Site Loader

Содержание

Что значит DC ток в электрике: какое напряжение

Ежедневно миллиарды людей по всему миру используют электричество, хотя при этом мало кто знает, как и откуда оно поступает. Кроме этого, не все даже знают о том, что существуют две формы: AC, DC — постоянный, переменный токи. С переменным люди сталкиваются чуть чаще в обычной жизни, но и постоянный также играет важную роль.

Что такое DC ток и что он значит

Постоянным принято называть электрический ток, сила и направление которого не меняются. В электротехнике смешанный вид с преобладающим постоянным компонентом также называется постоянным, если колебания незначительны для предполагаемого эффекта, или если колебания являются результатом колебаний нагрузки. Тогда среднее арифметическое рассматривается как постоянный ток.

Линии электропередач поставляют ток в дома и на предприятия

К сведению! На английском языке его принято обозначать, как Direct Current, или сокращенно DC, что также используется и для постоянного напряжения. Переменный электрический поток переводится, как Alternating Current, что означает AC напряжение.

«Чистый» и «пульсирующий» постоянные токи

Какое напряжение DC тока

При DC напряжении электроны всегда движутся в одном направлении. Источник напряжения таким образом всегда имеет одинаковую полярность. Однако уровень напряжения не всегда должен быть одинаковым. В качестве классического источника энергии для генерации постоянного напряжения обычная батарейка, в которой уровень напряжения снижается во время разряда.

Движение электронов при постоянном напряжении

Кроме того, большинство источников питания также генерирует постоянное напряжение, хотя на них подается переменное. В случае стабилизированных источников питания, помимо направления потока, большое значение также уделяется и уровню АС напряжения, который может варьироваться в зависимости от напряжения, однако постоянно будет иметь одинаковую полярность.

Обратите внимание! Переменные напряжения, подаваемые сетевыми трансформаторами и генераторами, могут быть преобразованы выпрямителями. Тогда возникает электрическое напряжение, которое варьируется по величине, но не по знаку.

Схемы с постоянным и переменным током

Компонент переменного напряжения может быть уменьшен путем подключения достаточно большого сглаживающего конденсатора параллельно или последовательно сглаживающей катушки так, что останется только небольшая остаточная пульсация. Чем больше емкость конденсатора или индуктивность катушки, тем меньше будет пиковое значение наложенного переменного напряжения.

Чем отличается DC ток от AC тока

Изначально постоянный ток должен был генерироваться на электростанциях с относительно низким напряжением розетки для потребителя, 110 или 220 В. Однако если при таком варианте подключено сразу несколько потребителей, суммарные значения очень высоки. В таком случае требуются толстые и дорогие кабели для преодоления больших расстояний, чтобы удерживать потери при передаче в определенных пределах. При использовании переменного напряжения генерируемая электроэнергия может транспортироваться на относительно большие расстояния с небольшими потерями. С 1980 г. стало возможным выпрямить трехфазный ток высокого напряжения, а затем преобразовать его обратно.

Главное отличие AC и DC, постоянного и переменного токов состоит в том, что первый изменяется через определенные промежутки времени (с определенной частотой), в частности, он меняет направление по мере своего протекания. В мире самой распространенной является частота 50 Гц.

Обратите внимание! Когда электричество достигает потребителя, тогда в ход идут трансформаторы. Они преобразуют высокое напряжение в более низкое, которое и поступает в дома.

Трансформатор напряжения

Как уже было сказано, DC электричество не меняется с течением времени. И так как электроны движутся лишь в одном направлении, источники характеризуются наличием положительного и отрицательного полюсов. AC более эффективно при использовании многокилометровых линий электропередач. А постоянный ток предпочтителен для небольшой электроники или накопительных элементов, например, солнечных батарей.

Источники электрической энергии

Самыми распространенными источниками являются гальванические элементы, аккумуляторные батареи, специальные электрические генераторы, которые основаны на униполярной индукции.

Батарейка формата АА

Обычные аккумуляторные батарейки формата АА — самый доступный пример источника DC энергии. У нее положительный и отрицательный полюса, и вставлять в различные электрические устройства ее надо определенной стороной. Помимо этого, очень часто в обычной жизни используются солнечные элементы и автомобильные аккумуляторы.

Обратите внимание! Электрический генератор, который используется, когда требуется более высокая мощность, всегда генерирует переменное напряжение. Чтобы можно было получать постоянный ток от него, ранее использовался коммутатор. Поскольку коммутаторы вызывают радиопомехи, и их контакты изнашиваются, они теперь чаще заменяется на выпрямители.

Генератор должен идти с коммутатором

Сфера применения DC тока

Постоянный ток имеет широкое техническое применение в электронике, получении солнечной энергии и частично в железнодорожном энергоснабжении. Практически все электронные схемы (например, в компьютерах) работают с ними. Если на электронные устройства подается питание не от батарей или аккумуляторов, а от источников питания, выпрямитель в блоке питания обеспечивает постоянное значение. Так что среди самых популярных устройств выделяют сотовые телефоны, ноутбуки и компьютеры.

Платы в ноутбуке

Солнечные элементы также могут генерировать только постоянный DC. Если фотоэлектрические системы должны подавать электрическую энергию, которую они производят, в электросеть общего пользования, между ними должен быть подключен инвертор.

Солнечные батареи

Получившие в последнее время широкое распространение электромобили используют для своей работы DC. Он также применяется на наземном и подземном общественном транспорте, например, в трамваях, троллейбусах и электропоездах метро.

Таким образом, АС и ДС токи имеют существенные отличия. Это важно учесть при подключении того или иного оборудования, а также чтобы не перепутать сферы применения.

Почему AC более «опасен», чем DC?

Среднеквадратичное значение (среднеквадратичное) значение напряжения переменного тока, которое обозначается как «110 В», «120 В» или «240 В», ниже пикового напряжения электричества. Переменный ток имеет синусоидальное напряжение, вот как он меняется. Так что да, это больше, чем кажется, но не на огромную сумму. Среднеквадратическое значение напряжения 120 В составляет около 170 В от пика до земли.

Я помню, как однажды услышал, что ток, а не напряжение опасен для человеческого организма. Эта страница описывает это хорошо. По их словам, если через ваше тело, AC или DC, пройдет более 100 мА, вы, вероятно, мертвы.

Одна из причин, по которой AC может считаться более опасным, состоит в том, что он, возможно, имеет больше способов проникнуть в ваше тело. Поскольку напряжение меняется, это может привести к тому, что ток будет входить и выходить из вашего тела даже без замкнутого контура, поскольку ваше тело (и к какому заземлению оно подключено) имеет емкость. DC не может этого сделать. Кроме того, переменный ток довольно легко повышается до более высоких напряжений с помощью трансформаторов, в то время как с постоянным током требуется некоторая относительно сложная электроника. Наконец, в то время как ваша кожа имеет достаточно высокое сопротивление, чтобы защитить вас, и воздух также является потрясающим изолятором, если вы не касаетесь проводов, иногда индуктивность трансформаторов переменного тока может вызывать высоковольтные искры, которые разрушают воздух и я думаю, что может пройти через вашу кожу немного.

Кроме того, как вы упомянули, сердце контролируется электрическими импульсами, и повторяющиеся импульсы электричества могут немного сбить это и вызвать сердечный приступ. Однако я не думаю, что это уникально для переменного тока. Однажды я прочитал о несчастном молодом человеке, который изучал электричество и хотел измерить сопротивление своего тела. Он взял мультиметр и указал на каждый большой палец. Случайно или по глупости он пробил оба больших пальца проводами, и небольшая (я предполагаю, что это 9 В) батарея в мультиметре вызвала ток в его крови, и он скончался на месте. Поэтому, возможно, невежество более опасно, чем переменный или постоянный ток.

Формы выходного напряжения в DC/AC инверторах от MEAN WELL

27.12.2019

Инвертором является преобразователь типа DC/AC, который осуществляет преобразование из напряжения постоянного тока DC в напряжение переменного тока AC для питания электрических устройств, предназначенных для подключения в электросеть. Таким образом, от низковольтного источника питания постоянного тока (12, 24, 48 В) можно получить напряжение эквивалентное напряжению сети электропитания.

Одной из важных характеристик при выборе инвертора (DC/AC преобразователя) является форма выходного сигнала. Различают чистую синусоиду и модифицированную синусоиду (рис. 1). Среднеквадратичное (или действующее) значение напряжения обоих видов форм одинаково и численно равно 230 В. Однако, с точки зрения применения инверторов для питания конечной нагрузки форма переменного напряжения имеет значение. Поэтому, компанией MEAN WELL были разработаны серии инверторов с как  чистой синусоидой, так и более бюджетные, за счет упрощения конструкции, инверторы с модифицированной синусоидой.


Рис.1. Формы выходного напряжения в DC/AC преобразователях (инверторах)

Множество электрических устройств – потребителей электроэнергии имеют в своем составе блок питания, который, получая электроэнергию от сети переменного тока, осуществляет преобразование типа AC/DC для питания подсистем в составе конечного устройства. Это характерно для сложных устройств и систем – телевизоры, ноутбуки, аудиотехника, фото и видеоаппаратура и другие. В общем случае, блок питания в составе таких устройств содержит выпрямитель (до силовых ключей для импульсного блока питания или после силового трансформатора для линейного БП). Поскольку входное переменное напряжение в процессе преобразования выпрямляется и фильтруется, то для таких устройств форма входного переменного напряжения не важна и можно применять для питания инверторы с модифицированной синусоидой. Единственная особенность – в зависимости от качества выходного фильтра БП конечное устройство может «фонить» (характерно для аудиоустройств),  или на его работе могут сказываться импульсные помехи, возникающие вследствие преобразования.

Также есть ряд электрических устройств, которые работают непосредственно от сети переменного тока (без дополнительного преобразования в постоянный ток) – как правило, это устройства, содержащие в своем составе электродвигатели – различный электроинструмент, компрессоры, кухонная и бытовая техника, дачный электроинструмент и т.д. При модифицированной синусоиде, электродвигатели в их составе могут не включаться, или во время работы может возникать сильный нагрев и повышенный шум, что приводит преждевременному износу и сокращению службы таких устройств. Поэтому для питания этих электрических устройств не рекомендуется применять инверторы с модифицированной синусоидой.

Таким образом, при выборе инвертора важно понимать тип и характер конечных устройств, подключаемых к нему. Инверторы с чистой синусоидой серии TS различной мощности от компании MEAN WELL подходят для питания практически любых устройств. Для устройств, имеющих в своем составе блоки питания, или являющимися активной (резистивной) нагрузкой (например, нагреватели, чайники, электроплиты), можно использовать хорошо себя зарекомендовавшие бюджетные инверторы с модифицированной синусоидой серий A301 и A302.

Для консультирования или уточнения информации по источникам питания MEAN WELL обращайтесь по адресу электронной почты [email protected]

Что значит DC ток в электрике: какое напряжение


Что такое DC ток и что он значит

Постоянным принято называть электрический ток, сила и направление которого не меняются. В электротехнике смешанный вид с преобладающим постоянным компонентом также называется постоянным, если колебания незначительны для предполагаемого эффекта, или если колебания являются результатом колебаний нагрузки. Тогда среднее арифметическое рассматривается как постоянный ток.


Линии электропередач поставляют ток в дома и на предприятия

К сведению! На английском языке его принято обозначать, как Direct Current, или сокращенно DC, что также используется и для постоянного напряжения. Переменный электрический поток переводится, как Alternating Current, что означает AC напряжение.


«Чистый» и «пульсирующий» постоянные токи

Какое напряжение DC тока

При DC напряжении электроны всегда движутся в одном направлении. Источник напряжения таким образом всегда имеет одинаковую полярность. Однако уровень напряжения не всегда должен быть одинаковым. В качестве классического источника энергии для генерации постоянного напряжения обычная батарейка, в которой уровень напряжения снижается во время разряда.


Движение электронов при постоянном напряжении

Кроме того, большинство источников питания также генерирует постоянное напряжение, хотя на них подается переменное. В случае стабилизированных источников питания, помимо направления потока, большое значение также уделяется и уровню АС напряжения, который может варьироваться в зависимости от напряжения, однако постоянно будет иметь одинаковую полярность.

Обратите внимание! Переменные напряжения, подаваемые сетевыми трансформаторами и генераторами, могут быть преобразованы выпрямителями. Тогда возникает электрическое напряжение, которое варьируется по величине, но не по знаку.


Схемы с постоянным и переменным током

Компонент переменного напряжения может быть уменьшен путем подключения достаточно большого сглаживающего конденсатора параллельно или последовательно сглаживающей катушки так, что останется только небольшая остаточная пульсация. Чем больше емкость конденсатора или индуктивность катушки, тем меньше будет пиковое значение наложенного переменного напряжения.

Вам это будет интересно Особенности коэффициента пульсации

Какой значок напряжения

Напряжение означает поток электрических заряженных частиц по проводнику определенного сечения и обычно обозначается как «U». Если напряжение в сети постоянное, то около латинской буквы ставится символ прямой линии или двух линий (верхняя сплошная прямая, а нижняя пунктирная). Для мультиметров и прочих приборов, связанных с измерением напряжения, используют латинскую букву «V», которая обозначает единицу измерения напряжения – Вольт (Volt). Значение линий при этом сохраняется.

