Munurinn á línulegri aflgjafa og skiptiaflgjafa
Samkvæmt umbreytingarreglunni er hægt að flokka aflgjafa í línulega aflgjafa og skiptaaflgjafa. Þegar við flokkum línulega aflgjafa og skipta aflgjafa þurfum við í raun að skýra hvort það er AC/DC eða DC/DC. Þrátt fyrir að þessi flokkun miði að því að greina meginreglur umbreytingar. En eru línuleg aflgjafi og rofi aflgjafa sem ná AC/DC aðgerðum fullkomið ferli við að breyta AC í DC, og sumar rásirnar eru samsettar af DC/DC.
Línuleg aflgjafi og rofi aflgjafi fyrir AC/DC
Það eru margar kennslubækur, bækur og greinar sem vísa beint til línulegra aflgjafa sem "línulegra aflgjafa fyrir AC/DC". Hvað er línulegur aflgjafi? Línuleg aflgjafi dregur fyrst úr spennu amplitude AC afl í gegnum spenni, leiðréttir það síðan í gegnum afriðunarrás til að fá púlsað jafnstraumsafl og síar það síðan til að fá DC spennu með lítilli gárspennu.
Eiginleikar AC/DC línulegrar aflgjafa og rofi aflgjafa eru mismunandi sem hér segir:
Línuleg aflgjafi AC/DC er fyrst minnkaður með AC spennu með því að nota afltíðnispennu og síðan leiðrétt. Eftir spennulækkun í gegnum spenni er spennan orðin tiltölulega lág og hægt er að nota aflflís eins og þriggja skauta spennujafnara til spennustöðugleika. Stillingarrör línulega aflgjafans starfar í magnuðu ástandi, sem leiðir til mikillar hitamyndunar og lítillar skilvirkni (tengt spennufalli), sem krefst þess að bæta við fyrirferðarmiklum hitavaski. Rúmmál afltíðnispenna er einnig tiltölulega mikið og þegar framleitt er mörg sett af spennuútgangi verður rúmmál spennisins stærra.
Stillingarrör AC/DC rofi aflgjafa starfar í mettunar- og stöðvunarástandi, sem veldur lítilli hitamyndun og mikilli skilvirkni. AC/DC skiptiaflgjafinn útilokar þörfina á fyrirferðarmiklum afltíðnispennum. Hins vegar mun DC framleiðsla AC/DC skiptiaflgjafans hafa stærri gára, sem hægt er að bæta með því að tengja spennustillandi díóða í úttaksendanum. Að auki, vegna mikillar hámarkspúlstruflunar sem myndast við notkun rofarörsins, þarf að tengja segulperlur í röð í hringrásinni til að bæta sig. Tiltölulega séð er hægt að gera gára línulegs aflgjafa mjög lítið. Hægt er að skipta um aflgjafa með mismunandi staðfræðilegri uppbyggingu, svo sem spennulækkun, aukningu og aukningu, á meðan línuleg aflgjafi getur aðeins náð spennulækkun.
Margir snemma aflbreytir voru tiltölulega þungir og umbreytingarreglan þeirra var AC/DC línuleg aflgjafi, sem notaði afltíðnispennu innbyrðis. AC/DC línuleg aflgjafi notar fyrst spenni til að draga úr AC spennunni. Þessi tegund af spennum, sem dregur beint úr spennu í rafmagni, er kallaður afltíðnispennir eins og sýnt er á mynd 1.9. Afltíðnispennar, einnig þekktir sem lágtíðnispennar, greina þá frá hátíðnispennum sem notaðir eru til að skipta um aflgjafa. Afltíðnispennar voru mikið notaðir í hefðbundnum aflgjafa áður fyrr. Staðlað tíðni raforku í raforkuiðnaði, einnig þekkt sem netorku ("netafl" vísar til aflgjafa sem aðallega er notað af íbúum í borgum), er 50Hz í Kína og 60Hz í öðrum löndum. Spenni sem getur breytt spennu riðstraums á þessari tíðni er kallaður afltíðnispennir. Afltíðnispennar eru almennt stærri að stærð miðað við hátíðnispenna. Þannig að rúmmál AC/DC línulegrar aflgjafa sem er útfært með afltíðnispennum er tiltölulega mikið.
AC/DC rofi aflgjafa þarf fyrst að leiðrétta og sía AC aflgjafann til að mynda áætlaða DC háspennu og síðan stjórna rofanum til að búa til hátíðni púlsa, sem umbreytast í gegnum spenni. AC/DC skiptiaflgjafi hefur meiri skilvirkni og minni stærð. Ein mikilvæg ástæða fyrir smæð hans er sú að hátíðnispennar eru mun minni en afltíðnispennar. Hvers vegna er því hærri tíðnin, því minna rúmmál spennisins?
Transformer kjarna efni hafa mettunarmörk, svo það eru takmörk fyrir hámarks segulsviðsstyrk. Straumur, segulsviðsstyrkur og segulflæði riðstraums eru allt sinusoidal merki. Við vitum að fyrir sinusmerki með sömu amplitude, því hærri tíðnin er, því hærra er hámark "breytingahraða" merksins (sú stund sem sinusmerkið fer yfir núll er hámark "breytingarhraðans", en hraðinn breyting á hámarki merkis er 0). Á sama tíma ræðst framkölluð spenna af breytingum á segulflæðishraða. Svo, fyrir sömu spennu á hverja snúning, því hærri tíðnin er, því minna þarf hámarks segulflæðið. En eins og getið er hér að ofan er hámarksgildi segulsviðsstyrks takmarkað. Þess vegna, ef segulflæðisþörfin minnkar, er hægt að minnka þversniðsflatarmál járnkjarna. Ofangreind greining gerir ráð fyrir sömu spennu á hverja snúning. Og spennan á hverja snúning er tengd afl. Því að gera ráð fyrir sama vald. Ef krafturinn er minni er straumurinn líka minni og leyfilegur vír er þynnri og viðnámið er aðeins hærra, það er leyft að auka fjölda snúninga. Þannig minnkar spennan á hverja snúning einnig, sem getur einnig dregið úr segulflæðisþörfinni. Dragðu síðan úr hljóðstyrknum. Einnig gerir ofangreind greining ráð fyrir að efnið sé stöðugt, það er að mettunar segulsviðsstyrkurinn sé stöðugur. Auðvitað, ef efni með meiri mettunar segulsviðsstyrk eru notuð, getur rúmmálið einnig minnkað. Við vitum að miðað við spennubreyta af sömu stærð fyrir áratugum hafa spennar nú á dögum mun minna rúmmál vegna þess að þeir nota nú nýtt járnkjarnaefni.
Samkvæmt jöfnu Maxwell er framkallaður rafkrafturinn E í spennispólunni
Það er samþætting hraða breytinga á segulflæðisþéttleika B með tímanum yfir N vírabeygjur með svæði Ac.
Fyrir spennubreyta má líta á framkallaðan raforkukraft E á aðalhlið spennisins og spennuna U sem er beitt á inntakshliðinni sem línulegt samband. Á þeirri forsendu að amplitude U á inntakshlið spenni haldist óbreytt má telja að amplitude E haldist einnig óbreytt.
Að auki eru efri mörk fyrir segulflæðisþéttleika B fyrir hverja tegund segulkjarna. Ferrítið sem notað er í hátíðninotkun er um það bil nokkrir tíundu af Tesla, en járnkjarninn sem notaður er fyrir afltíðni er um það bil hærra en einn, með litlum mun.
Þess vegna, þegar tíðnin eykst, eykst hraði breytinga á segulflæðisþéttleika dB/dt í hverri lotu verulega, að því tilskildu að hámarksbreytingin á segulflæðisþéttleika B sé ekki marktæk. Þess vegna er hægt að nota minni Ac eða N til að ná sama framkallaða raforkukrafti E. Lækkun á Ac þýðir minnkun á þversniðsflatarmáli segulkjarna; Lækkun á N þýðir að hægt er að minnka flatarmál tóma glugga segulkjarna, sem hvort tveggja getur hjálpað til við að ná minna rúmmáli segulkjarna. Þversniðsflatarmál hátíðnispennu er minna og fjöldi snúninga í spólunni minnkar, sem leiðir til minna rúmmáls.
Stillingarrör aflgjafans virkar í mettunar- og stöðvunarástandi, sem veldur lítilli hitamyndun og mikilli skilvirkni. AC/DC skiptiaflgjafar þurfa ekki að nota stóra afltíðnispenna. Hins vegar mun DC framleiðsla rofaaflgjafans hafa stórar gárur ofan á það. Að auki, vegna mikillar hámarkspúls truflunarinnar sem myndast við notkun rofa smári, er einnig nauðsynlegt að sía aflgjafann í hringrásinni til að bæta gæði aflgjafans. Tiltölulega séð hafa línulegir aflgjafar ekki ofangreinda galla og gára þeirra getur verið mjög lítil.
