Инверторный сварочный аппарат. В наши дни инверторные сварочные аппараты обрели огромную популярность и стали доступными по цене. Однако, как и любая другая электроника, они могут иногда выходить из строя.
Устройство сварочного инвертора
На данный момент сварочные инверторы набирают популярность и становятся все более доступными. Это связано с их универсальностью и функциональными возможностями.
Несмотря на множество преимуществ, такие устройства, как и любая другая электронная техника, могут время от времени выходить из строя. Это может произойти по ряду причин, включая неправильное использование, перегрев или заводские дефекты.
Для того чтобы осуществить ремонт инверторного сварочного аппарата, достаточно иметь хотя бы общее представление о его устройстве и о том, как работают его основные функциональные блоки.
Эта статья состоит из трех частей. В первых двух частях будет рассмотрено устройство сварочного аппарата TELWIN Tecnica 144-164, а в третьей части приведен пример фактического ремонта инвертора TELWIN Force 165. Данная информация будет полезна начинающим радиолюбителям, стремящимся научиться самостоятельно исправлять неисправности сварочных аппаратов инверторного типа.
Не пугайтесь длинного текста — будет много интересного!
Инверторный сварочный аппарат по своей сути представляет собой достаточно мощный блок питания. В своей конструкции он во многом схож с импульсными блоками питания, такими как компьютерные источники питания AT и ATX. Вы, возможно, задаетесь вопросом: «Как это возможно, ведь это совершенно разные устройства?». Ответ кроется в принципе преобразования энергии.
Основные стадии преобразования энергии в инверторном сварочном аппарате заключаются в следующем:
1. Выпрямление переменного напряжения сети 220V;
2. Преобразование полученного постоянного напряжения в высокочастотное переменное;
3. Понижение высокочастотного напряжения;
4. Выпрямление вновь полученного низкого напряжения.
Это краткое содержание, чтобы дать вам общее представление о процессе. Подобные преобразования выполняются и в импульсных блоках питания для компьютеров.
Но возникает вопрос: зачем нужна такая сложная последовательность преобразований? В чем ее необходимость? Дело в том, что раньше основным компонентом сварочного аппарата был мощный силовой трансформатор, который понижал переменное напряжение сети и обеспечивал возможность получать от вторичной обмотки огромные токи — десятки или даже сотни ампер, что было необходимо для сварки. Как известно, при снижении напряжения на вторичной обмотке трансформатора можно увеличить ток до величины, которую вторичная обмотка способна передавать на нагрузку. Это означает, что уменьшается количество витков вторичной обмотки и увеличивается диаметр обмоточного провода для оптимизации передачи тока.
Проблема состоит в том, что трансформаторы, работающие на частоте 50 Гц (которая является стандартной частотой переменного тока в сети), имеют большие размеры и массу из-за необходимой мощности.
Чтобы преодолеть этот недостаток, были созданы инверторные сварочные аппараты. Увеличив рабочую частоту до 60-80 кГц и даже выше, стало возможным значительно уменьшить размеры и, соответственно, вес трансформатора. Простое увеличение рабочей частоты в четыре раза позволяет сократить размеры трансформатора в два раза, что, в свою очередь, снижает вес устройства и экономит медь и другие материалы для конструктивных элементов трансформатора.
Но где же взять эти 60-80 кГц, если частота переменного тока в сети составляет всего 50 Гц? В этом случае на помощь приходит схема инвертора, которая состоит из мощных ключевых транзисторов, которые переключаются на частоте 60-80 кГц. Однако для их работы требуется подача постоянного напряжения, которое получается через предшествующий этап — выпрямление. Сеть преобразуется в постоянное напряжение с помощью мощного диодного моста и фильтруется конденсаторами. В результате на выходе выпрямителя и фильтра получается постоянное напряжение более 220 вольт, что является первым этапом преобразования.
Это напряжение служит источником питания для инвертора. Силовые транзисторы инвертора подключены к понижающему трансформатору, и, как уже упоминалось, они работают на частоте 60-80 кГц, что и позволяет трансформатору также работать на высокой частоте. Применение высокочастотных трансформаторов позволяет избежать громоздкости приводимых ими трансформаторов, что становится значительной экономией во всех аспектах. Это делает конструкцию более компактной и удобной в обращении.
