Напряжение нагрузки


Расчет напряжения электропитания на потребителя, определение напряжения на нагрузке

Падение напряжения в электрической сети может стать настоящей проблемой с приобретением современных мощных электроприборов. Чаще всего от этого страдают жильцы старых многоквартирных и частных домов, проводка в которых проложена 20, а то и 30 лет назад. Для энергопотребителей тех времен сечения кабеля было вполне достаточно, однако сегодня практически все пользователи полностью перешли на электрическую технику, эксплуатация которой требует модернизации проводки.

Наглядную картину можно наблюдать на примере освещения. Когда в электрической сети падает напряжение при подключении нагрузки с малым сопротивлением, лампы начинают гореть с меньшей яркостью. Причиной такого явления может быть недостаточное сечение проводки.

Чтобы убедиться в том, что источник выдает больший вольтаж, чем потребитель, необходимо вычислить напряжение на нагрузке. Сделать это можно путем включения в цепь вольтметра или по формуле. В первом случае измерительный прибор, который изначально имеет достаточно высокое сопротивление на входе, необходимо подключать параллельно линии. Это позволяет избежать шунтирования нагрузки и искажения результатов измерения.




Как рассчитать напряжение по формуле

Когда возникают перебои в подаче электроэнергии к приборам, важно проанализировать работу линии. При этом следует определить напряжение на нагрузке по формуле – такое решение дает максимально точный результат и позволяет вычислить другие параметры аналогичным способом. Так, формула расчета напряжения на нагрузке выглядит следующим образом:


U1 – напряжение источника;

ΔU – падение напряжения в линии;

I – ток в линии;

R0 – сопротивление линии.

В том случае, если сопротивление линии и напряжение источника постоянны, напряжение на нагрузке напрямую зависит от силы тока в линии.

Например, при подключении прибора в электрическую сеть с напряжением 220 В, током 10 А и сопротивлением линии, равным 2 Ом, напряжение на нагрузке составит:


В режиме холостого хода падения напряжения в линии нет (ΔU = 0), поэтому напряжение на нагрузке теоретически равно вольтажу источника (U2 = U1). Однако на практике напряжение источника равняться напряжению потребителя не может, поскольку и проводка, и источник электроэнергии, и подключенный к сети прибор имеют собственное сопротивление.

Пример. Напряжение источника составляет 220 В, внутреннее его сопротивление можно не учитывать. Сопротивление проводки – 1 Ом. Сопротивление включенного в сеть электрического прибора – 12 Ом. Суммарное сопротивление цепи составит 13 Ом. Ток в линии рассчитывается по закону Ома и составляет:


Напряжение на нагрузке вычисляется по формуле, приведенной выше:


Таким образом, видно, что напряжение на нагрузке меньше исходных 220 В, остальной вольтаж «теряется» на проводах.

Падение напряжения при подключении нагрузки потребителя

Из-за скачков вольтажа в сети страдают преимущественно жители частного сектора, дачных и коттеджных поселков. Из-за чего же происходит падение напряжения при подключении потребителя?

Первая причина этого явления – недостаточное сечение электрической проводки в доме. Дело в том, что слишком тонкие жилы кабеля не выдерживают большой нагрузки, которая возникает при включении в сеть электроприборов с высокой мощностью. Вторая причина – некачественные контакты в местах соединения проводов, что создает дополнительное сопротивление на линии.

Из-за падения напряжения в обоих случаях есть риск перегрева проводки или участка, в котором находится неисправный контакт. Это может стать причиной полного прекращения подачи электроэнергии на объект и даже возгорания.

Иногда падение напряжения наблюдается не на стороне пользователя, а на линиях электропередач. Оно может возникать вследствие перегрузки подстанции. В этом случае решить проблему может лишь поставщик электроэнергии путем замены устаревшей подстанции на более новую модель с современной релейной защитой. Еще одной причиной низкого напряжения может быть недостаточное сечение проводов на линии электропередач, а также нестабильное распределение нагрузки фаз на стороне подстанции. Как и в первом случае, устранить эти недочеты может только поставщик коммунальной услуги.

Узнать, действительно ли поставщик электроэнергии виноват в «провалах» напряжения, можно, опросив соседей. Если у них подобной проблемы нет, значит, стоит искать причину на территории участка. Зачастую этот вопрос успешно решается путем замены проводки на новый кабель с большим сечением. Однако в некоторых случаях падение напряжения продолжает наблюдаться. Причина может заключаться в так называемых «скрутках» – соединениях проводов путем их скручивания. Дело в том, что каждый некачественный контакт на линии снижает конечное напряжение в сети. Чтобы этого избежать, рекомендуется использовать заводские зажимы, которые гораздо более надежны, чем другие способы соединения электрических кабелей, а также абсолютно безопасны.

В случаях с применением низковольтных аккумуляторных батарей тоже могут наблюдаться «провалы». Если при включении потребителей падает напряжение зарядки источника питания, наиболее вероятная причина этого – некачественные контакты.

При падении напряжения в сети принципиально важно выяснить и устранить причину этого. В противном случае бездействие может обернуться печальными последствиями, особенно если дело касается электрической бытовой проводки. Современные кабели с подходящим сечением и качественно выполненные соединения проводов – залог длительной и эффективной работы всех электроприборов.


Не выдержать напряжения. Почему нельзя подключать электронные нагрузки последовательно?

Мы продолжаем знакомить читателей с материалами, посвященными базовым понятиям и подходам в использовании источников питания (ИП), современным решениям в данной области и уникальным функциям, помогающим решить самые сложные задачи, возникающие при тестировании. В этом номере инженер по системам электропитания и ведущий раздела по системам электропитания объединенного блога Keysight Technologies в России Алексей Телегин обсуждает особенности подключения электронных нагрузок.

 

Краткий ответ на вопрос подзаголовка этой статьи звучит следующим образом: потому что превышение допустимого напряжения, скорее всего, приведет к повреждению как минимум одной из таких нагрузок. Но данная тема требует развернутого объяснения.

Начнем с краткого пояснения того, что представляет собой электронная нагрузка и для чего она используется. Сразу оговорюсь: речь пойдет об электронных нагрузках постоянного тока. Электронная нагрузка постоянного тока — это электрический прибор с двумя клеммами для подключения, который потребляет мощность от источника постоянного тока. Нагрузки используются для тестирования источников постоянного тока. Любое устройство с источником выходной мощности постоянного тока (DC) — например, источник питания постоянного тока, преобразователь DC/DC, аккумулятор, топливный элемент или солнечная батарея — может быть нагружено посредством электронной нагрузки.

 

Рис. 1. Электронная нагрузка Keysight Technologies

 

Так, для тестирования источника питания постоянного тока с фиксированным выходным напряжением с номиналами 20 В, 5 A, 100 Вт нужно соединить выход источника питания с электронной нагрузкой с номинальными характеристиками (равными или превышающими номиналы источника питания), которая может потреблять постоянный ток от этого источника питания. Поскольку источник питания регулирует напряжение (20 В), нагрузка должна регулировать ток, потребляемый ею от этого источника (до 5 А). Если источник питания является источником постоянного тока, нагрузка должна быть способна потреблять питание с одновременным регулированием напряжения. Большинство электронных нагрузок можно настроить на потребление питания путем регулирования постоянного напряжения (CV) или постоянного тока (CC). Многие электронные нагрузки также можно настроить на регулирование постоянного сопротивления (CR) на входных клеммах, а некоторые блоки нагрузки способны регулировать постоянную мощность (CP).

Если тестируемый источник питания имеет выходное напряжение, превышающее величину, которую принимает одна электронная нагрузка, то возникает возникнуть мысль: а не подключить ли несколько входов нагрузок последовательно для решения проблемы повышенного напряжения? В конце концов, ведь можно же последовательно соединять выходы источника питания для увеличения напряжения, так почему бы не проделать то же самое с нагрузками?

Последовательное соединение электронных нагрузок может привести к тому, что на входы одной из нагрузок будет подано напряжение, превышающее ее возможности, а это может стать причиной повреждения нагрузки. Итак, есть намерение подключить нагрузки последовательно, потому что одной нагрузке не хватает номинального напряжения, чтобы справиться с напряжением источника постоянного тока. Но, поскольку сопротивление на входах одной из последовательно подключенных нагрузок во время тестирования снижается до минимального (практически до состояния короткого замыкания), напряжение от источника постоянного тока может появиться на входах других последовательно соединенных нагрузок цепи. Далее возможно несколько сценариев развития событий, способных привести к разрушительным последствиям. Чтобы разобраться в этих сценариях, сначала нужно понять, как действует электронная нагрузка.

Нагрузки работают по принципу регулирования проводимости полевых транзисторов на входных клеммах. Данный процесс осуществляется с помощью контура обратной связи для корректировки измеряемого уровня (например, входного тока) таким образом, чтобы он был равен контрольному уровню — в нашем случае заданной силе тока.

Одна из проблем, связанных с последовательным соединением нескольких электронных нагрузок для соответствия более высоким напряжениям, возникает, если обе нагрузки настроены на работу в режиме СС. В этом случае задается одна и та же сила тока на обеих нагрузках. Через обе нагрузки проходит один и тот же ток (рис. 2.1, 2.2), однако из-за небольших погрешностей в настройках реально установленные значения никогда не будут полностью идентичными друг другу. Следовательно, одна из нагрузок будет пытаться потребить больший ток (нагрузка на рис. 2.1 и 2.2), чем другая (нагрузка 1 на рис. 2.1 и 2.2). Поскольку нагрузка 1 будет удерживать силу тока на более низком уровне (в данном примере 9,99 A), нагрузка 2 никогда не сможет достигнуть своего реально установленного значения (в данном примере 10,01 A). В результате внутренний контур обратной связи продолжает отдавать команды полевым транзисторам проводить все больше и больше тока — до тех пор пока они не станут работать на пределе своих возможностей, на грани короткого замыкания. Это приводит к тому, что почти все напряжение источника питания оказывается на входе нагрузки 1, что может вызвать повреждение схемы.

 

Рис. 2.1. Две включенные последовательно 60-В электронные нагрузки, работающие в режиме постоянного тока

 

Последовательное подключение нагрузок, настроенных на работу в режиме постоянного тока (CC), приводит к превышению допустимого напряжения на одной из них (в данном случае на нагрузке 1). Высокое установленное значение выходного напряжения переводит полевые транзисторы в «жесткий» режим работы.

 

Рис. 2.2. Две включенные последовательно электронные нагрузки (нагрузка 1 в режиме постоянного тока поддерживает ток на уровне 10 А; нагрузка 2 установлена в режим постоянного напряжения)

 

На первый взгляд может показаться, что если установить одну нагрузку в режим CC, а другую — в режим CV, будет получен вполне стабильный рабочий режим. Однако при этом придется как следует подумать о том, что потребуется для обеспечения такой стабильности. Если установить режимы нагрузок до подачи напряжения, нагрузка CC не будет обеспечена (отсутствует ток), поэтому она перейдет в состояние короткого замыкания; условия нагрузки CV также не будут удовлетворены (отсутствует напряжение), соответственно, она перейдет в режим обрыва цепи. При подаче испытательного напряжения все напряжение сначала появится на разомкнутой нагрузке CV, что может вызвать ее повреждение. Существуют и другие процедуры, выполнение которых может на какое-то время обеспечить стабильный рабочий режим (например, постепенное повышение испытательного напряжения, если прибор обладает такой функцией). Но любая неисправность в одной из нагрузок приведет к активации механизмов защиты, что повлечет за собой перевод полевых транзисторов в «жесткий» режим (короткое замыкание) либо размыкание полевых транзисторов. В любом их этих случаев на одной из нагрузок в последовательном соединении появится высокое напряжение, способное привести к повреждению цепи.

Итак, теперь ясно, почему последовательное соединение нагрузок может моментально вызвать повреждение входных цепей как минимум одной из подключаемых нагрузок. Настоятельно рекомендую никогда этого не делать!

Ссылка на блог Keysight Technologies в России 

Материал предоставлен Группой компаний "Диполь". 

Официальный сайт Группы компаний "Диполь": www.dipaul.ru

 

 

Понравилась статья? Поставьте лайк 14


Электроника Контроль, испытания, исследования Электрический контроль Измерительное оборудование Измерительное оборудование Keysight Technologies Keysight Technologies

| Fluke

Talk to a Fluke sales expert

Связаться с Fluke по вопросам обслуживания, технической поддержки и другим вопросам»

What is your favorite color?

Имя *

Фамилия *

Электронная почта *

Компания *

Номер телефона *

Страна * - Пожалуйста, выберите значение -United States (Estados Unidos)CanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarticaAntigua and BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosБеларусь (Belarus)Belgien/Belgique (Belgium)BelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaireBosnia and HerzegovinaBouvet IslandBotswanaBrasil (Brazil)British Indian Ocean TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral African RepublicČeská republika (Czech Republic)ChadChile中国 (China)Christmas IslandCittà Di VaticanCocos (Keeling) IslandsCook IslandsColombiaComorosCongoThe Democratic Republic of CongoCosta RicaCroatiaCyprusCôte D'IvoireDanmark (Denmark)Deutschland (Germany)DjiboutiDominicaEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEspaña (Spain)EstoniaEthiopiaFaroese FøroyarFijiFranceFrench Southern TerritoriesFrench GuianaGabonGambiaGeorgiaGhanaGilbralterGreeceGreenlandGrenadaGuatemalaGuadeloupeGuam (USA)GuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard Island and McDonald IslandsHondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIraqIrelandIsraelIslas MalvinasItalia (Italy)Jamaica日本 (Japan)JordanKazakhstanKenyaKiribati대한민국 (Korea Republic of)KuwaitKyrgyzstanLaosLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMéxico (Mexico)MicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMonserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNederland (Netherlands)Netherlands AntillesNepalNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorge (Norway)Norfolk IslandNorthern Mariana IslandsOmanÖsterreich (Austria)PakistanPalauPalestinePanamaPapua New GuineaParaguayPerú (Peru)PhilippinesPitcairn IslandPuerto RicoРоссия (Russia)Polska (Poland)Polynesia (French)PortugalQatarRepública Dominicana (Dominican Republic)RéunionRomânia (Romania)RwandaSaint HelenaSaint Pierre and MiquelonSaint Kitts and NevisSaint LuciaSaint Vincent and The GrenadinesSan MarinoSao Tome and PrincipeSaudi ArabiaSchweiz (Switzerland)SenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Georgia and The South Sandwich IslandsSouth SudanSri LankaSudanSuomi (Finland)SurinameSvalbard and Jan MayenSverige (Sweden)SwazilandTaiwanTajikistanTanzaniaThailandTimor-LesteTokelauTogoTongaTrinidad and TobagoTunisiaTürkiye (Turkey)TurkmenistanTurks and Caicos IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUnited KingdomUnited States Minor Outlying IslandsUruguayUzbekistanVanuatuVirgin Islands (British)Virgin Islands (USA)VenezuelaVietnamWallis and FutunaWestern SaharaWestern SamoaYemenZambiaZimbabwe

Почтовый индекс *

Интересующие приборы

iGLastMSCRMCampaignID

?Отмечая галочкой этот пункт, я даю свое согласие на получение маркетинговых материалов и специальных предложений по электронной почте от Fluke Electronics Corporation, действующей от лица компании Fluke Industrial или ее партнеров в соответствии с политикой конфиденциальности.

consentLanguage

Политика конфиденциальности

Нагрузки, напряжения и деформация Механические свойства и способы определения их количественных характеристик: прочность, пластичность, твердость, вязкость, усталостная прочность

Физическая природа деформации металлов.

