Diferans ki genyen ant ekipman pou pouvwa lineyè ak ekipman pou pouvwa switching
Dapre prensip konvèsyon an, ekipman pou pouvwa ka klase nan ekipman pou pouvwa lineyè ak ekipman pou chanje pouvwa. Lè nou klase lineyè ekipman pou pouvwa ak chanje ekipman pou pouvwa, nou aktyèlman bezwen klarifye si li se AC / DC oswa DC / DC. Malgre ke klasifikasyon sa a vize a distenge prensip transfòmasyon yo. Men, yo se lineyè ekipman pou pouvwa ak switching ekipman pou pouvwa ki reyalize fonksyon AC / DC yon pwosesis konplè nan konvèti AC DC, ak kèk nan sikui yo konpoze de DC / DC.
Lineyè ekipman pou pouvwa ak switching ekipman pou AC/DC
Gen anpil liv, ak atik ki dirèkteman refere a sous pouvwa lineyè kòm "sous pouvwa lineyè pou AC/DC". Ki sa ki se yon sous pouvwa lineyè? Ekipman pou pouvwa lineyè premye diminye anplitid vòltaj la nan pouvwa AC atravè yon transfòmatè, Lè sa a, rektifye li nan yon sikwi redresman pou jwenn pouvwa DC enpulsyonèl, ak Lè sa a, filtre li pou jwenn vòltaj DC ak ti vòltaj rid.
Karakteristik yo nan AC/DC lineyè ekipman pou pouvwa ak switching ekipman pou pouvwa yo diferan jan sa a:
Se ekipman pou pouvwa lineyè AC/DC premye redwi pa vòltaj AC lè l sèvi avèk yon transfòmatè frekans pouvwa, ak Lè sa a, rektifye. Apre rediksyon vòltaj atravè yon transfòmatè, vòltaj la te vin relativman ba, ak bato pouvwa tankou yon regilatè vòltaj twa-tèminal ka itilize pou estabilizasyon vòltaj. Tib ajisteman nan ekipman pou pouvwa lineyè a opere nan yon eta anplifye, sa ki lakòz gwo jenerasyon chalè ak efikasite ki ba (ki gen rapò ak gout nan vòltaj), ki egzije adisyon a nan yon koule chalè ankonbran. Volim transfòmatè frekans pouvwa yo tou relativman gwo, epi lè yo pwodui plizyè seri pwodiksyon vòltaj, volim transfòmatè a pral pi gwo.
Tib ajisteman AC/DC switching ekipman pou pouvwa opere nan eta saturation ak koupe, sa ki lakòz jenerasyon chalè ki ba ak efikasite segondè. AC/DC switching ekipman pou pouvwa a elimine nesesite pou transformateur frekans pouvwa ankonbran. Sepandan, pwodiksyon DC nan AC / DC switching pouvwa ekipman an pral gen pi gwo rid, ki ka amelyore pa konekte yon dyòd regilatè vòltaj nan fen pwodiksyon an. Anplis de sa, akòz entèferans batman kè segondè ki te pwodwi pandan operasyon tib switch la, pèl mayetik bezwen konekte an seri nan kous la pou amelyore. Relativman pale, rid nan yon ekipman pou pouvwa lineyè ka fè piti anpil. Chanje ekipman pou pouvwa ka reyalize atravè diferan estrikti topolojik, tankou rediksyon vòltaj, ogmantasyon, ak ranfòse, pandan y ap ekipman pou pouvwa lineyè ka sèlman reyalize rediksyon vòltaj.
Anpil adaptè pouvwa byen bonè yo te relativman lou, ak prensip konvèsyon yo te AC / DC lineyè ekipman pou pouvwa, ki te itilize yon transfòmatè frekans pouvwa entèn. AC/DC lineyè ekipman pou pouvwa premye itilize yon transfòmatè pou redwi vòltaj CA a. Sa a kalite transfòmatè, ki dirèkteman diminye vòltaj la nan prensipal la, yo rele yon transfòmatè frekans pouvwa, jan yo montre nan Figi 1.9. Transformateur frekans pouvwa yo, ke yo rele tou transfòmatè ba-frekans, fè distenksyon ant transfòmatè segondè-frekans yo itilize pou chanje ekipman pou pouvwa. Transformateur frekans pouvwa yo te lajman itilize nan sous pouvwa tradisyonèl yo nan tan lontan an. Frekans estanda nan kouran elektrik nan endistri pouvwa a, ke yo rele tou kouran elektrik ("kousans prensipal" refere a ekipman pou pouvwa a sitou itilize pa rezidan nan vil), se 50Hz nan Lachin ak 60Hz nan lòt peyi yo. Yon transfòmatè ki ka chanje vòltaj kouran altènatif nan frekans sa a rele yon transfòmatè frekans pouvwa. Transformateur frekans pouvwa yo jeneralman pi gwo nan gwosè konpare ak transfòmatè segondè-frekans. Se konsa, volim AC / DC lineyè ekipman pou pouvwa aplike ak transfòmatè frekans pouvwa se relativman gwo.
