התקני הגנה על מתח נמוך

שקול מערכות שונות להגנה על הייצור התעשייתי מפני נפילות מתח (גלגל תנופה, ספק כוח סטטי אל פסק (UPS), מפצה דינמי של עיוות מתח, מפצה סטטי (STATCOM), LED מחובר במקביל, ממיר בוסט, מסנן אקטיבי ומגבר סדרתי ללא שנאים).

הפחתת מתח היא אחת התופעות היקרות בתעשייה. הדרך הקלה ביותר להגן על תהליכים רגישים מכל נזק היא התקנת UPS... עם זאת, בשל העלויות הגבוהות של הרכישה והתחזוקה שלהם, UPS מותקנים רק בחפצים מבניים גדולים, במקומות בהם נזק שנגרם כתוצאה מבעיות באספקת החשמל יכול לגרום לנזק משמעותי, למשל בבתי חולים, בייצור מחשבים, במוסדות פיננסיים.

כאשר מחליטים להתקין ציוד מגן, יש לבצע בדיקת היתכנות כדי להראות את היתכנות התקנת UPS עבור תהליך ייצור ספציפי.

הבעיה של הגנה על מנועים חשמליים במהירויות שונות בייצור תעשייתי מפני נפילות מתח נפתרה כעת. בשל המגוון הרחב של מותגים של מערכות כאלה, לא קל מאוד למצוא את הפתרון הטכני והכלכלי האופטימלי לבעיה זו.

סוגי ציוד מתקן

גלגל תנופה מחולל מנוע (D-G) יכול להגן על הפרעות ייצור קריטיות מכל צניחה במתח במערכת החשמל C. כאשר מתרחשת צניחה במתח, ירידת המתח על פני העומס מואטת על ידי גלגל התנופה. הסכימות השונות לחיבור גלגל התנופה למנוע-גנרטור דומות לאלו המוצגות ב-1.

אורז. 1. תכנית של שימוש בגלגל תנופה כדי לפצות על נפילות מתח

המרכיבים העיקריים של UPS סטטי עצמאי מוצגים באיור. 2, שהסוללות (הקבלים) שלו אוגרות אנרגיה רק ​​כדי להגן מפני נפילות מתח לזמן קצר. אם מתרחשת נפילת מתח, העומס מופעל מהסוללה באמצעות ממיר DC ל-AC.

אורז. 2. תכנית של שימוש ב-UPS כדי לפצות על נפילות מתח

מפצה של עיוות מתח דינמי במהלך נפילת המתח הוא נשאר מחובר לרשת החשמל 1 דרך השנאי 2 וקובע את החלק החסר של המתח (איור 3). הוא מוסיף את החלק החסר הזה של המתח דרך הפיתולים 4 הראשיים ו-3 המשניים של השנאי האוטומטי המחוברים בסדרה עם העומס 7. בהתאם למטרה, האנרגיה לאספקת העומס 7 דרך ממיר המתח 5 במהלך ירידת המתח יכולה להיות נלקח מהרשת או ממקור מתח נוסף (בעיקר מקבלים c).

שקול שני שינויים מיצרנים שונים. הראשון (להלן DKIN-1) אינו מכיל מקורות מתח והוא מחובר לצמיתות. אפשרות זו היא חסכונית להגדלת המתח עד 50%. יש שינוי במכשיר DKIN עם יכולת להגביר את המתח ב-30%. הוא האמין כי החל משינוי זה של מכשיר DKIN (30%), רצוי להשתמש בהם בייצור.

אורז. 3. תכנית לשימוש ב-DKIN לפיצוי על נפילות מתח

השינוי השני (DKIN-2) מכיל מקור כוח המיועד לעומס כבד.התקן שני מגה וואט יכול להעלות את מתח העומס של עומס של 4 מגה וואט ב-50% או עומס של 8 מגה וואט ב-23%. בניגוד לרוב המכשירים האחרים, מקור הכוח מסוגל לעמוד בנפילות ממושכות.

מפצה סטטי (STATCOM) התקן לפיצוי נפילות מתח מחובר במקביל לעומס (איור 4). התקן STATCOM יכול להפחית את נפילות המתח על ידי שינוי העומס התגובתי בצומת.

ניתן לשפר את היכולת להפחית נפילות על ידי הוספת מקור כוח נוסף, כגון מקור כוח מגנטי מוליך-על. למרות שמפצי STATCOM (איור 4) מסוגלים לספוג ולהחזיר כוח תגובתי Vסטטיסטית, השימוש בהם מוגבל בדרך כלל לפיצוי סטטי מסיבות כלכליות.

במצב ירידה, מערכת STATCOM עוברת למצב מקור DC. המתח על פני מסופי הקבל יכול להישמר קבוע.

אורז. 4. מפרק התפשטות סטטי

מנוע סינכרוני מקושר במקביל (SM) דומה במקצת ל-STATCOM, אך אינו מכיל מוצרי חשמל (איור 5). היכולת של המנוע הסינכרוני לספק עומס תגובתי גדול מאפשרת למערכת כזו לפצות נפילות מתח של עד 60% עמוק בתוך 6 שניות. במקביל, גלגל תנופה קטן מגן על העומס מפני הפסקת חשמל מוחלטת למשך 100ms.

אורז. 5. LED וגלגל תנופה מחוברים במקביל: 1 - מערכת חשמל; 2 - שנאי; 3 - מתג

ממיר שלב-על זהו ממיר DC / DC שמגביר את מתח האוטובוס DC (לדוגמה, מנוע בתדר משתנה) לרמה הנומינלית (איור 6).

ירידת המתח הגדולה ביותר שניתן לפצות תלויה בזרם הנקוב של ממיר הבוסט. ממיר ה-Boost מתחיל לעבוד ברגע שמתגלה נפילת מתח באוטובוסי DC של המכשיר. לצד היכולת לפצות על נפילות מתח סימטריות של עד 50%, לממיר ה-Boost יכולת לפצות על נפילות א-סימטריות עמוקות, כמו כשל מוחלט של אחד השלבים. ניתן להשלים את ממיר הבוסט עם סוללות כדי להגן מפני הפסקת חשמל מוחלטת.

פילטר פעיל (איור 7) הוא ממיר שפועל כמו מיישר, באמצעות תיריסטורים IGBT במקום דיודות.

מסנן פעיל יכול לשמור על המתח ברציפות דרך ירידת המתח. דירוג הזרם של המסנן הפעיל קובע את ערך תיקון נפילת המתח המרבי.

אורז. 7. מסנן פעיל

במקרה של נפילת מתח, נפתח מעגל פיצוי מתח ללא שנאי (איור 8) והעומס מוזן דרך המהפך.ספק הכוח של אוטובוס DC של המהפך נתמך על ידי שני קבלים הטעונים בסדרה.

אורז. 8. פיצוי נפילות מתח סדרתי ללא שנאים

עבור מתח שיורי של 50%, ניתן לספק את רמת המתח המדורג. במכשיר זה, אספקה ​​נוספת (קבלים) יכולה למתן את ההפרעה המלאה לפרק זמן מוגבל. המכשיר מספק את היכולת לשחזר את המתח גם עם נפילות מתח אסימטריות.