Однако сложность схемы приводит к появлению большого количества дополнительных элементов, необходимых для обеспечения стабильности работы устройства. Тем не менее, важно не только знать теоретические аспекты, но и понять, как они реализуются на практике.
Устройство сварочного аппарата инверторного типа. Часть 1. Силовой блок.
Чтобы разобраться в устройстве сварочного инвертора, полезно использовать схему конкретного устройства. К сожалению, я не нашел схемы для TELWIN Force 165, так что для наглядности воспользуемся схемой из руководства по ремонту другого аппарата — TELWIN Tecnica 144-164. На фотографиях будет представлен TELWIN Force 165, поскольку он находился в моем распоряжении. Судя по схеме и основным принципам работы, между этими моделями немного различий, если не принимать во внимание мелкие детали.
Ниже представлена фотография паяльной платы TELWIN Force 165, на которой указано расположение некоторых ключевых элементов схемы.
Принципиальная схема сварочного аппарата инверторного типа TELWIN Tecnica 144-164 состоит из двух основных компонентов: силового и управляющего блоков.
Начнем с рассмотрения схемы силового блока. Снизу находится диаграмма. Картинка кликабельна (нажмите для увеличения — откроется в новом окне).
Сетевой выпрямитель.
Как упоминалось ранее, первым этапом является выпрямление переменного тока из сети 220V, который выполняется с помощью мощного диодного моста, за которым следуют фильтрующие электролитические конденсаторы. Этот процесс необходим для трансформации переменного тока, частотой 50 Гц, в постоянный. Конденсаторы С21 и С22 служат для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, которые обычно сохраняются после работы диодного моста. Выпрямитель собран по стандартной схеме диодного моста с использованием диодной сборки ПД1.
Важно отметить, что напряжение на конденсаторах фильтра будет в 1,41 раза больше, чем на выходе диодного моста. Следовательно, если на выходе выпрямителя будет пульсирующее напряжение 220В, то на конденсаторах уже будет постоянное напряжение 310В (220В * 1,41 = 310,2В). Обычно рабочее напряжение таких конденсаторов ставится на уровне 250В, учитывая возможность повышения напряжения в сети, и потому на выходе фильтра появляется и мощное напряжение в 350В. Поэтому для этих целей используются конденсаторы с рабочим напряжением 400В, чтобы избежать рисков.
На печатной плате сварочного аппарата TELWIN Force 165 элементы сетевого выпрямителя занимают довольно большую площадь (это видно на фотографии выше). Выпрямительный диодный мост монтируется на радиаторе охлаждения. Через диоды протекают значительные токи, что приводит к их нагреву. Для защиты диодного моста от перегрева установлен термопредохранитель, который срабатывает, когда температура радиатора превышает 90 °C. Этот элемент исполнения является важным средством защиты.
В выпрямителе используются диодные сборки (диодный мост) типа GBPC3508 или их аналоги. Модуль GBPC3508 рассчитан на прямой ток (I0) в 35А и максимальное обратное напряжение (VR) в 800В.
После выпрямительного моста располагаются два основных электролитических конденсатора (это значительные детали в конструкции) емкостью по 680 мкФ и рабочим напряжением 400В. Объем конденсаторов варьируется в зависимости от модели аппарата. В модели TELWIN Tecnica 144 этот показатель составил 470 мкФ, тогда как в модели TELWIN Tecnica 164 — 680 мкФ. Напряжение постоянного тока от выпрямителя и фильтра направляется далее на инвертор.
Помеховый фильтр.
Для предотвращения попадания высокочастотных помех в электросеть, возникающих при работе мощного инвертора, перед выпрямителем установлен фильтр ЭМС — электромагнитной совместимости. В английском языке это называется EMC (Electromagnetic Compatibility). Если вы посмотрите на схему, фильтр ЭМС включает в себя элементы C1, C8, C15, а также индуктивность на опорном кольце T4.
Инвертор.
Инверторная схема сконструирована по принципу «косого моста». В ней используются два мощных ключевых транзистора. В сварочном инверторе эти ключевые транзисторы могут быть как IGBT, так и MOSFET. Например, в моделях Telwin Tecnica 141-161 и 144-164 применяются IGBT-транзисторы (такие как HGTG20N60A4, HGTG30N60A4), в то время как в Telwin Force 165 используются полевые МОП-транзисторы высокого напряжения (например, FCA47N60F). Оба типа транзисторов устанавливаются на радиатор для эффективного отвода тепла. На следующем изображении один из полевых МОП-транзисторов FCA47N60F, установленных на плате TELWIN Force 165.
Посмотрим снова на схему и найдем элементы инвертора.
Постоянное напряжение коммутируется транзисторами Q5 и Q8 через обмотку импульсного трансформатора Т3 на частоте, которая значительно превышает частоту сети. Частота переключения может достигать нескольких десятков килогерц! На выходе фактически создается переменный ток, аналогичный тому, что имеется в домашней сети, но с частотой в несколько десятков килогерц и прямоугольным профилем.
Для защиты транзисторов от опасных скачков напряжения используются RC-демпфирующие цепи R46C25, R63C30.
Пониженное напряжение генерируется с помощью высокочастотного трансформатора T3. При этом через первичную обмотку трансформатора Т3 (обмотки 1-2) коммутируется напряжение, поступающее с сетевого выпрямителя (DC +, DC-). Это то самое постоянное напряжение 310 — 350 В, которое было получено на первом этапе преобразования.
Таким образом, с помощью переключения транзисторов постоянное напряжение преобразуется в переменное. Важно понимать, что трансформаторы не преобразуют постоянный ток. Со вторичной обмотки трансформатора Т3 (обмотки 5-6) снимается значительно слегка меньший уровень напряжения (около 60-70 вольт), но максимальный ток может достигать 120-130 ампер! Это основная роль трансформатора Т3. По первичной обмотке проходит небольшой ток, но с высоким напряжением, а со вторичной обмотки же получается низкое напряжение вместе с высоким током.
Размеры этого трансформатора небольшие, благодаря чему достигается компактность устройства.
Вторичная обмотка трансформатора выполнена из нескольких витков ленточного медного провода, обладающего изоляцией. Сечение провода достаточно велико, что позволяет току в обмотке достигать 130 ампер!
Кроме того, высокочастотный переменный ток со вторичной обмотки импульсного трансформатора выпрямляется с помощью мощных диодных выпрямителей. На выходе выпрямителя (OUT +, OUT-) производится ток с необходимыми параметрами, который и нужен для процесса сварки.
Выходной выпрямитель.
Выходной выпрямитель выполнен на основе мощных двойных диодов с общим катодом (D32, D33, D34). Эти диоды обладают быстродействием, что означает, что они способны быстро открываться и закрываться. Время восстановления trr составляет менее 50 нс (50 наносекунд).
Эта особенность имеет решающее значение, поскольку речь идет о выпрямлении переменного тока высокой частоты (десятки килогерц). Обычные выпрямительные диоды не смогли бы справиться с этой задачей ввиду недостаточной скорости открывания и закрывания, что, в свою очередь, привело бы к перегреву и выходу из строя. Поэтому при выполнении ремонта выпрямительные диоды должны быть заменены на быстродействующие.
В выходном выпрямителе используются диоды марок STTH6003CW, FFH30US30DN, VS-60CPH03 (с которыми мы познакомимся позже). Все эти диоды имеют схожие характеристики, рассчитаны на прямой ток 30 ампер (в сумме 60 ампер для двух диодов) и обратное напряжение 300 вольт. Они также монтируются на радиаторе для обеспечения необходимых условий работы.
В целях защиты выпрямительных диодов используется RC демпфирующая цепь R60C32 (смотрите схему силовой части).
Схема запуска и реализация «мягкого пуска».
Для подачи питания на микросхемы и элементы, находящиеся на плате управления, используется встроенный стабилизатор на 15 вольт — LM7815A. Устанавливается он на радиатор для охлаждения. Напряжение питания на стабилизатор поступает с главного выпрямителя PD1 через два последовательно включенных резистора R18 и R35 (6,8 кОм, 5Вт). Эти резисторы понижают напряжение и помогают в запуске цепи.
Напряжение +15 В от стабилизатора U3 (LM7815A) поступает на управляющую цепь. Дополнительно, когда схема управления и драйвер «раскачивают» схему высокочастотного инвертора, на дополнительной вторичной обмотке трансформатора Т3 (обмотки 3-4) возникает напряжение, которое затем выпрямляется диодом D11.
Полученное напряжение через диод D9 направляется на интегральный стабилизатор LM7815A, и таким образом, схема начинает получать питание. Это реальная схема «самоподдержки».
Кроме того, выпрямленное напряжение после диода D11 также используется для питания реле RL1, вентилятора охлаждения V1 и сигнального светодиода D10 (зеленый — «индикатор работы»). Резисторы R40, R41, R65, R37 гасят перенапряжение. Стабилизатор напряжения для вентилятора V1 (12 В) обеспечивается стабилитроном D36 на 5 Вт и на 12 В.
Реле RL1 отвечает за реализацию плавного пуска инвертора («мягкий пуск»). Давайте рассмотрим этот аспект подробнее.
Когда сварочный аппарат включен, электролитические конденсаторы начинают заряжаться. В первые моменты заряда ток может оказаться слишком высоким, что может вызвать перегрев и повреждение выпрямителя. Для защиты от подобных ситуаций используется схема ограничения заряда (или «мягкого пуска»). Рассмотрим схему.
Главным элементом схемы «мягкого старта» выступает резистор R4, мощность которого составляет 8 Вт (на нем указано 8 Вт). Он имеет сопротивление 47 Ом и отвечает за ограничение токового заряда в начале работы.
Как только заряд конденсаторов достигнет необходимого уровня и инвертор перейдет в рабочий режим, электромагнитное реле RL1 замыкает свои контакты. Это приводит к тому, что контакты реле шунтируют резистор R4, и далее он не принимает участия в работе схемы, так как весь ток проходит через контакты реле. Именно так достигается плавный старт.
Элементы схемы «плавного пуска» также находятся на плате инвертора TELWIN Force 165. Реле RL1 — это электромагнитное реле модели Finder на рабочее напряжение 24В (параметры контактов реле — 16А, 250В).
Таким образом, используя привиденные схемы, мы узнали, что сварочный инвертор состоит из сетевого выпрямителя на 220В, мощного транзисторного инвертора, понижающего трансформатора и выходного выпрямителя. Это составляющие силового блока. Через них протекает большой ток. Но кто управляет инвертором? Где же находятся «мозги» этого устройства?
WATTrouter — это не единственное решение, позволяющее избежать перерасхода электроэнергии, подаваемой в сеть от солнечных батарей или ветряных установок.
Альтернативы WattRouter
Помимо принципа работы, используемого в WATRouters, есть и другие методы, которые позволяют минимизировать или практически полностью исключить передачу избыточной электроэнергии в сеть.
1. Уменьшение выработки сетевого фотоэлектрического инвертора при появлении избыточной генерации.
С течением последних нескольких лет в Европе требования к системам солнечной энергетики на крышах начали ужесточаться. Прошли времена, когда за электроэнергию, поставляемую в сеть посредством солнечных панелей, платили больше, чем обычная розничная цена на электроэнергию. Так называемый «зеленый тариф» достиг своей цели, что привело к резкому росту использования солнечных батарей и снижению их цен. Теперь, с отменой повышенных тарифов на возврат электричества в сеть, стало нецелесообразно отдавать энергию обратно в сеть. Более того, возросшая мощность солнечных панелей начала создавать трудности в распределении энергии в электрических сетях. В Германии иногда солнечные панели производят до 50% общего потребления энергии в дне.
В результате, в большинстве европейских стран значительно понижены тарифы на электроэнергию, поставляемую в сеть, и введены требования о том, что определенная доля (обычно в пределах 70%) от общего производства солнечной энергии должна потребляться непосредственно на месте генерации.
Топовые производители сетевых фотоэлектрических инверторов разработали устройства, способные снижать выработку энергии от солнечных панелей, если выработка превышает текущую нагрузку в вашем доме. Эти решения предоставляют компании Steca Solar, SMA и некоторые китайские производители сетевых фотоэлектрических инверторов (например, SofarSolar, известные своим качеством). Некоторые модели SofarSolar мощностью до 5 кВт имеют встроенные функции снижения выхода мощности на основе данных от внешнего датчика тока. Для более мощных моделей (более 5 кВт) и всех трехфазных вариантов требуется внешний делитель, который должен управлять инвертором, подключенным к сети.
Производители Steca Solar и SMA предлагают устройства, позволяющие контролировать избыточную солнечную энергию.
StecaGrid SEM — Smart Energy Manager
Steca создала блоки переключателей SEM и ALD1 ALE3 для своих сетевых инверторов. По заверениям компании, это оборудование регулирует поток энергии и ограничивает вывод лишней энергии в сеть, позволяя сетевым инверторам вырабатывать точно столько электроэнергии, сколько способны потреблять нагрузки. Также существует возможность подключения дополнительного потребления при постоянном превышении выработки над текущей нагрузкой.
Может использоваться только с сетевыми фотоэлектрическими инверторами StecaGrid 8000+ 3-фазные и 10000+ 3-фазные модели.
Управление отдачей электроэнергии в сеть
StecaGrid SEM предлагает различные варианты реализации управления солнечной сетью. В системе также может быть обеспечен приемник контроля пульсаций от поставщика электроэнергии. Начиная с версии прошивки 3.0, выходная мощность может быть ограничена до заранее установленного уровня, или сигнал управления пульсацией может быть перенаправлен на релейный выход. Индивидуальные режимы работы определяются и устанавливаются с помощью бесплатного пользовательского программного обеспечения StecaGrid. К StecaGrid SEM можно подключить до 10 сетевых инверторов через интерфейс RS 485.
Легкая установка
StecaGrid SEM может устанавливаться в любом электрическом шкафу рядом с приемником управления волнами. Корпус устройства имеет размеры, совместимые с типичными электрическими панелями, и может быть установлён на монтажной рейке. Его размер составляет 4 л.с. Прямой источник питания на 230 В не требует адаптера постоянного тока.
Легкодоступный сервисный интерфейс
Все подключенные инверторы StecaGrid доступны через USB-интерфейс на StecaGrid SEM. Подключение к компьютеру осуществляется стандартным USB-кабелем.
Компания SMA также предлагает модуль управления мощностью для сетевых инверторов, который способен снижать производимую мощность. Он используется совместно с приборами, такими как измеритель мощности и программируемый логический контроллер, который отвечает за управление записью модуля управления мощностью, который должен быть выбран установщиком.
В Германии также существует закон для частных трейдеров, согласно которому при продаже солнечной электроэнергии необходимо обеспечивать не менее 30% потребления из сети, таким образом и были разработаны блоки, снижающие выработку.
Сравнение с WATTRouter: недостатки альтернативных решений
Эти решения имеют несколько существенных недостатков по сравнению с WATTrouter. Во-первых, устройства SEM и другие аналогично работающие не подходят для «солнечных партизан» в России. Ведь для функционирования устройства SEM требуется получение управляющего сигнала от электроэнергетической компании (которого в России нет), или необходимость установки специального счетчика электроэнергии ALD/ALE, который стоит дороже самой SEM. Таким образом, конечная стоимость «комплекта» сопоставима с ценой WATTrouter, но при этом не решает нашу основную проблему: полного отказа от передачи электроэнергии в сеть.
Если же стоит задача полностью исключить возврат в сеть за счет снижения объемов вырабатываемой электроэнергии, то стоит обратить внимание на сетевой фотоэлектрический инвертор SofarSolar. Эти устройства часто бывают значительно дешевле своих немецких аналогов, а для мощностей до 5 кВт для предотвращения избытка электроэнергии в сети достаточно внешнего датчика тока, стоимость которого составляет около 30 долларов. Для более мощных трехфазных моделей инверторов SofarSolar блок ограничения мощности также будет дешевле, чем WATTrouter ECO, и, конечно же, выгоднее по стоимости относительно решений Steca и SMA.
Однако помните, что контроллеры ограничения возврата в сеть:
- Работают только с определенными сетевыми инверторами, предложенными определенными производителями;
- Не обеспечивают полного использования создаваемой электроэнергии от солнечных панелей, поскольку их задача состоит только в снижении выработки, если сети не могут принять избыточные объемы.
WATTrouter представляется гораздо более универсальным решением, которое помогает оптимизировать производство и потребление солнечной энергии.
Заряд аккумуляторов в светлое время суток и разряд в темное.
Преимущества и недостатки аккумуляторных систем были рассмотрены в нашем разделе о гибридных инверторах на форуме. Таким образом, если у вас есть доступ к электрической сети, это создает альтернативу: резервный источник энергии. Имея такие преимущества, не нужно забывать о недостатках: необходимость наличия аккумуляторов, неполное использование энергии от блока питания, потери в инверторе на преобразование, при этом низкое напряжение от блока питания несет за собой большие потери в проводах и требует увеличенного сечения проводки, и так далее. Эти аспекты подробно обсуждаются на нашем сайте в разделах, посвященных «Автономному электроснабжению» и «Солнечным батареям».
При сравнении стоимости аккумуляторов 200 Ач может равняться цене WATTrouter. Если резервный источник не требуется, значительно выгоднее установить сетевые фотоэлектрические инверторы в комбинации с WATTrouter.
Вместе с тем можно отметить еще одно преимущество аккумуляторного решения: возможность смещения части потребления солнечной энергии на вечерний период. Для этого требуется цикличность аккумуляторов и их высокая мощность. У нас есть клиенты, которые совершенно убеждены в том, что их цель — максимальное использование солнечной энергии, утверждая, что «если у меня есть солнечная система, я хочу использовать её максимально и потреблять из сети как можно меньше». По нашим подсчетам, экономия электроэнергии за счет невыполнения норм потребления из городской сети оказывается значительно меньше чем размер потерь, вызванных снижением срока службы батарей.
Если цель состоит в увеличении периода расходования энергии от АБ, желательно развернуть часть АБ в юго-западном направлении. Генерация энергии может меняться, но часть может переноситься на вечерние пики потребления, что приведет к меньшему износу аккумуляторов.
Для стимулирования использования солнечных электростанций в сетях для тех, кто не хочет подключать солнечные панели к батареям, мы предлагаем комплекты, в которых скидка фактически равна стоимости WATTrouter.
Статья посвящена инверторам для ветрогенераторов и солнечных батарей, включая сетевые, с контроллерами заряда аккумуляторов. Обсуждаются методы выбора преобразователей напряжения, их типы, включая гибридные устройства, цены, расчет мощности и советы по выбору. Предоставлен диапазон объектов для исследования.
Классификация инверторов
Среди инверторов можно выделить две основные категории:
- Сетевые инверторы. Они преобразуют постоянный ток в переменный 220 В при частоте 50 Гц. Эти устройства используетясь в общей системе электрификации дома без аккумуляторов. В случае, если выработка электроэнергии недостаточна, они переключаются на подачу электроэнергии из городской сети. Работая с системой, они способны возвращать избыточную электроэнергию обратно в сеть.
- Автономные устройства. Как и сетевые инверторы, они преобразуют постоянный ток в переменный, но подключаются к аккумуляторам. При недостатке возобновляемой энергии они включают питание от аккумуляторов.
Ранее избыток электроэнергии, производимый ветряными генераторами или солнечными панелями, приходилось «сбрасывать» в защитные потребители электроэнергии. Например, избыток электроэнергии от ветряных турбин использовался для нагрева водяных завес, чтобы снять нагрузку с двигателя генератора. С 6 февраля 2019 года вся излишняя электроэнергия может быть продана государству на договорной основе.
