Как работают тиристорные источники питания большой мощности. Каковы их основные характеристики и преимущества. Где они применяются в промышленности. Какие особенности эксплуатации нужно учитывать.
Принцип работы тиристорных источников питания высокой мощности
Тиристорные источники питания повышенной мощности представляют собой преобразователи переменного тока в постоянный, необходимый для осуществления различных электрохимических процессов. Их основные особенности:
- Работа при низком напряжении (обычно до 25 В) и больших токах (тысячи ампер)
- Возможность плавного регулирования тока и напряжения
- Поддержание стабильных параметров тока в процессе работы
- Быстрое отключение при аварийных ситуациях
Принцип работы основан на использовании полупроводниковых приборов — тиристоров, которые пропускают ток только в одном направлении и позволяют регулировать его величину.
Основные характеристики мощных тиристорных выпрямителей
Ключевые параметры современных тиристорных источников питания высокой мощности:
- Выходное напряжение: 12-115 В постоянного тока
- Выходной ток: от 100 до 3150 А и выше
- Мощность: от десятков до сотен киловатт
- КПД: до 95%
- Коэффициент мощности: 0.95 и выше
- Пульсации выходного напряжения: менее 1%
Многие модели имеют возможность работы в режимах стабилизации тока, напряжения или мощности. Это позволяет оптимально настроить источник под конкретный технологический процесс.
Преимущества тиристорных выпрямителей большой мощности
По сравнению с другими типами источников питания, тиристорные выпрямители высокой мощности обладают рядом важных достоинств:
- Высокий КПД и низкие потери энергии
- Плавная и точная регулировка выходных параметров
- Высокая надежность и длительный срок службы
- Компактные размеры при большой выходной мощности
- Возможность параллельного включения для наращивания мощности
- Быстродействующая защита от аварийных режимов
Эти преимущества делают тиристорные источники питания оптимальным выбором для многих промышленных применений, требующих больших токов.
Области применения мощных тиристорных выпрямителей
Тиристорные источники питания высокой мощности широко используются в различных отраслях промышленности:
- Гальванические производства
- Электролизные установки
- Электрохимическая обработка металлов
- Сварочное оборудование
- Электродуговые печи
- Зарядка мощных аккумуляторных батарей
- Электропривод постоянного тока
В этих применениях тиристорные выпрямители обеспечивают точное управление технологическими процессами и высокую энергоэффективность.
Конструктивные особенности тиристорных источников большой мощности
Типовая конструкция мощного тиристорного выпрямителя включает следующие основные элементы:
- Силовой трансформатор для понижения напряжения сети
- Тиристорный выпрямительный блок
- Сглаживающий фильтр
- Система управления и защиты
- Панель управления с измерительными приборами
- Система охлаждения (воздушная или водяная)
Все элементы размещаются в шкафах с удобным доступом для обслуживания. Мощные модели могут состоять из нескольких шкафов.
Особенности эксплуатации тиристорных выпрямителей высокой мощности
При эксплуатации мощных тиристорных источников питания необходимо учитывать ряд важных моментов:
- Строгое соблюдение правил электробезопасности из-за высоких токов
- Контроль состояния изоляции токоведущих частей
- Проверка надежности заземления
- Регулярный осмотр и подтяжка контактных соединений
- Контроль работы системы охлаждения
- Соблюдение температурного режима эксплуатации
При обнаружении любых неисправностей необходимо немедленно отключить источник питания и вызвать квалифицированный персонал для ремонта.
Современные тенденции в развитии мощных тиристорных выпрямителей
Основные направления совершенствования тиристорных источников питания высокой мощности:
- Повышение энергоэффективности и КПД
- Улучшение массогабаритных показателей
- Расширение диапазона регулирования выходных параметров
- Внедрение микропроцессорных систем управления
- Повышение надежности и увеличение ресурса работы
- Улучшение электромагнитной совместимости
Это позволяет создавать все более совершенные и эффективные источники питания для промышленных применений.
