Регулятор частоты тока: Частотные преобразователи | Регуляторы частоты

Содержание

Регулятор частоты тока

Личный кабинет 8 00 Сравнение моделей — 0. Мощность Мощность, кВт 0. В нашем ассортименте вы сможете найти частотные преобразователи для асинхронных и синхронных электромоторов.


Поиск данных по Вашему запросу:

Регулятор частоты тока

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Регулятор оборотов двигателя 🕹️⚙️

Регулятор частоты вращения электронный ЭРЧВ20-04-00


Устройства используются для управления асинхронными электродвигателями переменного тока. В наличии на складе имеются скалярные и векторные преобразователи. Векторные преобразователи частоты Siemens Micromaster с широтно-импульсной модуляцией.

Серия Sinamics — однофазные инверторы небольшой мощности 0,12 — 3 кВт; — В. Одно из преимуществ продукции Prostar — невысокая цена. Компания выпускает несколько серий однофазных и трехфазных ПЧ, включая серии PR скалярное управление частотой и PR векторное управление. Диапазон мощностей: от 0,4 до кВт. Мощность подключаемого двигателя: 0,2 — 22 кВт. Диапазон регулировки выходной частоты: 0,1— Гц. Частотники оснащены РЧ-фильтром. Частотные регуляторы для управления короткозамкнутыми асинхронными приводами.

Расчетная мощность: 5,5 — кВт. Напряжение питающей сети: В или В. Класс защиты IP20 установка в электрошкаф. Частотный преобразователь используется для плавного регулирования момента и скорости вращения вала электродвигателя. Общий принцип работы частотного преобразователя основан на формировании выходного напряжения с заданными характеристиками. Преобразователь частоты с промежуточным звеном устроен следующим образом. На первом этапе преобразования происходит выпрямление переменного напряжения электросети, уменьшение его пульсации и фильтрация гармоник гармонических искажений тока.

Из выпрямителя постоянный ток поступает в цепи инвертора, где преобразуется в переменное напряжение с изменяемой частотой и амплитудой. В качестве силовых элементов используются IGBT-транзисторы, выполняющие функцию электронных ключей. Управление частотой позволяет регулировать скорость вращения ротора электродвигателя.

По способу управления различают скалярные и векторные преобразователи частоты. Скалярные частотники используют широтно-импульсную модуляцию ШИМ — распространенный метод управления, суть которого заключается в формировании и подаче выходных импульсов тока заданной частоты и скважности на статорную обмотку электродвигателя.

Особенностью скалярного способа является возможность одновременного управления несколькими электродвигателями. Векторный преобразователь частоты управляет магнитными полями как статора, так и ротора за счет изменения значений напряжения и выходного тока силы, частоты и фазы.

Выпускаются два класса подобных устройств: с обратной связью с датчиком на валу двигателя и бездатчиковые. Частотный преобразователь с обратной связью быстро реагирует на изменение нагрузки, сохраняя заданную скорость вращения двигателя. Это наиболее современный тип оборудования. В целом преобразователи частоты с векторным управлением имеют более высокую точность, но, как правило, сложнее в настройке.

Мощность преобразователя частоты должна соответствовать номинальной мощности электродвигателя. Этот принцип верен в случае с обычным асинхронным приводом. Если используется специальный двигатель синхронный, с тормозом и т. Параметры электросети. Большинство современных частотных инверторов рассчитаны на работу в трехфазной сети с напряжением В.

Также выпускаются однофазные инверторы малой мощности, рассчитанные на напряжение В. К сожалению, качество электросети не всегда стабильно. Падение напряжения может привести к отключению частотника, резкое повышение выведет его из строя. Чтобы избежать подобных проблем, рекомендуется выбирать ПЧ с широким диапазоном напряжений. Обратите внимание. Перегрузочная способность. Важный параметр, от которого зависит срок службы инвертора.

Подбирайте ПЧ в соответствии с продолжительностью, периодичностью и величиной перегрузок двигателя. Обычно эти данные указываются в руководстве к приводу. Диапазон регулирования частот. При работе привода на низких оборотах необходимо позаботиться о дополнительном охлаждении, чтобы избежать перегрева. Верхний предел диапазона указывает на то, сможет ли инвертор управлять электродвигателем с высокими номинальными частотами.

Наиболее широкий диапазон предлагают векторные частотные преобразователи. Дополнительные опции. Нередко производители стремятся удешевить свою продукцию и предлагают частотники в базовой комплектации. При покупке преобразователя следует заранее позаботиться о защитном оборудовании: сетевом и моторном дросселях, тормозном резисторе и проч. Также рекомендуем ознакомиться с каталогом мотор-редукторов. В ассортименте представлены приводы с червячной, зубчатой, планетарной и волновой передачами.

Дополнительная информация: Выбор частотного преобразователя Подключение и настройка преобразователя. Выбрано: 0 Показать. Sinamics G Micromaster Micromaster Micromaster Частотные преобразователи Delta Electronics. Частотные преобразователи VT Drive. Дополнительное оборудование для защиты и расширения функциональности частотников. Тормозные блоки Тормозные резисторы Сетевые дроссели Моторные дроссели. Принцип работы Общий принцип работы частотного преобразователя основан на формировании выходного напряжения с заданными характеристиками.

Редукторы червячные. Асинхронные электродвигатели. Устройства плавного пуска. Логические модули LOGO! Гарантия 1 год. Товар сертифицирован. Наличие на складе. Отгружаем оборудование через дня после оплаты. Вам не придется долго ждать заказ!

Сервисное обслуживание. Мы с вами весь срок эксплуатации оборудования. Сервис, сопровождение, помощь. Оперативная доставка. Доставим заказ в любой регион РФ и страны Ближнего зарубежья. Быстро, в срок!

Москва msk tehprivod. Санкт-Петербург spb tehprivod. Ростов-на-Дону rostov tehprivod. Нижний Новгород nn tehprivod. Казань kazan tehprivod. В связи с плавающим курсом рубля уточняйте актуальные цены у специалистов «Компании Техпривод». Также вы можете скачать прайс-лист и указать в нем курс рубля на текущий день. Укажите ваш город.


Для асинхронного двигателя

Преобразователи частоты PR являются высокотехнологичными устройствами, обладающие высокой точностью, широким диапазоном регулирования и развивающие высокий момент на валу электродвигателя. С помощью частотного преобразователя можно осуществлять регулирование производительности вентилятора, плавный пуск, защиту от перегрузок, задание скорости вращения вентилятора при помощи аналогового сигнала 0…10В, 4…20мА от удаленного управляющего источника или при помощи потенциометра. Работа трансформаторных регуляторов скорости основана на использовании автотрансформатора для управления напряжением питания электродвигателя. Он предназначен для регулирования скорости вращения электродвигателя вентилятора, насоса и т.

Частотные преобразователи – это устройство, предназначенное для преобразования переменного тока (напряжения) одной частоты в переменный.

Преобразователи частоты

Внедрение частотных преобразователей везде, где используются электродвигатели, — верное решение на пути увеличения доходности предприятия. Благодаря гибкой настройке параметров управления и широкому диапазону регулировок современные частотные преобразователи позволяют ощутимо поднять производительность технологического оборудования различного назначения и снизить издержки даже для устаревшего оборудования. У вас есть три пути: выбрать общепромышленную модель, выбрать модель для конкретного применения или по характеристикам. Это наиболее быстрый и простой вариант. Минус такого решения — высокая цена универсального ЧП. Это тоже быстрый и удобный вариант. Как правило, номинальная мощность большинства преобразователей соответствует стандартной серии. Преобразователь частоты подбирается такой же мощности, что и двигатель, или чуть большей. Например, если мощность привода 1,5 кВт, то преобразователь может быть 1, кВт. Недостаток этого решения — можно переплатить за избыточную мощность частотника, если электродвигатель не нагружается полностью.

Частотный преобразователь (электропривод)

С преобразователями частоты вы резко снижаете эксплуатационные расходы своей организации. Стоимость того количества энергии, которое один средний электродвигатель потребляет в год, в несколько раз превышает его цену. А тарифы растут: платить по счётчикам приходится с каждым годом больше, расходы всё заметнее. Их используют на промышленных предприятиях и в зданиях коммерческого назначения, в сферах энергетики, коммунального хозяйства и т. Это оборудование стоит приобрести, если требуется создать:.

Новый клиент?

Частотные преобразователи

Если посылка не пришла в указанный срок или ее качество не соответствует заявленному мы вернем вам полную стоимость товара. Наши специалисты на связи 24 часа. Приветливые менеджеры ответят на все ваши вопросы, помогут открыть спор и разобраться с оплатой. Мы всегда на стороне покупателя, вы можете вернуть товар или деньги в случаях: 1. Не соответствует описанию 2.

Частотный преобразователь для асинхронного двигателя — регулятор частоты электродвигателя

Переменное напряжение питающей сети uвх. Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения uвыпр. Перейдите в разделы, приведенные ниже, выберите необходимое оборудование и положите его в корзину. Разработан многофункциональный внешний пульт. О компании Изделия Преобразователи частоты принцип действия структура частотников выбор преобразователя частоты пример применения преобразователей частоты с насосами пример применения станции управления насосами подбор преобразователя частоты Оборудование для плавного пуска и энергосбережения устройства плавного пуска принцип действия плавный пуск насосов подбор устройств плавного пуска контроллеры ЭнерджиСейвер принцип действия области применения реализованные проекты отзывы контроллеры Powerboss примеры применения Полупроводниковые предохранители Документация Заказ реквизиты.

Преобразователи переменного тока» Преобразователи частоты замена привода постоянного тока: снижение ПИД — регулятор, +(ПИ), +, +, +.

Частотный преобразователь еще называют частотно-регулируемым электроприводом, или частотником. Статическое преобразовательное устройство меняет скорость вращения асинхронных электрических двигателей переменного тока. Частотный преобразователь изменяет частоту и уровень напряжения питания мотора.

Частотные преобразователи и устройства плавного пуска для асинхронного электродвигателя это высокотехнологичное оборудование, позволяющее не только экономить электроэнергию и снижать нагрузку на оборудование и электрические сети вашего производства, а так же значительно снизить нагрузку на всю электрическую сеть нашей страны. Наша компания относительно недавно на рынке регулируемого электропривода, но на протяжении этого времени зарекомендовала себя как надежный и качественный поставщик, о чем свидетельствуют отзывы наших партнеров, о которых есть информация на нашем сайте. Это конечно не все кто приобрел наше оборудование, по Вашему запросу мы готовы предоставить любые имеющиеся рекомендации. В производстве нашего оборудования используются комплектующие ведущих мировых производителей электронных компонентов и модулей, проверенных временем и тяжелыми условиями эксплуатации.

Частотные преобразователи необходимы для оптимального регулирования асинхронного двигателя, благодаря формированию преобразователя трехфазного напряжения с переменной частотой на выходе.

Частотный асинхронный преобразователь частоты служит для преобразования сетевого трёхфазного или однофазного переменного тока частотой 50 60 Гц в трёхфазный или однофазный ток, частотой от 1 Гц до Гц. Промышленностью выпускаются частотные преобразователи электроиндукционного типа, представляющего собой по конструкции асинхронный двигатель с фазным ротором , работающий в режиме генератора-преобразователя, и преобразователи электронного типа. Частотные преобразователи электронного типа часто применяют для плавного регулирования скорости асинхронного электродвигателя или синхронного двигателя за счет создания на выходе преобразователя электрического напряжения заданной частоты. Электронный преобразователь частоты состоит из схем, в состав которых входит тиристор или транзистор , которые работают в режиме электронных ключей. В основе управляющей части находится микропроцессор , который обеспечивает управление силовыми электронными ключами, а также решение большого количества вспомогательных задач контроль, диагностика, защита.

Самый шикарный ассортимент преобразователей частоты в Беларуси! Чтобы частотный преобразователь в выход 3 фазы или другой прибор долго служил, необходимо:. Соблюдать рекомендации относительно температуры и напряжения, при которых может работать частотный преобразователь или других типов. Основные задачи, которые предстоит, решать частотным преобразователям для электродвигателя состоит не только в экономии энергоресурсов, но и на увеличение срока службы оборудования.


Частотные преобразователи для промышленных электродвигателей, частотные регуляторы для насосов и вентиляторов

Частотные преобразователи и устройства плавного пуска для асинхронного электродвигателя это высокотехнологичное оборудование, позволяющее не только экономить электроэнергию и снижать нагрузку на оборудование и электрические сети вашего производства, а так же значительно снизить нагрузку на всю электрическую сеть нашей страны.

Наша компания относительно недавно на рынке регулируемого электропривода, но на протяжении этого времени зарекомендовала себя как надежный и качественный поставщик, о чем свидетельствуют отзывы наших партнеров, о которых есть информация на нашем сайте. Это конечно не все кто приобрел наше оборудование, по Вашему запросу мы готовы предоставить любые имеющиеся рекомендации. В производстве нашего оборудования используются комплектующие ведущих мировых производителей электронных компонентов и модулей, проверенных временем и тяжелыми условиями эксплуатации. Мы осуществляем модульную сборку своих приборов в России.

В распоряжении ООО «Лидер» имеется штат квалифицированных специалистов, а так же оборудование позволяющее тестировать преобразователи частоты и устройства плавного пуска в различных режимах, что позволяет гарантировать их надежность и работоспособность перед отгрузкой конечному потребителю. В настоящее время очень много предложений на рынке аналогичной продукции, может быть и по более привлекательной цене, но как показывает практика низкая цена, не всегда гарантирует заявленное качество оборудования и сервисного обслуживания. Мы не навязываем собственный продукт! Мы рекомендуем покупать продукцию ООО «Лидер». Конечный выбор за Вами!

Ниже представлены три линейки частотных преобразователей, каждая из которых содержит в себе весь спектр мощностей от 0,75 кВт до 630 кВт.

Серия А300 — для общепромышленной нагрузки

Общепромышленная серия преобразователей частоты подходит для оборудования с тяжелым пуском и высокой нагрузкой (станки, экструдеры, куттеры, компрессоры, конвейеры, погружные насосы и мн. др.). Преобразователь частоты с высокоточным пусковым моментом при низких скоростях (пусковой вращающий момент: 0.5Hz/150% (векторное управление), 1Hz/150% (U/f)), встроенным ПИД-регулятором (см. инструкцию по настройке), функции полной защиты двигателя с возможностью изменять параметры настройки, съемным выносным пультом управления, повышенным перегрузочным моментом до 200%, автоматическим подъемом крутящего момента, функцией коррекции скольжения, автоматическим регулированием напряжения (AVR) и встроенным интерфейсом RS-485.

Преобразователь частоты серии А300 имеет съемный пульт управления и может использоваться удаленно, до 60 метров от частотного преобразователя по витой паре без переходников и дополнительных модулей, усилителей сигнала.

Серия В600 — для вентиляторной нагрузки (Снят с производства)

Специальная вентиляторная серия преобразователей частоты предназначена для управления электродвигателями насосов, вентиляторов, дымососов и прочего оборудования. Инвертор имеет высокоточный пусковой момент при низких скоростях, встроенный ПИД-регулятор, функции полной защиты двигателя с возможностью изменять параметры настройки, перегрузочный момент до 180%, автоматический подъем крутящего момента, функцию коррекции скольжения, съемный выносной пульт управления, автоматическое регулирование напряжения (AVR) и встроенный интерфейс RS-485 (протокол Modbus-RTU)

В частотных преобразователях серии В600 мощностью от 18.5 кВт установлен двухстрочный пульт управления, который позволяет отслеживать два параметра одновременно.

Серия B601 — для вентиляторной нагрузки

Улучшенная серия для управления электродвигателями насосов, вентиляторов, дымососов и прочего оборудования. Инвертор имеет высокоточный пусковой момент при низких скоростях, Векторное управление, встроенный ПИД-регулятор, функции полной защиты двигателя с возможностью изменять параметры настройки, перегрузочный момент до 160%-1с, автоматический подъем крутящего момента, функцию коррекции скольжения, несущая частота 1-16 кГц, выходная частота 0-600Гц, съемный выносной пульт управления, автоматическое регулирование напряжения (AVR) и встроенный интерфейс RS-485 (протокол Modbus-RTU)

Серия B60 mini (Снят с производства)

Серия Мини используется для регулирования приводов с асинхронным электродвигателем, предназначена для управления приводами насосов, вентиляторов, лентопротяжных машин, транспортёров миксеров и т.д — для использования в системах малой автоматизации.

Преобразователь частоты термины, устройство мягкого пуска

Преобразователь частоты (ПЧ)  — это электронное устройство для изменения частоты электрического тока (напряжения):

  • Машина, преобразующая переменной ток одной частоты в переменный ток другой частоты (по СТ МЭК 50(411)-73)
  • Преобразователь электрической энергии, который преобразует электрическую мощность с изменением частоты (по СТ МЭК 50(151)-78)

Низковольтный ПЧ – частотный преобразователь, работающий на напряжении 110, 220, 380 или 660 В. Низковольтные преобразователь частоты применяются для управления низковольтными  асинхронным и синхронными электродвигателями.

Высоковольтный ПЧ (средневольтный ПЧ) – преобразователь частоты, работающий на напряжениях от 2,1 до 10 кВ. Применяются для управления высоковольтными синхронными и  асинхронным электродвигателем.

В различный источниках преобразователь частоты может называться также:

  • Частотный преобразователь
  • Frequency converter 
  • Инвертор
  • DC/AC Converter
  • DC/AC Drive
  • Инвертор напряжения
  • Инвертор тока
  • Частотник
  • Электропреобразователь частоты
  • Частотно-регулируемый привод
  • Тиристорный регулятор напряжения

Frequency converter — частотный преобразователь;

Инвертор — устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величины частоты и/или напряжения.

Инвертор напряжения – это инвертор, форма напряжения на выходе которого определяется только порядком переключения вентилей инвертора, а форма тока зависит от характера нагрузки. Питание автономного инвертора осуществляется от источника напряжения;

Инвертор тока – это инвертор, на выходе которого форма тока определяется только порядком переключения вентилей инвертора, а форма напряжения зависит от характера нагрузки. Питание инвертора этого типа должно выполняться от источника тока;

Частотно-регулируемый привод (ЧРП) — система управления частотой вращения ротора асинхронного (или синхронного) электродвигателя. ЧРП состоит из электродвигателя и частотного преобразователя;

DC/AC Drive — это устройство, состоящее из выпрямителя, преобразующего переменный ток промышленной частоты в постоянный, и инвертора, преобразующего постоянный ток в переменный, требуемых напряжения и частоты;

DC/AC converter — устройство, преобразующие электрическую энергию источника напряжения постоянного тока в электрическую энергию переменного тока с изменением величины частоты и/или напряжения.

Устройство плавного пуска (УПП) – это электронное устройство, используемое для плавного пуска и торможения синхронных и асинхронных электродвигателей. 

Низковольтное УПП — устройство плавного пуска работающее на низком напряжении до 660 В. 

Высоковольтное УПП — устройство плавного пуска работающее на средних напряжениях до 15 кВ.

В различный устройство плавного пуска может называться также:

  • Softstarter
  • Софтстартер
  • Устройство мягкого пуска
  • Мягкий пуск
  • Плавный пуск
  • Тиристорный регулятор напряжения

Softstarter или Софтстартер — устройство плавного пуска;

Устройство мягкого пуска (мягкий пуск) – устройство плавного пуска;

Тиристорный регулятор напряжения – это устройство, предназначенное для регулирования частоты вращения электродвигателя и используется главным образом для управления пуском. Регулировка происходит в результате изменения напряжения, которое подведено к статору двигателя, и смены угла открывания тиристоров. 

Сетевой дроссель – устройство для сглаживания скачков напряжения в питающей сети и компенсации высших гармоник из сети в преобразователь и обратно.

Сглаживающий дроссель — устройство для компенсации высших гармоник из сети в преобразователь и обратно.

Радиочастотные фильтры (фильтры ЕМС) – устройство для снижения уровня помех в широком диапазоне частот 150 кГц-30мГц.

Дроссель du/dt или Фильтр du/dt — устройство компенсации импульсов напряжения на выходе преобразователя частоты. Применяется для защиты изоляции обмоток электродвигателя.

Моторный дроссель — устройство компенсация скачков напряжения на клеммах двигателя. В отличие от фильтров du/dt, моторный дроссель обладает существенно большей индуктивностью и применяется при больших длинах кабеля и большой частоте переключений.

Синусный фильтр — устройство для обеспечения синусоидального напряжения между клеммами электродвигателя. Обеспечивает комплексную защиту двигателя и частотного преобразователя.

