Avtosfera76.ru

Авто Сфера №76
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Блок питания двигателем постоянного тока схема

Блок питания приводов бесщёточных двигателей на 400В

  1. Характерные особенности
  2. Схема источника питания
  3. Список деталей

Несмотря на то, что блок питания приводов с бесщёточными двигателями марки Servo, особенно их интеллектуальных силовых модулей, имеет особую схему, его конструкция может использоваться в любом электроприводе с выходным напряжением постоянного тока мощностью 400 вольт и 5 ампер.

У этого блока питания отсутствует возможность управления, он может подключаться к сети мощностью 120 или 230 вольт. Также конструкция применяется для усилитилей звука с более низким напряжением, при этом увеличивая значение конденсатора. Устройство использует полностью интегрированный мостовой выпрямитель и многошинные конденсаторы с целью снижения пульсации и шумоподавления. Он включает в себя накопители высокого напряжения. Кроме того, линия постоянного тока оснащена стабилизирующими нагрузочными резисторами R2 и R3 с целью осушить огромные накопительные конденсаторы с печатными платами и встроенным держателем предохранителя, обеспечивающим защиту от короткого замыкания и сверхтока.

Низкая пропускная способность сети, измеряемая в омах, применяется для запуска потока электропитания при включении. Резисторы C1, C12 и TX защищают от резких скачков напряжения при включении/выключении и уменьшения шума во время электромагнитного излучения. Данный источник питания может использоваться для запуска трансформаторов Тесла, индукционных электронагревателей, электроприводов постоянного тока и приводов постоянного тока с бесщёточными двигателями.

Поскольку данный источник питания вырабатывает смертельное напряжение, необходимо принять дополнительные меры предосторожности. Вмонтируйте его только в том случае, если Вы знаете, с чем имеете дело.

12 Вольт из 24 Вольт или другого повышенного постоянного напряжения

Чтобы понизить напряжение постоянного тока из 24 Вольт в 12 Вольт можно использовать линейный или импульсный стабилизатор. Такая необходимость может возникнуть, если нужно запитать 12 В нагрузку от бортовой сети автобуса или грузовика напряжением в 24 В. Кроме того вы получите стабилизированное напряжение в сети автомобиля, которое часто изменяется. Даже в авто и мотоциклах с бортовой сетью в 12 В оно достигает 14,7 В при работающем двигателе. Поэтому эту схему можно использовать и для питания светодиодных лент и светодиодов на транспортных средствах.

Схема с линейным стабилизатором упоминалась в предыдущем пункте.

К ней можно подключить нагрузку током до 1-1,5А. Чтобы усилить ток, можно использовать проходной транзистор, но выходное напряжение может немного снизится – на 0,5В.

Подобным образом можно использовать LDO-стабилизаторы, это такие же линейные стабилизаторы напряжения, но с низким падением напряжения, типа AMS-1117-12v.

Или импульсные аналоги типа AMSR-7812Z, AMSR1-7812-NZ.

Схемы подключения аналогичны L7812 и КРЕНкам. Также эти варианты подойдут и для понижения напряжения от блока питания от ноутбука.

Эффективнее использовать импульсные понижающие преобразователи напряжения, например на базе ИМС LM2596. На плате подписаны контактные площадки In (вход +) и (- Out выход) соответственно. В продаже можно найти версию с фиксированным выходным напряжением и с регулируемым, как на фото сверху в правой части вы видите многооборотный потенциометр синего цвета.

Особенности блоков питания серии DRV

Источники питания постоянного тока DRV имеют следующие эксплуатационные особенности:

  • Широкий диапазон входного напряжения (от 85 В до 264 В переменного тока и от 88 В до 375 В постоянного тока) благодаря применению универсального адаптера переменного и постоянного тока.
  • Возможность при работе источника питания выдерживать ударные нагрузки и повышенную вибрацию (по стандарту IEC60068-2).
  • Усиленное защитное покрытие электронных плат устройства, позволяющее применять прибор в сложных условиях эксплуатации.
  • Компактный и прочный алюминиевый корпус.
  • Резистор для регулировки значения напряжения по выходу.
  • Реле индикации наличия выходного напряжения (DC ОК);

Так нужен ли компьютеру переменный ток?

