Схема электроснабжения определение: Схема электроснабжения объекта

Схема электроснабжения объекта

• Главная
• Блог
• Схема электроснабжения объекта

Как оформляется и зачем нужна схема электроснабжения объекта?

Для осуществления технологического присоединения может потребоваться несколько видов различной документации. Проект электроснабжения — один из таких видов. Как правило, под схемой электроснабжения понимают однолинейную схему, в то время как проектная документация имеет более сложный вид и состоит из большого количества дополнительной документации.

Однолинейная схема также объединяет под своим названием большое количество различных схем электроснабжения, включая расчетные и исполнительные. Как и любая другая документация по электроснабжению, однолинейная схема подчиняется действующему законодательству и даже ГОСТам. Следовательно, набросать ее от руки не получится. Для того, чтобы такую схему приняли в сетевой компании, ее должен разработать специалист с допуском СРО и необходимой квалификацией.

В нашей сегодняшней статье мы поговорим о том, какой может быть схема электроснабжения объекта и как ее заказать.

Хотите узнать точную стоимость необходимых услуг?

Звоните! +7 (812) 648-50-05

Расчетная и исполнительная схема электроснабжения объекта: в чем разница?

Однолинейная схема – это та же принципиальная схема, только выполненная в упрощенном виде: все линии однофазных и трехфазных сетей изображаются одной линией, отсюда и название.
Различают исполнительную и расчетную однолинейную схему.

Разница между видами схем такова:

• Для находящихся в эксплуатации электроустановок используется исполнительная схема. Она выполняется тогда, когда возникает необходимость ввести серьезные изменения в проект по результатам обследования действующей электроустановки и выявления несоответствий существующим нормативам и правилам.
• Для проектируемых новых объектов выполняется расчетная однолинейная схема. Она выполняется после расчетов электрических нагрузок, выбора защитно-коммутационных аппаратов и кабельной продукции. Расчетная однолинейная схема является основой для разработки электрических принципиальных и электромонтажных схем, необходимых для выполнения монтажных работ.

Какой может быть расчетная и исполнительная схема электроснабжения объекта?

Исполнительная схема электроснабжения применяется с целью перерасчета существующей системы подачи электроснабжения, чаще всего, это делают для того, чтобы серьезно обновить уже готовый проект. Исполнительная схема электроснабжения – это документ, который включает в себя такие данные:

• текущее состояние сетей;
• приборов, которые входят в сети;
• рекомендации по устранению тех или иных недостатков, выявленных в ходе проведения тех или иных технических мероприятий

Расчетная однолинейная схема электроснабжения чаще всего применяется после окончательного просчета нагрузок, которые требуются для электропитания одного помещения. Часто такую схему проектируют уже после того, как были совершены просчеты по проводам и кабелям. Расчетная однолинейная схема включает в себе следующее: структурная электрическая;

• функциональная электросхема;
• монтажная электросхема;
• кабельные планы;
• чертежи;
• проект пожарной безопасности

Структурные – содержат общие данные про электроустановку, которая выражается в указании связей силовых элементов, в частности, трансформаторов, линий электропередач, точек врезки и многого другого;

Функциональные – их делают преимущественно с целью абстрактной передачи действий механизмов, к которым присоединяется электроснабжение, также указывается их взаимодействие друг с другом и то, как они влияют на общее положение дел с точки зрения безопасности. Такие схемы в основном применяются для проектирования промышленных объектов с большим количеством машин, механизмов и оборудования, которые тоже нужно наносить на схему;

Принципиальные – чаще всего выполняются согласно ГОСТ и других стандартов той или иной страны, например, IEC, ANSI, DIN и т. д.;

Монтажные – должны четко быть согласованными с теми или иными архитектурными решениями и строительными конструкциями, в частности, несущими. Каких-то специальных требований к их оформлению нет, то размеры оборудования и сечение проводов нужно указывать четко, также нужно указывать точно диаметры кабелей и четкие размеры элементов крепежа и прочих аксессуаров.

Схема электроснабжения объекта в компании “ЭнергоКонсалт”.

Как видно из всего вышесказанного, разработать схему электроснабжения объекта не так просто, как может показаться на первый взгляд. Необходимо учесть множество нюансов, а также правильно выбрать вид требуемой схемы.

