светится — это ноль
3. Мультиметром в режиме измерения напряжения:
   • ~220В между проводами — один из них фаза
   • 0В — оба нулевые или оба фазные

При любых сомнениях лучше обратиться к профессиональному электрику для проверки правильности подключения.

Требования ПУЭ по подключению выключателей

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) четко регламентируют подключение выключателей:

• Пункт 6.6.28 ПУЭ: однополюсные выключатели должны устанавливаться в цепи фазного провода
• Запрещается устанавливать выключатель в цепи нулевого рабочего проводника
• При использовании двухполюсных выключателей должна исключаться возможность отключения нулевого провода без отключения фазного

Таким образом, правила однозначно требуют устанавливать выключатель на фазный провод для обеспечения электробезопасности.

Особенности работы светодиодных ламп при неправильном подключении

Светодиодные лампы особенно чувствительны к правильности подключения выключателя. При установке выключателя на нулевой провод возможны следующие эффекты:

• Слабое свечение или мерцание в выключенном состоянии
• Сокращение срока службы из-за постоянной подачи напряжения
• Некорректная работа схем плавного включения/выключения

Поэтому для светодиодного освещения крайне важно соблюдать правильную схему подключения с выключателем на фазе.

Как исправить неправильное подключение выключателя

Если вы обнаружили, что выключатель подключен неправильно, есть несколько способов исправить ситуацию:

1. Поменять местами провода на выключателе (если есть доступ)
2. Переподключить провода в распределительной коробке
3. Поменять местами фазный и нулевой провода на вводном автомате

В любом случае, работы по переподключению должен выполнять квалифицированный электрик с соблюдением всех мер безопасности.

Заключение

Правильное подключение выключателя на фазный провод — важное условие электробезопасности в доме. Это обеспечивает:

• Защиту от поражения током при замене ламп
• Корректную работу светодиодных светильников
• Соответствие нормам ПУЭ
• Увеличение срока службы осветительных приборов

При монтаже электропроводки следует уделить особое внимание правильному определению фазного и нулевого проводов. В случае сомнений лучше обратиться к профессиональному электрику для проверки подключения. Соблюдение простых правил поможет сделать электропроводку в доме максимально безопасной и долговечной.

Фаза или ноль на выключатель. Подключаем правильно

Итак, делая электропроводку, вы дошли до соединения проводов в распределительных коробках. С розеточной группой всё понятно. Провода в распределительной коробке соединяем все параллельно — жёлто-зеленые с жёлто-зелеными, синие с синими, белые с белыми. То есть, землю соединяем с землёй, ноль с нолём, фазу с фазой. Будет выглядеть это так:

Я приведу две схемы соединения проводов в световой распредкоробке. Это схемы соединения для одноклавишного выключателя и для двухклавишного выключателя.

Содержание

Выключатель должен разрывать фазу!

На схемах видно, что в обоих случаях на выключателе разрывается фаза, а ноль идёт на лампочку или светильник напрямую. И это правильно! Ибо, как говорил Остап Бендер, ибо…..

А что произойдёт, если сделать наоборот?

В принципе, ничего особенного, всё будет работать. Но. Самый большой минус такого подключения это безопасность. Так как безопасность эксплуатации электроустановок имеет большое значение, то подключение выключателя оговорено в ПУЭ (Правила устройства электроустановок).

«В трех- или двухпроводных однофазных линиях сетей с заземленной нейтралью могут использоваться однополюсные выключатели, которые должны устанавливаться в цепи фазного провода, или двухполюсные, при этом должна исключаться возможность отключения одного нулевого рабочего проводника без отключения фазного».
(7 издание ПУЭ, 6.6.28)

Это правило для подключения автоматического выключателя. И говорит оно о том, что нельзя разрывать нулевой провод не разрывая и фазный.

Так что произойдёт если выключатель будет стоять в нулевом проводнике?

При включённом выключателе всё будет работать так как к лапочке будет приходить и ноль (через выключатель) и фаза (напрямую).

А вот при выключенном выключателе на лампочке ноль исчезнет, а фаза останется. Причем на обоих проводах, если это лампа накаливания.

Чем это чревато?

Если светильник исправен и работает, то ничем не чревато. А вот если вы захотите поменять перегоревшую лампу в люстре или светильнике подключённом неправильно, то при случайном прикосновении к контактам в цоколе вас может ударить током. А может и не ударить. Всё зависит от того как хорошо заземлены ваши ноги. Но лучше не экспериментировать!

Что ещё может произойти?

Если люстра или светильник не новые, может потрескаться изоляция проводов и (не дай Бог) они замкнут на корпус люстры или светильника. На металлическом корпусе люстры может оказаться фаза. Простое прикосновение к корпусу может быть чревато поражением электрическим током. Всё зависит от особенности организма и качества заземления ваших ног. Исход может быть непредсказуем.

Ну а почему не сработала защита?