на страницах сайта

www.electrosad.ru

Где-то в макулатуре наткнулся на заметку ставящую вопрос «Нужен ли компьютеру переменный ток? Не ручаюсь за точность названия, но смысл его точно такой. Автор поставив конкретный вопрос, но мудрствуя, просто перечислил ряд напряжения и цвета проводов соединителей. Вопрос остался без ответа.
Когда-то, в одной из статей я коротко описал, о проблемах питания компьютера по сети переменного тока. Там же была описана возможность питания ПК от сети постоянного тока.
Попробую здесь кратко описать схему блока питания и вытекающие из нее возможности.

Читать еще:  414 что это за двигатель

Немного истории

На заре энергетики, велись споры: каким током пользоваться в электротехнической практике, постоянным или переменным?

Знаменитые изобретатели находили (например Н. Тесла и Т. Эдисон), для обоснования своего мнения, положительные стороны в применении одного и другого.

Как во всякой борьбе использовались все методы, вплоть до фальсификаций. Но в конечном итоге победил переменный ток.

И причины не только в том, что двигатели переменного тока проще, надежнее и имеют более высокий КПД.

Главную роль сыграло то, что все более возрастающие мощности электрической энергии необходимо передавать от источника энергии (электростанции) на все большие расстояния к конечному потребителю. А на переменном токе эта проблема решалась достаточно просто. Подачей в линии электропередачи напряжения переменного тока высокого напряжения. Это напряжение с помощью трансформатора может повышаться на стороне источника энергии, высокое напряжение передается по линиям электропередачи с меньшими токами чем это бы пришлось делать на низком напряжении, а значит и с меньшими потерями. А на стороне потребителя таким же трансформатором напряжение понижалось до необходимой потребителю величины.

С тех пор мы используем в быту именно переменный ток. И он долго служил нам верой и правдой, поскольку большинство нагрузок было активными или индуктивными.

Но прошло время,

громоздких и дорогих трансформаторов в бытовой технике. Теперь бытовые устройства питаются от небольших, легких и дешевых электронных блоков питания. А в них (компьютерах, телевизорах, радиоприемниках, плеерах разного назначения, да и просто зарядниках) питание внутренних узлов или нагрузок осуществляется постоянным током напряжением вписывающимся в следующий стандартный ряд: 1,5; 3; 6; 12; 24, 36, 48 (и далее) вольт. Их применение позволило (за счет замены трансформаторной стали на меньший по объему и более легкий феррит) существенно снизить вес блоков питания и расход таких ценных материалов как трансформаторная сталь и МЕДЬ. Последняя широко применяется для изготовления обмоточного провода трансформаторов, для снижения потерь в них.

Массовое применение электронных блоков питания привело к появлению множества новых специфических проблем, в сетях переменного тока. Эти проблемы подробно описаны в статье «Компьютер в нагрузку» опубликованной в журнале «Компьютерра» №47 от 06 декабря 2002 года.

Входные цепи стандартного блока питания подобны схеме приведенной на рис. 1.

(Производители часто изменяют ее, но изменения делаются скорее для снижения цены за счет удаления «ненужных» элементов, чем из необходимости улучшить ее работу)

Суть схемы изображенной на рис.1 состоит в том, что переменное напряжение 220 Вольт преобразуют в постоянное напряжением около 310 Вольт. А уже из него с помощь инверторов получают переменное напряжение высокой частоты (от 60 КГц и выше), из которого с помощью ферритового трансформатора получают необходимый набор напряжений, который далее с помощью диодных выпрямителей преобразуется в постоянный ток необходимый для питания электронных узлов.

Особенности работы электронного блока питания

Как уже говорилось выше, переменное напряжение 220 вольт с помощью полупроводникового моста — выпрямителя преобразуется в постоянный ток, который заряжает конденсатор (или конденсаторы) запасающие энергию необходимую для работы инвертора в паузах (когда его подпитки от сети не происходит). Этот конденсатор является емкостной нагрузкой и создает специфическую реакцию сети.

На рис.2 показан характер установившегося изменения напряжение на накопительном конденсаторе электронного блока питания с однофазной двухполупериодной схемой выпрямления.

Здесь: T — период следования сетевого напряжения, t зар — время зарядки накопительного конденсатора, t р — время когда потребители расходуют запасенную накопительным конденсатором энергию до последующей его зарядке через время равное — T/2 (для двухполупериодной схемы выпрямителя).

Читать еще:  Двигатель ваз 21011 чем хорош

Промежуточная зарядка накопительного конденсатора (рис.2 между двумя полупериодами) производится другой (на рис не показана) полуволной переменного напряжения двухполупериодного выпрямителя.

Для зарядки накопительного конденсатора требуется (при одной и той же потребляемой мощности) тем больший ток, чем больше соотношение T/t з. Он обычно многократно превышает средний потребляемый ток.

Посмотрим как это выглядит при работе нескольких компьютеров включенных в общую сеть.

Здесь: синим цветом показаны импульсы тока, заряжающие накопительный конденсатор, а красным характер изменения напряжения в сети. Проседание напряжения в момент зарядки обусловлено сопротивлением цепей разводки сетевого напряжения, поскольку она (сеть) имеет сопротивление.

Обычно сети рассчитывается исходя из средней мощности потребляемых нагрузками и не учитывает многократно большие импульсные токи.

Стандартная схема питания десятка компьютеров при средней потребляемой мощности порядка 250 Вт на компьютер, может иметь суммарные импульсные токи в цепи подачи питания превышающие 50 — 70 А.

Как говорилось выше, это приводит к появлению множества спецефических проблем, в сетях переменного тока, которые описаны в статье «Компьютер в нагрузку».

Эти явные недостатки присущи не только офисам, но домашним сетям питания электроники.

Применение постоянного тока для питания компьютеров и
бытовой электроники это решение проблемы перегрузки сетей
и влияния нагрузки емкостного характера

Поэтому на вопрос: Так нужен ли компьютеру переменный ток?

Совсем не обязательно,

компьютер и другую современную электронику можно питать постоянным током!

Посмотрите на рис. 1. напрашивается простое решение — питать компьютеры и другую электронику постоянным током. даже не меняя схему самого блока питания. Для этого необходимо просто подать на блок питания постоянное напряжение соответствующей полярности и величины.

Предостерегу от непродуманных шагов!

Это не только снимает проблему больших импульсных токов и искажения формы напряжения питающей сети, но и позволяет упростить схему электронных блоков питания и снизить их цену без ухудшения характеристик.

Необходимо только, чтобы инвертор блока питания устойчиво запускался на постоянном токе.

При этом постоянным током можно питать обычные (имеющемся в массовом использовании) электронные блоки питания. Для этого необходимо соответствующим образом скорректировать питающее напряжение и определить необходимую полярность напряжения.

Система питания компьютеров большого офиса постоянным током

Если в офисе более 10 — 15 компьютеров, в таком случае уже целесообразно (возможно даже повышение экономической эффективности) применять питание этих компьютеров постоянным током. Это позволит снизить токи протекающие в сети до близких к рассчитанным по средней мощности.

Общий источник питания для такой сети имеет небольшие габариты (которые определяются применяемой элементной базой), высокий КПД (до 95%) может быть построен на основе шестифазной мостовой схемы Ларионова, которая имеет вид:

Система построенная по такой схеме имеет коэффициент пульсаций до 1,4%, при соблюдении симметрии схемы и симметрии питающего напряжения. Наихудшее значение коэффициента пульсаций, в случае не соблюдения требований симметрии, может быть в 2-3 раза хуже.

Данная схема работает без фильтрующих конденсаторов. Применение дросселя фильтра L снизит коэффициент пульсаций до еще меньших величин и защитит первичную сеть от помех.

К достоинству данной схемы можно отнести компенсацию емкостной составляющей нагрузки.

Сравним

Я думал данная статья вызовет интерес, но его не заметно.

Поэтому для наглядности приведу две схемы вытекающее из статьи и опирающиеся на рис. 1 и 4.

Упрощенная схема типового блока питания компьютера, которую сравним с рис.4 и обратим свои взоры к рис.6, который практически полностью соответствует рис.5.

В красной рамке, здесь та часть схемы которая может быть удалена из БП. Правда, в большинстве случаев, необходима замена примененного симметричного фильтра на более простой П — образный.

Продолжая рассуждения, посмотрим рис. 6.

Читать еще:  Что такое инжекторный двигатель определение

На рис 6 показана упрощенная схема подключения нескольких компьютеров (число ограниченно только потребностями и допустимой нагрузкой сети) для питания от трехфазной сети переменного тока.

Здесь общая для вторичной электрической сети, выпрямительная установка, собранная по многофазной схеме Ларионова служит для ее обеспечения постоянным током нужной мощности всех потребителей. Она имеет хорошие параметры качества напряжения и полностью заменяет входные выпрямители блока питания компьютера. Это позволяет вывести блоки питания компьютеров из синхронного режима зарядки их накопительных конденсаторов, что означает снижение импульсных токов в сети и приближение их к токам рассчитанным по средней мощности. Это в свою очередь снижает их влияние на первичные цепи и полностью исключает эффекты описанные в статье «Компьютер в нагрузку» и повышает качество напряжения в первичной сети.

И как уже говорилось выше, это позволит использовать имеющиеся блоки питания, но даст возможность их упростить в дальнейшем. Последнее позволит снизить стоимость.

1. Компьютер в нагрузку, Олег Григорьев, «Компьютерра» №47 от 06 декабря 2002 г. Скачать статью в формате pdf .

2. Расчет электропитающих устройств, Г.С. Векслер, Киев, Техника, 1978 г

Особенности и классификация по мощности

Самым наиболее распространённым принципом классификации блоков питания является классификация по мощности. То есть то количество приборов, функционирующих от электричества, которое блок способен поддерживать.

Если устройство превышает допустимый предел потребляемого тока, то блок снижает потребление в сети, таким образом, предотвращая выход приборов из строя и поломку аппаратуры. Если вам необходимо обеспечить током электрическое оборудование, системы контроля, системы наблюдения (видеонаблюдения), а также всевозможных прочих устройств, которым нужно электричество и постоянное напряжение, то подобные блоки подойдут как нельзя лучше потому, что часто спроектированы для стационарного применения.

Главными выделяющимися моментами и интересующими нас качествам в подобных блоках являются:

  1. долгий срок службы, если не случается экстремальных ситуаций и воздействий
  2. высокий коэффициент полезного действия
  3. естественная конвекция воздуха
  4. подстройка выходного напряжения обладает потенциометром
  5. крепление возможно как на DIN-рейку, так и на стену
  6. большая надёжность устройства
  7. защита, которая срабатывает в случае перегрузки, перенапряжения
  8. качество исполнения — высокое

Питание системы

Часто питание для работы встраиваемых систем подается не от сети или аккумуляторов. Электропитание автомобиля, например, поступает от вращаемого двигателем генератора и регулятора напряжения, которые обеспечивают напряжение 12 В и сравнительно большой ток. Поезда, корабли, автомобили, космические корабли, ветряки и солнечные электростанции имеют отдельные источники питания. В большинстве случаев эти источники выдают несколько напряжений стандартного уровня, имеющих высокое качество.

Для работы встраиваемых электронных систем в такой ситуации разработчикам обычно приходится изменять напряжение и регулировать выход источника. Единственно возможный вариант — преобразователь DC-DC.

Преобразователь DC-DC использует подаваемое на него постоянное напряжение для генерации прямоугольных импульсов. Трансформатор повышает или понижает это переменное напряжение до необходимого уровня. После этого двухполупериодный мостовой выпрямитель восстанавливает постоянный ток и поскольку коэффициент заполнения равен 100%, на выходе выпрямителя получается относительно чистое постоянное напряжение с высокочастотными фильтруемыми помехами. Если необходима дальнейшая подстройка, импульсный регулятор выполняет эту задачу достаточно эффективно.

Другие системы позволяют передать требуемое электроникой питание по умолчанию. Так, в частности, устройства, подключенные к порту USB, получают питание 5 В через кабельUSB. Аналогично, пункт 33 стандарта Ethernet IEEE 802.3-2005 (IEEE 802.3af, часто называемый как «питание через Ehternet») рекомендует передавать постоянное напряжения 48 В по двум из четырех пар кабеля CAT-3 или CAT-5e для питания оборудования. В стандарте также оговаривается и максимальная величина тока — 400 мА.

Комбинирование и подбор доступных источников питания для использования в качестве основного, подзаряжаемого и резервного дает разработчикам встраиваемых систем большую свободу выбора. Выбор лучшей схемы — результат сравнения возможностей каждой из схем питания с требованиями вашей задачи.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector