《交流穩(wěn)壓電源》課件2

交流穩(wěn)壓電源電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件確保設(shè)備安全可靠運(yùn)行課程目標(biāo)和學(xué)習(xí)內(nèi)容1掌握基本原理理解交流穩(wěn)壓電源的工作機(jī)制2識(shí)別主要類(lèi)型了解不同穩(wěn)壓器的特點(diǎn)3選擇與應(yīng)用學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)際需求選擇合適設(shè)備故障處理交流穩(wěn)壓電源的定義和用途定義能將波動(dòng)的交流電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定輸出的裝置主要功能抑制電網(wǎng)波動(dòng)影響保護(hù)敏感電子設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)景精密儀器供電工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備醫(yī)療設(shè)備保障交流穩(wěn)壓電源的基本原理檢測(cè)輸入電壓監(jiān)測(cè)電網(wǎng)波動(dòng)情況比較參考值與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較調(diào)整輸出補(bǔ)償通過(guò)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制維持穩(wěn)定輸出確保負(fù)載端電壓恒定交流穩(wěn)壓電源的主要組成部分檢測(cè)單元監(jiān)測(cè)輸入輸出電壓變化控制電路處理信號(hào)并發(fā)出調(diào)整指令調(diào)整元件執(zhí)行電壓調(diào)整動(dòng)作濾波電路消除干擾保證輸出質(zhì)量交流電源的特性和波動(dòng)電網(wǎng)波動(dòng)主要表現(xiàn)為電壓暫降突發(fā)浪涌和尖峰干擾諧波失真和頻率偏移穩(wěn)壓的必要性保護(hù)設(shè)備預(yù)防電壓異常導(dǎo)致的損壞確保性能維持設(shè)備正常工作狀態(tài)延長(zhǎng)壽命減少電壓應(yīng)力帶來(lái)的老化提高效率避免因電壓不穩(wěn)造成的效率下降交流穩(wěn)壓電源的分類(lèi)磁飽和式利用鐵芯磁飽和特性電動(dòng)調(diào)壓式通過(guò)電機(jī)控制自耦變壓器電子式采用電子元件控制開(kāi)關(guān)式利用PWM技術(shù)調(diào)節(jié)磁飽和式交流穩(wěn)壓器磁飽和原理利用鐵芯特性控制輸出電壓工業(yè)應(yīng)用適用于惡劣工業(yè)環(huán)境內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含飽和鐵芯和諧振電路磁飽和式穩(wěn)壓器的工作原理輸入波動(dòng)電壓接入不穩(wěn)定交流電源通過(guò)鐵磁諧振利用鐵芯飽和特性諧振回路濾波吸收電壓波動(dòng)能量輸出穩(wěn)定電壓維持恒定的輸出水平磁飽和式穩(wěn)壓器的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固耐用無(wú)需電子控制元件抗干擾能力強(qiáng)可隔離電網(wǎng)干擾使用壽命長(zhǎng)缺點(diǎn)體積大重量重效率較低發(fā)熱大輸出波形失真調(diào)節(jié)速度慢噪音較大電動(dòng)調(diào)壓式交流穩(wěn)壓器工業(yè)設(shè)備商業(yè)樓宇醫(yī)療設(shè)施通信基站其他領(lǐng)域電動(dòng)調(diào)壓式穩(wěn)壓器的工作原理檢測(cè)電壓變化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸入輸出電壓2控制器處理計(jì)算所需調(diào)整量驅(qū)動(dòng)電機(jī)電機(jī)帶動(dòng)調(diào)壓器碳刷移動(dòng)調(diào)整輸出比改變自耦變壓器抽頭位置電動(dòng)調(diào)壓式穩(wěn)壓器的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)穩(wěn)壓精度高輸出波形失真小