محول جهد عالي الكفاءة. المحولات شبه الرنانة ذات الكفاءة العالية
يتم تجميع بيتل وفقًا لدائرة هارتلي مع تضمين ردود الفعل غير القياسية، مما يجعل كفاءتها أعلى بنسبة 10-20٪ من الدوائر المماثلة. هذه الدائرة مشابهة لتلك المستخدمة في أبسط خلل في الهاتف. لقد تم تداوله على الإنترنت لفترة طويلة، ويستمر أصحاب المواقع في نسخه من بعضهم البعض، دون ملاحظة الخطأ الفادح في المخطط. لقد تم إصلاح هذا الخطأ هنا.
|
R1=R3=R4 - 9.1 ك، |
وكقاعدة عامة، تبدأ الدائرة بالعمل مباشرة بعد التجميع. إذا سمع صرير في جهاز الاستقبال، فيجب عليك تجاوز الدائرة بمكثف بسعة لا تقل عن 1 ميكروفاراد. من الأفضل توصيل الهوائي من خلال موصل بسعة 1-2 الجبهة الوطنية. مع هوائي بطول 20 سم، كان نطاقي 140 مترًا.
صور الجهاز النهائي في الإصدار المدعوم بقرصين ليثيوم CR-1220 (6 فولت). (العمل لفترة طويلة جدا):
قائمة العناصر الراديوية
| تعيين | يكتب | فئة | كمية | ملحوظة | محل | مفكرة بلدي |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VT1 | الترانزستور ثنائي القطب | KT315A | 1 | إلى المفكرة | ||
| VT2 | الترانزستور | KT325VM | 1 | إلى المفكرة | ||
| ج1 | مكثف | 0.1 درجة فهرنهايت | 1 | إلى المفكرة | ||
| ج2 | مكثف | 56 الجبهة الوطنية | 1 | إلى المفكرة | ||
| ج3 | مكثف | 24 الجبهة الوطنية | 1 | إلى المفكرة | ||
| مكثف | 1-2 بيكو فاراد | 1 | لتوصيل الهوائي | إلى المفكرة | ||
| مكثف | لا يقل عن 1 ميكروفاراد | 1 | لتجاوز الدائرة | إلى المفكرة | ||
| ر1، ر3، ر4 | المقاوم | 9.1 كيلو أوم | 3 | إلى المفكرة | ||
| R2 | المقاوم | 300 كيلو أوم | 1 | إلى المفكرة | ||
| L1 | اداة الحث | 1 |
وصلت صناعة السيارات الحديثة إلى مستوى من التطور يكاد يكون من المستحيل فيه، بدون البحث العلمي الأساسي، تحقيق تحسينات أساسية في تصميم محركات الاحتراق الداخلي التقليدية. هذا الوضع يجبر المصممين على الاهتمام به تصاميم بديلة لمحطات الطاقة. وقد ركزت بعض المراكز الهندسية جهودها على إنشاء وتكييف النماذج الهجينة والكهربائية للإنتاج التسلسلي، في حين تستثمر شركات صناعة السيارات الأخرى في تطوير المحركات التي تستخدم الوقود من مصادر متجددة (على سبيل المثال، وقود الديزل الحيوي الذي يستخدم زيت بذور اللفت). هناك مشاريع أخرى لتوليد القوة يمكن أن تصبح في نهاية المطاف نظام الدفع القياسي الجديد للمركبات.
ومن المصادر المحتملة للطاقة الميكانيكية للسيارات المستقبلية محرك الاحتراق الخارجي، الذي اخترعه الاسكتلندي روبرت ستيرلينغ في منتصف القرن التاسع عشر كمحرك للتمدد الحراري.
مخطط العمل
يقوم محرك ستيرلينغ بتحويل الطاقة الحرارية الواردة من الخارج إلى عمل ميكانيكي مفيد التغيرات في درجة حرارة سائل العمل(غاز أو سائل) يدور في حجم مغلق.
بشكل عام، مخطط تشغيل الجهاز هو كما يلي: في الجزء السفلي من المحرك، يتم تسخين مادة العمل (على سبيل المثال، الهواء)، وزيادة الحجم، يدفع المكبس إلى الأعلى. يدخل الهواء الساخن إلى الجزء العلوي من المحرك، حيث يتم تبريده بواسطة المبرد. ينخفض \u200b\u200bضغط سائل العمل، ويتم خفض المكبس للدورة التالية. في هذه الحالة، يتم إغلاق النظام ولا يتم استهلاك المادة العاملة، بل تتحرك فقط داخل الاسطوانة.
