Products by category


«Однофазные и трехфазные стабилизаторы напряжения переменного тока»

Product description:

Применение устройств плавного регулирования напряжения.

 

В разветвлённой электрической сети, каковыми являются городские, сельские и промышленные электросети, невозможно обеспечить высокое качество электроэнергии у всех электропотребителей. Из-за падения напряжения в линиях и трансформаторах, создаваемого нагрузками, напряжение в начале линии всегда выше, чем в конце её и никогда не остаётся неизменным, так как мощности электропотребителей всё время изменяются. уровни напряжения у удалённых потребителей всегда ниже номинального, а у ближайших к подстанции - выше. Чем слабее линия (меньше сечение провода и больше его длина) и чем больше нагрузка, тем больше разница напряжений в начале и в конце линии. Для обеспечения приемлемого напряжения у потребителей, подключённых в конце линии энергосистема вынуждена повышать напряжение, из-за чего подключённые в начале линии электропотребители несут ущерб от повышенного напряжения, тогда как удалённые - от пониженного. Сюда нужно добавить суточные и сезонные изменения нагрузки, вызывающие медленные отличия напряжения от номинального - отклонения напряжения, и быстрые его изменения - колебания, вызванные, например, электросваркой.

Наиболее подверженными влиянию отклонений и колебаний напряжения являются осветительные электроприёмники. Так световой поток ламп накаливания пропорционален напряжению в четвёртой степени F=(U/Uн)3,6, тогда как срок службы - в четырнадцатой - T=(U/Uн)14. Все технико-экономические показатели работы ламп ухудшаются при отклонении напряжения от номинального. Однако наибольший ущерб в условиях возросшей стоимости ламп возникает за счёт сокращения их срока службы при некачественном напряжении. При превышении напряжения на 10% срок службы ламп накаливания снижается в 5 раз, при снижении на 10%, световой поток уменьшается в 1,5 раза. Люминисцентные лампы при снижении напряжения на 15% не загораются.

При наличии колебаний напряжения основным фактором его отрицательного влияния является воздействие на зрение изменений освещённости, вызываемой колебаниями напряжения, что учитывается дозой колебаний (фликера) за заданный промежуток времени.

Установлено, что степень влияния колебаний напряжения на зрение зависит от их частоты, которая определяет и частоту мигания ламп. Наиболее неблагоприятной является частота миганий 10 Гц. Следовательно, быстродействие устройств, устраняющих колебания напряжения - регуляторов и стабилизаторов напряжения - должно быть не ниже (0,05-0,1) сек, что возможно лишь при плавной быстродействующей стабилизации напряжения.

Влияние небольших отклонений напряжения на асинхронные и коллекторные асинхронные электродвигатели бытовых машин и аппаратов сводится к ухудшению технико-экономических показателей их работы. Так, при понижении напряжения возрастают потребляемый ток и потери мощности, а при повышении напряжения - возрастает потребляемая реактивная мощность асинхронных двигателей из-за увеличения тока намагничивания. При снижении напряжения на 10% срок службы электродвигателя может снизится до двух раз. При превышении напряжения снижается КПД[k1]  двигателя.

При значительных понижениях напряжения уменьшение критического и пускового моментов электродвигателей, пропорциональное квадрату напряжения, может приводить к переходу их в режим короткого замыкания при заторможенном роторе. В условиях частых отключений электроэнергии, когда имеет место одновремённый пуск электродвигателей холодильников, кондиционеров и др., в результате дополнительного снижения напряжения сети возможен выход из строя однофазных электродвигателей из-за длительного включения их пусковых обмоток.

Влияние отклонений напряжения на нагревательные приборы сводится, в основном, к уменьшению отдаваемой ими тепловой мощности примерно пропорционально квадрату напряжения, что вынуждает потребителя увеличивать установленную мощность нагревателей и может приводить к дополнительному перерасходу электроэнергии.

В случае электрических печей, например, в высотных домах, процесс приготовления пищи затягивается, что также приводит к перерасходу электроэнергии.

Современная радиоэлектронная аппаратура и вычислительная техника, в основном, комплектуются импульсными блоками питания, что обеспечивает её работоспособность в широком диапазоне изменения напряжений электрической сети. Однако рабочий диапазон в сторону повышения напряжения ограничен узкими пределами и поэтому повышения напряжения сети свыше (240 -250В) могут приводить к выходу из строя блоков питания радиоэлектронной аппаратуры в результате пробоя входного конденсатора или силового транзистора. Работа при пониженом напряжении сети влечет за собой увеличение входных токов и тяжелый температурный режим работы блоков питания, что также сокращает время их службы.

Блоки питания телевизоров с экраном более 80 см по диагонали наиболее критичны к отклонениям, и особенно, колебаниям напряжения. Учитывая их высокую стоимость, ущерб при выходе из строя подобной аппаратуры является существенным.

Для таких потребителей, как ксероксы, линии по обработке цветной фотопродукции, понижения напряжения сети приводят к ухудшению качества производимой продукции, а ниже допустимого предела - даже к браку.

В то же время, благодаря применению импульсных блоков питания в радиоэлектронной аппаратуре и в компьютерах, указанное оборудование в значительной мере стало нечувствительным к искажениям формы кривой питающего напряжения и, как показывает опыт применения регулирующих устройств и бесперебойных источников питания, значительно искажающих форму выходного напряжения, никаких отрицательных последствий при искажении формы кривой напряжения с содержанием высших гармоник до 10% и более не наблюдается. Высшие гармоники практически не влияют на электроосвещение, электронагревательные приборы, и, в очень малой степени, на электродвигатели бытовых машин и аппаратов.

Однако, вся аппаратура, оснащенная импульсными блоками питания, имеет коэффициент мощности[V2]  0,6 - 0,65 и является источником реактивной энергии, что на 40-35% снижает нагрузочную способность электропроводки, а также влечет за собой повышенный расход электроэнергии.

Таким образом, можно сделать вывод, что ущерб от отклонений и колебаний напряжения является определяющим по сравнению с искажением формы кривой напряжения, возникающим при регулировании напряжения с помощью тиристорных устройств, при условии их ограниченного содержания высших гармоник - (5-10)%.

Наибольшее распространение в настоящее время получили бытовые корректоры напряжения со ступенчатым переключением отпаек вольтодобавочного автотрансформатора с помощью управляемых элементов - симисторов либо электромеханических реле, которые часто неправомерно называют стабилизаторами переменного напряжения. Подобные корректоры напряжения могут поддерживать напряжение, близкое к номинальному, с точностью, не превышающей величину ступени регулирования. Однако устранение колебаний напряжения ступенчатыми корректорами невозможно, так как при колебаниях напряжения внутри ступени регулирования корректор полностью воспроизводит их либо даже усиливает если колебания напряжения происходят на границах переключения ступеней из-за явления перерегулирования. Указанный недостаток усугубляется тем, что с целью уменьшения числа управляемых элементов ступень регулирования выполняют достаточно большой- 15%, из-за чего мигания ламп становятся значительными.

Наилучшими характеристиками обладают плавнорегулируемые стабилизаторы переменного напряжения (СПН), простыми и надёжными среди которых являются нормализаторы напряжения двойного преобразования. Отличительной особенностью этого прибора является высокая степень стабилизации выходного напряжения. При поступлении на вход напряжения любой формы и частоты с амплитудой от 85 до 300 вольт, на выходе будет синусоидальное напряжение величиной 220 вольт, частотой 50/60 Гц. При этом резкие изменения входного напряжения в пределах указанного диапазона никак не влияют на стабильность выходного напряжения. Помимо функций стабилизации выходного напряжения и частоты, нормализатор осуществляет активную коррекцию коэффициента мощности на входе.

Задачей корректора коэффициента мощности  (ККМ) является сведение к нулю сдвига фаз между током и напряжением, или, иными словами, нейтрализация емкостной и индуктивной составляющих нагрузки преобразователя напряжения. Результатом активной коррекции мощности является следование входного тока нормализатора или ИБП[V3]  питающему напряжению. Введение ККМ как достаточно сложного устройства пока приводит к заметному удорожанию и усложнению продукта в целом (конечно, по мере совершенствования технологии цена снижается). Тем не менее уже сейчас введение ККМ в ИБП и стабилизаторы дает ряд очень важных преимуществ, с лихвой окупающих это усложнение:

  • первым и самым важным преимуществом является тот факт, что при использовании ККМ с той же электропроводкой, без нарушения каких(либо норм можно использовать как минимум втрое-вчетверо более мощные ИБП и нормализаторы. Кстати, никакого нарушения физических (и юридических) законов здесь нет;
  • второе, не менее важное, но редко упоминаемое преимущество состоит в том, что обеспечить высокую энергоемкость устройства с ККМ намного легче, чем без него. Энергоемкость - это мера способности блока питания отдавать в течение некоторого времени мощность в нагрузку, не "просаживая" сеть и не сильно снижая выходное напряжение;
  • третье преимущество - источник питания с ККМ по принципу действия стабилизирует выходное напряжение. Поэтому выходная мощность нормализатора перестает жестко зависеть от напряжения сети - даже при "просевшей" сети в нагрузку отдается полная мощность.

Компания UNT во всех своих on-line модулях использует активную коррекцию коэффициента мощности на основе специализированных микросхем ШИМ управления и IGBT транзисторов. Такое решение является эффективным и недорогим. При этом удается получить коэффициент мощности порядка 99,9 %.

 

 

 

Функциональные особенности:

  • автоматический переход с режима стабилизации в режим BYPASS при аварии силового блока;
  • автоматическое отключение нагрузки при появлении недопустимо повышенного или пониженного выходного напряжения;
  • дублированная система защиты нагрузки при перегрузке или коротком замыкании;
  • звуковое оповещение о нештатных режимах работы;
  • температурный контроль и принудительная вентиляция при перегреве;
  • возможность управления и мониторинга с помощью РС посредством специализированного программного обеспечения;
  • система может комплектоваться модулем бесперебойного питания, что, при подключении внешних аккумуляторных батарей, позволяет использовать ее в качестве ИБП;
  • возможность паралельной работы модулей при повышенной нагрузке.

Технологические особенности:

  • входной коэффициент мощности - 1;
  • улучшенная электромагнитная совместимость с потребителем и сетью;
  • повышенная перегрузочная способность и надёжность;
  • мягкий старт, то есть постепенное нарастание входного тока при включении;
  • защита от перегрузки и коротких замыканий в цепи нагрузки;
  • защита от превышения выходного напряжения выше безопасного уровня.
Топология стабилизатора

Power Factor Correction

(ККМ)

=

~

48-V or 24-V DC Input

220V AC 50/60 Hz

=

=

Топология нормализатора / стабилизатора SinPower


Технические характеристики SinPower 2.5-5kVA

Номинальная выходная мощность кВА

2.5

5

10

Входной коэффициент мощности

0,99

0,99

0,99

Номинальная выходная мощность кВт

2.5

5

10

Параллельная работа до восьми устройств.

Вес (Без аккумуляторов) кг

4

7,5

12

Входное напряжение

~ 85V - 265V

Входная частота

50-400Гц+/-20%

Выходное напряжение (синусоидальное)

1x220-250B+N

Выходная частота

50-60Гц (400Гц - опция)

Искажение на выходе при линейной нагрузке

<2%

Искажение на выходе при нелинейной нагрузке

<3%

Крест-фактор

>3:1

Допустимые перегрузки на инверторе

125% 10., 150% 1 мин.

Стабильность выходного напряжения

+/-1% 

При изменяющейся нагрузке

+/-3%

Общий КПД при 100% нагрузке (в режиме двойного преобразования)

До 94.5%

Рабочая температура окружающей среды

0-40°С (32°F-104°F)

Цвет

RAL 9010 (белый)

Степень защиты

IP20

Стандарты ЕМС

EN 50091-2/IEC 62040-2

Стандартные интерфейсы

RS232; Ethernet; CAN2.0; контакты тревожной сигнализации; программируемые реле

           

Входной коэффициент мощности - 1: максимальная мощность при минимальном токе.

Почему пользователь должен быть заинтересован в единичном входном коэффициенте мощности? Каковы преимущества этой особенности источников бесперебойного электропитания (ИБП) SinPower производства компании UNT, по сравнению с системами питания, построенными на архитектуре Line-Interactive? Что бы лучше понять эти выгоды, необходимо объяснить разницу между мощностью, выраженной в Ваттах (Вт) и мощностью, выраженной в Вольт-Амперах (ВА).

Входной ток ИБП , который Вы можете измерить амперметром, умноженный на приложенное напряжение, дает значение мощности в ВА. Однако, не вся эта энергия обеспечивает реальную мощность. Часть мощности, выраженной в ВА, которая представляет собой полезную энергию измеряется в Ваттах. Отношение между располагаемой мощностью (ВА) и активной или реальной мощностью (Вт) называется коэффициентом мощности - Pf - и его значение лежит в пределах между 0 и 1.

В формуле: Ватты = (Вольты) х (Амперы) х (Pf)

Ватты (активная мощность) - это та энергия, за которую Вы платите деньги сервисным компаниям, производящим электроэнергию, потому, что это та энергия, количество которой напрямую связано с количеством топлива, расходуемого на её производство. Вольт-Амперы (полная мощность) соответствует тому току, который течет по проводам. Это означает, что распределительная сеть (предохранители, кабельная система, трансформаторы и т.д.) должны быть рассчитаны на значение полной мощности, в то время как Вы используете и платите только за активную энергию (Вт). Поэтому сервисные компании не любят нагрузку с "плохим" (низким) коэффициентом мощности.

Часть полной мощности в ВА, которая не является реальной энергией - это так называемая реактивная мощность, которая течёт в нагрузку и вытекает из неё, не производя при этом никакой полезной работы.

Если Вы хотите ограничить входной ток (или ВА-мощность) некоторой нагрузки, то значение коэффициента мощности должно быть как можно ближе к 1.

Выгоды пользователя от высокого значения Pf могут быть сформулированы следующим образом:

Более низкий входной ток ИБП, что означает:

  • возможность подключать более мощною нагрузку к выходу ИБП;
  • чем меньше токовая нагрузка на электропроводку, тем меньше потери (нагрев) и выше эффективность всей кабельной системы;
  • возможность использовать стандартные 16-амперные розетки даже для ИБП мощностью 4 кВА (с отключенным байпассом)
  • возможность работы при низком напряжении;
  • чем меньшее гармоническое (нелинейное) искажение поступает обратно в сеть, тем меньше это причиняет вред другой нагрузке, подключенной к этой же электрической сети;
  • меньшее значение 3-й гармонической составляющей уменьшает ток нейтрали в 3х-фазных системах;
  • нет необходимости в использовании генераторов повышенной мощности, которые необходимо применять для питания нагрузки с низким значением Pf;
  • в некоторых случаях сервисные компании могут штрафовать за использование нагрузки с низким Pf.

Пример:

Ваша распределительная сеть рассчитана на максимальный ток 16А и защищена соответствующими предохранителями. Вы используете нагрузку с Pf=0,6.

Максимальная нагрузка Sвых. (в Вольт-Амперах), которую Вы можете подключить к выходу ИБП равна:

Sвых. = (Ток) х (Напряжение) = 16 Ампер х 230 Вольт = 3680 Вольт-Ампер

Если Вы подключаете эту нагрузку к выходу ИБП с входным коэффициентом Pf = 0,99, то входной ток ИБП вычисляется из активной мощности нагрузки, входного фактора мощности и эффективности ИБП. В таком случае Ваша распределительная сеть нагружена (эффективность ИБП равна 0,9):

Sвх. = Sвых. х Pf нагрузки / (Эффективность ИБП х Pf ИБП), где

Sвх. - полная мощность потребляемая ИБП от сети при подключенной к нему на выходе нагрузке Sвых., которая равна 3680 Вольт-Ампер (рассчитана выше);
Pf нагрузки - коэффициент мощности нагрузки (в нашем случае равен 0,6);
Эффективность ИБП - тоже, что и КПД (равен 0,9); Pf ИБП - входной коэффициент мощности ИБП (равен 0,99);

Получаем:    Sвх = 3680х0,6 / 0,9х0,99 = 2478 Вольт-Ампер.

И сила тока на входе ИБП будет равна:        Iвх = Sвх / Uвх. = 2478 ВА / 230 В = 10,77 А.

Получаем следующее: сила тока на выходе ИБП равна 16 А, в то время как на входе ИБП он равен 10,77 А.

Соотношение полных мощностей Sвых./Sвх. равно 1,49. Это значит, что в данном случае Вы можете подключать на 45-48% большую нагрузку к розеткам на выходе ИБП и использовать при этом, рассчитанные на 16 А розетки, кабели, предохранители, трансформаторы и резервные генераторы. Это может сэкономить большие деньги, особенно, если никакие другие меры по улучшению Pf не применимы.

ИБП, построенные на архитектуре Line-Interactive, подключают нагрузку напрямую к силовой сети, что означает полное отсутствие коррекции Pf. Кроме более высокой степени защиты, которую предоставляют системы On-Line, решение проблемы коррекции входного коэффициента мощности - это ещё одна причина отдать предпочтение именно им, относительно аппаратов архитектуры Off-Line и Line- Interactive.

 [k1]КПД - Коэффициент полезного действия - характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии; определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой; обозначается обычно h = Wпол/Wcyм.

 

 [V2] [V2]

Коэффициент мощности Pf
Коэффициент мощности - комплексный показатель, характеризующий линейные и нелинейные искажения, вносимые нагрузкой в электросеть. Равен отношению активной и полной мощностей P/S (Вт/ВА), потребляемых нагрузкой. Типовые значения коэффициента мощности : 1 - идеальное значение; 0.95 - хороший показатель; 0.9 - удовлетворительный показатель; 0.8 - плохой показатель; 0.7 - компьютерное оборудование; 0.65 - двухполупериодный выпрямитель. При наличии только гармонических искажений коэффициент мощности равен косинусу угла сдвига между током и напряжением и бывает двух видов: опережающий и отстающий. При наличии только нелинейных искажений тока коэффициент мощности равен доле мощности первой гармоники тока в общей активной мощности, потребляемой в нагрузку.

 

 

 [V3]Источник Бесперебойного Питания

 

Вы также можете найти эту информацию в формате Word в разделе "Скачать".

ВАЖНО: ПРОИЗВОДСТВО СТАБИЛИЗАТОРОВ С ОПИСАННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ НАМЕЧЕНО ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО НА ВТОРОЕ ПОЛУГОДИЕ 2008 ГОДА. ЗАКАЗЫ НА ПРОДУКТ БУДУТ ПРИНИМАТЬСЯ ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО С ИЮНЯ 2008 ГОДА. ЗА ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ ПРОСИМ ОБРАЩАТЬСЯ ПО ТЕЛЕФОНУ ИЛИ ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ.