مولدات الطاقة الاحتياطية للمستهلكين الإلكترونيين والحثيين

يجب أن يتم اختيار مولد احتياطي مناسب للطاقة بضمير حي، حيث أن مولدًا غير مناسب لا يعرض الاستخدام المقصود للخطر فحسب، بل يمكنه أيضًا تدمير المستهلكون الكهربائيون وهي نفسها معرضة للخطر.

المستهلكون الإلكترونيون للطاقة والمستهلكون للطاقة مع التحكم الإلكتروني من أنواع مختلفة غالبًا ما يكون لديهم شكل مختلف من استهلاك الطاقة عن الجهد، والذي يجب أخذه في الاعتبار عند تطوير مزود طاقة احتياطي.

إليك بعض الأمثلة على الجهد (الأصفر) واستهلاك التيار (الأخضر) عند التشغيل من شبكة DSO:

جميع مستهلكات الطاقة الإلكترونية المذكورة أعلاه ليس لديها تصحيح مدمج لعامل القدرة وتستهلك فقط جزءًا موجة الجهد.

هذه في الغالب مستهلكات طاقة صغيرة بقوة تصل إلى 75 واط. يجب أن تكون الأجهزة ذات الطاقة الأعلى من 75 واط بالفعل لديها تصحيح مدمج لعامل القدرة. على سبيل المثال، يحتوي التلفزيون الكبير على استهلاك تيار ذروة في وضع الاستعداد، بعد عند تشغيل مصدر الطاقة الخاص به يصبح نشطًا تمامًا ويبدو استهلاك التيار لمثل هذا التلفزيون مختلفًا تمامًا. يحدث نفس الشيء مع جهاز كمبيوتر مكتبي.

أمثلة:

جهاز كمبيوتر مكتبي مع أحمال مختلفة على مصدر الطاقة الداخلي حسب النشاط

لمقارنة استهلاك التيار لمصباح كهربائي وطاحونة جانبية:

حالة خاصة هي الأدوات ذات التحكم الإلكتروني في الطاقة (مع منظم الطاقة):

يمكن أن يؤدي اختلاف الشكل بين الجهد والتيار إلى تأثيرات غير مرغوب فيها. يجب التمييز بين المولدات التقليدية ومولدات العاكس.

يتم أخذ التيار في المولدات التقليدية من لف المولد، وهو حث في نفسه، ويصبح جزءًا من الدائرة بمجرد توصيل الحمل:

لا يمكن مقارنة لف المولد مع اللف الثانوي للمحول حيث يتم تحفيز الاثنين بشكل مختلف ويتم توصيل اللف الأساسي للمحول بشبكة DSO مع مقاومة داخلية منخفضة المقاومة.

للمقارنة بين الجهد (الأصفر) والتيار (الأخضر) عند تشغيل مثقاب مع التحكم في الطاقة عبر القطع المرحلي التحكم من الشبكة العامة ومن مولد تقليدي:

يمكن رؤية تشوه واضح في الجهد في الحالة مع المولد التقليدي. منظم الجهد ينظم فقط الجهد الفعال، لكنه لا يتحكم في شكل الجهد. يمكن أن يحدث فرط الجهد في الأجزاء غير المحملة موجة الجهد، على الرغم من أن الجهد الفعال يبقى ضمن الحدود.

يرتفع الجهد في قمم الموجة الجيبية إلى 325 فولت عند الجهد الفعال 230 فولت. في حالة حدوث تحميل غير متساوٍ على موجة الجهد، يمكن أن تحدث قمم جهد تصل إلى 400 فولت وأكثر، مما قد يتسبب في تلف مستهلكي الطاقة الآخرين الموجودة في نفس الدائرة. على سبيل المثال، يمكن أن تتلف الإلكترونيات في الدائرة، مصابيح LED، إلخ.

لا يُستخدم التحكم في قطع الطور للأدوات فقط، بل أيضًا للأجهزة المنزلية الأخرى مثل المكانس الكهربائية، الغسالات، مضخات الحرارة، إلخ.

يُستخدم التحكم في قطع الطور أيضًا في المبدئات الناعمة التي تنظم تيار بدء تشغيل المحركات الكهربائية.

يتم توليد الكهرباء في مولدات العاكس إلكترونيًا. يتم تخزين الطاقة أولاً في المكثفات، التي يتم شحنها بواسطة المولد عبر مقوم قابل للتحكم. الجهد المستمر للمكثفات يتم تحويله إلى جهد متردد بواسطة دائرة جسر B2:

للمقارنة بين الجهد (الأصفر) والتيار (الأخضر) عند تشغيل مثقاب مع التحكم في الطاقة عبر القطع المرحلي التحكم من الشبكة العامة ومن مولد بتقنية العاكس:

يمكن ملاحظة أن المولد العاكس يمكنه الحفاظ على شكل الجهد بشكل أفضل من المولد التقليدي و تبقى السعة القصوى للجهد داخل موجة الجهد ضمن النطاق المسموح به.

خصوصية الأحمال الإلكترونية أو الأحمال ذات التحكم الإلكتروني في الطاقة هي أنها تستهلك فقط جزءًا موجة الجهد.

التحكم في القطع المرحلي يستخدم الثايرستورات التي تغلق فقط عندما يصل الجهد إلى 0 فولت والتيار من خلالها يتتبع الجهد بعد فتح الثايرستورات. يؤدي هذا إلى توزيع مختلف للطاقة داخل الجهد الموجة ويسبب العمليات المرتبطة. يمكن أن يرتفع الجهد في الجزء غير المحمل من موجة الجهد إلى حد كبير أنه يمكن أن يضر بمستهلكي التيار الآخرين الموجودين في الدائرة.

نوع آخر سيكون مستهلكي الطاقة الإلكترونية مع مزودات الطاقة المتقطعة بدون تصحيح عامل القدرة المدمج. تصحيح عامل القدرة.

هذه تحتوي على مقوم ومكثفات، يتم تجديد طاقتها في اللحظة التي تصل فيها سعة تصل موجة الجهد إلى قيمة أعلى من جهد المكثفات. يؤدي هذا إلى انخفاض نابض في التيار.

المولدات التقليدية (الحث كمصدر تيار) والمولدات العاكسة (المكثف كمصدر تيار) تتصرف بشكل مختلف فيما يتعلق بمستهلكي التيار مع استهلاك تيار نابض. المكثف قادر على السماح ارتفاع وانخفاض التيار أسرع بكثير من الملف (الحث). تأتي الحافة الصاعدة لنبضة التيار بشكل بشكل أبطأ في المولد التقليدي والحافة الساقطة تسبب العمليات العابرة التي تنشأ من الطاقة المخزنة في الملف (E=LI²/2).

تسبب هذه العمليات العابرة عن طريق إطلاق الطاقة المخزنة في الملف وتمثل التوافقيات التي يمكن أن تصل إلى سعات عالية إذا اقترب استهلاك التيار من قبل المستهلكين المتصلين من الصفر.

سحب التيار النبضي شائع للأجهزة الإلكترونية ذات مزودات الطاقة بدون تصحيح عامل القدرة التصحيح. هذه الأجهزة قادرة على توليد التوافقيات، لكنها تتأثر بها وفي بعض في بعض الحالات حتى يتم تدميرها.

هناك أيضًا بعض التشوه في الموجة الجهدية ناتج عن التحميل غير المتساوي داخل الموجة.

مولدات العاكس لها خصائص مختلفة لأن المكثف يعمل بشكل مختلف عن المحث و يتفاعل بشكل مختلف مع الأحمال المتغيرة وتقلبات التيار:

الحافة الصاعدة لنبضة التيار تبدو مختلفة تمامًا مع نفس الحمل ولا توجد عمليات عابرة العمليات بعد نبضة التيار.

لذلك فإن مولدات العاكس أكثر ملاءمة للأجهزة الإلكترونية الحساسة من المولدات التقليدية المولدات (أيضًا مع AVR).

الموجة الجهدية التي ينتجها مولد العاكس قادرة أيضًا على الحفاظ على شكل الجهد بشكل أفضل.
وماذا عن الشبكة العامة؟

هكذا يبدو سحب التيار مع نفس الحمل الإلكتروني من الشبكة العامة:

يمكن ملاحظة أن في الشبكة العامة، قمم الموجة الجيبية لديها تشوه معين ناتج عن عدد مستهلكي الطاقة الإلكترونية.

هل ينبغي فهم نتائج القياس المذكورة أعلاه بطريقة تجعل المولدات التقليدية ليست على الإطلاق مناسب للمستهلك الإلكتروني الحديث؟ الجواب هو لا!

لا يزال من الممكن استخدام المولدات التقليدية كمصدر للطاقة، ولكن خصائصها وخصائص يجب أخذ المستهلكين الكهربائيين الذين سيتم تزويدهم في الاعتبار عند تخطيط إمداد الطاقة الاحتياطية.

عادةً ما يتم تقسيم الأحمال إلى خطية (أومية) وغير خطية.

الحمل الأومي الموجود في الدائرة قادر على تخميد العمليات العابرة والتوافقيات بطريقة تجعلها لم تعد خطيرة على الإلكترونيات الحساسة. الحمل الأومي يحمل أجزاء من موجة الجهد التي تكون غير محملة بالإلكترونيات وحدها، تقدم مخرجًا للطاقة المخزنة في الملف بواسطة نبضات التيار و وبذلك تخمد التوافقيات.

في السكن الجامعي، تكون الأجهزة الإلكترونية ذات استهلاك الطاقة النبضي بدون تصحيح عامل القدرة بشكل أساسي المستهلكين الكهربائيين الصغار بقدرة تصل إلى 75 واط. إجمالي قدرة هذه الأجهزة في المنزل حوالي 300-400 واط، وحمل مقاوم حوالي 100-200 واط (زوج من المصابيح)، كقاعدة عامة، قادر على استقرار التشغيل عن طريق تخميد العمليات العابرة. في حالة الطاقة النبضية الأعلى، يجب إيجاد حلول منفصلة التي تم تصميمها بدقة لتناسب الحالة المعنية.

عادةً لا تتطلب المولدات العاكسة هذه التدابير الوقائية وبالتالي تعتبر احتياطية أفضل مصدر طاقة للمستهلكين الكهربائيين الحساسين. ومع ذلك، غالبًا ما يكون لهذه المولدات خرج أقل وتكون أكثر عرضة لتغذية الطاقة المرتدة والتيارات الحثية من المستهلكين الكهربائيين المتصلين.

كقاعدة عامة، يكون للمستهلكين الكهربائيين الحثيين مع المحركات تيار بدء، والذي يعتمد على يمكن أن يكون التصميم أعلى من التيار المقدر بمقدار 3 إلى 6 مرات:

آلة الطحن بدون تحكم إلكتروني (بدء التشغيل والتشغيل العادي)

في حالة تزويد الطاقة من مولد عاكس أو محطة طاقة، قد ينهار جهد الخرج لأن لديهم حماية إلكترونية من التحميل الزائد يمكن أن تتفاعل مع القيمة اللحظية للتيار:

ينهار الجهد بينما يصل التيار عبر الحمل المتصل إلى القيمة القصوى المسموح بها. ال الطاقة المخزنة في الحمل الحثي (E=LI²/2) تسبب الحث الذاتي، مما قد يضر أيضًا بإلكترونيات المولد وحدة العاكس.

من المهم جدًا عند تشغيل مستهلكي الطاقة مع المحركات من مولد العاكس أن الطاقة المطلوبة للبدء لا تتجاوز الطاقة القصوى للمولد، وإلا قد يتضرر وحدة العاكس الخاصة به تضررت.

في مثل هذه الحالة، يمكن لحمل مقاوم موجود في الدائرة أن يحرف بعض التيارات المرتدة وبالتالي حماية المولد إلى حد معين. إذا كان الحمل الحثي وحده في الدائرة، فإن قمم الجهد ناتج عن الحث الذاتي يمكن أن يصل إلى قيمة عالية جدًا ويضر بإلكترونيات المولد.

عادة ما يكون استهلاك الكهرباء في المنزل ذو طابع معقد، حيث أن كل جهاز نشط يساهم في إجمالي جمع الكهرباء.

هنا مثال على استهلاك الطاقة لمنزل مع إضاءة LED تعمل، كمبيوتر، شاشة؛ نظام الهاتف، نظام الأقمار الصناعية، الثلاجة، إلخ.

هنا حالة خاصة أخرى، الغسالة مع تشغيل المحرك، حيث يتم تنظيم سرعتها بواسطة التحكم في قطع الطور:

يمكنك أن ترى أن هناك جزءًا آخر بسلوك حثي واضح.

يمكن لعدة مستهلكين للتيار النشط أن يوازنوا بعضهم البعض إلى حد ما عن طريق تحميل أجزاء مختلفة من الجهد الموجة وتجنب السقوط "الخطير" مع الأجزاء غير المحملة.

عامل القدرة حاسم للنظام بأكمله. في المنزل العادي، يكون هذا تقريبًا 0.7 - 0.8 و من الصعب على المستهلك العادي تقييمه. يجب على المولد أن يغطي ليس فقط الطاقة الفعالة، ولكن أيضًا كامل الطاقة التفاعلية، ولهذا السبب يوصى بعدم تشغيل المولد بأكثر من 80% من الطاقة الاسمية.

المستهلكون الحاليون المقاومون والمستهلكون الحاليون مع تصحيح معامل القدرة المدمج الموجودون في تلعب الدائرة دورًا مهمًا وتثبت النظام بأكمله.

هنا استهلاك التيار لنفس المنزل مع تشغيل الغلاية (يسار) ومع تشغيل الغسالة (يمين) أثناء تسخين الماء:

يشكل المولد كمصدر للطاقة والمستهلكون الكهربائيون الذين سيتم تزويدهم نظامًا مغلقًا حيث تؤثر العناصر على بعضها البعض ومن المهم للغاية تحليل المستهلكين الكهربائيين الذين سيتم تزويدهم عند اختيار مولد مناسب.

يجب اختيار المولد لتزويد الطاقة الاحتياطية للمنزل مع مراعاة خصائصه و خصائص المستهلكين، حيث أن الاختيار الخاطئ للمولد يمكن أن يضر كل من المستهلكين والمولد نفسه.

يجب اختيار المولد لتزويد الطاقة الاحتياطية مع مراعاة خصائصه و خصائص المستهلكين الكهربائيين، حيث أن الاختيار الخاطئ للمولد يمكن أن يضر كل من المستهلكين و المولد نفسه. تقدم Könner & Söhnen توصيات عامة فقط لاستخدام مولداتها.

إخلاء المسؤولية:

يمكن اعتبار هذه التعليمات كتوصية فقط، وهي توضيحية ويجب تكييفها مع الظروف المحلية الدقيقة الظروف والشروط أثناء التركيب. يجب أن يتم التركيب نفسه وفقًا جميع المعايير واللوائح. نحن لا نتحمل أي مسؤولية عن التركيبات الخاطئة وعواقبها.