هناك العديد من خيارات التصميم لوحدات الطاقة باستخدام مبدأ ستيرلنغ.
تعديل ستيرلينغ "ألفا"
يتكون المحرك من مكبسين منفصلين للطاقة (ساخن وبارد)، يقع كل منهما في أسطوانة خاصة به. يتم توفير الحرارة للأسطوانة بواسطة المكبس الساخن، وتقع الأسطوانة الباردة في مبادل حراري للتبريد.
تعديل ستيرلينغ "بيتا"
يتم تسخين الأسطوانة التي تحتوي على المكبس من أحد طرفيها وتبريدها من الطرف المقابل. يتحرك مكبس الطاقة والإزاحة في الأسطوانة، وهو مصمم لتغيير حجم الغاز العامل. يقوم المجدد بتنفيذ حركة العودة للمادة العاملة المبردة إلى التجويف الساخن للمحرك.
تعديل ستيرلينغ "جاما"
يتكون التصميم من اسطوانتين. الأول بارد تمامًا، حيث يتحرك مكبس الطاقة، والثاني، ساخن من جهة وبارد من جهة أخرى، يعمل على تحريك أداة الإزاحة. يمكن أن يكون المولد لتدوير الغاز البارد مشتركًا في كلا الأسطوانتين أو أن يكون جزءًا من تصميم جهاز الإزاحة.
مميزات محرك ستيرلينغ
مثل معظم محركات الاحتراق الخارجي، تتميز ستيرلينغ متعدد الوقود: يعمل المحرك بسبب التغيرات في درجات الحرارة بغض النظر عن الأسباب التي أدت إلى ذلك.
حقيقة مثيرة للاهتمام!تم عرض عملية تركيب تعمل على عشرين خيارًا للوقود. دون إيقاف المحرك، تم تزويد غرفة الاحتراق الخارجية بالبنزين ووقود الديزل والميثان والنفط الخام والزيت النباتي - واستمرت وحدة الطاقة في العمل بثبات.
المحرك لديه بساطة التصميمولا يتطلب أنظمة وملحقات إضافية (حزام التوقيت، بداية، علبة التروس).
تضمن ميزات الجهاز عمر خدمة طويل: أكثر من مائة ألف ساعة من التشغيل المستمر.
محرك ستيرلينغ صامت، حيث لا يحدث تفجير في الأسطوانات ولا داعي لإزالة غازات العادم. يعد التعديل "بيتا" المجهز بآلية الكرنك المعينية نظامًا متوازنًا تمامًا ولا يحتوي على اهتزازات أثناء التشغيل.
لا توجد أي عمليات تحدث في أسطوانات المحرك يمكن أن يكون لها تأثير سلبي على البيئة. عن طريق اختيار مصدر الحرارة المناسب (مثل الطاقة الشمسية)، يمكن أن يكون ستيرلينغ على الاطلاق صديق للبيئةوحدة الطاقة.
عيوب تصميم ستيرلنغ
على الرغم من كل الخصائص الإيجابية، فإن الاستخدام الجماعي الفوري لمحركات ستيرلنغ أمر مستحيل للأسباب التالية:
المشكلة الرئيسية هي استهلاك المواد للهيكل. يتطلب تبريد سائل العمل مشعات كبيرة الحجم، مما يزيد بشكل كبير من حجم التركيب واستهلاك المعدن.
سيسمح المستوى التكنولوجي الحالي لمحرك "ستيرلنغ" بمقارنة الأداء بمحركات البنزين الحديثة فقط من خلال استخدام أنواع معقدة من سوائل العمل (الهيليوم أو الهيدروجين) تحت ضغط يزيد عن مائة ضغط جوي. تثير هذه الحقيقة أسئلة جدية في مجال علم المواد وفي ضمان سلامة المستخدم.
ترتبط مشكلة تشغيلية مهمة بقضايا التوصيل الحراري ومقاومة درجات الحرارة للمعادن. يتم توفير الحرارة لحجم العمل من خلال المبادلات الحرارية، الأمر الذي يؤدي إلى خسائر لا مفر منها. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون المبادل الحراري مصنوعًا من معادن مقاومة للحرارة يمكنها تحمل الضغط العالي. المواد المناسبة غالية الثمن ويصعب معالجتها.
