更新時間:2020-10-20
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電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應器,其特點是可為集成電路(ASIC)結論、數字信號處理器 (DSP)和諧共生、微處理器、存儲器適應性強、現場可編程門陣列 (FPGA) 及其他數字或模擬負載提供供電技術交流。一般來說,這類模塊稱為負載點 (POL) 電源供應系統(tǒng)或使用點電源供應系統(tǒng) (PUPS)拓展。由于模塊式結構的優(yōu)點甚多創造更多,因此模塊電源廣泛用于交換設備、接入設備相關、移動通訊大力發展、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領域和汽車電子綠色化、航空航天等不同需求。
一般來說,這類模塊稱為負載點 (POL) 電源供應系統(tǒng)或使用點電源供應系統(tǒng) (PUPS)保持穩定。由于模塊式結構的優(yōu)點甚多總之,因此模塊電源廣泛用于交換設備、接入設備支撐作用、移動通訊研學體驗、微波通訊以及光傳輸、路由器等通信領域和汽車電子最為突出、航空航天等落實落細。
尤其近幾年由于數據業(yè)務的飛速發(fā)展和分布式供電系統(tǒng)的不斷推廣,模塊電源的增幅已經超出了一次電源。模塊電源具有隔離作用,抗干擾能力強製高點項目,自帶保護功能為產業發展,便于集成。隨著半導體工藝有所增加、封裝技術和高頻軟開關的大量使用,模塊電源功率密度越來越大,轉換效率越來越高,應用也越來越簡單各項要求。
人們在開關電源技術領域是邊開發(fā)相關的電力電子器件,邊開發(fā)開關變頻技術越來越重要的位置,兩者相互促進推動著開關電源每年以超過兩位數字的增長率向著輕新技術、小、薄順滑地配合、低噪聲深入、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展前沿技術。開關電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類基礎,DC/DC變換器現已實現模塊化,且設計技術及生產工藝在國內外均已成熟和標準化影響力範圍,并已得到用戶的認可大局,但AC/DC的模塊化,因其自身的特性使得在模塊化的進程中邁出了重要的一步,遇到較為復雜的技術和工藝制造問題有序推進。以下分別對兩類開關電源的結構和特性作以闡述
伺服電機、測速電機積極拓展新的領域、步進電機配套設備。,
各種控制電機有各自的控制任務:
如:伺服電動機將電壓信號轉換為轉矩和轉速以驅動控制對象;測速發(fā)電機將轉速轉換為電壓相對開放,并傳遞到輸入端作為反饋信號推進高水平。步進電動機將脈沖信號轉換為角位移或線位移。
對控制電機的主要要求:動作靈敏拓展應用、準確生產創效、重量輕、體積小管理、耗電少優化上下、運行可靠等。
伺服電動機又稱執(zhí)行電動機模樣。其功能是將輸入的電壓控制信號轉換為軸上輸出的角位移和角速度生產體系,驅動控制對象。
伺服電動機可控性好很重要,反應迅速能力和水平。是自動控制系統(tǒng)和計算機外圍設備中常用的執(zhí)行元件覆蓋。伺服電動機可分為兩類:直流伺服電動機、交流伺服電動機研究。
交流伺服電動機就是一臺兩相交流異步電機高效。它的定子上裝有空間互差90°的兩個繞組:勵磁繞組和控制繞組。
交流伺服電動機的工作原理與單相異步電動機有相似之處提高。
勵磁繞組固定接在電源上體系,當控制電壓為零時,電機無起動轉矩開展試點,轉子不轉。
若有控制電壓加在控制繞組上共同,且勵磁電流i,和控制繞組電流I,不同相時推進一步,因此便產生兩相旋轉磁場。在旋轉磁場的作用下簡單化,轉子便轉動起來力度。
交流伺服電動機的特點:不僅要求它在靜止狀態(tài)下,能服從控制信號的命令而轉動系統性,而且要求在電動機運行時如果控制電壓變?yōu)榱銟I務指導,電動機立即停轉。
但如果交流伺服電動機的參數選擇和一-般單相異步電動機相似就此掀開,電動機經轉動長足發展,即使控制等于零,
電動機仍繼續(xù)轉動穩步前行,電動機失去控制結構不合理,這種現象稱為“自轉”。
直流伺服電動機的結構與直流電動機基本相同逐步改善。只是為減小轉動慣量意見征詢,電機做得細長一些。
直流伺服電動機的工作原理也與直流電動機相同大大提高。
供電方式:他勵供電的必然要求。勵磁繞組和電樞分別由兩個獨立的電源供電。
測速發(fā)電機是一種轉速測量傳感器取得了一定進展。在許多自動控制系統(tǒng)中完善好,它被用來測量旋轉裝置的轉速,向控制電路提供與轉速大小成正比的信號電壓可能性更大。
測速發(fā)電機分為交流和直流兩種類型部署安排。
交流測速發(fā)電機
交流測速發(fā)電機又分為同步式和異步式兩種,這里只分析異步式交流測速發(fā)電機的工作原理技術。
異步式交流測速發(fā)電機的結構與杯形轉子交流伺服電機相似推廣開來,它的定子上有兩個繞組推動,一個是勵磁繞組,一個是輸出繞組資源配置。
直流測速發(fā)電機分永磁式和他勵式兩種信息。兩種電機的電樞相同,工作時電樞接負載電阻大力發展。但永磁式的定子使用磁鐵產生磁場豐富內涵,因而沒有勵磁線圈;他勵式的結構與直流伺服電機相同,工作時勵磁繞組加直流電壓勵磁產能提升。
測速發(fā)電機的作用是將機械速度轉變?yōu)殡妷?信號適應性,在自動控制系統(tǒng)和計算裝置中作為檢測元件、校正元件等通過活化。如在恒速控制系統(tǒng)中落地生根,測速發(fā)電機將速度轉換為電壓信號作為反饋信號,達到調節(jié)速度的作用重要方式。
步進電機是利用電磁鐵的作用原理開展面對面,將脈沖信號轉換為線位移或角位移的電機。每來一個電脈沖非常重要,步進電機轉動一定角度進一步提升,帶動機械移動一小段距離。
特點:
(1)來一個脈沖營造一處,轉一個步距角改革創新。
(2)控制脈沖頻率,可控制電機轉速取得顯著成效。
(3)改變脈沖順序高效利用,可改變轉動方向。
由于步進電動機的這一工作職能正好符合數字控制系統(tǒng)要求估算,因此它在數控機床講理論、鐘表工業(yè)及自動記錄儀等方面都有很廣泛的應用
種類:勵磁式和反應式兩種。
區(qū)別在于勵磁式步進電機的轉子上有勵磁線圈不要畏懼,依靠電磁轉矩工作服務為一體。反應式步進電機的轉子上沒有勵磁線圈。依靠變化的的磁阻生成磁阻轉矩工作逐漸顯現。反應式步進電機的應用廣泛全會精神,它有兩相、三相拓展基地、多相之分集中展示。這里主要討論三相反應式步進電動機的結構和工作原理。
貝加萊UPS電源模塊9A0100.11
貝加萊單相電源
0PS1020.0
0PS1025.2
0PS1040.0
0PS1042.2
0PS1050.1
0PS1100.1
0PS1200.1
貝加萊三相電源
0PS3050.1
0PS3100.1
0PS3200.1
0PS3400.1
貝加萊緩沖模塊
0PB0200.1
貝加萊UPS設備
貝加萊24VDC UPS模塊
9A0100.11
貝加萊電池單元
9A0100.12
9A0100.14
9A0100.16
貝加萊替換電池
9A0100.13
9A0100.15
9A0100.17
從結構上看體系流動性,自動控制系統(tǒng)分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩類探索創新。
開環(huán)控制系統(tǒng)結構簡單帶來全新智能,控制對象按照控制指令工作,但不能根據輸出結果自動調節(jié)新產品,僅用于對控制精度要求不高的場合去完善。
閉環(huán)控制系統(tǒng)結構比較復雜。把輸出信號的一部分通過反饋環(huán)節(jié)引回到輸入端長遠所需,與給定信號比較求索,得到誤差信號,再送入控制對象去調節(jié)輸出結果規模。如此反復循環(huán)穩定發展,直至誤差為零。這種控制是通過反饋來實現的提供深度撮合服務,所以也叫做反饋控制系統(tǒng)雙重提升。
閉環(huán)控制系統(tǒng)(反饋控制系統(tǒng))的各個基本環(huán)節(jié)如下所示:
系統(tǒng)中各部分的作用如下:
給定元件-把控制指令變成給定值。它與被調量存在著一定的函數關系事關全面。 改變給定值,即可改變被調量狀態。
檢測元件-把被調量檢測出來技術節能,按一定的函數關系反饋到輸入端。
比較元件-把反饋信號Ur與給定信號Ug,比較以獲取誤差信號Ud.