Кроме того, в некоторых случаях могут потребоваться также дополнительные согласования или помощь специалистов в решении возникающих споров. Если вам нужна качественная схема электроснабжения, которая будет отвечать всем актуальным требованиям контролирующих организаций и действующим стандартам, компания “ЭнергоКонсалт” рада предоставить вам всю необходимую помощь.

Мы работаем с 2002 года, и за это время уже решили множество самых сложных вопросов по электроснабжению. Посмотреть, кому и чем конкретно мы помогли, вы можете в специальном разделе нашего сайта. Для того, чтобы заказать схему электроснабжения или получить бесплатную консультацию нашего специалиста по любому вопросу, вам достаточно просто связаться с нами любым удобным для вас способом, мы обязательно вам поможем!

Проекты и электромонтажные работы

Внутренние и внешние электросети

Имеем все необходимые допуски СРО

Взаимодействие с ЖКС, ТСЖ, УК

Работаем со всеми сферами бизнеса

Более 800 реально выполненных объектов

Выполнение работ без привлечения субподрядчиков

Получение и выполнение ТУ на присоединение

Работаем во всех районах СПб

Доставка документов курьером

Получение всех согласований без посредников

Работаем с 2002 года

Гарантия неизменной цены

Поэтапная оплата работ

Присоединение любой необходимой мощности

ТУ на присоединение, которые реально выполнить быстро

Все необходимые согласования в сжатые сроки

Договор на энергоснабжение объекта

Официальная подача напряжения

Решение всех вопросов электроснабжения «под ключ»

А также:

Надежное оборудование от проверенных поставщиков

Квалифицированная помощь опытного партнера на всех этапах

Скидки при повторном обращении с другим объектом

Позвоните по телефону:

+7(812)648-50-05

Оставьте заявку и мы перезвоним

Составление однолинейных схем электроснабжения и подключения электрических щитов по доступной цене в Москве и области

Составление однолинейных схем электроснабжения и подключения электрических щитов

Однолинейная электрическая схема представляет собой документ, который необходимо обязательно предоставить в официальные государственные органы для подключения к сети электропередач.

Согласно правовой документации, однолинейная электрическая схема обязана содержать в себе информацию о:

• точках подключения на объекте;
• показателях мощности и нагрузках на основных элементах схемы;
• кабеле, при помощи которого будет осуществляться питание;
• том, кто будет потреблять электрический ток на объекте;
• номинальных показателях тока вводного устройства.

Важно помнить о том, что правильно составленная вами однолинейная схема электрических сетей позволит обеспечить безопасность людей на объекте, а также станет залогом спокойствия в преддверии официальной проверки пожарной безопасности.

Практика показывает, что самостоятельно нарисовать для того или иного объекта однолинейную электрическую схему весьма затруднительно, если вы не обладаете специальными навыками и познаниями в данной области.

Составление однолинейных схем электроснабжения или электрических щитов – это занятие для профессионалов, которые наверняка знают, что и как лучше предпринять для того, чтобы максимально правильно и точно представить на схеме картину подключения к электричеству.

Если вам необходимо составить для жилого, производственного или промышленного комплекса схему электрической сети или проект электромнабжения, то компания «МОСЭНЕРГОТЕСТ» с радостью поможет вам в этом.

Независимо от особенностей расположения сети электроснабжения на объекте, составленная нами однолинейная электрическая схема будет абсолютно правильной как с юридической, так и с инженерной точки зрения.

Для специалистов, которые работают в нашей компании, нарисовать однолинейную схему электроснабжения не представляет никакого труда, ведь они обладают необходимыми знаниями и навыками.

Составление однолинейных схем электроснабжения и электрических щитов

У нас вы сможете заказать составление однолинейных схем электроснабжения :

• исполнительных схем, необходимых в случае, когда речь идет об уже действующей электроустановке;
• расчетных схем, когда подключение электричества на объект находится лишь на стадии проектной подготовки.

Независимо от того, какая схема вам необходима, можете не сомневаться, что составленые нами однолинейные схемы электроснабжения или электрических щитов — в полной мере удовлетворят вас. О конкретных сроках, в которые может быть осуществлено составление чертежа для вашего объекта, можно будет сказать лишь после того, как наши сотрудники проведут первичный осмотр. Иногда для того, чтобы схема была представлена заказчику в готовом виде, необходимо минимальное количество времени, однако в том случае, когда требуется поиск дополнительных кабелей и оборудования, связанного с ними, приходится затратить несколько дней на то, чтобы выполнить заказ.

В любом случае мы можем гарантировать, что компания «МОСЭНЕРГОТЕСТ» предложит каждому заказчику оптимальные цены на составление однолинейных электрических схем в Москве и области, а постоянным клиентам мы всегда готовы предложить скидки!

Схема, различные типы и их работа

Источник питания является важным компонентом любой электрической или электронной системы. Существуют различные требования, которые необходимо учитывать при выборе точного источника питания, например; Потребности в мощности для цепи или нагрузки в основном включают напряжение и ток. Функции безопасности схемы источника питания, такие как ограничения по току и напряжению для защиты нагрузки, эффективность, физический размер и помехоустойчивость системы. В этой статье мы рассмотрим определение источника питания , различные типы источников питания, и как они работают. Эти источники питания в основном используются для измерений, обслуживания, тестирования и расширения продукции.

Что такое блок питания?

Источник питания может быть определен , так как это электрическое устройство, используемое для подачи электроэнергии на электрические нагрузки. Основная функция этого устройства заключается в изменении электрического тока от источника на точное напряжение, частоту и ток для питания нагрузки. Иногда эти источники питания можно назвать преобразователями электроэнергии. Некоторые типы расходных материалов представляют собой отдельные элементы нагрузки, в то время как другие встроены в устройства, которыми они управляют.

Цепь питания   

Цепь питания используется в различных электрических и электронных устройствах. Схемы электропитания подразделяются на различные типы в зависимости от мощности, которую они используют для питания цепей или устройств. Например, схемы на основе микроконтроллера, как правило, представляют собой схемы регулируемого источника питания (RPS) 5 В постоянного тока, которые могут быть разработаны с помощью различных методов изменения мощности с 230 В переменного тока на 5 В постоянного тока.

Схема блока питания показана выше, а пошаговое преобразование 230 В переменного тока в 12 В постоянного тока обсуждается ниже.

• Понижающий трансформатор преобразует 230 В переменного тока в 12 В.
• Мостовой выпрямитель используется для преобразования переменного тока в постоянный
• Конденсатор используется для фильтрации пульсаций переменного тока и подается на регулятор напряжения.
• Наконец, регулятор напряжения регулирует напряжение до 5 В, и, наконец, блокировочный диод используется для получения пульсирующей формы волны.

Блок-схема источника питания

Различные типы источников питания

Различные типы источников питания классифицируются следующим образом.

1) Импульсный источник питания

Импульсный источник питания или компьютерный источник питания — это тип источника питания, который включает в себя импульсный регулятор для мощного преобразования электроэнергии. Подобно другим источникам питания, этот источник питания передает мощность от источника постоянного или переменного тока к нагрузкам постоянного тока, таким как ПК (персональный компьютер), изменяя при этом характеристики тока и напряжения. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о Know All about Switch Mode Power Supply

SMPS – Импульсный источник питания

2) Источник бесперебойного питания

ИБП (источник бесперебойного питания) – это электрическое устройство, которое позволяет ПК продолжать работу в течение некоторого времени при отключении основного источника питания. Этому устройству также дается защита от перетока энергии.

ИБП – источник бесперебойного питания

ИБП включает в себя батарею для хранения энергии, когда устройство обнаруживает потерю питания от основного источника. Например, если вы используете ПК, когда источник бесперебойного питания обнаруживает потерю мощности, вам необходимо сохранить данные до того, как ИБП (вторичный источник питания) разрядится.

Когда и первичный, и вторичный источники питания заканчиваются, все данные в ОЗУ (оперативной памяти) вашего ПК стираются. Когда происходит потеря питания, вторичный источник питания останавливает потерю питания, чтобы не повредить персональный компьютер. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о принципиальной схеме источника бесперебойного питания и работе

3) Источник питания переменного тока

Как правило, источник питания переменного тока получает напряжение от источника питания, и напряжение может повышаться или понижаться с помощью с помощью трансформатора до требуемого напряжения и может иметь место некоторая фильтрация. Различные типы блоков питания переменного тока предназначены для обеспечения почти стабильного тока, а напряжение вывода/выключения может изменяться в зависимости от импеданса нагрузки. В некоторых случаях, поскольку источником питания является постоянный ток, для преобразования его в мощность переменного тока можно использовать повышающий трансформатор и инвертор. В некоторых видах изменения мощности переменного тока трансформатор не используется.