Источники питания, аккумуляторы и зарядные устройства
http://www.fedjukov.narod.ru/ — На главную страницуИсточники питания, аккумуляторы и зарядные устройства
Источники питания заводского изготовления
Блоки питания стабилизированные низковольтные типа 591. Паспорт со схемой Универсальный источник питания УИП-1. Паспорт со схемойЛинейные стабилизаторы, транзисторные фильтры и источники питания с ними
Стабилизированный выпрямитель 10-350V. Млад конструктор #3 ‘1987 Б. Хохлов. Стабилизатор напряжения на 8V (c кремниевым диодом в качестве низковольтного стабилитрона). Радио #10 ‘1964 Стабилизатор напряжения (параллельный). Перепечатан в Радио #10 ‘1971 из забугорного журнала Источник стабилизированного напряжения (детали стабилизаторов на разные напряжения сведены в таблицу).
Перепечатано в Радио #8 ‘1971 из забугорного журнала
М. Степанов. Сглаживающий фильтр на транзисторе. Радио #10 ‘1971
Инж. А. Светлов. Стабилизированный источник питания (сетевой выпрямитель — мощный стабилизатор — высоковольтный преобразователь) — для питания осциллографа и пр. Радио #10 ‘1971
Выпрямители на тиристорах или с тиристорным регулятором
Экономичный стабилизатор (на тиристоре). Млад конструктор #3 ‘1987 Инж. И. Серяков, инж. Ю. Ручкин Мощный управляемый выпрямитель на тиристорах. Радио #2 ‘1971 Г. Алексеев, Т. Васильев. Тиристорный выпрямитель с регулируемым выходным напряжением. Радио #12 ‘1971 Linear Technology AN32 March ‘1989 High Efficiency Linear Regularors. Jim Williams. — среди прочего рассмотрен тиристорный предстабилизатор Выпрямители с тиристорным регулятором напряжения (заметки по ходу ОКР Часть 1) Применение симметричного динистора DB3 в выпрямителях с тиристорным регулятором напряжения (заметки по ходу ОКР Часть 2)Тиристорные регуляторы мощности
Регуляторы мощности на микросхеме К1182ПМ1Р Симисторный регулятор мощности пылесоса (на симисторе BTA12 и симметричном динисторе DB3) Инж.
С. Бирюков. Универсальный тиристорный регулятор. (В статье есть таблица зависимости среднего, эффективного и амплитудного значения напряжения от длительности прохождения тока через тиристор) Радио #12 ‘1971
Регулятор освещения (на симисторе и симметричном динисторе, с уменьшенным гистерезисом) из книги Э. Флинд. Электронные устройства для дома ‘1984
Регулятор мощности тиристорный SCR3 (на основе модуля SCR3M0)
Реальная курсовая работа Матянина С. В., ПГУ. гр. 04РР1 «Тиристорный регулятор мощности SCR3M0 и универсальный модуль управления регуляторами RCB1M0»
Аккумуляторы
Никель-кадмиевые аккумуляторы. Есть данные Д-0,06, Д-0,1, Д-0,25, 7Д-0,1, ЦНК-0,2, ЦНК-0,45, ЦНК-0,85. Радио #9 ‘1976 Щелочные аккумуляторы. Данные НК-3, НК-13, КН-14, НЖ-22, НК-28, НЖ-45, НК-55, НЖ-60, НК-80, НЖ-100, НК-125. Радио #11 ‘1976 Свинцовые аккумуляторы. Данные 3СТ-65ЭМ, 3СТ-80ПМ, 3СТ-95ПМ, 3СТ-110ПМС, 6СТ-45ЭМ, 6СТ-55ЭР, 6СТ-60ЭМ, 6СТ-75ЭМС, 6СТ-82ЭМС, 6СТ-90ЭМС, 6СТ105ЭМС, 6СТ-132ЭМС, 3МТ-6, 3МТ-12, 3МТР-10.
Радио #10 ‘1976
Пособие специалисту связи по эксплуатации химических источников тока. 1984. — описаны щелочные, кислотные и серебряно-цинковые аккумуляторы. Очень подрорбно описан уход за аккумуляторами, зарядка, приготовление электролита
Работа герметичных аккумуляторов (Д-0,2, ЦНК-0,45, ЦНК-0,85) в импульсных режимах. Радио №10 ‘1964Зарядные устройства для аккумуляторов
Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов с тиристорным регулятором тока конструкции А. Г. Спиридонова, Пенза В. Климецкий, В. Цвеклинский. Выпрямитель для зарядки аккумуляторов (регулируемый, на П210В). Радио #6 ‘1970 с комментариями в Радио #8 ‘1971Разное
Схема электронного трансформатора Taschibra и опыты с ним Источники питания транзисторных усилителей средней мощности. Радио #9 ‘1961 (данные аккумуляторов СЦ-45, 6СТ-54, 10НКН-60, блок питания с транзисторным стабилизатором — интересно применение LC-фильтра в низковольтном источнике питания) В.
Крылов. Четыре резистора вместо восьми (для шунтирования диодов в высоковольных выпрямителях — интересно, как эта схема будет работать на реактивную нагрузку?) Радио #4 ‘1971
В. Кабанков. Устройство для защиты выпрямителей от перегрузки. Радио #10 ‘1971
Простые импульсные источники питания из книги Р. М. Терещук, К. М. Терещук, С. А. Седов Полупроводниковые приемно-усилительные устройства ‘1987
А. Федюков
[email protected] fedjukov.narod.ru2.4. Источники питания
Общая характеристика. В качестве источников питания (ИП) электрохимических станков используют преобразователи переменного электрического тока в постоянный, необходимый для осуществления процесса ЭХО. Несмотря на низкое применяемое при ЭХО напряжение (как правило, до 25 В), источники питания работают при значительных токовых нагрузках.
В зависимости от
особенностей процессов ЭХО применяют
ИП, вырабатывающие электрическое
напряжение однополярное постоянное,
постоянное с изменяющейся полярностью
и постоянное однополярное импульсное.
Вторая форма напряжения (рис. 2.16, б) отличается от предыдущей тем, что через определенный промежуток времени изменяется полярность с положительной на отрицательную. В этом случае образуется небольшая пульсация постоянного напряжения при каждой полярности. ИП с такой формой электрического напряжения используют, например, при электрохимическом травлении и электрохимическом шлифовании.
На рис. 2.16, в
изображена графическая характеристика
напряжения, отличающаяся от первых двух
форм тем, что в течение определенного
времени подача напряжения на электроды
прерывается, т. е. форма напряжения
импульсная. Такие ИП применяют наиболее
часто при электрохимическом
формообразовании.
Уменьшение пульсации положительно сказывается на производительности ЭХО. Поэтому для большинства процессов ЭХО используют ИП, вырабатывающие электрическое напряжение с наименьшей пульсацией. Этому требованию в большей мере отвечают электромеханические (машинные) ИП. Их выполняют по схеме двигатель — генератор, т. е. такие ИП выраба-
тывают постоянное напряжение с помощью генератора, который работает от электродвигателя переменного тока. Наряду с указанным достоинством — наименьшей пульсацией — электромеханические ИП имеют недостатки: шум, вибрации, низкий КПД. Указанных недостатков нет у так называемых ст а т и ч еских преобразователей переменного напряжения от электрической сети в постоянное. Статическими называют преобразователи, выпрямляющие переменное напряжение с помощью полупроводниковых приборов, а не с помощью генератора.
Технологические
характеристики ЭХО (точность,
производительность и качество обработанной
поверхности) во многом определяются
такими показателями ИП, как плавное
регулирование тока и напряжения,
поддержание этих параметров в процессе
обработки неизменными, возможность
быстрого отключения ИП от электрической
сети в аварийных случаях, например при
коротком замыкании.
Эти показатели
обеспечиваются в ИП, собранных по двум
принципиально отличающимся блок-схемам.
При первой блок-схеме напряжение
электрической сети вначале понижается
трансформаторам, а затем выпрямляется
и регулируется, а во второй блок схеме
напряжение электрической сети вначале
стабилизируется и регулируется, а затем
понижается и преобразуется (рис. 2.17).
Подводимое напряжение электрической сети 380 В (рис. 2.17, а) вначале понижается трансформатором 1 до 24 В, а затем блоком 2 одновременно с выпрямлением регулируется в пределах 24—3 В. Выпрямленное напряжение подводится к электроду-инструменту 3 и обрабатываемой заготовке 4.
В современных
статических преобразователях главными
элементами блока 2 являются полупроводниковые
приборы — тиристоры. Особенностью этих
приборов является их способность
пропускать электрический ток лишь при
одной полярности. При этом электрический
так можно регулировать, подавая на
специальный вывод тиристора управляющее
напряжение от другого маломощного
источника.
По этой схеме выполнены
источники типа ВАК — выпрямительный
агрегат кремниевый. В зависимости от
схемы соединения тиристоры источников
этого типа могут вырабатывать любую
форму электрического напряжения (см.
рис. 2.16).
ИП, позволяющие получать постоянное напряжение с изменяющейся полярностью (см. рис. 2.16, б), называют реверсивными. Их обозначают ВАКР— выпрямительный агрегат кремниевый реверсивный.
По этой же схеме
выполнены современные тиристорные
одно-полярные выпрямительные агрегаты
типов: ТЕ — с естественным охлаждением
тиристоров, ТВ — с водяным охлаждением
тиристоров. ТЕР — тиристорные реверсивные
с естественным охлаждением, ТВР — то
же, с водяным охлаждением и ТВИ —
тиристорные импульсные. Они снабжают
электрохимическое оборудование током
выпрямленного напряжения 12—115 В при
силе тока от 100 до 3150 А. Агрегаты имеют
три вида автоматической стабилизации:
выпрямленного тока, выпрямленного
напряжения и плотности тока. Они
выполняются с необходимыми блокировками
и световой сигнализацией; имеют
возможность ручного регулирования тока
и напряжения.
ИП типов ВАК и ВАКР (табл. 2.2) могут работать на двух режимах в зависимости от схемы соединения обмоток трансформатора 1 (см. рис. 2.17, а). При работе в первом режиме такие ИП обеспечивают стабилизацию электрического тока; при работе во втором режиме — стабилизацию его напряжения. Первый режим работы ИП характерен для процессов ЭХО с неподвижными электродами-инструментами, когда стабилизация электрического тока с увеличением межэлектродного промежутка не уменьшает производительность. Для процессов ЭХО с подвижными электродами — инструментами источник питания работает по второму режиму. В этом случае стабилизация электрического напряжения обеспечивает более высокую .точность обработки.
Источники питания типа ИПТУ, т. е. источники питания тиристорного управления, выполняют по блок-схеме, приведенной на рис. 2.17, б. Отличие данной блок-схемы от предыдущей заключается в том, что управление ИП, т. е. стабилизация и регулирование электрического тока и напряжения, а также аварийное отключение, осуществляется
специальным блоком
5, включенным в электрическую цепь перед
понижающим трансформатором 1, а
преобразование пониженного переменного
напряжения в постоянное производится
блоком 2.
Последний состоит из
полупроводниковых приборов — вентилей.
Эти приборы, так же как и тиристоры,
пропускают ток одной полярности, но в
отличие от тиристоров не обладают
способностью регулировать электрическое
напряжение. Такие ИП имеют специальный
блок — короткозамыкатель 6, служащий
для защиты электродов-инструментов от
оплавления, что может произойти при
контакте их с поверхностью заготовки
в процессе обработки.
Конструктивные особенности. Конструктивно источники питания просты. Они выполнены в виде одного или нескольких шкафов с одной или несколькими открывающимися дверцами или со съемными щитами. ИП типа ВАК, вырабатывающий электрический ток до 1600 А, смонтирован в одном шкафу; более мощные источники питания этого типа состоят из двух шкафов и более.
Источник питания
ВАК-630-24У4 состоит из одного шкафа-корпуса
с открывающейся дверцей 5 (рис. 2.18). В
корпусе размещены понижающий трансформатор,
блок выпрямления тока и блок управления
работой ИП. В верхней части корпуса
расположен пульт, на котором находятся
вольтметр 1 и амперметр 3, а также кнопки
включения и выключения ИП.
На пульте
имеются сигнальные лампочки, информирующие
о включении и аварийном выключении ИП,
потенциометры, посредством которых
регулируют напряжение и силу тока.
Переключением тумблера устанавливают
способ (ручной или автоматический)
стабилизации напряжения и силы тока.
В верхней части корпуса имеется отверстие 2, обеспечивающее доступ воздуха для охлаждения трансформатора и выпрямительных элементов ИП. Циркулируется воздух в шкафу вентилятором, расположенным внутри корпуса. На боковой стороне корпуса имеются две клеммы 4 положительного и отрицательного полюсов. К этим клеммам присоединяют шины-токоподводы, соединяющие источник питания с токопроводами станков.
Электроснабжение многих ИП осуществляют через отверстия в дне корпуса. Здесь же расположен крепежный болт для присоединения ИП к цеховому контуру заземления.
ИП типа ВАК
предназначены для питания электромеханических
станков током более 1600 А и, как правило,
имеют многокорпусную конструкцию. В
отдельных шкафах размещены трансформатор,
выпрямители и системы управления.
ИП типа ИПТУ независимо от их мощности имеют шкаф, в котором расположены трансформатор, выпрямитель, тиристорный регулятор напряжения, короткозамыкатель и блоки управ
ления. Контрольная, измерительная и сигнальная аппаратура, а также элементы управления размещены на пульте.
Охлаждение трансформаторов и полупроводниковых приборов (вентилей и тиристоров) может быть естественное или принудительное воздухом, водой или маслом, а также комбинированное. Для подвода и отвода воды в нижней части корпуса ИП имеются штуцера.
Токоподводы. Для
подвода электрического тока от ИП к
элементам станка и заготовкам применяют
токоподводы, которые должны обеспечивать
минимальные потери электроэнергии,
быть стойкими к воздействию паров
электролитов и обеспечивать безопасность
эксплуатации. Особое внимание при
обеспечении этих требований придается
выбору конструкции и материала
токоподводов, а также надежности их
соединения с ИП и станком. При этом
учитывают, что токоподводы в процессе
эксплуатации нагреваются; превышение
температуры их нагрева (свыше 40—50°С)
вызывает дополнительный нагрев
электролита и элементов станка.
В качестве материалов для токоподводов наиболее часто применяют медь, латунь и алюминий. Токоподводы выполняют в виде проводов, кабелей и шин прямоугольного сечения, расположенных на высоте, превышающей 2 м. Для передачи токов свыше 5000 А используют водоохлаждаемые токоподводы (рис. 2.19), выполненные из проводов марки МГГ, смонтированных в резиновых шлангах; в полости шлангов циркулирует охлаждающая вода. Чаще такие токоподводы используют для подачи электрического тока в пределах станка. При значительной длине таких токоподводов резко возрастают электрические потери.
На рис. 2.20 приведены конструкции некоторых соединений неразъемных и разъемных токоподводов. Неразъемные соединения токоподводов более надежны; их выполняют сваркой (рис. 2.20, а) или пайкой (рис. 2.20, б). Однако такие соединения нельзя быстро заменить, смонтировать и демонтировать. В этом отношении более удобны разъемные соединения (рис. 2.20, в,г).
Особенности
эксплуатации. От правильной эксплуатации
ИП во многом зависят производительность,
качество и точность ЭХО.
Правила и
порядок эксплуатации ИП подробно
излагаются
в технических описаниях и инструкциях по их эксплуатации. Прежде чем приступить к эксплуатации станка для ЭХО, необходимо тщательно изучить эти документы и работать с ИП в строгом соответствии с их указаниями.
Для предотвращения поражения электрическим током необходимо выполнять измерение электрической изоляции токоведущих частей относительно корпуса и устранять замеченные неисправности. Перед началом работы с ИП необходимо проверить исправность его заземления и в случае обнаружения повреждений сообщить об этом мастеру или бригадиру.
При подготовке ИП
к работе необходимо проверить исправность
и надежность крепления токоподводящих
проводов, кабелей и шин; подтянуть при
необходимости болты и гайки крепления.
Проверить у ИП с водяным охлаждением
надежность крепления на штуцерах
водопроводящих шлангов и при необходимости
устранить обнаруженные недостатки.
Отрегулировать краном напор воды в
соответствии с указаниями руководства
по эксплуатации.
При недостаточном
напоре воды не срабатывает соответствующая
блокировка. Заключительным этапом
подготовки ИП к работе является его
включение в электрическую сеть и
установка нужного напряжения на
электродах.
При нарушении установленных технологических режимов обработки ИП отключается. В этих случаях нельзя самостоятельно ремонтировать или устранять неисправности; необходимо отключить ИП от электрической сети и сообщить о случившемся мастеру, бригадиру или дежурному электрику.
8000A 80V Тиристорный источник питания для плазменных горелок 12 Импульсное водяное охлаждение Производители и фабрики в Китае — Индивидуальные продукты Цена
Плазменные приложения
Green Power Обеспечивает источник питания постоянного тока для плазменной горелки
Источник питания постоянного тока является сердцем общего контроля мощности Система. Специально разработанная электронная схема
обеспечивает чрезвычайно стабильный ток дуги при изменении условий сопротивления нагрузки.
Чем более стабильна дуга
, тем точнее поворачивается процесс. Блоки питания могут иметь мощность от нескольких киловатт до многих мегаватт в зависимости от требований процесса .
Применение Введение
Плазменное применение 1
Тип IGBT для плазменного применения
Плазма применение 2
SCR Thyristor Type для плазменного применения
Введение 8000A 80V
800080V.
8000A80V шкаф выпрямителя другие части
система плазменного выпрямителя (шкаф ресивера, трансформатор, чиллер, распределительный шкаф, шкаф реактивного сопротивления) 1
plasma rectifier system ( recitifer cabinet, transformer, chiller, switch cabinet, reactance cabinet) 2
Technical requirements
requirement | value | unit | |
Input voltage , 3 фазы | 600±10 % | В перем. | Hz |
maxima output power | 400 | kW | |
working voltage | 80 | VDC | |
minimum working voltage | 1 | В постоянного тока | |
Максимальный выходной ток при максимальном рабочем напряжении | 5 | kA | |
Maximum output current ripple@maximum output current | ±2% | Apk-pk | |
Maximum current overload@start | 10% от установленного значения, для всего диапазона тока | % | |
Коэффициент мощности | При выходе 30–80 В коэффициент мощности больше или равен 0,9 | — |
0045Требования к плазменной системе
Тиристорский источник питания
8000a 80 В, водный охлаждение, 12-психи 50 В поддерживает выходную мощность до 400 кВт, ограничение тока должно быть достаточно быстрым, чтобы входная мощность не превышала 400 кВт.
При дистанционном управлении каждое плечо перемычки SCR подключается параллельно
С выходным дросселем, пульсации ±2%, коэффициент мощности>0,9(30V-80 В. требования к цвету
Требования к известным брендам
Трансформатор
Вход 600 В, с масляным охлаждением.
Включая повышающий трансформатор, устройство РПН, главный трансформатор
— то, что температура окружающей среды трансформаторного масла
Для известных требований к бренду, см. 4.7
Switch Cabinet
600V
Спецификации покраски и цветовые требования
Требования к бренду. и отверстия для вилочного погрузчика
Устройство чистой воды
Водяное/водяное охлаждение, температура вторичной воды, предоставленная заказчиком, ниже 35℃;
Учитывайте стык водопровода с потребителем: если он меньше 2 дюймов, необходимо предусмотреть соединение с внутренней резьбой NPT для входа и выхода воды; если он больше 2 дюймов, то способ подключения следует обсудить с заказчиком (см.
приложение 4.2)
Все трубопроводные фитинги и крепежные детали должны соответствовать Североамериканским стандартным размерам (NPS)
Указать марку воды в технических требованиях приложения (см. технические требования 4.7 приложения)
Требования к известным брендам
требования к цвету
Должны быть предоставлены аксессуары (например, внешние фланцы)
Запасные части
Главная плата управления, 1
Предохранители, 2
Тиристор, 2
Сенсорный экран, 1
Принадлежности для трансформатора
Система плазменного выпрямления (шкаф ресивера, трансформатор, охладитель, распределительный шкаф, шкаф реактивного сопротивления) 1
Система плазменного выпрямления (шкаф ресивера, трансформатор, чиллер, распределительный шкаф, шкаф реактивного сопротивления) 2
Hot Tags: 8000a 80v тиристорный источник питания для плазменных горелок 12-импульсное водяное охлаждение Китай, Индия, производители, фабрика, индивидуальные, высокое качество, цена0005
18 кА 30 В A 6-импульсная система электролитического выпрямления с обратным параллельным медным катодом EPC
Next
Современные альтернативы тиристорным электронным устройствам управления нагревателями
РЕСУРСЫ
Замена управляемых кремнием выпрямителей (SCR)/тиристоров импульсными источниками питания (SMPS)
Импульсные источники питания обеспечивают два основных преимущества по сравнению с SCR/тиристорными источниками питания: меньшие и легкие сборки для сравнительной выходной мощности и лучшие входные гармоники и качество.
В этой статье мы утверждаем, что замена SCR/тиристоров импульсным источником питания может оптимизировать ваше оборудование и технологический процесс, обеспечивая при этом повышенную частоту переключения для большей удельной мощности.
Загрузить примечание к приложению
SMPS VS. SCR: Изолирующие трансформаторы
В гальванически изолированных источниках питания SCR большая часть веса и размера источника предназначена для большого трансформатора с многослойным железным сердечником. Этот трансформатор используется для преобразования входного переменного напряжения 50–60 Гц из сети в соответствующее вторичное переменное напряжение, которое затем можно выпрямить для получения выходного постоянного напряжения. Эти большие трансформаторы не требуются в импульсных источниках питания, что позволяет экономить место и вес. В высокочастотных импульсных источниках эта изоляция достигается за счет гораздо меньших по размеру трансформаторов с ферритовым сердечником, используемых в сочетании со схемой, известной как полномостовой преобразователь.
Мостовой преобразователь переключает полярность напряжения на трансформаторе с ферритовым сердечником намного быстрее, чем 50-60 Гц, поступающие от сетевого напряжения. Быстрое переключение является ключом к уменьшению размера изолирующих трансформаторов. Трансформатор с частотой 60 Гц, способный отдавать 3 кВт, имеет объем >500 кубических дюймов, что дает удельную мощность трансформатора 6 Вт/дюйм 3 . Принимая во внимание, что трансформатор, используемый в 3,8 кВт Mercury Flex SMPS от ATDI, работающий на частоте почти 150 кГц, имеет объем 8 кубических дюймов. В результате удельная мощность трансформатора составляет 475 Вт/дюйм 3 . Это уменьшение размера трансформатора напрямую приводит к уменьшению размера и веса системы.
СМПС ВС. SCR: Harmonics Current
В неизолированных источниках питания SCR с фазовой регулировкой выходной ток регулируется путем изменения части синусоидального сигнала частотой 60 Гц, подаваемого на нагрузку. На рисунке ниже показан подаваемый ток для различных углов проводимости тиристора.
Для более высокого среднего выходного тока SCR срабатывает раньше в цикле; в то время как при более низком среднем выходном токе SCR срабатывает позже в цикле.
Рис. 1. Ток, подаваемый на резистор R1, сравнение различных углов проводимости тиристоров
Следствием этого является то, что электрический ток проходит только тогда, когда тиристоры пропускают ток на выход, что приводит к плохим гармоникам на входе, поскольку форма волны тока не является непрерывной синусоидой.
Например, в случае, когда тиристор проводит во время пика синусоиды как для положительного, так и для отрицательного полупериода; ток быстро переходит от нуля ампер к максимуму.
Рис. 2. Выходной ток с углом проводимости тиристора на пике полупериода
Результирующий сигнал, показанный выше на Рис. 2, можно дополнительно изучить с помощью анализа Фурье. Этот математический процесс разбивает любую форму волны на бесконечную сумму синусоид с различными величинами и частотами.
Что мы обнаруживаем в этом процессе, так это то, что в приведенном выше примере большая составляющая тока приходится на третью гармонику 180 Гц. На рис. 3 ниже показаны величины токов гармоник для четных и нечетных гармоник частоты 60 Гц. Эти уровни значительно превышают предел IEC61000-3.
Рисунок 3. Содержание гармоник в токе сигнала, показанного на рисунке 2 Предел IEC61000-3 для THD составляет 15%.
В ИИП Mercury Flex 3,8 кВт от ATDI используется активный корректор коэффициента мощности или PFC. Эта схема отслеживает входное напряжение и ток и гарантирует, что они находятся в фазе друг с другом и имеют непрерывную синусоидальную форму. Mercury Flex имеет THD 9.0,57% при выходной мощности 3,8 кВт, что находится в пределах 15% для IEC61000-3.
Высокочастотные импульсные источники питания: MERCURY
FLEXРешение Astrodyne TDI с воздушным охлаждением полностью зрелая технология, обеспечивающая лучшее решение для приложений, требующих уникального программирования выходного напряжения и тока.
