مسرد تقنيات تكييف الطاقة

هناك العديد من المنتجات المعروضة لمعالجة مشاكل جودة الطاقة. بعض الأجهزة مثل مانع الصواعق جيدة جدًا في توفير الحماية ضد مشكلة معينة ، في حين أن الأجهزة مثل مكيفات الطاقة يمكن أن توفر الحماية من مجموعة متنوعة من المشاكل. يهدف ما يلي إلى تقديم نظرة عامة موجزة عن العديد من المنتجات الأكثر شيوعًا المستخدمة لحماية جودة الطاقة.

استخدم الروابط أدناه للانتقال إلى موضوع الاهتمام

محول ذاتي

تحتوي المحولات التلقائية ، على عكس محول العزل ، على الملفات الأولية والثانوية المبنية على قلب مشترك ولا تقدم أي شيء تقريبًا من حيث تكييف الطاقة ما لم يتم دمجها في منظم الجهد أو مكيف الطاقة. إنها وسيلة غير مكلفة لتغيير جهد إلى آخر (على سبيل المثال ، تحويل 208 فولت إلى 120 فولت).

بطارية احتياطية)

البطارية هي جهاز لتخزين الطاقة. قلب UPS هو بطاريته أو بطارياته. البطاريات من بطاريات حمض الرصاص من النوع الجاف (المختومة) وبطاريات حمض الرصاص من النوع الرطب (المفتوحة) أو بطاريات النيكل والكادميوم. جميع البطاريات لها عمر محدود (دورات التفريغ / إعادة الشحن) التي تشبه رغيف الخبز. يمكن تقطيع الرغيف إلى عدة شرائح رفيعة (إفرازات معتدلة) أو شرائح أسمك أقل (تفريغ عميق). توفر البطاريات في أجهزة تكييف الطاقة دعمًا كهربائيًا في حالة الانقطاع ، ولكنها تأتي بتكلفة عالية نسبيًا ووقت تصحيح محدود وسعتها قصيرة العمر.

محول باك بوست

عادةً ما يكون محولًا صغيرًا من النوع الجاف بجهد أساسي مزدوج وجهد مزدوج ثانوي. يمكن عكس جهد الخرج (خفضه) أو زيادته (زيادته) بنسبة 5 إلى 20٪ عن طريق إلغاء تنشيط النظام وتغيير الأسلاك الداخلية يدويًا إلى الوحدة. هذه الوحدات جيدة لضبط مستويات جهد الخرج عندما يظل جهد الدخل ثابتًا إلى حد ما. نظرًا لعدم وجود إمكانات ضبط تلقائي للجهد ، لا توفر محولات Buck-Boost أي قدرة على تصحيح مشاكل جودة الطاقة ، بخلاف تقلبات الجهد الموسمية.

محول الجهد الثابت (CVT) - انظر محول الرنين الفاسد

مغير الحنفية الإلكترونية

تُعرف أيضًا باسم محولات النقر الإلكترونية ، تحتوي مغيرات الصنبور الإلكترونية على جميع صنابير العزل أو المحول التلقائي المتصلة بالمخرجات من خلال SCR (مقوم التحكم بالسيليكون) الذي يعمل كمفاتيح بحيث يتم توصيل نقرة واحدة فقط بالإخراج في أي وقت محدد. تقوم مستشعرات الجهد الوارد بتغذية المعلومات إلى معالج دقيق يتحكم في SCRs للتحكم في جهد الخرج.

تُعرف هذه الوحدات أيضًا باسم منظمات الجهد الإلكترونية أو مكيفات الطاقة ، وتوفر تصحيحًا سريعًا للجهد لأنها لا تحتوي على أجزاء متحركة ويمكنها القفز من نقرة واحدة إلى أي صنبور آخر غير متسلسل. بسبب SCRs وعناصر التحكم الإلكترونية ، قد يكون لبعض إصدارات هذه الوحدات قيود على سعة التحميل الزائد وعامل الطاقة.

محولات الرنين

يعمل "ferro" أو CVT من خلال الحصول على جزء من جوهره في حالة مشبعة. تخلق المحولات مجالًا مغناطيسيًا ، أو تدفقًا ، وهو دالة للجهد المطبق. إلى حد كبير ، يكون التدفق المغناطيسي متناسبًا إلى حد ما مع الجهد باستثناء الجهد العالي أو المنخفض. عند هذه الحدود القصوى ، سيؤدي التغيير الكبير نسبيًا في الجهد إلى تغيير طفيف في التدفق المغناطيسي ، مع وصف أقصى الجهد العالي بأنه منطقة "التشبع". سيكون التشبيه هو وجود خزان ماء كبير جدًا مع أنبوب مخرج صغير في الأسفل. مع تغير تدفق المياه إلى الخزان ، يظل تدفق الماء من الأنبوب الصغير ثابتًا إلى حد ما بسبب الحجم الكبير للمياه في الخزان.

تُستخدم غالبية المعادن الحديدية في التطبيقات التي تقل عن 1.5 كيلو فولت أمبير ، على الرغم من وجود نماذج تصل إلى 25 كيلو فولت أمبير.

يمكن أن توفر Ferros توهينًا جيدًا للضوضاء وهي موثوقة للغاية. على الجانب السلبي ، يمكن أن تضيف ferros تشويهًا توافقيًا كبيرًا ، ولديها مشكلة خطيرة مع تيارات تدفق عالية (> 170 ٪) ، ولها كفاءة رديئة للغاية عند أقل من حمولة كاملة وتميل إلى أن تكون شديدة السخونة وصاخبة أثناء التشغيل.

التصفية التوافقية

التصفية التوافقية هي إزالة التوافقيات من الطاقة الواردة. تم تصميم المرشحات السلبية (موالفة) لإزالة التوافقيات ذات التردد والسعة المعينين ولكنها ستوفر القليل من الحماية إذا تغيرت خصائص التوافقية. المرشحات النشطة (المعوضات) تحلل الطاقة الواردة للانحرافات عن شكل الموجة المطلوب. عندما يتم الكشف عن التوافقي ، تقوم الوحدة بتركيب إشارة على شكل الموجة التي هي عكس التوافقي الذي يقوم بعد ذلك بإلغاء التوافقي. المرشحات السلبية غير مكلفة نسبيًا ولكنها محدودة الاستخدام. المرشحات النشطة باهظة الثمن ويتم استخدامها في ظروف خاصة حيث أصبحت التوافقيات مشكلة. في معظم الحالات ، يتم تقليل التوافقيات إلى مستويات مقبولة من خلال محولات العزل أو أجهزة تكييف الطاقة الأخرى.

العاكس

جهاز يحول طاقة التيار المستمر إلى طاقة تيار متردد. مكون أساسي من UPS وبعض مكيفات الطاقة الأخرى. في حد ذاته ، لا يمتلك العاكس القدرة على تكييف الطاقة.

محول العزلة

جرح محول بحيث يتم عزل كل ملف كهربائيًا عن الملفات الأخرى ، على سبيل المثال ، لن يمر التيار من ملف إلى ملف آخر عن طريق التوصيل. تعمل هذه العزلة على تقليل الانتقالات الطفيفة والضوضاء في المدخلات من الإرسال إلى المخرجات. غالبًا ما يتم تزويد محولات العزل بدرع بين الابتدائي والثانوي لزيادة قمع الضوضاء والعبارات. تُستخدم هذه الوحدات بشكل أساسي لتصعيد الجهد الكهربائي أو خفضه وتوفر بعض الحماية من الضوضاء ولكن القليل آخر في طريقة تكييف الطاقة.

مكيف الخط

يستخدم مصطلح "مكيف الخط" بشكل شائع للإشارة إلى منظم الجهد أو مكيف الطاقة المستخدم في تطبيقات الصوت والفيديو والرسومات والكمبيوتر. بينما يخدم مكيف الخط عادةً نفس الغرض مثل مكيف الطاقة ، فإنه يميل إلى أن يكون للتطبيق عند تصنيفات KVA أصغر نسبيًا.

عزل الخط

العزلة بين الجانبين الابتدائي والثانوي لمحول العزل.

مغير الحنفية الميكانيكية

تستخدم مغيرات الحنفية الميكانيكية محركًا لتشغيل المكونات الميكانيكية لتغيير الصنابير أو تغيير نسبة الانعطافات. بشكل عام ، يقوم المحرك بتحريك مجموعة من الفرش أو الملامسات من موضع إلى آخر لإشراك كل نقرة فعليًا.

يمكن لمبدلات الصنبور الميكانيكية أن تحقق تنظيمًا دقيقًا للغاية لجهد الخرج (<1٪) وهي غير مكلفة نسبيًا. من ناحية أخرى ، فإن هذه الأنواع من الوحدات بطيئة جدًا في إجراء تصحيحات كبيرة للجهد بسبب القيود الميكانيكية وضرورة تغيير الصنابير بالتتابع. تميل الأجهزة الإلكترونية الحديثة إلى طلب أوقات تصحيح أقصر بكثير من تلك التي يمكن أن توفرها مغيرات الصنبور الميكانيكية.

مكيف السلطة

يشير مصطلح "مكيف الطاقة" في الاستخدام الشائع إلى منظم الجهد الذي يتمتع بقدرات بخلاف تنظيم الجهد البسيط. في كثير من الأحيان ، توفر مكيفات الطاقة أيضًا درجات متفاوتة من عزل الخط ، وتخفيف الضوضاء ، وقمع زيادة التيار ، والترشيح التوافقي ، وموازنة الطور ، وما إلى ذلك.

ابتدائي / ثانوي

يشير الأساسي إلى مدخلات المحولات والثانوي يشير إلى الإخراج.

المعدل

نطاق الإدخال

جهاز يحول طاقة التيار المتردد إلى طاقة تيار مستمر. مكون أساسي من UPS وبعض مكيفات الطاقة الأخرى. في حد ذاته ، المعدل ليس لديه القدرة على تكييف الطاقة.

ساج رايد من خلال

منتجات الركوب المتدلي عبارة عن أجهزة مصممة لمواجهة الترهلات الكهربائية (الركوب). يمكن تقسيم التقنيات لتحقيق ذلك إلى نوع تخزين الطاقة ونوع التخزين غير للطاقة.

تخزن الأجهزة من نوع تخزين الطاقة الطاقة كهربيًا أو ميكانيكيًا وتفريغ هذه الطاقة لزيادة أو زيادة الجهد تمامًا عند حدوث الترهل. تخزن هذه الأنواع من الأجهزة الطاقة في المكثفات أو البطاريات أو الكتل الدوارة. هذه الأنواع من الأجهزة باهظة الثمن ولها قيود على المدة أو المرات التي يمكنها فيها تصحيح الترهلات.

تستمد الأجهزة من نوع التخزين غير المولدة للطاقة تيارًا إضافيًا من النظام ، حتى عند الفولتية المنخفضة للغاية ، لتجميع الجهد اللازم لمواجهة الترهل. هذه الأنواع من الأجهزة أقل تكلفة إلى حد كبير ويمكن أن يوفر بعضها تصحيحًا للترهل دون قيود على الوقت أو تكرار حدوثه.

عرام الصواعق (القامع)

موانع الصواعق هي عمومًا متغيرات أكسيد الفلز (MOV) التي تقطع (تقطع) الفولتية فوق عتبة محددة مسبقًا. بشكل أساسي هو المقاوم غير الخطي ، يتم وضع مانع الصواعق بين الطور والأرض. في مستويات الجهد العادية ، تكون مقاومة مانع الصواعق عالية جدًا بحيث يتدفق تيار ضئيل إلى الأرض. عند مستويات الجهد فوق العتبة ، تصبح مقاومة مانع الصواعق منخفضة جدًا بحيث يتم إنشاء دائرة كهربائية قصيرة بشكل فعال ، وبالتالي تحويل القوة الضارة للاندفاع إلى الأرض. توفر موانع الصواعق حماية قيمة ضد مستويات الجهد الخطيرة.

اضغط على تغيير

عملية تغيير الحنفيات على المحول لضبط جهد الخرج.

لتغيير الصنابير في محول نموذجي ، يجب فصل الطاقة عن الوحدة وعزلها ، وفتح الوحدة ونقل الأسلاك أو الكبل فعليًا من مجموعة واحدة من الصنابير إلى مجموعة أخرى من الصنابير. تُعرف الوحدات باسم مغيرات الحنفية غير المحملة.

تُعرف الوحدات التي يمكنها تغيير الصنابير مع الحفاظ على الطاقة عند التحميل باسم مغيرات الحنفية عند التحميل أو على الخط. عادة ما تكون هذه وحدات ميكانيكية أو إلكترونية.

الصنابير

تتمثل الوظيفة العادية للمحول في تغيير مستوى جهد الدخل إلى مستوى جهد خرج مختلف ، على سبيل المثال ، 480 فولت إلى 208 فولت. يتم تحديد نسبة تحويل الجهد من خلال عدد "المنعطفات" على الجانبين الابتدائي والثانوي للمحول (نسبة المنعطفات). نظرًا لأن الفولتية الدقيقة في أي تطبيق معين يمكن أن تختلف ، غالبًا ما يتم تزويد المحولات بـ "حنفيات" ، والتي تسمح بتعديل نسبة المنعطفات. الصنبور هو مجرد توصيل كهربائي بملف محول. من خلال وجود صنابير أعلى وأسفل من العدد الاسمي للملفات لملف معين ، يمكن تغيير نسبة المنعطفات وتغيير جهد الخرج. مع وجود صنابير 2.5٪ أعلاه واثنتين أقل من نسبة المنعطفات الاسمية ، يمكن ضبط جهد الخرج بنسبة تصل إلى ± 5٪.

TVSS

مانع تصاعد الجهد العابر. انظر Surge Arrestor.

مزود الطاقة غير المنقطع - UPS

بالنسبة للتطبيقات الصغيرة أحادية الطور ، غالبًا ما يكون مصدر الطاقة غير المنقطع (UPS) هو مكيف الطاقة المفضل. يمكن أن يوفر UPS تكييفًا للطاقة بالإضافة إلى بطارية احتياطية في حالة انقطاع التيار الكهربائي. يتيح ذلك وقتًا للتغلب على الانقطاع أو للنسخ الاحتياطي الآمن أو إيقاف تشغيل الأنظمة. يجب أن يكون حجم UPS مناسبًا لتيار الذروة الذي تتطلبه أجهزة المصب ، ثم بالنسبة لطول الوقت الذي يتطلبه تيار الحمل الكامل لتشغيل النظام أو إيقاف تشغيله. ينمو الحجم المادي وتكلفة UPS بسرعة مع زيادة حجم الحمولة و "وقت البطارية". في التطبيقات ثلاثية الطور الكبيرة ، يمكن أن تنمو UPS إلى وحدات بحجم الغرفة تتطلب أنظمة صيانة ومراقبة متطورة لإطالة عمر البطاريات. يمكن أن يتطلب استبدال البطارية في UPS في أقل من عامين ، ويمكن أن تصل إلى 65٪ من التكلفة الأولية للوحدة ، واعتمادًا على نوع البطارية ، يمكن أن يتطلب التخلص الخاص من البطاريات القديمة.

تأتي UPS في أربعة إصدارات أساسية: الاستعداد (أو خارج الخط) ، والخط التفاعلي ، والإرهاب والتحويل المزدوج.

يوفر UPS الاحتياطية الحماية فقط في حالة حدوث ارتخاء طويل أو انقطاع. في الوضع العادي ، يتم إيقاف تشغيل البطارية وعاكس وحدة UPS الاحتياطية ، وتعمل أجهزة المصب خارج طاقة الخط غير المشروط. عند حدوث ارتخاء أو انقطاع ، يقوم مفتاح ميكانيكي بتشغيل UPS بحيث يمكنه توفير الطاقة لأجهزة المصب. بمجرد مسح الحدث ، يعود UPS إلى وضع الشحن الاحتياطي. تشتمل العديد من UPS الاحتياطية أيضًا على حماية من زيادة التيار. يتم استخدام هذه الأنواع من الوحدات بشكل متكرر لحماية الأجهزة الفردية مثل محطات العمل.

يعمل الخط التفاعلي بنفس طريقة UPS الاحتياطية ولكنه يضيف القدرة على توفير درجة معينة من تنظيم الجهد (دفعة باك) لطاقة الخط للأجهزة المصب.

يستبدل UPS الطارئ للخطأ الجزء المعزز من UPS التفاعلي للخط بمحول طارد للخطأ لتوفير درجة أعلى من تكييف الطاقة لطاقة الخط للأجهزة النهائية.

يوفر UPS التحويل المزدوج أعلى درجة من تكييف الطاقة لأي UPS. في حين أن الأنواع الثلاثة السابقة من UPS تستخدم فقط البطاريات والعاكس في حالة حدوث ارتخاء أو انقطاع ، فإن وحدة UPS ذات التحويل المزدوج تستخدم عاكسين. يأخذ UPS طاقة التيار المتردد الواردة ، ويحولها إلى تيار مستمر ثم يحولها مرة أخرى إلى طاقة التيار المتردد. في حالة حدوث ارتخاء أو انقطاع ، يستخدم عاكس الإخراج طاقة بطارية DC لتزويد الحمل. يمكن أن يؤدي التحويل المزدوج ، مع النسخ الاحتياطي الذي توفره البطاريات ، إلى التخلص من العديد من مشكلات جودة الطاقة ، ولكن هذه الإمكانية تأتي بتكلفة أولى مرتفعة وتكلفة تشغيل وتكلفة صيانة عالية.

تنظيم الجهد

تتمثل إحدى الوظائف الأساسية لمنظمي الجهد ومكيفات الطاقة في الحفاظ على مستوى الجهد الذي تراه أجهزة المصب ضمن مجموعة معينة من الحدود. عادة ، ستحدد الوحدات "تنظيم الإدخال" أو "نطاق الإدخال" و "تنظيم الإخراج". على سبيل المثال ، قد يكون لوحدة واحدة نطاق إدخال +10٪ / - 25٪ وتنظيم إلى ± 5٪. هذا يعني أنه إذا كان الجهد الوارد ضمن الجهد الاسمي زائد 10٪ والجهد الاسمي ناقص 25٪ ، فإن الوحدة ستنظم خرج الجهد ضمن الجهد الاسمي زائد أو ناقص 5٪. إذا كان الجهد الاسمي 480 فولت ، فطالما أن جهد الدخل لا يزيد عن 528 فولت ولا يقل عن 360 فولت ، فإن جهد الخرج سيكون بين 504 و 456 فولت. سيختلف نطاق الإدخال والتنظيم حسب الشركة المصنعة والتكنولوجيا ونطاق السعر. تميل نطاقات المدخلات الكبيرة ونطاقات التنظيم الصغيرة إلى الحصول على علامات أسعار أعلى والعكس صحيح. يمكن أن تكون معظم التطبيقات راضية عن التنظيم بنسبة ± 3 إلى 5٪.

غالبًا ما تقدم منظمات الجهد المتغيرة الميكانيكية الصنبور تنظيمًا للإخراج في نطاق ± 1/2 إلى 1٪ ، ولكن هذه الأنواع من الوحدات لها وقت استجابة أبطأ بكثير من التقنيات الأخرى.

منظم ضغط كهربي

منظم الجهد ، كما يوحي الاسم ، ينظم الجهد. يتم ضبط الجهد الوارد للمنظم بحيث يقع مستوى جهد الخرج في نطاق معين.

موازن الفولت

المعادل البريطاني لمنظم الجهد.