Notkun stafræns sveiflusjár til að mæla skiptiaflgjafa
Aflgjafar koma í ýmsum gerðum og stærðum, allt frá hefðbundnum hliðstæðum aflgjöfum til afkastamikilla rofaaflgjafa. Þeir standa allir frammi fyrir flóknu og kraftmiklu vinnuumhverfi. Hleðsla búnaðar og kröfur geta breyst verulega á augabragði. Jafnvel „hversdags“ skiptiaflgjafar verða að geta staðist tafarlausa toppa sem eru langt umfram meðalrekstrarstig þeirra. Verkfræðingar sem hanna aflgjafa eða kerfi sem munu nota aflgjafa þurfa að skilja hvernig aflgjafinn starfar við kyrrstæðar aðstæður sem og við verstu aðstæður.
Áður fyrr þýddi að einkenna hegðun aflgjafa að mæla kyrrstraum og spennu með stafrænum margmæli og framkvæma vandlega útreikninga með reiknivél eða tölvu. Í dag snúa flestir verkfræðingar sér að sveiflusjáum sem valinn aflmælingarvettvang. Nútíma sveiflusjár er hægt að útbúa með samþættum aflmælingar- og greiningarhugbúnaði, sem einfaldar uppsetningu og gerir kraftmiklar mælingar auðveldari. Notendur geta sérsniðið lykilbreytur, sjálfvirkt útreikninga og séð niðurstöður á nokkrum sekúndum, ekki bara hrá gögn.
Hönnunarvandamál aflgjafa og mælikröfur þeirra
Helst ætti sérhver aflgjafi að haga sér eins og stærðfræðilíkanið sem það var hannað fyrir. En í hinum raunverulega heimi eru íhlutir gallaðir, álag getur breyst, aflgjafi getur skekkt og umhverfisbreytingar geta breytt afköstum. Þar að auki gera breytingar á frammistöðu og kostnaðarkröfum einnig aflgjafahönnun flóknari. Hugleiddu þessar spurningar:
Hversu mörgum vöttum af afli getur aflgjafinn haldið utan um nafnafl sitt? Hversu lengi getur það varað? Hversu miklum hita dreifir aflgjafi? Hvað gerist þegar það ofhitnar? Hversu mikið kæliloftflæði þarf það? Hvað gerist þegar álagsstraumurinn eykst verulega? Getur tækið viðhaldið nafnspennu? Hvernig bregst aflgjafinn við algjörri skammhlaupi við úttakið? Hvað gerist þegar innspenna aflgjafa breytist?
Hönnuðir þurfa að þróa aflgjafa sem taka minna pláss, draga úr hita, draga úr framleiðslukostnaði og uppfylla strangari EMI/EMC staðla. Aðeins strangt mælikerfi getur gert verkfræðingum kleift að ná þessum markmiðum.
Sveiflusjá og aflmælingar
Fyrir þá sem eru vanir að gera mælingar á mikilli bandbreidd með sveiflusjá geta mælingar á aflgjafa verið einfaldar vegna tiltölulega lágrar tíðni. Reyndar eru margar áskoranir í aflmælingum sem hönnuðir háhraða hringrásar þurfa aldrei að takast á við.
Allt rofabúnaðurinn getur verið á háspennu og „fljótandi“, það er að segja ekki tengdur við jörð. Púlsbreidd, tímabil, tíðni og vinnuferill merkisins munu allir breytast. Bylgjuformið verður að fanga og greina af trúmennsku til að finna hvers kyns frávik í bylgjulöguninni. Þetta er krefjandi fyrir sveiflusjána. Margar rannsakar - Einenda nema, mismunadrifsnemar og straummælar eru allir nauðsynlegir. Tækið verður að hafa mikið minni til að gefa upptökupláss fyrir langtímaupptöku á lágtíðni. Og það gæti þurft að fanga mismunandi merki með mjög mismunandi amplitudum í einni upptöku.
Grunnatriði að skipta um aflgjafa
Ríkjandi jafnstraumsaflarkitektúr í flestum nútímakerfum er rofi aflgjafinn (skiptaaflgjafi), sem er vel þekktur fyrir getu sína til að takast á við breytt álag á áhrifaríkan hátt. Aflmerkjaslóð dæmigerðs rofaaflgjafa inniheldur óvirka íhluti, virka íhluti og segulmagnaðir íhlutir. Rofiaflgjafar nota eins fáa tapaða íhluti og mögulegt er (svo sem viðnám og línulegir smári) og nota aðallega (helst) taplausa íhluti: skiptisíma, þétta og segulmagnaðir íhlutir.
Rofiaflgjafabúnaðurinn er einnig með stjórnhluta, sem inniheldur púlsbreidd mótunarstýribúnað, púlstíðni mótunarstýringu, og endurgjöf lykkja 1 og aðra íhluti. Stýrihlutinn getur haft sína eigin aflgjafa. Mynd 1 er einfölduð skýringarmynd af rofi aflgjafa, sem sýnir orkubreytingarhlutann, þar á meðal virk tæki, óvirk tæki og segulmagnaðir íhlutir.
Tækni til að skipta aflgjafa notar afl hálfleiðara rofa tæki eins og málmoxíð sviði áhrif smára (MOSFETs) og einangruð hlið tvískauta smára (IGBT). Þessi tæki hafa stuttan skiptitíma og þola óstöðuga spennu. Jafn mikilvægt er að þeir eyða mjög lítilli orku, eru mjög skilvirkir og framleiða lágan hita, hvort sem það er kveikt eða slökkt. Rofibúnaður ákvarðar að miklu leyti heildarafköst rofi aflgjafa. Helstu mælingar á skiptabúnaði eru: skiptatap, meðalafltap, öruggt rekstrarsvæði og fleira.