Тормозной резистор – устройство обеспечения быстрого торможения, применяемое в составе привода с большой инерцией.

ШИМ, Широтно-импульсная модуляция — это способ кодирования аналогового сигнала путём изменения ширины (длительности) прямоугольных импульсов несущей частоты. Принцип ШИМ применяется в частотных преобразователях для получения питающего напряжения нужной частоты.

Преобразователи частоты для насосов систем водоснабжения

В традиционных системах водоснабжения обычно используют самый простой способ регулирования давления в системе – дросселирование. Двигатель насоса в этом случае постоянно работает на номинальных оборотах, а давление в системе после насоса регулируется с помощью с помощью запорной арматуры. Это могут быть вентили, шаровые краны или задвижки. Способ достаточно неэффективный. Если провести аналогию с автомобилем, то это выглядит так, что газ постоянно нажат до упора, а скорость регулируется с помощью педали тормоза.

Одна из особенностей водопроводных систем – это сильные колебания расхода воды в зависимости от времени суток, а также в рабочие и выходные дни. Большинство людей моют посуду, умываются, принимают душ и стирают в утреннее или вечернее время суток. При этом вода практически не расходуется в другое время, например, днем или ночью. Это приводит к значительным суточным колебаниям давления воды в системе. Как следствие возникает ускоренный износ запорной арматуры, труб и недостаточный напор воды в пиковые часы потребления. Так как для каждой конкретной системы мощность насоса берется с некоторым запасом (больше уровня максимально потребления), а моменты пиковых нагрузок по расходу составляют обычно 10-20% от общего времени работы, избыточная мощность насоса остается невостребованной.

Частотные преобразователи позволяют управлять насосами гораздо эффективнее и рациональнее. С их помощью можно изменять скорость вращения двигателя насоса, тем самым регулируя его мощность. Это позволяет затрачивать меньшее количество энергии на поддержание нужного давления в трубопроводе. Реальная экономия электроэнергии при этом достигает 60%, вследствие чего установка частотного преобразователя окупается в течение 1-2 лет. Кроме того, увеличивается ресурс самого насоса за счет плавного пуска и останова двигателя.

Рассмотрим более подробно схему управления насосами с помощью преобразователей частоты (Рис. 1)

Рис.1

Датчик давления измеряет величину давления в системе водоснабжения и передает результат измерения с помощью токового сигнала 4-20 мА на частотный преобразователь (ПЧ). Встроенный в ПЧ ПИД- регулятор обрабатывает аналоговый сигнал с датчика и, соответственно, изменяют частоту питающего напряжения. При этом изменяется и частота вращения ротора двигателя насоса. Таким образом, в системе поддерживается постоянное давление при колебаниях расхода воды. При снижении частоты вращения ротора снижается сила тока, а значит и потребление электроэнергии. Использование частотных преобразователей для управления насосами позволяет изменять «кривую насоса» (зависимость давления от расхода в подающей части системы), подстраивая ее под «кривую системы» (зависимость давления от расхода в потребляющей части системы), за счет регулирования оборотов двигателя и подводимой мощности (Рис. 2).

Рис.2

Основные преимущества от внедрения ПЧ для управления насосами в системах водоснабжения:

  1. Сокращение эксплуатационных расходов:
    • на электроэнергию до 60% по сравнению с регулированием давления заслонкой (дросселированием), так как потребляемая насосом мощность N находится к кубической зависимости от оборотов двигателя (N = Nном * n3/nном3), а напор воды прямо пропорционален оборотам двигателя;
    • на ремонт водопровода за счёт «плавного пуска», исключающего гидроудары в системе и, соответственно, разрывы трубопроводов по этой причине;
    • на ремонт насосного оборудования, благодаря увеличению его срока службы в 1,5 — 2 раза за счёт снижения механических нагрузок на узлы насоса при «плавном пуске»;
    • на заработную плату обслуживающему персоналу за счёт автоматизации работы всей системы.
  2. Повышение качества водоснабжения, благодаря непрерывному автоматическому поддержанию давления на заданном уровне, независимо от изменения расхода воды.
  3. Снижение потерь (утечек) воды на 5-10 % за счёт снижения и стабилизации давления в сети.

Для подбора преобразователя частоты для вашей системы водоснабжения, заполните форму «Получить коммерческое предложение»


Получить коммерческое предложение

Тиристорный преобразователь частоты и принцип его работы

Содержание:

Преобразователи частоты в схемах подключения двигателя пользуются большой популярностью и спросом, поскольку позволяют строить стабильные и управляемые системы, которые без таких электронных схем спроектировать и внедрить затруднительно. К таким специфическим применениям, связанным с работой синхронных и асинхронных двигателей, относят:

  • необходимость обеспечить плавный, безопасный пуск и остановку электромотора;
  • потребность обеспечить необходимый крутящий момент на низких оборотах и при выходе на номинальный режим;
  • потребность регулировки частоты вращения ротора в широких пределах;
  • создание экономичных систем;
  • разработку систем на базе электромоторов с обратной связью, при помощи которой регулируется состояние системы.

Это достаточно сложная задача, учитывая, что мощные электродвигатели, особенно двигатели трехфазного тока, работают при достаточно высоких напряжениях, мощностях и, соответственно, большой силе тока. Поэтому первые регуляторы частоты были созданы на основе тиристоров, которые появились значительно раньше мощных IGBT-транзисторов. Cхемотехника тиристорных регуляторов частоты вращения электромотора достаточно проста и может быть реализована даже без применения сложных контроллеров, интегральных микросхем и микропроцессоров.

В первых разработках частотных преобразователей на тиристорах использовались временные цепи с регулировкой, построенной на базе конденсаторов и резисторов, которые задают собственную частоту колебаний системы. 

Особенности тиристоров

Такой радиоэлектронный компонент, как тиристор, можно условно представить как управляемый диод. Когда на управляющий электрод не подается напряжение, тиристор закрыт и не пропускает ток в обоих направлениях. Когда на управляющий электрод подается напряжение, тиристор начинает работать как диод, то есть пропускает ток только в одном направлении. Эта их особенность широко используется в регуляторах мощности электрического тока — диммерах, где тиристор работает в режиме отсечения части полуволны электрического тока и пропускает в нагрузку только часть мощности. Для более плавной регулировки в таких схемах используется два тиристора, включенных навстречу друг другу, чтобы пропускать положительную и отрицательную составляющую переменного тока.

При определенном подборе RC-цепочки возможно создание простого генератора на основе тиристора, который питается от постоянного тока. Эти особенности и стали основой различных схемотехнических решений, которые позволяют получать от сети 220 В и 50 Гц переменный электрический ток, частота которого может изменяться практически от 0 и значительно превышать частоту питающей сети. Более сложные решения позволяют получать от однофазной сети напряжение для питания трехфазных двигателей, а также управлять работой трехфазных моторов, подключенных через такой преобразователь к трехфазной сети.

Необходимо отметить, что несмотря на достаточно старый тип подобных систем управления частотой вращения двигателя, тиристорные преобразователи частоты до сих пор широко применяются, особенно для управления мощной нагрузкой в десятки киловатт. При этом их схемотехническое решение, как правило, значительно дешевле современных систем управления на базе транзисторов с микропроцессорным управлением. Впрочем, современные тиристорные преобразователи частоты также имеют сложное электронное управление, которое обеспечивает:

  • согласованность плеч управления напряжением и частотой;
  • обратную связь по контролируемому критерию работы системы;
  • защиту как самого преобразователем, так и подключенной нагрузки от различных внештатных аварийных ситуаций.

Тем не менее, несмотря на простоту решений схемотехники на тиристорах, преобразователи на их основе имеют ряд недостатков, постепенно вытесняющих их из промышленного использования. К ним относят:

  • достаточно объемную элементную базу, которая не позволяет создавать компактные решения;
  • необходимость использования дросселей, согласующих трансформаторов (реакторов),которые при больших мощностях нагрузки отличаются значительными габаритами и стоимостью;
  • сложности в формировании чистого синусоидального сигнала на выходе тиристорного частотного преобразователя;
  • принципы работы тиристора, основанные на отсечении части волны электрического тока. Это приводит к тому, что тиристорный ключ становится источником мощных электромагнитных помех в широком гармоническом спектре, который может влиять на работу оборудования расположенного в непосредственной близости или подключенного к той же питающей сети.

Кроме того, ТПЧ должен быть оборудован хорошо отлаженной схемой управления, поскольку тиристор, в отличие от транзистора, открывается полностью при достижении на управляющем электроде заданного значения напряжения. Как правило, в тиристорных схемах устройств управления частотой используется несколько тиристоров, и синхронность их работы должна быть настроена точно и согласованно, поскольку только в этом случае можно добиться высокого КПД преобразователя и максимальной точности управления нагрузкой.

Рассмотрим особенности нескольких типовых схем работы тиристорных преобразователей частоты.

ТПЧ с непосредственной гальванической связью с сетью питания

Это решение можно назвать одним из наиболее простых в плане реализации принципа управления электродвигателем. Такая схема позволяет генерировать на выходе питающие напряжения с заданной частотой и фазой. Необходимо подчеркнуть, что частота выходного сигнала не может превышать частоту питающего напряжения, поэтому такие системы применяют, в основном, для мощных низкооборотных двигателей.

Схемотехническое решение включает в себя комбинацию тиристорных электронных ключей, которые могут быть:

  • управляемыми;
  • неуправляемыми;
  • включены встречно-параллельно;
  • включены по схеме мост;
  • подключены перекрестно;
  • соединены по нулевым схемам.

Все эти соединения используются в одном ТПЧ с гальванической связью и обеспечивают формирование выходного синусоидального сигнала из фрагментов входного синусоидального сигнала. Эти фрагменты формируются таким образом, чтобы получить сигнал на выходе с требуемой частотой и фазой. 

Однако такое внешне простое схемотехническое решением обладает рядом недостатков, к которым можно отнести:

  • сложную форму выходного сигнала. Она не синусоидальна, поэтому может приводить к появлению дополнительных вибраций, а также гармонических помех в питающей сети;
  • ограниченность в частоте вращения двигателя, которая, как правило, не может превышать номинальную частоту питающей сети;
  • сложную схему управления ключами, которая либо требует сложной настройки, либо использования цифровой системы управления, сложности и стоимость которой также достаточно велики.