Будет интересно➡ Что такое электродвижущая сила (ЭДС) и как ее рассчитать

Вам это будет интересно Переход с 380 на 220 вольт

Важно! Многие обыватели полагают, что напряжение обозначается как «E», но это не так. «Е» — это электродинамическая сила (ЭДС) источника питания проводника.


Обозначение вида тока на мультиметре

Таким образом, маркировка проводов, клемм электроприборов и схем имеет совершенно четкий и понятный характер. Она указывает на силу тока и напряжение, с которыми работает та или иная сеть или прибор. Каждый взрослый человек может научиться читать электротехнические схемы буквально за несколько дней, так как для этого достаточно лишь изучить основные маркировки, а также обозначения постоянного и переменного напряжения.

Чем отличается DC ток от AC тока

Изначально постоянный ток должен был генерироваться на электростанциях с относительно низким напряжением розетки для потребителя, 110 или 220 В. Однако если при таком варианте подключено сразу несколько потребителей, суммарные значения очень высоки. В таком случае требуются толстые и дорогие кабели для преодоления больших расстояний, чтобы удерживать потери при передаче в определенных пределах. При использовании переменного напряжения генерируемая электроэнергия может транспортироваться на относительно большие расстояния с небольшими потерями. С 1980 г. стало возможным выпрямить трехфазный ток высокого напряжения, а затем преобразовать его обратно.

Главное отличие AC и DC, постоянного и переменного токов состоит в том, что первый изменяется через определенные промежутки времени (с определенной частотой), в частности, он меняет направление по мере своего протекания. В мире самой распространенной является частота 50 Гц.

Обратите внимание! Когда электричество достигает потребителя, тогда в ход идут трансформаторы. Они преобразуют высокое напряжение в более низкое, которое и поступает в дома.


Трансформатор напряжения

Как уже было сказано, DC электричество не меняется с течением времени. И так как электроны движутся лишь в одном направлении, источники характеризуются наличием положительного и отрицательного полюсов. AC более эффективно при использовании многокилометровых линий электропередач. А постоянный ток предпочтителен для небольшой электроники или накопительных элементов, например, солнечных батарей.

Различия AC и DC ксенона

На сегодняшнее время в продаже существует адаптивный ксенон с лампами и блоками розжига AC и DC. Это один и тот же ксенон, но имеющий некоторые различия, о которых вы, как покупатель и пользователь, обязательно должны знать. Этот материал посвящен ксенону AC и DC, особенностям, отличиям и многому другому, что полезно будет знать.

Вступительная часть о ксеноне AC и DC

На первый взгляд отличить блоки розжига AC и DC невозможно. Главное их различие в том, что AC – это блоки розжига, которые имеют переменный ток, а DC – постоянный. Различие таких двух ксенонов можно заметить при их работе, а точнее во время розжига и поддержания тлеющего разряда. Мерцание ламп выдает блоки розжига DC.

Для того, чтобы конкретно понять различия между ксеноном AC и DC необходимо знать их конструкцию. Разительно отличаются такие комплекты именно по принципу работы, что является наиболее важным для данного устройства в светотехнике для автомобилей. Как уже отмечалось, их принцип работы виден в момент розжига ксеноновой лампы и поддержании горения. Для того, чтобы образовать электрическую дугу между электродами в колбе лампы необходима мощная подача импульса, то есть тока до 25000 В.

После того, как запустилось горение источника, для поддержания функционирования лампы необходима беспрерывная подача тока с напряжением 80-85 В, и следит за этим контроллер, который вмонтирован в балласт игнитора. Это стандартный принцип работы блоков розжига ксеноновых ламп. В AC блоках присутствует игнитор (инвертер) и стабильно работающий стабилизатор, в отличие от комплектов DC.

Комплекты блоков розжига DC: принцип розжига лампы

Адаптивные блоки розжига и ксеноновые лампы с постоянным током DC имеют значительно меньшую стоимость, легкий вес и небольшие габариты. Они обеспечивают единичный и нецикличный разряд, что и приводит, зачастую, к дрожанию электрической дуги и мерцанию света ксенонового источника. Чтобы правильно активизировать работу ксеноновой лампы необходим повторный импульс, что занимает дополнительные несколько секунд на ожидание повторной подачи тока. Отметим, что система DС по качеству намного лучше, чем галоген, но все же уступает комплектам AC c переменным током.

Комплекты блоков розжига AC: принцип розжига лампы

Ксеноновые блоки розжига и лампы с переменным током AC работают намного стабильнее и лучше, поскольку оснащены специальным стабилизатором, выравнивающим напряжение. АС блоки создают импульсы необходимой частоты и мощности, что и позволяет обеспечить бесперебойность и стабильность выдачи света лампами. Для того, чтобы создать амплитуду колебания в блоках и лампах АС используются специальные игниторы (иногда могут называться инверторами), которые обеспечивают преобразование низковольтного тока в высоковольтный импульс и наоборот. Таким образом из напряжения бортовой сети транспортного средства 12 В (иногда 24 В) обеспечивается генерация тока в 25000 В, что в считанные секунды гарантирует розжиг ксенонового излучателя. Стоит отметить, что у блоков АС есть двусторонняя связь с ксеноновыми лампами, таким образом, если свет начинает тухнуть, то блок обеспечивает подачу высоковольтного импульса, чтобы не привести к деактивации излучателя. Таким образом, комплекты адаптивного ксенона АС более стабильно работают, не наблюдается мерцаний ламп и скачков напряжения.

Сравнительная характеристика блоков АС и DC

ПараметрыБлоки ACБлоки DC
ТокПеременныйПостоянный
Стартовый импульсОдин мощный импульс в 25000 В, что обеспечивает моментальный розжиг ксеноновой лампы. Лампа моментально разжигается, не наблюдается мерцаний и снижения яркости света.Иногда стартовый импульс полностью не активизирует электрическую дугу, а поэтому приходится ждать повторной реакции, что занимает намного больше времени и свет лампы мерцает.
ВесИмеют больший вес, чем блоки с постоянным током, благодаря конструктивным особенностям.Характеризуются максимальной легкостью, а поэтому не создают давление на блок фары.
ГабаритыБывают разные габариты, в зависимости от поколения.Блоки обладают практически одинаковыми габаритами.
КонструкцияИмеют игнитор (инвертер) и стабилизатор.Отсутствует инвертер и стабилизатор напряжения.
Форм-факторБывают стандартного размера и слим, для использования в авто с маленьким подкапотным пространством.Практически все блоки розжига имеют стандартные размеры, но меньшего формата, чем обыкновенные блоки АС.
Звуковой сигналОбладают специальным звуковым сигналом, который со временем затухает и оповещает водителя о пригодности ксенона для использования и начала движения авто.Блоки розжига постоянного тока не обеспечивают подачу звукового сигнала для водителя, а поэтому приходится ждать дольше, чтобы начать движение.
ЛампыИспользуется исключительно с лампами переменного тока АС. Если подключить блок с лампами DC, то свечение не активизируется, поскольку блок не создает специальную полярность, которая нужна для функционирования ламп с постоянным током.Необходимо использовать исключительно с лампами DC. Если же подключить блок к лампам с переменным током АС, то увеличивается износ и ламп, и разжигающего изделия. К тому же свет ламп АС будет «дрожать», за счет отсутствия стабильности в дуговом разряде.
Длительность эксплуатацииИспользовав лампы и блоки АС комплект прослужит в среднем 2500-3000 часов.Пользуясь лампами и блоками DC свет фар будет годен в течении 1500-2000 часов.
Процент дефективностиВ среднем 2% брака.В среднем 5% брака.
НадежностьБлоки обладают высокой надежностью и стабильностью работы, не допускают короткого замыкания и гарантируют бесперебойность свечения ксеноновой лампы.Надежность, по сравнению с блоками розжига АС немного снижена, не говоря о стабильности функционирования и бесперебойности свечения ксенонового излучателя.
Устойчивость к температурным перепадамБлоки обладают высокой устойчивостью к перепадам температуры, корпус надежно и герметично запаян, а элементы, которые максимально подвержены выходу из строя при попадании влаги — спрятаны.Стоит отметить, что блоки DC и AC по устойчивости к температуре идентичны. К тому же, благодаря качественному герметику блоки постоянного напряжения не подвержены попаданию влаги.
СтоимостьЗа счет того, что блоки розжига АC оснащаются дополнительными компонентами, они стоят на порядок дороже, чем устройства постоянного тока.Стоят намного дешевле, чем блоки розжига с переменным током, поскольку отсутствуют важные компоненты, например, стабилизатор напряжения.

Будьте бдительны!

Зачастую случается так, что приобретая блоки розжига у недобросовестных продавцов, например на базарах, или же магазинах «в подвалах» покупатели наталкиваются на мошенничество. Многие хитрят и монтируют муляж инвертера в блоки розжига DC и выдают их за AC, естественно по стоимости на порядок выше. Именно поэтому, приобретайте адаптивные комплекты ксенона только у проверенных продавцов, которые гарантируют высокое качество продукции и обязательно предоставляют гарантию на любые приобретенные комплекты.

Источники электрической энергии

Самыми распространенными источниками являются гальванические элементы, аккумуляторные батареи, специальные электрические генераторы, которые основаны на униполярной индукции.


Батарейка формата АА

Обычные аккумуляторные батарейки формата АА — самый доступный пример источника DC энергии. У нее положительный и отрицательный полюса, и вставлять в различные электрические устройства ее надо определенной стороной. Помимо этого, очень часто в обычной жизни используются солнечные элементы и автомобильные аккумуляторы.

Обратите внимание! Электрический генератор, который используется, когда требуется более высокая мощность, всегда генерирует переменное напряжение. Чтобы можно было получать постоянный ток от него, ранее использовался коммутатор. Поскольку коммутаторы вызывают радиопомехи, и их контакты изнашиваются, они теперь чаще заменяется на выпрямители.

Вам это будет интересно Как вычислить сопротивление проводника


Генератор должен идти с коммутатором

Сфера применения DC тока

Постоянный ток имеет широкое техническое применение в электронике, получении солнечной энергии и частично в железнодорожном энергоснабжении. Практически все электронные схемы (например, в компьютерах) работают с ними. Если на электронные устройства подается питание не от батарей или аккумуляторов, а от источников питания, выпрямитель в блоке питания обеспечивает постоянное значение. Так что среди самых популярных устройств выделяют сотовые телефоны, ноутбуки и компьютеры.


Платы в ноутбуке

Солнечные элементы также могут генерировать только постоянный DC. Если фотоэлектрические системы должны подавать электрическую энергию, которую они производят, в электросеть общего пользования, между ними должен быть подключен инвертор.


Солнечные батареи

Получившие в последнее время широкое распространение электромобили используют для своей работы DC. Он также применяется на наземном и подземном общественном транспорте, например, в трамваях, троллейбусах и электропоездах метро.

Таким образом, АС и ДС токи имеют существенные отличия. Это важно учесть при подключении того или иного оборудования, а также чтобы не перепутать сферы применения.

Выбираем электросистему — AC или DC?

Какой мотор выбрать при заказе электрического транспортного средства — AC или DC?

В привычном нам мире двигателей внутреннего сгорания существует многообразие типов: рядные, V-образные, оппозитные, роторные и т.д. И до сих пор не выбран единственный, «лучший» тип двигателя. Разные типы двигателей существуют для удовлетворения различных потребностей, таких как цена или производительность. Это также применимо и к электромоторам. При выборе гольфкара, электробуса или электрогрузовика одним из важнейших технических параметров является тип и мощность мотора. И если с мощностью все понятно – она должна быть достаточной для решения поставленных перед гольфкаром задач, то с типом мотора менее очевидно. На рынке представлены 2 типа – DC моторы (щеточно-коллекторные моторы постоянного тока) и AC моторы (синхронные моторы переменного тока). Иногда можно встретить бесщеточные BLDC моторы, либо асинхронные AC моторы, но это скорее экзотика в случае с низкоскоростным электротранспортом, поэтому не будем добавлять их к сравнению.

DC моторы


Многие производители ЭТС, в том числе и американские, до сих пор предлагают технику с щеточными DC моторами, обычно — в самых недорогих конфигурациях. Попробуем понять стоит ли на этом сэкономить.

Сильные стороны моторов: • Щеточные DC моторы с последовательным возбуждением обмоток обладают большим крутящим моментом на старте и низких оборотах. • DC моторы относительно компактны и обладают небольшой массой • DC мотор прост в управлении, для него требуется более дешевый контроллер

А вот слабые стороны щеточных DC моторов: • DC-мотор обладает щеточно-коллекторным узлом, который подвержен повышенному износу графитовых щеток и коллектора. Буквально – щетки истираются о коллектор, со временем они требуют замены и имеют свойство ломаться. • DC-моторы, для долгой службы, необходимо оборудовать устройством плавного пуска мотора, дабы уберечь обмотки ротора от сгорания при пусковом токе • Обмотки на статорах постоянного тока выделяют много тепла, которое требует сложных технологий для рассеивания, включая оребрение статора, охлаждение маслом и т.д. • Крутящий момент DC-мотора снижается с ростом оборотов

AC моторы


AC мотор – изобретение гениального Николы Тесла. На данный момент электромоторы переменного тока потребляют 50% электроэнергии в мире, 90% электромоторов в промышленности – переменного тока. Секрет успеха – простота конструкции: статор, подключенный к 3-фазам, и ротор на подшипниках. Однако на электротранспорте AC моторы получили распространение только в последние 10 лет, давайте разберемся почему.

