Aðferðin við að mæla skiptiaflgjafa með stafrænum sveiflusjá
Aflgjafar koma í ýmsum gerðum og stærðum, allt frá hefðbundnum hliðstæðum aflgjafa til afkastamikilla rofaaflgjafa. Þeir þurfa allir að horfast í augu við flókið og kraftmikið vinnuumhverfi. Hleðsla búnaðar og kröfur geta breyst verulega á augabragði. Jafnvel „hversdags“ aflgjafi þolir tímabundna toppa vel umfram meðalrekstrarstig hans. Verkfræðingar sem hanna aflgjafa eða aflgjafa til að nota í kerfi þurfa að skilja hvernig aflgjafinn starfar við kyrrstæðar aðstæður sem og 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 sveiflusjánni 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 mælingarþarfir 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 verið breytilegt, aflgjafi getur brenglast og umhverfisbreytingar geta breytt afköstum. Einnig flækja breyttar frammistöðu- og kostnaðarkröfur hönnun aflgjafa. Hugleiddu þessar spurningar:
Hversu mörgum vöttum getur aflgjafinn haldið utan um nafnafl? Hversu lengi getur það varað? Hversu miklum hita dreifir aflgjafinn? Hvað gerist þegar það ofhitnar? Hversu mikið kæliloftflæði þarf það? Hvað gerist þegar álagsstraumurinn eykst verulega? Getur tækið viðhaldið nafnspennu? Hvernig bregst aflgjafinn við dauðu stuttu í úttakinu? 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 háhraðarása þurfa aldrei að takast á við.
Allt rofabúnaðurinn getur verið háspennur og „fljótandi“, það er að segja ekki tengdur við jörðu. Púlsbreidd, tímabil, tíðni og vinnulota merksins geta verið mismunandi. Bylgjur verða að fanga og greina af trúmennsku til að greina frávik í bylgjulöguninni. Þetta er krefjandi fyrir sveiflusjána. Margar rannsakar—Einenda, mismunadrifs- og straumskynjarar eru nauðsynlegar á sama tíma. 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 amplitudes í einni upptöku.
Grunnatriði að skipta um aflgjafa
Ríkjandi jafnstraumsaflarkitektúr í flestum nútímakerfum er rofi aflgjafinn (rofi aflgjafi), sem er þekktur fyrir getu sína til að takast á við mismunandi álag á skilvirkan hátt. Aflmerkjaslóð dæmigerðs rofaaflgjafa inniheldur óvirka íhluti, virka íhluti og segulmagnaðir íhlutir. Skiptaaflgjafar nota eins fáa tapaða íhluti og mögulegt er (svo sem viðnám og línulegir smári) og aðallega (helst) taplausa íhluti: skiptisíma, þétta og segulmagnaðir.
Rofiaflgjafabúnaðurinn hefur einnig stjórnhluta, sem inniheldur púlsbreiddarstýringu, púlstíðnimótunarstýringu og endurgjöf 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.
Skiptaaflgjafatækni notar rafmagns hálfleiðara rofabúnað eins og málmoxíð sviði áhrif smára (MOSFETs) og einangraða hlið tvískauta smára (IGBT). Þessi tæki hafa stuttan skiptitíma og þola misjafna spennu. Jafn mikilvægt, þeir eyða mjög litlum orku bæði í kveikt og slökkt ástand, eru mjög dugleg og framleiða lágan hita. Skiptibúnaður ákvarðar að miklu leyti heildarafköst rofaaflgjafa. Lykilmælingar á skiptibúnaði eru: rofatap, meðalafltap, öruggt vinnusvæði og fleira.
