Система энергоснабжения (электроснабжения) — это… Что такое Система энергоснабжения (электроснабжения)?

Система энергоснабжения | Надежность электроснабжения промышленных предприятий

Страница 2 из 25

ГЛАВА ПЕРВАЯ
КОМПЛЕКСНОЕ РАССМОТРЕНИЕ ВОПРОСОВ НАДЕЖНОСТИ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ
Энергетическое хозяйство (энергетика) страны как комплекс взаимосвязанных систем, состоящих из совокупности предприятий и установок получения, переработки, преобразования, транспорта, хранения и использования в народном хозяйстве энергетических ресурсов и энергоносителей всех видов, является частью (подсистемой) большой система — народного хозяйства.

Для современного развития энергетики характерны быстрый рост потребности в различных видах энергии и топлива, широкое вовлечение новых видов энергетических ресурсов, возрастание концентрации производства и потребления энергии, широкая взаимозаменяемость используемых видов энергетических ресурсов, возрастание связи энергетики с защитой биосферы. Использование различных энергоносителей в технологических процессах, как правило, приводит к глубокому изменению самих процессов, изменению связей энергетики с остальными подсистемами народного хозяйства. Поэтому оптимальные решения, найденные изолированно как по горизонтальным, так и по вертикальным связям в иерархической структуре системы народного хозяйства, не обеспечивают получения народнохозяйственного оптимума. Особенности народнохозяйственных связей обусловливают необходимость применения системного подхода при решении отдельных и совокупных проблем энергетики, комплексной оценки рассматриваемых задач.
Энергоснабжение промышленности, как и всего народного хозяйства, обеспечивается комплексной системой, состоящей из электроэнергетических (включающих системы электро- и теплоснабжения) и топливоснабжающих систем (рис. 1.1.). Система энергоснабжения имеет сложную иерархию по структурным, временным и целевым уровням. Ее надежность зависит от надежности образующих ее систем. Надежность каждой из них определяется надежностью других систем.

Рис. 1.1. Принципиальная схема общеэнергетической системы и системы энергоснабжения промышленного предприятия:

I — уголь; II — нефть; III — газ; IV — прочие виды топлива; V — районные котельные; VI — ТЭЦ; VII — КЭС; VIII -АЭС; IX — ГЭС; заводская ТЭЦ; 1 — технологические установки; 2 — двигатели; 3 — технологические котельные; 4 — отопительные котельные; 5 — технологическая теплота; 6 — отопление и вентиляция; 7 — освещение; 8 — системы АСУ; 9 — прочий нужды;————————————————————————————————————- линии электропередачи;                              транспорт теплоты; — х — х — х — транспорт
топлива; ………………….. — горючие побочные (вторичные) энергетические ресурсы;

—————— тепловые побочные (вторичные) энергетические ресурсы

Например, надежность зависит от надежности системы топливоснабжения, надежность которой в свою очередь определяется надежностью электроэнергетической системы. Такая взаимосвязь действует на всех иерархических уровнях и ступенях системы энергоснабжения. Она действует и на уровне энергоснабжения промышленного предприятия, приобретая здесь другие свойства. Например, взаимозаменяемость энергоносителей дает возможность не только заменять один вид энергии другим, но и резервировать, например, привод ответственных агрегатов. Так, компрессоры и насосы с электроприводом можно резервировать агрегатами с газотурбинными, паротурбинными и дизельными приводами.

Прогрессивным направлением развития промышленности является создание безотходных производств, где используется энергия реакций технологических процессов. Энергия, получаемая извне, необходима лишь для запуска и резервирования безаварийной остановки технологического процесса. Надежность функционирования таких производств определяется надежностью энерготехнологического процесса и надежностью обеспечения его технологическим сырьем, в том числе и горючим (например, природным газом, являющимся в этих процессах технологическим сырьем).
Надежность функционирования систем энергоснабжения — проблема большой государственной важности охватывающая все сферы народного хозяйства [1—11]. Всеобъемлемость проблемы делает практически невозможным при решении конкретных вопросов надежности (связанных с планированием энергоснабжения всего народного хозяйства или с энергоснабжением отдельного объекта) рассматривать детально весь комплекс системы энергоснабжения. Поэтому в зависимости от поставленной задачи следует применять методы и средства, отвечающие делению проблем надежности на рассматриваемом уровне, имея ввиду, однако, всю иерархию системы. Система энергоснабжения промышленного предприятия представляет собой комплекс элементов двух подсистем народного хозяйства— промышленности и энергетики в ее широком понимании. Это определяет специфику задачи оптимальной надежности энергоснабжения промышленного предприятия — необходимость совместного рассмотрения требований к надежности технологического процесса и ее энергоснабжения.

Система энергоснабжения должна обеспечивать промышленное предприятие необходимым количеством электроэнергии и теплоты, топливом заданного качества по графику потребления, соответствующему плану выпуска продукции.

Транспорт энергии и топлива, их преобразование и распределение между отдельными установками, цехами и энергоприемниками необходимо осуществлять в соответствии с оптимальной схемой, отвечающей минимуму народнохозяйственных затрат. Режим энергоснабжения, отвечающий этим условиям, следует считать нормальным режимом энергоснабжения. Таким образом, под надежностью системы энергоснабжения следует понимать надежность обеспечения промышленного предприятия энергией и топливом заданного качества и количества по графику потребления, соответствующему плановому выпуску продукции.

К надежности систем энергоснабжения ряда производств, особенно химической промышленности, предъявляются повышенные требования. Это определяется тем, что даже кратковременные внезапные перерывы энергоснабжения таких производств могут привести к глубокому расстройству технологического процесса, большим материальным потерям, а в ряде случаев к пожарам и взрывам. Однако сохранение энергоснабжения ограниченного количества определенных агрегатов, приемников энергии гарантирует безаварийную остановку процесса, в результате которой последствия от перерыва энергоснабжения основной массы приемников энергии будут минимальными. Поэтому системы энергоснабжения должны обладать определенной живучестью — способностью сохранять энергоснабжение приемников энергии, обеспечивающих остановку технологических процессов без возникновения пожаров, взрывов и других крупных аварий при внезапных ограничениях или перерывах внешнего энергоснабжения.

Система электроснабжения автомобиля.

Система электроснабжения



Общие сведения об электроснабжении автомобиля

Все элементы электрооборудования автомобиля можно разделить на две группы: источники электрического напряжения (или система электроснабжения), и потребители электрической энергии.

Система электроснабжения предназначена для питания всех электропотребителей, выполняющих функции, необходимые для нормальной работы автомобиля. Основу автомобильных систем электроснабжения составляют портативные источники электроэнергии – аккумуляторы и генераторы.

Современный автомобиль оснащен различными устройствами, использующими для своей работы электрическую энергию. Такие устройства называются электропотребителями, которые в совокупности с источниками или накопителями энергии образуют систему электрооборудования автомобиля.

Применение электрических и электронных устройств для функционирования различных систем, приборов, элементов и механизмов автомобиля очень удобно с технической точки зрения, поскольку электроэнергию можно накопить, она легко передается на расстояние, ее легко получить преобразованием других видов энергии, и, что немаловажно – без какой-либо обработки использовать по назначению.

Проблемным остается лишь вопрос накопления электроэнергии впрок, поскольку современные накопители – аккумуляторы (аккумуляторные батареи) – обладают ограниченной емкостью, и не способны обеспечивать функционирование потребителей длительное время. По этой причине автомобили оборудуются электрическими машинами — генераторами, способными преобразовывать механическую энергию в электрическую, отбирая часть механической энергии у работающего двигателя. Полученная таким образом электроэнергия используется для функционирования потребителей при работающем двигателе, а также для пополнения и поддержания необходимого запаса в аккумуляторной батарее.

Основными потребителями электроэнергии в автомобиле являются система зажигания, микропроцессорная система управления впрыском и зажиганием, система пуска двигателя, системы освещения и сигнализации, контрольно-измерительные приборы и различное дополнительное оборудование и устройства. Количество электрооборудования на автомобилях с каждым годом увеличивается, поэтому разработчикам и конструкторам приходится постоянно трудиться над усовершенствованием системы электроснабжения.

Как правило, для питания приборов электрооборудования автомобилей используется электрический ток постоянного напряжения 12 или 24 В. В автомобилях используется параллельное подключение приборов, а поскольку основные элементы автомобиля изготовлены из металла, являющегося хорошим проводником тока, как правило, системы электрооборудования составляются по однопроводной схеме. Вторым проводом в этом случае является металлические детали автомобиля, т. е. его корпус или так называемая «масса».



Для описания работы электрооборудования используется электрическая принципиальная схема (рис. 1.1, а), которая дает полное представление о взаимодействии всех ее элементов и облегчает поиск неисправностей. Главные питающие цепи в принципиальной электрической схеме располагаются горизонтально, а потребители электроэнергии – между ними и «массой» автомобиля.

Схема соединений (рис. 1) показывает действительное расположение элементов электрооборудования на автомобиле и фактическое подключение их в бортовую сеть автомобиля с указанием выхода из пучка каждого провода, расположения переходных колодок, элементов защиты цепи и т. д.

Как правило, к «массе» автомобиля подсоединены отрицательные выводы электросети.

Источниками электроэнергии на автомобиле являются генератор и аккумуляторная батарея, которые включаются параллельно друг другу.

При работающем двигателе генератор является основным источником электроэнергии и обеспечивает электроснабжение потребителей и подзарядку аккумуляторной батареи. При неработающем двигателе функция источника электроэнергии переходит к аккумуляторной батарее, которая также должна обеспечивать надежный пуск двигателя.

Поскольку автомобильные генераторы работают в режимах переменных частот вращения и нагрузок, изменяющихся в широких пределах, для автоматического поддержания электрического напряжения на заданном уровне применяют различные регуляторы напряжения.

***

Принцип работы свинцово-кислотного аккумулятора



Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Системы электроснабжения

Главная > Корпоративным клиентам > Промышленное электроснабжение >

Системы электроснабжения — Это системы состоящие из совокупности источников и систем преобразования , передачи и распределения электрической энергии.

В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без применения электричества. Электричество уже давно и прочно вошло во все отрасли народного хозяйства и в быт людей. Основное достоинство электрической энергии — относительная простота производства , передачи , дробления и преобразования.

В системе электроснабжения объектов можно выделить три вида электроустановок :

— по производству электроэнергии — электрические станции ;

— по передаче , преобразованию и распределению электроэнергии — электрические сети и подстанции ;

— по потреблению электроэнергии в производственных и бытовых нуждах — приемники электроэнергии.

Система электроснабжения объекта состоит из питающих , распределительных , трансформаторных и преобразовательных подстанций и связывающих их кабельных и воздушных сетей , а также токопроводов.

В зависимости от выполняемых функций , возможностей обеспечения схемы питания от энергосистемы , величины и режимов потребления электроэнергии и мощности , особенностей правил пользования электроэнергией потребителей электроэнергии принято делить на следующие основные группы :

— промышленные и приравненные к ним ;

— производственные сельскохозяйственные ;

— бытовые ;

— общественно-коммунальные (учреждения , организации , предприятия торговли и обще-ственного питания и др.).