Чем хороши AC моторы: • Высокая надежность за счет отсутствия трущихся деталей (щеток и коллектора) • Более дешевое и редкое техническое обслуживание • Рекуперативное торможение — накопить энергию от торможения двигателем так же легко, как и потратить энергию при ускорении. Некоторые системы DC также могут это сделать, но они не делают этого так же хорошо, и это всегда делает их более сложными и дорогими. • В силу того, что АС контроллеры более сложные, у них шире функционал программирования, а значит у производителя и пользователей больше возможностей настройки электромобиля. Минус один – для управления АС мотором электромобиля требуется современный цифровой контроллер-инвертор. Стоимость такого контроллера выше на несколько сотен $, чем у контроллера DC мотора.

Резюмируем:

При эксплуатации AC мотор предпочтительнее. Единственная причина, по которой двигатели переменного тока не вытеснили DC моторы окончательно — это более высокая стоимость приобретения. Однако, надежность и эффективность техники наших клиентов для нас в приоритете. Поэтому мы в MassEV предлагаем к продаже гольфкары, электробусы, электрогрузовики и другую технику с AC моторами, но по цене версий с DC моторами.

Что такое DC Jack?

Разъем постоянного тока — это компонент, используемый во многих электронных устройствах, который позволяет подключать постоянный источник питания. Хотя для электроники требуется постоянный ток (DC), переменный ток (AC) — это тип электричества, поставляемого и доступного в настенных розетках для дома. главным образом из-за его способности доставляться на большие расстояния без потери прочности. Следовательно, для большинства электронных устройств адаптер переменного тока, подключенный к разъему постоянного тока, необходим для подачи питания удобным для использования способом.

В отличие от вилок переменного тока, которые единообразны и регулируются в зависимости от страны, гнезда постоянного тока и вилки, которые технически называются коаксиальными разъемами питания , обычно не стандартизированы. Многие производители электроники имеют собственные фирменные адаптеры переменного тока, также известные как силовые блоки , в которых используются гнезда постоянного тока уникальных размеров. В настоящее время Германия и Япония являются единственными странами, которые пытались выпустить стандарты для размеров разъемов постоянного тока. Различные адаптеры переменного тока и гнезда постоянного тока могут различаться в зависимости от напряжения и физического диаметра.

Учитывая хрупкий характер электронных схем, источники питания от разных устройств не должны быть смешаны и согласованы. Разъем постоянного тока предназначен для подключения только одного размера разъема. Несмотря на то, что различные размеры действительно могут выглядеть одинаково, может быть опасно пытаться соединить неподходящий источник питания с устройством.

В то время как самые распространенные разъемы постоянного тока имеют диаметр 0,21 дюйма (5,5 мм) и длину 0,37 дюйма (9,5 мм), нередко встречаются и такие, которые намного длиннее и шире. Хотя это и не абсолютное правило, более крупные разъемы обычно указывают на более высокие напряжения. Sony® отличается созданием системы для своих устройств, которая показывает напряжение таким образом.

В частности, в ноутбуках гнездо постоянного тока подвержено износу с течением времени. При частых подключениях и отключениях сам разъем может начать ослабевать и изнашиваться в своем корпусе, позволяя разъему выскользнуть и отключить питание. В то время как самовосстановление может восстановить плотную посадку без дорогостоящих трудозатрат, пайка необходима, и для любителей риск нанесения большего ущерба устройству может быть значительным.

Менее распространенными, чем гнезда постоянного тока, которые соединяются с адаптерами переменного тока, являются стили, известные как разъемы с защелкой и блокировкой . Эти домкраты стандартизированы, с внешним диаметром .394 дюймов (10 мм) и соединительными штифтами диаметром .06 дюймов (1,5 мм). Наружная оболочка разъема с защелкой и замком имеет желобки, которые совпадают с пазами внутри спаренного гнезда постоянного тока, обеспечивая упругое физическое соединение. Примеры этого дизайна включают соединения PS / 2, используемые некоторыми компьютерными клавиатурами и мышами.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Dc ac преобразователь с синусоидальным выходным напряжением

Инвертор DC/AC преобразует постоянный ток в переменный. При этом может изменяться величина электрического напряжения. Устройство представляет собой отдельный прибор или является частью системы источников бесперебойного питания для различной аппаратуры. Может иметь контроллер заряда.

Для чего нужен инвертор DC/AC

Преобразователи AC/DC используются постольку, поскольку маломощные генераторы постоянного тока не могут эффективно питать современные приборы.

Развитие технологий требует применения усовершенствованных способов защиты данных и аппаратуры при внезапном отключении электричества.

К примеру, если ПК сталкивается с отключением сети, инвертор DC/AC и резервный аккумулятор образуют источник бесперебойного питания. Это позволяет безопасным образом закончить работу устройства.

DC – это постоянный ток, AC – переменный. Инвертор также служит промежуточным элементом в цепи преобразователей энергии. В этом случае прибор работает на высокой частоте в десятки и сотни килогерц.

Как работает инвертор DC AC

Переменное напряжение в инверторе образуется за счет частых подключений источника постоянного напряжения к противоположным клеммам нагрузки. Направление движения тока в результате чередуется.

Принцип работы станет понятнее, если представить, что к резистору попеременно то минусом, то плюсом подключается батарейка. Чередование должно осуществляться с высокой скоростью.

Существуют импульсные преобразователи следующих типов:

  • Механические. Преобразование постоянного тока в переменный происходит за счет частого переключения контактов.
  • Полупроводниковые. Отличаются более высокой эффективностью.
  • Цифровые. Используются на телекоммуникационной аппаратуре.

Инвертор генерирует осциллирующие (колебательные) импульсы. Форма выходного напряжения устройства DC/AC бывает:

Используется в высокоточных и сложных приборах, восприимчивых к качеству напряжения. Синусоида получается благодаря широтно-импульсной модуляции. Инверторы с такой формой напряжения являются очень дорогими.

  • Квазисинусоидной, или ступенчатой.

Это более дешевый вид импульсного преобразователя напряжения. Подходит для установки на нагревательные и осветительные приборы бытового назначения.

  • Импульсной, или прямоугольной.

Из-за особенностей такой синусоиды, смена полярностей происходит резко. Для обычного пользователя это означает, что использование дешевого преобразователя напряжения может привести к нежелательной поломке таких чувствительных устройств как холодильник или стиральная машина. Опасности также подвержена дорогостоящая видеоаппаратура, аудиотехника.

Что стоит учитывать, определяя эффективность преобразователя питания:

  • КПД;
  • допустимый Power Factor (PF), или коэффициент мощности;
  • качество напряжения на выходе;
  • допустимый пик-коэффициент, или Crest Factor;
  • перегрузочную способность устройства.

В каких режимах может работать инвертор DC/AC:

  • Перегрузка. В этом случае преобразователь способен до 30 минут отдавать такую мощность, которая до полутора раз превышает номинальную.
  • Длительная работа. Функционирование осуществляется при номинальной мощности инвертора.
  • Режим пусковой. Устройство отдает повышенную мощность на несколько миллисекунд. Это запускает электродвигатели.

Инвертор DC/AC не рассчитан на постоянное функционирование в режиме пиковой мощности на протяжении длительного промежутка времени.

Инвертирующая схема

Классификация DC/AC по исполнению схемы:

Предназначены для питания устройств мощностью до 500 Вольт-Ампер (В·А). Имеют относительно простую схему. Нулевой вывод трансформатора дает 2 напряжения с противоположной фазой и одинаковым значением.

  • Мостовые инверторы напряжения.

Схемы без трансформатора используются в устройствах, работающих с мощностью выше 500 ВА, или на высоковольтных установках.

Включают в себя мостовую схему с трансформаторами. Эта особенность комбинированных инверторов позволяет выпускать преобразователи, обладающие обширным диапазоном мощностей. Они могут колебаться от единиц и до десятков кВА.

Приведем схемы указанных преобразователей напряжения:

Инвертор DC AC — разновидности

Какие существуют классы AC/DC преобразователей в зависимости от принципа их действия:

Называются также «ведомыми». Преобразуют электроэнергию, отдавая ее в сеть переменного тока. Этот принцип действия представляет собой полную противоположность выпрямителя (так зовется прибор, преобразующий переменный ток AC в DC).

Занимаются преобразованием электротока с регулируемой или неизменной частотой. Работают на нагрузку, не имеющую связи с сетью переменного тока.

Какими бывают автономные преобразователи напряжения AC/DC:

Форма выходного напряжения таких инверторов зависит от порядка коммутации силовых ключей. На входе имеет конденсатор с большой емкостью. Форма тока на выходе задается характером нагрузки. В большинстве источников бесперебойного питания AC/DC используются инверторы АИН.

В этом случае характером нагрузки определяется именно форма выходного электрического напряжения, а не тока. На советских аэродромах использовался стационарный преобразователь АПЧС-63У1.

Резонансные инверторы чаще всего применяются для получения высокочастотного напряжения (от 0,5 до 10 кГц). Обычно работают на нагрузке в 1 фазу. Часто эксплуатируются в области электротермии, на установках индукционного нагрева.

В зависимости от конструкции:

  • Однофазный инвертор DC/AC. Может иметь на выходе так называемый «чистый синус» или сигнал упрощенной формы.
  • Двухфазный. Часто используются на сварочных аппаратах.
  • Трехфазные инверторы чаще всего нужны для подачи соответствующего тока на электродвигатели. Высокомощные устройства этого типа устанавливаются в тяговых преобразователях.
  • Многофазные.

Чем отличается инвертор DC AC от конвертора

Инвертор напряжения преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC), и наоборот. Устанавливается на промышленной технике, активно используется при работе с бытовыми приборами. Предназначен для подачи на устройства бесперебойного изолированного питания.

Инвертор DC AC используется также в сварочных аппаратах. Применение преобразователя позволяет уменьшить размеры и вес подобных приборов. Это способствует облегчению транспортировки и повышает удобство при эксплуатации данных устройств.

Существуют также приборы другого класса, предназначенные для понижения или повышения электрического напряжения переменного тока. Они называются «конвертеры» AC/AC.

Существуют и конвертеры DC/DC. Они преобразуют постоянное напряжение. Виды тока при этом не меняются. Будучи частью одной системы, они делают это таким образом, чтобы каждый отдельный аккумулятор получал именно то напряжение, которое ему нужно.

Где приобрести

Купить инвертор DC AC и оптроны можно в интернет-магазине «ТМ Электроникс». В каталоге представлен широкий выбор преобразователей.

Можно запросить звонок на сайте. Вам перезвонит менеджер и поможет сориентироваться в выборе продукции. Чтобы оформить заказ на сайте компании самостоятельно, добавьте товар в корзину и заполните форму.

Преимущества сотрудничества с «ТМ Электроникс»:

Товар распространяется по всей России. Доставим заказанный инвертор и любые сопутствующие электронные компоненты к терминалу транспортной компании или по указанному при оформлении покупки адресу. Курьер обязательно сообщит о своем приезде, если вы укажете свои контактные данные.

В наличии полупроводники, оптоэлектроника, трансформаторы, переключатели, кабели, компьютерные аксессуары и другие электронные комплектующие.

Вся продукция сертифицирована. Полное соответствие существующим в сфере радиоэлектроники ГОСТам.

  • Качественный и надежный сервис, соответствующий европейским стандартам обслуживания.
  • Мы заказываем устройства и электронные компоненты к ним напрямую у производителя.

Это позволяет не завышать стоимость продукции и продавать технику по максимально выгодной для покупателя цене.

  • Техническая поддержка на русском языке.

Это обеспечивает покупателю удобство использования нашего сервиса на всех этапах сотрудничества.

Поиск электронных компонентов под индивидуальные нужды каждого клиента. Осуществляется инженерная поддержка. Занимаемся подбором элементной базы.

  • Удобная оплата без комиссии. Купить инвертор можно онлайн, через электронный кошелек или по банковской карте.

Многолетний опыт позволяет нам предлагать покупателю только самый качественный товар. В TME продаются электронные компоненты от лучших зарубежных поставщиков.

Для посылок стандартных размеров предоставляем услугу бесплатной доставки. Условия пересылки крупногабаритных грузов рассчитываются отдельно. Возможен самовывоз из пунктов выдачи.

Читайте больше полезных и интересных статей в интернет-журнале PClegko.

Вот очень простой инвертор чистой синусоиды на основе микроконтроллера PIC16F628A.

Для тех, кому интересно: Да, я и сама разработала концепт схемы, схему и компоненты, но мне пришлось нанять программиста для написания кода, так как я понятия не имею, как программировать, я даже заплатила ему деньги за эту работу, т.к. сейчас никто не работает бесплатно, и, наверное, если бы он видел эту статью, он бы смеялся над тем, что тут я отдала всё бесплатно :-/.

Главное, используемое для создания синусоиды:
Наиболее тяжелую работу в этой схеме делает чип 16F628A, он делит полуволны на небольшие сегменты, генерирующие ШИМ-импульсы для создания каждой полуволны, как показано на рис, затем созданные колебания усиливаются 4 транзисторами Q1, Q2, Q3 и Q4, где они набирают мощность для управления силовыми транзисторами. Нет ничего проще, чем это!