В этом случае может быть установлен дополнительный счетчик, который будет учитывать кВт экспортируемого тока. Также принято различать инверторы по количеству фаз, которые устройство выдает на своем выходе:
Еще одним важным показателем является максимальная мощность инвертора. То есть величина тока, которую устройство может подать для питания бытовых потребителей. По этому параметру можно провести следующую классификацию:
- Мощность до 500 Вт. Такие устройства способны обеспечивать электроэнергией небольшие загородные дома или хозяйства. Они отлично подходят для обеспечения работы освещения.
- Мощность до 2,5 кВт. Эти устройства подходят для питания бытовых приборов в домах, где не используется отопительное оборудование.
- Мощность до 4,5 кВт. Эти устройства могут полностью удовлетворить потребности жителей в электричестве практически любого дома или сада.
Существуют и более мощные варианты инверторов, но они, как правило, очень дорогие, поэтому в рамках данной статьи мы их рассматривать не будем.
Применение и виды трехфазных инверторов. Их принцип действия, схемы подключения и отличия от однофазных инверторов.
Как работает 3-х фазный инвертор
Силовая часть трехфазного инвертора включает в себя шесть транзисторных ключей, помеченных как VT1 — VT6, а также шесть диодов обратного тока, обозначенных VD1 — VD6. Эти диоды подключены к общему мосту и включены параллельно источнику питания.
Схема трехфазного силового инвертора может быть реализована различными способами. При фиксированной структуре схемы управление осуществляется одновременно на три силовых транзистора. В случае с варьируемой структурой количество транзисторов, к которым подаются управляющие сигналы, может быть меньше трех.
Продолжительность переключения транзисторных ключей и частота выходного напряжения зависят от используемой системы управления. В течение периода переключение на выходе транзисторов анодной и катодной групп может происходить от одного до нескольких раз.
Конфигурация выходного тока подстраивается в соответствии с характеристиками нагрузки. Если нагрузка активно-индуктивная, выходной ток принимает форму ломаной линии, разделённой на четыре части, расположенные в середине периода. Влияние токовой нагрузки определяется интегрированием наиболее характерных особенностей кривой тока. При необходимости можно достичь требуемой формы нагрузки, включая и выключая регулируемые клапаны в определённые моменты.
Регулировка выходного напряжения в инверторе осуществляется посредством широтно-импульсной модуляции — ШИМ. Модуляция, сформированная в форме прямоугольного сигнала, называется регуляцией ширины импульса — WIR. Регулировка выхода напряжения достигается изменением времени подключения нагрузки к источнику питания. Эта схема активируется в момент паузы между импульсами, когда два идентичных силовых транзистора остановлены.
Во время группового переключения возникает временная пауза в напряжении нагрузки. Это происходит в момент, когда ток меняет знак, когда два транзистора начинают отключение. Если за этот промежуток времени ток не изменит знак или нагрузка окажется слишком длинной, пауза в выходном напряжении не сработает. Если же использовать WID, структура выходного тока и напряжения оказывается находящейся на низких частотах и напряжениях и подвергается сильному ухудшению. Чтобы избежать такого негативного влияния, использование WID должно ограничиваться фактическими несущими частотами.
Недостатки ИБП с двойным преобразованием: устройство, основные режимы работы, характеристики, достоинства и недостатки, основные критерии выбора ИБП.
Недостатки ИБП двойного преобразования
Среди недостатков таких ИБП обычно выделяются их не самый высокий КПД и стоимость, которая находится на более высоком уровне по сравнению с другими типами устройств аналогичной мощности. При этом фактический КПД решений с двойным преобразованием отсутствует, попыткиекции без качестве будут предпочтительными в рамках других решений. Но при этом стоит помнить, что в них имеется байпас, переключение на который при качественной сети позволяет повысить КПД до 99%. Для других аппаратов разница в КПД может быть незначительной, что компенсируется максимальной защитой.
Поэтому попытка сэкономить средства на ИБП, скорее всего, приведет к приобретению дешевой модели с низкой эффективностью. Такой «источник бесперебойного питания» попросту не обеспечит качества электричества, необходимого для адекватного и безопасного функционирования современных электрических устройств. Это может в конечном итоге обойтись вам гораздо дороже, чем единовременная покупка качественного ИБП у надежного производителя.
