Fehim tal-Kurrent Alternanti (AC) fid-Disinn tal-Provvista tal-Enerġija
Biex tiddisinja provvista ta 'enerġija bl-użu ta' kurrent alternanti (AC), l-ewwel għandu jiġi determinat il-kurrent tad-dħul. Il-biċċa l-kbira tas-sorsi tal-enerġija tal-grilja huma AC, li tipikament juri forma tal-mewġ sinusojdali.
Figura 1: Forma tal-mewġ AC u parametri ewlenin
Meta taħdem ma 'AC, għandhom jitqiesu l-parametri li ġejjin:
L-ogħla Vultaġġ/Kurrent: L-amplitudni massima tal-forma tal-mewġ.
Frekwenza: In-numru ta' ċikli tal-forma tal-mewġ kull sekonda. Il-ħin għal ċiklu sħiħ wieħed jissejjaħ il-perjodu.
Vultaġġ/Kurrent Medja: Il-valur medju tal-punti kollha tal-vultaġġ fuq ċiklu wieħed. F'forma ta 'mewġ AC pura mingħajr offset DC, dan il-valur huwa żero minħabba li n-nofsijiet pożittivi u negattivi jikkanċellaw lil xulxin.
RMS (Root Mean Square) Vultaġġ/Kurrent: L-għerq medju kwadru tal-valuri tal-vultaġġ istantanju fuq ċiklu wieħed. Għal mewġa sine AC pura, dan jista 'jiġi kkalkulat bl-użu tal-Formula.
RMS huwa ekwivalenti għall-qawwa DC meħtieġa biex tipproduċi l-istess effett ta 'tisħin. Din id-definizzjoni, għalkemm kumplessa, tipprovdi l-"valur effettiv" tal-AC u tintuża ħafna fl-inġinerija elettrika, spiss indikata bħala VAC.
Fażi: Id-differenza angolari bejn żewġ forom tal-mewġ. Ċiklu AC sħiħ jifrex 360 grad, b'qċaċet f'90 grad (pożittiv) u 270 grad (negattiv), u qsim żero f'180 grad u 360 grad.
Jekk żewġ forom tal-mewġ jiġu plottjati flimkien u waħda tilħaq il-quċċata pożittiva tagħha filwaqt li l-oħra tilħaq il-quċċata negattiva tagħha (eż., 90 grad vs. 270 grad ), għandhom differenza fil-fażi ta’ 180 grad u jissejħu barra mill-fażi. Differenza ta' fażi ta' 0 grad tindika li l-forom tal-mewġ huma f'fażi.
AC fit-Trażmissjoni tal-Enerġija
L-AC huwa l-metodu primarju għat-trażmissjoni tal-elettriku minn impjanti tal-enerġija lill-utenti finali. Dan għaliex l-AC jippermetti trasformazzjoni effiċjenti tal-vultaġġ waqt it-trasmissjoni.
L-impjanti tal-enerġija jiġġeneraw elettriku f'~40,000 V (40 kV), li mbagħad jiżdied għal150–800kVgħal trażmissjoni fuq-distanza twila biex jiġi mminimizzat it-telf resistiv.
Ħdejn id-destinazzjoni, il-vultaġġ jitnaqqas għal4–35kV, u finalment biex120V jew 240Vgħal użu residenzjali.
DC ma jistax faċilment jikseb tali trasformazzjonijiet ta 'vultaġġ, peress li t-trasformaturi lineari (li jiddependu fuq varjazzjonijiet fil-vultaġġ) jaħdmu biss ma' AC.
Provvisti ta 'Enerġija Lineari AC/DC
Provvista ta' enerġija lineari AC/DC issegwi dawn il-passi:
Figura 2: Dijagramma blokk funzjonali
Transformer-isfel: Inaqqas il-vultaġġ tal-input AC.
Rettifika: Tikkonverti AC għal DC pulsating.
Iffiltrar: Ittaffi l-forma tal-mewġ DC.
Vantaġġi: Disinn sempliċi, immaturat fuq għexieren ta 'snin b'effiċjenza mtejba u firxa ta' qawwa.
Limitazzjonijiet:
Daqs: Operazzjoni ta'-frekwenza baxxa (eż., 50 Hz) teħtieġ transformers kbar u tqal biex tittrasferixxi l-enerġija bejn il-koljaturi primarji u sekondarji.
Regolazzjoni tal-vultaġġ: Ir-regolaturi lineari jxerrdu l-enerġija żejda bħala sħana. F'qawwa għolja, dan jeħtieġ sinkijiet tas-sħana massivi, li jagħmlu l-ġestjoni termali imprattikabbli.
AC/DC Switching-Modalità Provvisti tal-Enerġija
Biex jiġu indirizzati l-limitazzjonijiet ta' disinji lineari, ġew żviluppati provvisti ta' enerġija b'modalità ta' swiċċjar-:
Rettifika/filtrazzjoni tad-dħul: AC huwa konvertit direttament għal DC.
Ċirkwit Chopper: Jikkonverti DC f'impulsi ta'-frekwenza għolja.
Transformer-isfel: Juża transformer kompatt, ta' frekwenza għolja-.
Rettifika/filtrazzjoni tal-output: Jipproduċi DC stabbli.
Vantaġġi:
Daqs kompatt: It-tħaddim ta'-frekwenza għolja jippermetti transformers iżgħar.
Effiċjenza għolja: Telf minimu ta 'enerġija meta mqabbel ma' disinji lineari.
Ġestjoni termali: Dissipazzjoni mnaqqsa tas-sħana telimina sinkijiet tas-sħana goffi.
Sfidi:
Storbju: Is-swiċċjar ta'-frekwenza għolja jintroduċi interferenza elettromanjetika (EMI), li teħtieġ filtrazzjoni avvanzata.
Kumplessità: Iċ-ċirkwiti ta 'kontroll huma aktar sofistikati iżda maniġġabbli b'komponenti integrati moderni.
Sommarju
Provvisti ta 'enerġija AC/DC huma kullimkien, jikkonvertu AC għal DC stabbli għal apparati elettroniċi. Punti ewlenin:
Trażmissjoni AC vs DC: L-AC jiddomina l-grilji minħabba trasformazzjoni effiċjenti tal-vultaġġ.
Sistemi ta'-fażi waħda vs. tliet-fażijiet:
Fażi waħda-: Aktar sempliċi, biżżejjed għad-djar.
Tliet-fażijiet: Jagħti qawwa stabbli u għolja għal applikazzjonijiet industrijali.
Evoluzzjoni tad-disinn:
Provvisti lineari: Limitat bid-daqs u l-effiċjenza iżda sempliċi.
Qlib ta'-provvisti tal-mod: Kompatt, effiċjenti, u dominanti fl-applikazzjonijiet moderni.