Да потому, что ноля то на люстре у нас нет — выключатель выключен, ноль разорван и не подается на светильник. Если же выключатель включён и ноль подается на светильник, он может и не быть на корпусе люстры. На корпусе люстры может быть только фаза.
Автомат же дифференциальной защиты в цепи освещения можно не ставить согласно ПУЭ.

Ещё одна неприятная проблема при неправильном подсоединении выключателя это мерцание светодиодных ламп и светильников при постоянной фазе на них. Не факт, что это будет происходить, но у светильников не очень высокого качества это может случиться.

Как определить фаза или ноль идёт на выключатель?

Определить ноль или фаза идёт на выключатель можно двумя способами: на выключателе или на самом светильнике.

Выключатель должен быть в отключённом состоянии.

В выключателе на одном проводе должна быть фаза (индикатор будет светиться), а на люстре индикатор светиться не будет. Конечно же на выключателе проверять удобнее так как он находится внизу, да и снять его будет проще, чем открутить люстру или светильник с на потолке. Как снять выключатель рассказывать вам не буду.

Но что же делать, если вы узнали что выключатель у вас подключён неправильно.

В старых квартирах обычно схема электропроводки однолинейная. А это значит, что вся квартира «висит» на одной линии. Скорее всего у вас все выключатели подключены данным образом.

Многие советуют переподключить провода в распределительной коробке. Но, как вы понимаете, для этого нужно её найти, снять с этого места обои, раскрутить скрутки. Но во многих старых квартирах проводка алюминиевая и лишний раз раскрутить, скрутить провод чревато поломкой их.

Можно, просто напросто, перекинуть провода на автоматических выключателях, которые находятся в щитке. И тогда фаза станет нулём, а ноль фазой и на выключатель пойдёт фазный провод.

На картинке показана схема где на нулевом и фазном проводе стоят отдельные однополюсные выключатели. Так делали раньше. Сейчас же используют один двухполюсный автоматический выключатель.

Если же вы определили что какой выключатель подключён неправильно, а остальные в порядке, это значит, что у электрика в том момент, когда он собирал коробку было «озарение». Вот тогда то кроме как переделать распредкоробку данного выключателя ничего не поможет.

Находим распределительную коробку. Обычно она находится над выключателем на расстоянии 15-20 сантиметров от потолка. Вскрываем её, предварительно выключив автоматы в распредщитке. Освобождаем скрутки от изоляции. Включаем автоматы и находим фазный провод индикатором. Выключатель должен быть выключен.

Обычно в световых коробках бывает четыре кабеля:

• приходящий
• отходящий
• на лампочку
• на выключатель

Цвет проводов не имеет значения потому, что провода могут быть разного цвета.

Определяем какой кабель идёт на лампочку, а какой на выключатель. Обычно кабель на выключатель уходит вертикально вниз, а на лампочку (светильник) вверх. Обесточиваем коробку отключением автоматического выключателя.

Переделываем коробку следующим образом:

Как соединять провода в распредкоробке решите по месту в зависимости от состояния и материала проводов. Изолируем места соединения проводов.

Всё, дело сделано!

Цвета проводов в распределительной коробке указаны в соответствие с современной расцветкой проводов в кабеле. Вместо коричневого провода чаще всего используется белый.

Ещё статьи:

Как собрать схему проходного переключателя

Как определить неисправность освещения

Что должен размыкать выключатель: ноль или фазу?

Выключатель – это электрическое устройство, обеспечивающее замыкание и размыкание цепи, а также отвечающее за включение/отключение электрооборудования.

Чтобы светильник или люстра работали, необходимо подключение двух проводов – фазного и нулевого. Стандартная схема разводки предусматривает подачу нуля прямо к люстре, при этом фаза проходит через выключающее устройство и может размыкаться. Иногда может показаться, что при изменении мест проводов нормальная работа светильника сохранится, он будет без проблем включаться и выключаться. Но почему такой подход считается неправильным и что говорится в правилах устройства электрических установок – рассмотрим в этой статье.

Особенности функционирования

Независимо от типа выключателя, используемого для включения и выключения, к примеру, света в комнате, аппарат в обязательном порядке размыкает не ноль, а именно фазу. Это проводник, который все время находится под воздействием переменного напряжения в отношении нулевого провода, который, как правило, обладает нулевым потенциалом относительно земли. В условиях исправности электросети он остается всегда таким, так как по определению нулевой проводник имеет заземление.

Независимо от того, какая сеть используется – однофазная или трехфазная – нейтраль или нулевой проводник должен быть заземлен. В этом отношении он принципиально безопаснее фазного провода. По факту генераторы и трансформаторы имеют заземление, именно от них в электрическую сеть поступает энергия. Если же по каким-то причинам у нулевого проводника не заземления, это может означать, что на каком-то участке сети произошла авария или оборвался нулевой проводник.