Есть 2 варианта программирования 16F628A:
1 – Большинство магазинов по продаже электронных компонентов сделают это для вас за дополнительные 3$. Вы берете программу, в нашем случае файл «Inverter.HEX», записанную на диске, в магазин и они вручают вам уже запрограммированный 16F628A.
2 — Если вы радиолюбитель, я предлагаю вам купить свой собственный программатор (Я купила свой за 22$) и экспериментировать с ним, потому что количество приложений, создаваемых на микроконтроллере безгранично. Я купила самый дешевый/простой USB, DIY K128. Он пришел вместе с компакт-диском с программным обеспечением MicroBurn «старые версии известны как MicroPro» и драйвером для вашего компьютера, после установки драйверов и проведения операций, он запрограммировал 16F628A IC за 10 секунд!

По ссылке можно посмотреть, как выглядит программатор .

Фильтр:
2,2 мкФ конденсатор, который является фильтром, очень важная часть этого проекта, без него вы никогда не получите синусоиду.
Я приложила 2 снимка экрана осциллографа (с фильтром и без фильтра), поэтому вы можете увидеть разницу и важность этого конденсатора.

Другие примечания:
— К статье прилагается файл фильма «IMG_0690.MOV». Если возникнут какие-либо проблемы, и нужно будет увидеть форму волны на контактах 11 и 12 16F628A.
— PIC16F628A чувствителен к статике, если вы сидите на пластиковом стуле, никогда не касайтесь контактов микросхемы.
— Вы можете сделать более мощную версию этого инвертора до 5000W.Чтобы узнать, что необходимо сделать на этапе усиления, смотрите это в другой статье.

Для совершенства этого инвертора нужно добавить ещё несколько опций, что бы он мог:
— Обнаружение низкого уровня заряда батареи постоянного напряжения для включения зуммера и автоматической остановки колебаний в некоторый момент.
— Обнаружение перегрева для запуска вентилятора.
— Индикатор уровня заряда батареи на 3 светодиода (Высокий-Средний-Низкий).

  • Перейти в магазин

Инве́ртор (DC/AC converter) — устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величины частоты и/или напряжения. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде, или дискретного сигнала.

В моём случае инвертор – модуль, который преобразовывает напряжение 12В постоянного тока в переменное напряжение 220В (20кГц!).
Смотрим на страницу магазина.

Не всё правда. Поэтому читаем обзор и делаем выводы.
Модуль пришёл в запаянном антистатическом пакете.

Без повреждений.

Никаких инструкций не было.
Размером небольшой.

Силовые транзисторы (IRF3205) без радиатора. Немного удивило (150Вт однако).


Никаких предохранителей не предусмотрено. Других защит тоже не имеет.
Предусмотрена защита «от дурака» только при питании микросхемы генератора SG3525A . Напряжение поступает через диод.

На сайте магазина не всё указано про подключение. Имеются нюансы. Кое-что не совсем точно. Я указал на картинке напряжения в пересчёте на 220В на выходе. При другом выходном напряжении (в зависимости от нагрузки и напряжения источника) меняются пропорционально.

Для подключения генератора необходимо перемкнуть контакты на плате. Иначе напряжение питания на него не поступит. Очень удобно включать/отключать преобразователь.
«Потроха» изучил.
Теперь стОит поглядеть на синусоиду.
Собрал простенькую схему.

В качестве источника 12В БП Wanptek KPS3010D. Обзор делал.
Сначала глянул «синусоиду» без нагрузки. Как и ожидалось, на выходе не синусоида. При 13В на выходе БП сигнал на выходе преобразователя представляет собой меандр частотой 20кГц! и напряжением 229,4В (True RMS).

Лампу накаливания запитать можно, но ни в коем случае не надо даже пытаться запитать электродвигатели. Они не выдержат такую частоту 🙂
При включении на блоке засветился светодиод.

Схему решил опробовать сначала на малой нагрузке (лампа накаливания 25Вт).

Картинка немного изменилась. Но на выходе не синусоида, а всего лишь её ступенчатая аппроксимация. В большинстве бытовых источниках бесперебойного питания форма выходного сигнала схожая. Правильная синусоида стОит намного дороже. А тут ещё и частота…
Под нагрузкой (25Вт) действующее значение напряжения снизилось до 220,3В. Амплитудное значение напряжения около 240В.
Протестировал с разными входными напряжениями.
Напряжение БП→Ток→Напряжение на выходе преобразователя.
11,5В→1,91А→195,3В
12,0В→1,95А→202,5В
12,5В→2,00А→212,1В
13,0В→2,04А →220,6В
13,5В→2,08А →229,5В
14,0В→2,12А →237,2В
14,5В→2,16А →245,9В
Нет никакого намека на стабилизацию. Чем выше входное напряжение, тем выше напряжение на выходе.
Нагрузку увеличил. На выход подключил лампочку на 100Вт.

Напряжение на выходе преобразователя просело. Но он продолжал исправно трудиться. Ток на выходе БП увеличился почти до 7А.

КПД преобразователя очень высокий. Транзисторы холодные. Меня сначала удивило то, что они без радиатора. После тестирования успокоился. Они даже при 100Вт нагрузки остаются еле тёплыми.
При напряжении на выходе БП 13В и нагрузке в 100Вт напряжение на выходе преобразователя упало до 209,7В.

Под нагрузкой напряжение проседает. Но эта нестабильность не так сильно выражена, как при изменении входного напряжения.
Хотел запитать «плоский» телевизор от преобразователя. В современных телевизорах сетевое напряжение выпрямляется, а затем уже преобразуется. Не сработало. Ноутбук тоже не стал «хавать» халяву. Видно, большие пусковые токи при подключении. БП перешёл в режим стабилизации по току, и напряжение упало.
А вот зарядка от телефона проглотила нестандартное питание.

Вот такой вот необычный преобразователь, который тоже имеет право на жизнь.
Основное всё есть.

Определю его в подходящую коробочку и брошу в машину. Авось пригодится подключить паяльник или лампочку.
Кажется, всё рассмотрел и всё измерил. Пора заканчивать.
Удачи всем!

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Переменный ток (AC) против постоянного тока (DC)

Есть два вида электричества, которые мы используем для питания устройств в нашей жизни. При постоянном токе (DC) электрический заряд течет только в одном направлении, а переменный ток (AC) течет вперед и назад. Мы рассмотрели оба типа электричества, чтобы помочь вам лучше понять разницу между постоянным и переменным током и то, как мы используем их в повседневной жизни.

Общие выводы

переменный ток

  • Меняет свою полярность.

  • Примером является электричество, поступающее из розетки.

  • Состоит из напряжения, тока и сопротивления.

  • Быстро течет вперед и назад.

  • Меняет полярность от 50 до 60 раз в секунду.

  • Питание электродвигателей.

ОКРУГ КОЛУМБИЯ

  • Остается такой же; постоянная.

  • Примером является электричество, поступающее от батареи.

  • Состоит из напряжения, тока и сопротивления.

  • Его постоянство важно для компьютеров.

  • Без изменений напряжения с течением времени.

  • Питает всю бытовую электронику.

Электричество — это поток электронов через проводящий материал, такой как металлическая проволока. Электроны сталкиваются друг с другом в длинной цепочке, что вызывает общее движение электронов вниз по проводу. Это движение электронов через проводник создает электричество, а также магнитное поле. Эта электрическая энергия питает все в вашей жизни с помощью вилки или выключателя.

Когда вы подключаете такое устройство, как телевизор, к сетевой розетке, используется электричество переменного тока. Бытовые электроприборы в вашем доме используют переменный ток, получая электричество, которое меняет направление и напряжение с более высоких на более низкие токи.

Когда электричество исходит от батареи , это постоянный ток. Поскольку постоянный ток имеет постоянное и постоянное напряжение, это важно для питания электроники, такой как планшет или смартфон. Источник постоянного тока имеет плавный и устойчивый электрический ток, который всегда течет в одном и том же направлении между положительными и отрицательными клеммами.

Электричество состоит из трех основных компонентов: напряжения , тока и сопротивления . Напряжение показывает, насколько силен электрический поток, ток — насколько быстро течет электричество, а сопротивление показывает, насколько трудно электронам течь по проводнику.

Переменный и постоянный ток: постоянство и быстрое течение

переменный ток

ОКРУГ КОЛУМБИЯ

  • Ток не меняется.

  • Постоянный ток без изменений напряжения с течением времени.

Переменный и постоянный ток имеют напряжение, ток и сопротивление. Разница в том, как течет ток.

AC быстро течет вперед и назад, изменяя свою полярность между 50 и 60 раз в секунду. Это сразу вступает в противоречие с интуитивным пониманием. Если электроны входят и затем возвращаются обратно, как эти электроны могут питать что-нибудь?

Однако, не накопление электронов создает энергию. Электронам не нужно добираться до места назначения, пока не будет создана сила. Это движение электронов, которое создает электрическую энергию. Точно так же, как вода, протекающая по трубе, создает силу независимо от направления, электроны, протекающие по проволоке, создают электричество.

SparkFun / CC BY-SA 4.0

DC, с другой стороны, не чередуется. В идеальных условиях это постоянный ток без изменений напряжения с течением времени. Хотя постоянный ток, преобразованный из переменного тока с выпрямителем, часто является приближением этой устойчивой линии, он не переворачивается, как переменный ток. Если мы визуализируем DC как поток воды, он создает постоянную скорость движения только в одном направлении.

SparkFun / CC BY-SA 4.0

Использование переменного и постоянного тока: разные типы означают разные рабочие места

переменный ток

ОКРУГ КОЛУМБИЯ

Из-за различий в природе переменного и постоянного тока, каждый из них используется по-разному.

Большинство электродвигателей в мире работают на переменном токе. В этих двигателях быстрое изменение напряжения тока быстро меняет полярность магнита назад и вперед. Это быстрое изменение полярности вызывает вращение провода внутри магнитов, создавая вращающуюся силу, которая приводит в движение двигатель.

AC также используется для передачи энергии. Напряжение переменного тока сравнительно легко изменить, что делает его лучшим выбором для передачи на большие расстояния, чем постоянное. Переменный ток может передаваться при огромных напряжениях через провода, что приводит к небольшим потерям на пути к клиенту.

По прибытии напряжение снижается с 765 000 вольт до управляемых от 110 до 220 вольт и отправляется в ваш дом.

С другой стороны, постоянный ток не может достичь таких резких преобразований напряжения без больших потерь мощности.

Постоянный ток обычно используется для питания небольших чувствительных устройств. Вся бытовая электроника, от планшетов до ПК, работает от постоянного тока, как и все, что работает от батареи.

Эти устройства не только выигрывают от постоянного тока. Эти устройства не могут работать от сети переменного тока. Устройства, которые работают на 1 и 0 (как компьютеры), нуждаются в постоянном уровне напряжения, чтобы различать высокий сигнал, который представляет единицу, и низкий сигнал, который представляет ноль. Из-за постоянно меняющегося тока переменного тока электронные устройства не имеют постоянного состояния для использования для сравнения. Без стабильного тока эти устройства не могут работать. Поскольку переменный ток постоянно меняется, он не может обеспечить стабильный уровень сравнения для электроники.

Переменный ток может быть изменен на постоянный ток с помощью адаптера, который может использоваться для питания аккумулятора ноутбука.

Окончательный вердикт: оба необходимы для современной жизни

Питание переменного и постоянного тока широко используется в различных типах устройств, от холодильников до компьютеров. Некоторые устройства могут использовать и то и другое, например, для питания двигателя от сети переменного тока и для питания сенсорного экрана . С переменным и постоянным током вам не нужно выбирать, и одно не лучше другого. Они разные и оба необходимы.

Что такое постоянный или постоянный ток?

Что такое постоянный или постоянный ток?

Постоянный ток означает постоянный ток, то есть электрический ток, протекающий в одном направлении.

В цепях постоянного тока ток идет в одном направлении, в отличие от переменного тока (AC), где ток меняет направление 50 или 60 раз в секунду в зависимости от частоты источника питания. По мере протекания постоянного тока электроны, составляющие электрический заряд, перетекают из точки с низким потенциалом в точку с высоким потенциалом.Они перемещаются от отрицательного вывода к положительному выводу, и результирующий ток имеет противоположное направление (от положительного к отрицательному).

График зависимости постоянного тока / напряжения от времени

Постоянный ток обычно используется в низковольтных устройствах, например в оборудовании с батарейным питанием. Когда требуется постоянный ток, а использование батареи неэкономично или требует постоянной зарядки, для преобразования переменного тока в постоянный используется источник питания. Это зарядит аккумулятор и используемое оборудование от сети до тех пор, пока аккумулятор не разрядится (т.е. мобильный телефон). Другой вариант — запитать схему напрямую от выпрямленного постоянного тока и заставить батарею работать в качестве резервного источника питания, когда сеть переменного тока недоступна (например, в ноутбуке).

Источники питания варьируются от простых регуляторов с одним выходом до более регулируемых источников питания smps, способных обеспечивать несколько выходов, например, требуемых для питания компьютера. Допустимые напряжения и токи источника питания зависят от конструкции и используемых компонентов.Существует множество уровней постоянного напряжения, типичные значения: 1,2, 1,5, 3, 3,3, 3,6, 5, 6, 10, 12, 15, 18, 18,5, 19, 20, 24 и 48 В.