Деформацией называется изменение формы и размеров тела под действием напряжений.

Напряжение – сила, действующая на единицу площади сечения детали.

Напряжения и вызываемые ими деформации могут возникать при действии на тело внешних сил растяжения, сжатия и т.д., а также в результате фазовых (структурных) превращений, усадки и других физико-химических процессов, протекающих в металлах и связанных с изменением объема.

Металл, находящийся в напряженном состоянии, при любом виде нагружения всегда испытывает напряжения нормальные и касательные (рис. 6.1.).

Рис.6.1. Схема возникновения нормальных и касательных напряжений в металле при его нагружении

Рост нормальных и касательных напряжений приводит к разным последствиям. Рост нормальных напряжений приводит к хрупкому разрушению. Пластическую деформацию вызывают касательные напряжения.

Деформация металла под действием напряжений может быть упругой и пластической.

Упругой называется деформация, полностью исчезающая после снятия вызывающих ее напряжений.

При упругом деформировании изменяются расстояния между атомами металла в кристаллической решетке. Снятие нагрузки устраняет причину, вызвавшую изменение межатомного расстояния, атомы становятся на прежние места, и деформация исчезает.

Упругая деформация на диаграмме деформации характеризуется линией ОА (рис.6.2) .

Рис.6.2. Диаграмма зависимости деформации металла ε от действующих

напряжений σ

Если нормальные напряжения достигают значения сил межатомных связей, то наблюдается хрупкое разрушение путем отрыва (рис.6.3).

Рис.6.3. Схема упругой деформации и хрупкого разрушения

под действием упругих напряжений

а – ненапряженная решетка металла;  б – упругая деформация;

в, г – хрупкое разрушение в результате отрыва

Зависимость между  упругой деформацией  и напряжением σ выражается законом Гука

где: Е — модуль упругости.

Модуль упругости является важнейшей характеристикой упругих свойств металла. По физической природе величина модуля упругости рассматривается как мера прочности связей между атомами в твердом теле.

Эта механическая характеристика структурно нечувствительна, т. е. термическая  обработка или другие способы изменения структуры не изменяют модуля упругости, а повышение температуры, изменяющее межатомные расстояния, снижает модуль упругости.

Пластической или остаточной называется деформация  после прекращения действия вызвавших ее напряжений.

При пластическом деформировании одна часть кристалла перемещается по отношению к другой под действием касательных напряжений. При снятии нагрузок сдвиг остается, т.е. происходит пластическая деформация  (рис.6.4 )

В результате развития пластической деформации может произойти вязкое разрушение путем сдвига.

Рис.6.4. Схема пластической деформации и вязкого разрушения под

действием касательных напряжений

а – ненапряженная решетка; б – упругая деформация; в – упругая и

пластическая деформация; г – пластическая деформация;

д, е – пластичное (вязкое) разрушение в результате среза

Природа пластической деформации.

Металлы и сплавы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение, и характер их деформации зависит от типа кристаллической структуры и от наличия несовершенств в этой структуре.

Рассмотрим пластическую деформацию в монокристалле.

Пластическая деформация может протекать под действием касательных напряжений и может осуществляться двумя способами.

1. Трансляционное скольжение по плоскостям  (рис. 6.5 а). Одни слои атомов кристалла скользят по другим слоям, причем они перемещаются на дискретную величину, равную целому числу межатомных расстояний.

В промежутках между полосами скольжения деформация не происходит. Твердое тело не изменяет своего кристаллического строения во время пластической деформации и расположение атомов в элементарных ячейках сохраняется

Плоскостями скольжения является кристаллографические плоскости с наиболее плотной упаковкой атомов.

Это наиболее характерный вид деформации при обработке давлением.

2. Двойникование – поворот одной части кристалла в положение симметричное другой его части. Плоскостью симметрии является плоскость двойникования  (рис. 6.5 б).

Двойникование чаще возникает при пластической деформации кристаллов с объемно-центрированной и гексагональной решеткой, причем с повышением скорости деформации и понижением температуры склонность к двойникованию возрастает.

Двойникование может возникать не только в результате действия внешних сил, но и в результате отжига пластически деформированного тела. Это характерно для металлов с гранецентрированной кубической решеткой (медь, латунь). Двойникованием можно достичь незначительной степени деформации.

а)                                                                   б)

Рис.6.5. Схемы пластической деформации различными способами:

а  – скольжением;   б –  двойникованием

Дислокационный механизм пластической деформации.

Пластическая деформация происходит в результате скольжения или двойникования. Ранее предполагали, что при скольжении одна часть кристалла сдвигается относительно другой части на целое число периодов как единое целое. Необходимое  для этого напряжение получается на несколько порядков выше действительного сдвигового напряжения.

Для железа теоретическое значение сдвигового напряжения МПа, .

В основу современной теории пластической деформации взяты следующие положения:

–  скольжение распространяется по плоскости сдвига последовательно, а не одновременно;

–                   скольжение начинается от мест нарушений кристаллической решетки, которые возникают в кристалле при его нагружении.

Схема механизма деформации представлена на рис.6.6 а .

В равновесном состоянии дислокация неподвижна. Под действием напряжения экстраплоскость смещается справа налево при незначительном перемещении атомов. Нижняя часть плоскости Р’S (SR) сместится вправо и совместится с нижним краем экстра- плоскости РQ.

QR- остаточная деформация.

При дальнейшем движении дислокация пройдет всю плоскость скольжения и выйдет на поверхность зерна. При этом верхняя часть зерна сдвинута относительно нижней на один межатомный период решетки (рис. 6.6, б).

При каждом перемещении дислокации на один шаг необходимо разорвать связь только между двумя рядами атомов в плоскости Р’S, а не между всеми атомами, расположенными выше и ниже плоскости скольжения. Необходимое сдвиговое напряжение при этом мало, равно  практически  действительному...

Рис. 6.6. Схема дислокационного механизма пластической деформации

а – перемещение атомов при двихении краевой дислокации на одно

межатомное расстояние; б – перемещение дислокации через весь кристалл

Разрушение металлов.

Процесс деформации при достижении высоких напряжений завершается разрушением. Тела разрушаются по сечению не одновременно, а вследствие развития трещин. Разрушение включает три стадии: зарождение трещины,  ее распространение через сечение, окончательное разрушение.

Различают хрупкое разрушение –  отрыв одних слоев атомов от других под действием нормальных растягивающих напряжений. Отрыв не сопровождается предварительной деформацией. Механизм зарождения трещины одинаков  благодаря скоплению движущихся дислокаций перед препятствием (границы субзерен, фазовые границы), что приводит к концентрации напряжений, достаточной для образования трещины. Когда напряжения достигают определенного значения, размер трещины становится критическим и дальнейший рост осуществляется произвольно.

Для хрупкого разрушения характерна острая, часто ветвящаяся трещина. Величина зоны пластической деформации в устье трещины мала.  Скорость распространения хрупкой трещины велика – близка к скорости звука (внезапное катастрофическое разрушение). Энергоемкость хрупкого разрушения мала, а работа распространения трещины близка к нулю.

Различают транскристаллитное разрушение, когда  трещина распространяется по телу зерна,  и интеркристаллитное – когда по границам зерен (всегда хрупкое).

Результатом хрупкого разрушения является блестящий светлый кристаллический излом с ручьистым строением. Хрупкая трещина распространяется по нескольким параллельным плоскостям. Плоскость  излома перпендикулярна нормальным напряжениям.

Вязкое разрушение происходит путем среза под действием касательных напряжений. Ему всегда предшествует значительная пластическая деформация.

Трещина тупая раскрывающаяся. Величина пластической зоны впереди трещины велика. Малая скорость распространения трещины. Энергоемкость значительная, энергия расходуется на образование поверхностей раздела и на пластическую деформацию. Большая работа затрачивается на распространение трещины. Поверхность излома негладкая, рассеивает световые лучи, матовая (волокнистый излом). Плоскость излома располагается под углом.

По излому можно определить характер разрушения.

Механические свойства и  способы определения их количественных характеристик

Основными механическими свойствами являются прочность, упругость, вязкость, твердость. Зная механические свойства, конструктор обоснованно выбирает соответствующий материал, обеспечивающий надежность и долговечность конструкций при их минимальной массе.

Механические свойства определяют поведение материала при деформации и разрушении от действия внешних нагрузок.

Механические свойства могут определяться при следующих условиях нагружения:

1.  статическом нагружении – нагрузка на образец возрастает медленно и плавно.

2. динамическом нагружении – нагрузка возрастает с большой скоростью, имеет ударный характер.

3. повторно, переменном или циклическим  нагружении – нагрузка в процессе испытания многократно изменяется по величине или по величине и направлению.

Для получения сопоставимых результатов образцы и методика проведения механических испытаний регламентированы ГОСТами.

При статическом испытании на растяжение (ГОСТ 1497) получают характеристики прочности и пластичности.

Прочность – способность материала  сопротивляться деформациям и разрушению.

Испытания проводятся на специальных машинах, которые записывают диаграмму растяжения, выражающую зависимость удлинения образца l (мм) от действующей нагрузки Р,  т.е.   Δ l ═ f (P).

Но для получения данных по механическим свойствам перестраивают: зависимость относительного удлинения  от напряжения  σ

а)                                                       б)

Рис. 6.7.  Диаграмма растяжения : а – абсолютная,   б – схема определения условного предела текучести

Проанализируем процессы, которые происходят в материале образца при увеличении нагрузки.

Участок оа на диаграмме соответствует упругой деформации материала, когда соблюдается закон Гука. Напряжение, соответствующее упругой предельной деформации в точке а, называется пределом пропорциональности.

Предел пропорциональности  ()  – максимальное напряжение, до которого сохраняется линейная зависимость между деформацией и напряжением.

При напряжениях выше предела пропорциональности происходит равномерная пластическая деформация  (удлинение или сужение сечения).

Каждому напряжению соответствует остаточное удлинение, которое получаем проведением из соответствующей точки диаграммы растяжения линии параллельной оа.

Так как практически невозможно установить точку перехода в неупругое состояние, то устанавливают условный предел упругости, – максимальное напряжение, до которого образец получает только упругую деформацию. Считают напряжение, при котором остаточная деформация очень мала (0,005…0,05%).

В обозначении указывается значение остаточной деформации  (  ).

Предел текучести характеризует сопротивление материала небольшим пластическим деформациям.

В зависимости от природы материала используют физический или условный предел текучести.

Физический предел текучести () – это напряжение, при котором происходит увеличение деформации при постоянной нагрузке (наличие горизонтальной площадки на диаграмме растяжения). Используется для очень пластичных материалов.

Но основная часть металлов и сплавов не имеет площадки текучести.

Условный предел текучести () – это напряжение, вызывающее остаточную деформацию

Физический или условный предел текучести являются важными расчетными характеристиками материала. Действующие в детали напряжения должны быть ниже предела текучести.

Равномерная по всему объему пластичная деформация продолжается до значения предела прочности.

В точке в в наиболее слабом месте образца начинает образовываться шейка – сильное местное утомление образца.

Предел прочности () – напряжение, соответствующее максимальной нагрузке, которую выдерживает образец до разрушения (временное сопротивление разрыву).

Образование шейки характерно для пластичных материалов, которые имеют диаграмму растяжения с максимумом.

Предел прочности характеризует прочность как сопротивления значительной равномерной пластичной деформации. За точкой в, вследствие развития шейки нагрузка падает и в точке С происходит разрушение.

Истинное сопротивление разрушению – это максимальное напряжение, которое выдерживает материал в момент, предшествующий разрушению образца  (рис. 6.8).

Истинное сопротивление разрушению значительно больше предела прочности, так как оно определяется относительно конечной площади поперечного сечения образца.

Рис. 6.8. Истинная диаграмма растяжения

F- конечная площадь поперечного сечения образца.

Истинные напряжения Sопределяют как отношение нагрузки к площади поперечного сечения  в данный момент времени.

При испытании на растяжение определяются и характеристики пластичности.

Пластичность –– способность материала к пластической деформации, т.е. способность получать остаточное изменение формы и размеров без нарушения сплошности.

Это свойство используют при обработке металлов давлением.

Характеристики:

– относительное удлинение

и     –  начальная и конечная длина образца.

– абсолютное удлинение образца, определяется измерением образца после разрыва.

– относительное сужение

— начальная площадь поперечного сечения

— площадь поперечного сечения в шейке после разрыва.

Относительное сужение более точно характеризует пластичность и служит технологической характеристикой при листовой штамповке.

Пластичные материалы более надежны в работе, т.к. для них меньше вероятность опасного хрупкого разрушения.

Головная боль напряжения - лечение, симптомы, причины, диагностика

Головная боль напряжения, как правило, имеет диффузный характер, легкую или умеренную интенсивность, и часто описывается, как ощущение «натянутой ленты» вокруг головы. Головная боль напряжения (ГБН) является наиболее распространенным типом головной боли, и все же причины этого вида головной боли до сих пор не очень понятны.

Лечение головной боли напряжения достаточно эффективно. Управление головной болью напряжения представляет собой часто баланс между здоровым образом жизни, использованием немедикаментозных методов лечения и назначением адекватного медикаментозного лечения.

Симптомы

Симптомы головной боли напряжения включают в себя:

  • Тупая, ноющая головная боль
  • Ощущение «стянутости» или давление в области лба или по бокам головы и в затылке
  • Болезненность кожи головы, шеи и мышц плеча

Головные боли напряжения делятся на две основные категории - эпизодические и хронические.

Эпизодические головные боли напряжения

Эпизодические головные боли напряжения могут длиться от 30 минут до недели. Эпизодические головные боли напряжения бывают менее 15 дней в месяц в течение, по крайней мере, трех месяцев. Частые эпизодические головные боли напряжения могут стать хроническими.

Хронические головные боли напряжения

Этот тип головной боли напряжения продолжается несколько часов и может быть непрерывным. Если головные боли возникают 15 или более дней в месяц в течение, по крайней мере, трех месяцев, они считаются хроническими.

Головные боли напряжения и мигрень

Головные боли напряжения иногда бывает трудно отличить от мигрени. Кроме того, если у пациента частые эпизодические головные боли напряжения, то у него также может быть и мигрень.

В отличие от некоторых форм мигрени, головная боль напряжения, как правило, не сопровождается нарушением зрения, тошнотой или рвотой. И если при мигрени физическая нагрузка усиливает интенсивность головной боли, то при головной боли напряжения нагрузки не оказывают такого действия. Повышенная чувствительность к любому свету или звуку может иногда возникать при головных болях напряжения, но эти симптомы встречаются нечасто.

Причины

Причины головной боли напряжения, не известны. Медицинские эксперты считали что, головные боли напряжения возникают из-за проблем в мышцах лица шеи и кожи головы, что в свою очередь обусловлены сильными эмоциями, избыточными нагрузками или стрессом. Но исследования показывают, что мышечный спазм не является причиной этого типа головной боли.

Наиболее распространенные теории придерживаются версии о наличии повышенной чувствительность к боли у людей, у которых есть головные боли напряжения и, возможно, есть повышенная чувствительность к стрессу. Увеличение болезненности мышц, что является распространенным симптомом головной боли напряжения, может быть результатом увеличения общей болевой чувствительности.

Триггеры

Стресс является наиболее частым триггером, который вызывает головную боль напряжения.

Факторы риска

Факторы риска для головной боли напряжения включают в себя:

  • Гендерный. Женщины чаще болеют этим типом головной боли. Одно исследование показало, что почти 90 процентов женщин и 70 процентов мужчин испытывают головные боли напряжения в течение своей жизни.
  • Средний возраст пациента. Частота головных болей напряжения достигает пика к 40 годам жизни, хотя эта головная боль может развиваться в любом возрасте.

Осложнения

Из-за того, что головные боли могут беспокоить довольно часто, это может значительно влиять на производительность труда и качество жизни в целом, особенно, если они перешли в хроническую форму. Частые боли могут нарушить привычный образ жизни и общую работоспособность.

Диагностика

Диагноз головной боли напряжения, прежде всего, основан на истории болезни и симптоматике и данных неврологического обследования.

Врача могут интересовать ответы на следующие вопросы:

  • Когда появились симптомы?
  • Заметил ли пациент какие-либо триггеры, такие как стресс или голод?
  • Были ли симптомы были непрерывными или эпизодическими?
  • Насколько выражена симптоматика?
  • Как часто возникают головные боли?
  • Как долго беспокоила головная боль в последний раз?
  • Что, по мнению пациента, уменьшает симптомы и что усиливает симптомы?

Кроме того, врача интересуют также следующие детали:

  • Характеристики боли. Имеет ли боль пульсирующий характер? Боль тупая, постоянная или острая?
  • Интенсивность боли. Хорошим показателем тяжести головной боли, является время, в течение которого пациент может работать во время приступа головной боли. Может ли пациент работать? Есть ли эпизоды, когда головная боль приводила к пробуждению от сна или нарушению сна?
  • Локализация боли. Чувствует ли пациент боль во всей голове, только на одной стороне головы, или просто в области лба или в области глазниц?

Инструментальные методы обследования

Если у пациента есть необычные или интенсивные головные боли, врач может назначить дополнительное обследование для исключения более серьезных причин головных болей.

Наиболее часто используется два метода диагностики, такие как КТ (компьютерная томография) и МРТ, которые позволяют визуализировать органы и ткани и обнаружить морфологические изменения.

Лечение

Некоторые пациенты с головной боли напряжения не обращаются к врачу и пытаются лечить боль самостоятельно. К сожалению, многократное самостоятельное использование обезболивающих средств может само вызвать сильные головные боли.

Медикаментозное лечение

Существует большое разнообразие лекарственных препаратов, в том числе и безрецептурных, позволяющих уменьшить боль, в том числе:

  • Обезболивающие. Простые безрецептурные обезболивающие, как правило, являются первой линий лечения головной боли. К ним относятся аспирин, ибупрофен (Advil, Motrin IB, другие) и напроксен (Aleve). Рецептурные лекарства включают напроксен (Naprosyn), индометацин (Indocin) и кеторолак (кеторолака трометамин).
  • Комбинированные препараты. Аспирин или ацетаминофен или оба, часто в сочетании с кофеином или седативным препаратом в одной лекарстве. Комбинированные препараты могут быть более эффективными, чем препараты с одним действующим веществом.
  • Триптаны и наркотики. Для людей, у которых присутствуют как мигрень, так и головные боли напряжения, триптаны могут эффективно облегчить головную боль. Опиаты или наркотики, используются редко из-за их побочных эффектов и высокого риска развития зависимости.

Профилактические препараты

Для того чтобы снизить частоту и тяжесть приступов, особенно, если у пациента частые или хронические головные боли, которые не купируются с помощью обезболивающих препаратов, могут быть назначены и другие препараты.

Профилактические препараты могут включать в себя:

  • Трициклические антидепрессанты. Трициклические антидепрессанты, включая амитриптилин и нортриптилин (Pamelor), являются наиболее часто используемыми лекарствами для того, чтобы предотвратить развитие головной боли напряжения. Побочные эффекты этих препаратов могут включать увеличение веса, сонливость и сухость во рту.
  • Другие антидепрессанты. Существуют свидетельства эффективности использования таких антидепрессантов как венлафаксин (Effexor XR) и миртазапин (Remeron) у пациентов, у которых также нет депрессии.
  • Противосудорожные и миорелаксанты. Другими препаратами, которые могут помешать развитию головной боли напряжения являются противосудорожные препараты, такие как топирамат (Топамакс) и миорелаксанты.

Корректировка образа жизни и домашние средства

Отдых, пакеты со льдом или длительный, горячий душ могут нередко уменьшить интенсивность головных болей.

Немедикаментозное лечение

  • Иглоукалывание. Иглоукалывание может обеспечить временное снижение хронической головной боли напряжения.
  • Массаж. Массаж может помочь уменьшить стресс и снять напряжение. Это особенно эффективно для снятия спазма в мышцах задней части головы, шеи и плеч.
  • Глубокое дыхание, биологическая обратная связь и поведенческая терапия. Разнообразие расслабляющих процедур очень полезно для лечения головной боли напряжения, в том числе глубокое дыхание и биологически обратная связь.

Как рассчитать время работы, мощность ИБП. Формулы расчета

Онлайн калькуляторы расчета параметров работы ИБП оперируют установленными значениями КПД инвертора и других коэффициентов – мощности нагрузки, глубины разряда, доступной емкости. Заложенные в программу данные могут не совпадать с реальными, в этом случае только результат самостоятельного расчета по формуле будет точным.

Расчет времени работы ИБП

Если требуется приблизительно оценить автономность бесперебойника в работе с конкретной нагрузкой при заданной емкости АКБ, можно воспользоваться упрощенной формулой:

T=C*U/P

T – расчетное время резерва (ч), C – суммарная емкость АКБ (Ач) (55 Ач, 75 Ач, 100 Ач и т.п.), U – суммарное напряжение АКБ (В) (12 В, 24 В или 48 В), P – полная мощность нагрузки (Вт) (100 Вт, 200 Вт, 1000 Вт и т.п.).

Пример: Мощность подключенной нагрузки к ИБП -  150 Вт (типичная для газового котла), емкость АКБ - 100 Ач, напряжение АКБ - 12 В. Ориентировочно ИБП проработает в режиме резерв следующие время:

Т=(100 Ач*12 В)/150 Вт = 8 ч.

Более точная формула  расчета времени резервной работы ИБП, учитывает КПД и глубину разряда АКБ, выглядит так:

T=C*(U/P*КПД)*

КПД инвертора – паспортная величина, P – мощность нагрузки, U – напряжение АКБ, Kр – коэффициент разряда (глубина разярда) АКБ (0.6 - 0.8).

КПД инвертора в онлайн калькуляторах зачастую устанавливается 0.8, тогда как бесперебойники «Сибконтакт» демонстрируют 0.9. 

Расчет мощности ИБП

Если мощность ИБП меньше суммарной нагрузки, тогда прибор сразу же отключится после запуска. Перед покупкой бесперебойника подсчитайте потребление всех устройств, которые будут от него запитаны. Найдите данные на корпусе или в техпаспорте изделий, затем сложите.

Для индуктивной нагрузки (аппараты с электродвигателями, люминесцентные лампы) обычно указывают полную мощность в вольт амперах (ВА). Если фигурируют ватты, надо рассчитать необходимую мощность ИБП с учетом реактивной составляющей:

P=Pa/cos φ

Здесь Pа – активная мощность (Вт), cos φ – коэффициент мощности (если неизвестен, примите равным 0.7).

Также учитывайте, что в технике с электродвигателями пусковые токи до пяти раз больше, чем в рабочем режиме: бытовой холодильник, например, потребляет в момент включения компрессора около киловатта. Приятная новость: подобным устройствам требуется синусоидальный ток, и все ИБП «Сибконтакт» выдают на выходе именно такую форму переменного напряжения.

Расчет емкости батарей ИБП

После определения времени работы и мощности нагрузки проводится расчет необходимой емкости аккумуляторов ИБП по формуле:

С=(P*t)/U*Kр

P – мощность нагрузки, t – необходимое время резерва,  U – напряжение АКБ, Kр – коэффициент разряда (глубина разярда) АКБ (0.6 - 0.8).

Помните, что емкость АКБ суммируется только при параллельном соединении. При последовательном подключении складывается вольтаж батарей, а емкость остается равной номинальному значению одного источника питания.

Все вышеприведенные формулы, в упрощенном виде, встроены в наш онлайн "КАЛЬКУЛЯТОР" (виджет). Меняя параметры, можно легко определить, например, время работы ИБП от аккумулятора или  наоборот - емкость аккумулятора, для необходимого времени работы ИБП в режиме резерв.

Теперь пора перейти в интернет-магазин «Сибконтакт», где в наличии бесперебойники мощностью от 300 Вт, в том числе модели со сквозной нейтралью для газовых котлов.

Для серьезных задач подойдет  UPS ИБП МИ3024 Offline номиналом 3,3 кВт, выдерживающий двойную нагрузку в течение пяти секунд.

Перейти в каталог ИБП

Перейти в каталог АКБ

Проблемы с блоком розжига газового котла  в частном доме? Рекомендуем к прочтению статью - Ошибка на котле Е01

Если у Вас остались вопросы - сообщите нам. Мы подберем для Вас лучшее решение!

Способы быстрого снятия психоэмоционального и мышечного напряжения

                      «Человеческий разум таков, что он может и ад сделать небесным и небеса адом»,

Д. Мильтон, «Потерянный рай»

Эмоциональное напряжение часто путают со стрессом, хотя эти понятия стоит разделять. Можно сказать, что эмоциональное напряжение – это причина, а вот состояние стресса – следствие. Эмоции, бесспорно, украшают нашу жизнь, делают ее более полной. Радость, любовь, удивление, благодарность – все это эмоции, которые мы испытываем постоянно. Хорошо, если человек умеет время от времени выплескивать свои эмоции. Кто-то идет к психологу, чтобы рассказать о своих сложностях, о том, что «накипело». Кто-то делится своими проблемами, страхами и обидами с друзьями и любимыми. А как же справиться с напряжением, если остался сам с собой наедине? Я предлагаю 10 экспресс-методов снятия психического напряжения, доступных каждому.

  1. Глубокие дыхательные упражнения

Вдохните медленно и глубоко через нос, заполните воздухом в живот, а затем грудь. Медленно посчитайте до четырех 1-2-3-4. Действуйте в своем темпе. Как можно медленнее выдохните через рот, поджав губы, как будто Вы собираетесь свистеть. Когда почувствуете ваши легкие пустым, опять же досчитайте до четырех. Начните упражнение снова и повторяйте 3-4 раза.

  1. Быстрая релаксация

При стрессовой ситуации умение быстро расслабиться. В начале нужно будет применить предыдущий прием снятия эмоционального напряжения, глубокие дыхательные упражнения два, три раза, считая про себя вдох, выдох… После достижения общей релаксации нужно прочувствовать все мышцы своего тела. Сосредоточьтесь на выражении своего лица и положении тела. Если почувствуете излишнее мышечное напряжение в какой-либо части тела (например, в правой руке), то напрягайте, а затем расслаблять различные группы мышц этой части тела (напрячь и расслабить бицепсы, мышцы предплечья и тд.). Попробуйте почувствовать свое тело и как оно расслабляется. Эту методику можно отрабатывать и в воображаемой стрессовой ситуации. Повторяйте упражнение один раз в неделю.

  1. Концентрация

Для данного упражнения хорошо подходить упражнение концентрации на вещах, которые окружают Вас в данный момент. Оглянитесь вокруг и внимательно осмотрите помещение, в котором вы находитесь. Сконцентрируйтесь на вещать одинакового цвета, например, запомните все белого цвета. Закрепите белый цвет с ассоциацией белого молока, белых облаков и т.д. После, соберите все предметы один за другим, останавливаясь отдельно на каждом предмете. Упражнение поможет вам отвлечься от эмоционального напряжения. Внимание будет отвлечено на рациональное восприятие окружающей обстановки.

  1. Смена обстановки

Смена обстановки - хороший помощник снять напряжение. Если у Вас плохое настроение, чувство напряженности, угнетает обстановка, то покиньте помещение, где возник острый стресс. Можно просто выйти на улицу, если есть возможность прогуляться в парке, где сможете остаться наедине со своими мыслями. Оглянитесь вокруг, посмотрите, что Вас окружает, наблюдайте за природой. Если это выходные, то обязательно выйдите на природу (когда позволит погода), сходите в кино, встречайтесь с друзьями, сделайте что-нибудь непривычное.

Обязательно запланируйте незабываемое путешествие в свой отпуск. Поездка позволит Вам познакомиться с новыми людьми, погрузиться в новую культуру. Незнакомые места позволяют увидеть окружающий мир во всей ее красе. Обязательно берите с собой блокнот, фотоаппарат. Наблюдайте за всем новым и записывайте все, что придет в голову. Новые впечатления надолго продлят положительные эмоции от путешествия.

  1. Расслабление

Лягте на спину. Сконцентрируйтесь на вашем дыхании. Медленно расслабьте тело. Начинайте медленно вдыхайте через нос. Заполните нижнюю часть груди, а затем среднюю и верхние части груди и легких. Не забудьте сделать это медленно. Задержите дыхание на секунду или две. Затем нужно спокойно и легко выпустить воздух. Подождите несколько секунд и повторите упражнение. Представьте себе, что Вы находитесь в спокойной ситуации, вокруг пальмы и теплый, ласковый океан. Вы можете продолжить эту технику дыхания до тех пор, как Вам нравится, пока не захочется спать.

  1. Отвлечение

Займитесь какой-нибудь деятельностью - все равно, какой: начните стирать белье, мыть посуду или делать уборку. Не важно, любая выбранная деятельность поможет Вам отвлечься.

  1. Музыка

Выберите свою любимую тихую, успокаивающую музыку. Расположитесь по удобней и слушайте в спокойной обстановке.

  1. Арифметика

Подсчитайте, сколько осталось дней до знаменательных дней в Вашей жизни. Например, сколько осталось дней до Вашего дня рождения, до значимых дат в Вашей жизни, которых Вы ждете. Хорошие воспоминания, когда они были, и сколько прошло с тех пор.

  1. Общение

Поговорите на отвлеченную тему с любым человеком, которого знаете. Он может находиться радом с Вами, либо Вы может позвонить ему по телефону. Это даст Вам отвлечься в данном этапе.

  1. Теплый душ

Теплая вода действует расслабляюще на мышцы, тем самым снимая напряжение. Струи воды способствуют также релаксации и расслаблению путем легкого массирующего действия. Душ может быть и контрастным, все зависит от Ваших личных предпочтений.

Все эти рекомендации помогут Вам быстро избавиться от психоэмоционального напряжения и позволят посмотреть на мир с другой стороны. Не дайте эмоциям управлять вашей жизнью. Помните, что только от Вас зависит, будет ли Ваша жизнь сплошным праздником или чередой неудач.

Список использованной литературы:

При подготовке статьи были использованы данные интернет ресурсов.

Тимошенко Г., Леоненко Е., «Работа с телом в психотерапии».

Подготовила врач-психотерапевт Игнатович Д.А.,

медико-психологическое отделение

 

 

 

Промышленный блок питания - что это и как работает?

Что такое блок питания?

Источник питания — электронное устройство, преобразующее один вид электричества (чаще всего напряжение сети переменного тока) в другой (чаще всего напряжение постоянного тока) в пределах заданной мощности. Каждый блок питания определяется тремя основными параметрами, характеризующими уровни напряжения и мощности.