Как правило, в бытовых условиях используются выключатели с одним полюсом. Это означает, что при нажатии кнопки управления происходит замыкание и размыкание всего лишь одного провода. К примеру, люстра в комнате питается от бытовой однофазной сети в 220 вольт. То есть к этому прибору освещения идут проводники фаза и ноль. Аппарат выключателя установлен непосредственно в разрыв одного из этих проводников. Допустим, что выключатель установлен на фазный проводник и переведен в состояние «выключено». В этом случае оба провода будут обесточены, а их потенциалы приравняются нулю. Это объясняется тем, что не прерванный выключателем нулевой проводник и так обладает нулевым потенциалом, а для прерывания фазного проводника был использован выключатель и на нем уже отсутствует фазное напряжение.

При таком условии можно смело приступать к замене лампочки, так как оба проводника являются безопасными – нет риска попадания под фазное напряжение или получения удара током. Все же, не лишним будет отключение автомата внутри электрического щита.

Как не рекомендуется делать?

Что же делать, когда при подключении была допущена ошибка и выключатель был установлен в разрыв не фазного, а нулевого проводника? Тогда даже при выключении подачи электричества к люстре/светильнику путем отключения через выключатель, к прибору освещения все равно остается подведенным фазный проводник, при этом второй проводник вообще ни к чему не подключается.

Если при таком условии потребуется замена лампочки, ремонт люстры или работа с потолком, если случайно задеть фазный провод есть вероятность получения удара током. Особенно это опасно, если человек стоит на токопроводящей лестнице, контактирующей с землей или какой-нибудь заземленной поверхностью. Из-за этого может случиться трагедия, чреватая человеческими жертвами или серьезным вредом для здоровья.

Что говорится в правилах ПУЭ?

Согласно пункту 6.6.28 седьмого издания ПУЭ, для 3-х и 2-х проводных однофазных линий в сетях, где заземлена нейтраль, допускаются к использованию однополюсные выключающие устройства. В обязательном порядке их установка производится в цепь фазного провода. Однако при этом должна быть исключена вероятность отключения одного нулевого проводника при условии включенного фазного.

Таким образом, исходя из установленных правил, разрыв должен производиться именно по фазе. Но почему изменение такой схемы является опасным? Дело в том, что при прохождении фазы напрямую и при разрыве нуля посредством выключателя в случае отключения лампочки в патроне люстры всегда будет присутствовать напряжение. Следовательно, если нужно будет заменить лампочку, при касаниях патрона будут происходит удары током.

Еще одно неудобство для пользователей при неправильном подключении касается мигания либо свечения светодиодных светильников в условиях постоянной подачи фазы на патрон. При этом это явление может наблюдаться для светодиодов даже при условии поступления к ним сверхнизкого напряжения – в этом случае наблюдается наличие тусклого света либо периодическое мерцание. В свою очередь, это существенно может сократить срок службы осветительного оборудования, из-за чего возникнет необходимость их более частой замены.

Особенности маркировки электропроводки в квартире

Если планируется монтаж электропроводки в квартире или доме, при покупке проводников следует обратить внимание, что каждый из них должен иметь жилы с синей или голубой оплеткой. Именно эту жилу рекомендуется использовать в качестве нулевого провода. В случае, когда в жилище предусмотрена установка и третьего провода – прямого заземления, к нему желательно пустить проводник желто-зеленого цвета. Остальные проводники, независимо от цвета, применяется как несущие фазу. Поэтому ответом на вопрос, что именно должен разрывать выключатель – фазу или ноль, будет однозначным: должна разрываться фаза.

В заключительной части также можно подвести итоги. В этой статье было представлено описание простой электросети, где не предусматривался третий проводник – заземление. Помимо этого, в рассматриваемых примерах мы использовали простую люстру, которая рассчитана на один патрон под осветительный прибор. При таком условии и выключатель был бы простым – одноклавишным. При наличии заземления, провода никогда не путаются: достаточно выбрать кабель с тремя и более жилами. Желто-зеленая жила всегда подводится к массе (клемме), которая проходит к корпусу прибора. В то время как при установке многоклавишных выключателей из коробки к этим устройствам придется разводить от двух и более жил, исходя из количества клавиш в выключателях.

Аналогично делается с питающим кабелем для люстры. Независимо от того, сколько фаз приходит от выключателя на люстру, всегда в ней ноль будет один, при этом его клемма (масса) выделяется отдельно. Ориентироваться в этом случае можно и по проводникам: в таких приборах нулевой проводник всегда будет голубого/синего цвета.

Услуги электролаборатории в Москве и Московской области.

переключателей — 2-фазный нулевой таймер

спросил 5 лет, 6 месяцев назад

Изменено 3 года, 3 месяца назад

Просмотрено 119 раз

\$\начало группы\$

Я пытаюсь построить мгновенный или нулевой 2-полюсный переключатель (постоянный ток). В основном то, что я пытаюсь сделать, это то, что когда переключатель выключен, линии соединяются, как показано на первом рисунке (цвет тех же кругов показывает соединенные стороны). Когда вы включаете переключатель, линии соединяются, как на втором рисунке.