Идеальный источник постоянного тока должен обеспечивать постоянное напряжение и достаточный ток на протяжении всей работы оборудования. Однако такие источники, как батареи, имеют ограниченную емкость и могут эффективно питать оборудование только в течение определенного периода, определяемого номиналом батареи и нагрузки.

Чтобы поддерживать мощность на постоянном уровне, в большинстве оборудования используются аккумуляторные батареи, так что заряд можно регулярно пополнять.Зарядное устройство состоит из выпрямительной схемы, которая преобразует доступный переменный ток в подходящее постоянное напряжение.

Помимо изменения сетевого переменного тока на постоянный, большинство источников питания изменяют уровень напряжения. Большинство из них всегда будут снижать напряжение, поскольку большая часть электроники работает при гораздо меньших уровнях напряжения, но при более высоких токах. Большинство ноутбуков используют напряжение от 18 до 20 В постоянного тока и ток не менее 3 А. Следовательно, адаптер для ноутбука должен обеспечивать возможность понижения сетевого напряжения с 220 В или 120 В до примерно 20 В постоянного тока.

Источники постоянного тока

  • Генераторы постоянного тока
  • Аккумуляторы
  • Преобразователи постоянного тока
  • , исправляющие переменный ток
  • Солнечные панели
  • Термопары

Преимущества DC

  • Большая часть оборудования более эффективна при прямом питании от постоянного тока
  • Более эффективен, особенно когда провода питания не превышают 100 футов
  • Меньше риска поражения электрическим током при напряжении ниже 48 В

Недостатки DC

  • Высокая стоимость при работе с сильноточными системами; я.е. кабели, предохранители, переключатели и другие компоненты большего размера, необходимые для приложений с высоким током и низким напряжением
  • Труднодоступные приборы и оборудование постоянного тока
  • Более высокая вероятность возникновения пожара, если максимальные характеристики цепи и сечения проводов не строго соблюдаются

Приложения

Постоянный ток используется практически во всем электронном оборудовании, электромобилях, автоматике, управлении электрооборудованием и многом другом. Большая часть офисного и домашнего оборудования, такого как телевизоры, аудиосистемы, усилители, фонари, компьютеры, планшеты и смартфоны, для работы используют питание постоянного тока.Однако, поскольку повсеместно доступный источник питания является переменным током, оборудование использует внешний или внутренний источник питания для преобразования переменного тока электросети в требуемый постоянный ток для оборудования.

Разница между напряжением переменного и постоянного тока (со сравнительной таблицей)

Основное различие между переменным и постоянным напряжением состоит в том, что в переменном напряжении полярность волны меняется со временем, в то время как полярность постоянного напряжения всегда остается неизменной. Другие различия между напряжением переменного и постоянного тока показаны ниже в сравнительной таблице.

Содержание: напряжение переменного тока и напряжение постоянного тока

  1. Таблица сравнения
  2. Определение
  3. Ключевые отличия

Сравнительная таблица

Основа для сравнения Напряжение переменного тока Напряжение постоянного тока
Определение Напряжение переменного тока — это сила, которая вызывает переменный ток между двумя точками. Постоянное напряжение индуцирует постоянный ток между двумя точками.
Символическое представление
Частота Зависит от страны. Ноль
Коэффициент мощности В пределах от 0 до 1. 0
Полярность Изменения Не изменяются
Направление Различное Остается прежним
Получено от Генератор Элемент или батарея
КПД Высокая Низкая
Пассивный параметр Импеданс Сопротивление
Амплитуда Есть Нет
Преобразование С помощью инвертора. Используя выпрямитель.
Трансформатор Требуется для передачи. Не требуется.
Фаза и нейтраль Есть Нет
Преимущества Простота измерения. Легко усилить

Определение переменного напряжения

Напряжение, вызывающее переменный ток, называется напряжением переменного тока. Переменный ток индуцируется в катушке, когда проводник с током вращается в магнитном поле.Проводник при вращении разрезает магнитный поток, и изменение потока индуцирует в проводнике переменное напряжение.

Определение напряжения постоянного тока

Постоянное напряжение индуцирует постоянный ток. Волны только в одном направлении, а величина напряжения всегда остается постоянной. Генерация постоянного напряжения довольно проста и легка. Напряжение индуцируется вращением катушки в поле магнита. Катушка состоит из разъемного кольца и коммутатора, преобразующего переменное напряжение в постоянное.

Ключевые различия между напряжением переменного и постоянного тока

  1. Напряжение, вызывающее переменный ток, называется переменным напряжением. Постоянное напряжение производит постоянный ток.
  2. Частота переменного напряжения зависит от страны (чаще всего используются 50 и 60 Гц). Тогда как частота постоянного напряжения становится равной нулю.
  3. Коэффициент мощности переменного напряжения находится в пределах от 0 до 1. А коэффициент мощности постоянного напряжения всегда остается 1.
  4. Полярность переменного напряжения всегда меняется со временем, а полярность постоянного напряжения всегда остается постоянной.
  5. Напряжение переменного тока является однонаправленным, а напряжение постоянного тока — двунаправленным.
  6. Генератор вырабатывает переменное напряжение, а постоянное напряжение получается от элемента или батареи.
  7. Эффективность переменного напряжения высока по сравнению с постоянным напряжением.
  8. Импеданс — это пассивный параметр переменного напряжения, а для постоянного тока — сопротивление. Импеданс означает сопротивление, оказываемое напряжением потоку тока.
  9. Напряжение переменного тока имеет амплитуду, а напряжение постоянного тока не имеет амплитуды.Термин «амплитуда» означает максимальное расстояние, которое преодолевает колебание и колеблющееся тело.
  10. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный. А выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный.
  11. Трансформатор необходим для передачи переменного тока, но не используется для передачи постоянного тока.
  12. Напряжение переменного тока имеет фазу и нейтраль, тогда как напряжение постоянного тока не требует ни фазы, ни нейтрали.
  13. Главное преимущество переменного напряжения в том, что его легко измерить.Преимущество постоянного напряжения в том, что напряжение легко усиливается. Усиление — это процесс увеличения силы сигнала.

Связь между напряжением переменного и постоянного тока

Вольт переменного тока Χ 1,414 = Вольт постоянного тока

Общие уровни постоянного напряжения |

Уровни постоянного напряжения:

0,7 В Номинальное падение напряжения на нормальном кремниевом диоде или аналогичном полупроводниковом переходе

0,8 В Напряжения от 0 до 0,8 В считаются логическим 0 на логических входах TTL IC

1.Номинальное напряжение никель-кадмиевых, никель-металлгидридных аккумуляторов 25 В

1.5V Номинальное напряжение угольных и щелочных аккумуляторов

1,6 В Напряжение, которое вы обычно получаете от свежего щелочного элемента батареи

1,8 В Очень часто используемое рабочее напряжение цифровых схем с очень низким напряжением (много ядер ЦП)

Номинальное напряжение 2В свинцово-кислотной батареи

2 В Напряжения от 2 В до 5 В считаются логической 1 на логических входах ИС TTL.

Номинальное напряжение литиевой батареи 3 В

3.Рабочее напряжение логических цепей LVTTL 3В

3,6 В Типичное напряжение, используемое для питания сотовых телефонов (от NiMH или литий-ионной аккумуляторной батареи)

Рабочее напряжение 4,5 В для многих небольших электронных устройств, питающихся от трех батарей

Рабочее напряжение логических цепей 5 В TTL

Рабочее напряжение 6 В для многих небольших электронных устройств с питанием от четырех батарей

9V Напряжение обычно используемой батареи

10 В Нормальный предел управляющего напряжения в аналоговых системах управления 0-10 В и 1-10 В (регулирование освещенности и промышленное использование)

12V Номинальное напряжение автомобильного аккумулятора

13.8 В напряжение, которое вы ожидаете получить от автомобильного питания 12 В при работающем автомобильном двигателе (зарядка аккумулятора)

Аккумулятор для грузовых автомобилей 24 В.
24V Наиболее распространенное номинальное напряжение систем автоматизации, используемое для логических сигналов и питания токовой петли

Стандартное стандартное входное напряжение 24 В в авиационных и оборонных приложениях

28 В Максимальное напряжение зарядки аккумулятора для аккумуляторной системы 24 В (например, аккумуляторов, питающих системы автоматизации).

Стандартное стандартное входное напряжение 28 В в приложениях для авионики и обороны

36V Напряжение аккумулятора используется в некоторых электрических гольф-карах, электросамокатах, электрических велосипедах, мощных аккумуляторных инструментах и ​​т. Д..

Напряжение 42,4 В должно быть меньше или равно 42,4 В пиковое / 60 В постоянного тока, чтобы соответствовать безопасным пределам и соответствовать БСНН.

Опасное напряжение 42,4 В — это напряжение, превышающее пиковое 42,4 В или 60 В постоянного тока, существующее в цепи, которая не соответствует требованиям ни для цепи с ограничением тока, ни для цепи TNV. (IEC 60950)

48V Резервное питание от батареи Напряжение -48V используется в телекоммуникационных системах для питания телефонных станций и другого телекоммуникационного оборудования. Нормальный диапазон рабочего напряжения для номинального источника питания -48 В постоянного тока на интерфейсе «A» должен составлять от -40,5 В до -57,0 В постоянного тока в соответствии с ETSI EN 300 132-2

.

48 В В некоторых центрах обработки данных для питания серверов используется 48 В постоянного тока (легкое резервное питание)

Фантомное питание 48 В для микрофонов в аудиомикшерах чаще всего использует фантомное питание +48 В
48 В в некоторых системах автоматизации используется питание + 48 В для оборудования и ввода / вывода (распределение электроэнергии)

50 В Работа с цепями или аппаратами под напряжением ниже этого напряжения не требует «оценки опасностей / рисков.”NFPA 7OE

Напряжение 60 В должно быть меньше или равно 42,4 В пиковое / 60 В постоянного тока, чтобы соответствовать безопасным пределам и соответствовать SELV.

Опасное напряжение 60 В — это напряжение, превышающее 42,4 В пикового или 60 В постоянного тока, существующее в цепи, которая не соответствует требованиям ни для цепи ограниченного тока, ни для цепи TNV. (IEC 60950)

Стандартное входное напряжение 72 В для шин

Директива по низковольтному оборудованию 75 В действует для напряжений в диапазоне от 50 до 1000 вольт переменного тока. или от 75 до 1500 вольт d.в

110V Используется для автоматизации управления распределением электроэнергии в качестве напряжения ввода-вывода и для исполнительных механизмов на высоковольтных распределительных станциях.

Стандартное входное напряжение 110 В для шин

120 В Верхний предел сверхнизкого напряжения составляет 120 В постоянного тока без пульсаций.

125 В Обычно используемое напряжение тестирования сопротивления изоляции, используемое для тестирования низковольтной проводки, когда испытательное напряжение 250 В является слишком большим.

160 В Наибольшее напряжение постоянного тока, охватываемое телефонной / телекоммуникационной отраслью / ITE, составляет 160 В (ANSI T1.311)

169 В Пиковое напряжение в сети 120 В переменного тока составляет около 169 В, это напряжение можно обойти, если выпрямить и отфильтровать сетевое питание 120 В

220V Используется для автоматизации управления распределением электроэнергии в качестве напряжения ввода-вывода и для исполнительных механизмов на высоковольтных распределительных станциях.

250V Обычно используемое напряжение для проверки сопротивления изоляции. Испытания цепей SELV и PELV проводятся при 250 В.

Стандартное входное напряжение 270 В в приложениях для авионики и обороны

324 В Пиковое напряжение сети 230 В переменного тока составляет около 324 В, это напряжение можно обойти, если выпрямить и отфильтровать сетевое питание 230 В

Напряжение питания 380 В постоянного тока для питания постоянного тока, используемое в некоторых центрах обработки данных.Emerge Alliance использует эту систему на 380 В.

500 В Обычно используемое напряжение для проверки сопротивления изоляции. Испытания изоляции при нормальной сетевой проводке (230 В) обычно проводятся с испытательным напряжением 500 В. Минимальное ожидаемое сопротивление изоляции в цепи питания составляет 0,5 МОм. Также необходимо провести испытание между цепями SELV и PELV и токоведущими проводниками других цепей при напряжении 500 В.

Напряжение питания 575 В постоянного тока для питания постоянного тока, используемое в некоторых центрах обработки данных

Напряжение 600 В, используемое в локомотивных системах с приводом от третьего рельса и на воздушных линиях для старых трамваев

Напряжение 750 В, используемое для питания поездов в метро Хельсинки (питание третьего рельса), а также в современных трамвайных системах

1000 В Обычно используемое напряжение проверки сопротивления изоляции для цепей, работающих от 500 В до 1000 В.

Директива по низковольтному оборудованию 1500 В действует для напряжений в диапазоне от 50 до 1000 вольт переменного тока. или от 75 до 1500 вольт постоянного тока

2500 В Обычно используемое напряжение для проверки сопротивления изоляции

3250 В Используйте испытательное напряжение 2300 В или 3250 В постоянного тока для испытания на диэлектрическую прочность двойной изоляции

5000 В Обычно используемое напряжение проверки сопротивления изоляции при проверке высоковольтной проводки

DC205 Источник напряжения постоянного тока

Источник постоянного напряжения DC205

Источник постоянного напряжения DC205 с низким уровнем шума и высоким разрешением является правильным инструментом, когда требуется прецизионный источник смещения.Его биполярный четырехквадрантный выход выдает напряжение до 100 В с разрешением 1 мкВ и током до 50 мА. В 4-проводном режиме (дистанционное считывание) прибор корректирует сопротивление проводов, обеспечивая точный потенциал нагрузки. Стабильность выходного сигнала DC205 составляет замечательную ± 1 ppm в течение 24 часов. Благодаря линейному источнику питания не нужно беспокоиться о высокочастотном шуме.