Вместе с тем, у такого решения есть и преимущества, благодаря которым оно до сих пор используется для управления электромоторами, работающими на невысоких оборотах и в режиме значительной нагрузки. Среди преимуществ этого решения можно назвать:

  • стоимость оборудования. Цена такого ТПЧ значительно ниже, чем стоимость частотного преобразователя на транзисторных элементах с аналогичными параметрами мощности нагрузки и диапазона регулирования;
  • высокий КПД системы, находящийся в пределах 95%;
  • сохранение амплитуды напряжения входной сети на выходе преобразователя;
  • возможность работы в рекуперативном режиме, когда двигатель используется в режиме генератора при торможении;
  • простую возможность модернизации ТПЧ при увеличении мощности нагрузки путем добавления параллельных тиристорных модулей, при этом мощность теоретически можно наращивать практически до бесконечности.

ТПЧ с выпрямителем и инвертором

Если на выходе преобразователя частоты требуется получить ее значение, которое превышает частоту питающей сети и номинальную частоту работы двигателя, приходится использовать более сложные схемы с выпрямителем и генератором частоты. Схемотехническое решение такого устройства на тиристорах включает следующие ключевые блоки:

  • выпрямительный модуль, который также может быть построен на нескольких тиристорах;
  • фильтр постоянного тока, задачей которого является сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения. В зависимости от модификации преобразователя частоты с двойным преобразованием может использоваться либо дроссельный, либо комбинированный фильтр с катушкой индуктивности и конденсатором;
  • генератор выходного напряжения с изменяемой частотой выходного тока;
  • схема управления работой преобразователя, которая, как правило, строится на современных цифровых компонентах, в том числе и микропроцессорных.Задача такой схемы – обеспечить стабильность частоты на выходе преобразователя, а также регулировать параметры работы преобразователя по цепям обратной связи и обеспечивать защиту нагрузки и самого устройства от аварийных ситуаций.

По особенностям схемотехники ТПЧ, построенного по такой схеме, различают преобразователи с инвертором тока и инвертором напряжения, область применения которых может отличаться. Инвертор тока характеризуется обеспечением на нагрузке постоянной амплитуды силы тока. При использовании дополнительных схемотехнических решений можно обеспечить возможность рекуперации электроэнергии, что важно при использовании оборудования в системах с частой остановкой и пуском электродвигателя или при необходимости его реверсивной работы.

Преобразователи, построенные по схеме инвертора напряжения, обеспечивают постоянное напряжение на выходе, причем его величина не изменяется при увеличении силы тока, естественно в рамках паспортных характеристик ТПЧ.

К преимуществам таких ТПЧ с двойным преобразованием принято относить:

  • широкий диапазон регулировки частоты вращения электромотора. При этом в режиме преобразователя тока пределы регулировки частоты напряжения на выходе составляют от 0 до 125 Герц, а при работе в режиме источника напряжения выходная частота генератора может достигать полутора тысяч Герц;
  • выходной сигнал такого ТПЧ с двойным преобразованием максимально приближен к синусоидальному, поэтому создается минимум гармонических помех, обеспечивается работа двигателя в штатном режиме, и не требуется дополнительная синхронизации частоты питающей сети и выходного напряжения;
  • число тиристорных ключей в таких преобразователях меньше,чем у ТПЧ с гальванической связью, поэтому устройства этого типа имеют более простую схему управления, следовательно они проще в первичной настройке и ремонте;
  • выходной генератор в таких преобразователях нечувствителен к коротким замыканием в нагрузке, которые не приводят к его выходу из строя.

Есть у этой технологии и недостатки, среди которых:

  • невозможность подключать ТПЧ инверторного типа к нагрузке, состоящей из группы электромоторов;
  • дороговизна компонентов фильтра, включаемого после выпрямителя;
  • необходимость использования дополнительной схемотехники для обеспечения рекуперации электроэнергии;
  • зависимость фазового сдвига от степени нагрузки на электромотор.

На сегодняшний день ТПЧ с двойным преобразованием является одним из самых популярных и доступных решений и успешно конкурирует с частотными преобразователями на транзисторах.

Также необходимо отметить, что тиристорные системы регулировки частоты вращения электромоторов используются не только на низковольтных схемах питания до 1000 Вольт, но и на высоковольтных, которые могут работать при питающем напряжении до 6 киловольт и выше. Транзисторных аналогов для решения таких производственных задач на сегодняшний день не существует.

Подводя итог, можно сказать, что несмотря на достаточно устаревший тип таких преобразователей и худшие параметры управляемости и качества выходного сигнала по сравнению с транзисторными и преобразователями частоты, ТПЧ всё еще используются, особенно там, где нет необходимости поддерживать высокоточный режим работы электромотора и нужно:

  • обеспечить большой крутящий момент на низких оборотах мощных электродвигателей;
  • управлять высоковольтными моторами, питание которых превышает 660 Вольт;
  • создать оптимальное по стоимости и функциональности решения без переплаты за более современное, но более дорогое оборудование.

Наша компания “IES-drives” предлагает широкий ассортимент оборудования для управления электродвигателями и системами на их основе. Мы предлагаем частотники разных производителей и серий, как универсальные, так и специализированные, в том числе и на тиристорной элементной базе.

Кроме частотных преобразователей мы также предлагаем услуги по подбору оборудования, разработке промышленных систем на его основе, их наладки, обслуживанию и ремонту.

Если вам требуется подобрать оптимальный вариант частотников для решения конкретной производственной задачи, вы всегда можете обратиться за помощью к специалистам нашей компании.

 



вернуться в блог

Частотный преобразователь (регулятор) для вентилятора

Описание

Частотный преобразователь вентилятора – это устройство, которое служит для плавного регулирования производительности (расхода воздуха) 3-х фазных вентиляторов путем изменения подаваемой на двигатель частоты и напряжения. Предлагаемые нашей компанией преобразователи частоты вентилятора производятся на заводах Западной Европы. Они рассчитаны на двигатели мощностью до 45 кВт. Мы гарантируем 100% совместимость с любыми 3-х фазными вентиляторами.Частотный преобразователи для вентилятора имеются в наличии на складе. Мы предоставляем минимальные цены и осуществляем доставку.

Принцип действия

Принцип действия частотного преобразователя для вентилятора заключается в питании двигателя переменным напряжением с меняющимися при этом по мере необходимости, значениями амплитуды и частоты тока. В то же время поддержка пропорции напряжение/частота остаются на постоянном уровне. Воспроизведение переменного напряжения происходит за счет силовому преобразователя электронного типа.

Принцип работы преобразователь частоты вентилятора подразумевает использование так называемой широтно-импульсной модуляции. Этот принцип предполагает подачу частотным регулятором скорости вращения вентилятора импульсного напряжения на обмотки электродвигателя вентилятора с амплитудой эквивалентной напряжению, полученному от выпрямителя. При частотном регулировании вентиляторов импульсы модулированы по ширине и генерируют напряжение переменного тока с переменной амплитудой. Наглядным примером могут считаться кривые межфазного напряжения и силы тока в одной обмотке электродвигателя при соединении обмоток по схеме «треугольник».

Основные элементы

Частотный регулятор скорости вентилятора имеет в своем составе следующие компоненты:

  • Мостовой выпрямитель на одну или три фазы, он имеет конденсатор на выходе и является источником постоянного напряжения частотного привода вентилятора.
  • Мостовой инвертор, который питается напряжением постоянной величины с помощью широтно-импульсного метода модуляции, служит для создания напряжения переменного тока с изменяемой амплитудой и частотой
  • Модуль управления, который подает сигналы проводимости на инверто, т. е. осуществляет частотное управление вентилятором. Они зависят от сигналов, передаваемых оператором и сведений о результатах измерений электрических величин (сетевое напряжение, нагрузочный ток двигателя).
Производство

Наша компания производит широкий спектр оборудования для вентиляции и кондиционирования.

Доставка оборудования

Служба логистики опертивно доставит оборудование до вашего объекта, склада или до терминала транспортной компании.

Монтажный отдел

Cпециалисы монтажного отдела сделают монтаж и пуско-наладку системы вентиляции и кондиционирования «под ключ»

Сервисная служба

Cпециалисы сервисного отдела осуществляют плановое обслуживание оборудования, а также его гарантийный и постгарантийный ремонт

Персональный менеджер

Обратившись к нам, Вы будете закреплены за одним менеджером, который будет сопровождать Вас на всех этапах работы.

Акции апреля 2022

В этом месяце на ряд продукции проходит сезонная акция. Цены снижены. Товары в наличии на складе.

Преобразователи частоты (инверторы) VFD. Общее описание и выбор частотных преобразователей.

Преобразователь частоты (иначе частотно-регулируемый электропривод) представляет из себя статическое преобразовательное устройство, предназначенное для изменения скорости вращения асинхронных электродвигателей переменного тока.

Асинхронные электродвигатели имеют значительное преимущество перед электродвигателями постоянного тока за счет простоты конструкции и удобства обслуживания. Это обуславливает их однозначное преобладание и повсеместное применение практически во всех отраслях промышленности, энергетики и городской инфраструктуре.

Известно, что регулирование скорости вращения исполнительного механизма можно осуществлять с помощью различных устройств (способов), среди которых наиболее известны и распространены следующие:

  • механический вариатор
  • гидравлическая муфта
  • электромеханический преобразователь частоты (системы Генератор-Двигатель)
  • дополнительно вводимые в статор или фазный ротор сопротивления и др.
  • статический преобразователь частоты

Первые четыре способа отличются различными комбинациями из следующих недостатков:

  • сложности в применении, обслуживании, эксплуатации
  • низкое качество и диапазон регулирования
  • неэкономичность

Все указанные недостатки отсутствуют при использовании частотных преобразователей.

Регулирование скорости вращения асинхронного электродвигателя в этом случае производится путем изменения частоты и величины напряжения питания двигателя. КПД такого преобразования составляет около 98 %, из сети потребляется практически только активная составляющая тока нагрузки, микропроцессорная система управления обеспечивает высокое качество управления электродвигателем и контролирует множество его параметров, предотвращая возможность развития аврийных ситуаций.

На рисунке показан состав силовой части такого преобразователя частоты: входной неуправляемый выпрямитель – звено постоянного тока с LC-фильтром – автономный инвертор напряжения с ШИМ.

Это необходимо для решения стандартных проблем практически любого предприятия или организации:

  • экономии энергоресурсов,
  • увеличения сроков службы технологического оборудования,
  • снижения затрат на планово-предупредительные и ремонтные работы,
  • обеспечения оперативного управления и достоверного контроля за ходом технологических процессов и др.
  • Значительная экономия электронергии легко достигается при одном условии – приводной механизм должен что-либо регулировать (поддерживать какой – либо технологический параметр).
  • Если это насос, то нужно регулировать расход воды, давление в сети или температуру чего-либо охлаждаемого или нагреваемого.

Если это вентилятор или дымосос, то регулировать нужно температуру или давление воздуха, разрежение газов.

Если это конвейер, то часто бывает нужно регулировать его производительность. Если это станок, то нужно регулировать скорости подачи или главного движения.

Можно сразу выделить типовые механизмы, отличающиеся высокой эксплуатационной и экономической эффективностью при внедрении преобразователей частоты и систем автоматизации на их базе:

  • насосы, вентиляторы, дымососы;
  • конвейеры, транспортеры;
  • подъемники, краны, лифты и др.

Особый экономический эффект от использования преобразователей частоты дает примение частотного регулирования на объектах, обеспечивающих транспортировку жидкостей. До сих пор самым распространённым способом регулирования производительности таких объектов является использование задвижек или регулирующих клапанов, но сегодня абсолютно доступным становится частотное регулирование асинхронного двигателя, приводящего в движение, например, рабочее колесо насосного агрегата или вентилятора.

Перспективность частотного регулирования наглядно видна из приведённого ниже рисунка.

Очень важно сделать правильный выбор преобразователя. От него будет зависеть эффективность и ресурс работы частотного преобразователя и всего электропривода в целом. В первую очередь при выборе модели преобразователя частоты следует исходить из конкретной задачи, которую должен решать электропривод, типа и мощности подключаемого электродвигателя, точности и диапазона регулирования скорости, точности поддержания момента вращения на валу двигателя, времени, отведенного для разгона и торможения, продолжительности включения и количества включений в час.

Так же, можно учитывать конструктивные особенности преобразователя, такие как размеры, форма, возможность выноса пульта управления и др.

При работе со стандартным асинхронным двигателем частотный преобразователь  следует выбирать с соответствующей мощностью. Если требуется большой пусковой момент или короткое время разгона/замедления, выбирайте преобразователь частоты на ступень выше стандартного.

При выборе частотного преобразователя для работы со специальными двигателями (двигатели с тормозами, погружные двигатели, с втяжным ротором, синхронные двигатели, высокоскоростные и т.д.) следует руководствоваться, прежде всего, номинальным током преобразователя, который должен быть больше номинального тока двигателя, а также особенностями настройки параметров преобразователя. В этом случае, желательно проконсультироваться со специалистами поставщика.

Для увеличения точности поддержания момента и скорости на валу двигателя в наиболее совершенных преобразователях частоты от Delta Electronics (VFD-VE/VL/B/E/M) реализовано векторное управление, позволяющее работать с полным моментом двигателя в области нулевых частот, поддерживать скорость при переменной нагрузке без датчиков обратной связи, точно контролировать момент на валу двигателя.

Рекомендации по выбору преобразователя частоты (инвертора):

  • Частотный  алгоритм управления 
    рекомендуется применять  в случаях, когда зависимость момента нагрузки двигателя известна и нагрузка практически не меняется при одном и том же значении частоты, а так же нижняя граница регулирования частоты не ниже 5…10 Гц при независимом от частоты моменте. При работе на центробежный насос или вентилятор (это типичные нагрузки с моментом, зависящим от скорости вращения) диапазон регулирования частоты – от 5 до 50 Гц и выше. При работе с двумя и более двигателями.
  • Частотный алгоритм управления с обратной связью по скорости
    рекомендуется применять  для прецизионного регулирования (необходимо использовать инкрементальный энкодер) с известной зависимостью момента от скорости вращения.
  • Векторный алгоритм управления
    рекомендуется применять для случаев, когда в процессе эксплуатации нагрузка может меняться на одной и той же частоте, т.е. нет четкой зависимости между моментом нагрузки и скоростью вращения, а также в случаях, когда необходимо получить расширенный диапазон регулирования частоты при номинальных моментах, например, 0…50 Гц для момента 100% или даже кратковременно 150–200% от номинального момента. Векторный алгоритм работает нормально, если введены правильно паспортные величины двигателя и успешно прошло его автотестирование. Векторный метод реализуется путем сложных расчетов в реальном времени, производимых процессором преобразователя на основе информации о выходном токе, частоте и напряжении. Процессором используется так же информация о паспортных характеристиках двигателя, которые вводит пользователь. Время реакции преобразователя на изменение выходного тока (момента нагрузки) составляет 50…200 мсек. Векторный метод позволяет минимизировать реактивный ток двигателя при уменьшении нагрузки путем адекватного снижения напряжения на двигателе. Если нагрузка на валу двигателя увеличивается, то преобразователь адекватно увеличивает напряжение на двигателе.
  • Векторный алгоритм управления с обратной связью по скорости
    рекомендуется применять  для прецизионного регулирования (необходимо использовать инкрементальный энкодер) скорости, когда в процессе эксплуатации нагрузка может меняться на одной и той же частоте, т.е. нет четкой зависимости между моментом нагрузки и скоростью вращения, а также в случаях, когда необходим максимальный диапазон регулирования частоты.

Механические характеристики асинхронного двигателя (8А/1720об/мин/12Нхм)
при использовании векторного управления в VFD022B23B при моментах близких к номинальному.

Механические характеристики асинхронного двигателя (8А/1720об/мин/12Нхм)
при использовании частотного и векторного управления в VFD022М23B

Важность точной частоты переключения и предела тока при выборе понижающих стабилизаторов. Управление питанием. Технические статьи Регулятор SIMPLE SWITCHER® LM2576

компании TI уже более 20 лет является популярным выбором для регулирования постоянного/постоянного тока. Но с таким количеством различных регуляторов на рынке может показаться трудным выбрать правильную деталь для работы.Вот на что следует обратить внимание, выбирая между, казалось бы, идентичными продуктами.

Чтобы облегчить это обсуждение, давайте сравним аналогичные альтернативные устройства с подключением между контактами (P2P), сделанные другими производителями, и SIMPLE SWITCHER LM2576 от TI. Назовем эти похожие продукты «регулятор X». Спецификация регулятора X очень похожа на техпаспорт регулятора TI; на самом деле, это может выглядеть идентично. Чтобы проверить, насколько характеристики стабилизатора X соответствуют заявленным критическим параметрам, таким как частота коммутации и ограничение по току, команда разработчиков приложений в TI создала специальную оценочную плату для сбора данных о производительности и надежности 40-вольтового, 3-амперного LM2576 от TI. понижающий преобразователь, а также три других регулятора X, которые я буду называть Xa, Xb, Xc, от разных производителей.

Все четыре устройства были оценены на эффективность при входном напряжении и токе нагрузки для стандартного приложения 5 В OUT . Испытания проводились при температурах -40°С, 25°С и 85°С. Выходной ток также был протестирован вплоть до 7 А на устройствах с номинальным током 3 А, чтобы выявить пределы производительности, риски для безопасности и риски для надежности.

Результаты испытаний показали, что по крайней мере одно устройство производителя переключается с частотой, почти в три раза превышающей частоту, указанную в паспорте устройства.Измеренная частота переключения составила 150 кГц, в то время как устройство рассчитано на переключение на частоте 52 кГц в соответствии с техническими данными производителя. Точное знание частоты переключения устройства имеет решающее значение для правильного выбора внешних компонентов для вашего проекта. Если частота переключения выбранного вами устройства ниже ожидаемой, номиналы внешних компонентов, таких как индуктивность основного выхода, будут слишком малы. Это может привести к множеству проблем, включая насыщение выходного тока дросселя, повреждение выходного конденсатора из-за более высокого среднеквадратичного (RMS) тока и нестабильность системы.Если частота коммутации выше ожидаемой, номиналы компонентов будут слишком большими и не полностью оптимизированными для приложения, что приведет к неэффективному использованию места на плате. Нельзя недооценивать важность точного знания частоты коммутации. На рис. 1 показана простая схема понижающего преобразователя, которая была смоделирована при различных частотах переключения с помощью инструмента PSpice® for TI. PSpice for TI — это бесплатная платформа моделирования схем, которая позволяет пользователю моделировать устройства TI до того, как приступать к компоновке и изготовлению, что сокращает время выхода на рынок и затраты на разработку.

Рис. 1: Схема простого моделирования обратного сопротивления

Ширина импульса и период импульсного источника напряжения изменялись для достижения трех различных частот переключения: медленной (20 кГц показано красным), номинальной (52 кГц показано зеленым) и быстрой (150 кГц показано синим). Результирующие смоделированные формы сигналов тока катушки индуктивности, показанные на рис. 2, иллюстрируют влияние изменения частоты коммутации на пульсации тока катушки индуктивности. Эти пульсации тока индуктивности шунтируются через выходной конденсатор, обеспечивая плавный выходной постоянный ток на нагрузку.В таблице 1 показано, как увеличение размаха пульсаций тока дросселя приводит к увеличению среднеквадратичного значения тока через выходной конденсатор. Более высокий среднеквадратичный ток для случая низкой частоты переключения, вероятно, вызовет повреждение выходных конденсаторов, рассчитанных на номинальную или быструю частоту переключения.

Рис. 2. Выходные данные моделирования формы кривой тока катушки индуктивности при различных частотах переключения

Частота переключения (кГц)

Пульсации тока дросселя (мА)

Среднеквадратичное значение тока выходного конденсатора (мА)

20

2300

1030

52

890

830

150

280

795

Таблица 1. Токи понижающего выходного фильтра для различной частоты коммутации

Наиболее распространенная неточность производительности, обнаруженная во время тестирования, была связана с заявленным и неполным.фактическое ограничение тока. Высокие ограничения по току вызывают чрезмерный нагрев индуктора, диода и интегральной схемы (ИС) в условиях короткого замыкания, что может повредить ИС и помешать ее правильной работе. Это, в свою очередь, может помешать функционированию конечного продукта. В спецификациях регуляторов Xa, Xb и Xc указан максимальный предел тока 6,9 А. Однако в ходе оценки было обнаружено, что пределы тока регуляторов Xa, Xb и Xc фактически находятся в диапазоне от 4,9 А до 7,5 А; см. Таблицу 2.

