Generatoare de rezervă pentru consumatori electronici și inductivi

Alegerea unui generator de rezervă adecvat ar trebui făcută conștiincios, deoarece un generator nepotrivit nu doar că pune în pericol utilizarea intenționată, dar poate și distruge consumatorii electrici și este el însuși în pericol.

Consumatorii de energie electronică și consumatorii de energie cu control electronic de diferite tipuri au adesea un o formă diferită de consum de energie față de tensiune, care trebuie luată în considerare la dezvoltarea sursă de alimentare de rezervă.

Iată câteva exemple de tensiune (galben) și consum de curent (verde) atunci când funcționează de la rețeaua DSO:

Toți consumatorii de energie electronică enumerați mai sus nu au corecție a factorului de putere încorporată și consumă doar o parte a undei de tensiune.

Acestea sunt în principal consumatori de energie de mică putere, cu o putere de până la 75W. Dispozitivele cu o putere mai mare de 75W trebuie deja au corecție a factorului de putere încorporată. De exemplu, un televizor mare are un consum de curent maxim în modul de așteptare, după pornirea sursei de alimentare devine complet activă, iar consumul de curent al unui astfel de televizor arată foarte diferit. Același lucru se întâmplă și cu un PC desktop.

Exemple:

PC desktop cu sarcini diferite asupra sursei de alimentare interne, în funcție de activitate

Pentru a compara consumul de curent al unui bec și al unui polizor unghiular:

Un caz special îl reprezintă uneltele cu control electronic al puterii (cu regulator de putere):

Diferența de formă între tensiune și curent poate duce la efecte nedorite. Trebuie făcută o distincție între generatoarele convenționale și generatoarele cu invertor.

Generatoarele convenționale preiau curentul din înfășurarea alternatorului, care este o inductanță în în sine și devine parte a circuitului odată ce sarcina este conectată:

Înfășurarea alternatorului nu trebuie comparată cu înfășurarea secundară a transformatorului, deoarece cele două sunt excitate în mod diferit, iar înfășurarea primară a transformatorului este conectată la rețeaua DSO cu o rezistență internă scăzută rezistență.

Pentru compararea tensiunii (galben) și a curentului (verde) la operarea unei bormașini cu control al puterii prin tăiere de fază control de la rețeaua publică și de la un generator convențional:

O deformare clară a tensiunii poate fi observată în cazul generatorului convențional. Regulatorul de tensiune reglează doar tensiunea activă, dar nu controlează forma tensiunii. Supratensiunea poate apărea în părțile neîncărcate a undei de tensiune, deși tensiunea activă rămâne în limite.

Tensiunea în maximele undei sinusoidale crește la 325V la tensiunea efectivă de 230V. În cazul unui o sarcină neuniformă pe unda de tensiune, pot apărea vârfuri de tensiune de 400V și mai mult, care pot deteriora alți consumatori de energie situate în același circuit. De exemplu, electronicele din circuit, lămpile LED etc. pot fi distruse.

Controlul prin tăiere de fază nu este utilizat doar pentru unelte, ci și pentru alte aparate electrocasnice, cum ar fi aspiratoarele, mașini de spălat, pompe de căldură, etc.

Controlul prin tăiere de fază este utilizat și în demaroarele soft care reglează curentul de pornire al motoarelor electrice.

Electricitatea în generatoarele cu invertor este generată electronic. Energia este mai întâi stocată în condensatori, care sunt încărcați de alternator printr-un redresor controlabil. Tensiunea DC a condensatorilor este transformată în tensiune AC de circuitul punte B2:

Pentru compararea tensiunii (galben) și a curentului (verde) la operarea unei bormașini cu control al puterii prin tăiere de fază control de la rețeaua publică și de la un generator cu tehnologie invertor:

Se poate observa că generatorul cu invertor poate menține forma tensiunii mai bine decât un generator convențional și amplitudinea maximă a tensiunii din cadrul unei unde de tensiune rămâne în intervalul permis.

Particularitatea sarcinilor electronice sau a sarcinilor cu control electronic al puterii este că acestea consumă doar o parte a undei de tensiune.

Controlul prin tăierea fazei utilizează tiristoare care se închid doar atunci când tensiunea ajunge la 0V și curentul trece prin ele. urmărește tensiunea după deschiderea tiristoarelor. Acest lucru cauzează o distribuție diferită a energiei în cadrul tensiunii undă și provoacă procesele asociate. Tensiunea la partea neîncărcată a undei de tensiune poate crește atât de mult că poate deteriora alți consumatori de curent prezenți în circuit.

Un alt tip ar fi consumatorii de energie electronică cu surse de alimentare comutabile fără alimentare integrată. corecție a factorului.

Acestea au un redresor și condensatori, a căror energie este reînnoită în momentul în care amplitudinea unda de tensiune atinge o valoare mai mare decât tensiunea condensatorilor. Acest lucru duce la o scădere pulsată a curent.

Generatoare convenționale (inductivitate ca sursă de curent) și generatoare cu invertor (condensator ca sursă de curent) se comportă diferit în raport cu consumatorii actuali cu consum de curent pulsatoriu. Condensatorul este capabil să permită creșterea și scăderea curentului sunt mult mai rapide decât o bobină (inductanță). Frontul de creștere al impulsului de curent apare mult mai lent în generatorul convențional, iar frontul descendent cauzează procesele tranzitorii care apar din energia stocată în bobină (E=LI²/2).

Aceste procese tranzitorii sunt cauzate de eliberarea energiei stocate în bobină și reprezintă armonici care poate atinge amplitudini mari dacă consumul de curent de către consumatorii conectați se apropie de zero.

Consumul de curent de impuls este comun pentru dispozitivele electronice cu surse de alimentare fără factor de putere corecție. Aceste dispozitive sunt capabile să genereze armonici, dar sunt ele însele afectate de acestea și în unele cazuri chiar distruse.

Există, de asemenea, o anumită distorsiune a undei de tensiune cauzată de încărcarea inegală în cadrul undei.

Generatoarele cu invertor au caracteristici diferite deoarece condensatorul funcționează diferit față de un inductor și reacționează diferit la schimbările de sarcină și fluctuațiile de curent:

Marginea ascendentă a impulsului de curent arată complet diferit cu aceeași sarcină și nu există tranzitorii procese după impulsul curent.

Generatoarele cu invertor sunt, prin urmare, mult mai potrivite pentru dispozitivele electronice sensibile decât cele convenționale. generatoare (de asemenea, cu AVR).

Valul de tensiune produs de generatorul cu invertor este, de asemenea, capabil să mențină mai bine forma tensiunii.
Și ce despre rețeaua publică?

Așa arată consumul de curent cu aceeași sarcină electronică de la rețeaua publică:

Se poate observa că în rețeaua publică, vârfurile undei sinusoidale prezintă o anumită deformare cauzată de un volum mare număr de consumatori de energie electronică.

Ar trebui să se înțeleagă rezultatele măsurătorilor de mai sus în așa fel încât generatoarele convenționale nu sunt deloc potrivit pentru consumatorul modern de electronice? Răspunsul este NU!

Generatoarele convenționale pot fi încă utilizate ca sursă de energie, dar proprietățile lor și proprietățile consumatorii de energie care trebuie alimentați trebuie luați în considerare atunci când se planifică alimentarea de rezervă.

Sarcinile sunt în general împărțite în liniare (ohmice) și neliniare.

Sarcina ohmică prezentă în circuit este capabilă să atenueze procesele tranzitorii și armonicile astfel încât nu mai sunt periculoase pentru electronicele sensibile. Sarcina ohmică încarcă părțile undei de tensiune care sunt nu este încărcat doar de electronice, oferă o cale de ieșire pentru energia stocată în bobină prin impulsuri de curent și astfel atenuează armonicile.

Într-un cămin, dispozitivele electronice cu un consum de energie de tip puls fără corecție a factorului de putere sunt consumatori de energie electrică de mică putere, cu o putere de până la 75W. Puterea totală a acestor dispozitive într-o casă este de aproximativ 300-400W, iar o sarcină rezistivă de aproximativ 100-200W (un set de becuri), de regulă, este capabilă să stabilizeze funcționare prin amortizarea proceselor tranzitorii. În cazul unei puteri pulsate mai mari, trebuie găsite soluții separate care sunt adaptate cu precizie la cazul respectiv.

Generatoarele cu invertor nu necesită de obicei aceste măsuri de protecție și, prin urmare, reprezintă o soluție de rezervă mai bună. sursă de alimentare pentru consumatorii de energie electrică sensibili. Totuși, astfel de generatoare au adesea o putere mai mică și sunt mai susceptibil la puterea de feedback și curenții de inducție de la consumatorii de energie conectați.

De regulă, consumatorii inductivi de energie electrică cu motoare au un curent de pornire, care, în funcție de designul poate fi de 3 până la 6 ori mai mare decât curentul nominal:

Mașină de rectificat fără control electronic (pornire și funcționare normală)

În cazul alimentării cu energie de la un generator cu invertor sau o stație de alimentare, tensiunea de ieșire poate să scadă deoarece acestea dispun de protecție electronică la suprasarcină care poate reacționa la valoarea instantanee a curentului:

Tensiunea se prăbușește în timp ce curentul prin sarcina conectată atinge valoarea maximă admisă. energia stocată în sarcina inductivă (E=LI²/2) provoacă autoinducție, care poate deteriora de asemenea generatorul modul invertor.

Este foarte important ca atunci când se operează consumatori de energie cu motoare de la un generator cu invertor să se asigure că puterea necesară de pornire nu depășește puterea maximă a generatorului, altfel modulul său invertor poate fi deteriorat.

Într-un astfel de caz, o sarcină rezistivă prezentă în circuit ar putea devia o parte din curenții de întoarcere și astfel protejați generatorul într-o anumită măsură. Dacă sarcina inductivă urmează să fie singură în circuit, vârfurile de tensiune cauzată de autoinducție poate atinge o valoare prea mare și poate deteriora electronica generatorului.

Consumul de energie electrică al unei case are de obicei un caracter complicat, deoarece fiecare dispozitiv activ contribuie la colectarea totală a energiei electrice.

Iată un exemplu de consum de energie al unei case cu iluminat LED în funcțiune, computer, monitor; sistem telefonic, sistem satelit, frigider, etc.

Iată un alt caz special, mașina de spălat cu motorul în funcțiune, a cărei viteză este reglată de control tăiere fază:

Puteți observa că există o altă parte cu un comportament inductiv clar.

Mai mulți consumatori activi de curent pot, într-o anumită măsură, să se echilibreze reciproc prin încărcarea diferitelor părți ale tensiunii. evitând „căderea periculoasă” cu părți neîncărcate.

Factorul de putere este decisiv pentru întregul sistem. Într-o gospodărie normală, acesta este de aproximativ 0,7 - 0,8 și este dificil pentru un consumator obișnuit să evalueze. Generatorul nu trebuie doar să acopere puterea activă, ci și puterea reactivă totală, motiv pentru care se recomandă să nu se opereze generatorul cu mai mult de 80% din capacitatea sa putere nominală.

Consumatorii de curent rezistivi și consumatorii de curent cu corecție a factorului de putere încorporată prezenți în circuitul joacă un rol important și stabilizează întregul sistem.

Aici este consumul curent al aceleiași gospodării cu fierbătorul pornit (stânga) și cu mașina de spălat pornită (dreapta) în timp ce apa este încălzită:

Generatorul ca sursă de energie și consumatorii de energie care urmează să fie alimentați formează un sistem închis al cărui elementele se influențează reciproc și este extrem de important să se analizeze consumatorii de energie care urmează să fie alimentați atunci când selectarea unui generator potrivit.

Generatorul pentru alimentarea de rezervă a casei ar trebui ales ținând cont de caracteristicile sale și caracteristicile consumatorilor, deoarece alegerea greșită a generatorului poate dăuna atât consumatorilor, cât și generatorului însuși.

Generatorul pentru alimentarea de rezervă ar trebui ales ținând cont de caracteristicile sale și de caracteristicile consumatorilor electrici, deoarece alegerea greșită a generatorului poate dăuna atât consumatorilor, cât și generatorului în sine. Könner & Söhnen oferă doar recomandări generale pentru utilizarea generatoarelor sale.

Declinare de responsabilitate:

Aceste instrucțiuni pot fi considerate doar o recomandare, sunt ilustrative și trebuie adaptate la condițiile locale exacte. circumstanțele și condițiile din timpul instalării. Instalarea propriu-zisă ar trebui să fie efectuată în conformitate cu toate standardele și reglementările. Nu ne asumăm responsabilitatea pentru instalările greșite și consecințele acestora.