Эти параметры являются наиболее важными для выбора источников электропитания:

1

Номинальное входное напряжение

2

Номинальное выходное напряжение

3

Номинальный выходной ток (выходная мощность)

Что такое импульсный источник питания?

Блок питания (от англ. power Supply) — устройство, преобразующее один уровень напряжения в другой, необходимый для питания данного устройства.Этот каталог в основном относится к источникам питания, преобразующим сетевое напряжение (1 или 3 фазы) в 12 В постоянного тока или 24 В постоянного тока мощностью от нескольких до нескольких сотен ватт.

Структура импульсного блока питания: напряжение сети выпрямляется и преобразуется в постоянное напряжение. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) генерирует напряжение частотой 50-200 кГц. Это позволяет значительно уменьшить потери в меди, так как число витков трансформатора уменьшается с увеличением частоты.Вторичное напряжение выпрямляется, фильтруется и передается непосредственно на нагрузку. Чтобы стабилизировать напряжение, измеряются ток и выходное напряжение, и соответственно изменяется рабочий цикл сигнала управления ключом на первичной стороне трансформатора.

Рис. 2.3) Принцип работы импульсного блока питания

Какое входное напряжение источника питания?

Под входным напряжением источника питания понимается напряжение, подаваемое на входные клеммы устройства.Для источников питания, используемых в автоматике, чаще всего это 230 В переменного тока для однофазных вводов или 3 x 400 В переменного тока для трехфазных вводов, реже встречаются однофазные входы 110 В переменного тока или 24 В переменного тока.

Каково номинальное входное напряжение источника питания?

Номинальные уровни сетевого напряжения в мире показаны в таблице ниже. Сетевые напряжения в разных странах по МЭК-ЕН

Однофазная сеть Номинальное напряжение мин.-макс. напряжение
Европа 230 В переменного тока ± 10 % 207–253 В переменного тока
Великобритания 240 В переменного тока ± 10 % 216–264 В переменного тока
США 120 В переменного тока ± 10 % 108–132 В переменного тока
Япония 100 В переменного тока ± 10 % 90–110 В переменного тока
Трехфазная сеть Номинальное напряжение мин-макс напряжение
Европа 400 В переменного тока ± 10 % 360–440 В переменного тока
США 207 В переменного тока ± 10 % 186–228 В переменного тока
Канада 575 В переменного тока ± 10 % 517–632 В переменного тока

Стандарты IEC и EN допускают колебания сетевого напряжения в диапазоне примерно ± 10 % от номинального значения, принятого в данной стране.

Как читать маркировку входного напряжения на блоках питания?

Стандарты

IEC, EN, UL позволяют производителям обозначать номинальное напряжение источника питания различными способами, но требуют, чтобы ток, потребляемый от сети при заданном входном напряжении, также указывался на паспортной табличке.

Входной ток является основной технической информацией, которая позволяет правильно выбрать толщину соединительных кабелей и токовую защиту на линии переменного тока. Таким образом, если на паспортной табличке указано 100-240 В переменного тока, ток сети должен быть 100 В переменного тока и 240 В переменного тока, если на маркировке 120-230 В переменного тока, ток сети должен быть 120 В переменного тока и 230 В переменного тока.Наиболее распространенные напряжения на этикетках блоков питания — 120–230 В переменного тока и соответствующие токи для этих напряжений, поскольку эти уровни напряжения приняты в большинстве стран.

Производитель также должен предоставить конечному пользователю минимальное и максимальное допустимое входное напряжение источника питания и должен четко указать, следует ли применять какие-либо ограничения из-за колебаний входного напряжения, разрешенных IEC-EN, например, некоторый предел выходного напряжения. ток при входном напряжении 90 В переменного тока.

В любом случае, согласно международным стандартам IEC-EN-UL, каждый источник питания, как и любое другое устройство, должен исправно работать при колебаниях напряжения ±10% от номинального значения.

Однако при проектировании импульсных источников питания, которые могут поддерживать постоянными выходные параметры в широком диапазоне колебаний напряжения питания, например, в диапазоне от 90 до 264 В переменного тока, возникает ряд технических трудностей. Однако стандарты IEC-EN-UL позволяют производителю снижать выходные параметры при работе в граничных условиях, напримеркогда входное напряжение составляет всего 90 В переменного тока. Затем изготовитель должен предоставить пользователю информацию о любом снижении параметров, условиях окружающей среды, ограничениях номинальных параметров в виде четкой технической документации на изделие, в каталожной карточке или руководстве пользователя.

Каковы диапазоны входного напряжения для блока питания?

Блоки питания, используемые в автоматике, чаще всего имеют следующие диапазоны напряжения:

  • Блок питания с широким диапазоном: например, диапазон питающих напряжений от 90 до 264 В переменного тока позволяет подавать как 110 В переменного тока, так и 230 В переменного тока от однофазных сетей.Этот диапазон напряжения также охватывает допустимые колебания напряжения ± 10 %.
  • Двухдиапазонный источник питания: с помощью соответствующей перемычки или переключателя необходимо выбрать одно из двух напряжений, например, 110 В переменного тока (± 10 %) или 230 В переменного тока (± 10 %). Выбор неправильного блока питания может повредить блок питания.

Может ли слишком высокое входное напряжение повредить блок питания?

При подаче напряжения выше предельно допустимого возможно повреждение входа БП. Произойдет ли сбой или нет, зависит от значения напряжения и времени.Если на блок питания с входным напряжением 100-240 В переменного тока подается напряжение 400 В переменного тока более чем на несколько мс, повреждение входного каскада источника питания неизбежно.

Если на источник питания подается напряжение выше максимально допустимого значения в течение более чем нескольких мс, непосредственным последствием является короткое замыкание варистора защиты от перенапряжения, включенного между линиями L и N на 1-фазных источниках питания или L1 -L2-L3 на 3-фазных источниках питания. Это приводит к взрыву и возгоранию варистора.При коротком замыкании варистора срабатывает защита от перегрузки по току/короткого замыкания в линии переменного тока и размыкает цепь. Повторное подключение цепи будет невозможно, так как вся цепь закорочена поврежденным варистором.

Как снизить риск повреждения блока питания при слишком высоком входном напряжении?

Существует специальная группа блоков питания с широким входным напряжением. Они принимают как фазное напряжение L + N 230 В переменного тока, так и междуфазное напряжение L-L 400 В переменного тока. Типичный диапазон допустимого напряжения составляет 185-550 В переменного тока.

Что происходит, когда напряжение, подаваемое на блок питания, нестабильно?

Входное напряжение источника питания никогда не бывает идеальным, особенно в промышленных условиях. Существует множество явлений, негативно влияющих на работу блоков питания. В основном это:

  • Падение напряжения: когда значение напряжения ниже одобренного IEC, EN и UL в течение длительного периода времени.
  • Перебои напряжения: когда напряжение падает до нуля в течение нескольких периодов AC 90 150
  • Мерцание: Низкочастотное изменение сетевого напряжения относительно номинального значения.

Вышеуказанные события снижают качество и параметры сети электроснабжения. Они часто встречаются в промышленных энергосистемах и могут быть опасны для всех устройств, а не только для блоков питания. Плохое качество переменного напряжения очень часто является причиной выхода из строя электронных устройств, питающихся от сети переменного тока.

Перенапряжения

Импульс сетевого напряжения переменного тока с высоким пиковым напряжением, который может быть одиночным (высокий выброс энергии) или множественными (высокий выброс энергии).Взрыв, низкая энергия). Скачки вызваны молнией, сбоями в линии электропередач, коммутацией больших токов, автоматическими выключателями, переключением контакторов и реле. Пакетные импульсы не являются чем-то необычным в отрасли, они практически обычны. Очень часто перенапряжение появляется сразу после провала напряжения.

Последствия перенапряжения

Стандарты IEC1000 ..., PN-EN 61000-4-2, -4-4, -4-5 гласят, что вход источника питания должен выдерживать скачки напряжения 2,5 кВ между фазами и фазой и нейтралью и 4 кВ между фазный и защитный провод.Для испытаний на устойчивость к импульсным перенапряжениям требуется импульс напряжения 1,2/50 и импульс тока 8/20. Чтобы выдерживать такие импульсы высокой энергии, входной каскад обычно защищен варистором, подключенным между L-N в однофазных источниках питания и между L1-L2-L3 в трехфазных источниках питания.

Защита от перенапряжения

Импульсные токи более 4,5 кА, 8/20 разрушают варисторы и часто другие компоненты. При частых отказах входного каскада источников питания или других устройств, питающихся от сети переменного тока, между фазой и землей следует включать защитное устройство 10 кА, 8/20 класса С.Устройство защиты от перенапряжения должно быть установлено там, где линия переменного тока подключена к основным клеммам шкафа. Это также требуется стандартами IEC-EN-UL, которых необходимо придерживаться при проектировании электрических устройств, панелей управления и шкафов управления.

Каков входной ток блока питания?

Номинальный входной ток

Номинальный входной ток — это ток, протекающий через входную цепь (сетевой ток) при номинальном напряжении питания, номинальном выходном напряжении и номинальной выходной мощности.

В импульсных источниках питания входной ток увеличивается по мере снижения входного напряжения. Это связано с тем, что устройство должно поддерживать постоянный ток на выходе (постоянная мощность).

Срок службы электронного устройства зависит от рабочей температуры его компонентов, которая тесно связана с протекающим током и способностью рассеивать тепло. Следствием этого является тот факт, что если мы возьмем два одинаковых источника питания с входным напряжением, например, 100-240 В переменного тока и один из них будет работать при 100 В переменного тока, а другой при 240 В переменного тока, то работающий при более низком напряжении будет иметь более короткий срок службы, потому что он работает при более высоком входном токе.

Пусковой ток

При включении питания появляется импульс тока с высоким пиковым значением и длительностью несколько мс. Этот ток, известный как пусковой или пусковой ток, возникает в результате процесса зарядки входных электролитических конденсаторов. Электролитические конденсаторы воспринимаются выпрямительным мостом (и, следовательно, и сетью) как короткое замыкание, когда они заряжены. Этот эффект возникает каждый раз при включении питания или после пропадания и возврата сетевого напряжения.Пусковой ток увеличивается с ростом напряжения сети и с увеличением емкости электролитических конденсаторов.

Пусковой ток и селективность защиты

Импульс тока, возникающий при включении питания, может активировать защиту от короткого замыкания/перегрузки на стороне переменного тока. Срабатывание защит также может быть вызвано провалами напряжения, мерцаниями или перебоями в напряжении переменного тока, что в некоторых случаях можно понимать как последовательность включения-выключения источника питания.

Поскольку провалы напряжения (очень кратковременные перебои в электроснабжении) часто незаметны с точки зрения пользователя, отключение электропитания из-за них может ошибочно предположить неисправность и привести к ненужному и дорогостоящему останову процесса, машины, системы Ограничение пускового тока и т. д., выбор защиты от перегрузки и ограничения тока в силовых кабелях затруднен. В этом случае, если уровень защиты линии выбран для максимального пикового пускового тока, он, вероятно, будет слишком высоким для эффективной защиты кабелей.С другой стороны, при слишком низком уровне защиты кабели будут надежно и эффективно защищены, но это может привести к частым отключениям при запуске или при нестабильной питающей сети.

При 3-х фазных источниках питания с выходными токами 20 А, 30 А, 40 А пусковой ток всегда очень велик (более 80 А в импульсе, при номинальном входном токе около 1-2 А), поэтому входная цепь источника питания требует наличия схемы, ограничивающей этот ток.

Ограничение пусковых токов
  • В настоящее время существует два основных способа ограничения пусковых токов источников питания: Способ пассивного ограничения пусковых токов: на входе источника питания последовательно включается терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом (его сопротивление значительно возрастет при повышении температуры). При включении холодного источника питания высокое последовательное сопротивление ограничивает пусковой ток. После прогрева устройства при нормальной работе сопротивление уменьшается и не вызывает дополнительных потерь и падений напряжения.Недостатком такого решения являются проблемы при включении уже прогретого устройства. Тем не менее, это достаточное и дешевое решение для маломощных блоков питания до 120 Вт.
  • Способ активного ограничения пусковых токов: на входе источника питания последовательно включается резистор постоянного сопротивления, который по принципу закорачивания и открывания транзистором, управляемым от системы измерения тока, создает среднее сопротивление, ограничивающее ток соответственно. Очень эффективный метод, не зависящий от температуры, используемый в мощных источниках питания.

Какое выходное напряжение у вашего источника питания?

Номинальное выходное напряжение — это напряжение, которое должен обеспечивать источник питания при изменении выходного тока от 0 до 100 %. Если выходное напряжение регулируется, наиболее распространенный диапазон напряжения указывается на потенциометре, используемом для его настройки. Выходное напряжение импульсных источников питания очень стабильное и точное благодаря контуру управления с обратной связью. Несмотря на систему управления, снижение выходного напряжения может иметь место в результате:

  • высокое падение напряжения в сети переменного тока
  • высокая перегрузка на выходе, напр.при пусковых устройствах с тяжелым пуском или при коротком замыкании в линии постоянного тока.

В вышеупомянутых случаях падение напряжения неизбежно. Однако, если падение напряжения на выходе не вызвано вышеперечисленными факторами или другими внешними условиями, это означает возможный выход из строя блока питания.

Источники питания с регулируемым напряжением

Если блок питания оснащен возможностью установки выходного напряжения (чаще всего с помощью потенциометра), помните, что блок питания имеет определенные допуски (например,согласно UL) для номинальной выходной мощности, а не для номинального тока. Следствием этого является тот факт, что если выходное напряжение установлено на уровне, например, 27 В постоянного тока, то выходной ток следует уменьшить, чтобы сохранить номинальную мощность источника питания в соответствии с допуском. Например, пусть мощность блока питания будет 240 Вт (24 В постоянного тока / 10 А). Если поднять напряжение до 27 В постоянного тока, то при 10 А мощность будет 270 Вт, а допуск только до 240 Вт. Увеличение выходной мощности источника питания увеличивает температуру компонентов, поэтому, если мы увеличим выходное напряжение источника питания выше номинального значения, выходной ток должен быть ограничен в то же время для поддержания номинальной мощности и, следовательно, одобрения.

Если мы не ограничим ток, в случае сбоя ответственность ложится на конечного пользователя, который использовал устройство не по назначению. С другой стороны, тепловая защита блока питания гарантирует безопасную работу в случае несоблюдения вышеуказанных правил.

Пульсации и шум

Пульсации и шум на выходе постоянного тока представляют собой периодические (пульсации) или случайные (шум) сигналы в диапазоне частот от 10 Гц до 20 МГц, измеряемые в мВpp (полный размах, размах).Типичные измерения шума и пульсаций выполняются при номинальном выходном токе и резистивной нагрузке, номинальном входном напряжении, прогреве в течение 5 минут с использованием осциллографа с частотой 20 МГц и пробника с керамическим конденсатором 0,1 мФ и электролитическим конденсатором 10 мФ, подключенным непосредственно к выходу. Для линейных источников питания характерны низкочастотные пульсации, чаще всего 100 Гц, относящиеся к частоте сети. Импульсные блоки питания характеризуются высокочастотными пульсациями порядка 70..120 кГц, относящиеся к работе преобразователя частоты, а также низкие частоты, относящиеся к частоте сети.

Рис. 4.1) Пульсации из-за частоты коммутации

Рис. 4.2) Пульсации от линии питания

Отрицательное влияние пульсаций и шума

В принципе, в большинстве приложений пульсации и шумы, создаваемые импульсными источниками питания, не играют никакой роли, потому что большинство устройств автоматизации могут работать с пульсациями до 500 мВпик-пик.Типичные значения пульсаций современных блоков питания составляют 40-200 мВпик. Пульсации могут вызвать проблемы, когда источник питания генерирует их слишком сильно из-за повреждения или когда питаемое устройство очень чувствительно к пульсациям. Часто проблемы с пульсацией вызваны плохой проводкой и заземлением цепи.

Прочие источники шума

Если источник питания используется для питания индуктивных нагрузок, таких как двигатели постоянного тока, и они не оснащены соответствующими фильтрами и устройствами подавления перенапряжения, помните, что такие нагрузки создают очень сильный шум в линии постоянного тока, что, в свою очередь, может вызвать проблемы или даже выход из строя. других устройств, питаемых от той же линии постоянного тока.

Стабилизация напряжения

Стабилизация напряжения — это способность источника питания поддерживать номинальное напряжение на заданном уровне (например, 24 В постоянного тока) независимо от изменений напряжения питания и нагрузки.

Стабилизация напряжения

Стабилизация при изменении напряжения питания (также называемая для краткости стабилизацией напряжения) - это способность поддерживать постоянное напряжение на выходе источника питания при изменении напряжения питания переменного тока в пределах максимально допустимого диапазона (обычно ±10% от номинального значения или в пределах мин.-макс. диапазона напряжения питания, указанного изготовителем).Этот параметр на самом деле очень хорош в большинстве импульсных блоков питания и редко является причиной проблем.

Стабилизация напряжения

Стабилизация при изменении нагрузки (также известная сокращенно как стабилизация тока или нагрузки) — это способность поддерживать постоянное напряжение на выходе источника питания при изменении нагрузки от 0 до 100%. Этот параметр очень важен для качества постоянного напряжения в приложениях, где нагрузка изменяется ступенчато и где нагрузка требует высокого пускового тока.

При включении нагрузок, требующих большого пускового импульса, выходное напряжение может упасть до значения значительно ниже номинального напряжения. Снижение зависит от амплитуды импульса тока и его длительности. Если импульс тока, требуемый нагрузкой, больше, чем импульс, передаваемый источником питания, и если длительность импульса слишком велика, источник питания может рассматривать импульс тока как перегрузку. Перегрузка источника питания приводит к его отключению (система защиты от перегрузок и коротких замыканий) или снижению выходного напряжения, что в обоих случаях может вызвать проблемы в работе устройств, питающихся от одной линии постоянного тока.

Качество стабилизации выходного напряжения при изменении нагрузки зависит в основном от принятой концепции и технологии системы защиты от воздействия перегрузок. Некоторым нагрузкам требуется импульс тока при пуске в 5, 10 и даже 20 раз превышающий номинальный ток, что может быть существенной проблемой для источников питания с низкой динамикой (см. защиту от перегрузки и короткого замыкания).

Пульсация из-за частоты коммутации

Реакция на скачок нагрузки от 1 А до 10 А при выходном напряжении +24 В

Время резервного копирования

Время поддержки — это время, в течение которого ИБП может поддерживать напряжение и номинальный ток после отключения от сети.Время резервного копирования варьируется от 50 мс до 100 мс.

В соответствии со стандартами качества электроэнергии IEC/EN напряжение переменного тока в линии питания может упасть до нуля в течение 10 мс, и это считается естественным и неизбежным явлением в сети электроснабжения. Как следствие, каждое электронное устройство должно нормально функционировать при отключении питания на 10 мс. Время резервирования измеряется при полной нагрузке с момента падения напряжения питания ниже 10 % от номинального значения. Окончание измерения происходит, когда выходное напряжение источника питания падает до 10% от номинального значения.Если источник питания не был полностью загружен во время падения напряжения, время резервного питания будет увеличено.

Для увеличения времени резервирования можно подключить к выходу электролитические конденсаторы (номинальное напряжение конденсаторов должно быть выше выходного напряжения блока питания). На линии 24 В постоянного тока 1 А добавление 1000 мФ к выходу увеличит время удержания на 2 мс. Во время зарядки электролитические конденсаторы «видятся» блоком питания как короткое замыкание, поэтому слишком большая емкость может привести к перегрузке блока питания.

Интерпретация времени удержания в фактическом чипе

Время нарастания

Время нарастания — это время между моментом подачи сетевого напряжения и моментом, когда выход достигает номинального напряжения и тока. Время нарастания зависит не только от конструкции и мощности блока питания, но и от сетевого напряжения и нагрузки. Время нарастания колеблется от нескольких миллисекунд до нескольких секунд и не является критическим параметром.

Выходное напряжение увеличивается после включения питания.

Ограничение выходного напряжения

Схема ограничения выходного напряжения – это система, которая в случае внутреннего отказа источника питания предотвращает появление напряжения выше 32 В постоянного тока (в источниках питания с номинальным напряжением 24 В постоянного тока) для защиты от повреждения питаемые устройства.

Эффект срабатывания защиты от перенапряжения при питании 24 В

Некоторые блоки питания также оснащены схемой для предотвращения повреждения из-за перенапряжения, поступающего от линии постоянного тока.

Какой выходной ток блока питания?

Номинальное выходное напряжение — это напряжение, которое должен обеспечивать источник питания при изменении выходного тока от 0 до 100 %. Если выходное напряжение регулируется, наиболее распространенный диапазон напряжения указывается на потенциометре, используемом для его настройки. Выходное напряжение импульсных источников питания очень стабильное и точное благодаря контуру управления с обратной связью. Несмотря на систему управления, снижение выходного напряжения может иметь место в результате:

  • высокое падение напряжения в сети переменного тока
  • высокая перегрузка на выходе, напр.при пусковых устройствах с тяжелым пуском или при коротком замыкании в линии постоянного тока.

В вышеупомянутых случаях падение напряжения неизбежно. Однако, если падение напряжения на выходе не вызвано вышеперечисленными факторами или другими внешними условиями, это означает возможный выход из строя блока питания.

Номинальный выходной ток

Номинальный выходной ток — это ток, который источник питания может непрерывно подавать при сохранении полной эффективности и всех параметров, включенных в каталог и указанных в сертификатах.Номинальный ток должен подаваться как при минимальном, так и при максимальном напряжении питания, поддерживая выходное напряжение не менее 10 % от номинального значения (значение, ниже которого источник питания считается перегруженным).

Соотношение между номинальным током, током перегрузки и током короткого замыкания

Термины номинальный ток, ток перегрузки и ток короткого замыкания тесно связаны с мощностью устройства. Это иллюстрируется следующим примером:

  • Нагрузка 480 Вт представляет собой короткое замыкание для источников питания 24 В пост. тока / 5 А (480 Вт при 24 В пост. тока = 20 А, слишком много для источника питания 5 А) 90 150
  • Нагрузка 480 Вт является перегрузкой для источников питания 24 В пост. тока / 16 А (480 Вт при 24 В пост. тока = 20 А, что + 20 % для источника питания 16 А) 90 150
  • Нагрузка 480 Вт — типичная нагрузка для источников питания 24 В постоянного тока / 20 А.
Соответствие источника питания и нагрузки

Блок питания должен соответствовать нагрузке и учитывать не только номинальный ток, но и импульс тока при пуске.Например, двигателю 24 В постоянного тока / 1 А требуется ток 20 А при запуске (поскольку его пусковое сопротивление настолько низкое, что его можно рассматривать как короткое замыкание) в течение периода от нескольких сотен миллисекунд до нескольких секунд, в зависимости от механической стартовые условия. Для такого применения даже блок питания на 5А может оказаться маловат.

[/ одна_треть] [час] [одна_секунда]

Защита от перегрузки и короткого замыкания

Защита от воздействия перегрузок и коротких замыканий (сокращенно, хотя и не совсем корректно называется защита от перегрузок и коротких замыканий) - это схема защиты от выхода из строя (ток перегрузки перегревает блок питания) при появлении на выходе блока питания тока больше номинального тока.Эту защиту часто называют OVLD (защита от короткого замыкания при перегрузке). Блоки питания рассчитаны на то, чтобы выдерживать номинальный непрерывный ток и ток перегрузки в течение ограниченного времени. В зависимости от конструкции блока питания, в случае перегрузки, схема защиты ограничивает:

90 148 90 149 выходной ток 90 150
  • выходное напряжение
  • выход тока и напряжения
  • продолжительность перегрузки
  • Практически все источники питания способны отдавать ток выше номинального во время короткого замыкания или перегрузки в течение заданного периода времени.Ток перегрузки может составлять, например, +1% или даже +100% от номинального тока, а продолжительность такой перегрузки может варьироваться от нескольких миллисекунд до нескольких секунд в зависимости от конструкции источника питания.

    • Чаще всего говорят, что блок питания должен работать с защитой от перегрузки, когда его выходное напряжение на 10% ниже номинального напряжения.
    • Когда на выходе БП подается ток перегрузки ниже максимально допустимого тока перегрузки, выходное напряжение остается стабильным.
    • При превышении тока перегрузки над допустимым током перегрузки выходное напряжение постепенно (или напрямую, в зависимости от конструкции блока питания) падает почти до нуля.
    • При полном коротком замыкании выхода источника питания имеется незначительное выходное напряжение, зависящее от общего остаточного сопротивления линии постоянного тока, то есть: 90 148 90 149 остаточное сопротивление поврежденной нагрузки, вызвавшей короткое замыкание 90 150
    • провод, разъем и предохранитель сопротивление
    • внутреннее сопротивление выходной цепи блока питания
    • 90 153

    Каковы функции безопасности блока питания?

    Режим икоты

    Используя технологию Hiccup, разработчики пытаются найти золотую середину между защитой от перегрузок, импульсов тока на выходе и защитой самого блока питания.Технология Hiccup основана на возможности подачи очень больших импульсов тока на выходе источника питания с длительностью, ограниченной, например, 100 мс или 500 мс. В случае короткого замыкания или перегрузки на выходе отображается импульс тока до 200 % от номинального тока длительностью, например, 500 мс. По истечении этого времени выход отключается на более длительное время, например, 2 секунды, а затем снова включается на 500 мс. Этот цикл повторяется до тех пор, пока причина перегрузки или короткого замыкания не исчезнет. Эта технология позволяет получать большие импульсы тока в течение относительно длительного времени, что позволяет запускать устройства с тяжелым пуском, защищая при этом источник питания от перегрева и повреждения.

    Режим постоянной мощности

    В случае короткого замыкания выходное напряжение падает практически до нуля, а выходной ток увеличивается до максимального значения, определяемого конструкцией блока питания. Ток перегрузки непрерывно подается в цепь на время короткого замыкания (цепь не разрывается). При токе перегрузки не менее чем на 30 % выше номинального тока данная технология позволяет осуществлять пуск тяжело пускающих устройств и обеспечивает селективность срабатывания защиты.Основным недостатком данного решения является работа блока питания в тяжелых условиях (обеспечивает ток, превышающий номинальный). Внимание! Каждая защита от перегрузки и короткого замыкания предназначена и используется для защиты источника питания, а не для использования его в качестве защиты проводников и устройств линии постоянного тока. Однако, когда мы используем маломощный источник питания, например, 5 А или менее, и когда провода имеют сечение 1,5 мм², схема защиты источника питания одновременно защищает линию постоянного тока. Когда источник питания 10 А или более используется для питания нескольких небольших нагрузок на шине постоянного тока и используются проводники сечением 0,75 мм², необходима дополнительная защита на линии.

    Какая мощность блока питания?

    Номинальная мощность — это мощность, которую источник питания может непрерывно отдавать при сохранении полной эффективности и всех параметров, включенных в каталог, и для расцепителей без превышения допустимой температуры (см. также номинальный ток и номинальное напряжение).

    Что такое эффективность источника питания?

    Каждое электронное устройство при преобразовании энергии теряет часть мощности от потребляемой из сети мощности, в основном на тепло.Тепло, превышающее его температуру и температуру окружающей среды, не является полезной энергией и поэтому называется мощностью потерь (исключение составляют отопительные приборы). Высокая эффективность означает низкое рассеивание мощности в тепло, энергосбережение, более низкую температуру корпуса. Современные блоки питания способны достигать КПД 90% для однофазных и 94% для трехфазных.

    Как рассчитать тепло, выделяемое блоком питания?

    Блок питания с выходной мощностью, например, 100 Вт и КПД 85% потребляет от сети 117,6 Вт.Это связано с тем, что 17,6 Вт теряется на тепло. Производители обычно не маркируют мощность, потребляемую из сети, а указывают КПД блока питания, благодаря чему мы можем рассчитать общую мощность и мощность, теряемую в виде тепла, по формуле:

    Ptrac = (Pвых / η) - Pвых

    Пример:
    100 Вт (выходная мощность) / 0,85 (эффективность) = 117,6 Вт (общая входная мощность)
    117,6 Вт (входная мощность) - 100 Вт (выходная мощность) = (17,6 In мощности, теряемой на тепло)

    Что такое последовательное соединение источников питания?

    Все блоки питания можно соединить последовательно для увеличения выходного напряжения.В этом случае выходное напряжение является суммой напряжений источников питания компонентов. Следует помнить, что последовательное соединение не увеличивает мощность системы и допустимый ток равен допустимому току наименьшего источника питания. Продажа диодов не обязательна, но рекомендуется, поскольку они защищают приемник.

    Последовательное соединение источников питания

    Что такое параллельное соединение источников питания?

    Параллельное соединение для увеличения мощности

    Все блоки питания можно подключать параллельно для увеличения мощности, если иное не указано производителем.Однако обратите внимание на следующее:

    • Блоки питания одной модели должны быть подключены параллельно (желательно также из одной производственной партии).
    • Установите одинаковые выходные напряжения с точностью ± 50 мВ на всех комбинированных источниках питания в соответствии со следующей процедурой: подождите 5 мин. для прогрева блоков питания подключить к выходу резистивную нагрузку на 20-50% от номинального тока, установить напряжение, подключить блоки питания параллельно.
    • Выходы каждого источника питания должны быть подключены к положительной и отрицательной клеммам главной шины питания.Не соединяйте блоки питания друг с другом в виде «цепочки» с помощью собственных клемм.
    • Параллельное подключение для увеличения мощности не требует использования кольцевого диода на выходе каждого блока питания. Однако их использование рекомендуется с источниками питания, не оборудованными схемой распределения тока. Системы распределения тока обеспечивают равномерное распределение мощности между параллельно работающими источниками питания.
    • Обратите внимание, что общая мощность параллельно соединенных блоков питания не является суммой мощностей блоков питания компонентов.Общая мощность составляет примерно 80% от общей мощности блоков питания компонентов. Например, два блока питания на 5 А не дадут 10 А только около 8 А.
    Параллельное соединение для резервирования

    Резервирование является обязательным в приложениях, где требуется высочайшая степень надежности как для безопасности, так и для обеспечения бесперебойной работы. Резервирование источников питания заключается в их параллельном соединении следующим образом:

    • Каждый блок питания, приспособленный для работы в системах с резервированием, должен быть оборудован на заводе (или пользователем) развязывающим диодом, последовательно подключаемым к положительному полюсу выхода блока питания (т.н.кольцевой диод). Каждый источник питания должен быть оснащен таким диодом, чтобы короткое замыкание на одном из источников питания (например, из-за его выхода из строя) не вызывало короткого замыкания и не срабатывала защита от перегрузки всех остальных источников питания.
    • Источники питания в резервированных системах должны быть оснащены индикацией наличия или отсутствия напряжения на выходе. Обычно это делается с помощью беспотенциального контакта реле или цифрового TTL-сигнала.
    • Электроснабжение в резервированных системах для каждого из источников питания должно быть независимым или независимо защищенным отдельными защитами с учетом соответствующей селективности срабатывания, чтобы в случае короткого замыкания на стороне сети с одним блоком питания, напряжение на всех источниках питания не отключено.
    • Один блок питания, работающий в системе с резервированием, должен иметь мощность для независимого питания всей системы в самых неблагоприятных условиях. Если общая мощность системы составляет, например, 240 Вт, то мощность каждого из параллельно подключенных блоков питания должна быть не менее 240 Вт. 90 150 90 153

      Параллельное соединение источников питания

      Как подобрать мощность блока питания с учетом рабочей температуры?

