Классификация источников питания: Классификация источников питания — Сварка металлов

Классификация источников питания

30.05.2016

Важнейшей составляющий сварочного оборудования является источник питания сварочной дуги. Источники питания все разные и подразделяются на разные группы. Зная классификацию источников питания, проще выбрать именно тот источник, который Вам нужен для выполнения работ по технологическому процессу сварочного производства.

Разберем основные признаки, по которым можно разделить источники питания дуги на разные группы. Существуют следующие типы источников питания: трансформаторы, выпрямители, преобразователи и т.д. Но чем в первую очередь они отличаются? Родом тока. Например, трансформаторы — это источники переменного тока, агрегаты, преобразователи и выпрямители — это источники постоянного тока.

Каждый источник питания дуги имеет свою вольтамперную характеристику дуги в зависимости от вида сварки. При ручной дуговой сварке на токах 200-500 А вольтамперная характеристика дуги жесткая. Но для обеспечения высокого качества сварных швов нужно соблюдать определенные условия, которым отвечает крутопадающая характеристика источника питания.

При автоматической сварке под слоем флюса статическая характеристика источника питания тоже жесткая, но для обеспечения саморегулирования сварочного процесса статическая характеристика источника питания должна быть пологопадающей или жесткой. При полуавтоматической сварке в среде защитных газов статическая характеристика дуги возрастающая. Для обеспечения саморегулирования сварочного процесса необходимо, чтобы источник питания имел жесткую характеристику.

Надо четко понимать, что каждый источник питания рассчитан на определенную нагрузку, при которой он работает, не перегреваясь выше допустимых норм. Ток и напряжение источника, при которых он работает в данном режиме не перегреваясь, называются номинальными.

Часто в цехах работают многопостовые сварочные участки, поэтому для них нужны соответствующие источники питания. Таки образом, источники мы можем разделить на однопостовые и многопостовые.

Все мы прекрасно знаем, что есть свободно горящая дуга и сжатая, по этим признакам мы тоже можем разделить источники питания дуги.

Еще одним признаком является то, как будет установлен источник питания. Oн может быть стационарным и быть закрепленным на рабочем месте сварщика. А может быть переносным, легко транспортироваться по всей территории производства, что очень удобно в условиях монтажа.

Источники также можно разделить на группы по их принципу действия, а также по конструктивному оформлению.

Ну и напоследок, если Вы дочитали статью до конца, хочу рассказать о самом главном признаке, по которому делятся источники — это, конечно, их назначение. По данному классификационному признаку выделяют источники:

• для ручной дуговой сварки;
• для автоматической и механизированной сварки под флюсом;
• для сварки в защитных газах;
• для плазменной сварки и резки;
• для электрошлаковой сварки;
• для трехфазной сварки и многодуговой.

За многие годы у каждого сварщика вырабатываются свои предпочтения, с каким именно источником питания работать. Точно одно, что источники питания постоянного тока лучше при выполнении сложных технологических задач, так как при их применении повышается устойчивость горения дуги, улучшается качество сварки во всех пространственных положениях.

Однако не будем забывать и старый добрый трансформатор: его технико-экономические показатели имеют значительное преимущество даже в сравнении с источниками постоянного тока. Он прост в эксплуатации, долговечен, и обладает достаточно высоким КПД.

Классификация источников питания — Энциклопедия по машиностроению XXL

Единая система обозначения электротехнического оборудования, используемого для сварки, наплавки и напыления, содержит и элементы классификации. Классификация источников питания включает  [c.255]

ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И КЛАССИФИКАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ  [c.61]

КЛАССИФИКАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО  [c.9]

Классификация источников питания.

Выпускаемые нашей промышленностью источники питания электрической сварочной дуги разделяются по следующим признакам  [c.60]

Классификация источников питания  [c.21]

КЛАССИФИКАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ  [c.23]

КЛАССИФИКАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ  [c.7]

Изучение упомянутых дисциплин предполагает достаточно глубокое изучение студентами таких вопросов, как классификация способов сварки, теоретические основы источников теплоты, используемых при сварке, физико-металлургические и тепловые процессы при сварке, процессы кристаллизации металла сварного шва и технологическая прочность сварных соединений и т.п. Поэтому основное внимание в данном учебнике уделено технологии сварки плавлением, а по сварочному оборудованию приведены только сведения, дополняющие курс источников питания. В разделах по технологии сварки авторы не стремились привести все данные о сварочных материалах, режимах и т.

п., учитывая, что эти данные имеются в справочной литературе, и уделили основное внимание освещению основ выбора технологии.  [c.7]

Источник питания — Классификация 54 — Режимы работы 55  [c.484]

Как было показано выше, при высоких градиентах температурного поля нагрев носит чисто поверхностный характер, однако он осуществляется за счет пропускания тока по свариваемым элементам. Плотность тока равномерна по сечению, а глубина прогрева регулируется частотой тока источника питания, расстоянием между свариваемыми элементами (эффект близости) и временем нагрева. В этом отношении условия высокочастотного нагрева значительно отличаются от условий нагрева при стыковой сварке оплавлением, которая по существующей классификации относится к виду сварки давлением с оплавлением [5]. При стыковой сварке оплавлением нагреваются свариваемые поверхности за счет тепловыделения в контактных перемычках (85—90% тепла), в результате чего получается неравномерный нагрев свариваемых поверхностей.

Выравнивание температуры происходит во времени приросте количества перемычек, пока свариваемые поверхности не покроются слоем расплавленного металла (рис. 9).  [c.25]

Классификация и обозначение источников питания  [c.112]

Классификация и основные технические характеристики источников питания  [c.171]

Классификация по роду тока. Современная дуговая сварка широко использует переменный и постоянный электрический ток. При ручной сварке на переменном токе в качестве источника питания используется однофазный понижающий сварочный трансформатор. А при ручной сварке на постоянном токе — сварочные преобразователи, выпрямители и агрегаты.  

[c.21]

Классификация по числу подключаемых сварочных постов. Руч- ную дуговую сварку покрытыми электродами можно организовать по однопостовой и многопостовой схеме. При однопостовой сварке каждый сварщик имеет индивидуальный источник питания с регулировкой сварочного тока. При многопостовой сварке каждый сварщик имеет индивидуальный регулятор сварочного тока (балластный реостат), а один источник питания является общим для нескольких сварщиков.   [c.22]

Швы сварные. Методы определения механических свойств металла шва и сварного соединения Швы сварные ручной электродуговой сварки. Классификация и конструктивные элементы Швы сварные. Условные обозначения Электроды стальные для дуговой сварки и наплавки Материалы покрытий электродов для дуговой сварки Сварочные генераторы Сварочные трансформаторы для ручной сварки Источники питания для автоматической сварки  [c.468]

В главе Энергоснабжение устройств СЦБ дана классификация систем питания автоблокировки, схемы питающих пунктов и характеристики применяющегося в них оборудования. Помимо этого в главе приведены характеристики электростанций, источников питания постоянным током, схемы и характеристики систем питания электрической централизации, а также даны основы расчёта высоковольтных линий автоблокировки.

 [c.7]

Большой интерес представляет водохозяйственная общая классификация рек, предложенная А. А. Троицким и изображенная на схеме фиг. 11-11 (см. вклейку в конце книги). Пояснения к схеме показывают, что в поле коэффициент вариации (otO — -1,OJ — норма стока Мо (от 2 20 л1сек1км ), нанесены изолинии площадей водосборов F О, 10, 50, 300, 1 000, 100 000, 1 000 000 и 10 000 000 км . При этом вдоль шкалы абсцисс модулей для западной и восточной части СССР дана разбивка по источникам питания. Источники питания классифицированы по Львовичу снеговое 5 и s дождевое R и г грунтово-е U п и и ледниковое G и g», причем прописные буквы означают участие данного источника в форми-  

[c.144]

Классификация тягового подвижного состава. В зависимости от первичного двигателя или источника энергии локомотивы я моторвагонный подвижной состав разделяют на автономный подвижной состав (тепловозы, газотурбовозы, мотовозы, дизель-по-езда, турбопоезда, автомотрисы, паровозы) и на неавтономный подвижной состав с посторонним источником питания (электровозы и электропоезда).  [c.184]

В учебном пособии рассмотрены источники первичного и вторичного электропитания, выпрямители, сглаживающие фильтры, полупроводниковые инверторы, преобразователи постоянного напряжения, регуляторы напряжения, стабилизаторы, источники питания электроакустической и кинотехнической аппаратуры, специализированные микросхемы. Согласно действующим государственным стандартам приводятся соответствующие термины и определения, а также классификация основных электропитающих устройств  [c.7]

---

Назначение и классификация источников питания дуги

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНЖЕНЕР-СВАРЩИК

Конструкции и параметры источника питания дуги зависят от его технологического на­значения: ручной сварки покрытым электродом, механизированной сварки плавящимся электродом или автоматической сварки в защитных газах или под флюсом Если на рабочем месте возникает необходимость сварки различными способами, применяют более сложные универсальные источники.

Перечисленные источники питания объединяют в группу источников общепромышпенного назначения. Существенно отличаются от них по конструкции специализированные источники, предназначенные для сварки неплавящимся электродом в защитном газе, для плазменной сварки и резки или для злектрошлаковой сварки.

Источники питания классифицируются в зависимости от рода тока и принципа дейст­вия. В качестве источников переменного тока используют сварочные трансформаторы и специализированные установки на их основе, в качестве источников постоянного тока — сва­рочные выпрямители, преобразователи и агрегаты, а также специализированные источники на базе выпрямителей.

Сварочные трансформаторы преобразуют переменное сетевое напряжение в по­ниженное, необходимое для сварки. Это наиболее простые и дешевые источники, широко используемые при ручной сварке покрытыми электродами и автоматической сварке под флюсом. Специализированные установки на основе трансформаторов применяют для свар­ки алюминиевых сплавов неплавящимся электродом в защитном газе.

Устойчивость дуги постоянного тока более высока по сравнению с устойчивостью дуги переменного тока, что заметно влияет на качество сварки (на мапых токах, электродами с фтористо-кальциевыми покрытиями, в углекислом газе, наплавка под флюсом). В этих слу­чаях рекомендуется использовать источники постоянного тока.

Наиболее совершенны сварочные выпрямители, которые имеют более высокий ко­эффициент полезного действия, меньшую массу, удобны в изготовлении и эксплуатации, обладают лучшими технологическими свойствами. Их применяют для ручной, полуавтома­тической и автоматической сварки, а также в качестве универсальных источников.

Сварочный преобразователь представляет собой комбинацию электродвигателя переменного тока и сварочного генератора постоянного тока. Электрическая энергия сети переменного тока преобразуется в механическую энергию электродвигателя, вращает вал генератора и преобразуется в электрическую энергию, постоянного сварочного тока.

Поэтому коэффициент полезного действия преобразователя невелик: из-за наличия вращающихся частей они менее надежны и удобны в эксплуатации по сравнению с выпря­мителями. Однако для строительно-монтажных работ использование генераторов имеет преимущество по сравнению с другими источниками благодаря их меньшей чувствительно­сти к колебаниям сетевого напряжения.

Сварочный агрегат состоит из двигателя внутреннего сгорания и генератора посто­янного тока. Химическая энергия сгорания топлива преобразуется в механическую, а затем в электрическую энергию. Агрегаты используют в основном для ручном сварки в монтажных и полевых условиях, где отсутствуют электрические сети.

Спеииализированые источники представляют собой аппараты, дополненные раз­личными вспомогательными устройствами, расширяющими их технологические возможно­сти. Например, источник постоянного тока для сварки неплавящимся электродом в защит­ном газе, имеющий устройства для возбуждения дуги и заварки кратера.

Каждый источник предназначен для питания током одной дуги (однопостовой источ­ник). В цехах с большим числом постое сварки целесообразно использовать многопостовые источники.

Гибкие автоматизированные сварочные производства (ГАСП)

Гибкие производственные системы для сборочно-сварочных работ должны обеспечи­вать автоматизацию следующих операций: 1. Сборка под сварку. 2. Загрузочно-разгрузочные работы. 3. Складирование заготовок и сваренных конструкций. 4. Складирование и замена оснастки. 5. …

Пути повышения технологичности сварных конструкций под роботизированную сварку

1. Изменение сварной конструкции и технологии ее изготовления при заданном типе сва­рочного робота. 2. Выбор другого сварочного робота либо оснащение его дополнительными технологиче­скими средствами. 3. Одновременная доработка конструкции, технологии и …

Особенности роботизированной технологии сварки

Эффективность применения роботизированной сварки зависит от технологичности свариваемой конструкции. Разработана специальная методика оценки технологичности, ко­торая позволяет: 1. Выбирать сварные конструкции (СК), как объект роботизированной сварки, из числа пред­варительного отбора сварных …

Первичные источники питания, классификация, условные обознач.

..

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про первичные источники питания, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое первичные источники питания,батарейка,аккумулятор,батарейки,аккумуляторы,солнечные батареи,атомные батареи,дизельгенераторы , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Источники питания радиоэлектронной аппаратуры

Любые радиотехнические устройства и системы с точки зрения обеспечения электрической энергией могут быть представлены в виде схемы, приведенной на рисунке 1.

Рисунок 1. Структурная схема питания радиоэлектронных устройств

На этом рисунке обозначено: ПИП — первичный источник питания — преобразует неэлектрические виды энергии в электрическую; ВИП — вторичный источник питания — преобразует электрическую энергию к виду удобному для потребителя (нагрузки) и собственно нагрузка — радиоэлектронная аппаратура (РЭА).

К первичным источникам питания обычно относят:

1. Химические источники
2. Термогенераторы
3. солнечные батареи
4. атомные батареи
5. Топливные элементы
6. Электрические машины (постоянного и переменного тока)

Рисунок классификация источников питания, первичные и сторичные источники питания

Обозначения на электрических схемах первичных источников питания

Источники питания. Для их обозначения приняты символы, приведенные на рисунке ниже.

УГО источников питания на принципиальных схемах (ГОСТ 2.742-68 и ГОСТ 2.750.68)

Описание обозначений:

A – источник с постоянным напряжением, его полярность обозначается символами «+» и «-».

В – значок электричества, отображающий переменное напряжение.

С – символ переменного и постоянного напряжения, используется в тех случаях, когда устройство может быть запитано от любого из этих источников.

D – Отображение аккумулятор ного или гальванического источника питания.

E- Символ батареи, состоящей из нескольких элементов питания.

Для автономного питания радиоэлектронной аппаратуры широко используют электрохимические источники тока — гальванические элементы и аккумуляторы . Буквенный код элементов питания — G. УГО [11] напоминает символ конденсатора постоянной емкости — параллельные линии разной длины: короткая обозначает отрицательный полюс, длинная — положительный (рис. 12.1, G1). Знаки полярности на схемах можно не указывать.

Поскольку для питания приборов чаще всего требуется напряжение, большее того, что обеспечивает один элемент или аккумулятор, их соединяют в батарею. Буквенный код в этом случае — GB. Батарею обозначают упрощенно: изображают только крайние элементы, а наличие остальных показывают штриховой линией (см. рис. 12.1, GB1). ГОСТ допускает изображать батарею и совсем просто — символом одного элемента (GB2 на рис. 12.1). Рядом с позиционным обозначением в любом случае указывают напряжение батареи.

Отводы от части элементов показывают линиями электрической связи, продолжающими черточки, которые обозначают их положительные полюсы (см. рис. 12.1, GB3). В местах присоединения линий-отводов к символам положительных полюсов ставят точки.

На основе символа электрохимического элемента строятся УГО так называемых солнечных фотоэлементов и батарей. Отличительные признаки УГО этих источников тока — корпус в виде кружка или овала и знак фотоэлектрического эффекта (см. рис. 12.1, G2, GB4), На месте буквы п в УГО солнечной батареи можно указывать число образующих ее элементов.
Для защиты от перегрузок по току или коротких замыканий в нагрузке в электронных устройствах часто используют плавкие предохранители. Код этих устройств — латинские буквы FU. УГО [12] напоминает постоянный резистор (и имеет те же размеры 4×10 мм), отличие заключается только в проходящей через весь прямоугольник линии, символизирующей сгорающую при перегрузке металлическую нить (рис. 12.2, FU1). Рядом с УГО предохранителя, как правило, указывают ток, на который он рассчитан, а иногда и его тип.
В аппаратуре с высоковольтным питанием для защиты некоторых элементов от опасных для них перенапряжений применяют разрядники (код — буква F). В простейшем случае — это два электрода, установленных на изоляционном основании на определенном расстоянии один от другого (иногда технологически это печатный проводник, разделенный на две части просечкой в печатной плате насквозь). Символ искрового промежутка — две встречно направленные стрелки (см. рис. 12.2, F1). Если же такое устройство выполнено в виде самостоятельного изделия, используют УГО, показанное на рис. 12.2 под позиционным обозначением F2. УГО вакуумного разрядника получают, заключая символ искрового промежутка в символ баллона электровакуумного прибора (F3).

Химические источники тока

Это сухие гальванические элементы, кислотные и щелочные аккумуляторы. Наибольшее распространение получили кислотные аккумуляторные батареи (АБ). Типовые зарядно-разрядные характеристики одного кислотного элемента приведены на рисунке 2.

Рисунок 2 . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Зарядно–разрядные характеристики кислотного элемента

В процессе разряда напряжение быстро уменьшается до 2 В, а затем медленно спадает до 1,8 В. Разряд ниже 1,8 В на один элемент нежелателен, так как в нем начинаются необратимые процессы. Номинальным считается напряжение U = 2 В.

При заряде кислотного аккумулятора его напряжение быстро растет до 2,1 … 2,15 В, а затем медленно до 2,4 В, т.е. восстановление активной массы аккумулятора закончено и начинается бурное выделение кислорода и водорода, заряд окончен. Для герметичных аккумуляторов это недопустимо, поэтому их помещают в специальный, прочный корпус «панцирь», выдерживающий высокое давление, добавляют газопоглотители и строго выдерживают режим заряда. Номинальная емкость аккумулятора — количество электричества, которое может отдать аккумулятор при 10-часовом режиме разряда (С10), неизменном токе и температуре.

Классификация химических источников тока

Солнечные батареи

Работа солнечных батарей основана на вентильном фотоэффекте в полупроводниках (фото–ЭДС на p–n переходе). Под действием света электроны переходят на более высокий энергетический уровень, поддерживая ток во внешней цепи. Спектральные характеристики некоторых источников приведены на рисунке 3.

Рисунок 3. Спектральные характеристики солнечного света и солнечных батарей

Максимальная чувствительность кремниевого (Si) фотоэлемента находится на границе инфракрасного (ИК) излучения (). Селеновые (Se) фотоэлементы лучше согласуются по длине волны с солнечным светом и охватывают видимую часть спектра (0,4 мкм — фиолетовый цвет, 0,55 мкм — зеленый, 0,65 мкм — красный), что не всегда удобно. Поэтому используют кремний, который значительно шире распространен на земле.

Известно, что энергетическая освещенность Земли в солнечной системе составляет примерно 1 кВт/м2, но это на экваторе. В средних широтах около 300 Вт/м2, но это летом, а зимой примерно 80 Вт/м2. Извлечь эту энергию можно при помощи кремниевых фотоэлементов с коэффициентом полезного действия 12 … 15% (теоретический КПД равен 22,5%, у арсенид–галиевых фотоэлементов теоретический КПД — 33,3%). Для получения 5В, 40мА требуется около 12 … 15 фотоэлементов, поэтому о больших мощностях для промышленности речи пока не идет. Их используют на космических летательных аппаратах с поверхностью солнечных батарей в сотни квадратных метров, а также для зарядки АБ в местах, удаленных от населенных пунктов.

Существует мнение, что солнечная энергия является экзотической и ее практическое использование — дело отдаленного будущего. Стоимость солнечных элементов составляет 2,5 … 3 долл/Вт, а стоимость электроэнергии 0,25 … 0,5 долл/кВт•ч. При использовании солнечных батарей возникает проблема суточного и сезонного накопления энергии, которая решается с помощью АБ.

Топливные элементы

Топливные элементы преобразуют энергию химического топлива в электрическую энергию, без реакции горения. Действие этих элементов основано на электрохимическом окислении углеводородного топлива (водород, пропан, метан, керосин) в среде окислителя. Другими словами Топливные элементы представляют собой «неистощимые батарейки «, к которым непрерывно подводится топливо и окислитель (воздух).

Различают следующие основные типы топливных элементов:

• фосфорнокислые. Их КПД составляет около 40 %, а при совместном использовании и электричества и попутного тепла — около 80 %. Рабочая температура находится в пределах 180 … 230° С. Эти топливные элементы требуют некоторого времени для выхода на рабочий режим при холодном старте, но отличаются простой конструкцией и высокой стабильностью. На базе этих элементов созданы энергоустановки мощностью сотни киловатт.
• твердополимерные. Они отличаются компактностью, высокой надежностью и экологической чистотой. КПД составляет примерно 45 %, рабочая температура — около 80° С. В качестве топлива используется водород. Но здесь применяются катализаторы из платины и ее сплавов. Поэтому стоимость энергии относительно высокая. Тем не менее, обладая уникальными качествами, они имеют хорошую перспективу для широкого применения.
• Топливные элементы на расплавленном карбонате. Данный тип топливных элементов относится к высокотемпературным устройствам. Рабочая температура порядка 600 … 700° С. В качестве топлива используется природный газ. КПД достигает 55 %. В связи с большим количеством выделяемого тепла, успешно применяются для создания стационарных источников электрической и тепловой энергии.
• твердооксидные. Здесь, вместо жидкого электролита применяется твердый керамический материал, что позволяет достигать высоких рабочих температур 900 … 1000° С. КПД твердооксидных топливных элементов достигает 50 % и они могут работать на различных видах углеводородного топлива, что создает перспективу для использования в промышленных установках большой мощности.

Топливные элементы имеют разную рабочую температуру и у каждого своя область применения.

Поскольку напряжение и ток единичного топливного элемента невелики 0,6 … 0,75 В при плотности тока до 500 мА/см2, то для получения заданных характеристик топливные элементы соединяют в батареи. Для постоянного получения электроэнергии следует в батарею непрерывно подводить окислитель и топливо.

Топливные элементы отличает высокая надежность (нет подвижных частей как в двигателе внутреннего сгорания) и термостабильность, а удельная энергия вдвое выше, чем у аккумуляторных батарей. По этой причине современные электромобили используют именно топливные элементы.

Термогенераторы

Работа термогенераторов основана на термоэлектрическом эффекте — нагреве контакта двух проводников или полупроводников, что приводит к появлению на их свободных (холодных) концах ЭДС, называемой термо–ЭДС. Величина этой термо–ЭДС , где — разность температур холодного и горячего концов термопары, — коэффициент термо-ЭДС, зависящий от материала термопары. Термоэлементы соединяют последовательно в батареи. На рисунке 4 приведена обобщенная схема термобатареи, а на рисунке 5 — зависимость термо–ЭДС некоторых термопар от температуры.

Рисунок 4. Обобщенная схема термобатареи

Рисунок 5. Зависимость термо–ЭДС некоторых термопар от температуры

На этом рисунке приведена величина термо–ЭДС термопар: 1 — Платина и медь; 2 — Платина и железо; 3 — Медь и железо. Из зависимостей термо-ЭДС, приведенных на рисунке 5 видно, что величины термо–ЭДС довольно малы, а создать большую разность температур для металлов проблематично из-за их высокой теплопроводности, поэтому чаще используют полупроводники с ЭДС около 1мв/°C. Современные термогенераторы выпускают на напряжение до 150 В и ток до 500 А при общем КПД порядка10 … 12%.

Рисунок 6. Внешний вид термобатареи

Атомные батареи

Принцип построения атомных батарей известен из курса общей физики. Одним из электродов является радиоактивный изотоп, вторым электродом служит металлическая оболочка. Под действием излучения на электродах создается разность потенциалов в несколько киловольт при токе единицы миллиампер. Срок службы атомных элементов — несколько лет. В настоящее время созданы низковольтные атомные батареи, работающие по принципу фотоэлементов, причем их излучение не превышает уровня общего фона.

Рисунок 7. Низковольтная атомная батарея: 1 — радиоактивный изотоп; 2 — полупроводник ; 3 — отрицательный электрод; 4 — нагрузка, потребитель энергии

Рассмотрим принцип работы низковольтной атомной батареи. На поверхности полупроводника наносится слой радиоактивного вещества, излучаемый этим слоем, поток бета частиц бомбардирует атомы полупроводника, выбивая из него очень большое количество медленных электронов.Так как выбитые электроны могут двигаться только в одном направлении, они накапливаются на металлическом коллекторе, приваренном к другой стороне полупроводника и образующим с полупроводником контакт Шотки, обладающий односторонней проводимостью. Между коллектором и полупроводником возникает разность потенциалов. Для повышения кпд батареи часто вместо чистого полупроводника используют p-n переход в качестве контакта с односторонней проводимостью. Также существуют батареи использующие для генерации электронов эффект термоэлектронной эмиссии, так называемые термоэмиссионные генераторы. Принцип действия таких батарей аналогичен работе высоковольтных атомных батарей, описанных выше. В данных батареях используются изотопы, ядерные реакции в которых приводят к разогреву катода. Горячий катод испускает медленные электроны, которые, достигая анод , заряжают его отрицательно, в то время как катод заряжается положительно.Одним из веских оснований к применению данных источников энергии служит ряд преимуществ перед другими источниками энергии (практическая необслуживаемость, компактность и др), и решающим основанием явилась громадная энергоемкость изотопов. Практически по массовой и объемной энергоемкости распад используемых изотопов уступает лишь делению ядер урана, плутония и др в 4-50 раз, и превосходит химические источники энергии (аккумуляторы, топливные элементы и др.) в десятки и сотни тысяч раз.

Рисунок 8. Внешний вид миниатюрного ядерного элемента питания

Большинство современных ядерных батарей используют для сбора частиц полупроводники. Увы, но со временем «ловушка» приходит в негодность. Ученые из Университета Миссури заменили твердый полупроводник жидким, что и позволило не только сделать батарею миниатюрной, но и долговечной. Ее внешний вид приведен на рисунке 9.

Рисунок 9. Внешний вид миниатюрного ядерного элемента питания

Экспериментальные образцы батарей на никеле-63

Тритиевая атомная батарейка

Электрические машины

Преобразуют механическую энергию движения (поступательного или вращательного) в электрическую и наоборот. Выпускаются на большой диапазон токов и напряжений. Электрические машины делятся на электрические машины постоянного и переменного тока. При одинаковой мощности электрические машины переменного тока имеют в 1,5 … 2 раза лучшие массо-объемные показатели, чем машины постоянного тока. Поэтому 98% электроэнергии в мире вырабатывается электрическими машинами переменного тока. Их недостатками считается присутствие акустических шумов, а наличие подвижных частей определяет надежность системы электроснабжения. Но инерционность электрических машин делает невозможными кратковременные провалы напряжения сети, что положительно сказывается на качестве электроснабжения.

В зависимости от того, чем вращают генератор переменного тока различают:

1. гидро–генераторы (привод от водяной турбины гидроэлектростанции). Это тихоходные генераторы большой мощности при скорости вращения до 1500 об/мин;
2. турбо–генераторы (привод от паровой турбины тепловой электростанции). Это скоростные генераторы с числом оборотов в минуту до 3000 и более;
3. дизель–генераторы (привод от двигателя внутреннего сгорания бензинового или дизельного). Правильнее называть двигатель–генераторная установка (ДГУ), хотя исторически называют “дизелем”. Дизельные двигатели более неприхотливы, надежны и широко используются в резервных источниках электропитания на предприятиях связи, радиопередающих и телевизионных центрах и для электроснабжения небольших населенных пунктов;
4. газо–генераторы. Это двигатель внутреннего сгорания, работающий на газообразном топливе, которое по сравнению с другими сгорает при малом количестве воздуха без дыма и копоти. Его легко транспортировать на любые расстояния. Природный газ получают на газовых месторождениях, а попутный газ — на нефтепромыслах;
5. ветро–генераторы. Ветер — неиссякаемый источник энергии. Однако надежность такого электроснабжения зависит от силы ветра и поэтому пригодно не во всех географических зонах. Ветро–генераторы выпускаются промышленностью на мощности от 200 Вт до 1000 кВт при необходимой скорости ветра от 6 до 14 м/сек, но они создают акустические шумы, влияние которых на флору и фауну далеко не однозначно. В нашей стране широкого применения пока не нашли, хотя считаются перспективными;
6. био–генераторы. Генераторы, приводимые в действие мускульной силой человека. На первых полярных станциях «Северный Полюс» зарядка аккумуляторных батарей для радиостанции проводилась “велотренажером”, нагрузкой которого был автомобильный генератор постоянного тока. Если одна лошадиная сила равна примерно 730 Вт электрической мощности, то тренированный человек может вырабатывать порядка 50 Вт в течение 10 … 15 минут (езда в гору на велосипеде!). Затем нужен отдых. Отсюда можно сделать вывод, что производство электрической энергии является далеко не легкой задачей.

Рисунок 10. Внешний вид дизель-генераторной установки

Дизель-генераторные установки обычно обладают большей мощностью и применяются для электропитания крупных предприятий связи, в составе которых применяется более энергопотребляющая радиоэлектронная аппаратура.

Рисунок 11. Внешний вид бензогенератора

Бензогенераторы могут применяться для гарантированного электроснабжения базовых станций сотовых систем связи, ретрансляторов, ремонтных служб или автомастерских.

Литература:

1. Описание генераторных установок
2. Инструкция по эксплуатации дизель-генераторной установки
3. Бензогенераторы
4. Бензиновые генераторы и электростанции
5. Сайт производителя www. citylabs.net

Статью про первичные источники питания я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развии теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое первичные источники питания,батарейка,аккумулятор,батарейки,аккумуляторы,солнечные батареи,атомные батареи,дизельгенераторы и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятелно рекомендую изучить комплексно всю информацию в категории Источники питания радиоэлектронной аппаратуры

Классификация источников питания сварочной дуги

Приложение 4.1.12
Классификация источников
питания сварочной дуги
Занятие по дисциплине Основы технологии сварки и сварочное
оборудование (МДК. 01.01)
Тема: Сварочное оборудование для дуговых способов сварки
ПОНЯТИЕ ОБ
ИСТОЧНИКАХ ПИТАНИЯ
Источник питания преобразует высокое
напряжение сети в низкое напряжение
сварочной цепи.
Технические показатели источников питания:
1.Внешняя характеристика
2.Пределы регулирования сварочного тока
3.Напряжение холостого хода
4.Номинальный сварочный ток и напряжение
• Напряжение холостого хода UХ.Х.
– напряжение на выходных клеммах
при разомкнутой сварочной цепи (не
более 80-90 В).
• Номинальный сварочный ток и
напряжение IНОМ. UНОМ – ток и
напряжение, на которые рассчитан
нормально работающий источник
питания.
ВИДЫ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
• Источники питания переменного тока
(трансформаторы)
• Источники постоянного тока
(выпрямители и инверторные
источники питания)
Классификация
• По роду тока в сварочной цепи различают источники
переменного тока — сварочные однофазные и
трехфазные трансформаторы,
специализированные установки для сварки
алюминиевых сплавов, а также источники постоянного
тока — сварочные выпрямители и генераторы с
приводами различных типов
• По количеству обслуживаемых постов могут быть
однопостовые и многопостовые
• По применению — общепромышленные и
специализированные источники питания
(К общепромышленным относятся источники питания
для ручной дуговой сварки покрытыми электродами, а
также для механизированной сварки под флюсом)
Маркировка
• В обозначениях источников питания первая буква — это их тип:
Т — трансформатор, В — выпрямитель, Г — генератор, У -установка.
Вторая и третья буквы — вид и способ сварки: Д — дуговая, П плазменная, Ф — под флюсом, Г — в защитных газах, У –
универсальный источник. Отсутствие третьей буквы означает ручную
сварку.
• Четвертая буква обозначает дополнительные сведения: М многопостовой, И — для импульсной сварки.
• Первая цифра после букв — сила номинального сварочного тока в
сотнях ампер, две последующие цифры — регистрационный номер
изделия.
• Буквы и цифры после них — климатическое исполнение: У умеренный, Т — тропический, М — морской климат. Например,
ТД301У2 означает, что это трансформатор (Т) для дуговой (Д) ручной
сварки штучными электродами (отсутствие третьей буквы), с
номинальным током 300 А, регистрационный номер 01 для
умеренного климата (У), второй категории размещения (2).
ОБОЗНАЧЕНИЕ
ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
Тип источника
питания
Т – трансформатор
В — выпрямитель
Вид сварки
Д – дуговая сварка
Способ сварки
(отсутствует для РДС)
У — универсальный
Дополнительная
информация
Для трансформаторов: М – механическое
регулирование
Для выпрямителей: М – многопостовой
источник
Ч – инвертер
И – для импульсной сварки
Номинальный
сварочный ток
Тире и две цифры (умножать на 10)
ПРИМЕР ОБОЗНАЧЕНИЯ
ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
ТРАНСФОРМАТОР
КЛИМАТИЧЕСКИЕ
УСЛОВИЯ
ДЛЯ ДУГОВОЙ
СВАРКИ
НОМИНАЛЬНЫЙ
ТОК 310 А
МЕХАНИЧЕСКОЕ
РЕГУЛИРОВАНИЕ
ПРИМЕР ОБОЗНАЧЕНИЯ
ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
КЛИМАТИЧЕСКИЕ
УСЛОВИЯ
ВЫПРЯМИТЕЛЬ
ДЛЯ ДУГОВОЙ
СВАРКИ
СВАРОЧНЫЙ ТОК
300 А

первичные, вторичные, бесперебойные и резервные

ПЕРВИЧНЫЕ — ВТОРИЧНЫЕ — БЕСПЕРЕБОЙНЫЕ И РЕЗЕРВНЫЕ

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) определяют такие понятия, как энергетическая система и система энергоснабжения. При этом не конкретизируются устройства, в эти системы входящие.

С чего начинается работа любой электроустановки (от карманного фонарика до персонального компьютера или холодильника)? С подключения к электропитанию.

Общее определение: источник электропитания – это устройство для производства, преобразования электроэнергии, подачи напряжения в аварийных ситуациях.

Под эту категорию подпадает достаточно много устройств. Для большинства потребителей знакомы такие понятия, как электростанции, трансформаторные подстанции, генераторы, аккумуляторы, одноразовые батарейки. Кроме того, каждый держал в руках зарядное устройство для телефона или БП для ноутбука. Это и есть источники питания во всем разнообразии.

Для рядового потребителя взаимодействие с подобными устройствами упрощено до минимума:

• вилка в розетку;
• батарейка в корпус;
• выключатель нажать.

Интерес к устройству возникает лишь при его поломке.

Разберем основные их типы.

ИСТОЧНИКИ ПЕРВИЧНОГО ПИТАНИЯ

К ним относятся устройства, которые генерируют электроэнергию, не имея на входе напряжения. Выполняется преобразование любого другого вида энергии в электрическую. Из ничего получить что-либо невозможно (доказано Эйнштейном). Поэтому генерирующие установки используют силы природы.

Для получения электричества можно использовать три вида энергии: механическую, тепловую, либо световую. Соответственно, любой источник первичного питания относится к этим группам.

Механическая энергия.

С ее помощью вращается ротор генератора, вследствие чего на его обмотках возникает электрический ток. Крутящий момент можно извлечь разными способами:

1. Гидроэлектростанции получают его за счет перепада давления между уровнями воды (для этого строят плотины). Грамотно спроектированные турбины под непосредственным влиянием этих сил передают вращение на генератор. Это достаточно дешевый способ получения энергии, поскольку течение реки условно бесплатно.
2. Еще один способ получить пользу из воды – генераторы, работающие от перепада уровня на линии прибоя, или прилива-отлива. Такие установки более сложные в техническом плане, но при отсутствии рядом полноводных рек, работают эффективно.
3. Ветровые станции также работают не везде. Необходимо постоянное линейное движение воздуха. Отношение стоимости производства к выдаваемой мощности на порядок хуже, чем у гидроэлектростанций, однако такие генерирующие системы более экологичны.

Тепловая энергия.

Сразу оговоримся: электричество получают не напрямую от тепла, хотя есть опытные образцы термопар. Но до промышленного применения им еще далеко. С помощью тепла банально кипятится вода, полученный пар вращает турбину. А дальше – как в гидроэлектростанции.

Так что тепловые генераторы – это тоже механика.

Атомная электростанция.

Самый яркий представитель в этой категории – . При ядерном распаде выделяется огромное количество тепла. Вода нагревается очень эффективно, нет зависимости от природных явлений. Главная задача – жесточайший контроль над безопасностью. Экологи разумеется против, но если к ним прислушиваться, придется отказаться от технического прогресса.

Тепловая электростанция.

Энергию получают, сжигая горючие материалы. Это может быть природный газ, уголь, мазут, солярка, и даже дрова. Экологичность генерации напрямую зависит от используемого топлива. Экономически такие установки выгодны лишь там, где в пределах транспортной доступности имеются большие запасы топлива.

Часто ТЭС строят в регионах, где нет возможности получить энергию иным способом (про эффективность в таком случае можно забыть). Просто стоимость возведения атомной станции не всегда оправдывается необходимостью в электричестве. Да и противопоказаний у АЭС слишком много (например, сейсмические риски).

Световая энергия.

Установки обычно называют солнечными электростанциями, хотя это не совсем верно. Фотоэлементы работают не только от прямых солнечных лучей. Для «старта» достаточно обычного дневного света даже при 100% облачности. Преобразования в механику не требуются: фотоэлементы сразу вырабатывают электроток.

Представители Greenpeace и им подобных организаций считают эту энергию самой чистой, однако это в корне неверно. Во-первых, никто не занимался изучением влияния вынужденной тени от огромных площадей солнечных батарей на земную кору. Во-вторых, производство и утилизация фотоэлементов далеко не экологичный процесс.

Тем не менее, наряду с АЭС, они относятся к перспективным.

Недостатков всего два:

1. Очевидно, что ночью электростанция не работает. Следовательно, необходимо накапливать электроэнергию с помощью аккумуляторных батарей, либо встраивать такие генерирующие системы в некие единые сети, где каждый источник дополняет друг друга.
2. Стоимость подобных станций слишком высока.

Химические источники питания вроде как держатся особняком, но это также первичные генераторы электроэнергии. Важно: Речь идет о батарейках, не путать с аккумуляторами.

Для получения электричества используется химическая реакция. Несмотря на то, что энергия получается напрямую, без преобразования в механическую, экономика таких источников питания крайне низкая. Высокая стоимость элементов питания и необходимость постоянного обновления, не позволяет использовать эту энергию массово.

В начало

ИСТОЧНИКИ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Для получения требуемых параметров электропитания, необходимо синхронизировать всех потребителей с генерирующими системами. Это невозможно по целому ряду причин:

• элементная база электронных устройств работает на низком напряжении питания;
• безопасность использования бытовых приборов: чем ниже напряжение, тем меньше рисков;
• первичные источники питания расположены на значительном удалении от потребителей: для транспортировки электроэнергии необходимо напряжение в сотни киловольт.

Соответственно, необходимы промежуточные преобразователи параметров между генерирующей системой и потребителем. Эти устройства называются вторичными источниками питания.

Для информации: Определение вторичности относительно. Например, трансформаторная подстанция между электростанцией и вашим домом, относительно генерирующей системы является вторичным источником питания. А по отношению к зарядному устройству вашего смартфона – это первичный источник.

Применимо к электроприборам, если розетку 220 вольт считать первичкой, вторичным является любой блок питания. Вне зависимости от того, встроен он в телевизор, или выполнен отдельным устройством, как в ноутбуке.

Помимо основной задачи: преобразовывать параметры напряжения и тока, источник вторичного питания может выполнять роль стабилизатора.

В начало

БЕСПЕРЕБОЙНЫЕ И РЕЗЕРВНЫЕ ИСТОЧНИКИ

К этим категориям относятся генерирующие системы, которые обеспечивают питание в случае выхода из строя основных поставщиков энергии. В чем между ними отличие, ведь задача одна?

Бесперебойные блоки питания всегда находятся в режиме «on-line». Это значит, что при пропадании основного питания, мгновенно подключается собственный источник. Наилучший вариант – аккумуляторная батарея, работающая в буферном режиме. Разумеется, необходим преобразователь напряжения, стабилизатор, и пр. Но это тема для другой статьи.

Преимущества очевидны: потребитель практически не замечает перехода на «запасной» источник. Это особенно важно для сохранности данных (на компьютере), или исправности оборудования (например, система управления отопительным котлом в доме).

Недостаток – аккумулятор имеет определенную емкость. То есть, время работы ограничено. Поэтому бесперебойный источник необходим лишь для отсрочки времени: можно сохранить данные, и отключиться. Либо у вас есть время для включения резервного источника питания.

Резервный источник позволяет на 100% обеспечивать питанием объекты, при аварии на генерирующем устройстве. Это может быть автономный генератор, или резервная линия электропитания.

Для подключения требуется время, поэтому эти устройства нельзя отнести к бесперебойникам. Работа «резерва» приводит к дополнительным затратам, поэтому в качестве первичного источника питания он не используется.

Размытость понятий.

Нет четкой границы между «первичкой», «вторичкой» и резервом. Например, аккумулятор вашего планшета является источником бесперебойного питания, пока вы подключены к сети 220 вольт.

А в автономном режиме – это первичный источник. Трансформаторная подстанция (по определению – первичка), может стать резервным источником питания, если в вашем доме установлены солнечные батареи и ветрогенератор.

В начало

© 2010-2021 г.г.. Все права защищены.
Материалы, представленные на сайте, имеют ознакомительно-информационный характер и не могут использоваться в качестве руководящих документов

Классификация рек по источникам питания

Несмотря на несовершенство методов количественной оценки роли источников питания в годовом стоке, применение этих методов дает возможность произвести генетический анализ водного режима рек и классифицировать их по источникам питания. Такая классификация для рек СССР была разработана М. И. Львовичем. При количественной оценке каждого источника питания — снежного покрова 5, дождевых вод и грунтовых вод ¡7 — Львович принял следующие градации: более 80, 50—80 и менее 50%. Для ледникового питания й, учитывая специфику этого источника питания, предложена своя градация: более 50, 25—50 и менее 25%. Если в годовом стоке рек более 80% приходится на один из первых трех источников питания, то река, по Львовичу, принадлежит к типу рек чисто снегового, дождевого или подземного питания. Если доля стока за счет одного из источников питания составляет 50—80%, река относится к типу рек преимущественно снегового, дождевого или подземного питания. И наконец, при доле стока за счет одного из трех источников питания менее 50% река принадлежит к типу рек смешанного питания. Отнесение реки к тому или иному типу при участии в питании ее талых вод высокогорных снегов и ледников производится в соответствии с установленными для этого случая градациями. [ …]

Размещение рек на территории СССР по источникам питания подчинено определенной закономерности. Большая часть нашей страны занята бассейнами рек снегового, преимущественно снегового и смешанного с преобладанием снегового питания (рис. 82). В равнинной части это размещение носит в значительной мере зональный характер. На крайнем юге расположена область рек чисто снегового типа питания. Здесь дожди вследствие сухости климата не дают стока, грунтовые воды залегают глубоко и в малой мере участвуют в питании рек. К этому типу рек принадлежат, например, Большой и Малый Узень, Еруслан, Нура в Северном Казахстане и др.[ …]

Далее к северу доля снегового питания постепенно уменьшается, увеличивается доля стока подземных вод, а затем усиливается гидрологический эффект дождей и притом настолько, что сток дождевых вод начинает превышать сток подземных. На севере азиатской части СССР доля подземных вод в питании рек резко снижена (меньше 10%) вследствие распространения многолетней мерзлоты (реки Пясина, Вилюй). [ …]

Реки дождевого питания в СССР распространены меньше, чем реки с преобладанием снегового питания. Реки чисто дождевого питания встречаются в Колхиде и Ленкорани. На Дальнем Востоке, в области муссонного климата, распространены реки преимущественно дождевого питания с малой долей стока подземных вод.[ …]

В горных районах широтная зональность в питании рек сменяется вертикальной поясностью. С увеличением высоты возрастает доля снегового питания, а по достижении границы вечных снегов в питании рек начинают участвовать горные снега и ледники. На северном склоне Главного Кавказского хребта распространены реки смешанного типа питания с преобладанием снегового, на южном склоне значительная роль в питании рек принадлежит дождям. Алтай — страна рек смешанного типа питания. В Средней Азии встречаются реки грунтового, снегового и смешанного типа питания с некоторой долей ледникового. Последняя группа рек невелика и включает в себя верхние участки рек, прилегающие непосредственно к ледикам. Типы водного режима рек автор устанавливает по сочетанию источников питания и сезонного распределения стока.[ …]

М. И. Львовичем составлена аналогичная классификация для рек земного шара.[ …]

Вернуться к оглавлению

Классификация и использование цепей классов 1, 2 и 3

Цепи классов 1, 2 и 3 классифицируются как цепи дистанционного управления, сигнализации и ограничения мощности в Национальном электрическом кодексе (NEC). NEC определяет такие цепи как часть системы проводки между стороной нагрузки устройства защиты от перегрузки по току (OCPD) или источником с ограничением мощности и всем подключенным оборудованием.

Эти схемы характеризуются своим использованием и ограничением электрической мощности, что отличает их от световых и силовых цепей.Эти схемы также классифицируются в соответствии с их соответствующими ограничениями по напряжению и мощности.

Цепи класса 1. NEC делит цепи класса 1 на два типа: цепи с ограничением мощности и цепи дистанционного управления и сигнализации. Цепи класса 1 с ограничением мощности ограничены до 30 В и 1000 ВА. Цепи дистанционного управления и сигнализации класса 1 ограничены до 600 В, но есть ограничения на выходную мощность источника.

Цепи с ограничением мощности класса 1 имеют ограничитель тока на источнике питания, который их питает.Этот ограничитель представляет собой OCPD, который ограничивает величину тока питания в цепи в случае перегрузки, короткого замыкания или замыкания на землю. Трансформатор или другой тип источника питания подает питание на цепи класса 1.

Как правило, цепи дистанционного управления и сигнализации Класса 1 должны соответствовать большинству тех же требований к проводке для силовых и световых цепей. Мы обычно используем схемы дистанционного управления класса 1 в контроллерах двигателей (которые управляют механическими процессами), лифтах, конвейерах и в оборудовании, управляемом из одного или нескольких удаленных мест.Цепи сигнализации класса 1 используются в системах вызова медсестер в больницах, в электрических часах, системах банковской сигнализации и заводских системах вызова.

Проводники разных цепей. Цепи класса 1 могут занимать один и тот же кабель, корпус или кабельный канал независимо от того, являются ли отдельные цепи класса 1 переменным или постоянным током, при условии, что все проводники класса 1 изолированы для максимального напряжения любого проводника в кабеле, корпусе или дорожка качения. NEC позволяет цепям класса 1 и цепям питания занимать один и тот же кабель, корпус или кабельный канал в ситуациях, когда система питания оборудования функционально связана.

Одним из примеров является ситуация, когда проводники источника питания и проводники цепи управления проложены в одном кабелепроводе для управления и работы одного и того же оборудования, такого как контроллер двигателя.

Исключение 1 к п. 725-26 (b) поясняет, что вы можете смешивать эти схемы при установке в центрах управления, собранных на заводе или на месте. Исключение 2 из разд. 725-26 (b) позволяет смешивать подземные проводники в колодце, если вы соблюдаете все следующие условия: (1) проводники источника питания или цепи класса 1 находятся в кабеле в металлическом корпусе или кабеле типа UF; (2) проводники постоянно отделены от проводов источника питания сплошным и прочно закрепленным непроводником, например гибкой трубкой, в дополнение к изоляции на проводе; и (3) проводники постоянно и эффективно отделены от проводов источника питания и надежно закреплены на стойках, изоляторах или других одобренных опорных средствах.

Требования к снижению номинальных характеристик. Если в кабельном канале находятся только проводники цепи класса 1, количество проводов можно определить в соответствии с положениями, изложенными в разд. 300-17. Коэффициенты снижения номинальных характеристик, приведенные в гл. 310-15 (b) (2) (a) и прилагаемая таблица применяются только в том случае, если такие проводники несут постоянные нагрузки, превышающие 10% допустимой токовой нагрузки каждого управляющего проводника, проложенного через систему дорожек качения.

Вы должны использовать разд. 300-17, чтобы определить количество проводников источника питания и проводов цепи класса 1, которые вы можете протянуть через кабельный канал [на основе правил разд.725-28 (a), (b) и (c)]. Коэффициенты снижения номинальных характеристик, указанные в Ст. 310, Таблица 310-15 (b) (2) (a) применяется к: (1) всем проводникам, в которых проводники цепи класса 1 несут постоянную нагрузку, превышающую 10% допустимой токовой нагрузки каждого проводника, и где общее количество проводников четыре или больше; (2) Только проводники источника питания, где проводники цепи класса 1 не несут непрерывную нагрузку, превышающую 10% допустимой нагрузки каждого проводника, и где количество проводов источника питания составляет четыре или более.

Если вы устанавливаете проводники цепи класса 1 в системах кабельных лотков, они должны соответствовать нормам и положениям разд. С 318-9 по 318-11 ст. 318.

Вы можете использовать провода № 18 и № 16 для цепей Класса 1, если они питают нагрузки, не превышающие допустимую силу тока, указанную в разд. 402-5, и если вы устанавливаете их в кабельный канал, в утвержденный корпус или в указанный кабель. Проводами больше №16 не разрешается обеспечивать нагрузку, превышающую значения амплитуды, указанные в разд.310-15. Гибкие шнуры должны соответствовать требованиям к конструкции и установке ст. 400.

Изоляция проводов для цепей класса 1 должна соответствовать напряжению 600 В. Проводники крупнее №16 должны соответствовать требованиям ст. 310. Жилы типоразмеров № 18 и 16 должны быть типа FFH-2, KF-2, KFF-2, PAF, PAFF, PF, PFF, PGF, PGFF, PTF, PTFF, RFH-2, RFHH-2, RFHH. -3, SF-2, SFF-2, TF, TFF, TFFN, TFN, ZF или ZFF. Однако вы можете использовать проводники с другими типами и толщиной изоляции, если они указаны для использования в цепи класса 1 [см. 725-27 (а) и (b)].

Цепи класса 2 и 3. NEC определяет цепи класса 2 и класса 3, а в таблицах 11 (a) и (b) в главе 9 приведены ограничения мощности для источников питания: один для переменного тока и один для постоянного тока. Как правило, наиболее часто используется цепь класса 2 (работающая при 24 В с источником питания, имеющим прочную маркировку «Класс 2» и не превышающим 100 ВА).

NEC определяет цепь класса 2 как часть системы электропроводки между стороной нагрузки источника питания класса 2 и подключенным оборудованием.Из-за ограничений мощности цепь класса 2 считается безопасной с точки зрения возгорания и обеспечивает приемлемую защиту от поражения электрическим током.

Кодекс определяет цепь класса 3 как часть системы электропроводки между стороной нагрузки источника питания класса 3 и подключенным оборудованием. Поскольку цепи класса 3 имеют более высокие уровни тока, чем цепи класса 2, в нем указаны дополнительные меры безопасности для защиты от поражения электрическим током, с которым вы можете столкнуться на стройплощадке.

Мощность для цепей класса 2 и класса 3 ограничена либо по своей сути (в которых не требуется защита от сверхтоков), либо за счет комбинации источника питания и защиты от сверхтока.

Максимальное напряжение цепи составляет 150 В переменного или постоянного тока для источника с ограничениями по своей природе класса 2 и 100 В переменного или постоянного тока для источника с ограничением по своей природе класса 3. Максимальное напряжение цепи составляет 30 В переменного тока и 60 В постоянного тока для источника питания класса 2 с ограничением максимальной токовой защиты и 150 В переменного или постоянного тока для источника питания класса 3 с ограничением максимальной токовой защиты.

Например, термостаты системы отопления обычно относятся к системам класса 2, а большинство систем маленького звонка, зуммера и сигнализатора относятся к контурам класса 2. Класс 2 также включает небольшие системы внутренней связи, в которых батарея и цепь вызывного сигнала питают речевой канал.

Если цепь класса 2 проложена на расстоянии, где падение напряжения становится проблемой (из-за отсутствия напряжения, которое будет возбуждать оборудование), цепи класса 3 иногда используются для обеспечения необходимого напряжения и тока.Схема и аксессуары класса 3 могут быть разработаны для устранения проблемы чрезмерного падения напряжения.

Системы

класса 2 и 3 не требуют тех же методов подключения, что и системы питания, освещения и класса 1. Бывают случаи, когда 2-дюйм. между этими системами требуется разделение.

Базовая электроника — различные типы источников питания

В предыдущих статьях мы обсуждали пассивные электронные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и трансформаторы. Пассивные компоненты особенно полезны при разработке различных аналоговых схем.

Настоящее развлечение современной электроники начинается с полупроводников и цифровой электроники. Электроника — это все, что касается сигналов (в форме напряжения или тока) и обработки сигналов компонентами и схемами. Полупроводниковая электроника стала возможной благодаря обработке электронных сигналов как двоичных значений (0 и 1 или Low и High). Такое применение полупроводниковой электроники для обработки сигналов как двоичных значений приводит к реализации булевой логики в форме цифровой электроники.Так началось использование электроники для «вычислений». Вскоре инженеры и исследователи разработали способы измерения различных физических величин путем преобразования их в аналоговые электрические сигналы и оцифровки этих аналоговых сигналов в цифровые значения. Они также разработали способы преобразования цифровых сигналов в эквивалентные аналоговые электрические сигналы. Теперь компьютеры также могут взаимодействовать и реагировать на физический мир.

Большая часть современной электроники связана с «электронными вычислениями» и их приложениями в реальном мире.Электронные вычисления в сочетании с технологиями отображения и электронными устройствами ввода / вывода приводят к развитию компьютеров общего назначения. Электронные вычисления в сочетании с различными коммуникационными технологиями приводят к развитию телекоммуникационных, телевизионных и интернет-технологий. Электронные вычисления в сочетании с беспроводной связью и датчиками приводят к развитию мобильной электроники и носимых устройств. Электронные вычисления в сочетании с датчиками и исполнительными механизмами приводят к развитию таких приложений, как встроенные системы, робототехника и автоматизация.

Но, прежде чем мы начнем нескончаемый путь полупроводников и цифровой электроники, будет лучше иметь некоторое базовое представление об источниках питания. Это источник питания, дающий жизнь любой электронной схеме или устройству. Каждая электронная схема или устройство, по сути, должна иметь секцию питания или может потребоваться подключение в качестве нагрузки к внешней цепи питания.

Источником электроэнергии могут быть линии электропередачи (электросеть), электромеханические системы (генераторы и генераторы переменного тока), солнечная энергия или устройства хранения, такие как элементы и батареи. Источники питания — это преобразователи мощности, которые преобразуют электрическую энергию от источника в напряжение, ток и частоту, подходящие для цепи нагрузки. Источником электроэнергии может быть переменный или постоянный ток. Подобно генераторам и электросети, электричество обеспечивает питание переменного тока, а батареи и солнечные устройства — источник постоянного тока. Схема источника питания может вводить мощность от источника переменного или постоянного тока и выводить мощность переменного или постоянного тока, преобразованную в соответствии с нагрузкой. Таким образом, цепи питания можно разделить на блоки питания переменного тока, переменного тока, постоянного тока и постоянного тока.