К системам электроснабжения предъявляются следующие основные требования :

— Надёжность системы и бесперебойность электроснабжения потребителей ;

— Качество электроэнергии на вводе к потребителю ;

( Каждый электроприемник предназначен для работы при определенных параметрах электрической энергии : номинальных частоте , напряжении , токе и т. п., таким образом , качество электрической энергии определяется совокупностью ее характеристик , при которых электроприемники (ЭП) могут нормально работать и выполнять заложенные в них функции. )

Качество электрической энергии может меняться в зависимости от времени суток , погодных и климатических условий , изменения нагрузки энергосистемы , возникновение аварийных режимов в сети и т.д.

В свою очередь снижение качества электрической энергии может привести к заметным изменениям режимов работы электроприёмников и в результате уменьшению производительности рабочих механизмов , ухудшению качества продукции , сокращению срока службы электрооборудования , повышению вероятности аварий.

— Безопасность обслуживания элементов систем электроснабжения ;

— Экономичность , включает в себя такие понятия , как энергоэффективность и энергосбережение ;

— Экологичность ;

— Эргономичность.

Наша организация предлагает следующие услуги и работы в сфере систем электроснабжения * :

Вы можете заказать проектирование и монтаж электроснабжения дома * в комплексе или выбрать отдельные виды необходимых работ :

• Проектирование систем электроснабжения и освещения дома

• Монтаж электроснабжения, освещения, слаботочных систем

• Организация пожарной безопасности

• Монтаж систем бесперебойного и резервного питания, стабилизаторов напряжения

• Монтаж систем обогрева помещений (электрические тёплые полы), систем антиобледенения и снеготаяния

• Монтаж заземляющего контура и систем молниезащиты

* Указанные на сайте цены носят справочный характер и не являются публичной офертой. Уточнить стоимость оборудования и его наличие Вы можете по телефону (812) 309-23-57. Также Вы можете отправить Ваш запрос по факсу (812) 309-23-58 или на электронную почту [email protected]. Наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время.

Системы энергоснабжения | Компания EXC — производство и модернизация горно-шахтного оборудования

На
современных шахтах функции систем энергоснабжения предполагают наибольшую
ответственность, поскольку малейший сбой в питании оборудования может повлечь
нарушение производственных
процессов. Не менее значимы и вопросы оптимизации систем
энергоснабжения, поскольку затраты на энергетические
ресурсы,  как правило, составляют
наибольшую часть затрат на содержание предприятия.

Отсутствие бесперебойного электропитания чревато
не только простоем технологического оборудования и высокими
материальными издержками, но и остановкой аппаратов, обеспечивающих
безопасность работы и жизни персонала – вентиляторов проветривания,
аппаратуры газозащиты, водоотливных установок, транспортных систем и др.
Поэтому схемы электроснабжения шахтового оборудования компании ЕХС предусматривают
питание от нескольких независимых источников.

Заводы-изготовители горно-шахтного электрооборудования ЕХС обеспечивают
комплексный подход к энергообеспечению объектов горно-шахтной отрасли.
Выпускаемое заводами ЕХС силовое питающее оборудование — КРУВ, КТСВП,
КАППВ, КАВ — предназначено для безопасного и удобного подведения
электроэнергии к подземным потребителям.

Электрошахтная аппаратура играет очень важную роль в горнодобывающей промышленности, поскольку основное технологическое оборудование шахт и рудников работает именно на электрической энергии.

Около 5000 единиц электрооборудования производства ЕХС работают в Кузбассе, Воркуте, Якутии и других регионах России, в Казахстане и Вьетнаме. Свыше 3 500 единиц комплектных распределительных устройств во взрывозащищенном исполнении производства ЕХС бесперебойно подают электроэнергию на десятки российских и зарубежных шахт.

Система энергоснабжения космического аппарата Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 342.511.6

СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Н. А. Кузьмина

Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: [email protected]

Представлен анализ системы энергоснабжения космического аппарата. Рассматриваются основные принципы построения системы энергоснабжения космических аппаратов.

Ключевые слова: система энергоснабжения, космический аппарат, спутник, электропитание.

THE POWER SUPPLY SYSTEM OF THE SPACECRAFT

N. A. Kuzmina

Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation E-mail: [email protected]

The article analyses the energy supply system of the spacecraft. The author examines the basic principles of spacecraft power supply system.

Keywords: power system, spacecraft, satellite, power supply.

Изучение и освоение космического пространства требуют разработки и создания космических аппаратов различного назначения. В настоящее время наибольшее практическое применение получают автоматические непилотируемые космические аппараты для формирования глобальной системы связи, телевидения, навигации и геодезии, передачи информации, изучения погодных условий и природных ресурсов Земли, а также исследования дальнего космоса. Для их создания необходимо обеспечить очень жесткие требования по точности ориентации аппарата в космосе и коррекции параметров орбиты, а это требует повышения энерговооруженности космических аппаратов.

Система энергоснабжения КА является основным источником электропитания аппаратуры жизнеобеспечения КА и полезной нагрузки, а также основной частью при расчете энергобаланса КА.

Данная имитационная модель станет основой для проектирования системы энергоснабжения реальных космических аппаратов типа Cube Sat и расчета их энергобаланса.

Имитационная модель позволит отследить изменение основных параметров системы энергоснабжения при движении КА по орбите: выходная мощность солнечных батарей, ёмкость и уровень заряда аккумуляторных батарей, напряжение, что позволит более качественно производить расчет и следить за соблюдением энергобаланса на борту КА.

Прямое преобразование солнечной энергии в электрическую является наиболее перспективным при решении вопроса энергосбережения космических аппаратов. Одним из возможных путей решения проблемы энергоснабжения потребителей является

прямое преобразование солнечной энергии в электрическую с помощью фотоэлектрических установок на основе солнечных батарей (СБ).

В состав системы электропитания космического аппарата входят фотоэлектрическая установка как космического, так и наземного применения, инвертор и накопитель энергии — аккумуляторная батарея (АБ). Известно, что генерация электроэнергии СБ возможна только при облучении ее солнечным светом. При затенении СБ выступает как нагрузка, на которой происходит падение напряжения, что приводит к разрядке АБ. При этом также возможен пробой фотопреобразователей, входящих в состав СБ. Когда фотопреобразователь в результате затенения перестает генерировать ток, то он становится нагрузкой для работающих элементов системы электропитания, которые нагреваются и быстро разрушаются. Затенения могут носить систематический характер (вхождение геостационарного спутника в тень Земли в периоды равноденствия) и локальный — затенение части фотопреобразователя в период раскрытия батареи или при причаливании, например, транспортного корабля.

При затенении солнечной батареи происходит прекращение генерации тока, и данная солнечная батарея становится не источником питания, а нагрузкой для работающих элементов, например АБ. Весь ток солнечной батареи течет через комплекс блокирующих модулей, которые стоят на выходе солнечной батареи и отключают ее от аккумулятора в период затенения. Блокирующие модули должны выдерживать напряжения в сотни вольт и иметь минимальное прямое падение напряжения, поскольку через них идет весь ток батареи. Выход из строя блокирующего модуля приводит к отказу всей солнечной батареи.

Системы управления, космическая навигация и связь

В состав блокирующих модулей входят развязывающие диоды, отключающие СБ от АБ в момент затенения, тем самым защищая фотопреобразователи от роста обратного напряжения в период затенения фотоэлемента и уменьшая силовые потери, связанные с разрядом АБ [4].

Система электропитания малоразмерных космических аппаратов — наноспутников, содержащая аккумуляторную батарею, размещенную внутри космического аппарата, солнечную батарею, размещенную на космическом аппарате, при этом электрическая связь солнечной батареи с аккумуляторной батареей осуществляется через микромеханические блокирующие модули, входящие в состав солнечной батареи космического аппарата и размещенные на космическом аппарате, причем каждый микромеханический блокирующий модуль содержит подложку, расположенные на ней входную и выходную коммутируемые шины с контактными группами и расположенное на подложке коммутирующее устройство в виде подвижных термомеханических актюаторов, выполненных по крайней мере из двух слоев с различными коэффициентами термического расширения, при этом коэффициент термического расширения слоев указанных термомеханических актюаторов, обращенных к подложке, меньше коэффициента термического расширения внешних слоев данных актюаторов, а один из слоев подвижных термомеханических актюаторов обладает обратимой памятью формы, причем указанные актюаторы выполнены с возможностью при увеличении температуры за счет поглощения падающего ИК-излучения находиться в замкнутом состоянии, а при уменьшении температуры за счет потерь тепла ИК-излучением находиться в разомкнутом состоянии.

Рассмотрим основные компоненты системы энергоснабжения. Источник электрической энергии предназначен для генерирования энергии на борту космического аппарата. Для космических аппаратов наибольшее применение находят три типа источников энергии: массивы фотоэлектрических преобразователей или солнечные батареи, статические источники энергии и динамические источники энергии. Классификация источников электрической энергии представлена на рисунке [2].

Массивы фотоэлектрических преобразователей, или солнечные батареи, обеспечивают прямое преобразование энергии солнечного излучения в электрическую энергию [1].

Статические источники энергии используют источник тепла — обычно ядерный реактор, работающий на плутонии-238 или уране-235, для прямого преобразования тепловой энергии в электрическую энергию [3].

Динамические источники энергии также используют источник тепла — обычно концентраторы солнечного излучения, тепловыделяющие элементы на плутонии-238 или обогащенном уране.

Накопитель электрической энергии является неотъемлемой составной частью системы энергоснабжения космического аппарата [1]. Накопители энергии предназначены для накопления излишков энергии на участках работы потребителя с малой нагрузкой и расходования энергии, когда потребляемая энергия превосходит возможности источника энергии [2]. Накопление электроэнергии обеспечивается с помощью аккумуляторной батареи, хотя в некоторых случаях могут использоваться альтернативные варианты накопителей, например, на базе маховиков или топливных элементов.

Источники электрической энергии

Система энергоснабжения космического аппарата должна сохранять работоспособность в условиях космического пространства, а также иметь минимальные габаритные размеры и массу [1].

Изучение и освоение космического пространства требуют разработки и создания космических аппаратов различного назначения. В настоящее время наибольшее практическое применение получают автоматические непилотируемые космические аппараты для формирования глобальной системы связи, телевидения, навигации и геодезии, передачи информации, изучения погодных условий и природных ресурсов Земли, а также исследования дальнего космоса. Для их создания необходимо обеспечить очень жесткие требования по точности ориентации аппарата в космосе и коррекции параметров орбиты, а это требует повышения энерговооруженности космических аппаратов.

Одной из важнейших бортовых систем любого космического аппарата, которая в первую очередь определяет его тактико-технические характеристики, надежность, срок службы и экономическую эффективность, является система электроснабжения.

Выбор и проектирование системы энергоснабжения производят исходя из общих требований к системе энергоснабжения и конкретных, диктуемых целевой направленностью проектируемого КА.

Поэтому проблемы разработки, исследования и создания систем электроснабжения космических аппаратов имеют первостепенное значение, а их решение позволит выйти по удельно-массовым показателям и сроку активного существования на мировой уровень.

Библиографические ссылки

1. Алексеев К. Б., Бебенин Г. Г. Управление космическими летательными аппаратами. М. : Машиностроение, 1974, 340 с.

2. Гущин В. Н. Системы энергопитания // Основы устройства космических аппаратов : учебник для вузов. М. : Машиностроение, 2003. С. 217-241. 272 с.

3. Петровичев М. А., Гуртов А. С. Система энергоснабжения бортового комплекса космических аппаратов : учеб. пособие. Самара : Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2007. 88 с.

4. Фролкова Н. О. Моделирование солнечных батарей на основе различных полупроводников : дис. … канд. техн. наук. М., 2011. 179 с.

References

1. Alekseev K. B., Bebenin G. G. Management of space flying devices. M., Еengineering, 1974. 340 p.

2. Guschin V. N. Power system // Basics of the device of spacecrafts : the textbook for high schools. M. : Mashinostroenie, 2003. Р. 217-241. 272 р.

3. Petrovichev M. A., Gurtov A. C. power supply System of the onboard complex of spacecraft : proc. allowance. Samara : Publishing house of Samar. state Aerocom. University press, 2007. 88 p.

4. Frolkova N. About. Modeling of solar cells based on various semiconductors: dis. . kand. tech. Sciences. M., 2011. 179 p.

© Кузьмина Н. А., 2017

Резервное электропитание, системы энергоснабжения — «Солнечная корона»

Резервная система электроснабжения необходима в таких случаях как:

• К вашему дому уже подведена центральная линия электропередач (ЛЭП), но из-за постоянных отключений сети или ограничений на подключаемую мощность Вы не можете полноценно пользоваться вашим бытовым оборудованием.
• Из-за частых отключений электроэнергии Вы не можете оставить без присмотра систему отопления дома.
• У Вас нередки перенапряжения и просадка в сети из-за того, что сосед на соседней или на одной с вами фазе включает сварочный аппарат или электрообогреватель мощностью, превышающей допустимую.

 Резервная система электроснабжения состоит из Блока Бесперебойного Питания (ББП) и аккумуляторной системы (АкС). АкС отвечает за время резервирования нагрузки, а мощность ББП выбирается исходя из данных по суммарной мощности нагрузки (включенной единовременно) которую требуется зарезервировать. 

 Резервная система служит для обеспечения надежной и бесперебойной работы отопительного оборудования, циркуляционных насосов и другого бытового оборудования, в период пропадания централизованной сети.

 При наличие централизованного сетевого напряжения, ББП пропускает имеющееся напряжение электросети на нагрузку и одновременно заряжает аккумуляторную систему. Если скачки напряжения сети имеют кратковременный, но постоянный характер, то мы рекомендуем добавлять в систему  стабилизатор напряжения на входе системы. 

 Если отключения электроснабжения могут быть продолжительными (более 12 часов), то мы рекомендуем добавить в систему жидкотопливный или газовый генератор.

 Кроме общих технических параметров ББП, указанных в технической спецификации на стоимость и качество работы влияют надежность, функциональность, возможность настроек и страна происхождения. 

 По этим параметрам мы предлагаем Вам выбрать для себя оптимальную систему резервного электроснабжения (ЭКОНОМ, БИЗНЕС или ПРЕСТИЖ). Независимо от стоимости оборудования, мы гарантируем качество и надежность любой подобранной нами системы.

БАЗОВЫЕ БЛОКИ ПИТАНИЯ — Электроника с длиной волны

Теория нерегулируемого источника питания

Поскольку нерегулируемые источники питания не имеют встроенных регуляторов напряжения, они обычно предназначены для выработки определенного напряжения при определенном максимальном выходном токе нагрузки. Обычно это блочные настенные зарядные устройства, которые превращают переменный ток в небольшую струйку постоянного тока и часто используются для питания таких устройств, как бытовая электроника. Они являются наиболее распространенными адаптерами питания и получили прозвище «настенная бородавка».

Выходное напряжение постоянного тока зависит от внутреннего понижающего трансформатора напряжения и должно быть максимально приближено к току, необходимому для нагрузки. Обычно выходное напряжение уменьшается по мере увеличения тока, подаваемого на нагрузку.

При нерегулируемом источнике питания постоянного тока выходное напряжение зависит от размера нагрузки. Обычно он состоит из выпрямителя и конденсатора сглаживания, но без регулятора для стабилизации напряжения. Он может иметь цепи безопасности и лучше всего подходит для приложений, не требующих точности.

Рисунок 4: Блок-схема — нерегулируемая линейная подача

Преимущества нерегулируемых источников питания в том, что они долговечны и могут быть недорогими. Однако их лучше всего использовать, когда точность не является требованием. Они имеют остаточную пульсацию, аналогичную показанной на рисунке 3.

ПРИМЕЧАНИЕ: Wavelength не рекомендует использовать нерегулируемые источники питания с какими-либо из наших продуктов.

Теория регулируемых источников питания

Стабилизированный источник питания постоянного тока — это, по сути, нерегулируемый источник питания с добавлением регулятора напряжения.Это позволяет напряжению оставаться стабильным независимо от величины тока, потребляемого нагрузкой, при условии, что предварительно определенные пределы не превышаются.

Рисунок 5: Блок-схема — Регулируемая поставка

В регулируемых источниках питания схема непрерывно производит выборку части выходного напряжения и регулирует систему, чтобы поддерживать выходное напряжение на требуемом уровне. Во многих случаях включается дополнительная схема для обеспечения ограничений по току или напряжению, фильтрации шума и регулировки выхода.

Линейный, переключаемый или аккумуляторный?

Существует три подгруппы регулируемых источников питания: линейные, переключаемые и аккумуляторные. Из трех основных конструкций регулируемых источников питания линейная является наименее сложной системой, но переключаемое и аккумуляторное питание имеет свои преимущества.

Линейный источник питания
Линейный источник питания используется, когда наиболее важным является точное регулирование и устранение шума. Хотя они не являются наиболее эффективными источниками питания, они обеспечивают лучшую производительность.Название происходит от того факта, что они не используют переключатель для регулирования выходного напряжения.

Линейные источники питания доступны в течение многих лет, и их использование широко распространено и надежно. Они также относительно бесшумны и коммерчески доступны. Недостатком линейных источников питания является то, что они требуют более крупных компонентов, следовательно, они больше и рассеивают больше тепла, чем импульсные источники питания. По сравнению с импульсными источниками питания и батареями они также менее эффективны, иногда демонстрируя лишь 50% эффективности.

Импульсный источник питания
Импульсный источник питания (SMPS) сложнее сконструировать, но он отличается большей универсальностью по полярности и при правильной конструкции может иметь КПД 80% и более. Хотя в них больше компонентов, они меньше и дешевле, чем линейные источники питания.

Рисунок 6: Блок-схема — Регулируемое импульсное питание

Одно из преимуществ коммутируемого режима — меньшие потери на коммутаторе.Поскольку SMPS работают на более высоких частотах, они могут излучать шум и создавать помехи для других цепей. Необходимо принять меры по подавлению помех, такие как экранирование и соблюдение протоколов компоновки.

Преимущества импульсных источников питания заключаются в том, что они, как правило, небольшие и легкие, имеют широкий диапазон входного напряжения и более высокий диапазон выходного напряжения и намного более эффективны, чем линейные источники питания. Однако SMPS имеет сложную схему, может загрязнять сеть переменного тока, является более шумным и работает на высоких частотах, требующих уменьшения помех.

Аккумуляторный
Аккумуляторный источник питания — это третий тип источника питания, по сути, мобильный накопитель энергии. Питание от батарей производит незначительный шум, мешающий работе электроники, но теряет емкость и не обеспечивает постоянного напряжения по мере разряда батарей. В большинстве случаев, когда используются лазерные диоды, батареи — наименее эффективный метод питания оборудования. Для большинства аккумуляторов трудно подобрать правильное напряжение для нагрузки. Использование батареи, которая может превышать внутреннюю рассеиваемую мощность драйвера или контроллера, может повредить ваше устройство.

Выбор источника питания

• При выборе блока питания необходимо учитывать несколько требований.
• Требования к мощности нагрузки или цепи, включая
• Функции безопасности, такие как ограничения по напряжению и току для защиты нагрузки.
• Физический размер и эффективность.
• Помехозащищенность системы.

Electric Power System — Производство, передача и распределение электроэнергии

Типовая схема системы электроснабжения (производство, передача и распределение электроэнергии) и элементы системы распределения

Что такое электроэнергетическая система?

Электроэнергетическая система или электрическая сеть известна как большая сеть электростанций, которые подключены к потребителям нагрузки .

Как хорошо известно, « Энергия не может быть создана или уничтожена , но может быть преобразована только из одной формы энергии в другую форму энергии». Электрическая энергия — это форма энергии, при которой мы передаем эту энергию в виде потока электронов. Итак, электрическая энергия получается путем преобразования различных других форм энергии. Исторически сложилось так, что мы делали это с помощью химической энергии, используя элементы или батареи.

Однако, когда произошло изобретение генератора, он превратился в способ сначала преобразовать некоторую форму энергии в механическую форму энергии, а затем преобразовать ее в электрическую форму энергии с помощью генератора.Генераторы вырабатывают два типа мощности переменного и постоянного тока. Тем не менее, 99% существующих энергосистем используют генераторы переменного тока.

Электроэнергия значительно выросла за два столетия благодаря гибкости, которую она обеспечивает при ее использовании. Разнообразие использования привело к монотонному росту спроса. Однако по мере увеличения нагрузки или спроса практически одно требование остается неизменным. То есть мы должны сгенерировать количество, требуемое для нагрузки, в этот самый момент, потому что это большое количество не может быть сохранено для обеспечения такого высокого объема спроса.

Следовательно, выработка электроэнергии происходит одновременно с тем, как мы ее используем. К тому же наш спрос всегда меняется. Следовательно, с ней меняется и поколение. Помимо меняющегося спроса, различается и тип потребляемого нами тока. Эти вариации ставят множество ограничений и условий. Это причина сложных и больших диспетчерских по всей энергосистеме.

Сеть линий между генерирующей станцией (электростанцией) и потребителем электроэнергии можно разделить на две части.

• Система передачи
• Система распределения

Мы можем изучить эти системы в других категориях, таких как первичная передача и вторичная передача , а также первичная распределительная и вторичная распределительная . Это показано на рисунке 1 ниже (однолинейная или однолинейная схема типовой схемы энергосистемы переменного тока).

Нет необходимости, чтобы все ступени, которые засеваются на фиг.1, должны быть включены в другие схемы питания.Может быть разница. Например, во многих схемах нет вторичной передачи, в других (малых) схемах энергосистемы нет передачи энергии, а есть только распределение.

Основная цель электроэнергетической системы — получить электроэнергию и сделать ее безопасной для точки нагрузки, где она используется в пригодной для использования форме. Это выполняется в пять этапов, а именно:

1. Генерирующая станция
2. Первичная передача
3. Вторичная передача
4. Первичная распределительная система
5. Вторичная распределительная сеть

Следующие части типовой схемы электроснабжения показаны на рисунке 1.

Рис. 2: Типовая схема системы электроснабжения переменного тока (производство, передача и распределение)

После этих пяти уровней энергия должна быть доступна в указанной форме с точки зрения величин напряжения, частоты и согласованности. Генерация означает преобразование формы энергии в электрическую. Передача подразумевает транспортировку этой энергии на очень большие расстояния с очень высокой величиной напряжения. Кроме того, распределение удовлетворяет потребности потребителей на сертифицированном уровне напряжения, и это осуществляется по фидерам.Питатели — это маленькие-маленькие куски груза, физически распределенные в разных местах.

Похожие сообщения:

Давайте объясним все вышеперечисленные уровни один за другим.

Генерирующая или генерирующая станция

Место, где электроэнергии, производимой параллельно соединенными трехфазными генераторами / генераторами, называется генерирующей станцией (т. Е. Электростанцией).

Обычная мощность электростанции и генерирующее напряжение могут составлять 11 кВ , 11.5 кВ 12 кВ или 13 кВ . Но с экономической точки зрения целесообразно увеличивать производимое напряжение с (11 кВ, 11,5 кВ или 12 кВ) до 132 кВ , 220 кВ или 500 кВ или более (в некоторых странах до 1500 кВ ) с помощью Step up трансформатор (силовой трансформатор).

Генерация — это часть энергосистемы, в которой мы преобразуем некоторую форму энергии в электрическую. Это источник энергии в энергосистеме. Он работает все время.Он вырабатывает электроэнергию при разных уровнях напряжения и мощности в зависимости от типа станции и используемых генераторов. Максимальное количество генераторов вырабатывает электроэнергию на уровне напряжения около 11кВ-20кВ . Повышенный уровень напряжения приводит к увеличению требуемого размера генератора и, следовательно, к стоимости.

В настоящее время мы используем следующие генерирующие станции в основном по всему миру: —

1. Тепловая электростанция
2. Электростанция Hydel (гидроэлектрическая)
3. Атомная электростанция
4. Дизельная электростанция
5. Газовая электростанция
6. Солнечная энергия электростанция
7. Приливная электростанция
8. Ветряная электростанция.И т.д. Они используются для разных целей, а именно.
   • Установка базовой нагрузки : — Когда установка используется для обработки потребности в базовой нагрузке в системе
   • Установка пиковой нагрузки : — Когда установка предназначена для обработки потребности в пиковой нагрузке в системе

   Соответственно, установка рассчитана на то, чтобы выдерживать нагрузку.Эта категоризация важна для качества электроэнергии. Также важно, что мощность должна генерироваться в тот же момент, когда нагрузка принимает мощность. Итак, поскольку мы знаем тип нагрузки и примерный размер нагрузки на станции, выбирается другой тип генерирующей станции.

   Например; Тепловая установка, установка Hydel, атомная установка, солнечная установка, ветряная установка и приливная установка выбраны для обработки базовой нагрузки на систему, тогда как газовые установки, дизельные установки используются для обработки пиковой нагрузки.Это в основном определяется характером времени, которое им требуется в процессе начала подачи энергии. Установки с базовой нагрузкой требуют больше времени для выдачи мощности, тогда как установки с пиковой нагрузкой должны запускаться очень быстро, чтобы удовлетворить спрос.

   Связанное сообщение: Почему кабели и линии передачи электроэнергии не закреплены на электрических столбах и опорах передачи?

   Первичная передача

   Электроснабжение (в 132 кВ , 220 кВ , 500 кВ или выше) передается к центру нагрузки по трехфазному трехпроводному соединению ( 3 фазы — 3 провода , также известное как Соединение треугольником ) воздушная система передачи.

   Поскольку уровень генерируемого напряжения составляет около ( 11-20 ) кВ , а спрос находится на различных уровнях напряжения и в очень удаленных от электростанции местах. Например, генерирующая станция может генерировать напряжение 11 кВ, но центр нагрузки находится на расстоянии 1000 км, и находится на уровне 440 В, .

   Следовательно, для доставки электроэнергии на такое большое расстояние необходимо устройство, чтобы это было возможно.Следовательно, система передачи необходима для доставки электроэнергии. Это стало возможным благодаря использованию линий передачи разной длины. Практически во всех случаях это воздушные линии электропередачи. Некоторые исключения случаются, когда необходимо пересечь океан. Затем возникает необходимость использовать подземные кабели.

   Но по мере того, как система росла и требовалась нагрузка, задача в этом процессе становилась очень сложной. При низком уровне напряжения величина тока, протекающего по линии при высокой нагрузке, больше, и, следовательно, падение напряжения из-за сопротивления и реактивного сопротивления линии передачи очень велико.Это приводит к большим потерям в линиях передачи и снижению напряжения на стороне нагрузки.

   Это влияет на стоимость системы и работу оборудования, используемого потребителями. Итак, трансформатор используется для повышения уровня напряжения на определенные значения в диапазоне от 220 кВ до 765 кВ . Это делает текущее значение меньше для той же нагрузки, которая будет иметь более высокие значения тока при определенной нагрузке. Текущее значение можно рассчитать по формуле: —

   Где, = действующее значение линейного напряжения

   = действующее значение линейного тока

   * обозначает сопряжение вектора.

   Повышенный спрос и ограничение местоположения генерирующей станции сделали возможным потребность в очень сложной системе, называемой «Grid». Эта система объединяет несколько генерирующих станций, генерирующих напряжение на разных уровнях, которые соединяются вместе в виде комбинированной системы.

   Это позволяет системе работать с различными центрами нагрузки, и это обеспечивает отличную систему с более высокой надежностью. В настоящее время эта система выросла до размеров страны. Еще одна система, которая используется сейчас, — это использование HVDC.HVDC используется для больших расстояний и иногда используется для соединения двух сетей с разными уровнями напряжения или частоты. HVDC также обеспечивает более низкие потери на коронный разряд, меньшие помехи связи, устранение индуктивного эффекта и устранение рабочей частоты.

   Линии передачи различаются по размерам. Этот размер определяет его характеристики и поведение в системе. Например, в длинных линиях передачи напряжение на стороне потребителя становится выше своего номинального значения в условиях небольшой нагрузки из-за преобладающей емкостной природы линий передачи.

   Вторичная передача

   Удаленная от города территория (окраина), соединенная линиями с приемными станциями, называется вторичной передачей . На приемной станции уровень напряжения понижается понижающими трансформаторами до 132 кВ, 66 или 33 кВ , и электроэнергия передается по трехфазной трехпроводной ( 3 фазы — 3 провода ) воздушной сети в разные подстанции .

   Первичное распределение

   На подстанции уровень напряжения вторичной передачи ( 132 кВ, 66 или 33 кВ, ) снижен до 11 кВ с понижением преобразуется в .

   Как правило, электроснабжение обеспечивается тем потребителям с большой нагрузкой (коммерческое электроснабжение для промышленных предприятий), где потребность составляет 11 кВ, от линий, которые вызывают напряжение 11 кВ (в трехфазной трехпроводной воздушной системе), и они создают отдельную подстанцию ​​для контролировать и использовать тяжелую энергию в промышленности и на заводах.

   В остальных случаях для потребителей с большей нагрузкой (в больших масштабах) потребность составляет до 132 кВ или 33 кВ. Таким образом, электроснабжение обеспечивало их напрямую вторичной передачей или первичным распределением (в 132 кВ, 66 кВ или 33 кВ), а затем понижало уровень напряжения с помощью понижающих трансформаторов на их собственной подстанции для использования (т.е. для электрической тяги и т. д.).

   Когда линии электропередачи приближаются к центрам спроса, уровень напряжения снижается, чтобы сделать его практичным для распределения в разных местах нагрузки. Следовательно, мощность берется из сети и снижается до 30-33 кВ, , в зависимости от мест, куда она подается. Затем он передается на подстанции. Например, напряжение системы на уровне подстанции в Индии составляет 33 кВ .

   Связанные сообщения:

   На подстанциях предусмотрено множество механизмов управления, чтобы сделать подачу электроэнергии управляемым и непрерывным процессом без особых помех.Эти подстанции подают питание на более мелкие блоки, называемые « Feeders ». Это осуществляется с помощью « воздушных линий » или « подземных кабелей ». Эти фидеры находятся в городах или деревнях, или это может быть какая-то группа предприятий, которая берет энергию от подстанции и преобразует ее уровень напряжения в соответствии с ее собственным использованием.

   Для домашнего использования напряжение дополнительно снижается до 110–230 В ( фаза на землю ) для использования людьми с другим коэффициентом мощности.Совокупный объем спроса — это нагрузка на всю систему, и она должна быть сгенерирована в этот момент.

   В зависимости от схемы распределительной сети она подразделяется на радиальную или кольцевую. Это придает системе разную степень надежности и стабильности. Все эти системы защищены с помощью различных схем защиты, включающих автоматические выключатели, реле, ограничители молнии, заземляющие провода и т. Д.

   Многие измерительные и чувствительные элементы также связаны, такие как «Трансформатор тока» и «Трансформатор потенциала », а также измерения на всех уровнях. места от подстанций до фидеров до мест потребителей.

   Вторичное распределение

   Электроэнергия передается (от первичной распределительной линии, например, 11 кВ) на распределительную подстанцию, известную как вторичное распределение . Данная подстанция расположена вблизи бытовых и потребительских территорий, где уровень напряжения понижен до 440 В понижающими трансформаторами .

   Эти трансформаторы называются Распределительные трансформаторы , трехфазная четырехпроводная система (3 фазы — 4 провода, также известные как Соединение звездой ).Таким образом, между любыми двумя фазами и 230 В (однофазное питание ) между нейтралью и фазным проводом (под напряжением) находится 400 Вольт (трехфазная система питания) .

   Жилая нагрузка (например, вентиляторы, освещение, телевизор и т. Д.) Может быть подключена между одной фазой и нулевым проводом, а трехфазная нагрузка может быть подключена непосредственно к трехфазным линиям.

   Короче говоря, вторичное распределение электроэнергии можно разделить на три части, такие как фидеры, распределители и линии обслуживания (подробности ниже).

   Связанное сообщение:

   Комбинированный процесс энергосистемы

   Вся структура энергосистемы состоит из источника (генерирующая станция), передачи (передача и распределение) и нагрузки (потребителя). Цели: —

   • Номинальное напряжение и частота до центров нагрузки.
   • Надежность системы, обеспечивающая непрерывную подачу электроэнергии.
   • Гибкость системы, обеспечивающая доступность питания при различных уровнях напряжения
   • Более быстрое устранение неисправностей, чтобы система работала хорошо в течение более длительного времени и увеличивалась срок ее службы
   • Стоимость электроэнергии должна быть как можно ниже
   • Потери в системе должно быть как можно ниже.

   Рис. 3: Комбинированный процесс в энергосистеме

   Все эти цели достигаются за счет использования различных комплектов генерирующих станций, систем передачи, систем распределения и повышенного качества оборудования безопасности.

   В любой момент наша нагрузка меняется в разной степени. Следовательно, чтобы следовать за спросом, поколение должно измениться и догнать спрос. Для этого существует множество механизмов управления, таких как регулирующий клапан на тепловых станциях, регулирующие стержни на атомных станциях, которые изменяют количество вырабатываемой энергии. И для этой цели существует набор механизмов, обеспечивающих передачу спроса на генерирующую станцию. Это PLC, SCADA, волоконно-оптическая связь, GSM-связь и т. Д.

   Кроме того, в энергосистеме используются некоторые методы оценки состояния для прогнозирования потребности в нагрузке в различные моменты времени. Это помогает определить количество энергии, которое необходимо произвести в нужное время. Теперь, с появлением новых технологий, очень многообещающим является использование «мягких вычислений» для управления работой энергосистемы. Кроме того, он сопровождается различным программным обеспечением и численными методами. Следовательно, можно сказать, что этапы, на которых работает энергосистема, следующие: —

   • Изменение потребности в нагрузке
   • Связь между подстанцией и генерирующей станцией
   • Операции управления на генерирующих станциях
   • Непрерывная оценка изменений на подстанции востребован

   Современная энергосистема работает и буквально обрабатывает такое большое количество электроэнергии с помощью этих четырех основных шагов.Чем лучше регулируется подаваемая мощность, тем выше будет качество электроэнергии, потому что качество энергии — это просто поддержание номинального значения напряжения и частоты в каждом месте. Эта цель достигается только тогда, когда вся система работает в постоянной координации и эффективности.

   Поскольку наша нагрузка меняется от состояния с небольшой нагрузкой до состояния с высокой нагрузкой, подстанция связывается с генерирующей станцией, чтобы увеличить выработку электроэнергии, и она постоянно проверяет требования, чтобы обеспечить непрерывную подачу электроэнергии.

   Обмен данными осуществляется в зависимости от величины нагрузки и затрат, связанных с процессом. Более того, это увеличение спроса затем подтверждается генерирующей станцией путем изменения мощности, потребляемой генератором. Кроме того, от генерирующей станции до центров нагрузки существуют различные уровни (а именно, передача и распределение).

   Таким образом, для обеспечения качества и надежности электроэнергии используется множество устройств для эффективного выполнения различных механизмов управления, включая системы управления неисправностями, системы повышения коэффициента мощности, системы измерения и т. Д.

   Все эти операции выполняются непрерывно в любой энергосистеме по всему миру, чтобы обеспечить возможность и эффективность подачи энергии. С увеличением спроса произошло увеличение изобретений различных устройств.

   Кроме того, доходы, полученные от распределения электроэнергии, сделали возможным дальнейшее изобретение и использование новых технологий. Это позволяет нам использовать энергию в такой простой форме, тогда как на самом деле многие сложные операции выполняются постоянно.

   ниже представляет собой полную типичную схему системы электроснабжения переменного тока, другими словами, вся история, приведенная выше на рис. 4.

   Щелкните изображение, чтобы увеличить

   Рис. 4: Типовая схема системы электроснабжения (производство, передача и распределение Электроэнергия)

   Элементы системы распределения

   Вторичное распределение может быть разделено на следующие три части.

   1. Питатели
   2. Дистрибьюторы
   3. Линии обслуживания или сеть обслуживания

   Связанная должность: Проектирование системы заземления в сети подстанции

   Рис. 5: Элементы распределительной системы

   Питатели

   Те линии электропередач, которые соединяют генерирующую станцию ​​(электростанцию) или подстанцию ​​с распределителями, называются фидерами .Помните, что ток в фидерах (в каждой точке) постоянный, а уровень напряжения может быть разным. Ток, протекающий в фидерах, зависит от размера проводника. Рис. 5.

   Распределители

   Те ленты, которые извлекаются для подачи электроэнергии к потребителям или линиям, от которых потребители получают прямое электроснабжение, известны как распределители, как показано на рис. 5. Ток различается в каждой секции. У распределителей при этом напряжение может быть таким же.Выбор распределителей зависит от падения напряжения и может быть рассчитан на различный уровень падения напряжения. Это потому, что потребители должны получать номинальное напряжение в соответствии с правилами и конструкцией.

   Полезно знать: основное различие между фидером и распределителем заключается в том, что ток в фидере одинаков, (в каждой секции), с другой стороны, Напряжение одинаково в каждой секции распределителя

   Связанная публикация : Техническое обслуживание трансформатора — Техническое обслуживание, диагностика и мониторинг силовых трансформаторов

   Сервисные линии или сервисная сеть

   Обычный кабель, который подключается между распределителями и терминалом нагрузки потребителя, называемый сервисной линией или сервисной сетью. другими словами, кабель, который был подключен к линиям электропередачи 11 кВ (взят от понижающего трансформатора) для получения трехфазного или однофазного источника питания. Электропитание между фазой или нейтралью составляет 230 В переменного тока (110 в США ) и 440 В переменного тока (208 в США ) в трехфазной системе (между фазами).

   Статьи по теме:

   Общие сведения об источниках питания переменного / постоянного тока | Статья

   .

   СТАТЬЯ ОБРАЗОВАНИЯ

   Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик — рассылается раз в месяц

   Мы ценим вашу конфиденциальность

   Что такое блок питания?

   Источник питания — это электрическое устройство, которое преобразует электрический ток, поступающий от источника питания, такого как сеть, в значения напряжения и тока, необходимые для питания нагрузки, такой как двигатель или электронное устройство.

   Назначение источника питания — обеспечить нагрузку надлежащим напряжением и током. Ток должен подаваться контролируемым образом — и с точным напряжением — на широкий диапазон нагрузок, иногда одновременно, и все это без изменения входного напряжения или других подключенных устройств, влияющих на выход.

   Источник питания может быть внешним, что часто встречается в таких устройствах, как ноутбуки и зарядные устройства для телефонов, или внутренним, например, в более крупных устройствах, таких как настольные компьютеры.

   Источник питания может быть регулируемым или нерегулируемым. В регулируемом источнике питания изменения входного напряжения не влияют на выход. С другой стороны, в нерегулируемом источнике питания выходная мощность зависит от любых изменений на входе.

   Все блоки питания объединяет то, что они берут электроэнергию от источника на входе, каким-то образом преобразуют ее и доставляют в нагрузку на выходе.

   Питание на входе и выходе может быть переменным (AC) или постоянным (DC) током:

   • Постоянный ток (DC) возникает, когда ток течет в одном постоянном направлении.Обычно он поступает от батарей, солнечных элементов или преобразователей переменного тока в постоянный. Постоянный ток — предпочтительный тип питания для электронных устройств.
   • Переменный ток (AC) возникает, когда электрический ток периодически меняет свое направление. Переменный ток — это метод, используемый для подачи электроэнергии по линиям электропередачи в дома и на предприятия

   Следовательно, если переменный ток — это тип питания, подаваемого в ваш дом, а постоянный ток — это тип питания, который вам нужен для зарядки телефона, вам понадобится источник питания переменного / постоянного тока для преобразования переменного напряжения, поступающего из электросети к напряжению постоянного тока, необходимому для зарядки аккумулятора вашего мобильного телефона.

   Общие сведения о переменном токе (AC)

   Первым шагом в разработке любого источника питания является определение входного тока. И в большинстве случаев источником входного напряжения электросети является переменный ток.

   Типичная форма волны переменного тока — синусоида (см. Рисунок 1) .`

   Рисунок 1: Форма сигнала переменного тока и основные параметры

   Есть несколько показателей, которые необходимо учитывать при работе с блоком питания переменного тока:

   • Пиковое напряжение / ток: максимальное значение амплитуды волны
   • Частота: количество циклов, которые волна завершает в секунду.Время, необходимое для завершения одного цикла, называется периодом.
   • Среднее напряжение / ток: Среднее значение всех точек напряжения в течение одного цикла. В чисто переменном токе без наложенного постоянного напряжения это значение будет равно нулю, потому что положительная и отрицательная половины компенсируют друг друга.
   • Среднеквадратичное напряжение / ток: определяется как квадратный корень из среднего значения за один цикл квадрата мгновенного напряжения. В чистой синусоидальной волне переменного тока его значение можно рассчитать с помощью уравнения (1) :

   $$ V_ {PEAK} \ over \ sqrt 2 $$

   • Его также можно определить как эквивалентную мощность постоянного тока, необходимую для достижения такого же теплового эффекта.Несмотря на сложное определение, он широко используется в электротехнике, поскольку позволяет найти эффективное значение переменного напряжения или тока. Из-за этого его иногда обозначают как V _AC .
   • Фаза: угловая разница между двумя волнами. Полный цикл синусоидальной волны делится на 360 °, начиная с 0 °, с пиками на 90 ° (положительный пик) и 270 ° (отрицательный пик) и дважды пересекая начальную точку, на 180 ° и 360 °. Если две волны изображены вместе, и одна волна достигает своего положительного пика в то же самое время, когда другая достигает своего отрицательного пика, то первая волна будет иметь угол 90 °, а вторая волна — 270 °; это означает, что разность фаз составляет 180 °.Считается, что эти волны находятся в противофазе, так как их значения всегда будут иметь противоположные знаки. Если разность фаз равна 0 °, мы говорим, что две волны находятся в фазе.

   Переменный ток (AC) — это способ передачи электроэнергии от генерирующих объектов конечным пользователям. Он используется для транспортировки электроэнергии, потому что в процессе транспортировки электроэнергию необходимо преобразовывать несколько раз.

   Электрические генераторы вырабатывают напряжение около 40 000 В или 40 кВ.Затем это напряжение повышается до любого значения от 150 кВ до 800 кВ, чтобы снизить потери мощности при транспортировке электрического тока на большие расстояния. Когда он достигает места назначения, напряжение снижается до 4–35 кВ. Наконец, прежде чем ток достигнет отдельных пользователей, он снижается до 120 В или 240 В, в зависимости от местоположения.

   Все эти изменения напряжения будут либо сложными, либо очень неэффективными по сравнению с постоянным током (DC), потому что линейные трансформаторы зависят от колебаний напряжения для передачи и преобразования электрической энергии, поэтому они могут работать только с переменным током (AC).

   Линейный и импульсный источник питания переменного / постоянного тока

   Линейный источник питания переменного / постоянного тока

   Линейный источник питания переменного / постоянного тока имеет простую конструкцию.

   При использовании трансформатора входное напряжение переменного тока (AC) снижается до значения, более подходящего для предполагаемого применения. Затем пониженное напряжение переменного тока выпрямляется и превращается в напряжение постоянного тока (DC), которое фильтруется для дальнейшего улучшения качества формы сигнала (Рисунок 2) .

   Рисунок 2: Блок-схема линейного источника переменного / постоянного тока

   Традиционная конструкция линейного источника питания переменного / постоянного тока развивалась с годами, улучшаясь с точки зрения эффективности, диапазона мощности и размера, но эта конструкция имеет некоторые существенные недостатки, которые ограничивают ее интеграцию.

   Огромным ограничением линейного источника питания переменного / постоянного тока является размер трансформатора. Поскольку входное напряжение преобразуется на входе, необходимый трансформатор должен быть очень большим и, следовательно, очень тяжелым.

   На низких частотах (например, 50 Гц) необходимы большие значения индуктивности для передачи большого количества энергии от первичной катушки ко вторичной. Это требует больших сердечников трансформатора, что делает практически невозможной миниатюризацию этих источников питания.

   Еще одним ограничением линейных источников питания переменного / постоянного тока является регулировка напряжения большой мощности.

   В линейном блоке питания переменного / постоянного тока используются линейные регуляторы для поддержания постоянного напряжения на выходе. Эти линейные регуляторы рассеивают лишнюю энергию в виде тепла.Для малой мощности особых проблем не представляет. Однако для высокой мощности тепло, которое должен рассеивать регулятор для поддержания постоянного выходного напряжения, очень велико и потребует добавления очень больших радиаторов.

   Импульсный источник питания переменного / постоянного тока

   Новая методология проектирования была разработана для решения многих проблем, связанных с проектированием линейных или традиционных источников питания переменного / постоянного тока, включая размер трансформатора и регулировку напряжения.

   Импульсные источники питания теперь возможны благодаря развитию полупроводниковой технологии, особенно благодаря созданию мощных полевых МОП-транзисторов, которые могут очень быстро и эффективно включаться и выключаться даже при больших напряжениях и токах.

   Импульсный источник питания переменного / постоянного тока позволяет создавать более эффективные преобразователи мощности, которые больше не рассеивают избыточную мощность.

   Блоки питания

   AC / DC, в которых используются импульсные преобразователи мощности, называются импульсными блоками питания. Импульсные источники питания переменного / постоянного тока имеют несколько более сложный метод преобразования переменного тока в постоянный.

   В импульсных источниках питания переменного тока входное напряжение больше не снижается; скорее, он выпрямляется и фильтруется на входе.Затем постоянное напряжение проходит через прерыватель, который преобразует напряжение в серию высокочастотных импульсов. Наконец, волна проходит через другой выпрямитель и фильтр, который преобразует ее обратно в постоянный ток (DC) и устраняет любую оставшуюся составляющую переменного тока (AC), которая может присутствовать до достижения выхода (см. Рисунок 3) .

   При работе на высоких частотах катушка индуктивности трансформатора может передавать больше мощности, не достигая насыщения, что означает, что сердечник может становиться все меньше и меньше.Следовательно, трансформатор, используемый для переключения источников питания переменного / постоянного тока для уменьшения амплитуды напряжения до заданного значения, может составлять часть размера трансформатора, необходимого для линейного источника питания переменного / постоянного тока.

   Рисунок 3: Блок-схема импульсного источника питания переменного / постоянного тока

   Как и следовало ожидать, этот новый метод проектирования имеет некоторые недостатки.

   Импульсные преобразователи мощности переменного / постоянного тока могут создавать в системе значительный уровень шума, который необходимо устранить, чтобы исключить его на выходе.Это создает потребность в более сложных схемах управления, что, в свою очередь, усложняет конструкцию. Тем не менее, эти фильтры состоят из компонентов, которые можно легко интегрировать, поэтому они не оказывают существенного влияния на размер блока питания.

   Меньшие трансформаторы и повышенная эффективность регуляторов напряжения в импульсных источниках питания переменного / постоянного тока — вот причина, по которой теперь мы можем преобразовывать напряжение переменного тока 220 В ¬RMS в напряжение 5 В постоянного тока с помощью преобразователя питания, который может поместиться у вас на ладони.

   В таблице 1 приведены различия между линейными и импульсными источниками питания переменного / постоянного тока.

   Транзисторы

   Нерегулируемые источники питания

   	Линейный источник питания переменного / постоянного тока	Импульсный источник питания переменного / постоянного тока
   Размер и вес	Необходимы большие трансформаторы, что значительно увеличивает размер и вес	Более высокие частоты позволяют при необходимости использовать трансформаторы гораздо меньшего размера.
   КПД	Если не регулировать, потери в трансформаторе являются единственной существенной причиной потери эффективности.В случае регулирования приложения с большой мощностью будут иметь решающее влияние на эффективность.	обладают небольшими коммутационными потерями, поскольку они ведут себя как малые сопротивления. Это обеспечивает эффективных мощных приложений .
   Шум	могут иметь значительный шум, вызванный пульсациями напряжения, но регулируемые линейные источники питания постоянного тока переменного тока могут иметь чрезвычайно низкий уровень шума. Вот почему они используются в медицинских приложениях.	Когда транзисторы переключаются очень быстро, они создают шум в цепи. Однако это можно либо отфильтровать, либо частоту переключения можно сделать чрезвычайно высокой, выше предела человеческого слуха, для аудиоприложений
   Сложность	Линейный источник питания переменного / постоянного тока, как правило, имеет меньше компонентов и более простые схемы, чем импульсный источник питания переменного / постоянного тока.	Дополнительный шум, создаваемый трансформаторами, вынуждает добавлять большие сложные фильтры, а также схемы управления и регулирования для преобразователей.

   Таблица 1: Линейные и импульсные источники питания

   Однофазные и трехфазные блоки питания

   Источник питания переменного тока может быть однофазным или трехфазным:

   • Трехфазный источник питания состоит из трех проводов, называемых линиями, каждая из которых передает переменный ток (AC) той же частоты и амплитуды напряжения, но с относительной разностью фаз 120 °, или одной трети цикл (см. рисунок 4) .Эти системы являются наиболее эффективными при передаче большого количества энергии и поэтому используются для доставки электроэнергии от генерирующих объектов в дома и на предприятия по всему миру.
   • Однофазный источник питания — предпочтительный метод подачи тока в отдельные дома или офисы, чтобы равномерно распределять нагрузку между линиями. В этом случае ток течет от линии питания через нагрузку, а затем обратно через нейтральный провод. Это тип питания, который используется в большинстве установок, за исключением крупных промышленных или коммерческих зданий.Однофазные системы не могут передавать столько энергии на нагрузку и более подвержены сбоям питания, но однофазное питание также позволяет использовать гораздо более простые сети и устройства.

   Рисунок 4: Форма кривой переменного тока трехфазного источника питания

   Есть две конфигурации для передачи энергии через трехфазный источник питания: конфигурация треугольника $ (\ Delta) $ и конфигурация звезды (Y), также называемые конфигурациями треугольника и звезды, соответственно.

   Основное различие между этими двумя конфигурациями заключается в возможности добавления нейтрального провода (см. Рисунок 5) .

   Соединения

   Delta обеспечивают большую надежность, но соединения Y могут подавать два разных напряжения: фазное напряжение, которое является однофазным напряжением, подаваемым в дома, и линейное напряжение для питания больших нагрузок. Соотношение между фазным напряжением (или фазным током) и линейным напряжением (или линейным током) в конфигурации Y заключается в том, что амплитуда линейного напряжения (или тока) в √3 раз больше, чем амплитуда фазы.

   Поскольку стандартная система распределения электроэнергии должна обеспечивать питанием как трехфазные, так и однофазные системы, большинство сетей распределения электроэнергии имеют три линии и нейтраль.Таким образом, и дома, и промышленное оборудование могут быть снабжены одной и той же линией электропередачи. Поэтому конфигурация Y наиболее часто используется для распределения мощности, тогда как конфигурация треугольника обычно используется для питания трехфазных нагрузок, таких как большие электродвигатели.

   Рисунок 5: Трехфазные конфигурации Y и треугольника

   Напряжение, при котором электросеть поставляет однофазную электроэнергию своим пользователям, имеет различные значения в зависимости от географического положения.Вот почему очень важно проверить диапазон входного напряжения источника питания перед его покупкой или использованием, чтобы убедиться, что он предназначен для работы в электросети вашей страны. В противном случае вы можете повредить блок питания или подключенное к нему устройство.

   В таблице 2 сравниваются напряжения в сетях в разных регионах мира.

   Действующее значение (переменный ток) Напряжение	Пиковое напряжение	Частота	Область
   230 В	310V	50 Гц	Европа, Африка, Азия, Австралия, Новая Зеландия и Южная Америка
   120 В	170V	60 Гц	Северная Америка
   100 В	141V	50 Гц / 60 Гц	Япония *

   * Япония имеет две частоты в своей национальной сети из-за истоков ее электрификации в конце 19 века.В западном городе Осака поставщики электроэнергии купили генераторы 60 Гц в Соединенных Штатах, а в Токио, который находится на востоке Японии, они купили немецкие генераторы 50 Гц. Обе стороны отказались изменить свою частоту, и по сей день Япония все еще имеет две частоты: 50 Гц на востоке и 60 Гц на западе.

   Как упоминалось ранее, трехфазное питание используется не только для транспортировки, но также для питания больших нагрузок, таких как электродвигатели или зарядки больших аккумуляторов. Это связано с тем, что параллельное приложение мощности в трехфазных системах может передавать намного больше энергии нагрузке и может делать это более равномерно из-за перекрытия трех фаз (см. Рисунок 6) .

   Рисунок 6: Передача энергии в однофазных (слева) и трехфазных (справа) системах

   Например, при зарядке электромобиля (EV) количество энергии, которое вы можете передать аккумулятору, определяет, насколько быстро он заряжается.

   Однофазные зарядные устройства подключаются к сети переменного тока (AC) и преобразуются в постоянный ток (DC) внутренним силовым преобразователем переменного / постоянного тока автомобиля (также называемым бортовым зарядным устройством). Мощность этих зарядных устройств ограничена сетью и розеткой переменного тока.

   Ограничение варьируется от страны к стране, но обычно составляет менее 7 кВт для розетки на 32 А (в ЕС 220 x 32 А = 7 кВт). С другой стороны, трехфазные источники питания преобразуют мощность из переменного в постоянный извне и могут передавать более 120 кВт на батарею, обеспечивая сверхбыструю зарядку.

   Сводка

   Источники питания переменного / постоянного тока есть повсюду. Основная задача источника питания переменного / постоянного тока — преобразовывать переменный ток (AC) в стабильное постоянное напряжение (DC), которое затем может использоваться для питания различных электрических устройств.

   Переменный ток используется для транспортировки электроэнергии по всей электрической сети от генераторов до конечных потребителей. Цепь переменного тока (AC) может быть сконфигурирована как однофазная или трехфазная система. Однофазные системы проще и могут обеспечивать мощность, достаточную для питания всего дома, но трехфазные системы могут обеспечивать гораздо больше мощности более стабильным образом, поэтому они часто используются для питания промышленных приложений.

   Разработка эффективных источников питания переменного / постоянного тока — непростая задача, поскольку современные рынки требуют мощных, чрезвычайно эффективных и миниатюрных источников питания, способных поддерживать эффективность в широком диапазоне нагрузок.

   Способы проектирования источников питания переменного / постоянного тока со временем изменились. Линейные источники питания переменного / постоянного тока ограничены по размеру и эффективности, поскольку они работают на низких частотах и ​​регулируют выходную температуру, рассеивая избыточную энергию в виде тепла. Напротив, импульсные источники питания стали чрезвычайно популярными, потому что в них используются импульсные регуляторы для преобразования переменного тока в постоянный. Импульсные блоки питания работают на более высоких частотах и ​​преобразуют электроэнергию намного эффективнее, чем предыдущие разработки, что позволило создать мощные блоки питания переменного / постоянного тока размером с ладонь.

   _________________________

   Вам это показалось интересным? Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик — рассылайте их раз в месяц!

   Статьи по теме

   Чему о синхронных выпрямителях не говорят в школе — Избранные темы из реальных проектов

   Характеристики источника питания

   : часто задаваемые вопросы | Силовая электроника

   Как характеристики источника питания влияют на электронную систему?

   Характеристики источника питания влияют на производительность и конструкцию электронной системы.Среди важных характеристик источника питания — эффективность в указанном диапазоне температур. Кроме того, существуют важные функции, которые защищают источник питания и его нагрузку от повреждений, таких как перегрузка по току на выходе, перегрев, пусковой ток и перенапряжение на выходе. Кроме того, существуют рабочие параметры источника питания, такие как дрейф, динамический отклик, линейное регулирование и регулирование нагрузки, которые могут повлиять на работу системы.

   Как эффективность блока питания влияет на работу электронной системы?

   Инжир.1. Типичный график эффективности источника питания.

   Эффективность блока питания определяет тепловые и электрические потери в системе, а также количество необходимого охлаждения. Кроме того, это влияет на физические размеры корпуса как источника питания, так и конечной конечной системы. Кроме того, это влияет на рабочие температуры компонентов системы и, как следствие, на надежность системы. Эти факторы влияют на определение общей стоимости системы, как оборудования, так и поддержки на месте. Таблицы данных по источникам питания обычно включают график зависимости КПД отвыходной ток, как показано в Рис.1 . Этот график показывает, что эффективность зависит от приложенного напряжения источника питания, а также от выходного тока нагрузки.

   Эффективность, надежность и рабочая температура взаимосвязаны. В технических паспортах источников питания обычно указываются конкретные требования к воздушному потоку и радиатору. Например, рабочая температура окружающей среды влияет на выходной ток нагрузки, с которым источник питания может надежно справиться. Кривые снижения номинальных характеристик источника питания ( рис.2 ) указывают на его надежную зависимость рабочего тока от температуры. Рис. 2 показывает, с какой силой тока можно безопасно справиться с источником питания, если он работает с естественной конвекцией, или 200 LFM и 400 LFM.

   Рис. 2. Типичные кривые снижения номинальных характеристик источника питания.

   Какие рабочие функции защищают источник питания?
   

   Есть несколько других характеристик, которые влияют на работу блока питания. Среди них есть те, которые используются для защиты поставок, в том числе:

   Перегрузка по току: Режим отказа, вызванный выходным током нагрузки, превышающим указанный.Он ограничен максимальной допустимой токовой нагрузкой источника питания и контролируется внутренними схемами защиты. В некоторых случаях это также может повредить блок питания. Короткие замыкания между выходом источника питания и землей могут создавать токи в системе, которые ограничиваются только максимальной допустимой токовой нагрузкой и внутренним сопротивлением источника питания. Без ограничения этот высокий ток может вызвать перегрев и повредить источник питания, а также нагрузку и ее межсоединения (дорожки на печатной плате, кабели).Поэтому большинство источников питания должны иметь ограничение по току (защиту от перегрузки по току), которое срабатывает, если выходной ток превышает указанный максимум.

   Перегрев: Необходимо не допускать превышения температуры, превышающей указанный предел для блока питания, иначе это может вызвать сбой блока питания. Чрезмерная рабочая температура может повредить источник питания и подключенные к нему цепи. Поэтому во многих источниках питания используется датчик температуры и связанные с ним цепи для отключения источника питания, если его рабочая температура превышает определенное значение.В частности, полупроводники, используемые в источниках питания, чувствительны к температурам, превышающим указанные пределы. Многие источники питания включают защиту от перегрева, которая отключает подачу, если температура превышает указанный предел.

   Перенапряжение: Этот режим отказа возникает, если выходное напряжение превышает заданное значение постоянного тока, что может вызвать чрезмерное постоянное напряжение, которое повреждает цепи нагрузки. Обычно нагрузки электронных систем могут выдерживать перенапряжение до 20% без каких-либо необратимых повреждений.Если это необходимо, выберите источник, который минимизирует этот риск. Многие источники питания включают защиту от перенапряжения, которая отключает питание, если выходное напряжение превышает заданное значение. Другой подход — это ломовый стабилитрон, который проводит достаточный ток на пороге перенапряжения, так что он активирует ограничение тока источника питания и отключается.

   Мягкий пуск : ограничение пускового тока может потребоваться при первом включении питания или при «горячей» замене новых плат.Обычно это достигается с помощью схемы плавного пуска, которая замедляет начальный рост тока, а затем обеспечивает нормальную работу. Если его не лечить, пусковой ток может генерировать высокий пиковый зарядный ток, который влияет на выходное напряжение источника питания. Если это важное соображение, выберите источник питания с этой функцией.

   Блокировка при пониженном напряжении : Известная как UVLO, она включает питание, когда оно достигает достаточно высокого входного напряжения, и отключает питание, если входное напряжение падает ниже определенного значения.Эта функция используется для источников питания, работающих как от электросети, так и от батареи. При работе от батарейного источника питания UVLO отключает источник питания (а также систему), если батарея разряжается настолько, что снижает входное напряжение источника питания до слишком низкого уровня для обеспечения надежной работы.

   Коррекция коэффициента мощности (PFC): Применимо только к источникам питания ac-dc . Взаимосвязь между напряжением линии переменного тока и током называется коэффициентом мощности. Для чисто резистивной нагрузки на линии питания напряжение и ток совпадают по фазе, а коэффициент мощности равен 1.0. Однако, когда источник питания переменного и постоянного тока размещается на линии электропередачи, разность фаз напряжения и тока увеличивается, а коэффициент мощности уменьшается, поскольку процесс выпрямления и фильтрации входного переменного тока нарушает соотношение между напряжением и током в линии электропередачи. . Когда это происходит, это снижает эффективность источника питания и генерирует гармоники, которые могут вызвать проблемы для других систем, подключенных к той же линии питания. Цепи коррекции коэффициента мощности (PFC) изменяют соотношение между напряжением и током линии электропередачи, делая их ближе к синфазным.Это улучшает коэффициент мощности, уменьшает гармоники и повышает эффективность источника питания. Если важны гармоники в линии питания, выберите источник питания с коррекцией коэффициента мощности, имеющий коэффициент мощности 0,9 или выше.

   Электромагнитная совместимость (EMC): В изготовленных источниках питания должны использоваться методы проектирования, обеспечивающие электромагнитную совместимость (EMC) за счет минимизации электромагнитных помех (EMI). В импульсных источниках питания постоянное напряжение преобразуется в прерывистый или импульсный сигнал.Это заставляет источник питания генерировать узкополосный шум (EMI) на основной частоте частоты переключения и связанных с ней гармоник. Чтобы уменьшить шум, производители должны минимизировать излучаемые или кондуктивные излучения.

   Производители источников питания могут минимизировать электромагнитное излучение, заключив источник в металлический ящик или нанеся на корпус металлический материал с распылением. Производители также должны обращать внимание на внутреннюю компоновку источника питания и проводку, входящую и выходящую из источника, которые могут создавать электрические помехи.

   Большая часть кондуктивных помех в линии питания является результатом работы главного переключающего транзистора или выходных выпрямителей. Благодаря коррекции коэффициента мощности и правильной конструкции трансформатора, подключению радиатора и конструкции фильтра производитель источника питания может снизить кондуктивные помехи, чтобы источник питания мог получить одобрение регулирующего органа по электромагнитным помехам без чрезмерных затрат на фильтрацию. Всегда проверяйте, соответствует ли производитель источника питания требованиям нормативных стандартов EMI.

   Нормативные стандарты

   Стандарты

   пытаются стандартизировать характеристики продукта по электромагнитной совместимости в отношении электромагнитных помех. Нормативные стандарты должны соблюдаться, поскольку для секции управления питанием конечного оборудования требуются международные и национальные стандарты. Эти стандарты различаются от страны к стране, поэтому производитель подсистемы питания и производитель конечной системы должны придерживаться этих стандартов там, где система будет продаваться. Инженеры-проектировщики должны понимать эти стандарты, даже если они не могут проводить сертификацию стандартов.Понимание этих нормативных стандартов обычно создает проблемы для разработчиков подсистем управления питанием, потому что:

   · Многие стандарты технически сложны, и для их расшифровки требуется эксперт.

   · Часто стандарты написаны в форме, которую непосвященным трудно интерпретировать, потому что обычно существуют исключения и исключения, которые не ясны.

   · Могут быть задействованы несколько различных агентств, поэтому некоторые из них могут относиться к одной стране или группе стран, а не к другим.

   · Стандартные требования различаются и иногда противоречат друг другу.

   · Стандарты постоянно развиваются, периодически вводятся новые, поэтому сложно за ними успевать.

   Какие агентства по стандартизации встречаются на уровне продуктов и систем?

   1. ANSI : Американский национальный институт стандартов курирует создание, распространение и использование норм и руководств, которые напрямую влияют на бизнес, включая распределение энергии.

   2. Директивы ЕС (Европейского сообщества). Компании, ответственные за продукт, предназначенный для использования в Европейском сообществе, должны проектировать и производить его в соответствии с требованиями соответствующих директив.

   3. EN (европейская норма): Стандартные директивы для Европейского сообщества.

   4. IEC (Международная электротехническая комиссия): Разрабатывает стандарты для электрических и электронных систем.

   5. UL (Лаборатория страховщика): Сертификаты безопасности для электротехнической и электронной продукции в США.Одобрение UL также можно получить через CSA.

   6. CSA (Канадская ассоциация стандартов): Сертификат безопасности, необходимый для использования электрического или электронного продукта в Канаде. Одобрение CSA также можно получить через UL.

   7. Telcordia : Стандарты для телекоммуникационного оборудования в США.

   8. ETSI (Европейский институт телекоммуникационных стандартов) : Стандарты для телекоммуникационного оборудования.

   Обязательные стандарты безопасности для источников питания содержат требования по предотвращению травм или повреждений в результате таких опасностей, как: поражение электрическим током, энергия, пожар, механическое воздействие, тепло, излучение и химические вещества.

   Специальные стандарты для акустики источников питания определяют максимальные уровни слышимого шума, которые может издавать продукт. Основной причиной акустического шума обычно является вентилятор в блоке питания с внутренним вентилятором.

   Стандарты

   ESD (электростатический разряд) проверяют невосприимчивость к воздействию высоковольтных разрядов малой энергии, таких как статический заряд, накопленный обслуживающим персоналом.

   Цепи, разные типы и их работа

   Источник питания является важным компонентом любой электрической или электронной системы.Существуют различные требования, которые необходимо учитывать при выборе точного источника питания, например: Потребности в питании цепи или нагрузки в основном включают напряжение и ток. Функции безопасности цепи питания, такие как ограничения по току и напряжению для защиты нагрузки, КПД, физические размеры и помехозащищенность системы. В этой статье мы рассмотрим определение блока питания , различные типы блоков питания и принципы их работы. Эти источники питания в основном используются для измерения, технического обслуживания, тестирования и расширения ассортимента продукции.

   Что такое блок питания?

   Источник питания может быть , определен как , поскольку это электрическое устройство, используемое для подачи электроэнергии на электрические нагрузки. Основная функция этого устройства — изменение электрического тока от источника на точное напряжение, частоту и ток для питания нагрузки. Иногда эти блоки питания можно назвать преобразователями электроэнергии. Некоторые типы расходных материалов представляют собой отдельные элементы нагрузки, тогда как другие изготавливаются в виде устройств, которыми они управляют.

   Цепь электропитания

   Цепь источника питания используется в различных электрических и электронных устройствах. Цепи питания подразделяются на различные типы в зависимости от мощности, которую они используют для обеспечения цепей или устройств. Например, схемы на основе микроконтроллера обычно представляют собой схемы регулируемого источника питания (RPS) 5 В постоянного тока, которые могут быть спроектированы с помощью различных методов для изменения мощности с 230 В переменного тока на 5 В постоянного тока.

   Схема источника питания показана выше, а пошаговое преобразование 230 В переменного тока в 12 В постоянного тока обсуждается ниже.

   • Понижающий трансформатор преобразует 230 В переменного тока в 12 В.
   • Мостовой выпрямитель используется для преобразования переменного тока в постоянный
   • Конденсатор используется для фильтрации пульсаций переменного тока и подается на регулятор напряжения.
   • Наконец, регулятор напряжения регулирует напряжение до 5 В и, наконец, используется блокирующий диод для измерения пульсирующей формы волны.

   Блок-схема источника питания

   Различные типы источников питания

   Различные типы источников питания классифицируются следующим образом.

   1) Импульсный источник питания — импульсный источник питания

   Блок питания SMPS или блок питания компьютера — это один из типов блоков питания, который включает в себя импульсный стабилизатор для мощного преобразования электроэнергии. Подобно другим источникам питания, этот источник питания передает мощность от источника постоянного или переменного тока на нагрузки постоянного тока, такие как ПК (персональный компьютер), изменяя при этом характеристики тока и напряжения. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о Know All about Switch Mode Power Supply

   SMPS — импульсный источник питания

   2) Источник бесперебойного питания

   ИБП (источник бесперебойного питания) — это электрическое устройство, которое позволяет ПК продолжать работать в течение некоторого времени при отключении основного источника питания.Это устройство также защищено от перетока энергии.

   ИБП — Источник бесперебойного питания

   ИБП включает аккумулятор для хранения энергии, когда устройство обнаруживает потерю мощности от основного источника. Например, если вы используете ПК, когда источник бесперебойного питания обнаруживает потерю мощности, вам необходимо сохранить данные до того, как ИБП (вторичный источник питания) разрядится.

   Когда оба источника питания исчерпаны, как первичный, так и вторичный, все данные в оперативной памяти (оперативной памяти) вашего ПК стираются.Когда происходит потеря мощности, вторичный источник питания останавливает потерю мощности, чтобы не повредить персональный компьютер. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о принципиальной схеме источника бесперебойного питания и работе

   .

   3) Источник питания переменного тока

   Обычно источник питания переменного тока получает напряжение от сети, и напряжение может повышаться или понижаться с помощью трансформатора до необходимого напряжения, и может иметь место некоторая фильтрация. Различные типы источников питания переменного тока предназначены для обеспечения почти стабильного тока, и напряжение п / п может изменяться в зависимости от импеданса нагрузки.В некоторых случаях, поскольку источником питания является постоянный ток, для преобразования его в переменный ток могут использоваться повышающий трансформатор и инвертор. Некоторые виды изменения мощности переменного тока не используют трансформатор.

   Блок питания переменного тока

   Если входное и выходное напряжения одинаковы, основная функция устройства — фильтрация переменного тока. Если устройство предназначено для обеспечения резервного питания, то его можно назвать источником бесперебойного питания (ИБП). В настоящее время источники питания переменного тока подразделяются на два типа: однофазные системы и трехфазные системы.Основное различие между ними — надежность доставки. Эти источники могут также применяться для изменения напряжения и частоты.

   4) Источник питания постоянного тока

   Источник питания постоянного тока — это источник постоянного напряжения, обеспечивающий его нагрузку постоянным напряжением. Согласно его плану, источник питания постоянного тока может управляться от источника постоянного тока или от источника переменного тока, такого как сеть электропитания.

   Источник питания постоянного тока

   5) Регулируемый блок питания

   RPS (стабилизированный источник питания) — это фиксированная схема, используемая для преобразования нерегулируемого переменного тока в стабильный постоянный ток.

   Здесь выпрямитель используется для изменения источника переменного тока на постоянный, и его основная функция состоит в том, чтобы подавать стабильное напряжение на устройство или схему, которые должны работать в определенных пределах источника питания. Выход RPS может быть изменяющимся (или) однонаправленным, но всегда DC (постоянный ток).

   Регулируемый источник питания

   Тип используемой стабилизации можно контролировать, чтобы гарантировать, что o / p остается в определенных ограничениях при различных условиях нагрузки.

   6) Программируемый блок питания

   Этот тип источника питания позволяет дистанционно управлять его работой через аналоговый вход или цифровые интерфейсы, такие как GPIB или RS232.Контролируемые свойства этого источника питания включают ток, напряжение, частоту. Эти типы расходных материалов используются в широком спектре приложений, таких как производство полупроводников, генераторов рентгеновского излучения, мониторинг роста кристаллов, автоматическое тестирование оборудования.

   Как правило, в этих типах источников питания используется необходимый микрокомпьютер для управления, а также мониторинга работы источника питания. Блок питания, снабженный интерфейсом компьютера, использует стандартные (или) проприетарные протоколы связи и язык управления устройством, такой как SCPI (стандартные команды для программируемых инструментов)

   7) Блок питания компьютера

   Блок питания в компьютере — это часть аппаратного обеспечения, которое используется для преобразования мощности, подаваемой из розетки, в полезную мощность для нескольких частей компьютера.Преобразует переменный ток в постоянный

   Он также контролирует перегрев посредством управления напряжением, которое может изменяться вручную или автоматически в зависимости от источника питания. Блок питания или блок питания также называют преобразователем мощности или блоком питания.

   В компьютере внутренние компоненты, такие как корпуса, материнские платы и блоки питания, доступны в различных конфигурациях, размеры которых известны как форм-фактор. Все эти три компонента должны быть хорошо согласованы, чтобы правильно работать вместе.

   8) Линейный источник питания

   Схема LPS (линейный источник питания) или LR (линейный регулятор) используется в различных электрических и электронных схемах для подачи постоянного тока на всю цепь. Линейный источник питания в основном включает в себя понижающий трансформатор, выпрямитель, схему фильтра и регулятор напряжения. Основная функция этой схемы — во-первых; понижает напряжение переменного тока, а затем преобразует его в постоянный ток. К основным характеристикам этого блока питания можно отнести следующее.

   • КПД данного блока питания составляет от 20 до 25%
   • В этом источнике питания используются магнитные материалы: сердечник из CRGO или нержавеющий сплав.
   • Он более надежный, менее сложный и громоздкий.
   • Дает более быстрый ответ.

   К основным преимуществам линейного источника питания можно отнести надежность, простоту, дешевизну и низкий уровень шума. Наряду с этими преимуществами есть и недостатки, такие как

   Они лучше всего подходят для нескольких приложений с низким энергопотреблением, в результате, когда требуется высокая мощность; недостатки становятся более очевидными.К недостаткам этого источника питания можно отнести большие потери тепла, габариты и низкий уровень эффективности. Когда линейный источник питания используется в приложениях большой мощности; для управления мощностью требуются большие компоненты.

   Таким образом, речь идет о разных типах источников питания, которые используются для эффективного обеспечения питания различных систем. Источники питания являются важными компонентами каждой системы, обеспечивающими электрическую энергию для работы. Таким образом, некоторые аспекты источника питания, такие как дизайн или разработка, имеют более важное значение.Потому что с каждым днем ​​изобретение технологий, а также источников питания расширяются для обеспечения защиты электрических и электронных устройств.

   Источник питания постоянного тока

   — Системы питания и средства управления

   Серия

   DCPS

   PS&C серии DCPS , Источник постоянного тока был разработан для обеспечения превосходной мощности постоянного тока в самых экстремальных условиях в мире. Поэтому каждый источник питания Power Systems & Controls предлагает широкий диапазон напряжения и тока.В дополнение к точной настройке разрешения, вы можете точно генерировать мощность, необходимую для многих различных приложений. DCPS серии был разработан как идеальное решение для наших заказчиков и клиентов, которым требуется источник питания постоянного тока с использованием выпрямителя. Выпрямитель — это электрическая система, которая преобразует переменный ток (AC), в постоянный ток (DC), , также известный как выпрямление.

   A Series DCPS — это источник питания постоянного тока, называемый источником питания постоянного тока.Прежде всего, PS&C является ведущим производителем продукции для кондиционирования и повышения качества электроэнергии. Мы обслуживаем правительство и промышленность США с 1965 года. Следовательно, мы каждый раз предоставляем правильный продукт или решение для конкретной области применения. Кроме того, мы поддерживаем эти продукты качества электроэнергии в нашем отделе выездного обслуживания мирового класса, чтобы наши отношения со временем только укреплялись.

   Power Systems & Controls использует твердотельный выпрямитель. Точно так же выпрямители часто используются в качестве компонентов источников питания постоянного тока и систем передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения.Следовательно, в процессе выпрямления образуется постоянный ток, характеризующийся пульсирующими напряжениями и токами (хотя и однонаправленными). В результате этот тип постоянного тока может быть дополнительно преобразован в тип постоянного напряжения с относительно постоянным напряжением, характерным для таких источников, как батареи или солнечные элементы.

   Преимущества:

   • Топология твердого тела
   • Прецизионное регулирование напряжения
   • Возможность использования внутри и снаружи помещений
   • Компактность
   • Тихий дизайн

   Система электроснабжения ｜ Полная либерализация рынка электроэнергии ｜ Агентство природных ресурсов и энергетики

   Система питания

   Физическая система электроснабжения в целом останется неизменной после полной
   либерализация рынка электроэнергии.

   Как показано на рисунке ниже, в отдельные дома электроэнергия подается по следующему маршруту:
   Электростанция → Линии передачи → Трансформаторная подстанция → Линии распределения. Система электроснабжения
   в целом разделен на 3 сектора: (1) сектор производства электроэнергии, (2) сектор передачи и распределения электроэнергии и (3) сектор розничной торговли.

   (1) Сектор энергетики

   В этом секторе используются гидроэлектростанции, тепловые, ядерные, солнечные, ветровые, геотермальные и другие источники энергии.
   заводов и производит электричество.

   (2) Сектор передачи и распределения

   Этот сектор управляет сетью передачи электроэнергии, которая включает линии передачи и
   распределительные линии, соединяющие электростанции с потребителями (включая индивидуальные домохозяйства).
   Этот сектор отвечает за физическую подачу электричества в дома. Он также несет ответственность
   для согласования баланса мощности (частоты и т. д.)) всей сети, чтобы предотвратить
   отключение электроэнергии и обеспечение стабильной подачи электроэнергии.

   (3) Сектор розничной торговли

   Этот сектор напрямую взаимодействует с потребителями (включая отдельные домохозяйства) и выполняет
   комплекс услуг, в том числе заключение договоров энергоснабжения. Он также покупает сумму
   мощности, необходимой потребителям электроэнергетики.
   → Полная либерализация рынка электроэнергии позволит новым компаниям беспрепятственно войти в
   сектор розничной торговли (3).

   В принципе, новым компаниям уже разрешен свободный вход в сектор электроэнергетики (1). Однако, поскольку сектор передачи (2)
   ответственный за обеспечение стабильных поставок, этот сектор будет по-прежнему эксплуатироваться компаниями, которые
   имеет лицензию правительства (региональные энергетические компании, такие как Tokyo Electric Power Company и Kansai
   Электроэнергетическая компания) после полной либерализации рынка электроэнергии.Следовательно, поскольку мощность будет подаваться по той же сети распределительных линий, что и раньше,
   качество и надежность (включая возможность отключения электроэнергии) останутся неизменными, когда потребитель
   заключает договор с новым розничным поставщиком электроэнергии, независимо от того, какая компания является потребителем
   покупает электроэнергию у.
   
   Из-за характера электроэнергии, если спрос (потребление) и предложение (производство) не сбалансированы
   по сети передачи / распределения в целом, энергоснабжение по сети станет
   нестабильный.Поэтому в случае, если новая компания в секторе розничной торговли не может приобрести
   количество энергии, которое требуется потребителям, с которыми заключен контракт, сектор передачи
   Оператор компенсирует разницу и обеспечит надлежащую подачу электроэнергии потребителям.