Самое близкое, что я обнаружил, это твердотельное реле из-за его большого времени переключения. Мне нужно быстрое время переключения, так как устройство на другом конце не может выключаться или перезагружаться.

• переключатели
• твердотельные реле

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Я пытаюсь построить мгновенный или нулевой 2-фазный переключатель (постоянный ток).

Для выключателей мы используем слово «полюс» для каждой цепи. Вы ищете двухполюсный переключатель.

Нет мгновенного переключения. Вам нужно будет указать приемлемое время передачи.

Реле может быть достаточно , но ваша спецификация в настоящее время слишком расплывчата.

^{имитация этой цепи – Схема создана с помощью CircuitLab}

Вы можете добавить некоторую емкость на той стороне, которая гарантированно сохранит свою полярность. Это позволит пережить кратковременное прерывание во время переключения.

\$\конечная группа\$

2

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

энергий | Бесплатный полнотекстовый | Новый трехфазный выпрямитель с коррекцией коэффициента мощности с шестью ключами и функциями переключения при нулевом напряжении и токе

1. Введение

Силовые электронные преобразователи играют решающую роль в энергетике благодаря их способности оптимально контролировать мощность, которую они подают на нагрузку. Кроме того, они должны контролировать и кондиционировать мощность, которую они получают от источников энергии, чтобы поддерживать их оптимальную работу. Это достигается за счет соответствия стандартам электромагнитных помех и гармоник, таким как EN6100-3-2, и стандартам эффективности, таким как 80Plus [1]. Технологии мягкого переключения являются основным средством повышения эффективности за счет минимизации потерь при переключении и уменьшения электромагнитных помех и гармоник за счет «мягкого» завершения фронтов переходов переключения [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]. ,10,11,12]. В ссылках [8] и [9] описаны методы мягкого переключения, которые включают в себя переключение при нулевом напряжении (ZVS) и переключение при нулевом токе (ZCS). Трехфазные выпрямители с активной коррекцией коэффициента мощности (PFC) обеспечивают улучшенный коэффициент мощности и более низкое содержание гармоник [10,11,12,13]. Активные выпрямители с коррекцией коэффициента мощности, использующие повышающий входной каскад (источник тока), обеспечивают лучшую форму волны входного тока и меньшие гармонические искажения по сравнению с их аналогами с понижающим преобразователем [14]. В [15] для синтеза трехфазного выпрямителя с коррекцией коэффициента мощности использованы три однофазных выпрямителя с коррекцией коэффициента мощности. В [16] сообщается об использовании пространственно-векторной модуляции (SVM) для достижения высокого коэффициента мощности в трехфазном выпрямителе с шестью переключателями. О методах мягкого переключения, используемых в трехфазных выпрямителях, сообщается в [17,18,19]. ] для повышения эффективности и защиты от электромагнитных помех. Мягкое переключение с использованием пассивного снаббера без потерь представлено в [17]. Хотя этот подход может повысить эффективность, схема страдает от более высокой нагрузки на компоненты. В [18] активный демпфер используется для достижения плавного переключения за счет более высокой сложности управления и напряжения переключения во вспомогательном переключателе. В [19, 20, 21, 22] метод перехода и управления при нулевом напряжении был применен в трехфазном выпрямителе с ККМ. Хотя основные выключатели могут достигать ZVS при включении, вспомогательный переключатель жестко переключается при выключении.

Обычный трехфазный выпрямитель с коррекцией коэффициента мощности с шестью переключателями показан на рисунке 1. В этой статье предлагается новый трехфазный активный выпрямитель с программным переключением, использующий активную вспомогательную цепь. Принципиальным улучшением характеристик является достижение ZVS при включении для шести выпрямительных ключей и ZCS при выключении для одного вспомогательного ключа. Подробное описание работы предлагаемого выпрямителя с программным переключением представлено в Разделе 2. Проверка конструкции с помощью моделирования и экспериментальных результатов показана в Разделе 3, а заключительные замечания приведены в Разделе 4.

2. Предлагаемый трехфазный выпрямитель с плавным переключением ККМ с шестью переключателями

Предлагаемый трехфазный выпрямитель с шестью переключателями с плавным переключением ККМ показан на рис. 2. Схема внутри пунктирной рамки представляет собой вспомогательную схему с плавным переключением добиться ZVS в главных выключателях и ZCS во вспомогательном выключателе. Вспомогательная схема мягкого переключения состоит из вспомогательного переключателя S _A , резонансной катушки индуктивности L _R , трансформатора T _r , барьерного диода D _R1 , фиксирующей цепи R _C –D _C –C _C и резонансный конденсатор (емкость использует паразитную емкость главного ключа).