 

12 Вин

24 Вин

36 Вин

TI LM2576

4.49 А

4,71 А

4,89 А

Производитель Ха

5,67 А

6,04 А

7,00 А

Производитель Xb

4,92 А

5,25 А

Не могу запустить

Производитель Xc

6.01 А

6,89 А

7,56 А

Таблица 2: Сравнение ограничения тока между SIMPLE SWITCHER LM2576 и альтернативными устройствами

В этой статье основное внимание уделялось важности точного знания частоты коммутации и ограничения по току, но как вы узнаете, что эти параметры точны при выборе понижающего преобразователя для вашей следующей конструкции? Вот несколько шагов, которые вы можете предпринять, чтобы убедиться, что ваш понижающий преобразователь работает должным образом:

  1. Дважды проверьте спецификацию, чтобы убедиться, что требования к конструкции соответствуют спецификациям устройства; раздел абсолютных максимальных номинальных значений и таблица электрических характеристик являются хорошими отправными точками.
  2. Разместите свой вопрос на онлайн-форуме, например на E2E.
  3. Запросить оценочный модуль (EVM) для тестирования.

Дополнительные ресурсы:

Регулятор постоянного тока серии ELIGHT

Система контроля и управления ELITLUCE позволяет контролировать состояние и работу цепей серии уличного освещения.
Доступные функции:
  • Отображение напряжения и тока для каждого регулятора: значение напряжения позволяет определить наличие неисправности;
  • Запуск и отключение регуляторов;
  • Настройка функции пуска, останова и работы с пониженным потоком;
  • Аппаратура обнаружения неисправности;
  • Обнаружение общих сигналов тревоги: пар, доступ, температура;
  • История питания: пуск, отключение, отказ сети, периоды пониженного потока, максимальная температура.

Сеть предлагает простой способ подключения существующих инфраструктур (датчик счетчиков, устройство управления заводом и т. д.), позволяя бизнесу, правительству и компаниям делегировать управление и обслуживание.
Сеть является серверно-мультиклиентской и основана на протоколе TCP/IP, что обеспечивает максимальную гибкость и все виды расширения…….
Вся система была разработана на языке Java, чтобы обеспечить более высокую совместимость со всеми типами устройств и любой существующей операционной системой.
Любой сервер или клиент может быть размещен на ПК или MAC, с операционными системами Windows или Linux и без ограничений по использованию.

Возможность подключения
ELITLUCE управляет связью с удаленными устройствами и с ними, распределяя их двумя способами:

  • Физические соединения;
  • Беспроводные соединения.

Эти два типа соединений можно комбинировать любым способом, чтобы наилучшим образом использовать доступную инфраструктуру для приложения (телефонный кабель, соединения ADSL/HDSL, оптоволоконный кабель, модем GSM/GPRS, модем UMTS, модем HSPDA). ).
Система может использовать две выделенные линии по кабелю, оптоволоконному кабелю или может использовать точку доступа через сеть LAN или Интернет на удаленном предприятии, что позволяет управлять автоматическим вызовом или запросом управляющего устройства.
Рабочая станция входит в центральную систему через локальную сеть или сеть Интернет, что обеспечивает полную совместимость системы.
ELITLUCE имеет клиентскую платформу, разработанную для мобильных телефонов, с платформой Java ELITMobile. Это позволяет получить доступ напрямую с телефона ко всем данным Сервера и выполнять все действия по обслуживанию удаленно.
Центральная система контролирует каждый доступ с процедурой входа в систему, классифицируя их по различным уровням в соответствии с оперативным уровнем, который вы хотите предоставить каждому пользователю.

Самый маленький регулятор напряжения и преобразователь частоты

PowerXchanger серии Slimline встроенный
3-контактный фиксирующий разъем обеспечивает надежное соединение с и без искрения .

Для надежного соединения между электроприбором и новым устройством PowerXchanger Slimline Series (XS-05 SS, XS-05 GA или XRT-750) обязательно вставляйте вилку до упора, пока зажим не защелкнется с помощью 3 разъем(ы) с фиксатором штифта.

См. видео ниже:

Обзор
XS-05 использует электроэнергию зарубежных коммунальных предприятий для регенерации новой энергии, которая не только имеет правильное напряжение и частоту, но и действует как регулятор напряжения, устраняющий скачки напряжения и переходные процессы, благодаря различным фильтрам и уровням управления. Вход с коррекцией коэффициента мощности (PFC) обеспечивает фильтрацию гармоник на входе, устраняя искажения напряжения и тока, которые могут быть вызваны устройством. XS-05 обеспечивает прибор высококачественной, постоянной и бесшумной электрической выходной мощностью 120 В ~ 60 Гц в любой точке мира.

Устройство, предназначенное для США, спроектировано, изготовлено и испытано для работы в среде 120 В ~ 60 Гц. По мере того, как электрические приборы совершенствовались, а государственные стандарты эффективности постоянно становились все более строгими, инженеры вынуждены проектировать каждый отдельный компонент и само устройство для работы на значительно более эффективной частоте 60 Гц.

Установка понижающего трансформатора для питания устройства, рассчитанного на 120 В~60 Гц, от сети 220 В~50 Гц приведет к тому, что устройство будет работать на частоте 50 Гц.В лучшем случае – работает, но не так. Но, скорее всего, прибор будет иметь сокращенный срок службы, неисправные компоненты и непредвиденные повреждения, приводящие к катастрофическому отказу.

Другими словами, XS-05 не питает прибор, как установленный трансформатор. Это адаптер, который преобразует электроэнергию с частотой 50 Гц, обеспечивая устройство правильным напряжением и частотой 120 В ~ 60 Гц, для которых он был разработан и протестирован.

XS-05 — прочное полнофункциональное устройство.Его специальные разъемы обеспечивают безопасную и безопасную установку. Его тонкая и легкая конструкция позволяет устанавливать его на прибор или рядом с ним с помощью прилагаемой монтажной пластины.

Power
XS-05 — полнофункциональный регенератор с синусоидальным выходом, который производит новую, чистую и постоянную мощность переменного тока; устраняя линейный шум и обеспечивая оптимальную производительность. Он способен обеспечить электричеством 120 В ~ 60 Гц для работы одного бытового прибора (до 600 Вт).

Благодаря сложной электронике, а также входным и выходным фильтрам электромагнитных и радиочастотных помех он обеспечивает непрерывную мощность с эффективностью более 92% и выходным гармоническим искажением менее 3%.Высокий уровень регулирования обеспечивает выходное напряжение 120 В ~ 60 Гц с колебаниями ниже ± 2 % (обычно менее 1 %).

Мощность для высококачественного звука
Для меломана X-5 функционирует как регенератор с коррекцией коэффициента мощности (PFC). Это лучший выбор для питания аудиооборудования, способный удовлетворить самых требовательных меломанов. Благодаря чистому синусоидальному выходному сигналу (обычно < 1% THD) и практически полному отсутствию изменений амплитуды из-за колебаний входного напряжения и переходных процессов выходной нагрузки аудиооборудование всегда будет работать с оптимальными характеристиками.Поскольку выход X-5 так хорошо регулируется, еще одним преимуществом для аудиофилов является то, что другое оборудование, работающее от X-5, такое как HDTV и DVR, не будет вносить шум или искажение в аудиовыход через обычное подключение питания.

Кроме того, превосходная фильтрация электромагнитных помех на входе и выходе X-5 предотвращает попадание радиопомех в аудиовыход.

Еще одной важной характеристикой для аудиофилов является высокая допустимая нагрузка по выходному току (150 А) X-5.Эта способность генерировать высокие импульсные токи с минимальным искажением выходного напряжения приводит к четким звуковым переходным процессам высокой громкости.

Часто упускают из виду важность PFC для бесшумной работы аудиооборудования. Поскольку PFC устраняет искажения напряжения и тока на входах питания X-5, этот потенциальный источник звукового шума практически отсутствует.

Надежность
XS-05 имеет герметичную полупроводниковую электронику, которая защищает от влаги и пыли, обеспечивая надежность и длительный срок службы изделия.

Безопасность
Мало того, что электрическое оборудование работает лучше, XS-05 также действует как усовершенствованный регулятор напряжения, который полностью защищает оборудование от скачков напряжения, таких как пониженное ВХОДНОЕ напряжение до 180 В переменного тока и перенапряжение до 265 В переменного тока. и обеспечивает прибор с защитой от пусковых перенапряжений до 150 ампер.

Звуковые сигналы оповещают о перегрузке, коротком замыкании и температуре.

XS-05 соответствует международным стандартам. Несмотря на то, что это устройство, вероятно, не будет использоваться в США, оно также имеет одобрения UL и FCC, что дает производителю/установщику и конечному пользователю уверенность в том, что их устройства, соответствующие этим стандартам безопасности, подключаются к устройству, которое также соответствует этим стандартам безопасности.

Частотная характеристика коэффициента усиления контура регулятора напряжения.

В диссертации представлены модели схем и алгоритмы управления системами распределенной генерации на топливных элементах (DGS) для двух топологий DGS. В первой топологии каждый блок DGS использует батарею параллельно топливному элементу в автономной электростанции переменного тока и соединение с сетью. Во второй топологии преобразователь с Z-источником, в котором используются пассивные компоненты L и C и сквозные нулевые векторы вместо обычного повышающего преобразователя мощности DC/DC для повышения напряжения в звене постоянного тока, используется для автономный блок питания переменного тока.В топологии 1 изучаются два приложения: автономное производство электроэнергии (один блок ДГУ и два блока ДГУ) и объединение сетей. Во-первых, дана динамическая модель топливного элемента, основанная на электрохимическом процессе. Во-вторых, используются два полномостовых преобразователя постоянного тока и разработаны их контроллеры: однонаправленный полномостовой повышающий преобразователь постоянного тока в постоянный для топливного элемента и двунаправленный полный мостовой понижающе-повышающий преобразователь постоянного тока в постоянный для батареи. В-третьих, для трехфазного преобразователя постоянного тока в переменный без трансформатора Delta/Y или с ним дана модель схемы в пространстве состояний с дискретным временем и разработаны два контроллера с обратной связью с дискретным временем: регулятор напряжения во внешнем контуре и регулятор тока во внешнем контуре. внутренняя петля.И, наконец, для разделения нагрузки двух блоков ДГУ и управления потоками мощности двух блоков ДГУ или ДГУ, подключенной к сети, предлагаются регуляторы активной и реактивной мощности. В частности, для приложения DGS, подключенного к сети, исследуется проблема синхронизации между изолированным режимом и режимом параллельного подключения к сети, и выполняются два тематических исследования. Для демонстрации предлагаемых схемных моделей и стратегий управления были построены стенды моделирования с использованием Matlab/Simulink для каждой конфигурации ДГУ на топливных элементах с трехфазным переменным током 120 В (LN)/60 Гц/50 кВА и различными результатами моделирования. представлены.В топологии 2 эта диссертация представляет моделирование системы, модифицированную реализацию ШИМ с пространственным вектором (MSVPWM) и разработку контроллера с обратной связью преобразователя Z-источника, который использует компоненты L и C и сквозные нулевые векторы для автономного производства электроэнергии переменного тока. . Система топливных элементов моделируется электрической RC-цепью, чтобы включить медленную динамику топливных элементов, а также учитывается вольтамперная характеристика элемента. Модель пространства состояний с дискретным временем получена для реализации цифрового управления, а метод широтно-импульсной модуляции вектора пространства (SVPWM) модифицирован для реализации сквозных нулевых векторов, которые повышают напряжение в звене постоянного тока.Кроме того, разработаны три контроллера с обратной связью с дискретным временем: оптимальный регулятор напряжения с дискретным временем, скользящий регулятор тока с дискретным временем и ПИ-регулятор напряжения в звене постоянного тока с дискретным временем. Кроме того, асимптотический наблюдатель используется для уменьшения количества датчиков и повышения надежности системы. Чтобы продемонстрировать проанализированную модель схемы и предлагаемую стратегию управления, различные результаты моделирования с использованием Matlab/Simulink представлены как при легких/тяжелых нагрузках, так и при линейных/нелинейных нагрузках для трехфазного переменного тока 208 В (L-L)/60 Гц/10 кВА.

%PDF-1.3 % 1 0 объект >поток конечный поток эндообъект 2 0 объект > эндообъект 4 0 объект >поток hZ[۶~ׯ#a 1u&L

Как работает регулировка частоты?

Возобновляемые источники энергии, преимущественно ветровая и солнечная, уже не новинка, а необходимость и реальность для энергосистем бесчисленных стран мира.Каждый год количество возобновляемых электростанций, ветряных электростанций и солнечных батарей увеличивается, а это означает, что каждый год увеличивается количество энергии, вырабатываемой из возобновляемых источников и подаваемой в сеть. Короче говоря, мы получаем все больше и больше нашей бытовой и промышленной электроэнергии из возобновляемых источников энергии, и эта тенденция будет только расти.

Безотказное функционирование электрических сетей зависит от регулируемого потребления и вывода энергии, но растущий приток «прерывистой возобновляемой энергии» в сеть нарушает этот баланс.Следовательно, существует растущая потребность в регулировании частоты возобновляемых источников энергии. В этой статье мы обсудим, как именно работает регулирование частоты.

Здесь мы обсудим текущую механику частотного регулирования, встроенную в наши электрические сети: что это такое, как они работают и зачем они нужны. Затем мы продолжим обсуждение мер, необходимых для регулирования частоты энергии, поступающей в энергосистему от возобновляемых электростанций и ветряных/солнечных электростанций.

Энергосистема должна тщательно контролироваться и регулироваться, чтобы функционировать эффективно.Предоставлено: Pixabay

Как регулируется обычная электросеть

Основы электросети были спроектированы до появления возобновляемых источников энергии, и поэтому ее основные регулирующие механизмы не готовы справиться с растущим притоком возобновляемой энергии. Но каковы его регулирующие механизмы и почему они важны?

Для обеспечения электроэнергией домов, предприятий и промышленных предприятий энергосистема должна обеспечивать устойчивый, последовательный и пригодный для использования поток электроэнергии для каждой отдельной подключенной «нагрузки», независимо от любых помех в сети (включая неожиданные или значительные изменения нагрузки, частичные сбои генерации, передачи или распределения).Другими словами, независимо от колебаний спроса и предложения, энергосистема должна быть в состоянии непрерывно подключать потребителей к источникам энергии безопасным и регулируемым образом.

Это возможно только в том случае, если контролируются и регулируются три основные переменные. Вот эти три переменные:

  • Напряжение: Относится к уровню напряжения в каждой точке сети. Оператор должен контролировать уровень напряжения от самой большой точки генерации до самой маленькой нагрузки, подключенной к сети.
  • Углы: Поскольку энергия передается в виде переменного тока (AC), все напряжения и токи имеют угловую ссылку. Соотношение между опорными углами определяет поток активной мощности в сети.
  • Частота: И последнее, но не менее важное: абсолютно необходимо, чтобы передача переменного тока по сети осуществлялась на одинаковой частоте по всем направлениям. В США эта частота должна быть 60 Гц, в то время как в других частях мира она может быть другой (например, 50 Гц в Европе).

Только отслеживая и контролируя эти переменные, оператор сети может диагностировать потенциальные проблемы, устранять их, регулировать систему и принимать превентивные меры против подобных проблем в будущем.

В настоящее время сетевые операторы полагаются в первую очередь на инерцию, обеспечиваемую вращающимися генераторами, чтобы регулировать мощность сети в соответствии с вышеуказанными переменными.

Вращающиеся   Генераторы в качестве регуляторов частоты

В настоящее время частота электросети определяется скоростью, с которой вращаются самые большие генераторы сети.Отклонения от этой контролируемой частоты являются основными пусковыми механизмами различных встроенных систем защиты сети, и эти отклонения, как правило, вызваны дисбалансом между доступной мощностью и спросом конечного пользователя.

Чтобы смягчить эти дисбалансы и сбои сети, которые они могут вызвать, операторы сети используют генераторы для регулирования частоты сети. До определенного момента большие генераторы могут ускоряться или замедляться, поглощая избыточную энергию, подаваемую в сеть, или работать сверхурочно, чтобы производить достаточно энергии для удовлетворения всплеска спроса.Таким образом, вращающиеся генераторы используются для создания инерции (или физической стабильности) частоты сети.

Конечно, вращающиеся генераторы не могут бесконечно регулировать и стабилизировать энергосистему. Однако они предоставляют операторам сети время, необходимое им для принятия мер по устранению внезапных изменений, вызвавших дисбаланс мощности.

При таком использовании инерция, создаваемая вращающимися генераторами традиционных невозобновляемых источников энергии и электростанций, называется «первичной частотной характеристикой» (PFR).На сегодняшний день возобновляемые источники энергии и электростанции не имеют подобных встроенных мер регулирования частоты.

Традиционная невозобновляемая энергосистема регулируется инерцией вращающихся генераторов. Предоставлено: Pixabay

Солнечная генерация и регулирование частоты

Производство возобновляемой энергии

В последние годы растущее присутствие солнечной и ветровой энергии в национальной сети создало некоторые серьезные проблемы для сетевых операторов. Во-первых, возобновляемая энергия известна как «прерывистая».Другими словами, его мощность сильно колеблется в течение дня и зависит от погоды на многих тысячах объектов возобновляемой энергии в любой стране.

Например, в американском штате Калифорния зарегистрировано явление, обычно называемое «кривой солнечной утки». Кривая солнечной утки относится к форме, нанесенной на график (которая, по-видимому, напоминает силуэт летящей утки), когда пиковое потребление энергии отображается вместе с часами пиковой нагрузки для производства возобновляемой энергии.Проще говоря, пиковый спрос на энергию обычно приходится на раннее утро и вечер — время, когда производство солнечной энергии ограничено, если вообще отсутствует, учитывая, что солнечная энергия производит пик электроэнергии около полудня.

«Кривая солнечной утки», как описано выше, показывает дисбаланс между временем пикового производства возобновляемой энергии и временем пикового спроса на энергию. Предоставлено: Wikimedia

Проблемы с регулированием частоты возобновляемых источников энергии

Что касается проблем возобновляемых источников энергии, связанных с дисбалансом спроса и предложения, существует серьезная проблема энергосистемы, связанная с возможностью станций возобновляемой энергии регулировать дисбаланс.Поскольку возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия, не производят электричество с помощью вращающихся генераторов, они не обладают врожденной способностью поддерживать инерцию в сети (что помогло бы регулировать частоту в часы дисбаланса спроса и предложения).

В настоящее время процедура для ветряной или солнечной электростанции в случае отклонения частоты или напряжения заключается в простом отключении от сети. (IEEE 1547-2018 позволяет возобновляемым источникам энергии работать в диапазоне от 56,5 Гц до 62 Гц с включенным падением частоты, за пределами которого они должны отключаться от сети.) Несмотря на то, что он полезен как средство минимизации риска усложнения сети из-за недостаточной или повышенной частоты, он действительно делает бесполезными возобновляемые электростанции в периоды, когда они производят слишком много или слишком мало энергии для сети.

В случае полного отключения сети процедура IEEE 1547-2018 называется «защитой от изолирования», поскольку она не позволяет возобновляемым источникам энергии подавать питание в сеть, когда основная причина отключения остается нерешенной или когда работники в опасности на линии.

Солнечные электростанции/фермы могут работать только на частотах от 56,5 Гц до 62 Гц. Фото: Pixabay

Решения для регулирования частоты возобновляемых источников энергии

Конечно, это не означает, что фотоэлектрические инверторы, используемые на возобновляемых источниках энергии, не способны регулировать частоту. Однако регулирование частоты, обеспечиваемое указанными инверторами (в настоящее время), изначально проблематично, поскольку оно по-прежнему не позволяет возобновляемым источникам энергии работать на максимальной мощности (при условии, что максимальная мощность приведет к перегрузке сети).

В качестве решения многие сторонники возобновляемых источников энергии предлагают крупномасштабное хранение аккумуляторов. Теория гласит, что если мы сможем хранить избыточную энергию, произведенную возобновляемыми источниками энергии, в батареях, то мы сможем эффективно поддерживать ту же инерцию, которую допускают вращающиеся генераторы. Другими словами, во время пикового производства часов избыточная энергия может храниться в батареях, таким образом, не перегружая сеть, в то время как батареи могут затем использоваться для питания сети регулируемым напряжением и частотой электроэнергии во время пикового спроса часов.

К сожалению, технологии еще не догнали эти стремления, и массовое хранение энергии на батареях в настоящее время слишком дорого для крупномасштабного, промышленного и национального применения. Таким образом, лучшая надежда на регулирование частоты возобновляемых источников энергии, по-видимому, связана с изменением типов инверторов, которые мы используем на возобновляемых электростанциях.