Блок питания переменного тока

Если входное и выходное напряжения одинаковы, основной функцией устройства является фильтрация переменного тока. Если аппарат предназначен для обеспечения резервного питания, то его можно назвать источником бесперебойного питания (ИБП). В настоящее время источники питания переменного тока подразделяются на два типа, а именно однофазные системы и трехфазные системы. Основное различие между ними заключается в надежности доставки. Эти источники могут также применяться для изменения напряжения, а также частоты.

Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о регулируемых источниках питания постоянного тока MCQ

4) Источники питания постоянного тока

Источники питания постоянного тока обеспечивают постоянное напряжение постоянного тока для нагрузки. В соответствии со своим планом источник питания постоянного тока может управляться источником постоянного тока или источником переменного тока, например, сетью электропитания.

Источник питания постоянного тока

5) Регулируемый источник питания

RPS (регулируемый источник питания) представляет собой фиксированную схему, используемую для преобразования нерегулируемого переменного тока в стабильный постоянный ток.

Здесь выпрямитель используется для преобразования переменного тока в постоянный, и его основная функция заключается в подаче стабильного напряжения на устройство или цепь, которые должны функционировать в определенных пределах источника питания. Выход РПС может быть переменным (или) однонаправленным, но это всегда постоянный ток (постоянный ток).

Регулируемый источник питания

Тип используемой стабилизации можно контролировать, чтобы гарантировать, что o/p остается в определенных пределах при различных условиях нагрузки.

6) Программируемый источник питания

Этот тип источника питания позволяет дистанционно управлять его работой через аналоговый вход или цифровые интерфейсы, такие как GPIB или RS232. Управляемые свойства этого источника питания включают ток, напряжение, частоту. Этот тип расходных материалов используется в широком спектре приложений, таких как производство полупроводников, генераторов рентгеновского излучения, мониторинг роста кристаллов, тестирование автоматизированного оборудования.

Как правило, в этих типах источников питания используется важный микрокомпьютер для управления и контроля работы источника питания. Блок питания, снабженный интерфейсом компьютера, использует стандартные (или) проприетарные протоколы связи и язык управления устройством, такой как SCPI (стандартные команды для программируемых инструментов)

7) Блок питания компьютера

Блок питания в компьютере — это часть оборудования, которая используется для преобразования питания, подаваемого из розетки, в полезную мощность для нескольких частей компьютера. Он преобразует переменный ток в постоянный.

Он также контролирует перегрев посредством управления напряжением, которое может изменяться вручную или автоматически в зависимости от источника питания. Блок питания или блок питания также называют преобразователем мощности или блоком питания.

В компьютере внутренние компоненты, такие как корпуса, материнские платы и блоки питания, доступны в различных конфигурациях, размеры которых известны как форм-фактор. Все эти три компонента должны быть хорошо согласованы друг с другом, чтобы работать должным образом вместе.

Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше об электрических цепях MCQ

8) Линейный источник питания

Схема LPS (линейный источник питания) или LR (линейный регулятор) используется в различных электрических и электронных схемах для питания Постоянный ток во всей цепи. Линейный источник питания в основном включает в себя понижающий трансформатор, выпрямитель, схему фильтра и регулятор напряжения. Основная функция этой схемы — сначала; понижает напряжение переменного тока, а затем превращает его в постоянный ток. К основным особенностям этого источника питания можно отнести следующее.

• Эффективность этого источника питания составляет от 20 до 25%
• Магнитные материалы, используемые в этом источнике питания, представляют собой сердечник CRGO или сплав St.
• Более надежный, менее сложный и громоздкий.
• Дает более быстрый ответ.

К основным преимуществам линейного блока питания относятся надежность, простота, низкая стоимость и низкий уровень шума. Наряду с этими преимуществами есть некоторые недостатки, такие как

Они лучше всего подходят для нескольких приложений с низким энергопотреблением, когда требуется большая мощность; недостатки превращаются в более явно. К недостаткам этого блока питания можно отнести высокие потери тепла, размер и низкий уровень эффективности. Всякий раз, когда линейный источник питания используется в приложениях высокой мощности; для управления питанием требуются большие компоненты.

Таким образом, речь идет о различных типах источников питания, и они используются для эффективного обеспечения питания различных систем. Источники питания являются важными компонентами каждой системы для получения электроэнергии для работы. Таким образом, некоторые из соображений источника питания, такие как проектирование или разработка, более важны. Потому что изо дня в день изобретение технологий, а также источников питания увеличивается для обеспечения защиты электрических и электронных устройств.