Трехфазные линейные напряжения V _RN , V _SN , V _TN для сбалансированной трехфазной системы показаны на рис. 3. Симметрия 60° в трехфазных напряжениях видна на рис. 3. Работа трехфазного ФПЧ с использованием симметрии 60° подробно описана в [11].

Для упрощения анализа можно выбрать интервал 1 (0°–60°) для анализа циклов переключения, так как работа над выпрямителем идентична в других 60° сегментах. Для поддержки операционного анализа сделаны следующие допущения:

(1)

Входная индуктивность L _B достаточно велика, чтобы входной ток можно было рассматривать как источник тока в течение периода переключения;

(2)

Входная емкость C _L достаточно велика, чтобы соответствовать идеальному источнику напряжения V _O ; и

(3)

Выходная емкость схемы фиксатора C _C достаточно велика, чтобы ее напряжение V _C можно было рассматривать как источник напряжения в течение периода переключения.

При перечисленных выше предположениях упрощенная принципиальная схема показана на рис. 4, и определены полярность напряжения и направление тока для каждого основного компонента.

В этом разделе приведено подробное описание работы схемы. Основные формы сигналов схемы для интервала 1 показаны на рис. 5, а эквивалентные схемы для каждого рабочего режима показаны на рис. 6. В цикле переключения необходимо проанализировать 12 рабочих режимов.

2.1. Режим 0: (t ≦ T

₀ )

Этот режим основан на анализе цикла переключения в интервале 1 (V _RN > 0, V _TN > 0 и V _SN < 0) . До T ₀ , как и на рис. 6а, диоды D ₁ , D ₆ и D ₅ находятся в состоянии проводимости. Главные выключатели с S ₁ по S ₆ и вспомогательный выключатель S _A выключены. Токи i _R и i _T протекают через диод D _B в нагрузку и возвращаются к источнику переменного тока в виде тока i _S . В этом случае напряжение на активном выпрямительном мосту равно V _X = V _O .

2.2. Режим 1 (T

₀ < t ≦ T ₁ )

При T ₀ вспомогательный переключатель S _A включается для перехода в режим 1. Ток i ₁ резонансной катушки индуктивности L 9089 R начинает увеличиваться, а ток i ₁ протекает через первичную обмотку N ₁ трансформатора Т _r . Наведенный ток i ₂ и ток возбуждения i _m вытекают через вторичную катушку N ₂ , как показано на рисунке 6b. Напряжение на вторичной обмотке N ₂ равно выходному напряжению V _O . Напряжение В ₁ и В ₂ на обмотках трансформатора Т _r получают следующим образом:

Ток в резонансном дросселе i ₁ увеличивается линейно с наклоном, определяемым выражением

Аналогично i ₁ ток возбуждения i _m также имеет линейный рост, а наклон равен

Когда ток i ₁ возрастает до тока i _S , этот режим заканчивается. Временной интервал указан ниже:

2.3. Режим 2 (T

₁ < t ≦ T ₂ )

При t = T ₁ ток диода звена постоянного тока i _b достигает нуля. Обратный ток восстановления диода Д _B течет через диод D _B в отрицательном направлении. Резонансный ток индуктора продолжает увеличиваться, как показано на рисунке 6c.

2.4. Режим 3 (T

₂ < t ≦ T ₃ )

При t = T ₂ паразитная емкость диода D _b вместе с резонансным конденсатором C _R , в который входит паразитный конденсатор главные переключатели и резонансная катушка индуктивности L

R начинают резонировать, как показано на рисунке 6d. При эквивалентном напряжении В _X главного выключателя уменьшается до нуля при t = T ₃ , режим завершается. Эквивалентное напряжение V _X и резонансный ток i ₁ показаны в уравнениях (6) и (7).

2.5. Режим 4: (T

₃ < t ≦ T ₄ )

Когда t > T ₃ , напряжение мостового выпрямителя V _X уменьшается до нуля, а вспомогательный переключатель S _A продолжает работать. Соответствующая эквивалентная схема показана на рис. 6д. Корпусные диоды Д ₄ , D ₃ и D ₂ главных выключателей S ₄ , S ₃ и S ₂ являются проводящими. Включение главных выключателей S ₄ , S ₆ и S ₂ при достижении нулевого напряжения моста обеспечивает включение ЗВС. Схема обнаружения включения главных выключателей при нулевом напряжении также позволяет минимизировать потери рабочего цикла и, таким образом, потерю эффективности. После включения главных выключателей на ЗВС резонансный ток дросселя i ₁ уменьшается линейно с наклоном, определяемым уравнением (11). Когда ток главных ключей S ₄ и S ₂ достигает нуля при t = T ₄ , режим завершается.

2.6. Режим 5: (T

₄ < t ≦ T ₅ )

Как показано на рисунке 6f, когда t > T ₄ , тогда S ₄ , S ₆ и S 29009 сохраняют проводимость . Ток i _l непрерывно уменьшается до нуля, пока t = T ₅ .