AC/DC chanje ekipman pou pouvwa mande pou premye rektifye ak filtraj ekipman pou pouvwa AC pou fòme yon vòltaj DC apwoksimatif segondè, ak Lè sa a, kontwole switch la jenere pulsasyon wo-frekans, ki transfòme atravè yon transfòmatè. AC/DC chanje ekipman pou pouvwa gen pi wo efikasite ak pi piti gwosè. Youn nan rezon enpòtan pou ti gwosè li yo se ke transfòmatè segondè-frekans yo pi piti anpil pase transfòmatè frekans pouvwa. Poukisa se pi wo frekans lan, se pi piti volim transfòmatè a?
Materyèl debaz transfòmatè yo gen limit saturation, kidonk gen limit nan fòs pik jaden mayetik la. Aktyèl, fòs chan mayetik, ak flux mayetik kouran altènatif se tout siyal sinusoidal. Nou konnen ke pou siyal sinis nan menm anplitid la, pi wo frekans lan, se pi gwo pik "pousantaj chanjman" siyal la (moman siyal sinis la kwaze zewo se pikwa "pousantaj chanjman an", pandan y ap pousantaj la. chanjman nan pikwa siyal la se 0). Pandan se tan, vòltaj pwovoke a detèmine pa pousantaj chanjman nan flux mayetik. Se konsa, pou menm vòltaj la pou chak vire, pi wo frekans lan, se pi piti flux mayetik pik ki nesesè. Men, jan mansyone pi wo a, valè pik nan entansite jaden mayetik limite. Se poutèt sa, si kondisyon nan flux mayetik redwi, ka zòn nan kwa-seksyonèl nan nwayo a fè ka redwi. Analiz ki pi wo a sipoze menm vòltaj la pou chak vire. Ak vòltaj la pou chak vire ki gen rapò ak pouvwa. Se poutèt sa, asepte pouvwa a menm. Si pouvwa a pi piti, aktyèl la tou pi piti, ak fil pèmèt yo pi mens, ak rezistans a se yon ti kras pi wo, li pèmèt yo ogmante kantite vire. Nan fason sa a, vòltaj la pou chak vire tou redwi, ki ka tou redwi kondisyon an flux mayetik. Lè sa a, redwi volim la. Epitou, analiz ki anwo a sipoze ke materyèl la se konstan, se sa ki, saturation fòs jaden mayetik la se konstan. Natirèlman, si materyèl ki gen pi wo saturation fòs chan mayetik yo itilize, volim nan kapab tou redwi. Nou konnen ke konpare ak transfòmatè ki gen menm gwosè dè dekad de sa, transformateur jodi a gen anpil pi piti volim paske kounye a yo itilize nouvo materyèl nwayo fè.
Dapre ekwasyon Maxwell a, fòs elektwomobil pwovoke E nan bobin transfòmatè a se
Sa vle di, entegral pousantaj chanjman nan dansite flux mayetik B sou tan sou N fil vire ak yon zòn nan Ac.
Pou transfòmatè, fòs elektwomobil pwovoke E sou bò prensipal transfòmatè a ak vòltaj U aplike sou bò D 'ka konsidere kòm yon relasyon lineyè. Sou sit la ke anplitid la nan U sou bò a opinyon nan transfòmatè a rete san okenn chanjman, li ka konsidere ke anplitid la nan E tou rete san okenn chanjman.
Anplis de sa, gen yon limit siperyè pou dansite flux mayetik B nan chak kalite nwayo mayetik. Ferit yo itilize pou aplikasyon pou segondè-frekans se alantou kèk dizyèm nan yon Tesla, pandan y ap nwayo a fè yo itilize pou aplikasyon pou frekans pouvwa se alantou yon nivo yon ti kras pi gran pase yon sèl, ak yon ti diferans.
Se poutèt sa, lè frekans lan ogmante, pousantaj chanjman nan dansite flux mayetik dB / dt pandan chak sik ogmante siyifikativman, depi chanjman nan pik nan dansite flux mayetik B pa enpòtan. Se poutèt sa, pi piti Ac oswa N ka itilize pou reyalize menm fòs elektwomotif pwovoke E. Yon diminisyon nan Ac vle di yon diminisyon nan zòn kwa-seksyonèl nwayo mayetik la; Yon diminisyon nan N vle di ke zòn nan fenèt vid nan nwayo a mayetik ka redwi, tou de nan yo ki ka ede reyalize yon pi piti volim nan nwayo a mayetik. Zòn transvèsal yon transfòmatè wo-frekans pi piti, epi kantite vire nan bobin la diminye, sa ki lakòz yon volim ki pi piti.
Tib ajisteman nan ekipman pou pouvwa a chanje opere nan eta saturation ak koupe, sa ki lakòz jenerasyon chalè ki ba ak efikasite segondè. AC/DC chanje ekipman pou pouvwa pa mande pou itilize gwo transformateur frekans pouvwa. Sepandan, pwodiksyon an DC nan ekipman pou pouvwa a chanje pral gen gwo rid sipèpoze sou li. Anplis de sa, akòz gwo entèferans batman kè ki te pwodwi pandan operasyon an nan tranzistò a chanje, li nesesè tou pou filtre ekipman pou pouvwa a nan kous la amelyore kalite ekipman pou pouvwa a. Relativman pale, sous pouvwa lineyè pa gen domaj ki anwo yo, ak rid yo ka piti anpil.