Общие сведения об источниках питания переменного/постоянного тока | Артикул

СКАЧАТЬ PDF

Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик — рассылка раз в месяц

Подписаться

Мы ценим вашу конфиденциальность

Что такое блок питания?

Источник питания представляет собой электрическое устройство, которое преобразует электрический ток, поступающий от источника питания, такого как сеть электропитания, в значения напряжения и тока, необходимые для питания нагрузки, такой как двигатель или электронное устройство.

Блок питания предназначен для питания нагрузки надлежащим напряжением и током. Ток должен подаваться контролируемым образом — и с точным напряжением — к широкому диапазону нагрузок, иногда одновременно, не позволяя изменениям входного напряжения или других подключенных устройств влиять на выход.

Источник питания может быть внешним, что часто встречается в таких устройствах, как ноутбуки и зарядные устройства для телефонов, или внутренним, например, в более крупных устройствах, таких как настольные компьютеры.

Блок питания может быть регулируемым и нерегулируемым. В регулируемом источнике питания изменения входного напряжения не влияют на выходное. С другой стороны, в нерегулируемом источнике питания выход зависит от любых изменений на входе.

Общее у всех блоков питания то, что они берут электроэнергию от источника на входе, каким-то образом преобразуют ее и на выходе отдают в нагрузку.

Мощность на входе и выходе может быть переменного тока (AC) или постоянного тока (DC):

• Постоянный ток (DC) возникает, когда ток течет в одном постоянном направлении. Обычно это происходит от батарей, солнечных элементов или преобразователей переменного тока в постоянный. Постоянный ток является предпочтительным типом питания для электронных устройств.
• Переменный ток (AC) возникает, когда электрический ток периодически меняет свое направление на противоположное. Переменный ток — это метод, используемый для доставки электроэнергии по линиям электропередачи в дома и на предприятия

.

Таким образом, если переменный ток — это тип питания, подаваемого в ваш дом, а постоянный ток — это тип питания, необходимый для зарядки телефона, вам понадобится блок питания переменного/постоянного тока, чтобы преобразовать переменное напряжение, поступающее от электросети к напряжению постоянного тока, необходимому для зарядки аккумулятора вашего мобильного телефона.

Что такое переменный ток (AC)

Первым шагом при проектировании любого источника питания является определение входного тока. И в большинстве случаев источником входного напряжения электросети является переменный ток.

Типовой формой сигнала переменного тока является синусоида (см. рис. 1) .`

Рисунок 1: Форма сигнала переменного тока и основные параметры

Существует несколько показателей, которые необходимо учитывать при работе с источником переменного тока. источник питания:

• Пиковое напряжение/ток: Максимальное значение амплитуды волны может достигать
• Частота: количество циклов волны в секунду. Время, необходимое для завершения одного цикла, называется периодом.
• Среднее напряжение/ток: среднее значение всех точек, которые принимает напряжение в течение одного цикла. В чисто переменном токе без наложенного постоянного напряжения это значение будет равно нулю, потому что положительная и отрицательная половины компенсируют друг друга.
• Среднеквадратичное значение напряжения/тока: Определяется как квадратный корень из среднего за один цикл квадрата мгновенного напряжения. В чистой синусоидальной волне переменного тока его значение можно рассчитать с помощью Уравнение (1) :

$$V_{PEAK} \над \sqrt 2 $$

• Его также можно определить как эквивалентную мощность постоянного тока, необходимую для получения того же эффекта нагрева. Несмотря на его сложное определение, он широко используется в электротехнике, поскольку позволяет найти действующее значение переменного напряжения или тока. Из-за этого его иногда обозначают как V _AC .
• Фаза: угловая разница между двумя волнами. Полный цикл синусоиды делится на 360°, начиная с 0°, с пиками на 9°.0° (положительный пик) и 270° (отрицательный пик) и пересечение начальной точки дважды, на 180° и 360°. Если две волны нанесены вместе, и одна волна достигает своего положительного пика в то же время, когда другая достигает своего отрицательного пика, тогда первая волна будет на 90 °, а вторая волна будет на 270 °; это означает, что разность фаз составляет 180°. Эти волны считаются противофазными, так как их значения всегда будут иметь противоположные знаки. Если разность фаз равна 0°, то мы говорим, что две волны находятся в фазе.

Переменный ток (AC) – способ передачи электроэнергии от генерирующих объектов к конечным потребителям. Он используется для транспортировки электроэнергии, потому что электричество необходимо преобразовать несколько раз в процессе транспортировки.

Электрические генераторы производят напряжение около 40 000 В или 40 кВ. Затем это напряжение повышается до значений от 150 кВ до 800 кВ, чтобы снизить потери мощности при передаче электрического тока на большие расстояния. Как только он достигает места назначения, напряжение снижается до 4–35 кВ. Наконец, прежде чем ток достигнет отдельных пользователей, он снижается до 120 В или 240 В, в зависимости от местоположения.

Все эти изменения напряжения были бы либо сложными, либо очень неэффективными для постоянного тока (DC), потому что линейные трансформаторы зависят от колебаний напряжения для передачи и преобразования электрической энергии, поэтому они могут работать только с переменным током (AC).

Линейный и импульсный источник питания переменного/постоянного тока

Линейный источник питания переменного/постоянного тока

Линейный источник переменного/постоянного тока имеет простую конструкцию.

При использовании трансформатора входное напряжение переменного тока (AC) снижается до значения, более подходящего для предполагаемого применения. Затем пониженное напряжение переменного тока выпрямляется и преобразуется в напряжение постоянного тока, которое фильтруется для дальнейшего улучшения качества сигнала 9.0143 (Рисунок 2) .

Рис. 2. Блок-схема линейного блока питания переменного/постоянного тока

Традиционная конструкция линейного источника питания переменного/постоянного тока развивалась с годами, улучшалась с точки зрения эффективности, диапазона мощности и размера, но эта конструкция имеет некоторые существенные недостатки, которые ограничивают его интеграция.

Огромным ограничением линейного источника питания переменного/постоянного тока является размер трансформатора. Поскольку входное напряжение преобразуется на входе, необходимый трансформатор должен быть очень большим и, следовательно, очень тяжелым.

На низких частотах (например, 50 Гц) необходимы большие значения индуктивности для передачи большого количества энергии от первичной обмотки к вторичной. Это требует больших сердечников трансформатора, что делает миниатюризацию этих источников питания практически невозможной.

Другим ограничением линейных источников питания переменного/постоянного тока является регулирование напряжения большой мощности.

Линейный блок питания переменного/постоянного тока использует линейные стабилизаторы для поддержания постоянного напряжения на выходе. Эти линейные регуляторы рассеивают любую дополнительную энергию в виде тепла. При малой мощности особых проблем не представляет. Однако для высокой мощности тепло, которое регулятор должен рассеивать для поддержания постоянного выходного напряжения, очень велико и требует добавления очень больших радиаторов.

Импульсный источник питания переменного/постоянного тока

Новая методология проектирования была разработана для решения многих проблем, связанных с проектированием линейных или традиционных источников переменного/постоянного тока, включая размер трансформатора и регулировку напряжения.

Импульсные источники питания теперь возможны благодаря развитию полупроводниковой технологии, особенно благодаря созданию мощных полевых МОП-транзисторов, которые могут включаться и выключаться очень быстро и эффективно, даже при наличии больших напряжений и токов.

Импульсный блок питания переменного/постоянного тока позволяет создавать более эффективные преобразователи энергии, которые больше не рассеивают избыточную мощность.

Источники питания переменного/постоянного тока, разработанные с использованием импульсных преобразователей мощности, называются импульсными источниками питания. Импульсные источники питания переменного/постоянного тока имеют несколько более сложный метод преобразования мощности переменного тока в постоянный.

При переключении источников питания переменного тока входное напряжение больше не снижается; скорее, он выпрямляется и фильтруется на входе. Затем постоянное напряжение проходит через прерыватель, который преобразует напряжение в последовательность высокочастотных импульсов. Наконец, волна проходит через другой выпрямитель и фильтр, который преобразует ее обратно в постоянный ток (DC) и устраняет любую оставшуюся составляющую переменного тока (AC), которая может присутствовать до достижения выхода 9. 0143 (см. рис. 3) .

При работе на высоких частотах индуктор трансформатора способен передавать большую мощность, не достигая насыщения, что означает, что сердечник может становиться все меньше и меньше. Таким образом, трансформатор, используемый при переключении источников питания переменного/постоянного тока для уменьшения амплитуды напряжения до заданного значения, может быть в несколько раз меньше размера трансформатора, необходимого для линейного источника питания переменного/постоянного тока.

Рис. 3. Блок-схема импульсного источника питания переменного/постоянного тока

Как и следовало ожидать, этот новый метод проектирования имеет некоторые недостатки.

Импульсные преобразователи мощности переменного/постоянного тока могут генерировать значительный уровень шума в системе, который необходимо устранить, чтобы исключить его присутствие на выходе. Это создает потребность в более сложной схеме управления, что, в свою очередь, усложняет конструкцию. Тем не менее, эти фильтры состоят из компонентов, которые можно легко интегрировать, поэтому это не оказывает существенного влияния на размер блока питания.

Меньшие трансформаторы и повышенная эффективность регулятора напряжения при переключении источников питания переменного/постоянного тока являются причиной того, что теперь мы можем преобразовывать переменное напряжение 220 В со среднеквадратичным значением в напряжение постоянного тока 5 В с помощью силового преобразователя, который умещается на ладони.

В таблице 1 приведены различия между линейными и импульсными источниками питания переменного/постоянного тока.

Транзисторы

Нестабилизированные источники питания

	Линейный источник питания переменного/постоянного тока	Импульсный блок питания переменного/постоянного тока
Размер и вес	Необходимы большие трансформаторы, увеличивающие размер и вес	Более высокие частоты позволяют при необходимости использовать трансформаторы гораздо меньшего размера.
Эффективность	При отсутствии регулирования потери в трансформаторе являются единственной существенной причиной снижения эффективности. При регулировании приложения высокой мощности окажут критическое влияние на эффективность.	имеют небольшие потери при переключении, потому что они ведут себя как малые сопротивления. Это позволяет эффективные приложения большой мощности .
Шум	могут иметь значительный шум, вызванный пульсациями напряжения, но регулируемые линейные блоки питания переменного тока постоянного тока могут иметь чрезвычайно низкий уровень шума. Вот почему они используются в медицинских сенсорных приложениях.	Когда транзисторы переключаются очень быстро, они создают помехи в цепи. Однако это можно либо отфильтровать, либо частоту переключения можно сделать чрезвычайно высокой, выше предела человеческого слуха, для аудиоприложений
Сложность	Линейный источник питания переменного/постоянного тока, как правило, имеет меньше компонентов и более простые схемы, чем импульсный источник питания переменного/постоянного тока.	Дополнительный шум, создаваемый трансформаторами, требует добавления больших сложных фильтров, а также схем управления и регулирования для преобразователей.

Таблица 1. Линейные и импульсные источники питания

Однофазные и трехфазные источники питания

Источник переменного тока (AC) может быть однофазным или трехфазным:

• Трехфазный источник питания состоит из трех проводников, называемых линиями, по каждой из которых протекает переменный ток (AC) одинаковой частоты и амплитуды напряжения, но с относительной разностью фаз 120°, или одной трети цикла (см. рисунок 4) . Эти системы наиболее эффективны при доставке больших объемов энергии и поэтому используются для доставки электроэнергии от генерирующих объектов в дома и на предприятия по всему миру.
• Однофазный источник питания является предпочтительным методом подачи тока в отдельные дома или офисы, чтобы равномерно распределить нагрузку между линиями. При этом ток течет от питающей линии через нагрузку, затем обратно по нулевому проводу. Этот тип питания используется в большинстве установок, за исключением крупных промышленных или коммерческих зданий. Однофазные системы не могут передавать столько энергии нагрузкам и более подвержены перебоям в подаче электроэнергии, но однофазное питание также позволяет использовать гораздо более простые сети и устройства.

Рис. 4. Форма сигнала трехфазного источника питания переменного тока

Существует две конфигурации передачи мощности через трехфазный источник питания: конфигурация треугольника $(\Delta)$ и звезда (Y), также называемая треугольником и конфигурации звезды соответственно.

Основное различие между этими двумя конфигурациями заключается в возможности добавления нейтрального провода (см. рис. 5) .

Соединения треугольником обеспечивают большую надежность, но соединения Y могут подавать два различных напряжения: фазное напряжение, которое представляет собой однофазное напряжение, подаваемое в дома, и линейное напряжение для питания больших нагрузок. Связь между фазным напряжением (или фазным током) и линейным напряжением (или линейным током) в конфигурации Y заключается в том, что амплитуда линейного напряжения (или тока) в √3 раза больше, чем амплитуда фазы.

