Përdorimi në jetën e përditshme të pajisjeve dhe pajisjeve të ndryshme elektrike që punojnë falë energjisë elektrike, na detyron të kemi njohuri minimale në fushën e inxhinierisë elektrike. Kjo është dija që na shpëton jetën. Përgjigjet në pyetjet se si të bëhen rrymë alternative nga një rrymë e drejtpërdrejtë, çfarë tension duhet të jetë në një apartament dhe çfarë personi modern duhet të dijë për të shmangur humbjen dhe vdekjen nga ajo.

Mënyrat për të marrë energji elektrike

Sot është e pamundur të imagjinohet jeta juaj pa energji elektrike. Çdo ditë, e gjithë popullata e planetit tonë përdor miliona watt të energjisë elektrike për të siguruar funksionimin normal. Por edhe njëherë, duke përfshirë edhe një kazan elektrik, një person nuk mendon për mënyrën se si duhej të udhëtohej energjia elektrike në mënyrë që të krijonte filxhanin e tij të mëngjesit me kafe aromatike.

Ekzistojnë disa mënyra për të gjeneruar energji elektrike:

• nga energjia termike;
• nga energjia e ujit;
• nga energjia atomike (bërthamore);
• nga energjia e erës;
• nga energjia diellore, etj.

Për të kuptuar natyrën e shfaqjes së energjisë elektrike, konsideroni disa shembuj.

Energjia elektrike nga energjia e erës

Rryma elektrike është lëvizja e drejtpërdrejtë e grimcave të ngarkuara. Mënyra më e lehtë për ta marrë është energjia e forcave natyrore.

Në këtë shembull, nga energjia e erës. Njerëzit kanë mësuar të përdorin fenomenin natyror të defektit me fuqi të ndryshme të erës për një kohë të gjatë. Përmban helikopterin e erës të thjeshtë, të pajisur me një makinë dhe të lidhur me gjeneratorin. Gjeneratori dhe prodhon energji elektrike.

Rryma e tepërt me përdorim të vazhdueshëm të një mulli me erë mund të akumulohet në bateri. Rryma konstante e zhvilluar ekologjikisht e pastër në jetën e përditshme dhe prodhimin nuk zbatohet.

Pranuar dhe konvertuar në rrymë alternative, është për përdorim shtëpiak. Rryma e akumuluar e tepërt ruhet në bateri. Në mungesë të erës, energjia elektrike e ruajtur në bateri konvertohet dhe furnizohet me nevojat e njeriut.

Energjia elektrike nga uji

Për fat të keq, ky lloj i energjisë natyrore, që bën të mundur prodhimin e energjisë elektrike, nuk është kudo në dispozicion. Konsideroni një mënyrë për të gjeneruar energji elektrike ku ka shumë ujë.

Stacioni më i thjeshtë hidroelektrik, i bërë nga druri në parimin e një mulli, madhësia e të cilit është rreth 1.5 metra, është në gjendje të sigurojë energjinë elektrike, të përdorur për ngrohje, bujqësi private të ekzistencës. Shpikësi rus, i lindur në Altaj, Nikolai Lenev bëri një stacion hidroelektrik të tillë pa dam. Ai krijoi një stacion hidroelektrik, i cili mund të transferohet nga dy burra të rritur. Të gjitha veprimet e mëtejshme janë të ngjashme me marrjen e energjisë elektrike nga një helikopter.

Ata prodhojnë energji elektrike dhe termocentrale të mëdha dhe stacione hidroelektrike. Për prodhimin industrial të energjisë elektrike përdoren kaldaja të mëdha, duke i dhënë avull. Temperatura e avullit arrin 800 gradë, dhe presioni në tubacion rritet në 200 atmosfera. Ky avull i mbinxehur me temperaturë të lartë dhe presion i madh shkon në turbinë, e cila fillon të rrotullohet dhe prodhon rrymë.

E njëjta gjë ndodh edhe në hidrocentralet. Vetëm këtu ndodh rotacioni për shkak të shpejtësisë së lartë dhe vëllimit të ujit që bie nga një lartësi e madhe.

Përcaktimi i tanishëm dhe zbatimi i tij në jetën e përditshme

DC aktuale është përcaktuar DC. Në anglisht, është shkruar si Drejtpërdrejtë. Ai në procesin e punës me kalimin e kohës nuk ndryshon pronat dhe drejtimet e tij. Frekuenca DC është zero. Është përcaktuar në vizatime dhe pajisje me një vijë të drejtë të drejtë horizontale ose dy paralele paralele, njëra prej të cilave është thyer.

DC aktual përdoret në bateri dhe bateri të zakonshme të përdorura në një numër të madh të llojeve të ndryshme të pajisjeve, si:

• makinat e numërimit;
• lodra për fëmijë;
• aparate dëgjimi;
• mekanizma të tjerë.

Gjithkush përdor një telefon celular çdo ditë. Ngarkohet përmes furnizimit me energji elektrike, një konverter kompakt DC / AC që është mbyllur në një prizë shtëpiak.

Pajisjet elektrike konsumojnë rrymë alternative njëfazore. Pajisjet elektrike do të punojnë vetëm me lidhjen e një transformatori, dhe Shumë prodhues instalojnë një konvertues DC / AC direkt në njësi vetë. Kjo thjeshtëson në masë të madhe funksionimin e pajisjeve elektrike.

Si të bëni AC nga rryma e alternuar?

U tha më lart se të gjitha bateritë, bateritë për pishtarët, remotes TV kanë një rrymë të vazhdueshme. Për të konvertuar aktuale, ekziston një pajisje moderne e quajtur një inverter, lehtë do të bëjë alternimin e rrymës nga rryma e drejtpërdrejtë. Konsideroni si të zbatueshme në jetën e përditshme.

Ndodh që ndërsa jeni në një makinë, një person duhet të shtypë urgjentisht një dokument në një fotokopjues. Kopjimi është i disponueshëm, makina është duke punuar dhe, duke e kthyer përshtatësin në inverter në çakmak, mund të lidhë fotokopjues dhe të shtypë dokumente. Qarku konvertues është mjaft kompleks, veçanërisht për njerëzit që kanë një koncept të largët të punës së energjisë elektrike. Prandaj, për arsye sigurie, është më mirë të mos përpiqeni të ndërtoni vetë një inverter.

AC aktuale dhe pronat e saj

Derisa rrjedh, rryma e alternuar ndryshon drejtimin dhe madhësinë 50 herë në një sekondë. Ndryshimi në lëvizjen aktuale është frekuenca e tij. Frekuenca e shënuar në hertz.

Ne kemi një frekuencë të tanishme prej 50 Hz. Në shumë vende, të tilla si Shtetet e Bashkuara, frekuenca është 60 hertz. Gjithashtu ekziston një rrymë trefazore dhe njëfazore e alternuar.

Për nevojat e familjes vjen energjia elektrike, e barabartë me 220 volt. Kjo është vlera e rms AC. Por amplituda e vlerës maksimale aktuale do të jetë më e madhe nga rrënja e të dyjave. Kjo në fund do të japë 311 volt. Kjo është, tensioni aktual i rrjetit shtëpiak është 311 volt. Për të ndryshuar DC në AC, përdoren transformatorë në të cilët përdoren qarqe të ndryshme konverter.

Transferimi aktual nëpërmjet linjave të tensionit të lartë

Të gjitha rrjetet e jashtme elektrike mbajnë rrymë alternative të tensionit të ndryshëm përmes telave të tyre. Mund të shkojë nga 330000 volt në 380 volt. Transmetimi kryhet vetëm me rrymë alternative. Kjo metodë e transportit është më e lehtë dhe më e lirë. Si për të bërë një konstante nga një rrymë alternative ka qenë prej kohësh i njohur. Vendosja e transformatorit në vendin e duhur, marrim tensionin dhe amperazhin e nevojshëm.

Qarqet e konvertimit

Mënyra më e thjeshtë për të vendosur se si të bëhet një ndryshim 220 V nga rryma e drejtpërdrejtë nuk ekziston. Kjo mund të bëjë një urë diodë. Qarku DC / AC converter ka katër dioda me fuqi të lartë. Ura, e mbledhur prej tyre, krijon një lëvizje të rrymës në një drejtim. Ura kufizon kufijtë e sipërm të variablave të sinusoideve. Diodat janë mbledhur në seri.

Qarku i dytë i konvertuesit AC është prodhimi nga një urë e mbledhur nga diodat, një kondensator ose një filtër që zbut dhe korrigjon zhytjet në mes të majave të sinusoideve.

Perfectly konverton rrymën e drejtpërdrejtë në inverter AC. Skema e saj është e komplikuar. Pjesët e përdorura nuk janë nga rendi i lirë. Prandaj, çmimi i inverterit është mjaft i madh.

Cila rrymë elektrike është më e rrezikshme - konstante ose alternuese?

Në jetën e përditshme, ne jemi vazhdimisht përballur në punë dhe në shtëpi me pajisje elektrike të mbyllur në bazat. Rryma rrjedh nga paneli elektrik në prizë, me një fazë të alternuar. Janë raste të goditjes elektrike. Masat e sigurisë dhe njohuritë për goditje elektrike janë të nevojshme.

Cila është dallimi thelbësor midis rrymës së alternuar dhe rrymës së drejtpërdrejtë? Ekzistojnë statistika që rryma aktuale me një fazë DC alternon është pesë herë më e rrezikshme se rryma e drejtpërdrejtë AC. Tronditja elektrike, pavarësisht nga lloji i saj, është në vetvete një fakt negativ.

Pasojat nga goditja elektrike

Keqtrajtimi në trajtimin e aparateve elektrike mundet, për ta vënë atë lehtë, të ndikojë negativisht në shëndetin e njeriut. Prandaj, nuk është e nevojshme të eksperimentosh me energji elektrike, nëse nuk ka aftësi të veçanta.

Efekti i tanishëm i një personi varet nga disa faktorë:

• rezistenca e trupit të viktimës;
• stres, i cili ra nën njeri.
• nga fuqia aktuale në kohën e kontaktit të një personi me energji elektrike.

Duke pasur parasysh të gjitha sa më sipër, mund të themi se veprimi i rrymës alternative është shumë më i rrezikshëm se i vazhdueshëm. Ekzistojnë të dhëna eksperimentale që konfirmojnë faktin se në mënyrë që të arrihet një rezultat i barabartë me një humbje, rryma e drejtpërdrejtë duhet të jetë katër deri në pesë herë më e lartë se alternimi.

Natyra vetë e rrymës alternative ndikon negativisht në punën e zemrës. Në rast të një shoku, ndodh tkurrja e pavullnetshme e barkut të zemrës. Kjo mund të shkaktojë që ajo të ndalet. Kontakti me venat e zhveshur është veçanërisht e rrezikshme për njerëzit që kanë stimulues të zemrës.

Nuk ka frekuencë në DC. Por tensionet dhe rrymat e larta gjithashtu mund të jenë fatale. Getting jashtë kontaktit me një rrymë elektrike të vazhdueshme është më e lehtë se sa të dalë jashtë kontaktit me variablat.

Kjo përmbledhje e vogël e natyrës së rrymës elektrike, transformimi i saj duhet të jetë i dobishëm për njerëzit larg energjisë elektrike. Njohuri minimale në fushën e origjinës dhe funksionimit të energjisë elektrike do të ndihmojnë në kuptimin e thelbit të punës së pajisjeve shtëpiake të zakonshme, të cilat janë aq të nevojshme për një jetë të rehatshme dhe paqësore.

Rrjedhat e rrymës elektrike në mjedise të ndryshme: metale, gjysmëpërçuese, lëngje dhe gazra. Megjithatë, ajo mund të jetë konstante ose e ndryshueshme. Në artikull ne do të shqyrtojmë veçmas rrymën e drejtpërdrejtë dhe të alternuar, si dhe konvertimin e rrymës alternative në rrymë të drejtpërdrejtë.

DC aktuale dhe burimet e saj

Në DC, madhësia dhe drejtimi nuk ndryshojnë me kalimin e kohës. Në pajisjet moderne ajo është e shënuar me shkronja. DC  - e shkurtër për anglisht Aktual i drejtpërdrejtë  (fjalë për fjalë - drejtpërdrejtë aktuale). Përcaktimi i saj grafik:

Burimet DC janë bateritë dhe bateritë e ringarkueshme. Të gjitha pajisjet elektronike gjysmëpërçuese punojnë në të: telefonat mobil, kompjutera, televizorë, sisteme satelitore. Për të fuqizuar këto pajisje nga energjia AC, ato përfshijnë furnizimin me energji elektrike. Ata e ulin tensionin e rrjetit në vlerën e dëshiruar dhe konvertojnë rrymën e alternuar drejt rrymës së drejtpërdrejtë. Ngarkuesit e baterisë mundësohen gjithashtu nga energjia AC dhe kryejnë të njëjtat funksione si furnizimi me energji elektrike.

AC aktual dhe parametrat e tij

Në AC, drejtimi dhe madhësia ndryshojnë ciklike me kalimin e kohës. Cikli i një ndryshimi të plotë (lëkundje) quhet periudha (T)dhe e kundërta e saj është frekuenca (f). Letër simbol AC - AS, të shkurtër për Rrymë alternative  (alternuar aktuale), dhe grafikisht është shënuar nga një segment sinusoid:

̴

Pas kësaj shenje tregon tensionin, nganjëherë - frekuencën dhe numrin e fazave.

Rrypi i alternuar karakterizohet nga parametrat:

Rryma e njëfazëshme në formën e tij të pastër merret duke përdorur gjeneratorë benzinë ​​dhe naftë. Në raste të tjera, ajo është pjesë e një procesi trefazor, i cili përbëhet nga tri voltaza sinusoidale që ndryshojnë në mënyrë uniforme në krahasim me njëri-tjetrin. Ky ndryshim kohor quhet kënd faza dhe është 1/3 T.

Katër tela përdoren për të transmetuar tensione trefazore. Njëra është pika e tyre e përbashkët dhe quhet zero (N), dhe tre të tjerë quhen faza (L1, L2, L3).

Tensioni në mes të fazave quhet linear, dhe midis fazës dhe zero - fazëajo është më pak se lineare √3 herë. Në rrjetin tonë, voltazhi i fazës është 220 V, dhe linja e tensionit është 380 V.

poshtë i menjëhershëm  vlera e tensionit AC e kupton vlerën e saj në një pikë të caktuar në kohën t. Ndryshon me frekuencë f. Vërtetohet vlera e menjëhershme e tensionit në pikën maksimale amplitudë  nga vlera. Por nuk matet me voltmetra dhe multimetra. Ata tregojnë një madhësi, √2 herë më të vogël, të quajtur efektive ose efektive të tensionit. Fizikisht, kjo do të thotë se një tension DC i kësaj magnitude do të bëjë të njëjtën punë si tension i alternuar i matur.

Avantazhet dhe disavantazhet e tensionit AC

Pra, pse keni zgjedhur alternimin e rrymës për furnizim me energji elektrike në vend të rrymës së drejtpërdrejtë?

Kur transmetohet energjia elektrike, rryma kalon përmes telave qindra kilometra të gjata, duke i ngrohur ato dhe duke shpërndarë energji në ajër. Kjo është e pashmangshme për rrymat e vazhdueshme dhe ato alternative. Por humbja e fuqisë varet vetëm nga rezistenca e telave dhe e tanishme në to:

Fuqia e transmetuar nga linja është:

Rrjedhimisht, kur rritet voltazhi, nevojitet më pak energji për të transmetuar të njëjtën fuqi dhe fuqia e humbjeve të zvogëlohet. Kjo është arsyeja pse tensionet e zgjatura të linjave të tensionit rriten. Ka linja 6kV, 10kV, 35kV, 110kV, 220kV, 330kV, 500kV, 750kV dhe madje 1150kV.

Por në procesin e transferimit të energjisë elektrike nga burimi tek konsumatori, tension duhet të ndryshohet në mënyrë të përsëritur. Është më e lehtë për ta bërë këtë në alternimin e rrymës me transformatorë.

Mangësitë e rrymës alternative shfaqen në transmetimin e energjisë në linjat kabllore. Kabllot kanë kapacitet midis fazave dhe në lidhje me tokën, dhe kapaciteti kryen rrymë alternative. Ekziston një rrjedhje që ngroh izolimin dhe e çaktivizon me kalimin e kohës.

Convert AC në DC dhe anasjelltas

Procesi i marrjes nga AC DC quhet drejtimi, dhe pajisjet - rectifiers. Pjesa kryesore e ndreqëses - diodë gjysmëpërçueskryerjen e rrymës në vetëm një drejtim. Si rezultat i korrigjimit, prodhohet një rrymë pulsuese, e cila ndryshon vlerën e saj me kalimin e kohës, por nuk ndryshon shenjë.

