Deall Cerrynt Amgen (AC) mewn Dylunio Cyflenwad Pŵer
Er mwyn dylunio cyflenwad pŵer gan ddefnyddio cerrynt eiledol (AC), rhaid pennu'r cerrynt mewnbwn yn gyntaf. Mae'r rhan fwyaf o ffynonellau pŵer grid yn AC, sydd fel arfer yn arddangos tonffurf sinwsoidal.
Ffigur 1: tonffurf AC a pharamedrau allweddol
Wrth weithio gydag AC, rhaid ystyried y paramedrau canlynol:
Foltedd Brig/Cyfredol: Osgled uchaf y tonffurf.
Amlder: Nifer y cylchoedd tonffurf yr eiliad. Gelwir yr amser ar gyfer un cylch cyflawn yn ycyfnod.
Foltedd Cyfartalog/Cyfredol: Gwerth cymedrig pob pwynt foltedd dros un cylchred. Mewn tonffurf AC pur heb wrthbwyso DC, mae'r gwerth hwn yn sero oherwydd bod yr haneri positif a negyddol yn canslo ei gilydd.
RMS (Sgwâr Cymedrig Gwraidd) Foltedd/Cyfredol: Sgwâr cymedrig gwraidd gwerthoedd foltedd enbyd dros un cylchred. Ar gyfer ton sin AC pur, gellir cyfrifo hyn gan ddefnyddio Fformiwla.
Mae RMS yn cyfateb i'r pŵer DC sydd ei angen i gynhyrchu'r un effaith wresogi. Mae'r diffiniad hwn, er ei fod yn gymhleth, yn darparu "gwerth effeithiol" AC ac fe'i defnyddir yn eang mewn peirianneg drydanol, a ddynodir yn aml fel VAC.
Cyfnod: Y gwahaniaeth onglog rhwng dwy donffurf. Mae cylchred AC llawn yn rhychwantu 360 gradd, gyda brigau ar 90 gradd (cadarnhaol) a 270 gradd (negyddol), a sero croesfannau ar 180 gradd a 360 gradd.
Os yw dwy donffurf yn cael eu plotio gyda'i gilydd a bod un yn cyrraedd ei hanterth positif tra bod y llall yn cyrraedd ei hanterth negyddol (ee, 90 gradd yn erbyn . 270 gradd ), mae ganddyn nhw wahaniaeth gwedd 180 gradd ac fe'u gelwir yn ddigyfnewid. Mae gwahaniaeth cyfnod 0 gradd yn dangos bod tonffurfiau mewn cyfnod.
AC mewn Trosglwyddo Pŵer
AC yw'r prif ddull o drosglwyddo trydan o weithfeydd pŵer i ddefnyddwyr terfynol. Mae hyn oherwydd bod AC yn caniatáu trawsnewid foltedd effeithlon wrth drosglwyddo.
Mae gweithfeydd pŵer yn cynhyrchu trydan ar ~40,000 V (40 kV), sydd wedyn yn cael ei gynyddu i fyny at150–800kVar gyfer trawsyrru pellter hir i leihau colledion gwrthiannol.
Ger y gyrchfan, mae'r foltedd yn cael ei ostwng i4–35kV, ac yn olaf i120V neu 240Var gyfer defnydd preswyl.
Ni all DC gyflawni trawsnewidiadau foltedd o'r fath yn hawdd, gan fod trawsnewidyddion llinellol (sy'n dibynnu ar amrywiadau foltedd) yn gweithio gydag AC yn unig.
Cyflenwadau Pŵer Llinol AC/DC
Mae cyflenwad pŵer llinellol AC/DC yn dilyn y camau hyn:
Ffigur 2: Diagram bloc swyddogaethol
Trawsnewidydd cam i lawr: Yn lleihau foltedd mewnbwn AC.
Cywiro: Trosi AC yn DC curiadus.
Hidlo: Yn llyfnhau'r tonffurf DC.
Manteision: Dyluniad syml, wedi'i aeddfedu dros ddegawdau gyda gwell effeithlonrwydd ac ystod pŵer.
Cyfyngiadau:
Maint: Mae gweithrediad amledd isel (ee, 50 Hz) angen trawsnewidyddion mawr, trwm i drosglwyddo pŵer rhwng coiliau cynradd ac eilaidd.
Rheoleiddio foltedd: Mae rheolyddion llinol yn gwasgaru egni dros ben fel gwres. Ar bŵer uchel, mae hyn yn gofyn am sinciau gwres enfawr, gan wneud rheolaeth thermol yn anymarferol.
AC/DC yn Newid-Modd Cyflenwadau Pŵer
Er mwyn mynd i'r afael â chyfyngiadau dyluniadau llinol, datblygwyd cyflenwad pŵer modd newid- :
Cywiro/hidlo mewnbwn: Mae AC yn cael ei drawsnewid yn uniongyrchol i DC.
Cylchdaith chopper: Yn trosi DC yn gorbys -amledd uchel.
Trawsnewidydd cam i lawr: Yn defnyddio newidydd amledd cryno, uchel.
Cywiro/hidlo allbwn: Yn cynhyrchu DC sefydlog.
Manteision:
Maint cryno: Mae -gweithrediad amledd uchel yn caniatáu trawsnewidyddion llai.
Effeithlonrwydd uchel: Ychydig iawn o golled ynni o'i gymharu â dyluniadau llinellol.
Rheolaeth thermol: Mae llai o afradu gwres yn dileu sinciau gwres swmpus.
Heriau:
Swn: Mae switsio amledd uchel yn cyflwyno ymyrraeth electromagnetig (EMI), sy'n gofyn am hidlo uwch.
Cymhlethdod: Mae cylchedau rheoli yn fwy soffistigedig ond yn hylaw gyda chydrannau integredig modern.
Crynodeb
Mae cyflenwadau pŵer AC/DC yn hollbresennol, gan drosi AC yn DC sefydlog ar gyfer dyfeisiau electronig. Pwyntiau allweddol:
AC vs DC trawsyrru: Mae AC yn dominyddu gridiau oherwydd trawsnewid foltedd effeithlon.
Systemau-cyfnod-cyfnod sengl o gymharu:
Cyfnod-unig: Symlach, digonol ar gyfer cartrefi.
Tri-cham: Yn darparu pŵer sefydlog, uchel ar gyfer cymwysiadau diwydiannol.
Esblygiad dylunio:
Cyflenwadau llinellol: Wedi'i gyfyngu gan faint ac effeithlonrwydd ond yn syml.
Wrthi'n newid cyflenwad-modd: Compact, effeithlon, a dominyddol mewn cymwysiadau modern.