      Связь между током и температурой

      Номинальный ток и рабочая температура тесно связаны.Ток, протекающий через компоненты, проводники, дорожки печатных плат и т. д., вызывает небольшие падения напряжения, которые умножаются на величину протекающего тока и дают мощность рассеивания тепла в Джоуле. Это приводит к повышению температуры элементов и окружающей среды. Источники питания, применяемые в промышленной автоматике, чаще всего работают в закрытых корпусах, шкафах управления, монтируются в щиты и т.п., где максимально допустимая температура составляет 45°С (113 F). По этой причине номинальный ток всегда следует давать для данной рабочей температуры, а чаще всего это 45°С.Даже если некоторые производители заявляют, что блок питания будет работать при температуре выше 45°С (113F), например 60°С (140F), следует помнить, что длительная работа устройства при повышенной температуре сократит срок службы. срок службы устройства. Это необратимый процесс, с которым не справится даже самый лучший производитель блоков питания.

      Рабочая температура источника питания

      Блоки питания хорошего класса с достойным КПД, работающие при температуре окружающей среды 25°C (77F) и выдающие номинальный ток, будут нагреваться на 25-35°C (77-95F) выше температуры окружающей среды.Поэтому они достигают температуры 50-60 ° C (122-140 F) в самой горячей точке. Таким образом, при температуре окружающей среды 45°C (113°F) тот же блок питания достигнет 70-80°C (158-176°F) в самой горячей точке, что является максимальной температурой, допустимой для срока службы определенных электронных компонентов ( например, срок службы электролитических конденсаторов указан для 105 °С (221 F)).

      Мощность, рассеиваемая в виде тепла

      При потере электроэнергии внутри закрытого корпуса температура воздуха внутри повышается по сравнению с температурой воздуха снаружи.Повышение температуры воздуха внутри корпуса тем больше, чем меньше объем и габариты корпуса.

      Работа источников питания в закрытых небольших корпусах

      Мощность, теряемая электронными устройствами, увеличивает их температуру и повышает температуру окружающего воздуха. Если устройство работает в закрытом корпусе, температура внутри корпуса увеличивается. Общее правило простое: чем меньше объем жилья, тем больше температура внутри.

      Примечание: 1 Вт мощности, теряемой на тепло внутри корпуса объемом 1 дм³, повышает температуру на 10 °C (50 F). При выборе источника питания необходимо рассчитать его номинальный ток и уровень ограничения тока в зависимости от температуры, принимая во внимание также объем корпуса, температуру окружающей среды и мощность рассеивания тепла другими устройствами в том же корпусе. Также следует учитывать, что если блок питания питает устройства в том же корпусе, то они также вызывают повышение температуры.

      Как выбрать блок питания по изоляции?

      Стандарты

      IEC, EN и UL определяют два класса изоляции для устройств с питанием от сети переменного тока.

      Устройства класса I:

      Также определяется как устройства с двойной изоляцией. Обычно они изготавливаются из пластмассового непроводящего корпуса, который не может находиться под опасным напряжением из-за неисправности устройства, и поэтому его не нужно подключать к защитному проводнику. Примечание. Некоторые устройства класса I имеют разъем GND для подключения внешнего фильтра электромагнитных помех, а не из соображений безопасности.

      Устройства класса II:

      Изготовлены из металлического корпуса, на котором может появиться опасное напряжение из-за выхода из строя устройства и поэтому корпус должен быть соединен с защитным проводником.

      Даже если источник питания защищен соответствующим предохранителем (что чаще всего бывает в однофазных источниках питания), рекомендуется защитить линию переменного тока, питающую источник питания, дополнительной защитой от перегрузки по току или предохранителем. Это также позволяет безопасно отключить блок питания от сети переменного тока для безопасного изменения блока питания или кабелей.Трехфазные источники питания обычно не имеют внутреннего предохранителя, поэтому внешняя защита линии переменного тока абсолютно необходима для защиты от поражения электрическим током или возгорания.

      Должен ли источник питания быть защищен внешней защитой от перегрузки по току?

      Если источник питания не снабжен внутренним предохранителем, он должен быть защищен внешним предохранителем со стороны линии переменного тока. Трехфазные источники питания обычно не имеют внутреннего предохранителя, поэтому внешняя защита линии переменного тока является обязательной для обеспечения защиты от ударов и пожара.Даже если источник питания оснащен внутренним предохранителем, из соображений безопасности рекомендуется дополнительная защита с помощью внешнего предохранителя или автоматического выключателя

      .

      Даже если блок питания оснащен входным предохранителем для защиты от перегрузок, кабели переменного тока, питающие устройство, также должны быть защищены от перегрузки, если их длина превышает 4 м от главной шины (стандарты EN). Тем не менее, для лучшей защиты от поражения электрическим током и опасности возгорания рекомендуется всегда использовать дополнительную защиту от перегрузки на кабелях переменного тока.

      .

      Светодиодный импульсный источник питания, стабилизированный

      При поиске проверенного и эффективного блока питания для светодиодного освещения мы можем встретить следующие словосочетания: импульсный блок питания или стабилизированный блок питания. Что это значит? Каковы различия? Какой из них подойдет к нашему освещению? Mean Well в своем предложении включает как первый, так и другой тип, вопрос в том, какое из широкого спектра решений выбрать для нашей установки, чтобы она работала без перебоев.

      Начнем с принципа построения и работы.

      Импульсный блок питания, в котором первая секция (только в блоках питания) представляет собой выпрямитель и конденсаторы для сглаживания тока, служит для преобразования переменного напряжения в однонаправленное и компенсации его изменений. Затем постоянное напряжение достигает секций транзисторов, переключаемых между состояниями насыщения и засорения управляющими импульсами переменной длины. Образовавшаяся прямоугольная волна поступает на первичную обмотку трансформатора, затем напряжение, поступающее со вторичной обмотки, поступает на выпрямитель (диоды, приспособленные для работы с высокой частотой).Колебания напряжения сглаживаются дросселями и конденсаторами большой емкости. В источниках питания с несколькими выводами с разным напряжением используется несколько вторичных обмоток (рис. 1).

      Стабилизированный источник питания — это устройство, подающее ток с фиксированным напряжением или фиксированной силой тока для электрических устройств и цепей. Первая секция такого источника питания постоянного тока представляет собой трансформатор или преобразователь, где значение тока и напряжения изменяется в соответствии с нуждами и требованиями питаемого приемника.Затем у нас есть выпрямитель с конденсатором, который изменяет переменное напряжение на напряжение одного знака, которое затем можно преобразовать в постоянное. Фильтр отвечает за пропуск или блокировку сигналов в определенном диапазоне частот, затем стабилизатор отвечает за поддержание на выходе постоянного напряжения (стабилизатор напряжения) или тока (стабилизатор тока) вне зависимости от колебаний питающего напряжения и нагрузки системы (рис. 2).

      Импульсный источник питания сложнее в изготовлении, чем стабилизированный источник питания, и для некоторых приложений он также требует предварительной нагрузки.Собранный из некачественных элементов, он может вызвать частотные помехи и нестабильную работу поставляемых устройств. Это компенсируется высокой эффективностью и меньшими производственными затратами, защитой от короткого замыкания и устойчивостью к помехам в сети и кратковременным провалам напряжения. Стабилизированный блок питания, помимо различных видов защит: защиты от короткого замыкания, защиты от перенапряжения, гарантирует стабильное значение выходного параметра (ток, напряжение) независимо от нагрузки. Возможность регулировки тока и напряжения на выходе в некоторых моделях, совместимость с имеющимися на рынке системами диммирования освещения.

      С точки зрения использования блока питания для светодиодных установок (24 В постоянного тока) мы предлагаем проверенные и надежные стабилизированные блоки питания Mean Well: постоянного напряжения (LPV, ELG), для ламп и освещения с питанием от постоянного тока - постоянный ток (LPC, ГВУ-С). Этот выбор состоит не только из прочной конструкции и качества используемых компонентов, ряда гарантий или стандартов и сертификатов, которым соответствует устройство. Основным преимуществом является гарантия постоянного выходного параметра при его стабильности при переменной нагрузке.Благодаря этому мы уверены, что сможем в полной мере насладиться свечением нашего освещения. Mean Well предоставляет нам широкий ассортимент устройств, поэтому даже требовательный покупатель обязательно найдет подходящую модель для своей установки.

      Предлагаем Вам ознакомиться с предложением магазина SHEMECK.

      .

      Какой аккумулятор выбрать для аварийного питания насосов ЦТ?

      Для правильной работы каждого комплекта аварийного питания требуется подходящая батарея.

      Резервное питание подключается к свинцово-кислотному аккумулятору

      Свинцово-кислотные батареи делятся на два основных типа:

      • Открытый (например, автомобильный, для циклической и кратковременной работы, высоких нагрузок)
      • Закрытый (герметичный, аккумулятор AGM или Gel , до буферная работа , циклическая или буферно-циклическая, с длительным периодом нагрузки)


      Часто задаваемый вопрос:
      Можно ли использовать автомобильный аккумулятор в качестве аварийного источника питания?
      Нет, автомобильный аккумулятор является стартерным аккумулятором.Дает большое количество энергии за короткое время. При более длительной нагрузке теряет эффективность и разряжается быстрее, чем аккумулятор «AGM». К этому добавилась проблема с зарядкой. В автомобиле аккумулятор работает циклично, он временно разряжается (запуск двигателя) и затем заряжается даже несколько раз в день. Зарядка происходит более высоким напряжением, т.е. около 14,5В (а для получения соответствующей плотности электролита и до примерно 16-16,2В кратковременно при малом токе). Сама батарея тоже под капотом в хорошо проветриваемом месте, что конечно ограничивает скопление выделяющихся газов.
      Это совсем другая работа, чем в системах аварийного питания. Здесь и длительные нагрузки, и непрерывная зарядка, и более низкое конечное зарядное напряжение — около 13,6В.
      Автомобильный аккумулятор просто не будет правильно заряжаться, электролит будет испаряться ("необслуживаемые" аккумуляторы тоже будут испаряться), имеет худший КПД и быстро изнашивается.

      Из-за рабочих характеристик для аварийного источника питания следует использовать герметичный AGM или гель типа для буферной работы.

      Автомобильный аккумулятор при зарядке выделяет взрывоопасную смесь газов кислорода и водорода (искра может вызвать взрыв).

      Ниже на видео вы можете увидеть этот эффект, нужна только искра и взрыв готов.

      Из-за испарения электролита необходимо также контролировать его уровень.

      Чем отличается аккумулятор AGM от гелевого на ?

      В аккумуляторе AGM электролит улавливается стекловолоконными сепараторами, в гелевом аккумуляторе электролит находится в виде геля.Аккумуляторы AGM более популярны, чем гелевые аккумуляторы в т.ч. из-за цены. Гелевая батарея более устойчива к повреждениям от вибрации.

      Гелевые аккумуляторы

      AGM и можно хранить и использовать в любом положении, но процесс зарядки должен происходить в нормальном положении, т.е. розетками вверх.

      Как заряжать аккумулятор AGM, каким током и напряжением?

      В нашем случае резервной батареей является буферная батарея , т.е. такая, которая еще заряжена на 99% своего "жизни".

      Эта батарея заряжается иначе, чем циклически работающая батарея. Напряжение, завершающее зарядку или поддерживающую зарядку, должно быть не более 13,8 В. В блоках питания ZA-TECH напряжение составляет около 13,6В.

      Зарядка аккумулятора, работающего в качестве буфера, и длительное содержание его под напряжением около 14,4-14,8В значительно сократит срок его службы.

      Интеллектуальные зарядные устройства , зарядка буферных аккумуляторов могут заряжать аккумулятор до напряжения примерно 14 В.4-14,8В, но через некоторое время снижают напряжение примерно до 13,6-13,8В и заряжают малосохраняющим током. Также они могут заряжаться только до напряжения около 13,8В, это простые зарядные устройства. Циклические зарядные устройства заряжают до напряжения 14,4-14,8В и удерживают напряжение в этом диапазоне и такой аккумулятор следует отключать после завершения процесса зарядки.

      Зарядный ток и напряжение также должны соответствовать используемой гелевой батарее AGM или . Гелевый аккумулятор заряжается более низким напряжением, чем аккумулятор AGM.

      Зарядный ток, слишком высокий по отношению к батареи , сократит срок ее службы. Слишком малый зарядный ток, кроме очень долгой зарядки, может вообще не зарядить аккумулятор - разрядился.

      Оптимальный зарядный ток составляет 10% от его емкости (десятичасовой ток), пример:

      Аккумулятор емкостью 80Ач заряжается 8А, 50Ач - 5А и т.д.

      Более высокий зарядный ток, например 16А, также вызовет его быстрое потребление, зарядка 5А не повлияет на долговечность.Однако заряжать током в 1А бессмысленно, так как это занимает много времени, то с бывшим в употреблении аккумулятором такого тока может не хватить для зарядки аккумулятора.

      Когда у нас есть некоторый выбор зарядного тока, когда мы покупаем только зарядное устройство , у нас нет большого выбора, когда мы покупаем аварийный блок питания .

      Поэтому, помимо мощности самого аварийного блока питания , обратим внимание на зарядный ток, чтобы мы могли подобрать аккумулятор, не слишком маленький и не слишком большой.
      Источники аварийного питания ZA-TECH имеют выбор зарядного тока. В моделях ZA-TECH-300, ZA-TECH-350, ZA-TECH-500 мы можем выбрать 2, 5 или 10А.
      Для моделей ZA-TECH-700, ZA-TECH-1200 это 5, 10 или 20А
      ZA-TECH-1600 и ZA-TECH-2400 это 20 или 40А. Модель
      ZA-TECH-1000 отличается плавным выбором зарядного тока от 5 до 25А.

      Ниже фото аккумулятора, подобранного для определенного аппарата так называемым "Профессионалом", лишь бы продать его по низкой цене. Слишком большой зарядный ток по отношению к аккумулятору вызвал его разрыв.


      Аккумуляторы

      AGM и гелевые рассчитаны на определенный период времени, это примерно 5, 10 или 12 лет. Следует помнить, что это прогнозируемое время при определенных условиях эксплуатации, т.е.: зарядный ток и напряжение, разрядный ток и напряжение, рабочая температура. Повышение температуры выше 25°С сократит это время. Поэтому в компьютерных ИБП аккумуляторы через несколько лет «падают» из-за того, что они закрыты в корпусе и нагреваются системой зарядки.

      Наконец, таблица с примерным временем работы для данной нагрузки и емкости аккумулятора.

      Резюме:

      Для аварийного питания насосов центрального отопления, печей, котлов, компьютеров, телекоммуникационных систем используйте герметичные батареи типа AGM - рекомендуемые батареи

      с соответствующей емкостью - соответствующей нагрузке, а также зарядному току.

      Для циклической работы лучше использовать гелевый аккумулятор, обладающий большей устойчивостью к частому разряду.

      Я также приглашаю вас прочитать последние записи в блоге

      Как выбрать аккумулятор аварийного питания?

      Какую резервную батарею выбрать?

      Сравните производительность двух аккумуляторов .

      Простой ввод/вывод

      Простой ввод/вывод Непосредственно с ножек процессора можно управлять только устройствами имеет очень низкое энергопотребление. Например, вы уже пытаетесь включить светодиод большая яркость может снизить производительность процессора. Кроме того, многие устройства работают с более высокими напряжениями. Когда мы хотим контролировать то, что требует не слишком много силы, но больше, чем ваш процессор, это самое простое решение заключается в использовании усилителя (переключателя) на транзисторе NPN. Транзистор NPN имеет три вывода (nz): базу, эмиттер и коллектор.При неподключенной базе подайте напряжение между коллектором а эмиттер (плюс на коллекторе) вызывает ничтожный расход Продукт. В принципе можно сказать, что между коллектором и ток от эмиттера не течет. Не подавать слишком большое напряжение плюс между базой и эмиттером (плюс на базе) вызываем что между коллектором и эмиттером может протекать ток. В частности, при напряжении ниже 0,6 В много течет через базу может ток При увеличении напряжения ток базы сильно возрастает быстро. Если бы мы подключили базу напрямую к источнику напряжение, может протекать слишком большой ток.На практике всегда используйте какой-либо элемент для ограничения потока жидкости через базы. Ток, протекающий через коллектор, увеличивается с ток, протекающий через базу, многократно больше (порядка 100 раз). Итак, отпустим малютку ток между базой и эмиттером делает поток значительно более высокий ток между эмиттером и коллектором (конечно Я предполагаю, что между эмиттером и коллектором дано Напряжение).

      Самый простой усилитель состоит из транзистора и резистора. Эмиттер транзистора - из массы. Один совет резистор служит входом (с клеммы процессора), второй от баз транзистора.Коллектор служит выходом. В частности, нагрузка подключается между положительным напряжением питания и коллектором. Важно, чтобы напряжение питания нагрузки могло быть выше, чем напряжение, полученное от ЦП, ограничение здесь какое напряжение выдерживает транзистор.

      В упражнении в качестве нагрузки будем использовать две зеленые светодиодные свечи. соединенные последовательно и резистор, ограничивающий ток, протекающий через диоды. Для работы одного диода требуется более 1,8 В, двух диодов нужно более 3,6 В, что не позволяет напрямую управление от процессора с питанием 3.3В. Однако питание диодов с 5V мы можем управлять ими через транзистор. упражнение по построению цепи на контактной пластине и ее проверке с выбранным стартовым вопросом. Документация на транзистор C945 включает Буду последовательно выводить. Примечание. На практике транзисторы часто используются для целей управления. передатчики или моторы. Но тогда вы должны добавить диоды (или другие компоненты) для защиты транзистора от перенапряжения при отключении нагрузки. Примечание 2: Выше мы используем NPN-транзистор, потому что обычно схемы питание от положительного по отношению к массе напряжения.У власти отрицательных напряжений следует использовать транзистор PNP. Примечание 3: Выше мы предполагаем, что нагрузка может быть постоянно подключена. к положительной линии питания, вторая линия подключена к коллектор либо видит большое сопротивление, либо оно через коллектор подается в массы. При этом на транзисторе есть падение напряжение (обычно между 0,1 В и 1,5 В), поэтому вторая веревка нагрузка находится под потенциалом, немного превышающим массу. Не когда это неприемлемо, и нам нужна одна линия загрузки он был постоянно подключен к земле, а другой подключен к источнику питания.Для этого требуется два транзистора, один NPN и другой PNP.

      Биполярные транзисторы для управления более мощной нагрузкой вызвать проблемы из-за относительно высокого тока, необходимого управлять таким транзистором и из-за потери мощности. Лучшим решением может быть использование полевого транзистора. МОП с каналом n-типа, например, IRLZ34N. Полевой транзистор управляется напряжением между затвором и истоком. Затвор имеет очень высокое сопротивление, а также ток, протекающий через затвор. ничтожно мала. При нулевом напряжении между затвором а исток МОП-транзистора представляет собой высокое сопротивление между стоком рдем.При подаче на затвор напряжения большего, чем т.н. пороговое напряжение, трипист начинает лидировать, все больше и больше с увеличением напряжения. Некоторые типы МОП-транзисторов имеют к высокому пороговому напряжению. Транзистор IRLZ34N на относительно низкое пороговое напряжение и при напряжении 3В полностью ведет хорошо. Таким образом, он может напрямую контролироваться от процессора и без дополнительной ходьбы (теплоотвода) его использует для реверсирования тока 2А при напряжении до 55В. Чтобы в полной мере использовать возможности транзистор, нужно было бы добавить радиатор (к ряду 6А) и дать более высокое напряжение на затвор (до 15А ряда при 10В на затворе).Транзистор имеет встроенный диод с нормальной полярностью. и является проводящим, когда напряжение меняется на противоположное между стоком рдем. упражнение состоит в том, чтобы проверить транзистор, использовать его, чтобы включить его горящий диод. зачищаем источник (с припаянным белым кабелем) от массы, ворота (синий кабель) соединяем с одним на выходе процессор. Питание подается на один конец диода, другой подключен к стоку через резистор. Примечание: Обязательно используйте токоограничивающий резистор Попытка подключить только диод может нанести значительный ущерб.Комментарий: Как и в случае с транзистором NPN при использовании n-канальный МОП-транзистор - одна нагрузочная клемма он постоянно подключен к плюсу питания, а транзистор делает другой конец нагрузки от массы. Иногда мы хотим один Наконечник груза был постоянно соединен с землей. Тогда это должно быть uy p-канальный транзистор и второй транзистор (полевой канал n или биполярный NPN), чтобы правильно управлять им. Иногда лучшим решением для использования транзисторов является использование реле. Точнее, обычно процессор управляет транзистором Маломощный NPN, который, в свою очередь, управляет реле.При рулевом управлении вам нужно быть осторожным с реле, потому что, когда вы чувствуете ток жидкости в нем наводится значительное напряжение катушкой реле что может повредить транзистор, управляющий реле. А именно, индуцированное напряжение пропорционально производной интенсивность тока, протекающего через катушку, и попытка резко его уменьшить ток (когда мы чувствуем управляющий транзистор) приводит к высокому значение абсолютной производной, т.е. индуцируется большое напряжение. Теоретически это напряжение может быть бесконечным, но на практике при высоком напряжении ток найдет способ протекания (путем может разрушать элементы), что ограничивает значение производной.Для предотвращения таких проблем обычно параллельно с реле Диод, обычно смещенный в обратном направлении, включается. но дает путь потока для индуцированного тока в процессе выключение реле, которое ограничивает наведенное напряжение до безвредные ценности. У нас есть модули z реле и дополнительные элементы: управляющий транзистор, защитный диод и светящийся диод, указывающий на активацию реле. Практика заключается в проверке релейного модуля. Эффектный реле от процессора, измерьте сопротивление реле.При чтении данных с кнопок или механических переключателей Контактная вибрация может быть проблемой. А именно, для определенного время (диапазон от микросекунд до миллисекунд) контакт чередуется открытое и закрытое, и, наконец, стабильное состояние (открытое или закрыт). Если программа должна реагировать на изменения состояния первое изменение "настоящее", но только на короткое время дальнейшие изменения могут быть связаны с контактными колебаниями. Прост Методы устранения воздействия контактной вибрации не учитываются. изменяется в течение определенного периода времени (например,10 мс) после обнаружения первого изменения. Другой метод — многократное считывание состояния контакта. и признание состояния устойчивым только после ряда последующих показания дадут тот же результат. Еще один способ, которым это работает для автоматических выключателей с двумя контактами один одинаковый закрывается при открытии другого и наоборот. потом после обнаружения короткого замыкания на первом контакте ждем КЗ на второй контакт, после КЗ на второй контакт ждем для первого. Это программные методы. Вы также можете использовать дополнительное оборудование В простейшем случае параллельно поставить конденсатор в контакт, чтобы контакт был замкнут разряжает конденсатор.Конденсатор заряжается через резистор, если контакт разомкнут. Когда конденсатор si это напоминает вход у нас 1. После замыкания с контактом на имеем 0. Кратковременное открытие при вибрации недостаточно для заряда конденсатора и на входе равен 0. Только долгосрочное открытие дает 1. Упражнение состоит в том, чтобы попытаться обнаружить вибрацию контактов. В замкнутом цикле программа должна считывать состояние контакта. После обнаруживая короткое замыкание, считает время до первого размыкания, затем он отправляет результат через последовательный порт на ПК.Затем он ждет и снова проверяет контакт. Процессоры имеют ограниченное количество. Процессор больше количество волос может быть слишком дорогим или громоздким для применения (например, процессоры с большим количеством ЦП обычно не на контактной пластине). Иногда нужны выходы дальше от процессора, и мы просто не хотим ведет так много линий. Самый простой способ увеличить количество доступные выходные строки должны использовать сдвиговый регистр. Регистр пресетов представляет собой набор ячеек памяти, подключенных к выход ячейки n также соединен со входом ячейки п + 1.Вход первой ячейки является входом всей системы. Для наших целей нам нужен реестр, такой как вы можете он будет читать выходные данные всех ячеек одновременно. Затем прохождение соответствующие биты и тактовые импульсы на входной линии вы можете заполнить регистр, сдвинув любое значение, используя только две строки, т.е. входные данные и часы. В простейшем регистр сдвига при введении в него переходные состояния появляются на выходном значении входного значения которые можно не указывать. Лучший регистр имеет дополнительный буфер вывод, выходные строки управляются буфером и не изменяются si при заполнении реестра.Только после заполнения значение регистра копируется в буфер. Точнее, нам это нужно третья строка, изменение от 0 до 1 в этой строке вызывает копирование значения из сдвигового регистра в буфер выход. Соответствующая сделка 74HC595. Кроме он имеет два дополнительных входа: SCLR krre очищает регистр сдвига, а G решает, следует ли Параллельный вой активен или обесточен (в состоянии высокое сопротивление). G мы должны лечь на землю после SCLR для власти. Линии SI (вход), SCK (тактовый регистр сдвиг) и RCK (сигнал записи регистра перемещается в буфер), подключенный к процессору.Выходы QA к QH подключается через резисторы 220 Ом к светодиодам. Выход QH оставляем не подключенным (его можно использовать для подключения несколько микросхем 74HC595 последовательно). упражнение заключается в подаче чипа в процессор и попробуйте, например, повернув какой-нибудь битовый шаблон и наблюдая за результатом на светодиодах. Примечание. Аналогичную функцию может выполнять микросхема HCF4094, но HCF4094 имеет меньшую скорость и большую сложность в управлении. светодиоды (столько тока от него не получишь как насчет 74HC595). Примечание 2. Существуют более продвинутые системы, выполняющие аналогичные функции. функции, но стоят дороже и контролировать их больше сложный способ.Как и в случае с выходными линиями, иногда нам нужно больше входные линии. Доступен самый простой способ масштабирования количество строк - типизированный регистр сдвига в параллели. В таком регистре ячейки регистра выводятся снаружи, дополнительные входы. Внести данные в реестр под импульс по специальной линии. Перемещаем данные для внесения в реестр устройство подачи тактовых импульсов. Они появляются, когда вы их перемещаете они в последовательном виде на выходе последней ячейки регистра.Подходящей системой является, например, HEF4021. Питаем процессор линии PL и CP (для процессора это выходы) и Q7 (для процессора этот ввод). Когда процессор выдаст 1 на линии PL, регистр запомнит данные с параллельного входа. Изменение CP с 0 на 1 сдвигает данные (следующий бит появляется на выходе Q7). Чип HEF4021 имеет дополнительный вход DS, который можно использовать для объединения нескольких такие системы последовательно (нужно только подключить к массе или для питания). Примечание. Неиспользуемые выходы HEF4021 можно оставить. Нет соединения. Входы должны быть подключены к чему-то еще могут возникнуть ошибки, которые могут вызвать проблемы.Вместо использования регистров, сдвигающих дополнительный ввод-вывод, вы можете получить расширитель ввода/вывода с помощью специальной схемы, например, MCP23017. Этот чип позволяет управлять 16 дополнительные входы/выходы по шине I2C.

      Микросхема MCP23017 может быть установлена ​​на контактной пластине. в нки 10 подключаем массу и блок питания к Nokia 9. Между блоком питания и массы должны быть заданы фильтрующим конденсатором мощности (например, 68 нФ). Еще нужно подключить интерфейс I2C (строки 12 и 13). Линии I2C нужны подтягивающие резисторы: резисторы 1.8 кОм мы находимся между этими линиями и блоком питания.

      родные Energy и Arduino содержат библиотеки для обработки I2C, который дает основу для связи. Инструкция по макету MCP23017 включает в себя набор команд. Они готовы в Интернете примеры использования этой системы.

      Часто требуется электрическая изоляция между устройства. Изоляция снижает влияние помех, это может быть требуется из соображений безопасности. Популярный способ передачи сигнал между электрически изолированными устройствами использование оптопар (т.е. оптоизоляция).Оптопара включает в себя световой диод, который преобразует электрический сигнал в свет и фототранзистор, который преобразует свет обратно в электрический сигнал. Между светодиодом и фототранзистором помещен прозрачный, но непроводящий материал. Простейшая схема с оптроном больше подключается к диоду в оптроне сигнал через резистор (т.е. вход на один конец резистора, другой конец резистора подключен к светодиоду, другой конец светодиода подключается к земле). В выходной цепи между эмиттером фототранзистора и землей подключается второй резистор.Коллектор фототранзистора подключен для власти. Выходной сигнал снимается с эмиттера фототранзистора. Такая система дублирует сигнал со входа на выход. Обмен предоставляется резистор в эмиттере фототранзистора можно поставить между блоком питания и коллектор и получает сигнал от коллектора. Тогда сигнал есть отклонен. Примером оптопары является PS2501. Упражнение заключается в проверке оптопары (собрать схему на контактной пластине). Пожалуйста, попробуйте последовательную передачу (UART) через оптопару. Оптопара PS2501 имеет ограниченное быстродействие, поэтому высокоскоростная передача не будет работать.Мона Я бы также попробовал передачу SPI, но для этого требуется больше линий. то есть те еще оптопары. .

      Проверьте состояние вашего аккумулятора

      Перед наступающей зимой стоит позаботиться о правильной работе основных электрических компонентов автомобиля. При низких температурах льготного тарифа нет – только полностью исправный аккумулятор и стартер позволят без проблем запустить двигатель.

      Иначе мы беспомощно разведем руки, когда морозным утром электричества хватит только на несколько медленных оборотов двигателя - слишком медленно, чтобы его завести.В такой ситуации первое решение, которое приходит на ум, — замена аккумулятора.

      Достаточно простого измерения

      К сожалению, причины плохого состояния аккумулятора могут лежать вне его, и его замена лишь временно устранит проблему.Это можно определить, проведя простое измерение с помощью любительского электронного измерителя.