Pastaj pulsations janë eliminuar me e filtravemë e thjeshta nga këto është kondensator. Pulsat nuk mund të eliminohen plotësisht, dhe niveli i tyre përfundimtar varet nga qarki i ndreqësve dhe cilësia e filtrit. Kompleksiteti dhe kostoja e ndreqësve varet nga madhësia e valëzimit në dalje dhe fuqia maksimale në dalje.

Përdoren për të konvertuar në rrymë alternative inverters. Parimi i punës së tyre konsiston në gjenerimin e tensionit të alternuar me një formë sa më afër një sinusoidale. Një shembull i një pajisjeje të tillë është një inverter i makinave për lidhjen me rrjetin e brendshëm të pajisjeve ose veglave shtëpiake.

Sa më i lartë cilësia dhe kostoja e inverter, aq më i madh fuqia e saj ose më saktë tensionit të dorëzuar nga ai i afrohet valës sine.

Ndërprerja e energjisë në shtëpitë tona, mjerisht, po bëhet një traditë. A duhet fëmija të bëjë detyrat e shtëpisë me anë të dritës së qiririt? Ose vetëm një film interesant në TV, kështu që të shikojnë. E gjithë kjo është e rregullueshme nëse keni një bateri makine. Është e mundur të montoni një pajisje të quajtur një konvertues DC / AC (shkoni te konvertuesi DC-AC në terminologjinë perëndimore).

Figura 1 dhe 2 tregojnë dy qarqe bazë të këtyre konvertuesve. Qarku në Figurën 1 përdor katër transistorë të fuqishëm VT1 ... VT4, që veprojnë në mënyrën kryesore. Në një gjysmë cikli prej 50 Hz, transistorët VT1 dhe VT4 janë të hapura. Rryma nga bateria GB1 rrjedh përmes tranzitorit VT1, dredha-rimin primar të transformatorit T1 (nga e majta në të djathtë sipas skemës) dhe tranzitorit VT4. Në gjysmën e dytë të periudhës, tranzitorët VT2 dhe VT3 janë të hapura, rryma nga bateria GB1 kalon përmes tranzistorit VT3, dredha-rimin primar të transformatorit TV1 (nga e djathta në të majtë sipas diagramit) dhe transistorit VT2. Si rrjedhim, rryma në gjilpërën e transformatorit TV1 merret me rotacion, dhe në mbështjelljen sekondare, voltazhi rritet në 220-6. Kur përdorni një bateri 12, koeficienti K = 220/12 = 18.3.

Gjeneratori i impulsit me një frekuencë 50 Hz mund të ndërtohet në transistorë, patate të skuqura logjike dhe çdo bazë tjetër elementësh. Figura 1 tregon një gjenerator impuls në timer të integruar KR1006VI1 (chip DA1). Nga dalja e pulses DA1 me një frekuencë prej 50 Hz kalojnë përmes dy invertorëve në transistorët VT7, VT8. Nga e para prej tyre, impulset vijnë përmes amplifikatorit aktual VT5 për një palë VT2, VT3, nga e dyta nëpërmjet një përforcuesi aktual VT6 për një palë VT1, VT4. Nëse transistorë me një raport të lartë të transferimit të rrymës ("superbet"), për shembull, tip KT827B ose transistorë të fuqishëm në fushë, për shembull KP912A, përdoren si VT1 ... VT4, atëherë përforcuesit e tanishëm VT5, VT6 mund të hiqen.

Qarku në Figurën 2 përdor vetëm dy transistorë të fuqisë së lartë VT1 dhe VT2, por pastaj dredha-dja primare e transformatorit ka dyfishin e numrit të kthesave dhe midpoint. Gjeneratori i pulsit në këtë qark është i njëjtë, bazat e transistorëve VT1 dhe VT2 janë të lidhura me pikat A dhe B të qarkut të gjeneratorit të impulsit në fig.1.

Koha e funksionimit të konvertuesit përcaktohet nga kapaciteti i baterisë dhe fuqia e ngarkesës. Nëse bateria lejohet të shkarkohet nga 80% (bateritë e plumbit lejojnë shkarkimin e tillë), atëherë shprehja për kohën e operimit të konvertuesit është:

T (h) = (0.7WU) / P, ku W është kapaciteti i baterisë, Ah; U - bateria e tensionit të vlerësuar, V; P - fuqia e ngarkesës, watts. Kjo shprehje gjithashtu merr parasysh efikasitetin e konvertuesit, që është 0.85 ... 0.9.

Pastaj, për shembull, kur përdorni një bateri makine me kapacitet 55 Ah me tension nominal 12 V me ngarkesë në një llambë inkandesh 40 W, koha e funksionimit është 10 ... 12 orë dhe me ngarkesë në një marrës televiziv 150 W 2.5-3 h

Ne paraqesim të dhënat e transformatorit T1 për dy raste: për një ngarkesë maksimale prej 40 W dhe për një ngarkesë maksimale prej 150 W.

Në tabelën: S është zona sektoriale e qarkut magnetik; W1, W2 - numri i rrotullimeve të mbështjelljes primare dhe sekondare; D1, D2 - diametrat e telave të mbështjelljeve primare dhe sekondare.

Ju mund të përdorni një transformator të gatshëm të energjisë, që të mos prekni rrymën e fuqisë, por të goditni dredha-rimin primar. Në këtë rast, pas mbështjelljes, duhet të aktivizoni mbështjelljen e rrjetit dhe sigurohuni që voltazhi në mbështjelljen primare të jetë 12 V.

Nëse përdorni si një tranzistorë të fuqishëm VT1 ... VT4 në qark në figurën 1 ose VT1, VT2 në qark në figurën 2 KT819A, duhet të mbani mend sa vijon. Rryma maksimale operuese e këtyre tranzistorëve është 15 A, kështu që nëse llogaritet në fuqinë e konvertuesit mbi 150 W, atëherë ju duhet të vendosni ose tranzistorë me një rrymë maksimale mbi 15 A (për shembull, KT879A), ose ndizni dy transistorë paralelisht. Me një rrymë operative maksimale prej 15 A, fuqia e shpërndarjes në çdo tranzistor do të jetë përafërsisht 5 W, ndërsa pa radiator shpërndarja maksimale e fuqisë është 3 W. Prandaj, në këto tranzistorë është e nevojshme të vendosni radiatorë të vegjël në formën e një pllake metalike me një sipërfaqe prej 15-20 cm.

Tensioni i daljes së konvertuesit është në formën e impulseve bipolare me amplitudë 220 V. Ky tension është mjaft i përshtatshëm për fuqizimin e pajisjeve të ndryshme të radios, për të mos përmendur llambat e lehta. Megjithatë, motorët me një fazë me një tension të kësaj forme punojnë dobët. Prandaj, nuk duhet të përfshijë një pastrues ose një regjistrues kasetë në një konvertues të tillë. Mënyra e daljes mund të gjendet duke rrotulluar një dredhje shtesë në transformatorin T1 dhe duke e ngarkuar atë në kondensatorin Cp (treguar në figurën 2 nga vija e vijëzuar). Ky kondensator është zgjedhur për të formuar një qark të akorduar në një frekuencë prej 50 Hz. Kur fuqia e konvertimit është 150 W, kapaciteti i një kondensuesi të tillë mund të llogaritet duke përdorur formulën C = 0.25 / U2, ku U është tension i gjeneruar në dredhje shtesë, për shembull, në U = 100 V, C = 25 μF. Në këtë rast kondensatori duhet të veprojë në një tension të alternuar (K42U metalike ose kapacitorë letre ose të ngjashme mund të përdoren) dhe të ketë një tension operativ prej të paktën 2U. Një qark i tillë merr një pjesë të fuqisë konvertuese. Kjo pjesë e fuqisë varet nga faktori i cilësisë së kondensatorit. Pra, për kondensatorët metalikë-letër, tangenta e këndit të humbjes dielektrike është 0.02 ... 0.05, prandaj efikasiteti i konvertuesit zvogëlohet me rreth 2 ... 5%.

Për të shmangur dështimin e baterisë, konvertuesi nuk pengon pajisjen e pajisjes së sinjalizimit të shkarkimit. Një figurë e thjeshtë e një detektori të tillë është paraqitur në Fig.3. Transistor VT1 është një element i pragut. Ndërsa tensioni i baterisë është normal, transistor VT1 është i hapur dhe voltazhi në kolektorin e tij është nën tensionin e pragut të çipit DD1.1, kështu që gjeneratori i sinjalit të audios nuk punon në këtë çip. Kur voltazhi i baterisë bie në një vlerë kritike, transistor VT1 është i kyçur (pika e mbylljes është vendosur nga rezistenca e ndryshueshme R2), gjeneruesi në çipin DD1 fillon të funksionojë dhe elementi akustik HA1 fillon të shpërthejë. Në vend të elementit piezoelektrik, mund të përdorni një altoparlant dinamik me fuqi të ulët.

Pas përdorimit të konvertuesit, bateria duhet të ngarkohet. Për ngarkuesin, mund të përdorni të njëjtin transformator T1, por numri i rrotullimeve në mbështjellësin kryesor nuk është i mjaftueshëm, pasi është projektuar për 12 V dhe ju duhet të paktën 17 V. Prandaj, kur prodhoni një transformator, ju duhet të siguroni mbështjellje shtesë për karikuesin. Natyrisht, kur ngarkoni baterinë, qarku i konvertuesit duhet të jetë i paaftë.

V.D. Pançenko, Kiev

Faqe 1

Konvertimi i rrymës së drejtpërdrejtë në rrymë alternative në një kondensator dinamik kryhet për shkak të ndryshimit periodik të kapacitetit të kondensatorit kur një nga pllakat luhatet.

Konvertimi i DC në AC quhet inversion, dhe pajisja që kryen këtë funksion quhet inverter.

Convert DC në AC dhe moduloni sinjale AC. Përforcues me lidhje të drejtpërdrejtë galvanike midis fazave zakonisht përdoren për të amplifikuar tensionin konstant. Një disavantazh i rëndësishëm i të gjithë amplifikatorëve DC është zhvendosja zero. Prania e zhvendosjes zero dhe vështirësia e zmadhimit të drejtpërdrejtë të tensione të vogla të tingullit shkaktuan një seri të qarqeve përforcuese që do të konvertohen nga dc në ac dhe amplifikohen nga një amplifikues ac. Mekanikë, mikrofona, pajisje elektronike dhe të tjera përdoren si transmetues.

Konvertimi i rrymës së drejtpërdrejtë në rrymë alternative kryhet duke ndërprerë qarkun e furnizimit me ngarkesë. Nëse niveli i tensionit të prodhimit të inverterit është i ndryshëm nga niveli i tensionit të hyrjes DC, ngarkesa ndizet përmes transformatorit.

Convert DC në AC dhe kundërt transformuar.

Konvertimi i DC në AC (përmbysja) mund të kryhet duke përdorur valvola elektrike, konduktiviteti i të cilave mund të kontrollohet. Thyristors janë përdorur për këtë qëllim. Siç u tregua, ndreqësi i kontrolluar në fazë dhe inverter i rrjetit (inverter, frekuenca aktuale në të cilën korrespondon me frekuencën e rrjetit dhe P0 Rin) punojnë në të njëjtën mënyrë dhe cilido nga këto mënyra mund të zbatohet në të njëjtin qark. Kur vepron si një ndreqës, pajisja transferon energji në ngarkesën DC. Kur funksionon si një inverter, një burim i vazhdueshëm i tensionit është i nevojshëm për të krijuar një rrymë në pajisjen dhe për të transferuar energji në anën e rrymës alternative, modaliteti i inverterit ndodh në 90 h - 180 orë. Një inverter i udhëhequr nga rrjeti (jo-autonom) përdoret për testimin reostatik të lokomotivave me naftë me rimëkëmbjen e energjisë. Instalime të ngjashme për çdo vit po bëhen më të zakonshme.

Konvertimi i rrymës së drejtpërdrejtë në rrymë alternative bëhet nga një kondensator, kapaciteti i të cilit ndryshon periodikisht (p.sh.

1.3. Konvertimi në AC

në konstante dhe konstante në alternim

Energjia gjenerohet në termocentrale nga gjeneruesit sinkron, dmth. Gjeneratorë të rrymës alternative, të cilat konvertohen mirë nga transformatorët dhe transmetohen në distanca të gjata. Ndërkohë, ka një numër procesesh teknologjike që kërkojnë rrymë të drejtpërdrejtë: elektrolizë, ngarkim të baterive etj. Prandaj, shpesh është e nevojshme të konvertohet AC në drejtimin e rrymës dhe anasjelltas.

E përhapur në fillim të shekullit XX. transduktorët elektrikë (përçuesit me një pole dhe grupet e gjeneratorëve të motorëve) i dhanë rrugë ndreqësve më kompaktë dhe të heshtur gjysmëpërçues. Për shkak të lartë

Fig. 1.12. Ndreqës me dy faza me një fazë

performanca dhe dimensione të vogla të ndreqësve gjysmëpërçues, ka pasur një tendencë për të zëvendësuar gjeneratorët DC me gjeneratorë sinkronë që kanë një dalje drejtues gjysmëpërçues. Kështu, u shfaqën klasa të reja makinash - transformatorë dhe sinkron, - vazhdimisht duke punuar me ndreqës. Megjithatë, funksionimi i një makine elektrike në një ndreqës ka karakteristika që duhet të merren parasysh gjatë projektimit të këtyre makinave dhe analizimit të proceseve që ndodhin në to.

Konvertimi në ACnë i përhershëmprodhuar duke përdorur valvulave gjysmëpërçues me një përçueshmëri me një drejtim. Në fig. 1.12 dhe 1.13 janë treguar qarqet më të zakonshme të ndreqësve: faza njëfazore (Figura 1.12, a) dhe trifazore (Figura 1.13, a) dhe kthesa e tensionit dhe e rrymës (Figura 1.12.5. në,fig. 1.13,6, nërespektivisht). Nëpërmjet valvulave gjysmëpërçues (diodë), rryma mund të rrjedhë vetëm kur një potencial pozitiv aplikohet në anodë (në drejtim të kulmit të trekëndëshit në Fig. 1.12, a) dhe prandaj tension në ngarkesë pulson.

Fig. 1.13. Ndreqësja e Ujit me Tre Faza

Me një korrigjim të njëfishtë, ripples tensionit në g-ngarkesës janë mjaft të rëndësishme, dhe frekuenca e komponentit të ndryshueshme është 2 herë më e lartë se frekuenca e rrymës alternative (Fig. 1.12, b). Me një korrigjim trefazësh të urës, qarku rezulton të jetë gjashtë-stroke dhe valëzimet e tensionit janë të vogla - më pak se 6% e komponentit DC (Fig.1.13, b).

Rryma në qarkun e ngarkesës zakonisht zbutet më shumë se voltazhi, pasi që qarku i ngarkesës shpesh përmban induktancë, që përfaqëson një rezistencë të lartë për komponentën e ndryshueshme të rrymës dhe një të vogël për komponentin konstant.

Nëse marrim aktuale në ngarkesën /<* полностью сглаженным, то по обмоткам трансформатора проходит ток, имеющий вид прямоугольников (рис. 1.12,6 и 1.13, c)që përmbajnë harmonika më të larta që rrisin ngrohjen e mbështjelljes. Përveç kësaj, kur përdoren qarqe korrigjimi me një pikë zero, ekziston një komponent i vazhdueshëm i rrymës në mbështjellje (Fig.1.12.6). Për shkak të kësaj, vlera efektive e tanishme rritet ndjeshëm, dhe është e nevojshme të merren masa kundër krijimit të një paragjykim të vazhdueshëm të shufrave. Për shembull, për të parandaluar këtë fenomen, përdoren edhe transformatorët njëfazorë forca të blinduara(Figura 1.14), ose në secilën shufër kanë të gjitha mbështjelljet e transformatorit, duke i ndarë ato në gjysmë.

Ndikim i madh në funksionimin e ndreqësit (Fig. 1.15, o) ofron switching aktuale - procesi i kalimit nga një valvul në tjetrin.

Për shkak të prezencës së induktancave në qarkun përçues dhe induktancën për shkak të rrjedhave të shpërndarjes së transformatorit, rryma nga një valvul kalon në tjetrën jo menjëherë, por gjatë periudhës së kalimit Tc, e cila korrespondon me këndin e kalimit në(fig.15, b).

Për thjeshtësi, supozoni se rryma në ngarkesë Idrrafshuar perfekte. Pastaj shuma e rrymave përmes valvulave të parë dhe të dytë i a \\dhe iAIi pandryshuar gjatë procesit të kalimit:

Fig. 1.14. Skema skematike e transformatorit të blinduar

Në momentin e kalimit, kur vlera e EMF kalon përmes zeros dhe ndryshon shenjën, dredha-rimi i transformatorit bëhet i shkurtër dhe mund të shkruhet një ekuacion për qarkun e tij

Gjatë tensionit të kalimit në ngarkesë SLg = 0.5 (e 2a + + e 2 b)dhe në një ndreqës me një fazë është zero (Fig.1.15, b).Rrjedhimisht, për shkak të ndërprerjes, tensionet e reduktuara zvogëlohen dhe rithitja e saj rritet. Meqenëse këndi i kalimit të u është më i madh, aq më i madh është ngarkesa aktuale Unë ddhe rezistencës induktive x dhepër të përmirësuar cilësinë e një ndreqësi, është e dëshirueshme që pajisja me makinë të ketë një rezistencë të vogël induktive. Në transformator x dhee barabarte me rezistencen induktive per shkak te flukseve te humbur, dhe eshte percaktuar nga eksperienca e nje qarku te shkurter.Ne nje gjenerator sinkron

ku Ha "dhe x q "- induktancë ultra-kalimtare përgjatë akseve gjatësore dhe tërthore, respektivisht, duke marrë parasysh praninë e rrymës në mbështjelljen e damperave.

Kështu, gjeneruesit sinkronë të projektuar për të punuar në një ndreqës duhet të jenë të dizajnuara për të punuar me rrymën jo sinusoidale dhe të kenë një dredhje damping.

Faktori i fuqisë së gjeneratorit që vepron në ndreqësin e parregulluar,

Fig. 1.16. Qarku i inverter me fazë të vetme

ku v «0.9 është koeficienti i shtrembërimit; \u003e f "0.5 është këndi i zhvendosjes aktuale në krahasim me harmonikën e parë të tensionit.

Convert DC në ACbërë me ndihmën e invertorëve që përdorin valvola të kontrolluara: transistorë, tiristorë etj.

Qarku i njësisë me një fazë është treguar në Fig. 1.16. Valvolat e invertorit ndezen alternuar secilen gjysem periudhe ne menyre te tille qe drejtimi aktual ne dredhaimin sekondar te transformatorit eshte e kundert me drejtimin e EMF ne kete dredhje, dmth qe energjia transferohet nga burimi aktual i drejtperdrejt ne rrjetin AC.

Invertorët kanë një sistem automatik të kontrollit relativisht kompleks, i cili çon në një rritje të kostos së tyre dhe një ulje të besueshmërisë në krahasim me ndreqëset e pamenaxhuar.

Përveç kësaj, një modalitet mund të shfaqet në inverter. përmes djegies,kur rryma në dredha-dredha përkon në fazë me EMF-in e saj. Një regjim i tillë është i mundur qoftë në rast të një mosfunksionimi në sistemin e kontrollit, ose nëse këndi i kalimit është shumë i lartë. Gjatë djegies së vazhdueshme, rryma zakonisht ngrihet në një vlerë të papranueshme dhe zakonisht valvulat gjysmëpërçues dështojnë. Një numër i madh i elementëve në sistemin e kontrollit dhe mundësia e djegies emergjente e bëjnë besueshmërinë e invertorëve dukshëm më të ulët se ajo e ndreqësve të pamenaxhuar: koha mes dështimeve është zvogëluar për 50 ... 100 herë.

Ideja e fuqizimit nga invertuesit e motorit asinkron dhe sinkron është premtues. Duke ndryshuar frekuencën e kalimit të valvulave, është e mundur për të ndryshuar frekuencën e tensionit në drejtuesit e statorit të motorit dhe në këtë mënyrë ekonomikisht (pa rezistencë) të rregulluar shpejtësinë këndore. Kjo metodë e kontrollit të shpejtësisë quhet frekuencë. Sidoqoftë, besueshmëria e ulët e sistemeve me invertorë - konvertuesit e frekuencave pengon përdorimin e tyre të përhapur.

Aktualisht, rregullimi i frekuencës së shpejtësisë zbatohet vetëm në kushte të veçanta ku motorët DC të zhytur në lëng nuk mund të veprojnë: motorët e anijeve, tubacionet e naftës, motorët e mullinjve të topit etj.

Fig. 1.17. Pajisje DC makinë

Ekzistojnë mostra eksperimentale me rregullim të frekuencës në pajisjet elektrike të vinçit dhe tërheqjes.

Në makinën DC ekziston një lloj konverter-kolektori, i cili në regjimin e gjeneratorit është një ndreqës, dhe në modalitetin e motorit është një konvertues i frekuencës.

Dizajni i makinës DC është i ngjashëm me projektimin e një makine sinkronike të kundërt, në të cilën mbështjellja e armaturës është në rotor, dhe polet magnetike janë të palëvizshme. Kur armatura (rotor) rrotullohet në përçuesit e dredha-dredha, nxitet një emf, i drejtuar ashtu siç tregohet në seksionin kryq të fig. 1.17, a.

Në drejtuesit e vendosur në njërën anë të vijës së simetrisë që ndan polet, EMF drejtohet gjithmonë në njërën anë, pavarësisht shpejtësisë këndore. Gjatë rrotullimit, disa përçuesve shkojnë nën pol të tjerë, përçuesve të tjerë zënë vendin e tyre, dhe në hapësirë, nën pol të një polare, figura është pothuajse e palëvizshme, vetëm disa dirigjentë zëvendësohen nga të tjerët. Prandaj, është e mundur të fitojmë EMF praktikisht të pandryshuar nga kjo pjesë e mbështjelljes.

EMF konstante arrihet duke rrëshqitur kontaktin midis dredha-dredha dhe një qark të jashtëm elektrik.

Përçuesit janë të lidhur në kthesa me një katran bRT,si në makinat AC, dhe pastaj mbështjellësit janë të lidhura në seri njëra pas tjetrës, formohet një dredhje e mbyllur.

Në gjysmën e dredha-dredha (në një makinë bipolare), EMF e një segmenti është nxitur, dhe në të tjera - e kundërta, siç tregohet në qarkun ekuivalent të mbështjelljes (Fig.1.17, b).Konturet e mbështjelljes EMF në pjesët e saj drejtohen në drejtim të kundërt dhe të balancuar reciprokisht. Si rezultat, kur gjeneratori është i papunë, dmth., Në mungesë të një ngarkese të jashtme, asnjë rrymë nuk rrjedh përmes mbështjelljes së armaturës.

Qarku i jashtëm është i lidhur me spirancën nëpërmjet furçave të montuara në një neutrale gjeometrike.

Për të përmirësuar kontaktin, furçat bëhen në formën e shufrave të hekurta drejtkëndëshe dhe rrëshqasin përgjatë sipërfaqes së kolektorit, i cili është mbledhur nga pllaka bakri e izoluar nga njëri-tjetri.

Në makina të mëdha, fillimi dhe fundi i çdo rrotullimi janë të bashkangjitura me pllakat e kolektorëve; në pllaka të makinave të vogla

më pak se kthesa, dhe për këtë arsye midis dy pllakave të lidhur pjesë të dredha-dredha të disa kthesa - seksion.

Nën ngarkesën, përçuesit e armatimit kalojnë përmes përçuesve të armatimit, drejtimi i të cilave përcaktohet nga drejtimi i emf.

Për shkak të faktit se rryma e ngarkesës është konstante, në kthesat e mbështjelljes së armaturës, rryma ka një formë afër një drejtkëndëshi (Fig. 1.18, a).

Kur një spirale lëviz nga një degë paralele në një tjetër, ajo është shkurtuar me një furçë për një kohë të quajtur periudhë kalimi(fig.18, b)

T K = bJv KOn,(1.66)

ku B y- gjerësia e furçave; dhe K ol është shpejtësia lineare e një pike të vendosur në sipërfaqen e kolektorit.

Në rastin më të thjeshtë, kur furça tashmë është një pllakë kolektori, për pjesën e mbyllur nga një furçë (Fig.1.18.0)

Fig. 1.18. Listat e tanishme për kalimin

ku iiRi = AUidhe i 2 R2 = AU 2- Rënia e tensionit në kontaktin e furçës, respektivisht, me pllakat e parë dhe të dytë të kolektorit; R c- Rezistenca aktive e seksionit; L pe3 - induktimi rezultues i seksionit; e në- EMF nga fusha e jashtme. neglizhenca iR cpër shkak të vogëlësisë Rc,do të merrni

Pranuar ekuacionin bazë të komutimit(1.68) përputhet me ekuacionin e komutimit në ndreqës(1,61). Zgjidhja e këtij ekuacioni është e lehtë për t'u marrë duke supozuar që D £ LD D / 2 "0,

Për të parandaluar që rryma të dalë nga furra e pllakës së parë, në momentin e kohës t = T Krryma përmes pllakës së parë duhet të jetë zero: 11 (Hk) = 0 = 21 a - | - sec.cr7 1 deri në / ^ res, nga ku

Ky kusht i shkyçjes shkëndijë është reduktuar në faktin se në të gjitha mënyrat kendin e kalimit nëishte e pandryshuar:

y = * T K = 2vJ\u003e JD a v Koll = 2b "jDa, (1.71)

ku D a- diametri i spirancës; v a -shpejtësia lineare e pikës që ndodhet në sipërfaqen e armaturës; B "y = a) a / o ko l- gjerësia e furçës, e dhënë në diametrin e spirancës.

Për të përmbushur këtë gjendje EMF në zonën e kalimit EMF e nëajo është krijuar nga shtylla të veçanta shtesë, dredha-dja e të cilave është e lidhur në seri me qarkun e armatimit dhe qarku i tyre magnetik bëhet i pangopur.

Procesi i kalimit në ndreqës, invertorë dhe makina DC është i ngjashëm. Në të dyja rastet, procesi i ndryshimit të rrymës gjatë periudhës së kalimit përcaktohet nga vlera dhe forma e emf në një lak të shkurtër. Prandaj, nuk është e mundur të krahasosh një koleksionist me një ndreqës mekanik, siç ndodh ndonjëherë.

Prania e kolektorit bën karakteristikat e veta: dizenjimi i makinës bëhet më i komplikuar dhe operacioni bëhet më i shtrenjtë. Megjithatë, këto disavantazhe të makinave elektrike janë të larë nga përparësia e tyre kryesore: në modalitetin e motorit, çrregullimet e ndërprerjes zakonisht çojnë në një shpërthim të vogël të kolektorit dhe furçave, dhe jo në mënyrën e emergjencës. duke bërtitursi në invertorë.

Si rezultat, besueshmëria e makinës së kolektorëve DC është shumë më e lartë se besueshmëria e sistemit të "konvertimit frekuencor asinkronik", efikasiteti i tij është 3 ... 5% më i lartë, makina është shumë më e lirë, ka përmasa dhe peshë më të vogël.

Këto avantazhe na bëjnë të preferojmë makinën DC, duke kufizuar përdorimin e një motori asinkron me rregullimin e frekuencës në korniza të ngushta të pajisjeve specifike (motorët që veprojnë në një lëng, etj.).