Поскольку стандартная система распределения электроэнергии должна подавать питание как к трехфазным, так и к однофазным системам, большинство сетей распределения электроэнергии имеют три линии и нейтраль. Таким образом, как дома, так и промышленное оборудование могут быть подключены к одной и той же линии электропередачи. Таким образом, конфигурация Y чаще всего используется для распределения электроэнергии, тогда как конфигурация треугольника обычно используется для питания трехфазных нагрузок, таких как большие электродвигатели.

Рисунок 5: Трехфазные конфигурации Y и Delta

Напряжение, при котором электросеть поставляет своим потребителям однофазную электроэнергию, имеет различные значения в зависимости от географического положения. Вот почему очень важно проверить диапазон входного напряжения блока питания перед его покупкой или использованием, чтобы убедиться, что он предназначен для работы в электросети вашей страны. В противном случае вы можете повредить блок питания или подключенное к нему устройство.

В таблице 2 сравниваются напряжения сети в разных регионах мира.

* Япония имеет две частоты в своей национальной сети из-за электрификации страны в конце 19 века. В западном городе Осака поставщики электроэнергии закупили генераторы на 60 Гц в США, а в Токио, на востоке Японии, они купили немецкие генераторы на 50 Гц. Обе стороны отказались менять свою частоту, и по сей день в Японии до сих пор есть две частоты: 50 Гц на востоке, 60 Гц на западе.

Как упоминалось ранее, трехфазное питание используется не только для транспорта, но и для питания больших нагрузок, таких как электродвигатели или зарядка больших аккумуляторов. Это связано с тем, что параллельное приложение мощности в трехфазных системах может передавать гораздо больше энергии в нагрузку и может делать это более равномерно из-за перекрытия трех фаз (см. рисунок 6) .

Рисунок 6: Передача энергии в однофазной (слева) и трехфазной (справа) системах

Например, при зарядке электромобиля (EV) количество энергии, которое вы можете передать аккумулятору, определяет, насколько быстро он обвинения.

Однофазные зарядные устройства подключаются к сети переменного тока (AC) и преобразуются в постоянный ток (DC) внутренним преобразователем переменного/постоянного тока автомобиля (также называемым бортовым зарядным устройством). Эти зарядные устройства ограничены по мощности сетью и розеткой переменного тока.

Ограничение варьируется от страны к стране, но обычно составляет менее 7 кВт для розетки на 32 А (в ЕС 220 x 32 А = 7 кВт). С другой стороны, трехфазные источники питания преобразуют мощность переменного тока в постоянный извне и могут передавать более 120 кВт на батарею, обеспечивая сверхбыструю зарядку.

Резюме

Блоки питания переменного/постоянного тока повсюду. Основная задача источника питания переменного/постоянного тока заключается в преобразовании переменного тока (AC) в стабильное напряжение постоянного тока (DC), которое затем можно использовать для питания различных электрических устройств.

Переменный ток используется для передачи электроэнергии по всей электрической сети, от генераторов до конечных потребителей. Цепь переменного тока (AC) может быть сконфигурирована как однофазная или трехфазная система. Однофазные системы проще и могут обеспечить достаточную мощность для питания всего дома, но трехфазные системы могут обеспечить гораздо большую мощность более стабильным образом, поэтому они часто используются для подачи электроэнергии в промышленных целях.

Разработка эффективного источника питания переменного/постоянного тока — непростая задача, поскольку современные рынки требуют мощных, чрезвычайно эффективных и миниатюрных источников питания, способных поддерживать эффективность в широком диапазоне нагрузок.

Методы проектирования источников питания переменного/постоянного тока со временем изменились. Линейные блоки питания переменного/постоянного тока ограничены по размеру и эффективности, поскольку они работают на низких частотах и ​​регулируют выходную температуру, рассеивая избыточную энергию в виде тепла. Напротив, импульсные источники питания стали чрезвычайно популярными, поскольку в них используются импульсные стабилизаторы для преобразования переменного тока в постоянный. Импульсные источники питания работают на более высоких частотах и ​​преобразовывают электроэнергию намного эффективнее, чем в предыдущих конструкциях, что позволило создать мощные блоки питания переменного/постоянного тока размером с ладонь.