放大元件-當誤差信號太微弱時廣泛認同,需要用放大元件把誤差信號放大到足以推動執(zhí)行元件的程度國際要求。
執(zhí)行元件-直接推動控制對象改變被調量″懺??刂茖ο笥?執(zhí)行元件推動的各種裝置競爭激烈,如各種機械負載、發(fā)電機改善、加熱爐空白區、閘門等,相應的被調量就是轉速信息化、電壓形勢、溫度、位移等取得明顯成效。
伺服電機和其他電機(如步進電機)相比到底有什么優(yōu)點:
1約定管轄、精度:實現了位置,速度和力矩的閉環(huán)控制創新的技術;克服了步進電機失步的問題發揮;
2、轉速:高速性能好快速增長,一般額定轉速能達到2000~3000轉開放以來;
3占、適應性:抗過載能力強,能承受三倍于額定轉矩的負載結構不合理,對有瞬間負載波動和要求快速起動的場合特別適用動手能力;
4、穩(wěn)定:低速運行平穩(wěn)意見征詢,低速運行時不會產生類似于步進電機的步進運行現象重要的意義。適用于有高速響應要求的場合;
5等多個領域、及時性:電機加減速的動態(tài)相應時間短再獲,一般在幾十毫秒之內;
6應用擴展、舒適性:發(fā)熱和噪音明顯降低體驗區。
簡單點說就是:平常看到的那種普通的電機活動上,斷電后它還會因為自身的慣性再轉一會兒有望,然后停下。而伺服電機和步進電機是說停就停導向作用,說走就走方案,反應極快。但步進電機存在失步現象十大行動。
伺服電機的應用領域就太多了左右。只要是要有動力源的,而且對精度有要求的一般都可能涉及到伺服電機綜合措施。如機床可靠保障、印刷設備、包裝設備設計標準、紡織設備開展、激光加工設備、機器人發揮重要帶動作用、自動化生產線等對工藝精度發展成就、加工效率和工作可靠性等要求相對較高的設備。
伺服電機內部的轉子是永磁鐵重要方式,驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場開展面對面,轉子在此磁場的作用下轉動,同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器非常重要,驅動器根據反饋值與目標值進行比較進一步提升,調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度(線數)
交流伺服電動機的結構主要可分為兩部分營造一處,即定子部分和轉子部分改革創新。其中定子的結構與旋轉變壓器的定子基本相同知識和技能,在定子鐵心中也安放著空間互成90度電角度的兩相繞組。其中一組為激磁繞組交流等,另一組為控制繞組更加廣闊,交流伺服電動機一種兩相的交流電動機。 交流伺服電動機使用時提高,激磁繞組兩端施加恒定的激磁電壓Uf可以使用,控制繞組兩端施加控制電壓Uk。當定子繞組加上電壓后紮實,伺服電動機很快就會轉動起來效高化。 通入勵磁繞組及控制繞組的電流在電機內產生一個旋轉磁場,旋轉磁場的轉向決定了電機的轉向投入力度,當任意一個繞組上所加的電壓反相時創造,旋轉磁場的方向就發(fā)生改變,電機的方向也發(fā)生改變貢獻法治。 為了在電機內形成一個圓形旋轉磁場設備製造,要求激磁電壓Uf和控制電壓UK之間應有90度的相位差,常用的方法有:
1)利用三相電源的相電壓和線電壓構成90度的移相
2)利用三相電源的任意線電壓
3)采用移相網絡
4)在激磁相中串聯電容器
奧地利貝加萊B&R電源模塊,UPS電源模塊:
貝加萊UPS模塊
貝加萊電纜
0ACC0020.01-1
0ACC0050.01-1
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9A0017.01
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X20CA0E61.00020
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貝加萊電池
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按現代電力電子的應用領域攻堅克難,我們把電源模塊劃分如下:
綠色電源模塊
高速發(fā)展的計算機技術帶領人類進入了信息社會,同時也促進了電源模塊技術的迅速發(fā)展管理。八十年代,計算機全面采用了開關電源,*完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進入了電子生動、電器設備領域。
計算機技術的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源模塊創新能力。綠色電腦泛指對環(huán)境無害的個人電腦和相關產品新品技,綠色電源系指與綠色電腦相關的高效省電電源,根據美國環(huán)境保護署l992年6月17日“能源之星"計劃規(guī)定,桌上型個人電腦或相關的外圍設備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目 前效率為75%的200瓦開關電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源求得平衡。
開關電源模塊
通信業(yè)的迅速發(fā)展的推動了通信電源的發(fā)展紮實做。高頻小型化的開關電源及其技術已成為現代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源至關重要。一次電源的作用是將單相或三相交流電網變換成標稱值為48V的直流電源提供深度撮合服務。當前在程控交換機用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關電源取代,高頻開關電源(也稱為開關型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內,實現高效率和小型化。近幾年,開關整流器的功率容量不斷擴大,單機容量己從48V/12.5A的發生、48V/20A擴大到48V/200A組成部分、48V/400A。
因通信設備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗新的動力、方便維護,且安裝的過程中、增加非常方便。一般都可直接裝在標準控制板上,對二次電源的要求是高功率密度像一棵樹。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加過程中。
變換器
DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術被廣泛應用于無軌電車去突破、地鐵列車、電動車的無級變速和控制,同時使上述控制獲得加速平穩(wěn)達到、快速響應的性能,并同時收到節(jié)約電能的效果智能設備。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調壓的作用(開關電源), 同時還能起到有效地抑制電網側諧波電流噪聲的作用蓬勃發展。
通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術,開關頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3特點。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實現小型化,因此就要不斷提高開關頻率和采用新的電路拓撲結構,當前已有一些公司研制生產了采用零電流開關和零電壓開關技術的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。
UPS
不間斷電源(UPS)是計算機開放要求、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠向好態勢、高性能的電源。交流市電輸入經整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經逆變器變成交流,經轉換開關送到負載服務機製。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量,另一路備用電源通過電源轉換開關來實現貢獻力量。
現代UPS普遍了采用脈寬調制技術和功率M0SFET、IGBT等現代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高大幅拓展。微處理器軟硬件技術的引入,可以實現對UPS的智能化管理,進行遠程維護和遠程診斷發行速度。
目前在線式UPS的大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速,已經有0.5kVA與時俱進、lVA性能、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產品綜合運用。