تختلف مبادئ تغيير أوضاع محرك "ستيرلنغ" أيضًا بشكل أساسي عن المبادئ التقليدية، الأمر الذي يتطلب تطوير أجهزة تحكم خاصة. وبالتالي، لتغيير الطاقة، من الضروري تغيير الضغط في الأسطوانات، وزاوية الطور بين الإزاحة ومكبس الطاقة، أو التأثير على سعة التجويف مع سائل العمل.
يمكن مشاهدة إحدى طرق التحكم في سرعة دوران العمود في طراز محرك ستيرلينغ في الفيديو التالي:
كفاءة
في الحسابات النظرية تعتمد كفاءة محرك ستيرلينغ على اختلاف درجة حرارة السائل العامل ويمكن أن تصل إلى 70% أو أكثر حسب دورة كارنو.
ومع ذلك، فإن العينات الأولى المصنوعة من المعدن كانت ذات كفاءة منخفضة للغاية للأسباب التالية:
- خيارات سائل التبريد (سائل العمل) غير الفعالة التي تحد من درجة حرارة التسخين القصوى ؛
- فقدان الطاقة بسبب احتكاك الأجزاء والتوصيل الحراري لجسم المحرك؛
- نقص مواد البناء المقاومة للضغط العالي.
تعمل الحلول الهندسية باستمرار على تحسين تصميم وحدة الطاقة. وهكذا، في النصف الثاني من القرن العشرين، ظهرت سيارة ذات أربع أسطوانات أظهر محرك ستيرلينغ ذو المحرك المعيني كفاءة بنسبة 35% في الاختباراتعلى مبرد ماء بدرجة حرارة 55 درجة مئوية. وقد أدى التطوير الدقيق للتصميم واستخدام مواد جديدة وضبط وحدات العمل إلى ضمان وصول كفاءة العينات التجريبية إلى 39%.
ملحوظة! تبلغ كفاءة محركات البنزين الحديثة ذات الطاقة المماثلة 28-30٪، ومحركات الديزل ذات الشاحن التوربيني 32-35٪.
تُظهر الأمثلة الحديثة لمحرك Stirling، مثل ذلك الذي أنشأته الشركة الأمريكية Mechanical Technology Inc، كفاءة تصل إلى 43.5%. ومع تطور إنتاج السيراميك المقاوم للحرارة والمواد المبتكرة المماثلة، سيكون من الممكن زيادة درجة حرارة بيئة العمل بشكل كبير وتحقيق كفاءة تصل إلى 60٪.
أمثلة على التنفيذ الناجح لسيارة Stirlings
على الرغم من كل الصعوبات، هناك العديد من نماذج محركات ستيرلنغ المعروفة ذات الكفاءة والتي يمكن تطبيقها في صناعة السيارات.
ظهر الاهتمام بـ Stirling المناسب للتركيب في السيارة في الخمسينيات من القرن العشرين. تم تنفيذ العمل في هذا الاتجاه من قبل شركات مثل شركة Ford Motor Company ومجموعة Volkswagen Group وغيرها.
قامت شركة UNITED STIRLING (السويد) بتطوير Stirling، التي حققت أقصى استفادة من المكونات والتجمعات التسلسلية التي تنتجها شركات صناعة السيارات (العمود المرفقي، وقضبان التوصيل). كان للمحرك V رباعي الأسطوانات الناتج وزن محدد يبلغ 2.4 كجم/كيلوواط، وهو ما يمكن مقارنته بخصائص محرك الديزل المدمج. تم اختبار هذه الوحدة بنجاح كمحطة لتوليد الطاقة لشاحنة بضائع سعة سبعة أطنان.
ومن العينات الناجحة محرك ستيرلينغ رباعي الأسطوانات مصنوع في هولندا موديل “Philips 4-125DA” مخصص للتركيب في سيارة الركاب. تبلغ قوة المحرك 173 حصان. مع. بأبعاد مشابهة لوحدة البنزين الكلاسيكية.
حقق مهندسو جنرال موتورز نتائج مهمة من خلال بناء محرك ستيرلينغ ذو ثماني أسطوانات (4 أسطوانات عمل و4 أسطوانات ضغط) على شكل حرف V مع آلية كرنك قياسية في السبعينيات.
محطة كهرباء مماثلة في عام 1972 مجهزة بسلسلة محدودة من سيارات فورد تورينوالذي انخفض استهلاكه للوقود بنسبة 25٪ مقارنة بالبنزين الكلاسيكي على شكل حرف V.