2.7. Режим 6: (T

₅ < t ≦ T ₆ )

Когда t > T ₅ , входные токи i _R и i _T протекают через главные выключатели S _{0 8 S 0 и . 2} , как показано на рисунке 6g. Когда ток i _a протекает через вспомогательный переключатель S _A , он состоит в основном из тока намагничивания i _m трансформатора. Если индуктивность намагничивания L _m спроектирована относительно большой, то ток i _a вспомогательного выключателя S _A очень близко к нулю. Когда T ₅ < t ≦ T ₆ , вспомогательный переключатель выключается, чтобы он мог эффективно достичь цели ZCS.

2.8. Режим 7: (T

₆ < t ≦ T ₇ )

Когда t = T ₆ , вспомогательный переключатель S _A выключен, как показано на рисунке 6h. В дальнейшем ток намагничивания i _м трансформатора заряжает паразитную емкость С _oss1 вспомогательного переключателя S _A , чтобы напряжение вспомогательного переключателя постоянно увеличивалось.

2.9. Режим 8: (T

₇ ≦ t ≦ T ₈ )

При t = T ₇ напряжение вспомогательного ключа V _SA увеличивается до V _O + V _{C 900 D и фиксируется диод. C проводит. Ток намагничивания i m протекает через цепь зажима D C – V C , как показано на рисунке 6i. Наклон тока возбуждения в этом режиме определяется выражением}

2.10. Режим 10: (T

₈ ≦ t ≦ T ₉ )

При t = T ₈ ток намагничивания i _m уменьшается до нуля, что приводит к сбросу трансформатора, как показано на рисунке 6j.

2.11. Режим 10: (T

₉ < t ≦ T ₁₀ )

При t = T ₉ главный выключатель S ₄ выключен. Входной ток i _R заряжает паразитную емкость главного ключа S ₄ и эквивалентное напряжение V _X главного выключателя увеличивается, как показано на рисунке 6k.

2.12. Режим 11: (T

₁₀ ≦ t ≦ T ₁₁ )

При t = T ₁₀ эквивалентное напряжение V _X главного ключа увеличивается до V _O и диода 809 D проводит ток, как показано на рис. 6l. После этого встречно-параллельный диод D ₁ главного ключа S ₁ становится проводящим. Входной ток i _R протекает через диоды Д ₁ и D _B и течет обратно от i _S через нагрузку.

2.13. Режим 12: (T

₁₁ ≦ t ≦ T ₁₂ )

При t = T ₁₁ главный выключатель S ₂ выключен. Входной ток i _T начинает заряжать паразитную емкость главного ключа S ₂ , как показано на рисунке 6m.

3. Экспериментальные проверки

На основе описанной конструкции был построен прототип. При линейном напряжении на трехфазном вводе 220 В, а именно фазном напряжении 127 В, частоте коммутации 40 кГц и выходной нагрузке 7 кВт, то измеренные осциллограммы для трехфазного В _RN , V _SN , V _TN , линейное напряжение и линейный ток были при низкой линии и полной нагрузке. Форма волны тока, как на рис. 7, практически синусоидальная, с низким THD и высоким коэффициентом мощности (A-THD показан на рис. 8, а коэффициент мощности показан на рис. 9).

На рис. 10 показаны осциллограммы моделирования с использованием Isspice при половинной и полной нагрузке. Видно, что главные выключатели S ₄ и S ₂ на нижних сторонах включились, когда их V _X был обнулен резонансным контуром после включения вспомогательного переключателя S _A .

Измеренные осциллограммы сигналов управления затвором и напряжения на главном выключателе показаны на рис. 11. Захваченные осциллограммы указывают на необходимость включения вспомогательного ключа S _A перед включением основных выключателей S ₄ и S ₂ для достижения ZVS.

Как показано на рисунке 12, при токе i ₁ резонансной катушки индуктивности L _R уменьшается до нуля, вспомогательный выключатель S _A может быть выключен в условиях ZCS.

Сравнение между выпрямителем с жесткой коммутацией и предложенным выпрямителем с программной коммутацией проводилось при нагрузке 7 кВт в диапазоне входного напряжения 190–250 В. Выпрямитель с жесткой коммутацией был протестирован путем простого отключения вспомогательной схемы программной коммутации. . На рис. 13 показано повышение эффективности выпрямителя с программным переключением. Наибольшая разница в эффективности между выпрямителем с жестким переключением и выпрямителем с программным переключением составила 2,55 %, когда входное линейное напряжение составляло 220 В, а на рисунке 14 показан КПД выпрямителя с программным переключением в диапазоне 1–7 кВт.

