Skilningur á riðstraumi (AC) í hönnun aflgjafa
Til að hanna aflgjafa sem notar riðstraum (AC) verður fyrst að ákvarða inntaksstrauminn. Flestir raforkugjafar eru AC, sem venjulega sýnir sinusoidal bylgjulögun.
Mynd 1: AC bylgjuform og lykilbreytur
Þegar unnið er með AC þarf að huga að eftirfarandi breytum:
Hámarksspenna/straumur: Hámarks amplitude bylgjuformsins.
Tíðni: Fjöldi bylgjulaga á sekúndu. Tíminn fyrir eina heila lotu er kallaðurtímabili.
Meðalspenna/straumur: Meðalgildi allra spennupunkta yfir eina lotu. Í hreinu AC bylgjuformi án DC offset, er þetta gildi núll vegna þess að jákvæði og neikvæði helmingurinn hætta við hvorn annan.
RMS (Root Mean Square) Spenna/straumur: Rótmeðaltal kvaðrats augnabliks spennugilda yfir eina lotu. Fyrir hreina AC sinusbylgju er hægt að reikna þetta út með formúlu.
RMS jafngildir DC aflinu sem þarf til að framleiða sömu hitunaráhrif. Þessi skilgreining, þó flókin sé, veitir „árangursríkt gildi“ AC og er mikið notað í rafmagnsverkfræði, oft nefnt VAC.
Áfangi: Hornamunur tveggja bylgjuforma. Fullt AC hringrás spannar 360 gráður, með toppum við 90 gráður (jákvætt) og 270 gráður (neikvætt), og núll yfirferðar við 180 gráður og 360 gráður.
Ef tvær bylgjuform eru teiknaðar saman og önnur nær jákvæðum hámarki á meðan hin nær neikvæða hámarki (td 90 gráður á móti . 270 gráðu ), hafa þær 180 gráðu fasamun og eru kallaðar úr fasa. 0 gráðu fasamunur gefur til kynna að bylgjuform séu í fasa.
AC í Power Transmission
AC er aðal aðferðin til að flytja rafmagn frá orkuverum til endanotenda. Þetta er vegna þess að AC gerir skilvirka spennubreytingu við sendingu.
Virkjanir framleiða rafmagn á ~40.000 V (40 kV), sem síðan er aukið upp í150–800kVfyrir langa-fjarlægð sendingar til að lágmarka viðnámstap.
Nálægt áfangastað er spennan lækkað í4–35kV, og að lokum til120V eða 240Vtil íbúðarnota.
DC getur ekki auðveldlega náð slíkum spennubreytingum, þar sem línulegir spennar (sem byggja á spennusveiflum) virka aðeins með AC.
AC/DC línuleg aflgjafi
AC/DC línuleg aflgjafi fylgir þessum skrefum:
Mynd 2: Virka blokkarmynd
Stígðu-neðar spennir: Dregur úr AC inntaksspennu.
Leiðrétting: Breytir AC í púlsandi DC.
Sía: Mýkir DC bylgjuformið.
Kostir: Einföld hönnun, þroskaður í áratugi með bættri skilvirkni og aflsviði.
Takmarkanir:
Stærð: Lág-tíðniaðgerð (td 50 Hz) krefst stórra, þungra spennubreyta til að flytja afl á milli aðal- og aukaspóla.
Spennustjórnun: Línulegir þrýstijafnarar dreifa umframorku sem hita. Við mikið afl krefst þetta gríðarmikilla hitastigs, sem gerir varmastjórnun óhagkvæm.
AC/DC rofi-Aflgjafar
Til að bregðast við takmörkunum línulegrar hönnunar voru skipta-aflgjafar þróaðir:
Inntaksleiðrétting/sía: AC er beint breytt í DC.
Chopper hringrás: Breytir jafnstraumi í hátíðni-púlsa.
Stígðu-neðar spennir: Notar þéttan,-hátíðnispenni.
Úttaksleiðrétting/sía: Framleiðir stöðugan DC.
Kostir:
Fyrirferðarlítil stærð: Hátíðniaðgerð leyfir smærri spennum.
Mikil afköst: Lágmarks orkutap miðað við línulega hönnun.
Hitastjórnun: Minni hitaleiðni kemur í veg fyrir fyrirferðarmikla hitakökur.
Áskoranir:
Hávaði: Hátt-rofi kynnir rafsegultruflun (EMI), sem krefst háþróaðrar síunar.
Flækjustig: Stjórnrásir eru flóknari en viðráðanlegar með nútíma samþættum íhlutum.
Samantekt
AC/DC aflgjafar eru alls staðar nálægir og breyta AC í stöðugt DC fyrir rafeindatæki. Lykilatriði:
AC vs DC sending: AC ræður yfir netum vegna skilvirkrar spennubreytingar.
Einfasa á móti þriggja-fasa kerfum:
Einfasa-: Einfaldara, nóg fyrir heimili.
Þriggja-fasa: Skilar stöðugu, miklu afli fyrir iðnaðarnotkun.
Hönnunarþróun:
Línulegar vistir: Takmarkað af stærð og skilvirkni en einfalt.
Skipti um-stillingu: Fyrirferðarlítið, skilvirkt og ráðandi í nútíma forritum.