Истинное 6-значное разрешение

Дисплей на передней панели DC205 позволяет устанавливать напряжение с истинным 6-значным разрешением.Можно выбрать один из трех диапазонов напряжения: ± 1 В, ± 10 В и ± 100 В, что позволяет устанавливать напряжение от 1 мкВ до 100 В — восемь порядков!

Малошумный дизайн

Икс

DC205 обладает выдающимися шумовыми характеристиками — в диапазоне 1 В среднеквадратичный шум составляет менее 1 мкВ (0.От 1 Гц до 10 Гц). Его точность также составляет 0,0025% за период в один год, и он имеет отличную температурную стабильность со спецификацией менее 1 ppm / ° C. В конструкции даже используются линейные блоки питания, а не импульсные блоки питания, поэтому помехи от частоты коммутации никогда не могут быть проблемой. Щелкните здесь, чтобы сравнить DC205 и Yokogawa 7651.

Сканирование

Функция запускаемого сканирования напряжения прибора может быть полезна в ряде экспериментальных приложений.Можно управлять пусковым и конечным напряжением, скоростью сканирования и функцией сканирования. Скорость сканирования может быть установлена ​​от 100 мс до 10 000 с, а функция сканирования может быть линейной или треугольной. Поддерживаются как одиночное сканирование, так и непрерывное сканирование, и прибор может запускаться с передней панели, удаленно через один из интерфейсов или с помощью внешнего сигнала запуска.

Биполярный, четырехквадрантный выход

DC205 может выводить как положительное, так и отрицательное напряжение и работает в заземленном или плавающем режиме.В плавающем режиме выход может поддерживать напряжение до 250 В относительно заземления шасси. Вы также можете выбрать 2-проводный или 4-проводный режим работы. В 4-проводном режиме (дистанционное считывание) прибор поддерживает заданное напряжение непосредственно на вашей нагрузке, устраняя влияние сопротивления проводов.

Компьютерные интерфейсы

DC205 имеет компьютерные интерфейсы RS-232 и USB на задней панели. Все функции прибора можно установить или прочитать через интерфейсы. Для удаленного взаимодействия с полной гальванической развязкой DC205 также имеет оптоволоконный интерфейс на задней панели.При подключении к модулю удаленного компьютерного интерфейса SX199 предоставляется возможность управления DC205 через GPIB, Ethernet и RS-232.

Токовые системы (AC / DC) и уровни напряжения, которые нельзя забывать

Основы электротехники

Есть много основ электротехники, которые вы действительно должны знать в любое время, даже посреди ночи! Основы, которые мы здесь обсудим, — это текущие системы и уровни напряжения в системах передачи и распределения.

Токовые системы (AC / DC) и уровни напряжения, которые нельзя забывать

Содержание:


Current Systems

Электрические токи бывают трех классов:

  • Постоянный (постоянный)
  • Переменный (переменный) , и
  • Пульсирующий

Электротехники, работающие в сфере распределения и передачи, в основном работают с переменным током. Пульсирующие токи в этой статье обсуждаться не будут.


Постоянные токи (д.c.)

Система постоянного тока (d.c.) — это система , в которой ток течет в одном направлении в проводниках этой системы. Обычным примером является автомобильный аккумулятор, у которого есть две клеммы, одна положительная (+), а другая отрицательная (-).

Принято соглашение, согласно которому ток течет от положительной клеммы к внешней цепи и возвращается к отрицательной клемме .

Высоковольтная передача электроэнергии постоянным током была разработана в последние годы. Однако, как правило, постоянный ток распространение ограничено:

  1. Трамвайные и тяговые системы с напряжением обычно 600В;
  2. Железнодорожный пост. системы тяги с напряжением 1,5кВ между рельсом и проводом ВЛ;
  3. Лифты, печатные машины и различные машины, где желательно плавное регулирование скорости;
  4. Гальваника; и
  5. Зарядка аккумулятора.

Обычно постоянный ток системы бывают 2-х или 3-х проводного типа. В 2-проводной системе один провод положительный, а другой отрицательный. Разница потенциалов для трамвайных путей составляет 500 В при отрицательном рельсе и постоянном токе. В железнодорожной системе разница потенциалов составляет 1,5 кВ, опять же с отрицательной полярностью.

В 3-проводной системе стандартные напряжения 460 и 230 В . Есть три провода, один из которых на 230 В положительный (или + 230 В потенциал), второй 230 В отрицательный (или — 230 В потенциал), а третий, называемый «общим» или нейтральным , имеет нулевой потенциал (см. Рисунок 1 ).

Питание 230 В берется от «внешнего» (или положительного) и общего проводов, или от «внутреннего» (или отрицательного) и общего проводов.

Рисунок 1 — Потенциал в 3-проводной системе

Энергия для двигателей на 480 В берется из внешнего и внутреннего проводников.

Вернуться к содержанию ↑


Переменный ток (a.c.)

Переменный ток (a.c.) течет в электрической цепи, на которую подается переменное напряжение. Это напряжение регулярно меняет направление на противоположное, и это вызвано методом, которым оно генерируется.

Проще говоря, генератор представляет собой медную катушку, которая установлена ​​на валу между противоположными полюсами магнита. Когда вал вращается, медь разрезает магнитное поле, и на концах катушки появляется напряжение.

Генератор (или генератор) показан на Рисунке 2 (слева).

Рисунок 2 (слева) — Простой переменный ток генератор; Рисунок 3 (справа) — переменный ток. форма волны напряжения

Когда катушка вращается на один оборот, напряжение изменяется в соответствии с изменением, показанным на Рисунке 3 (справа).Когда катушка расположена под прямым углом к ​​магнитному полю, она не режет поле и напряжение равно нулю. Максимальная скорость резки происходит, когда катушка находится в соответствии с магнитным полем и имеется максимальное выходное напряжение.

От нуля до максимума и за его пределами возврат к нулю происходит за половину оборота, и напряжение растет и падает. На следующей половине оборота генерируемое напряжение противоположно первой половине. Один полный оборот катушки дает один «цикл» изменения.

Количество циклов напряжения за одну секунду времени называется частотой источника питания , и ему присваивается имя Гц (Гц) . Стандартная частота в Австралии и большинстве стран — 50 Гц.

Вернуться к содержанию ↑


Преимущества переменного тока для распределительных сетей

Переменный ток имеет важное преимущество перед постоянным током в том, что напряжение может быть изменено трансформаторами на высокое значение для передачи на большие расстояния, а затем снижено в точке подключения потребителя до более низкого уровня, подходящего для рабочего освещения, двигателей. и другая техника.

Поскольку мощность = вольт × ампер , для того же уровня передаваемой мощности может использоваться высокое напряжение, так что ток может поддерживаться на низком уровне, тем самым минимизируя падение напряжения.

Следовательно, для передачи высоких уровней мощности требуется:

  1. Сопротивление линии передачи должно быть как можно меньшим
  2. Ток линии передачи должен быть как можно более низким

Первое условие не всегда может быть выполнено, так как для этого нужны проводники с большим сечением.Проводники большого диаметра дороги, и для их большого веса потребуются прочные и дорогостоящие опоры.

С другой стороны, второе условие может быть выполнено путем повышения напряжения линии передачи, так что высокие уровни мощности могут передаваться с относительно небольшими токами . Небольшие токи, в свою очередь, требуют относительно небольшой площади поперечного сечения, легких проводов с соответственно более легкими опорами.

Следовательно, когда задействованы большие уровни мощности, обычной практикой является использование высоких напряжений передачи и относительно малых токов с соответственно небольшими падениями напряжения.

Это условие намного более эффективно, чем если бы эквивалентный уровень мощности передавался при низком напряжении и большом токе с относительно высоким падением напряжения.

Трансформаторы используются для обеспечения высокого напряжения, необходимого для передачи высоких уровней мощности на большие расстояния. В соответствии с величиной используемого напряжения линии передачи необходимо изолировать проводники от утечки на землю.

Вернуться к содержанию ↑


Значения напряжения

Далее «напряжение» означает напряжение между проводниками.Используемые стандартные значения напряжения:

  1. Сверхнизкое напряжение (ELV) — означает любое напряжение, не превышающее 50 В переменного тока. или 120 В постоянного тока без пульсаций
  2. Низкое напряжение — означает любое напряжение, превышающее 50 В переменного тока. или 120 В постоянного тока без пульсаций но не более 1 кВ переменного тока. или 1,5 кВ постоянного тока

    Таким образом, обычное напряжение 240 В и 415 В, подаваемое большинству потребителей, является «низким напряжением».

  3. Высокое напряжение (HV) — означает и напряжение, превышающее 1 кВ переменного тока. или 1.5кВ постоянного тока
  4. Сверхвысокое напряжение (СВН) означает любое напряжение, превышающее 220 кВ.

Вернуться к содержанию ↑


Стандартные линейные напряжения

Стандартные используемые линейные напряжения:

Линейные напряжения Использование
240/415 В (3 фазы) Используется для поставки установок заказчикам
240/480 В (1 фаза)
6.6 кВ Используется для распределения ВН в городских и сельских районах
11 кВ
22 кВ
12,7 кВ (SWER)
22 кВ
33 кВ Используется для суб-передач больших уровней мощности в распределении на средние расстояния
66 кВ
110 кВ Используется для передачи больших уровней мощности на большие расстояния
220 В
330 кВ
500 кВ

Вернуться к содержание ↑


Напряжение между токоведущими проводниками и напряжение относительно нейтрали

Напряжение между любыми двумя токоведущими проводниками часто называют «линейным напряжением» .Напряжение относительно нейтрали, часто называемое «фазным напряжением» , представляет собой напряжение между любым проводником под напряжением и нейтральной точкой или землей системы.

Рисунок 4 — Трехфазная система с заземленной нейтралью

На рисунке 4 показаны линейные и фазные напряжения в трехфазной системе. Нейтральная точка обычно заземляется со стороны источника питания (из соображений защиты и безопасности), и тогда каждый проводник под напряжением имеет определенный потенциал относительно земли.

Например, в трехфазной системе 11 кВ, напряжение между любыми двумя токоведущими проводниками дает линейное напряжение 11 кВ, в то время как напряжение между любым токоведущим проводом и нейтралью (или землей) дает фазное напряжение 6.35кВ .

Вернуться к содержанию ↑


Системы напряжения

Воздушные системы высокого напряжения

Две системы, наиболее часто используемые для передачи и распределения:

  1. Однофазные
  2. Трехфазные

Вернуться к содержание ↑


Однофазная система высокого напряжения

Эта система обычно связана с распределением низких уровней мощности на относительно короткие расстояния. Однофазные системы обычно питаются от трехфазной сети.

Однофазная линия состоит из двух проводов, ни один из которых не заземлен напрямую на общую массу земли. В этой системе отсутствует нейтральный провод (см. Рисунок 5).

Обычно трехфазная система заземляется (в нейтральной точке трансформатора или генератора, питающего систему) либо прочно, либо через некоторое ограничивающее сопротивление сопротивление (в целях безопасности и защиты). Поскольку однофазная система высокого напряжения является частью трехфазной системы высокого напряжения, каждая фаза однофазной системы имеет определенное напряжение относительно земли.

Только по соображениям безопасности важно помнить , что каждая фаза находится под напряжением относительно земли и что между каждой фазой и оборудованием, подключенным к земле, существует определенное напряжение .

Рисунок 5 — Трехфазная система высокого напряжения с однофазным ответвлением

Вернуться к содержанию ↑


Трехфазная система высокого напряжения

Эта система широко используется для передачи высоких уровней мощности и также является стандартной система, используемая в распределении и ретикуляции.

Он состоит из трех проводов, каждый из которых называется «фазой» . Чтобы стандартизировать идентификацию фаз, они называются фазами A, B и C или красной, белой и синей фазами соответственно.

Напряжение в каждой фазе чередуется аналогично переменному напряжению, показанному на рисунке 3, но одно следует за другим в обычном порядке (см. Рисунок 6).

Рисунок 6 — Представление трех синусоид в трехфазной системе

Вкратце, фаза A сначала достигает своего максимального положительного значения, затем следует фаза B, затем фаза C и так далее.Порядок, в котором фазы достигают своего пика, называется последовательностью фаз.

Вернуться к содержанию ↑


Последовательность фаз

Важно, чтобы порядок фазовых последовательностей и идентичность A, B и C были известны . В только что процитированном случае порядок чередования фаз был от A до B к C, потому что напряжение в фазе B достигло своего максимального значения после этого в фазе A, а напряжение в фазе C достигло своего максимального значения после этого в фазе B.

Последовательность фаз имеет важное значение для направления вращения трехфазного a.c. двигатели , которые зависят от последовательности фаз и относительного положения трех фаз, подключенных к клеммам двигателя.

Изменение порядка чередования фаз (например, путем перестановки любых двух из трех проводов, подключенных к его основным клеммам) заставит двигатель работать в обратном направлении вращения.

Только по этой причине, важно, чтобы работники электротехники знали, что произойдет, если произойдет непреднамеренное изменение положения фаз , питающих завод, на котором установлены двигатели.

Вернуться к содержанию ↑


Однофазная 2-проводная воздушная система низкого напряжения

В этой системе есть два проводника, один, как правило, надежно заземлен на трансформаторе и известен как «нейтраль », а другой известен как «активный», «активный» или «фазный» провод .

Напряжение между фазой и нейтралью номинально составляет 240 В, и поэтому напряжение фазы или активного проводника относительно земли также составляет 240 В (см. Рисунок 7).

Рисунок 7 — Однофазная двухпроводная система

Вернуться к содержанию ↑


Однофазная трехпроводная система низкого напряжения

В некоторых сельских районах зачастую более экономично установить однофазную линию высокого напряжения , экономия затрат на третью фазу высокого напряжения и питание нагрузки путем перехода через трансформатор в 3-проводную систему. Один проводник заземлен и известен как нейтраль, в то время как другие проводники являются «активными». (см. рисунок 8).

Рисунок 8 — Однофазная 3-проводная система

Напряжение между активным элементом и нейтралью составляет 240 В, а напряжение между двумя активными проводниками — 480 В.Это переменный ток. эквивалент трехпроводного постоянного тока система. Это облегчает питание больших нагрузок или нагрузок на больших расстояниях от трансформатора, чем однофазная 2-проводная система.

Половина внутренней нагрузки 240 В подключена между одним активным элементом и нейтралью, а другая половина — между другим активным элементом и нейтралью. Это уравновешивает нагрузку на каждой фазе и снижает, если не устраняет, остаточный ток в нейтрали.

Вернуться к содержанию ↑


Трехфазная 4-проводная система низкого напряжения

В этой системе используются четыре проводника, и она широко используется во всех областях, где считается экономичным подавать большие объемы энергии для промышленных и бытовых целей .

Система показана на рисунке 9 — a, b и c — активные проводники, а n — нейтраль, которая подключена к «нейтрали» трансформатора . Обычно «точка звезды» заземляется, как показано на рисунке.

Рисунок 9 — Трехфазная система с заземленной нейтралью

Стандартное напряжение между активными элементами составляет 415 В, в то время как напряжение между любым из активных элементов (a, b и c соответственно) и нейтралью составляет 240 В.

Такое же соотношение фаз «чередования фаз» существует на НН, что и на стороне ВН трансформатора, , поэтому при замене сети необходимо соблюдать осторожность, чтобы не нарушить последовательность фаз для питания нагрузок двигателя .

Вернуться к содержанию ↑


Высоковольтная однопроводная система заземления (SWER)

В энергосистеме, известной как система SWER, используется только один высоковольтный провод с заземлением, используемым в качестве обратного проводника (см. Рис. 10).

Эта система была впервые разработана в Новой Зеландии, а сейчас используется в Австралии, Южной Африке и многих других странах. Он может иметь большие экономические преимущества в холмистой местности, где нагрузка относительно невелика, где требуются большие расстояния и где леска может быть натянута от вершины гребня до вершины гребня.

Из-за обычно более низкого импеданса цепи между фазой и землей, обычно имеет лучшее регулирование напряжения, чем обычная однофазная 2-проводная схема .

Чтобы ограничить шумовые помехи в телекоммуникационных системах, допустимая величина тока земли, протекающего в цепи заземления, ограничена. Кроме того, должно быть минимальное расстояние между линиями SWER и любыми телекоммуникационными линиями.

Для изоляции линии SWER от основной распределительной линии используется специальный трансформатор.Линейное напряжение SWER составляет 12,7 кВ относительно земли. Распределительные трансформаторы, подключенные к линии SWER, могут иметь однофазное двухпроводное питание 240 В или однофазное трехпроводное питание 240/480 В.

Особое внимание следует уделять хорошему заземлению трансформаторов на однопроводной линии и защите этих заземляющих проводов от физического повреждения .

Рисунок 10 — Однопроводная система заземления

Вернуться к содержанию ↑

Ссылка // Справочник полевого работника VESI

A Подробный обзор того, как работает постоянный ток

Как начинающему инженеру по компьютерному оборудованию механизмы, связанные с постоянным напряжением и током, могут показаться запутанными.Тем не менее, несомненно, популярным является тот факт, что они работают как розетки в доме и в коммерческих помещениях. Не говоря уже о том, что они постоянно текут в одном и том же направлении.

Однако эти источники энергии — это не только базовые знания. Поэтому в этом всеобъемлющем руководстве подробно рассматривается все, что связано с постоянным напряжением и током.

Давайте узнаем, как это работает!

1. Что такое постоянное напряжение и постоянный ток?

Постоянный ток в напряжении и токе означает «постоянный ток» или «постоянная полярность».Напряжение постоянного тока — это постоянное напряжение, которое движет ток в одном направлении. Это означает, что ток течет в одном направлении. Однако со временем он может меняться. Выпрямители, солнечные батареи и все батареи вырабатывают постоянное напряжение в результате химической реакции.

Вольтметр измеряет уровни постоянного напряжения. Также используются несколько источников питания постоянного напряжения. Например, в большинстве логических схем, фонариков, грузовиков и автомобилей используется источник постоянного тока. Постоянный ток присутствует во всем. Между тем, электрический заряд в постоянном токе течет в одном направлении.

Кроме того, большинство цифровых электронных устройств используют питание постоянного тока. Фактически, постоянный ток преобразует химическую энергию батареи в электрическую. Он также перемещает электроны из точки отрицательного заряда в положительный контроль, не меняя направления.

(Протекание тока постоянного и переменного тока)

2. Обозначение постоянного тока

Поскольку постоянный ток постоянный, символ представляет собой прямую линию. Прямая линия обязательно означает, что ток однонаправлен.На рисунке ниже показана схема постоянного тока.

(Знак постоянного тока постоянного тока)

3. Как измерить постоянный ток

Самый простой способ измерить постоянный ток — использовать цифровой мультиметр. Текущие измерения часто легко провести. Ниже приведены простые шаги по измерению постоянного тока:

.
  • Сначала подключите черный щуп мультиметра к разъему COM.
  • Затем вставьте красные щупы в V-образный разъем. После этого, в обратном порядке, сначала удалите красный датчик, затем черный датчик черного прожектора должен подключиться к заземлению цепи отрицательной полярности, а красный поиск — к положительной контрольной точке.
  • Поместите тип постоянного тока в мультиметр и прочитайте результат измерения на дисплее.

Другой способ измерения потока заряда постоянного тока через проводник — использование клещей на измерителе.

(Токоизмерительные клещи для измерения напряжения)

4. Расчет мощности постоянного тока

Шаг 1:

Используя закон Ома, вы можете специально рассчитать ток (l), сопротивление ® и напряжение (В) цепи постоянного тока. Получив результат, вы можете впоследствии рассчитать выходную мощность в любой точке цепи.Формула закона Ома: напряжение (В) равно току (I), умноженному на сопротивление (R).

В = I x R

(мультиметр)

Например, если ток (I) составляет 0,6 А — постоянный ток (600 мА), R составляет 150 Ом. Используя формулу выше, чтобы вычислить максимальное напряжение: 0,6 x 150 = 90 вольт. Более того, в некоторых ситуациях измерение сопротивления недоступно, и для получения точной точности идеально использовать синхронизацию измерения в 4-проводном режиме.

Шаг 2:

Для расчета мощности постоянного тока: мощность (ватты) = напряжение (вольты) x ток (амперы).

P = V x I

Начиная с шага 1, P = 90 x 0,6 A = 54 Вт.

(расчет мощности постоянного тока)

5. Разница между переменным и постоянным током

Электроэнергия бывает двух видов: постоянного (DC) и переменного (AC) тока. Обе мощности необходимы для функционирования всех электрических устройств. Однако эти формы энергии различаются, среди прочего, по применению, сигналам, режиму.

(отображается Разница между переменным и постоянным током )

Значительная разница между питанием переменного и постоянного тока, и она представлена ​​в сравнительной таблице ниже;

Постоянный ток (DC) Переменный ток (AC)
Частота
Частота постоянного тока 0 Гц (Гц).Поскольку постоянный ток не движется по форме волны, как переменный, он имеет нулевую частоту, потому что имеет однонаправленный поток. Частота переменного тока показывает, сколько раз он меняет направление на противоположное. Например, наиболее популярная частота переменного тока составляет 60 циклов в секунду, обычно известная как 60 Гц (Гц). Таким образом, если частота составляет 55 Гц, ток меняет направление 55 раз.
Направление тока
Когда через цепь протекает постоянный ток, он, в частности, никогда не меняет своего направления. Когда переменный ток течет по цепи, он периодически меняет направление. Подобным образом он также создает петлю из вращающейся проволоки в магнитном поле.
Движение электронов
Электроны уверенно движутся в фиксированном направлении без изменений. Электроны текут вперед и назад в переменном направлении.
Текущий размер
Постоянный ток остается постоянной величиной с течением времени.Однако с пульсирующим постоянным током он имеет разную степень. Величина переменного тока постоянно меняется во времени.
Пассивный параметр
Только сопротивление. Импеданс. Это включает как реактивное сопротивление, так и сопротивление.
Коэффициент мощности
Это неизменно 1. От 0 до 1.
Преобразование
Постоянный ток обычно преобразуется в переменный с помощью выпрямителя. AC преобразуется в постоянный ток с помощью инвертора.
Тип
DC часто подразделяется на пульсирующий и чистый. Синусоидальная, квадратная, трапецеидальная и треугольная волна.
Форма волны
Не имеет формы волны. Форма сигнала переменного тока действительно чередуется. Волны образуются, когда генераторы на электростанциях вырабатывают переменный ток.
Тип нагрузки
Подключается только к резистивному типу нагрузки. Напротив, переменное напряжение связано с емкостным, индуктивным и резистивным типами нагрузки.
Опасно
Электропитание постоянного тока более опасно по сравнению с переменным током для аналогичного номинала. Несомненно, опасно при неосторожном обращении.
Приложение
Сотовые телефоны, телевизоры с плоским экраном, фонарики, электрические и гибридные автомобили и т. Д. Бытовые и промышленные приборы, такие как посудомоечные машины, холодильники и тостеры, используют кондиционер.
Источник
Использует как аккумулятор постоянного тока, так и генератор. С другой стороны, он использует цепь переменного тока и генератор.
Передача электроэнергии
В источниках питания или электричества самая современная система передачи — через HVDC. Кроме того, в этой системе постоянный ток имеет низкие потери напряжения. Он также может передаваться через HVDC.
КПД
Сверхэффективный Обладает низким КПД.
Типы тралов
В этом режиме источника тока обычно вычисляется точка смещения цепи выбранных источников питания на заранее определенных стадиях в диапазоне значений напряжения. Кроме того, свипирование по постоянному току также работает вместе с любым источником, имеющим переменную постоянного тока. Моделирование развертки переменного тока специально предназначено для расчета малосигнальной характеристики напряжения цепи.
Тип сканирования
Скорость сканирования составляет от 100 мс до 10 000 с.Он также работает в форме наклонной или треугольной волны. Этот тип сканирования обычно выполняет цикл выборки на высокой скорости для проверки согласованности по времени.

5. Применение постоянного тока

В настоящее время режимами источников постоянного тока являются солнечные элементы, термопары, батареи, а также топливные элементы. В отличие от переменного тока, который является лучшим выбором для электростанций и электросетей, различные приложения используют этот общий тип энергии.

Кроме того, DC в основном используется во всей бытовой электронике.Это полезно в нескольких приложениях, таких как сотовые телефоны, телевизоры с плоским экраном, светодиодные фонари, электрические и гибридные автомобили. Кроме того, он в основном работает в приложениях с низким напряжением, таких как самолет и зарядка аккумуляторов. Большинство устройств накопления энергии также основаны на постоянном токе.

Постоянный ток также с большей эффективностью передает электроэнергию на большие расстояния. Приложения и технологии постоянного тока не только очень надежны, но и служат часами. Кроме того, в фотоэлектрической отрасли источник питания постоянного тока обеспечивает электроэнергию для автономных устройств и портативных солнечных систем.Постоянный высоковольтный ток (HVDC) также использует постоянный ток для передачи электроэнергии в крупные энергосистемы, такие как ветряные турбины.

(гибридный автомобиль с постоянным током)

6. Преимущества и недостатки DC

Раньше переменный ток напряжения часто был формой энергии, подходящей для рассеивания мощности. Но сегодня DC появляется в технологической сфере. В результате он может создавать рабочие места, расширять исследования, вдохновлять на инновации и стимулировать экономический рост.

Наиболее значительным преимуществом постоянного тока перед переменным током является его способность работать в определенных приложениях. Например, постоянный ток предпочтительнее, когда есть падение переменного напряжения для расширенных зон покрытия. Ниже перечислены преимущества и недостатки DC.