4. Выводы

Предложен новый трехфазный выпрямитель с функциями переключения при нулевом напряжении и при нулевом токе. Конструкция была подтверждена моделированием и экспериментальными данными, полученными на прототипе трехфазного выпрямителя мощностью 7 кВт. Повышение эффективности между выпрямителями с жестким и программным переключением достигает пика на 2,55%, когда входное линейное напряжение составляет 220 В при полной нагрузке. Были выведены и проанализированы математические уравнения для объяснения работы схемы в последовательности режимов работы. Экспериментальные результаты подтвердили предложенную конструкцию выпрямителя с плавным переключением в достижении высокого КПД, высокого коэффициента мощности и низкого коэффициента нелинейных искажений.

Вклад авторов

C.-W.L. и С.-Ю.П. спроектировал, отладил систему, построил часть оборудования и провел эксперимент. К.-В.Л. также в основном отвечает за подготовку статьи. Х.-Дж.К. руководил дизайном, анализом, экспериментом и редактированием статьи.

Финансирование

Авторы хотели бы отметить финансовую поддержку Министерства науки и технологий Тайваня через номер гранта NSC 103-2221-E-011-064-MY3.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

1. Веб-сайт Ecova Plug Load Solutions. Сертифицированные источники питания и производители 80 PLUS. Доступно в Интернете: http://www.plugloadsolutions.com/80PlusPowerSupplies.aspx (по состоянию на 1 марта 2019 г.).
2. Колар, Дж. В.; Фридли, Т. Сущность трехфазных систем выпрямления с коррекцией коэффициента мощности — Часть I. IEEE Trans. Силовой электрон. 2013 , 28, 176–198. [Google Scholar] [CrossRef]
3. Friedli, T.; Хартманн, М .; Колар, Дж.В. Сущность трехфазных выпрямительных систем с ККМ. Часть II. IEEE транс. Силовой электрон. 2014 , 29, 543–560. [Google Scholar] [CrossRef]
4. Chang, CH; Ченг, Калифорния; Чанг, EC; Ченг, HL; Ян, Б. Е. Встроенный преобразователь коэффициента мощности с переходом ZVS. IEEE транс. Силовой электрон. 2016 , 31, 2362–2371. [Google Scholar] [CrossRef]
5. Martins, MLS; Эй, Х.Л. Самокоммутируемые вспомогательные цепи ШИМ-преобразователей ZVT. IEEE транс. Силовой электрон. 2004 , 19, 1435–1445. [Google Scholar] [CrossRef]
6. Бодур, Х.; Бакан А.Ф. Новый преобразователь постоянного тока ZVT-ZCT-PWM. IEEE транс. Силовой электрон. 2004 , 19, 676–684. [Google Scholar] [CrossRef]
7. Иванович, Б.; Стоилькович, З. Новый демпфер с активным мягким переключением, разработанный для повышающего преобразователя. IEEE транс. Силовой электрон. 2004 , 19, 658–665. [Google Scholar] [CrossRef]
8. Моран, Л.; Верлингер, П.; Диксон, Дж.; Wallace, R. Фильтр активной мощности серии A, который одновременно компенсирует гармоники тока и асимметрию напряжения. В материалах конференции IEEE PESC, Атланта, Джорджия, США, 18–22 июня 1999 г. 5; стр. 222–227. [Google Scholar]
9. Чанг, Ю. Повышающий преобразователь с главным выключателем нулевого напряжения и вспомогательными выключателями нулевого тока. Патент США 6 498 463 B2, 24 декабря 2002 г. [Google Scholar]
10. Tsai, H.; Ся, Т .; Чен, Д. Новая безмостовая схема коррекции коэффициента мощности с плавным переключением. В материалах Европейской конференции по силовой электронике и приложениям, Ольборг, Дания, 2–5 сентября 2007 г. [Google Scholar]
11. Jang, Y.; Йованович, М.М.; Фанг, К.Х.; Чанг, Ю.М. Повышающий преобразователь с высоким коэффициентом мощности и мягким переключением. IEEE транс. Силовой электрон. 2006 , 21, 98–104. [Google Scholar] [CrossRef]
12. Tsai, HY; Ся, Т. Х.; Чен, Д. Семейство бесмостовых схем коррекции коэффициента мощности с переходом при нулевом напряжении с вспомогательным переключателем нулевого тока. IEEE транс. Инд. Электрон. 2011 , 58, 1848–1855. [Google Scholar] [CrossRef]
13. Вэй, Х.; Батареш, И. Сравнение основных топологий преобразователей для коррекции коэффициента мощности. В материалах конференции Southeastcon, Орландо, Флорида, США, 24–26 апреля 1998; стр. 348–353. [Google Scholar]
14. Мохан, Н.; Унделанд, ТМ; Роббинс, В.П. Преобразователи силовой электроники, приложения и дизайн, 2-е изд.; Wiley: New York, NY, USA, 1995. [Google Scholar]
15. Jiang, Y.; Мао, Х .; Ли, ФК; Бороевич, Д. Простые высокопроизводительные трехфазные повышающие выпрямители. В материалах конференции специалистов по силовой электронике IEEE, Тайбэй, Тайвань, 20–25 июня 1994 г .; стр. 1158–1163. [Google Scholar]
16. Ли Р.; Ма, К.; Сюй, Д. Новый управляемый трехфазный повышающий преобразователь PFC мощностью 40 кВт ZVS-SVM. В материалах конференции и выставки IEEE по прикладной силовой электронике, Вашингтон, округ Колумбия, США, 15–19.февраль 2009 г. ; стр. 376–382. [Google Scholar]
17. Hengchun, M.; Ли, CY; Бороевич, Д.; Хити, С. Обзор высокопроизводительных трехфазных схем коррекции коэффициента мощности. IEEE транс. Инд. Электрон. 1997 , 44, 437–446. [Google Scholar] [CrossRef]
18. Li, Q.; Чжоу, X .; Ли, Ф.К. Новый трехфазный выпрямитель/инвертор ZVT с уменьшенными напряжениями и потерями вспомогательных переключателей. В Proceedings of IEEE PESC PESC’96, Бавено, Италия, 23–27 июня 1996 г.; стр. 153–158. [Академия Google]
19. Влаткович В.; Бороевич, Д.; Ли, ФК; Куадрос, К.; Гатарич, С. Новый переход при нулевом напряжении, трехфазная схема выпрямителя/инвертора ШИМ. В Proceedings of IEEE PESC’93, Сиэтл, Вашингтон, США, 20–24 июня 1993 г.; стр. 868–873. [Google Scholar]
20. Кеннел, Р.; Шредер, Д. Стратегия прогнозирующего управления для преобразователей. В материалах 3-го симпозиума IFAC по управлению в силовой электронике и электроприводах, Лозанна, Швейцария, 12–14 сентября 1983 г. ; стр. 415–422. [Академия Google]
21. Меркорелли, П.; Кубасяк, Н .; Лю, С. Многоуровневый регулятор моста с использованием прогнозирующего управления моделью в пакетах вейвлетов для отслеживания траекторий. В материалах Международной конференции IEEE по робототехнике и автоматизации, Новый Орлеан, Луизиана, США, 26 апреля – 1 мая 2004 г.; стр. 4079–4084. [Google Scholar]
22. Меркорелли, П.; Кубасяк, Н .; Лю, С. Модель прогнозирующего управления электромагнитным приводом, питаемым от многоуровневого инвертора ШИМ. В материалах Международного симпозиума IEEE по промышленной электронике, Аяччо, Франция, 4–7 мая 2004 г.; стр. 531–535. [Академия Google]