      Хотя предлагаемый нами тест не дает сразу конкретного ответа, он позволяет обратить внимание автопользователя на то, что с «электрикой» что-то не так и следует ехать в гараж.

      Для выполнения измерения вам понадобится измеритель постоянного тока (популярный электронный измеритель), и потребуется один человек, чтобы помочь.Для начала нужно проверить напряжение на аккумуляторе при выключенном зажигании.

      Оно должно быть около 12,5 В. Если оно намного ниже, аккумулятор поврежден или недостаточно заряжен.Даже если напряжение на аккумуляторе правильное, это не значит, что у него еще хорошая пусковая мощность.

      Это, правда, можно проверить только специальным тестером в мастерской с учетом работоспособности аккумулятора под нагрузкой.Возвращаясь к тому, что вы можете проверить сами: прежде всего, напряжение зарядки. Измерьте их на клеммах аккумулятора при работающем двигателе.

      Производительность падает со временем

      В большинстве популярных автомобилей напряжение зарядки должно находиться в пределах от 13,6 до 14,5 В и оставаться постоянным вне зависимости от оборотов.

      Только в последних автомобилях более высокого класса напряжение зарядки может быть выше и даже достигать 15 В, но в таких случаях работой генератора управляет бортовая электроника автомобиля и лучше самому ничего не трогать.

      К сожалению, результат измерения может быть искажен из-за плохого подключения кабеля. Если, например, много окислов на зажимах или сильная ржавчина на заземлении с корпусом, то напряжение будет падать, как при зарядке, так и при протягивании тока.

      Защита от загрязнения

      В дополнение к измерениям следует также обратить внимание на чистоту генератора и стартера.Если на них длительное время будут воздействовать утечки масла, они преждевременно выйдут из строя.

      Если вы решили самостоятельно разобрать стартер или генератор, не забудьте отсоединить провода от аккумуляторной батареи.Если мы этого не сделаем, мы неосознанно рискуем получить пожар в машине. При сборке необходимо соблюдать осторожность, чтобы не перепутать провода и зачистить электрические соединения.

      Проверить напряжение на аккумуляторе

      Симптомы плохого состояния аккумуляторной батареи наиболее очевидны при низких температурах - двигатель работает очень медленно при попытке прокрутки, которая затем быстро падает.Если аккумулятор эксплуатируется несколько лет, есть повод задуматься о его замене.

      Но сначала лучше проверить, не просто ли он недозаряжен, т.е.из-за выхода из строя генератора. Для этого измерьте напряжение на клеммах, а лучше проведите проверку аккумуляторным тестером.

      При зарядке аккумулятора помните, что зарядный ток не слишком велик.В идеале он не должен превышать десятой доли пускового тока аккумулятора.

      стр. 2

      Измерение зарядного и пускового напряжения

      Измерение напряжения на клеммах аккумулятора при работающем двигателе должно показывать значения в пределах 13,6-14,5 В (в некоторых новейших моделях автомобилей до 15 В).

      Если это так, вы можете быть почти уверены, что система зарядки работает правильно. Вы не можете быть абсолютно уверены, потому что есть неисправности генератора, возникающие, например, из-заот коррозии пластин статора, в результате чего зарядка пропадает и появляется вновь в зависимости от условий. Если напряжение сильно превышает 14,5 В, это обычно указывает на неисправность регулятора напряжения.

      Если напряжение слишком низкое, причин может быть больше, и дальнейший ремонт должен производиться только в специализированной мастерской.С другой стороны, вы можете попробовать заменить регулятор напряжения самостоятельно, тем более что его стоимость обычно составляет всего несколько десятков злотых — дорога в мастерскую может оказаться дороже.

      Если беретесь за это, то должны помнить два правила: перед его заменой отключите аккумулятор (сначала кабель массы) и не перепутайте кабели при подключении регулятора.

      Обычно крепится всего 2 или 3 винтами и после их откручивания легко снимается. После установки нового регулятора зарядное напряжение должно быть правильным.

      Также рекомендуется измерять напряжение во время запуска. Если оно падает до очень низких значений, например 8 В, то это либо изношенный аккумулятор, либо поврежденный стартер (если все в порядке, пусковое напряжение не должно опускаться ниже 10 В).

      В такой ситуации, даже без счетчика, вы заметите, что что-то не так, потому что стартер почти не будет крутить двигатель - запуск при низких температурах точно не удастся.

      Дальнейшая диагностика должна проводиться мастерской, которая сначала проверяет состояние аккумулятора с помощью тестера. Если выяснится, что в потреблении электроэнергии виноват стартер, будьте готовы потратить на ремонт от 150 до 400 злотых — это, как правило, более дешевый вариант, чем покупка нового стартера.

      Тест батареи

      В большинстве мастерских есть специальные тестеры для проверки аккумулятора.Они отличаются от обычного электронного счетчика тем, что производят оценку, имитируя нагрузку, т.е. создают условия, которые будут иметь место, например, при низких температурах.

      Поэтому часто аккумулятор, который водитель считает исправным, подлежит замене.Как правило, этот тест можно пройти бесплатно в большинстве мастерских без предварительной записи.

      Перед тестом необходимо ввести параметры тестируемого аккумулятора, м.б.в Пусковой ток. Тест обычно бесплатный, занимает несколько секунд и позволяет избежать ненужной замены батареи.

      Наиболее распространенные неисправности генератора и стартера

      Что можно сделать, чтобы избежать выхода из строя генератора и стартера? В первую очередь нужно убедиться, что они работают чисто.Генератор чувствителен к воде и грязи, поднимаемой колесами, что вызывает внутреннюю коррозию, а в некоторых случаях даже растрескивание корпуса.

      Эффективной защитой от этого является крышка под двигателем, которая, впрочем, уже отсутствует на многих автомобилях.Ради генератора лучше поставить заново (стоимость от 50 до 500 злотых).

      Стартер не так чувствителен к воде и пыли, но его легко вывести из строя капающим из двигателя маслом - достаточно всего нескольких капель, чтобы необратимо перегреть обмотки.Наиболее распространенной причиной выхода из строя генератора и стартера является просто механический износ из-за большого пробега.

      В основном изношены щетки, а также контактные кольца ротора (генератор) или коллектор (стартер) и подшипники.Если мы не хотим, чтобы такой дефект нас удивил, стоит в машинах с пробегом 200-250 тысяч. км сделать профилактический осмотр. Правда, мы заплатим за это 100-150 злотых, но мы избегаем более высоких затрат в будущем.

      Резюме

      Если мы заметим какие-либо симптомы недозаряда аккумулятора, стоит отреагировать немедленно.Благодаря этому мы избежим в будущем более крупных расходов и неприятных ситуаций.

      В популярных автомобилях предложенный нами замер позволяет первично оценить работу генератора и состояние аккумуляторной батареи.Достаточно простого измерителя и нескольких мгновений, чтобы понять, есть ли повод проверить «электрику» в мастерской.

      К сожалению, в последних моделях диагностика сложнее - там сложное управление энергопотреблением, т.е.недостаточно заряженный аккумулятор может привести к отсутствию электроусилителя руля.

      .

      Тестируем аккумулятор

      Практические знания

      Аккумулятор является важным источником питания, который может влиять на работу многих электрических систем автомобиля.

      В предыдущем номере "Мастерской модерна" на стр. 45 есть статья под названием «Батарея под контролем». В нем описывается принцип работы электронного датчика аккумуляторной батареи EBS. Пока у нас нет такого датчика в машине, мы должны иметь возможность самостоятельно протестировать аккумулятор всеми способами. Это важный источник питания, который может повлиять на работу многих электрических систем автомобиля.Типичным примером является слишком большое падение напряжения на аккумуляторе при запуске. Несмотря на нормальное вращение стартера, машина не заводится. В начале 1990-х годов многие автомобили высокого класса, такие как Saab 9000, нельзя было запустить с частично разряженным аккумулятором. Поэтому водитель иногда имел возможность считывать напряжение аккумуляторной батареи по индикатору, размещенному на пульте с измерительными приборами. Вывод следующий: пока у нас не установлен датчик EBS в автомобиле, мы должны иметь возможность самостоятельно проверять состояние источника электроэнергии, т.е. аккумуляторной батареи.Мы можем использовать вольтметр, тестер нагрузки или тестер проводимости для теста. Вольтметр выполнит свою роль при условии, что мы приложим к измерениям нагрузку. Правильное напряжение заряженного аккумулятора 12,6 В может оказаться иллюзорным, правду о нем скажет только потребление тока от аккумулятора. Тогда все его недостатки становятся очевидными. Новейшие микропроцессорные тестеры проводимости способны диагностировать себя. Даже если аккумулятор заряжен не полностью. Единственным недостатком этих счетчиков является их высокая цена.Поэтому мы пока обсудим методы тестирования тестером нагрузки аккумулятора. Он выполняет свою роль до тех пор, пока мы знаем, как его использовать и можем интерпретировать результаты. Большинство людей, использующих тестер, выполняют свои тесты следующим образом: подключают тестер, перемещают рычаг нагрузки и считывают напряжение. Если индикатор находится в красном поле, это означает, что аккумулятор неисправен, а если индикатор находится в зеленом поле, это означает, что он исправен. Ничто не могло быть более неправильным. Прежде всего, мы должны зарядить аккумулятор.Заряжен он или нет, мы также можем проверить тестером. Мы добьемся лучших результатов, подключив выпрямитель, например, на полчаса или час. Затем мы будем наблюдать, потребляет ли батарея большой или низкий ток. Если ток низкий, это означает, что батарея полностью заряжена или батарея полностью разряжена (тогда нужно проверить напряжение, например, с помощью тестера Draper). После такой зарядки можно приступать к тестированию нагрузочным тестером. Закрепив зажимы тестера на аккумуляторе, считайте напряжение.Только 12,6 В показывает, что он правильно заряжен. Минимальная разница в десятые доли вольта указывает на большие изменения заряда. Например, 12,2 вольта означает, что батарея заряжена только на 50 процентов. Этот первый шаг заставляет нас понять, насколько важны значения напряжения. Конечно, мы предполагаем, что в автомобиле не включены потребители электроэнергии. Нам не нужно отключать аккумулятор от установки. Достаточно проверить, закрыта ли дверь, выключен ли свет в багажнике и выключено ли радио.Теперь включаем выключатель нагрузки. Зеленое поле на индикаторе показывает, что батарея находится в хорошем состоянии. Обратите внимание, что для чисел 300, 400, 500 даны разные значения напряжения. Это числа, которые обозначают холодный пусковой ток батареи. А тут некоторая путаница. Так как в мире существует три способа расчета этого тока (европейский, немецкий и американский), то нужно проверить аккумулятор, а именно в каких единицах приведено это число. Нам не нужно быть такими точными, потому что вы можете предположить, что у маленькой батареи 300, а у большой 500 А.Делаем это потому, что найти эту маркировку на аккумуляторе обычно очень сложно. И так самая распространенная ошибка это тестирование разряженной батареи, или свежезаряженной. Обратите внимание, что батарея достигает стабильного реального значения через некоторое время, можно предположить, что только через час. Если при проверке током нагрузки примерно 80-90 А указатель находится в желтой зоне, это свидетельствует либо о разряженной батарее, либо о повреждении элементов внутри батареи.Чтобы решить эту проблему, понаблюдайте, что происходит, когда переключатель нагрузки отпускается. Резкое возвращение стрелки примерно на двенадцать вольт указывает на неисправную батарею. Разряженный аккумулятор ведет себя иначе. Напряжение нарастает медленно, без скачков. Наблюдение за движением указателя позволяет поставить правильный диагноз. В желтом поле у ​​нас надпись «weak», что означает «слабый». Аккумулятор может быть слабым как аппаратное обеспечение или может быть низко заряжен. После нескольких тестов наберёмся практики в оценке состояния аккумулятора.Кроме зеленого и желтого полей у нас есть только "плохое" - красное поле. На этом была помечена батарея непригодная для дальнейшего использования.

      На расход батареи влияет не только зарядка (и, следовательно, вопрос генератора), работа во время движения (все приемники, такие как обогрев лобового стекла, вентилятор и радио, все еще включены), но и стартер. Срок службы батареи Использование BLT-100 прибор мы можем измерить напряжение при запуске.Для этого нам нужно что-то отсоединить, чтобы двигатель не запускался при вращении стартера. Например, датчик положения вала может быть отсоединен. Напряжение не должно опускаться ниже 9 В. На приборе хорошо видна граница между желтым и красным полем. Интересный эксперимент можно провести, одновременно наблюдая за напряжением и током. После подключения токоизмерительных клещей мы можем увидеть точное значение потребляемого тока. Это очень важно для электрика. Иногда очистка проволочной щеткой (будьте осторожны, чтобы не закоротить) соединений между стартером и двигателем значительно снизит потребление тока, так что все значения останутся в пределах нормальной работы.Также на шкале счетчика есть надпись «Charging system», что означает систему зарядки. Правильное зарядное напряжение должно быть между 12,7 и 14,5 В. И все зависит от заряда аккумулятора, нагрузки (т.е. какие потребители включены), оборотов двигателя и типа автомобиля. Мы также должны осознавать, что временных хороших результатов недостаточно. Иногда генератор начинает проявлять признаки неисправности только после нескольких минут работы. Кто-то может сказать, почему в таком приборе аналоговый вольтметр, а не цифровой.Действительно, в этих измерениях более полезен индикаторный прибор. Это позволяет менее точно считывать значение напряжения, но более точно наблюдать за поведением напряжения. Именно этот взлет и падение имеет большое значение. Будучи настолько теоретически подготовленными, все, что нам нужно сделать, это применить знания и инструмент на практике, чтобы они могли быстро принести пользу.

      Николай Приве

      .

      Проверка состояния трансформатора на короткое замыкание | Бреве

      Испытание трансформатора на короткое замыкание — это состояние, при котором на трансформатор подается такое напряжение, при котором номинальный ток протекает на короткозамкнутой вторичной стороне.

      Напряжение питания в этом состоянии, называемом напряжением короткого замыкания, очень мало и достигает значений от нескольких до нескольких процентов от номинального напряжения. При таком низком напряжении питания ток намагничивания сердечника и ток, отвечающий за потери в стали, пренебрежимо малы по отношению к номинальному току вторичной обмотки.Таким образом, в этом состоянии решающую роль играют потери в сопротивлении обмоток и реактивных сопротивлениях рассеяния. Мерой этих потерь является величина напряжения короткого замыкания, которая как один из параметров трансформатора позволяет аппроксимировать определяемые вольт-амперные характеристики. Напряжение короткого замыкания также позволяет проверить возможность параллельного соединения трансформаторов.

      Замещающая диаграмма для тестового состояния короткого замыкания показана на следующем рисунке:

      Учтено, что ток поперечной ветви пренебрежимо мал из-за гораздо меньшего напряжения питания и что:

      Rzw = R1 + R'2; Xzw = XΦ1 + X'Φ2 схема замены упрощена, как показано на рисунке ниже:

      Также видно, что на основе измерений напряжения короткого замыкания невозможно разделить реактивное сопротивление и сопротивление для первичной и вторичной сторон.На практике нет необходимости разделять эти параметры.

      Состояние измеряемого короткого замыкания трансформатора является вопросом, который стоит развивать в контексте свойств трансформаторов. Мы уже писали о том, что такое холостой ход трансформатора и внимательно рассмотрели его нагрузочное состояние.

      Магистр наук Кшиштоф Маевский

      Начальник коммерческого отдела

      Бреве-Туфвассонс

      .

      Смотрите также