Различные источники питания переменного тока включают источники переменного тока переменного тока, изолирующие трансформаторы и преобразователи частоты. Источники питания переменного тока в постоянный являются наиболее распространенными. Некоторые из источников питания переменного тока в постоянный включают нерегулируемый линейный источник постоянного тока, линейный регулируемый источник постоянного тока (настольный источник питания), импульсные регулируемые источники питания и источник питания с пульсационной стабилизацией. Источники питания на батарейках, солнечные источники питания и преобразователи постоянного тока в постоянный являются примерами источников питания постоянного тока. Источники питания на батарейках и солнечные источники питания используются для непосредственного питания электронных схем, в то время как преобразователи постоянного тока в постоянный обычно используются для преобразования входного постоянного тока на разные уровни, чтобы питать разные цепи в одном и том же устройстве, а не использовать разные переменные переменного тока. Источники постоянного тока для получения различных уровней напряжения / тока.Инверторы, генераторы и ИБП обычно используются в качестве источников питания постоянного тока.

Источник переменного тока с переменным током
Источник переменного тока с переменным током разработан с использованием трансформаторов или регулируемых автотрансформаторов. Они используются для преобразования уровней напряжения переменного тока в переменный. Для создания такого источника питания можно использовать трансформатор с несколькими обмотками или ответвлениями, в противном случае можно использовать регулируемый автотрансформатор. Эти источники питания преобразуют уровни переменного напряжения и тока, в то время как частота источника питания остается неизменной.

Преобразователи частоты
Преобразователи частоты используются для преобразования частоты переменного тока. Они могут быть спроектированы с использованием электромеханических устройств, таких как мотор-генератор, или с помощью выпрямительно-инверторного комплекта. Выпрямитель сначала преобразует переменный ток в постоянный, а затем инвертор преобразует постоянный ток обратно в переменный ток разных частот.

Изолирующие трансформаторы
Изоляционные трансформаторы используются для питания переменного тока, когда требуется согласование импеданса между источником питания и цепью нагрузки.Изолирующие трансформаторы обычно не преобразуют уровни напряжения или частоту источника питания. Они полезны при подключении симметричных и несимметричных цепей.

Этот изолирующий трансформатор используется для повышения или понижения напряжения при сохранении изоляции силовых и выходных цепей с помощью усиленной изоляции, сертифицированной CE. (Изображение: преобразователь сигналов)

Нерегулируемый линейный источник питания
Нерегулируемый линейный источник питания — это простые источники питания переменного тока в постоянный.Они разработаны с использованием понижающего трансформатора, выпрямителя, конденсатора фильтра и спускного резистора. Сначала трансформатор преобразует сетевое напряжение в требуемый уровень напряжения переменного тока. Затем пониженное переменное напряжение преобразуется в постоянное с помощью полуволнового или двухполупериодного выпрямителя. Выпрямитель выполнен на диодах. Пульсирующий постоянный ток выпрямителя сглаживается конденсаторами фильтра. Для защиты параллельно конденсатору фильтра может быть подключен резистор утечки.

Нерегулируемые блоки питания просты и надежны.Однако их выходное напряжение может изменяться из-за изменения входного напряжения или тока нагрузки. Так что они не очень надежны. Кроме того, они могут быть предназначены только для вывода фиксированного напряжения и тока.

Линейно регулируемый источник питания
Линейно регулируемый источник питания — это источники питания переменного тока в постоянный. Это то же самое, что и нерегулируемые (грубая сила) источники питания, за исключением того, что они используют транзисторную схему, работающую в активной или линейной области, вместо истекающего резистора. Этот активный транзисторный каскад позволяет выводить на разные точные уровни постоянного напряжения.Доступно несколько ИС регуляторов напряжения, в которые встроена активная транзисторная схема. Источники питания с линейным регулированием стабильны, безопасны, надежны и бесшумны. Существуют микросхемы регуляторов напряжения, доступные для широкого диапазона входных и выходных напряжений, и они выдают фиксированные напряжения постоянного тока. Основными недостатками этих расходных материалов являются их стоимость, размер и энергоэффективность. Эти блоки питания теряют много энергии из-за рассеивания мощности, и может потребоваться использование радиатора с интегральными схемами регулятора.

Линейный источник питания от Acopian Power Supplies (вверху) в десять раз больше и тяжелее, чем сопоставимый импульсный источник питания (внизу), который также от Acopian, но линейный блок имеет преимущества, которым не может соответствовать источник питания коммутатора.

Импульсный регулируемый источник питания
Импульсный регулируемый источник питания — это комплексные источники питания переменного тока в постоянный, в которых, как правило, сочетаются преимущества нерегулируемых и регулируемых источников питания. В SMPS линейное напряжение выпрямляется в постоянный ток, а затем снова преобразуется в прямоугольный переменный ток с помощью переключающих транзисторов.Эта высокочастотная прямоугольная волна затем понижается или повышается, а затем снова выпрямляется. Выпрямленное постоянное напряжение фильтруется перед подачей его на нагрузку.

Источник питания с пульсацией
Источник питания с пульсацией — это улучшенная разновидность нерегулируемого источника переменного тока в постоянный. Он разработан путем объединения нерегулируемого источника питания с транзисторной схемой, работающей в области насыщения. Схема транзистора передает мощность постоянного тока на конденсатор для поддержания уровней напряжения.Основным преимуществом пульсирующего источника питания является его энергоэффективность.

Регулируемые регулируемые источники питания
Линейные регулируемые источники питания могут быть модифицированы для обеспечения диапазона регулируемых напряжений с помощью переменного резистора на оконечном каскаде. Переменный резистор может понижать выходное напряжение до регулируемых значений. Такой регулируемый источник питания может затем подавать напряжения в диапазоне от нуля до максимального напряжения, регулируемого источником. Симметричные линейно регулируемые источники питания также могут быть модифицированы для подачи напряжения отрицательной полярности.

Аккумуляторы и солнечные источники питания
Аккумуляторы, элементы и солнечные панели обеспечивают питание постоянного тока. Энергия от накопителей или солнечных панелей должна быть сначала отфильтрована, чтобы удалить пульсирующую рябь. Затем его можно регулировать до желаемых уровней постоянного напряжения с помощью микросхем регулятора напряжения. Если необходимо повысить напряжение питания от батареи или солнечной панели, это можно сделать с помощью транзисторов в качестве усилителей.

Преобразователи постоянного тока в постоянный ток
Преобразователи постоянного тока в постоянный используются для повышения или понижения постоянного напряжения.Преобразователи постоянного тока в постоянный ток могут быть полупроводниковыми, электромеханическими или электрохимическими. Преобразователи постоянного тока в постоянный ток, такие как двухтактный преобразователь, понижающий преобразователь, повышающий преобразователь, понижающий-повышающий преобразователь, являются некоторыми примерами преобразователей постоянного тока полупроводникового типа. Эти источники обычно используются для преобразования постоянного тока (выпрямленного из электросети или другого источника переменного тока) для обеспечения различных уровней постоянного тока вместо использования множества источников переменного тока в постоянный в устройстве.

Пример блока питания постоянного / постоянного тока мощностью 2 Вт в SMD (Изображение: Recom).

Источники питания постоянного тока в переменный ток
Эти типы источников питания обычно используются для резервного питания. Инверторы, ИБП и генераторы являются примерами таких систем электроснабжения.

Инженеры и любители электроники чаще всего используют источники питания с линейным регулированием и аккумуляторные источники питания. Другие типы источников питания обычно разрабатываются и производятся для конкретных приложений или схем. Для некоторых схем может потребоваться проектирование источника питания с использованием солнечных панелей.

Для новичков всегда удобно начать с линейно регулируемого источника питания, обеспечивающего обычно используемые напряжения постоянного тока, такие как 12 В, 9 В, 5 В и 3 В. Для портативных схем такие же напряжения могут быть достигнуты с помощью регулируемых источников питания на основе батарей. Регулируемые источники питания на основе батарей могут потребовать регулярной замены батареи. Таким образом, линейно регулируемый источник питания, обеспечивающий обычно используемые уровни постоянного напряжения, лучше всего подходит для прототипирования и тестирования электронных схем. При необходимости производственные цепи могут получать питание от батарей или от солнечных батарей.

В следующей статье мы обсудим элементы и батареи.

В чем разница между классами защиты источников питания IEC?

Международная электротехническая комиссия (МЭК) определила три класса безопасности для источников питания: класс I, класс II и класс III. Эти три класса используются для определения различных методов предотвращения воздействия на пользователя источника питания опасного напряжения от входного источника питания.Хотя легко понять различия в классах IEC, многие инженеры не знакомы с определениями, поэтому в этом блоге будет представлено быстрое объяснение различий между классами.

1. Класс I — слой основной изоляции и заземленное проводящее шасси
2. Класс II — двойная изоляция (основная + дополнительная) или усиленная изоляция
3. Класс III — защита не требуется, так как входное напряжение не представляет опасности

Источники питания класса I

В источниках питания IEC класса I пользователь защищен от опасных уровней входного напряжения как минимум слоем основной изоляции и заземленным проводящим шасси.Первый уровень защиты обеспечивается базовой изоляцией. Второй уровень защиты обеспечивается заземленным токопроводящим шасси. В случае выхода из строя основной изоляции любой провод с опасным напряжением будет заземлен проводящим шасси до того, как опасное напряжение сможет вступить в контакт с пользователем. Все блоки питания класса I должны иметь защитное заземление, подключенное к электропроводящему шасси в блоке питания.

Источники питания класса II

В источниках питания IEC класса II пользователь защищен от опасных уровней входного напряжения, по крайней мере, слоем основной изоляции и слоем дополнительной изоляции или слоем усиленной изоляции. В случае двойной изоляции первый уровень безопасности обеспечивается основной изоляцией, а второй уровень безопасности обеспечивается слоем дополнительной изоляции. Усиленная изоляция обеспечивает тот же коэффициент безопасности, что и комбинированный основной и дополнительный слои изоляции, но в виде одного слоя изоляции. Подробнее об изоляции читайте в нашем блоге «Изоляция, изоляция и рабочее напряжение».

Из-за двойной или усиленной изоляции в источниках питания IEC класса II не требуется подводить провод защитного заземления к источнику питания.

Распространенным источником путаницы является разница между блоком питания IEC Class II и блоком питания NEC Class 2. Эта тема рассматривается в нашем посте. В чем разница между блоками питания класса 2 и класса II?

Источники питания класса III

В источниках питания IEC класса III входное напряжение не находится на опасном уровне, и, таким образом, пользователь не нуждается в защите от входного напряжения. Маркировка IEC для безопасного входного напряжения — безопасное сверхнизкое напряжение (SELV).Напряжение в доступных частях цепей SELV не должно превышать 42,4 В переменного тока пикового или 60 В постоянного тока в течение более 200 мс, с абсолютным пределом 71 В переменного тока пикового или 120 В постоянного тока. Цепи SELV должны быть отделены от опасного напряжения двумя уровнями защиты. Двумя слоями защиты могут быть основная и дополнительная изоляция, усиленная изоляция или основная изоляция в сочетании с безопасным заземленным электропроводящим шасси.

Понимание трех классов защиты источников питания IEC позволяет тем, кто определяет или выбирает источники питания, выбрать соответствующий класс источника питания на основе ограничений безопасности, нормативных требований и затрат.

Категории: Основы , Выбор продукта

Дополнительные ресурсы

---

У вас есть комментарии к этому сообщению или темам, которые вы хотели бы, чтобы мы освещали в будущем?
Отправьте нам письмо по адресу powerblog @ cui. com

Что нужно знать электрикам — Jade Learning

Понимание цепей классов 1, 2 и 3: что нужно знать электрикам

Автор: Джерри Дарем | 7 сентября 2018 г.

Статья 725 NEC посвящена специализированным схемам, отличным от стандартных схем питания и освещения. Ограниченная мощность и напряжение этих цепей — это то, что делает их отдельным и специализированным методом подключения.

Эта статья поможет различить эти схемы.

Источник питания, подключенный к цепи класса 1, 2 или 3, по большей части определяет класс этой цепи. Источник питания может быть в виде батарей, а также напряжения переменного тока, подаваемого через независимые трансформаторы или электронные источники питания, которые включают трансформаторы в свою конструкцию.

Типичный пример схемы класса 2 в вашем доме — это проводка дверного звонка и соответствующий трансформатор.Кнопка дверного звонка на передней и задней части вашего дома — это переключатель, размыкающий и замыкающий соединение между двумя низковольтными проводниками при нажатии кнопки. Низкое напряжение в этой кнопке и конфигурации проводки генерируется 120-вольтовым трансформатором класса 2, расположенным где-то в вашем доме. 120 Вольт поступает на первичную обмотку этого небольшого трансформатора, а затем, в зависимости от количества медных катушек на вторичной стороне, напряжение на выходе из трансформатора составляет примерно 16–24 Вольт.Этот трансформатор будет обозначен как «Класс 2», и также будут указаны входные и выходные напряжения. Выходное напряжение трансформатора выбирается в зависимости от требований к напряжению для вашей конкретной системы дверного звонка.

Статья 725, часть III NEC устанавливает ограничения по напряжению и мощности для этой схемы класса 2.

NEC установила две категории для цепей класса 1:

(1) Ограничение мощности : ограничение выходной стороны цепи до 30 В и 1000 Вольт-ампер (ВА).

(2) Дистанционное управление и сигнальные цепи : ограничено до 600 вольт.

Цепи с ограничением мощности

класса 1 оснащены защитой от перегрузки по току, которая ограничивает величину тока в цепи в случае перегрузки, короткого замыкания или замыкания на землю.

Можно подумать, что электрическая цепь класса 1, 2 или 3 требует меньшего ухода, чем обычная проводка, и, возможно, имеет несколько требований Кодекса в отношении ее установки, но требования NEC для этих классифицированных цепей с ограниченной мощностью могут быть очень похожи на требования для установки стандартных цепей питания и освещения, например NEC 300.4 (D), который требует, чтобы эти цепи, как и для кабеля NM, были установлены таким образом, чтобы внешний край проводника находился не ближе 1 дюйма от ближайшего края элемента каркаса. Это требование помогает защитить эти проводники, так же как и другие популярные способы электромонтажа, от проникновения крепежа при установке отделочных материалов, таких как гипсокартон.

Допуски по источникам питания классов 2 и 3, а также ограничения указаны в таблицах 11 (A) и (B) главы 9 NEC. Таблица (A) была разработана для переменного тока, а таблица (B) — для постоянного тока.

Классы 1, 2 и 3 схемы дистанционного управления должны быть классифицированы как класс 1 только в том случае, если прерывание или отказ оборудования на этих проводниках может создать прямую опасность возгорания или опасность для жизни.

Знание источника питания поможет вам определить классификацию цепи, 1, 2 или 3, а также требования Кодекса в отношении использования и установки.

Сертификация источника питания

, что все это значит?

Источники питания выполняют важную функцию для компьютера; они обеспечивают стабильное питание всех компонентов внутри системы.В комплекте с множеством функций и спецификаций читать описание продукта для одного — это почти рутинная работа. Например, задумывались ли вы, что обозначает 80 PLUS®? Если вы системный разработчик, пора обратить внимание — класс уже в процессе.

При покупке блока питания для компьютера большинство сборщиков систем обычно оценивают общую потребляемую мощность оборудования в ваттах, а затем выбирают блок питания, который может обеспечить по крайней мере такую ​​мощность. Однако полагаться только на номинальную мощность для некоторых сборок часто бывает недостаточно.Вот где вступает в силу 80Plus и различные уровни сертификации.

Программа 80 PLUS, инициированная Ecos Consulting (теперь Ecova®) в 2004 году, представляет собой добровольную программу сертификации, которая проверяет эффективность энергоснабжения компьютеров. С целью обеспечения экологичности и энергоэффективности сертификация 80 PLUS выдается моделям блоков питания, которые соответствуют минимуму энергоэффективности. Но что означает энергоэффективность и действительно ли это важно?

В контексте источников питания энергоэффективность — это количество мощности, обеспечиваемой источником питания, деленное на количество энергии, которое он потребляет от розетки, и выраженное в процентах.Это сводится к количеству предоставляемой мощности по сравнению с количеством потребляемой мощности. Например, если блок питания потребляет 100 Вт и обеспечивает мощность 80 Вт, его энергоэффективность составляет 80%.

Однако блоки питания не поддерживают статический уровень энергоэффективности. На самом деле энергоэффективность зависит от нагрузки на источник питания. Продолжая с нашим воображаемым блоком питания на 100 Вт выше, он может иметь КПД 80% при 100% нагрузке, но падает до 50% при нагрузке 50%.

Чтобы производитель получил рейтинг 80 PLUS для модели блока питания компьютера, он должен предоставить образцы в независимую лабораторию для проверки энергоэффективности. В этих лабораториях блок питания проверяется на эффективность при нагрузках 10%, 20%, 50% и 100%. Ниже представлена ​​таблица, в которой показаны различные требования для каждого уровня сертификации.

Уровни сертификации 80Plus для блоков питания потребительского уровня 115 В и требования к их эффективности

Уровни сертификации 80 PLUS	КПД при нагрузке 10%	КПД при нагрузке 20%	КПД при нагрузке 50%	КПД при 100% нагрузке
80 PLUS	–	80%	80%	80%
80 PLUS Bronze	–	82%	85%	82%
80 PLUS Серебристый	–	85%	88%	85%
80 PLUS Gold	–	87%	90%	87%
80 PLUS Platinum	–	90%	92%	89%
80 PLUS Титан	90%	92%	94%	90%

Сертификат 80Plus для блоков питания серверного уровня 230 В и требования к их эффективности

Уровни сертификации 80 PLUS	КПД при нагрузке 10%	КПД при нагрузке 20%	КПД при нагрузке 50%	КПД при 100% нагрузке
80 PLUS	–	–	–	–
80 PLUS Bronze	–	81%	85%	81%
80 PLUS Серебристый	–	85%	89%	85%
80 PLUS Gold	–	88%	92%	88%
80 PLUS Platinum	–	90%	94%	91%
80 PLUS Титан	90%	94%	96%	91%

Если на вашем предприятии используется большое количество компьютеров или серверов, использование сертифицированных 80 PLUS источников питания может сэкономить деньги в долгосрочной перспективе. Бронзовая сертификация, кажется, обеспечивает хороший баланс между низкой начальной стоимостью покупки и высокой производительностью. Что вы думаете о сертификации 80 PLUS и компьютерных блоках питания? Вы обращаете много внимания на рейтинг 80 PLUS источника питания при покупке сборки?

Фото itchys, взято с Flickr Creative Commons

Импульсный источник питания | Engineering

Импульсный источник питания или SMPS — это электронный блок питания (БП), который включает в себя импульсный стабилизатор — внутреннюю схему управления, которая быстро включает и выключает ток нагрузки для стабилизации выходное напряжение.

SMPS можно разделить на четыре типа в соответствии с формами входных и выходных сигналов, как показано ниже.

AC и DC — это аббревиатуры для переменного и постоянного тока.

Импульсные регуляторы

используются вместо линейных регуляторов, когда требуются более высокий КПД, меньший размер или меньший вес. Импульсные блоки питания в бытовых продуктах, таких как персональные компьютеры, часто имеют универсальные входы, а это означает, что они могут принимать питание от большинства сетевых источников питания по всему миру с частотами от 50 до 60 Гц и напряжением от 100 до 240 В может потребоваться переключатель «диапазона» напряжения).Однако они сложнее и дороже. Их коммутируемые токи могут вызвать проблемы с шумом, если не будут тщательно подавлены, а простые конструкции могут иметь низкий коэффициент мощности.

В случае телевизоров, например, можно проверить отличное регулирование источника питания, используя вариак. Например, в некоторых моделях Philips питание включается, когда напряжение достигает около 90 вольт. С этого момента можно изменять напряжение с помощью вариакта и доходить до 40 вольт и до 260, и изображение не будет показывать абсолютно никаких изменений.

SMPS в сравнении с линейными блоками питания [править | править источник]

Доступны два основных типа регулируемых источников питания: SMPS и линейные. Причины выбора того или иного типа можно резюмировать следующим образом.

• Размер и вес. В линейных источниках питания используется трансформатор, работающий от сети с частотой 50/60 Гц. Этот компонент больше и тяжелее в несколько раз, чем соответствующий меньший трансформатор в SMPS, который работает на более высокой частоте (всегда выше самой высокой слышимой частоты, примерно от 50 до 200 кГц)
• Эффективность.Линейные источники питания регулируют свою мощность, используя более высокое напряжение на начальных этапах, а затем расходуя часть его в виде тепла для улучшения качества электроэнергии. Эта потеря мощности необходима для схемы и может быть уменьшена, но никогда не устранена путем улучшения конструкции, даже теоретически. SMPS потребляют ток при полном напряжении на основе переменного рабочего цикла и могут увеличивать или уменьшать свою потребляемую мощность для регулирования нагрузки по мере необходимости. Следовательно, хорошо спроектированный SMPS будет более эффективным.
• Тепловая мощность или рассеиваемая мощность. Неэффективный источник питания должен генерировать больше тепла для питания той же электрической нагрузки. Следовательно, ИИП будет производить меньше тепла.
• Сложность. Линейные блоки питания могут быть спроектированы и собраны новичками с относительно небольшим количеством деталей. Напротив, SMPS сложны и их трудно хорошо спроектировать; они часто требуют использования трансформаторов и катушек индуктивности, изготовленных на заказ. На поведение SMPS может существенно повлиять расположение компонентов на печатной плате.
• Радиочастотные помехи. Токи в ИИП переключаются с высокой частотой. Это связано с тем, что его внутренний генератор Армстронга работает на высокой частоте. Этот высокочастотный генератор может создавать нежелательные электромагнитные помехи. Экранирование радиочастоты необходимо для предотвращения мешающих помех. Однако линейные блоки питания обычно не создают помех.
• Электронный шум на выходных клеммах. Недорогие линейные блоки питания с плохой стабилизацией могут испытывать небольшое напряжение переменного тока, «скачущее» на выходе постоянного тока при двойной частоте сети (100/120 Гц).Эти «пульсации» обычно имеют порядок милливольт, и их можно подавить с помощью конденсаторов фильтра большего размера или лучших стабилизаторов напряжения. Это небольшое переменное напряжение может вызвать проблемы в некоторых цепях. Качественные линейные блоки питания намного лучше подавят пульсации. ИИП не имеет «ряби», они более шумные, чем хороший линейный БП.
• Звуковой шум. Линейные блоки питания обычно издают слабый низкочастотный гул на частоте сети, но его редко можно услышать. (Трансформатор отвечает.) SMPS с их меньшими трансформаторами обычно не слышны (если у них нет вентилятора, в случае большинства компьютерных SMPS). Неисправные SMPS могут генерировать высокие звуки, поскольку они действительно создают акустический шум на частоте генератора.
• Коэффициент мощности. Ток, потребляемый SMPS, не является синусоидальным и не совпадает по фазе с формой волны напряжения питания. Наиболее распространенные конструкции SMPS имеют посредственный коэффициент мощности около 0,6, и их использование в персональных компьютерах и компактных люминесцентных лампах представляет растущую проблему для распределения энергии.Цепи коррекции коэффициента мощности (PFC) могут уменьшить эту проблему и требуются в некоторых странах (в частности, в Европе) в соответствии с законодательством. Коррекция коэффициента мощности пока широко не требуется и не используется в Северной Америке. Линейные блоки питания также не имеют единичных коэффициентов мощности, но не так проблемны, как SMPS.

Блок-схема сетевого ИИП переменного / постоянного тока с регулировкой выходного напряжения.

Выпрямительный каскад [править | править источник]

Переменный ток, полуволновые и двухполупериодные выпрямленные сигналы

Если SMPS имеет вход переменного тока, то его первая задача — преобразовать вход в постоянный ток.Это называется исправлением . Схема выпрямителя может быть сконфигурирована как удвоитель напряжения путем добавления переключателя, управляемого вручную или автоматически. Он производит нерегулируемое постоянное напряжение, которое затем направляется на большой конденсатор фильтра. Ток, потребляемый этой схемой выпрямителя из сети, возникает короткими импульсами вокруг пиков переменного напряжения. Эти импульсы обладают значительной высокочастотной энергией, что снижает коэффициент мощности. Следующие SMPS могут использовать специальные методы управления, чтобы заставить средний входной ток следовать синусоидальной форме входного переменного напряжения, поэтому разработчик должен попытаться скорректировать коэффициент мощности.SMPS с входом постоянного тока не требует этого этапа. SMPS, предназначенный для входа переменного тока, часто может работать от источника постоянного тока, поскольку постоянный ток проходит через каскад выпрямителя без изменений. (Пользователь должен проверить руководство перед тем, как попробовать это!)

Если используется переключатель входного диапазона, выпрямительный каскад обычно конфигурируется для работы как удвоитель напряжения при работе в диапазоне низкого напряжения (~ 120 В переменного тока) и как прямой выпрямитель при работе на высоком напряжении (~ 240 В переменного тока). классифицировать. Если переключатель входного диапазона не используется, то обычно используется двухполупериодный выпрямитель, а последующий инверторный каскад просто спроектирован так, чтобы быть достаточно гибким, чтобы принимать широкий диапазон постоянного напряжения, которое будет создаваться каскадом выпрямителя.В более мощных ИИП может использоваться автоматическое переключение диапазонов в той или иной форме.

Инверторный каскад [править | править источник]

Инверторный каскад преобразует постоянный ток либо непосредственно со входа, либо из выпрямительного каскада, описанного выше, в переменный ток, пропуская его через силовой генератор, выходной трансформатор которого очень мал с небольшим количеством обмоток с частотой в десятки или сотни килогерц (кГц ). Частота обычно выбирается выше 20 кГц, чтобы люди не слышали ее. Компьютерные источники питания работают от 360 вольт постоянного тока.Выходное напряжение оптически связано со входом и поэтому очень жестко контролируется. Переключение осуществляется с помощью полевых МОП-транзисторов, которые представляют собой тип транзистора с низким сопротивлением в открытом состоянии и высокой пропускной способностью по току. Этот раздел относится к блоку, обозначенному на блок-схеме «Chopper».

Преобразователь напряжения [править | править источник]

Если требуется изолировать выход от входа, как это обычно бывает в сетевых источниках питания, инвертированный переменный ток используется для управления первичной обмоткой высокочастотного трансформатора.При этом напряжение на вторичной обмотке повышается или понижается до необходимого уровня на выходе. Этой цели служит выходной трансформатор на блок-схеме.

Если требуется выход постоянного тока, выход переменного тока от трансформатора выпрямляется и сглаживается фильтром, состоящим из катушек индуктивности и конденсаторов. Чем выше частота переключения, тем меньше требуются компоненты по стоимости.

Более простые неизолированные источники питания содержат катушку индуктивности вместо трансформатора. Этот тип включает повышающие преобразователи , , понижающие преобразователи , и так называемый «повышающий-понижающий преобразователь».Они относятся к простейшему классу преобразователей с одним входом и одним выходом, в которых используются один индуктор и один активный переключатель (MOSFET). Понижающий преобразователь снижает входное напряжение прямо пропорционально отношению времени активного включения к общему периоду переключения, называемому коэффициентом заполнения. Например, идеальный понижающий преобразователь со входом 10 В, работающий при коэффициенте заполнения 50%, будет производить среднее выходное напряжение 5 В. Контур управления с обратной связью используется для поддержания (регулирования) выходного напряжения путем изменения продолжительности включения для компенсации изменений входного напряжения.Выходное напряжение повышающего преобразователя всегда больше, чем входное напряжение, а выходное напряжение повышающего напряжения инвертируется, но может быть больше, равно или меньше величины его входного напряжения. Существует множество вариаций и расширений этого класса преобразователей, но эти три составляют основу почти всех изолированных и неизолированных преобразователей постоянного тока в постоянный. Добавляя второй индуктор, можно реализовать преобразователи Cuk и SEPIC, или путем добавления дополнительных активных переключателей можно реализовать различные мостовые преобразователи.

В других типах ИИП вместо катушек индуктивности и трансформаторов используется конденсаторно-диодный умножитель напряжения. В основном они используются для генерации высокого напряжения при малых токах.

Постановление

[править | править источник]

Схема обратной связи контролирует выходное напряжение и сравнивает его с опорным напряжением, которое устанавливается вручную или с помощью электроники на желаемый выход. Если есть ошибка в выходном напряжении, схема обратной связи компенсирует, регулируя время, с которым MOSFET включаются и выключаются.Эта часть блока питания называется импульсным стабилизатором. Для этой цели служит «контроллер измельчителя», показанный на блок-схеме. В зависимости от конструкции / требований безопасности, контроллер может содержать или не содержать изолирующий механизм (например, оптопары) для изоляции его от выхода постоянного тока. Коммутационные источники в компьютерах, телевизорах и видеомагнитофонах имеют эти оптопары для жесткого контроля выходного напряжения.

Регуляторы разомкнутого контура не имеют цепи обратной связи. Вместо этого они полагаются на подачу постоянного напряжения на вход трансформатора или катушки индуктивности и предполагают, что выход будет правильным.

В отличие от большинства других устройств, импульсные источники питания, как правило, представляют собой устройства постоянного питания, потребляющие больше тока при снижении напряжения в сети. Также, как и во многих статических выпрямителях, максимальное потребление тока происходит на пиках цикла формы волны. Это означает, что базовые импульсные источники питания, как правило, производят больше гармоник в сети электропитания и имеют худший коэффициент мощности, чем другие типы устройств. Это может вызвать проблемы со стабильностью в некоторых ситуациях, например, в системах аварийного генератора или при очень высоких нагрузках в обычной электросети (поскольку это может привести к увеличению тока нейтрали и повышенному нагреву сетевых трансформаторов).Однако доступны более качественные импульсные источники питания с коррекцией коэффициента мощности (PFC); они предназначены для создания почти резистивной нагрузки в сети. Европейские нормативные стандарты теперь начинают требовать коррекции коэффициента мощности и уменьшения гармоник.

Импульсные источники питания можно классифицировать по топологии схемы.

• Понижающий преобразователь (один индуктор; выходное напряжение <входное напряжение)
• Повышающий преобразователь (один индуктор; выходное напряжение> входного напряжения)
• понижающе-повышающий преобразователь (с одним дросселем; выходное напряжение может быть больше или меньше входного)
• Обратный преобразователь (использует выходной трансформатор; позволяет использовать несколько выходов и изоляцию входа-выхода)
• прямой преобразователь (использует выходной трансформатор; позволяет использовать несколько выходов и изоляцию входа-выхода)
• Преобразователь uk (использует конденсатор для хранения энергии; выдает отрицательное напряжение на положительный вход)
• Инвертирующий заряд-накачка (модифицированный uk с одним дросселем; выходное напряжение отрицательное и выше положительного входного напряжения)
• Преобразователь SEPIC (две катушки индуктивности; выходное напряжение может быть выше или ниже входного)

• Роберт В. Эриксон и Драган Максимович Основы силовой электроники Второе издание ISBN 0792372700.
• Нед Мохан, Торе М. Унделэнд, Уильям П. Роббинс (2002). Силовая электроника: преобразователи, применение и проектирование . Вайли. ISBN 0-471-22693-9.
• Мухаммад Х. Рашид (2003). Силовая электроника: схемы, устройства и приложения . Прентис Холл. ISBN 0-131-22815-3.
• Фанг Линь Ло, Хун Е (2004). Расширенные преобразователи постоянного тока в постоянный .CRC Press. ISBN 0-849-31956-0.
• Минглян Лю (2006). Демистификация схем переключаемых конденсаторов . Эльзевир. ISBN 0-750-67907-7.
• Фанг Линь Ло, Хун Е, Мухаммад Х. Рашид (2005). Силовая цифровая силовая электроника и приложения . Эльзевир. ISBN 0-120-88757-6.
• Абрахам И. Прессман (1997). Импульсный источник питания . Макгроу-Хилл. ISBN 0-070-52236-7.

Классификация и характеристика источников постоянного тока

Я считаю, что мы все должны знать и понимать наши источники питания постоянного тока, но мы, возможно, мало знаем о характеристиках этого типа с источником питания постоянного тока, позвольте Enns США познакомить вас с линейкой источника питания постоянного тока
, как правило, Питание от источника постоянного тока — это переменный ток, мы все знаем, что при использовании переменного тока переменный ток изменится, на этот раз регулятор выходного напряжения постоянного тока, напряжение которого останется стабильным. Однако из-за более высоких требований к току электронного устройства требования к мощности становятся больше.
в источниках питания постоянного тока можно разделить на три типа, а именно, химическая энергия, линейный источник питания, импульсный источник питания, а также три, соответственно, для разных случаев.
Во-первых, давайте представим химическую силу, химическая энергия — это то, на что она похожа в школе или в лаборатории, а также литий-ионные батареи и другие батареи, используемые в химической энергии, легко проверяемые людьми, и у них также есть разные преимущества. ,
Вы также можете подумать, что так много батарей не вызовут загрязнения окружающей среды, исследователи из США из материала, называемого марганцем, эта вещь может производить, может непрерывно использовать аккумуляторные батареи, значительно снижает загрязнение окружающей среды.
Линейный источник питания постоянного тока, это Работает от трансформатора переменного тока, стабилизируется выпрямителем, фильтрует напряжение, но его недостаток — тяжелый, громоздкий, требует установки больших оребрений.
Есть один последний импульсный источник питания постоянного тока, это современная технология силовой электроники, использующая стабильную и непрерывную подачу выходного напряжения. Его преимуществом является небольшой размер, легкий вес, стабильность и надежность, но он пульсации, чем линейный источник питания постоянного тока большего размера.
Я объяснил выше, это три источника питания постоянного тока, каждый источник питания имеет разные области применения, желательно, чтобы мы могли соответствовать различным потребностям в мощности, чтобы выбрать правильный.

.