Рисунок 1. Обычный трехфазный выпрямитель с коррекцией коэффициента мощности (PFC) с шестью переключателями.

Рис. 1. Обычный трехфазный выпрямитель с коррекцией коэффициента мощности (PFC) с шестью переключателями.

Рисунок 2. Схема предлагаемого выпрямителя с плавным переключением ККМ.

Рис. 2. Схема предлагаемого выпрямителя с плавным переключением ККМ.

Рисунок 3. Линейный цикл в трехфазной балансной энергосистеме.

Рис. 3. Линейный цикл в трехфазной балансной энергосистеме.

Рисунок 4. Упрощенная схема предлагаемого выпрямителя с плавным переключением.

Рис. 4. Упрощенная схема предлагаемого выпрямителя с плавным переключением.

Рисунок 5. Основные формы сигналов предлагаемого выпрямителя с программным переключением.

Рис. 5. Основные формы сигналов предлагаемого выпрямителя с программным переключением.

Рис. 6. Режимы работы предлагаемого выпрямителя с плавным переключением.

Рис. 6. Режимы работы предлагаемого выпрямителя с плавным переключением.

Рис. 7. Измеренные формы входного напряжения и входного тока при полной нагрузке.

Рис. 7. Измеренные формы входного напряжения и входного тока при полной нагрузке.

Рисунок 8. Результаты измерения A-THD.

Рис. 8. Результаты измерения A-THD.

Рисунок 9. Результаты измерения коэффициента мощности.

Рис. 9. Результаты измерения коэффициента мощности.

Рисунок 10. Моделирование основных осциллограмм напряжения главного выключателя V _X и тока i _l при ( a ) половинной нагрузке и ( b ) полной нагрузке.

Рис. 10. Моделирование основных осциллограмм напряжения главного ключа V _X и тока i _l при ( a ) половинной нагрузке и ( b ) полная загрузка.

Рисунок 11. Измеренные формы управляющего сигнала и напряжения для главного ключа выпрямителя с программным переключением.

Рис. 11. Измеренные формы управляющего сигнала и напряжения для главного ключа выпрямителя с программным переключением.

Рисунок 12. Измеренные формы управляющего сигнала и резонансного тока для главного ключа выпрямителя с программным переключением.