Как работает преобразователь AC-DC?
Модели типа AC-DC применяются в качестве сетевого источника питания мобильных гаджетов, ноутбуков, медицинских аппаратов и электроинструментов.
Принцип действия и типы устройств
AC-DC преобразователи называют выпрямителями или блоками питания (БП). Они работают за счет выпрямителя, фильтра и импульсного стабилизатора. Устройства преобразовывают переменный ток в постоянный и понижают уровень напряжения.
Задачи: выпрямить входное напряжение, устранить электромагнитные помехи в цепи питания, предупредить его скачки при переходных процессах и сгладить пусковой ток при включении.
Этапы преобразования напряжения:
- Выпрямление переменного напряжения в пульсирующее постоянное.
- Сглаживание пульсаций.
- Формирование стабильного постоянного напряжения с определенным количеством вольт на выходе.
Конструкция и технические характеристики приборов
Встречается два типа выпрямителей AC-DC — линейные и импульсные. Первый тип теряет энергию за счет нагрева и не рекомендован для устройств, чувствительных к температурному режиму работы. Импульсные сетевые устройства лучше, обладают низкими потерями энергии и обеспечивают более высокую плотность мощности.
Устройства могут быть в виде:
- открытого модуля – печатной платы с установленными на ней компонентами;
- закрытого бокса с пластиковым корпусом и внешними выводами для установки на силовую плату электроприбора;
- модуля с металлическим корпусом для крепления на DIN-рейку;
- отдельного прибора в металлическом кожухе для установки на стену.
Приборы открытого типа менее подвержены перегреву, а корпусные модели лучше защищены от внешних воздействий.
AC-DC преобразователи классифицируются на источники питания малой (до 100 Вт), средней (до 500 Вт) и высокой (более 500 Вт) мощности. Прибор имеет стандартное выходное напряжение 3,3/5/9/12/15/24/48 В.
Преимущества АC-DC выпрямителей
Приборы характеризуются стабильностью выходного напряжения и минимальным уровнем пульсаций. АC-DC преобразователи надежно защищены от перегрузки и короткого замыкания. Их главные достоинства — высокий КПД (не менее 90%) и небольшие размеры.
Что такое преобразователи AC-AC?
Устройства работают в качестве сетевого источника питания электродвигателей, систем автоматизации, медицинского оборудования, электроинструментов, осветительных приборов и экспериментальных исследовательских установок.
Особенности применения и предназначениеЧастотные преобразователи AC-AC могут изменять частоту и величину выходного напряжения сети до требуемых для подключаемых устройств показателей. Предназначены для систем, нуждающихся в изменении вольтажа или частоты переменного тока.
В основном задача преобразователей AC-AC заключается в преобразовании переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты, необходимой для эффективной работы электромоторов в станках, строительных кранах, лифтах и конвейерах. Они позволяют изменять крутящий момент и частоту вращения асинхронных агрегатов.
Состоят из выпрямителя, шины постоянного тока и инвертора. Принцип их действия заключается в том, что сначала устройства изменяют поступающий из сети переменный ток в постоянный, затем он снова преобразуют его в переменный, но уже с иной частотой.
Преобразователи типа AC-AC могут быть однофазными и трехфазными. Также они разделяются на две группы:
- С непосредственной связью. Подключение к сети выполняется напрямую. Включают выпрямитель на основе тиристоров. На выходе имеют напряжение с аппроксимированной синусоидой и частоту, которая может быть ниже, чем на входе. Подходят для электромоторов небольшой мощности. При торможении электродвигателя могут возвращать энергию обратно в сеть (функция рекуперации).
- Со звеном постоянного напряжения. Включают тиристоры или транзисторы IGBT. На их выходе напряжение может быть выше или ниже входного и с чистым синусом. Применяются для электромоторов с разной скоростью вращения.
Основные достоинства преобразователей AC-AC:
- плавный пуск статора электромотора;
- защита электроприборов при изменении нагрузки;
- защита от аварийных состояний сети;
- предупреждение перегрева конструкции.
От количества компонентов зависит функциональность сетевого преобразователя AC-AC и возможность внедрения дополнительных защитных систем или программного обеспечения.
Стабилизатор напряжения как преобразователь
Стабилизаторы напряжения также, по своей сути, также являются АС-АС преобразователями. Они выполняют изменение выходного переменного напряжения под требование электропотребителей, то есть максимально приближают его величину до значений 220,230 вольт в однофазной и 380/400 вольт в трехфазной электросети. Они необходимы, чтобы:
- нивелировать скачки и просадки вольтажа в электросети;
- не допустить их прохождения на потребителей, обеспечивая непрерывное и качественное питание критически важной нагрузки.
Устройства можно условно разделить на два вида:
- Трансформаторные, к которым относятся релейные, электромеханические и тиристорные/симисторные модели. У этих моделей преобразование напряжения осуществляется с помощью автотрансформатора и коммутационного блока – силовыми реле, сервоприводом с графитовым токосъемным элементом или тиристорами/симисторами.
- Бестрансформаторные, к котором относятся инверторные модели. Они не имеют трансформаторов и коммутационных элементов. Преобразование выполняется за счет выпрямителя и инвертора – нестабильное переменное напряжение сначала преобразуется в постоянное, а затем снова в переменное, но уже с установленными параметрами. Однако частоту они изменять не могут.