Инверторы, следующие и формирующие сеть

Сегодня все фотогальванические инверторы, подключенные к сети, являются «сетевыми» инверторами.Это означает, что они регулируют свою мощность не на основе своих источников энергии, а на основе самой сети. Сеть требует частоты 60 Гц при определенном напряжении и угле, поэтому фотоэлектрический инвертор, следующий за сетью, регулирует выходную мощность своего источника в соответствии с этим требованием.

Однако есть альтернатива. Сеть- образует инверторов. Сеткообразующий инвертор работает, постоянно контролируя и регулируя свою выходную частоту и напряжение, как это делают вращающиеся генераторы, тем самым диктуя сети, сколько энергии он будет ей подавать, а не регулируя свой источник питания для удовлетворения потребностей сети.

Сеткообразующие инверторы чаще всего используются в микросетях (таких как автономные усадьбы и сообщества), поскольку они активно регулируют свою выходную мощность на основе измеренных значений активной и реактивной мощности. Сеткообразующие инверторы могут работать как параллельные источники напряжения, с надежным распределением нагрузки и способностью поддерживать стабильное выходное напряжение и частоту, несмотря на колебания нагрузки (пики и провалы).

Необходимо провести дополнительные исследования инверторов, формирующих сеть, прежде чем их можно будет развернуть в сети возобновляемых источников энергии.Тем не менее, исследования показывают, что замена сети , следующих за инверторами, на сеть , образующих , может стать ключом к отрицанию зависимости нашей сети от инерции вращающихся генераторов. Таким образом, это также может быть ключом к широкомасштабному внедрению возобновляемой энергии в сеть, в которой так отчаянно нуждается наш мир.

Инверторы, формирующие сеть, могут стать будущим частотного регулирования ветровой и солнечной энергии. Кредит: Pixabay

Что такое линейный регулятор (регулятор LDO)? Часть 2 | Дизайн поддерживает

Входные и выходные конденсаторы

В начале тома 2 я объяснил, что линейный регулятор может выдавать стабильное фиксированное напряжение, если использовать его с входным источником питания, входным конденсатором и выходным конденсатором.Тогда каковы роли этих двух конденсаторов? Здесь я расскажу о роли входных и выходных конденсаторов. Во-первых, давайте начнем с выходных конденсаторов.

1. Выходной конденсатор

1) Улучшение переходной характеристики нагрузки

Как упоминалось выше, переходная характеристика нагрузки относится к характеристикам отклика амплитуды колебаний выходного напряжения и времени отпускания при резких изменениях тока нагрузки.

В предыдущем томе мы объяснили, что схема отрицательной обратной связи поддерживает фиксированное выходное напряжение, управляя сопротивлением выходного драйвера в открытом состоянии в соответствии с последовательными колебаниями выходного напряжения, напряжения обратной связи и выхода усилителя ошибки, которые вызваны нагрузкой. колебания. Цепь отрицательной обратной связи управляет каждым компонентом по порядку, поэтому возникают задержки между обнаружением колебаний напряжения и восстановлением выходного напряжения на время, необходимое для цепи отрицательной обратной связи.Это выражается как скорость отклика цепи отрицательной обратной связи. Резкие изменения нагрузки, превышающие эту скорость отклика, вызывают временное падение выходного напряжения.

Выходной конденсатор играет роль временного источника питания нагрузки вместо линейного регулятора, чтобы выходное напряжение не падало, когда регулятор готовится подавать достаточный ток, соответствующий увеличению тока нагрузки.

Рис. 8. Выходной конденсатор в качестве временной батареи для резких колебаний тока нагрузки

В большинстве линейных регуляторов для фазовой компенсации используется выходной конденсатор.Для этого нужно использовать выходные конденсаторы, работа которых с регулятором оценивалась. Тогда что такое фазовая компенсация?

Рис. 9. Колебания выходного напряжения, вызванные колебаниями нагрузки

Форма волны на рис. 9 иллюстрирует переходные колебания выходного напряжения, вызванные резкими колебаниями тока нагрузки. Вы можете видеть, что колебания выходного напряжения происходят вместе с резкими колебаниями тока нагрузки. Почему происходят такие колебания?

В цепи отрицательной обратной связи линейного регулятора усилитель ошибки обнаруживает колебания выходного напряжения и регулирует выходное напряжение в направлении, противоположном изменению.Другими словами, схема управления с отрицательной обратной связью управляется сигналами, фаза которых отличается от изменений выходного напряжения на 180 градусов. Однако управление запаздывает на время, необходимое для работы схемы. В частности, задержка возникает между временем, когда усилитель ошибки обнаруживает отклонение, и временем, когда сигнал, противоположный отклонению, достигает усилителя ошибки. Эта задержка времени называется петлевой задержкой цепи отрицательной обратной связи или фазовым сдвигом. При плавных изменениях нагрузки этот фазовый сдвиг не будет иметь значения.Однако в случае резких изменений нагрузки изменения выходного сигнала также станут резкими, и фазовый сдвиг нельзя игнорировать, поскольку частотные составляющие становятся чрезвычайно высокими.

Рассмотрим случай, когда усилитель ошибки обнаруживает, что напряжение обратной связи выше опорного напряжения. Изменение выходного напряжения может стать меньше опорного напряжения в то же время, когда управляющий сигнал выходного напряжения, который запаздывает на время контура отрицательной обратной связи, достигает усилителя ошибки.В этом случае операция отрицательной обратной связи, которая должна подавлять колебания выходного сигнала, контролируя их в противоположном направлении, будет усиливать колебания из-за фазового сдвига. Это явление называется колебаниями петли отрицательной обратной связи, как показано на рисунке 10.

Рис. 10. Колебания в контуре отрицательной обратной связи и фазовая компенсация

На рисунке 10 показано, что фазовый сдвиг, вызванный задержкой контура на 180 градусов при увеличении частоты, является одним из условий возникновения колебаний.

С другой стороны, есть еще одно условие, при котором возникают колебания: петлевое усиление. Предположим, что сигнал с определенной шириной и амплитудой поступает на вход усилителя ошибки. Сигнал проходит через петлю отрицательной обратной связи и возвращается в усилитель ошибки. Усиление петли относится к отношению ширины возвращаемого сигнала после прохождения петли отрицательной обратной связи к ширине входного сигнала.

Как упоминалось ранее, фазовый сдвиг происходит, когда частота становится выше внутри контура отрицательной обратной связи, но в то же время уменьшается коэффициент усиления контура.

Однако усиление контура более единицы, или, другими словами, ширина возвращаемого сигнала больше, чем ширина входного сигнала, является другим условием, при котором выходной сигнал регулятора приводит к колебаниям.

И наоборот, если коэффициент усиления контура меньше 1 или, например, ширина возвращенного сигнала меньше 1, когда входной сигнал с шириной колебания 1 проходит через контур отрицательной обратной связи и возвращается обратно, колебания затухают и сходятся .

Таким образом, колебания возникают при следующих условиях:

а. Фазовый сдвиг достигает 360 градусов и становится положительной обратной связью за счет сдвига фазы на 180 градусов задержки схемы, добавляемого к сдвигу фазы на 180 градусов цепи отрицательной обратной связи, или

.

б. петлевое усиление частот, где фазовая задержка достигает 180 градусов, составляет 1 или более.

И наоборот, если коэффициент усиления контура отрицательной обратной связи меньше 1, колебания никогда не возникают даже в контуре положительной обратной связи.

Во избежание колебаний необходимо улучшить задержку контура цепи отрицательной обратной связи и уменьшить коэффициент усиления контура ниже 1 для частот, фазовая задержка которых достигает 180 градусов.

Выходные конденсаторы с их емкостью и эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR) играют важную роль в улучшении фазовой задержки.

Таким образом, фазовая компенсация относится к подавлению колебаний в цепи отрицательной обратной связи за счет улучшения задержки фазы цепи отрицательной обратной связи.Фазовую компенсацию регулятора LDO относительно легко осуществить, используя выходной конденсатор с большой емкостью и ESR; без использования такого конденсатора регулятору LDO очень сложно адаптироваться к фактическому использованию, удовлетворяя при этом всем требованиям.

В наши дни линейные регуляторы разрабатываются с учетом использования керамического конденсатора с небольшим ESR около 10 мОм, поэтому вам необходимо свериться с техническими описаниями продуктов.

Теперь перейдем к входным конденсаторам.

2. Входной конденсатор

Рассмотрим запуск линейного регулятора. Выходное напряжение равно 0 В, и COUT не хранит заряд. Для зарядки выходного конденсатора COUT большой ток течет от входного вывода через выходной управляющий транзистор и выходной вывод к COUT за короткий промежуток времени, как если бы он запустился из состояния короткого замыкания. Этот большой переходный ток, протекающий от входа к выходным контактам при запуске регулятора, называется пусковым током.Без его ограничения кратковременно протекал бы ток в несколько ампер.

Рисунок 11. Функции входного конденсатора

Линия питания регулятора имеет полное сопротивление, подобное паразитной индуктивности и паразитному сопротивлению, поэтому источник переходного тока, равный пусковому току, не может его догнать.

Входной конденсатор играет роль временного источника питания для покрытия большого источника тока, который никогда не сможет догнать входной источник питания или ИС управления питанием на входной стороне.

Без входного конденсатора входное напряжение резко упадет из-за этого пускового тока и отрицательно повлияет на работу не только самого линейного регулятора, но и других устройств, которые совместно используют этот входной источник питания.

Также входной конденсатор уменьшает пульсации, компенсируя колебания электропитания, вызванные срабатыванием других устройств при подаче питания на землю.

Кстати, типовые линейные стабилизаторы имеют функции ограничения выходного тока при запуске и постепенного повышения выходного напряжения.Эти функции подавляют пусковой ток и предотвращают падение входного напряжения.

3. Выбор и установка конденсаторов

При выборе конденсаторов необходимо учитывать, что емкость изменяется в зависимости от напряжения на контакте между входным и выходным контактами, что называется характеристиками смещения по постоянному току.

Возможно, вы сможете найти список конденсаторов, работа которых с линейным регулятором проверена по даташитам.В частности, мы рекомендуем вам использовать один из перечисленных в техническом описании для выходного конденсатора, так как он также используется для фазовой компенсации.

Также, чтобы входные и выходные конденсаторы показали свою работоспособность, нужно минимизировать влияние паразитного сопротивления и паразитной индуктивности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.