適應(yīng)負(fù)載變化能力強(qiáng)可調(diào)范圍寬效率較高缺點(diǎn)機(jī)械部件易磨損響應(yīng)速度較慢體積較大需定期維護(hù)成本較高電子式交流穩(wěn)壓器高精度應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室精密儀器IT設(shè)備保護(hù)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器工業(yè)控制系統(tǒng)PLC和自動(dòng)化設(shè)備家用電器保護(hù)高端家電與音響系統(tǒng)電子式穩(wěn)壓器的工作原理交流輸入采樣精確測(cè)量電壓波形2電子電路控制快速響應(yīng)計(jì)算調(diào)整量功率元件調(diào)節(jié)通過(guò)晶閘管或MOSFET控制電子式穩(wěn)壓器的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)響應(yīng)速度快穩(wěn)壓精度高體積小重量輕無(wú)機(jī)械磨損缺點(diǎn)電子元件易老化散熱問(wèn)題突出抗浪涌能力有限成本較高適用場(chǎng)景精密電子設(shè)備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)醫(yī)療設(shè)備實(shí)驗(yàn)室儀器開(kāi)關(guān)式交流穩(wěn)壓器98%峰值效率較傳統(tǒng)方式大幅提升40%體積減少相比傳統(tǒng)穩(wěn)壓器10μs響應(yīng)時(shí)間快速響應(yīng)電網(wǎng)波動(dòng)開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓器的工作原理高頻采樣實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸入電壓變化PWM控制生成脈寬調(diào)制信號(hào)功率開(kāi)關(guān)高速切換電壓通斷濾波整形去除高頻成分輸出穩(wěn)定電壓開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓器的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)效率極高可達(dá)98%體積小重量輕響應(yīng)速度極快適應(yīng)范圍寬發(fā)熱量小缺點(diǎn)電磁干擾較大電路復(fù)雜維修難度高高頻噪聲成本高交流穩(wěn)壓電源的性能指標(biāo)性能評(píng)估關(guān)鍵參數(shù)包括穩(wěn)壓精度動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間和調(diào)整率輸出波形質(zhì)量和效率穩(wěn)壓精度磁飽和式電子式開(kāi)關(guān)式動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間電網(wǎng)波動(dòng)電壓突變或負(fù)載變化檢測(cè)延遲系統(tǒng)識(shí)別異常時(shí)間調(diào)整過(guò)程執(zhí)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)動(dòng)作達(dá)到穩(wěn)定輸出恢復(fù)正常值輸出波形失真效率和功率因數(shù)效率指標(biāo)表示輸出功率與輸入功率之比反映能量轉(zhuǎn)換損耗高效率意味著低發(fā)熱量通常以百分比表示功率因數(shù)反映有功功率與視在功率比值影響電網(wǎng)傳輸效率理想值為1.0低值會(huì)增加線路負(fù)擔(dān)可靠性和使用壽命溫度管理控制工作溫度延長(zhǎng)壽命2元件質(zhì)量高品質(zhì)組件確保長(zhǎng)期穩(wěn)定保護(hù)設(shè)計(jì)多重保護(hù)防止極端條件損壞交流穩(wěn)壓電源的選擇原則需求分析明確應(yīng)用場(chǎng)景和具體要求電氣參數(shù)評(píng)估容量精度響應(yīng)時(shí)間成本效益綜合考慮購(gòu)置和運(yùn)行成本適用環(huán)境考慮溫濕度振動(dòng)等因素負(fù)載特性分析輸入電壓波動(dòng)范圍電網(wǎng)波動(dòng)特性需測(cè)量實(shí)際使用環(huán)境的電壓范圍選擇寬裕度穩(wěn)壓器輸入范圍應(yīng)超出實(shí)際波動(dòng)季節(jié)性變化考慮全年電網(wǎng)負(fù)荷變化影響工業(yè)干擾評(píng)估周?chē)笮驮O(shè)備啟停的影響環(huán)境因素考慮溫度范圍工作溫度限制散熱條件評(píng)估溫度變化速率濕度條件防潮防凝露設(shè)計(jì)絕緣性能要求防腐蝕考慮機(jī)械因素振動(dòng)與沖擊安裝空間限制防塵防護(hù)等級(jí)成本效益分析1初始投資設(shè)備采購(gòu)成本安裝調(diào)試費(fèi)用2運(yùn)行成本能耗損失日常維護(hù)3隱性收益延長(zhǎng)設(shè)備壽命避免故障損失4長(zhǎng)期價(jià)值穩(wěn)定生產(chǎn)效率減少維修頻率交流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化生產(chǎn)線精密加工設(shè)備1醫(yī)療設(shè)施診斷設(shè)備生命支持系統(tǒng)IT與通信數(shù)據(jù)中心通信基站民用設(shè)備家用電器辦公設(shè)施工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用精密加工確保CNC加工中心穩(wěn)定運(yùn)行工業(yè)機(jī)器人保障控制系統(tǒng)精確性控制系統(tǒng)維持PLC控制器可靠工作醫(yī)療設(shè)備中的應(yīng)用生命支持呼吸機(jī)和監(jiān)護(hù)儀診斷影像CT和MRI設(shè)備治療設(shè)備激光治療和透析機(jī)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備分析儀和精密天平通信系統(tǒng)中的應(yīng)用基站設(shè)備保障移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)據(jù)中心確保服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連續(xù)工作衛(wèi)星地面站維持信號(hào)接收和處理設(shè)備性能網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備保護(hù)路由器和交換機(jī)正常工作家用電器中的應(yīng)用穩(wěn)壓器可保護(hù)高端家電免受電壓波動(dòng)損害提高敏感電子設(shè)備使用壽命維持音視頻設(shè)備最佳性能狀態(tài)交流穩(wěn)壓電源的安裝與使用前期規(guī)劃確定安裝位置和線路要求專(zhuān)業(yè)安裝按照規(guī)范連接電氣線路調(diào)試檢驗(yàn)驗(yàn)證穩(wěn)壓效果和保護(hù)功能正確使用遵循操作規(guī)程避免超載安裝前的準(zhǔn)備工作需求評(píng)估確認(rèn)負(fù)載特性和容量需求場(chǎng)地準(zhǔn)備測(cè)量安裝空間確保通風(fēng)散熱工具準(zhǔn)備備齊專(zhuān)用工具和測(cè)試設(shè)備安全措施制定安全操作流程和應(yīng)急預(yù)案正確的安裝步驟斷電安全確認(rèn)電源完全切斷固定底座穩(wěn)固安裝在水平面上電氣連接按標(biāo)識(shí)正確連接輸入輸出線測(cè)試驗(yàn)收無(wú)負(fù)載和帶負(fù)載測(cè)試使用注意事項(xiàng)容量匹配避免長(zhǎng)期滿載運(yùn)行預(yù)留20%容量余量注意啟動(dòng)電流影響環(huán)境控制保持通風(fēng)良好避免高溫高濕防止灰塵堆積操作規(guī)范按順序開(kāi)關(guān)機(jī)避免頻繁切換定期檢查狀態(tài)日常維護(hù)和保養(yǎng)定期檢查觀察運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境變化清潔維護(hù)去除灰塵保持通風(fēng)良好性能測(cè)試驗(yàn)證穩(wěn)壓效果和保護(hù)功能專(zhuān)業(yè)保養(yǎng)按周期進(jìn)行全面維護(hù)檢修交流穩(wěn)壓電源的故障診斷故障現(xiàn)象識(shí)別異常表現(xiàn)和警告信號(hào)初步檢查檢測(cè)電源和連接情況專(zhuān)業(yè)診斷使用儀器測(cè)量電氣參數(shù)維修處理針對(duì)性解決確認(rèn)問(wèn)題原因常見(jiàn)故障類(lèi)型無(wú)輸出故障完全斷電或保險(xiǎn)絲熔斷穩(wěn)壓失效輸出波動(dòng)超出范圍過(guò)熱保護(hù)溫度過(guò)高導(dǎo)致停機(jī)異常噪音元件松動(dòng)或共振故障原因分析人為因素誤操作或使用不當(dāng)2電氣原因元件老化或突發(fā)浪涌環(huán)境影響溫濕度超限或粉塵侵入老化磨損長(zhǎng)期使用導(dǎo)致性能退化故障排除方法安全斷電確保電源完全切斷避免觸電檢查線路驗(yàn)證連接和配電狀態(tài)元件檢測(cè)測(cè)試關(guān)鍵組件性能專(zhuān)業(yè)維修更換損壞部件并全面校準(zhǔn)預(yù)防性維護(hù)措施短期措施定期清潔灰塵檢查連接牢固度監(jiān)測(cè)運(yùn)行溫度記錄輸出參數(shù)長(zhǎng)期措施計(jì)劃性能測(cè)試部件壽命評(píng)估專(zhuān)業(yè)校準(zhǔn)服務(wù)更新升級(jí)計(jì)劃交流穩(wěn)壓電源的發(fā)展趨勢(shì)智能聯(lián)網(wǎng)支持遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能管理高效小型化更高功率密度和能效綠色環(huán)保適配新能源系統(tǒng)需求智能化和數(shù)字化數(shù)字控制高精度數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制自學(xué)習(xí)算法自適應(yīng)負(fù)載特性調(diào)整移動(dòng)管理手機(jī)APP遠(yuǎn)程操作高效率和節(jié)能設(shè)計(jì)負(fù)載百分比傳統(tǒng)穩(wěn)壓器高效穩(wěn)壓器小型化和模塊化12000年傳統(tǒng)大型設(shè)備功率密度低22010年半導(dǎo)體技術(shù)提升體積減少30%32020年高頻開(kāi)關(guān)技術(shù)功率密度提高一倍4未來(lái)新材料應(yīng)用體積再減少50%新材料和新工藝的應(yīng)用第三代半導(dǎo)體碳化硅和氮化鎵器件應(yīng)用納米復(fù)合材料提高散熱性能和絕緣效果先進(jìn)工藝3D封裝和直接鍵合工藝耐極端環(huán)境適應(yīng)惡劣條件的特種材料交流穩(wěn)壓電源與可再生能源的結(jié)合穩(wěn)壓設(shè)備在新能源系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用平抑太陽(yáng)能和風(fēng)能輸出波動(dòng)確保微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行交流穩(wěn)壓電源在智能電網(wǎng)中的作用電壓質(zhì)量保持配電網(wǎng)穩(wěn)定電壓1雙向調(diào)節(jié)適應(yīng)分布式發(fā)電需求故障隔離限制故障傳播范圍需求響應(yīng)配合智能調(diào)控策略交流穩(wěn)壓電源的市場(chǎng)分析亞太地區(qū)北美歐洲中東非洲拉美全球市場(chǎng)概況5.8%年增長(zhǎng)率穩(wěn)壓器市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)158億市場(chǎng)規(guī)模全球年銷(xiāo)售額(人民幣)65%工業(yè)占比工業(yè)應(yīng)用在市場(chǎng)中的比重中國(guó)市場(chǎng)發(fā)展前景1產(chǎn)業(yè)升級(jí)傳統(tǒng)制造業(yè)智能化改造2電網(wǎng)建設(shè)智能電網(wǎng)大規(guī)模部署環(huán)保政策能效標(biāo)準(zhǔn)提升推動(dòng)市場(chǎng)主要廠商和競(jìng)爭(zhēng)格局國(guó)際巨頭ABB集團(tuán)西門(mén)子施耐德電氣伊頓公司國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍許繼電氣思源電氣科華數(shù)據(jù)華為數(shù)字能源交流穩(wěn)壓電源相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范安全標(biāo)準(zhǔn)GB4943電氣安全I(xiàn)EC