(электродвигатель постоянного тока)

Преимущества

  • Скорость электродвигателя постоянного тока изменить проще и быстрее.
  • DC действительно работает со всей бытовой электроникой.
  • Накапливает электрический ток. Опять же, DC экономит электроэнергию в запоминающих устройствах и небольших приложениях, таких как аккумуляторные батареи и блоки питания. Фактически, благодаря накоплению электричества он становится легко доступным, когда возобновляемые источники не обеспечивают энергией после светлого времени суток.
  • Лучшее регулирование возраста, потому что падение выходного напряжения сравнительно небольшое.
  • Сопротивление проводящих материалов обычно очень эффективно.
  • Для работы требуется меньшая изоляция, поскольку давление на проводник невелико.

(солнечная панель)

Недостатки

  • С входами постоянного напряжения высокого уровня становится трудно генерировать постоянный ток из-за проблем со связью.
  • Систему постоянного напряжения также сложно увеличить для передачи высокого напряжения.
  • Напряжение цепи постоянного тока и переключатели в бытовой технике дороги. Прежде всего, они часто имеют гарантию на дефекты материалов.
  • Установка передачи постоянного тока особенно сложна.
  • Вы не можете изменить входное напряжение постоянного тока.

(постоянный ток с аккумулятором)

Заключение

Мы действительно дали исчерпывающий обзор постоянного тока постоянного напряжения, его преимуществ и недостатков. Благодаря этому вы должны лучше понимать, что такое постоянный ток и чем он отличается от переменного тока. Электрический заряд постоянного тока имеет однонаправленный поток и присутствует почти в каждом электронном устройстве. С другой стороны, переменный ток дешевле и его легче передавать.

Как и AC, это, несомненно, становится технологическим. Если вы подключите большую часть своей электроники к розетке, вам непременно придется преобразовать переменный ток в постоянный. Применение этих источников рассеивания мощности зависит от нескольких факторов и технических характеристик. Будьте уверены, с этим руководством вы быстро найдете переключение между любыми формами энергии.

Преимущества систем передачи постоянного тока высокого напряжения

Технология высокого напряжения постоянного тока (HVDC) предлагает несколько преимуществ по сравнению с системами передачи переменного тока.Например, он обеспечивает более эффективную передачу большой мощности на большие расстояния. Однако стоимость — важная переменная в уравнении. После установки системы передачи постоянного тока высокого напряжения становятся неотъемлемой частью системы электроснабжения, повышая стабильность, надежность и пропускную способность.

Типичные электростанции коммунального масштаба вырабатывают электроэнергию переменного тока (AC), и большинство электрических нагрузок работают от сети переменного тока. Таким образом, большинство линий электропередачи по всему миру относятся к типу переменного тока.Однако бывают случаи, когда системы передачи постоянного тока высокого напряжения (HVDC) предлагают значительные преимущества.

«Одним из больших преимуществ HVDC является эффективность передачи электроэнергии на большие расстояния», — сказал Джордж Калбертсон, вице-президент по рынкам энергоснабжения HDR, POWER . «Если маршрут линии электропередачи длиннее примерно 300 миль, постоянный ток — лучший вариант, потому что линии переменного тока имеют больше потерь в линии, чем постоянный ток при большой передаче энергии».

Преобразование переменного тока в постоянный

Однако проблема заключается в том, что для передачи через HVDC необходимы две преобразовательные подстанции.Во-первых, мощность переменного тока должна быть преобразована в постоянный ток, чтобы начать процесс передачи, а затем, когда она достигнет желаемого места назначения, мощность постоянного тока должна быть преобразована обратно в переменный ток для использования в сети.

Технология преобразования хорошо известна. Пионеры в области электротехники работали над строительными блоками для линий постоянного тока высокого напряжения еще в конце 1800-х годов. Традиционная технология преобразователей HVDC основана на использовании преобразователей с линейной или фазовой коммутацией. В 1954 году компания ASEA, предшественница ABB, использовала эту классическую технологию с использованием ртутных дуговых клапанов для строительства первой в мире коммерческой линии HVDC между Вестервиком на восточном побережье Швеции и Игне на острове Готланд в Балтийском море.Первоначальная линия связи Готланда могла передавать 20 МВт по подводному кабелю длиной 98 км (км) с напряжением 100 кВ. В 1970 году установка была модернизирована, и ее мощность была увеличена до 30 МВт при напряжении 150 кВ за счет установки моста с тиристорным клапаном.

ASEA продолжала расширять границы, разрабатывая новые системы HVDC в последующие десятилетия. В 1997 году ABB запустила в эксплуатацию первый в мире демонстрационный проект HVDC с использованием преобразователей источника напряжения (VSC). В технологии VSC для выполнения преобразования используются устройства выключения затвора, такие как биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT).Возможность высокой частоты переключения IGBT позволяет более точное управление VSC и менее сложную конфигурацию схемы за счет использования методов широтно-импульсной модуляции. Компания ABB назвала свой новый продукт на основе VSC HVDC Light.

Технология

VSC была усовершенствована, когда компания Siemens представила модульный многоуровневый преобразователь (MMC). Проект Trans Bay Cable, который проходит между Сан-Франциско и Питтсбургом, Калифорния, был завершен в 2010 году с использованием системы Siemens HVDC Plus. Технология MMC обеспечивает отличные характеристики гармоник и снижение потерь мощности по сравнению с предыдущими VSC.Сегодня все производители HVDC применяют технологию MMC в VSC.

Платформа к берегу

Винс Курчи (Vince Curci), менеджер проекта подземной передачи данных компании HDR, сказал, что одним из преимуществ технологии VSC является то, что она очень компактна. «Для них требуется около 30% площади обычного преобразователя и около 50% веса», — сказал Курчи. Это делает их хорошим выбором для оффшорных ветряных электростанций. «Для VSC мощностью 600 МВт требуется менее одного акра земли, тогда как для обычного преобразователя требуется три или четыре акра.Таким образом, преимущество этой новой технологии заключается в том, что вы можете разместить их в море на небольшой площади и передавать энергию на сушу по подводным кабелям ».

Одним из примеров этого является проект DolWin2 (рисунок 1). Компания TenneT, европейский оператор системы электропередачи с операциями в Нидерландах и Германии, потребовала линии HVDC мощностью 916 МВт для подключения ветряных электростанций Nordsee One, Gode Wind I и Gode Wind II к наземной сети электропередачи. Компания ABB спроектировала, поставила, установила и ввела в эксплуатацию компактные морские и береговые преобразовательные подстанции, а также подводные и подземные кабельные системы.

1. Морская ссылка. DolWin2, строительство которого было завершено в 2017 году, связывает три ветряные электростанции в Северном море с энергосистемой Германии через линию передачи высокого напряжения постоянного тока (HVDC) мощностью 916 МВт. Предоставлено: ABB

Ветряные электростанции подключены кабелями переменного тока к преобразовательной подстанции HVDC, установленной на морской платформе в Северном море. Затем мощность постоянного тока передается по системе морского кабеля длиной 45 км (рис. 2) и далее по наземному кабелю длиной 90 км на береговую станцию ​​постоянного тока высокого напряжения в точке подключения к сети Dörpen West.Проект был завершен ABB и передан TenneT в июне 2017 года.

2. Подводные кабели. Электроэнергия, вырабатываемая морскими ветряными электростанциями Nordsee One, Gode Wind I и Gode Wind II, передается на сушу через подводные кабели HVDC, показанные здесь, во время установки. Предоставлено: TenneT

«HVDC — это предпочтительная технология для надежной и эффективной передачи большого количества энергии на большие расстояния с минимальными потерями.Он идеально подходит для интеграции удаленных возобновляемых источников энергии в энергосистему », — сказал Клаудио Факчин, президент подразделения ABB Power Grids, в пресс-релизе, в котором объявляется о завершении проекта. Компания «Сименс» реализовывала и подобные проекты.

Опции анализа

Одна вещь, которая часто ставит под сомнение проект HVDC, — это стоимость. Преобразовательные станции дороги. «VSC для крупного проекта передачи HVDC могут стоить более 100 миллионов долларов и зависят от номинального напряжения и мощности», — сказал Курчи.Поэтому разумно завершить изучение доступных альтернатив. Необходимо учитывать три основных фактора.

«Это зависит от расстояния, от напряжения и от передаваемой мощности», — сказал Курчи. «Обычно проводятся исследования безубыточности, которые включают стоимость жизненного цикла, а затем вы достигаете точки, когда система HVDC становится более экономичной на основе этих факторов.

«Системы переменного тока имеют более низкие капитальные затраты, но более крутой наклон линии при увеличении расстояния.По всей длине они нуждаются в компенсации, особенно при высоких напряжениях, потому что они требуют того, что мы называем VAR [вольт-амперная реактивная] поддержка », — продолжил Курчи. «Системы HVDC имеют гораздо более высокие капитальные затраты, но по мере увеличения расстояния наклон линии становится более пологим. Итак, есть точка, в которой эти две линии пересекаются, и это ваша точка безубыточности — это функция расстояния, напряжения и передаваемой мощности ».

Калбертсон вспомнил исследование, в котором он участвовал в начале своей карьеры.Он был завершен для газовой компании, которая пыталась определить, что было бы более рентабельным — построить газопровод или линию электропередачи постоянного тока высокого напряжения из Туркменистана, где газа было много, в Пакистан, где была потребность в электроэнергии, через Афганистан. . Оба варианта стоили очень дорого. В конечном итоге проект так и не сдвинулся с мертвой точки во многом из-за политических волнений в регионе.

Но есть много проектов, которые продвигаются вперед. В марте 2017 года консорциум между Siemens и Sumitomo Electric Industries Ltd.был награжден заказом HVDC от индийского оператора передачи Power Grid Corp. of India. Команда построит 200-километровое соединение HVDC, используя как подземный кабель, так и воздушные линии, между Пугалуром, Тамил Наду, и Тричуром, Керала. Это будет первая линия HVDC в Индии с технологией VSC. Siemens поставляет две преобразовательные подстанции с двумя параллельными преобразователями мощностью 1000 МВт, а Sumitomo Electric отвечает за кабельную систему HVDC из сшитого полиэтилена в цепи постоянного тока. Общий объем заказов двух компаний составляет около 520 миллионов долларов.Подключение к сети запланировано на первую половину 2020 года.

Siemens также участвует в нескольких проектах в Великобритании. Nemo Link соединит британские и бельгийские национальные сети с помощью подводного кабеля. Компания «Сименс» отвечает за установку «под ключ» преобразовательной подстанции на участке площадью 8 гектаров в юго-восточной Англии, ранее занимаемом электростанцией Ричборо, и аналогичной преобразовательной подстанции в промышленной зоне Хердерсбруг в Брюгге, Бельгия. Ожидается, что линия протяженностью 140 км, мощностью 1000 МВт и рабочим напряжением 400 кВ будет введена в промышленную эксплуатацию в 2019 году.Кроме того, ElecLink соединит британские и французские электрические сети. Кабели HVDC будут проложены через туннель под Ла-Маншем в рамках этого проекта. Линия протяженностью 51 км будет иметь мощность 1000 МВт и рабочее напряжение 320 кВ (Рисунок 3).

3. Преобразовательная подстанция HVDC. Преобразовательный зал, показанный здесь, является частью линии передачи постоянного тока высокого напряжения между Францией и Испанией. В нем используются биполярные транзисторные преобразователи с изолированным затвором HVDC Plus компании Siemens для обеспечения мощности 1000 МВт с напряжением 320 кВ, которое в настоящее время является самым мощным каналом связи в мире, с использованием технологии преобразователя источника напряжения. Предоставлено: Siemens

ABB также работает над проектом, который соединит английский и французский рынки. Линия мощностью 1000 МВт будет проходить от Чиллинга, Хэмпшир, на южном побережье Англии, до Турбе на севере Франции — на расстоянии 240 км через Ла-Манш. Кроме того, в начале июля ABB получила заказ на модернизацию линии HVDC, которая соединяет северные и южные острова Новой Зеландии.

Разрешение и стоимость

«С моей точки зрения, одна из самых больших проблем для любого проекта — это получение разрешений, особенно когда вы говорите о линии протяженностью 500 или 1000 миль», — сказал Калбертсон.«Вы собираетесь пересекать разные юрисдикции — города, округа, штаты или даже страны».

Однако эта проблема не ограничивается проектами HVDC. Любой проект передачи электроэнергии может столкнуться с трудностями при получении необходимых разрешений. Часто негативная реакция общественности возникает со стороны пострадавших жителей, которые не хотят видеть башни, проходящие через их кварталы или через их земли. На западе США есть много федеральных земель, которые, возможно, придется пересечь, что усложняет получение разрешений от таких агентств, как Бюро землепользования.

Практически все проекты требуют исследования воздействия на окружающую среду в той или иной форме для устранения временных и постоянных воздействий, и этот процесс может занять много времени, а иногда и годы. Кроме того, существуют требования к полосе отвода, которые необходимо соблюдать в отношении ширины при установке, эксплуатации и техническом обслуживании, в зависимости от напряжения и количества линий. Существуют также обязательства по горизонтальной и вертикальной очистке — на самом деле ничего не оставлено на волю случая.

Хотя преобразовательные подстанции дороги, проекты HVDC имеют некоторые преимущества по сравнению с системами переменного тока.«Линии постоянного тока могут быть дешевле в расчете на милю из-за конфигурации проводников», — сказал Калбертсон. «У вас должно быть три отдельные фазы для переменного тока, поэтому для большой линии у вас есть три набора проводов, обычно это несколько пучков проводов — очень тяжелых — и башни должны быть довольно массивными, чтобы выдерживать весь этот вес.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *