Varavirtageneraattorit elektronisille ja induktiivisille kuluttajille

Sopivan varavoimageneraattorin valinta tulisi tehdä tunnollisesti, sillä sopimaton generaattori ei ainoastaan vaaranna aiottua käyttöä, vaan voi myös tuhota sähkönkuluttajia ja on itse vaarassa.

Elektroniset virrankuluttajat ja erilaisten tyyppien elektronisesti ohjatut virrankuluttajat usein omaavat erilainen tehonkulutus kuin jännite, mikä on otettava huomioon kehitettäessä varavirtalähde.

Tässä on esimerkkejä jännitteestä (keltainen) ja virrankulutuksesta (vihreä), kun toimitaan DSO-verkosta:

Kaikilla yllä mainituilla elektronisilla tehonkuluttajilla ei ole sisäänrakennettua tehokerroinkorjausta ja ne kuluttavat vain osan jänniteaallon.

Nämä ovat pääasiassa pieniä tehonkuluttajia, joiden teho on enintään 75W. Laitteet, joiden teho on yli 75W, on jo sisäänrakennettu tehokerroinkorjaus. Esimerkiksi suuri televisio kuluttaa huippuvirtaa valmiustilassa, Kun sen virtalähde kytketään päälle, se aktivoituu täysin ja tällaisen television virrankulutus näyttää hyvin erilaiselta. Sama tapahtuu pöytätietokoneen kanssa.

Esimerkit:

pöytätietokone, jonka sisäiseen virtalähteeseen kohdistuu erilaisia kuormituksia toiminnasta riippuen

Vertaillaksesi hehkulampun ja kulmahiomakoneen virrankulutusta:

Erityistapauksen muodostavat työkalut, joissa on elektroninen tehonsäätö (tehonsäätimellä):

Jännitteen ja virran muodon ero voi johtaa ei-toivottuihin vaikutuksiin. On tehtävä ero perinteisten generaattoreiden ja invertterigeneraattoreiden välillä.

Perinteisissä generaattoreissa virta otetaan vaihtovirtageneraattorin käämityksestä, joka on induktanssi itse, ja siitä tulee osa piiriä, kun kuorma on kytketty:

Vaihtovirtageneraattorin käämitystä ei pidä verrata muuntajan toisiokäämitykseen, sillä ne ovat jännitteistetty eri tavoin. erilaisesti ja muuntajan ensiökäämi on kytketty DSO-verkkoon matalalla sisäisellä vastus.

Jännitteen (keltainen) ja virran (vihreä) vertailu, kun poraa käytetään tehonsäädöllä vaihekatkaisun kautta ohjaus julkisesta verkosta ja perinteisestä generaattorista:

Perinteisen generaattorin tapauksessa voidaan havaita selvä jännitteen muodonmuutos. Jännitteensäädin säätelee vain aktiivista jännitettä, mutta ei hallitse jännitteen muotoa. Ylijännite voi esiintyä kuormittamattomissa osissa jänniteaallon, vaikka aktiivinen jännite pysyy rajoissa.

Siniaallon maksimijännite nousee 325V:iin, kun tehollinen jännite on 230V. Tapauksessa, jossa epätasainen kuormitus jänniteaallolla voi aiheuttaa jännitepiikkejä, jotka ovat 400V tai enemmän, mikä voi vahingoittaa muita sähkönkuluttajia sijaitsevat samassa virtapiirissä. Esimerkiksi virtapiirin elektroniikka, LED-lamput jne. voivat tuhoutua.

Vaihekatkaisusäätöä ei käytetä ainoastaan työkaluille, vaan myös muille kodinkoneille, kuten pölynimureille, pesukoneet, lämpöpumput jne.

Vaihekatkaisun ohjausta käytetään myös pehmeissä käynnistimissä, jotka säätelevät sähkömoottoreiden käynnistysvirtaa.

Sähkö invertterigeneraattoreissa tuotetaan elektronisesti. Energia varastoidaan ensin kondensaattoreissa, jotka ladataan vaihtovirtageneraattorilla ohjattavan tasasuuntaajan kautta. Kondensaattoreiden tasajännite muutetaan vaihtojännitteeksi B2-siltapiirin avulla:

Jännitteen (keltainen) ja virran (vihreä) vertailu, kun poraa käytetään tehonsäädöllä vaihekatkaisun kautta ohjaus julkisesta verkosta ja invertteriteknologialla varustetusta generaattorista:

On nähtävissä, että invertterigeneraattori pystyy säilyttämään jännitteen muodon paremmin kuin perinteinen generaattori ja jänniteaallon jännitteen maksimiamplitudi pysyy sallitun alueen sisällä.

Elektronisten kuormien tai kuormien, joissa on elektroninen tehonsäätö, erityispiirre on, että ne kuluttavat vain osan jänniteaallon.

Vaihekatkaisun ohjaus käyttää tyristoreita, jotka sulkeutuvat vain, kun jännite saavuttaa 0V ja virta kulkee niiden läpi. seuraa jännitettä, kun tyristorit avautuvat. Tämä aiheuttaa energian erilaista jakautumista jännitteen sisällä. aaltoa ja aiheuttaa siihen liittyvät prosessit. Jännite jänniteaallon kuormittamattomassa osassa voi nousta niin korkeaksi että se voi vahingoittaa muita virtapiirissä olevia kuluttajia.

Toinen tyyppi olisi elektroniset virrankuluttajat, joissa on kytkentävirtalähteet ilman sisäänrakennettua tehoa. tehokerroin korjaus.

Näissä on tasasuuntaaja ja kondensaattorit, joiden energia täydentyy sillä hetkellä, kun amplitudi jännitteen aalto saavuttaa korkeamman arvon kuin kondensaattoreiden jännite. Tämä johtaa pulssimaiseen laskuun nykyinen.

Perinteiset generaattorit (induktiivisuus virtalähteenä) ja invertterigeneraattorit (kondensaattori virtalähteenä) toimia eri tavalla nykyisten kuluttajien kanssa, joilla on pulssimainen virrankulutus. Kondensaattori pystyy antamaan virran nousu ja lasku tapahtuvat paljon nopeammin kuin kelassa (induktanssi). Virran pulssin nouseva reuna nousee paljon perinteisessä generaattorissa hitaammin ja laskeva reuna aiheuttaa siirtymäprosessit, jotka syntyvät käämiin varastoitu energia (E=LI²/2).

Nämä ohimenevät prosessit johtuvat käämiin varastoidun energian vapautumisesta ja edustavat harmonisia, jotka voi saavuttaa suuria amplitudeja, jos liitettyjen kuluttajien virrankulutus lähestyy nollaa.

Impulssivirtakulutus on yleistä elektronisille laitteille, joiden virtalähteissä ei ole tehokerrointa. korjaus. Nämä laitteet pystyvät tuottamaan harmonisia, mutta ne itse kärsivät niistä ja joissakin tapauksissa jopa tuhottu.

Aaltomuodon jännitteessä esiintyy myös jonkin verran vääristymää, joka johtuu epätasaisesta kuormituksesta aallon sisällä.

Invertterigeneraattoreilla on erilaisia ominaisuuksia, koska kondensaattori toimii eri tavalla kuin induktori ja reagoi eri tavoin kuormituksen muutoksiin ja virran vaihteluihin:

Sähkövirran pulssin nouseva reuna näyttää täysin erilaiselta saman kuorman kanssa, eikä transientteja esiinny. prosessit nykyisen pulssin jälkeen.

Invertterigeneraattorit ovat siten paljon sopivampia herkille elektronisille laitteille kuin perinteiset generaattorit (myös AVR:llä).

Invertterigeneraattorin tuottama jänniteaalto pystyy myös paremmin ylläpitämään jännitteen muotoa.
Ja mitä julkisesta sähköverkosta?

Tältä virrankulutus näyttää samasta sähkökuormasta julkisesta verkosta:

On havaittavissa, että julkisessa verkossa siniaallon huipuissa on tiettyä muodonmuutosta, joka johtuu suuresta sähköisten tehonkuluttajien määrä.

Pitäisikö edellä mainitut mittaustulokset ymmärtää siten, että perinteiset generaattorit eivät ole lainkaan sopiva modernille elektroniselle kuluttajalle? Vastaus on EI!

Perinteisiä generaattoreita voidaan yhä käyttää virtalähteenä, mutta niiden ominaisuudet ja Varavoimajärjestelmän suunnittelussa on otettava huomioon toimitettavat tehonkuluttajat.

Kuormat jaetaan yleensä lineaarisiin (ohminen) ja epälineaarisiin.

Piirissä oleva ohminen kuorma pystyy vaimentamaan siirtymäprosesseja ja harmonisia siten, että ne eivät enää ole vaarallisia herkille elektroniikkalaitteille. Ohminen kuorma kuormittaa jänniteaallon osia, jotka ovat ei pelkästään elektroniikan kuormittama, tarjoaa ulospääsyn käämiin varastoidulle energialle virtapulssien avulla ja täten vaimentaa harmonisia.

Asuntolassa elektroniset laitteet, joiden virrankulutus on sykäyksittäistä ilman tehokerroinkorjausta, ovat ensisijaisesti pienet virrankuluttajat, joiden teho on enintään 75W. Tällaisten laitteiden kokonaisteho talossa on noin 300-400W ja noin 100-200W resistiivinen kuorma (pari hehkulamppua) pystyvät yleensä vakauttamaan niiden toimintaa vaimentamalla ohimeneviä prosesseja. Suuremman pulssitehon tapauksessa on löydettävä erillisiä ratkaisuja jotka on tarkasti räätälöity kyseiseen tapaukseen.

Invertterigeneraattorit eivät yleensä vaadi näitä suojatoimenpiteitä ja ovat siksi parempi varajärjestelmä. virtalähde herkille sähkönkuluttajille. Tällaisilla generaattoreilla on kuitenkin usein pienempi teho ja ne ovat alttiimpi palauteteholle ja induktiovirroille liitetyistä sähkönkuluttajista.

Yleensä sähköä kuluttavilla induktiivisilla laitteilla, joissa on moottorit, on käynnistysvirta, joka riippuu suunnittelu voi olla 3–6 kertaa nimellisvirtaa suurempi:

Hiomakone ilman elektronista ohjausta (käynnistys ja normaali käyttö)

Invertterigeneraattorin tai voimalaitoksen virtalähteen tapauksessa lähtöjännite saattaa romahtaa, koska niissä on elektroninen ylikuormitussuoja, joka voi reagoida virran hetkelliseen arvoon:

Jännite romahtaa, kun liitetyn kuorman läpi kulkeva virta saavuttaa suurimman sallitun arvon. Tämä induktiiviseen kuormaan varastoitunut energia (E=LI²/2) aiheuttaa itseinduktiota, mikä voi myös vahingoittaa generaattorin invertterimoduuli.

On erittäin tärkeää, että käytettäessä invertterigeneraattorista moottoreilla varustettuja sähkönkuluttajia, vaadittu käynnistysteho ei ylitä generaattorin maksimitehoa, muuten sen invertterimoduuli saattaa olla vahingoittunut.

Tällaisessa tapauksessa piirin resistiivinen kuorma voi ohjata osan paluuvirroista ja siten suojaavat generaattoria tiettyyn rajaan asti. Jos induktiivinen kuorma on yksin piirissä, jännitepiikit itseinduktion aiheuttama jännite voi nousta liian korkeaksi ja vahingoittaa generaattorin elektroniikkaa.

Talon sähkönkulutus on yleensä monimutkaista, koska jokainen aktiivinen laite osallistuu kokonaisenergiankeräykseen.

Tässä on esimerkki talon virrankulutuksesta, kun LED-valaistus, tietokone, näyttö ja puhelinjärjestelmä ovat käytössä. satelliittijärjestelmä, jääkaappi jne.

Tässä on toinen erityistapaus, pesukone, jonka moottori on käynnissä ja jonka nopeutta säädellään vaihekatkaisusäätö:

Voit nähdä, että on olemassa toinen osa, jolla on selkeä induktiivinen käyttäytyminen.

Useat aktiiviset virrankuluttajat voivat jossain määrin tasapainottaa toisiaan kuormittamalla jännitteestä eri osia. aallon ja "vaarallisen" kaatumisen välttäminen purkamattomilla osilla.

Tehokerroin on ratkaiseva koko järjestelmän kannalta. Tavallisessa kotitaloudessa se on noin 0,7 - 0,8 ja on tavallisen kuluttajan vaikea arvioida. Generaattorin on katettava paitsi aktiiviteho, myös koko loisteho, minkä vuoksi suositellaan, ettei generaattoria käytetä yli 80 % sen nimellisteho.

Resistiiviset virrankuluttajat ja virrankuluttajat, joissa on sisäänrakennettu tehokerroinkorjaus, ovat läsnä Piiri on tärkeässä roolissa ja vakauttaa koko järjestelmän.

Tässä on saman talouden nykyinen virrankulutus, kun vedenkeitin on päällä (vasemmalla) ja kun pesukone on päällä (oikealla) sillä aikaa kun vesi lämpenee:

Generaattori virtalähteenä ja virtakuluttajat muodostavat suljetun järjestelmän, jonka elementit vaikuttavat toisiinsa, ja on äärimmäisen tärkeää analysoida virtalähteellä varustettavat kuluttajat, kun sopivan generaattorin valitseminen.

Talouden varavirtageneraattori tulisi valita sen ominaisuudet huomioon ottaen ja kuluttajien ominaisuudet, sillä väärä generaattorin valinta voi vahingoittaa sekä kuluttajia että generaattoria itse.

Varageneraattori tulisi valita sen ominaisuudet huomioon ottaen sekä sähkönkuluttajien ominaisuudet, sillä väärä generaattorin valinta voi vahingoittaa sekä kuluttajia että itse generaattori. Könner & Söhnen antaa vain yleisiä suosituksia generaattoreidensa käytöstä.

Vastuuvapauslauseke:

Nämä ohjeet ovat vain suosituksia, ne ovat havainnollistavia ja ne on mukautettava paikallisiin olosuhteisiin. asennuksen aikaiset olosuhteet ja edellytykset. Asennus tulee suorittaa noudattaen kaikkia standardeja ja määräyksiä. Emme ota vastuuta vääristä asennuksista ja niiden seurauksista.