تعمل حاليًا أكثر من خمسين شركة أجنبية على تحسين تصميم محرك "ستيرلنغ" من أجل تكييفه مع الإنتاج الضخم لتلبية احتياجات صناعة السيارات. وإذا كان من الممكن القضاء على عيوب هذا النوع من المحركات، مع الحفاظ في نفس الوقت على مزاياه، فستحل "ستيرلينغ"، وليس التوربينات والمحركات الكهربائية، محل محركات الاحتراق الداخلي التي تعمل بالبنزين.
محولات أحادية الطرف ذات كفاءة عالية 12/220 فولت
في بعض الأحيان تكون بعض الأجهزة الكهربائية المنزلية الشائعة، مثل مصباح الفلورسنت وفلاش الصور وعدد من الأجهزة الأخرى، ملائمة للاستخدام في السيارة.
نظرًا لأن معظم الأجهزة مصممة ليتم إمدادها بالطاقة من شبكة ذات جهد تشغيل يبلغ 220 فولت، فإن هناك حاجة إلى محول تصاعدي. لا تستهلك ماكينة الحلاقة الكهربائية أو مصباح الفلورسنت الصغير أكثر من 6...25 واط من الطاقة. علاوة على ذلك، فإن مثل هذا المحول في كثير من الأحيان لا يتطلب جهدًا متناوبًا عند الخرج. تعمل الأجهزة الكهربائية المنزلية المذكورة أعلاه بشكل طبيعي عندما يتم تشغيلها بواسطة تيار نابض مباشر أو أحادي القطب.
تم تصنيع الإصدار الأول من محول جهد DC النبضي أحادي الدورة (flyback) 12 فولت / 220 فولت على شريحة تحكم UC3845N PWM مستوردة وترانزستور قوي ذو تأثير ميداني على قناة N BUZ11 (الشكل 4.10). هذه العناصر ميسورة التكلفة أكثر من نظيراتها المحلية، وتجعل من الممكن تحقيق كفاءة عالية من الجهاز، بما في ذلك بسبب انخفاض جهد استنزاف المصدر عبر ترانزستور تأثير المجال المفتوح (تعتمد كفاءة المحول أيضًا على النسبة من عرض النبضات التي تنقل الطاقة إلى المحول إلى الإيقاف المؤقت).
تم تصميم الدائرة الدقيقة المحددة خصيصًا للمحولات أحادية الدورة وتحتوي على جميع المكونات الضرورية بداخلها، مما يسمح بتقليل عدد العناصر الخارجية. يحتوي على مرحلة إخراج شبه مكملة عالية التيار مصممة خصيصًا للتحكم المباشر في الطاقة. ترانزستور ذو تأثير ميداني على شكل قناة M مع بوابة معزولة. يمكن أن يصل تردد نبض التشغيل عند إخراج الدائرة الدقيقة إلى 500 كيلو هرتز. يتم تحديد التردد من خلال تقييمات العناصر R4-C4 وفي الدائرة المذكورة أعلاه يبلغ حوالي 33 كيلو هرتز (T = 50 μs).
أرز. 4.10. دائرة محول نبضي أحادي الدورة يعمل على زيادة الجهد
تحتوي الشريحة أيضًا على دائرة حماية لإيقاف تشغيل المحول عندما ينخفض جهد الإمداد إلى أقل من 7.6 فولت، وهو أمر مفيد عند تشغيل الأجهزة من البطارية.
دعونا نلقي نظرة فاحصة على تشغيل المحول. في التين. يوضح الشكل 4.11 مخططات الجهد التي تشرح العمليات الجارية. عندما تظهر نبضات موجبة عند بوابة ترانزستور التأثير الميداني (الشكل 4.11، أ)، يتم فتحه وستستقبل المقاومات R7-R8 النبضات الموضحة في الشكل. 4.11، ج.
يعتمد ميل الجزء العلوي من النبضة على محاثة ملف المحول، وإذا كانت هناك زيادة حادة في سعة الجهد في الأعلى، كما هو موضح بالخط المنقط، فإن هذا يشير إلى تشبع الدائرة المغناطيسية. وفي الوقت نفسه، تزداد خسائر التحويل بشكل حاد، مما يؤدي إلى تسخين العناصر وتدهور تشغيل الجهاز. للتخلص من التشبع، ستحتاج إلى تقليل عرض النبضة أو زيادة الفجوة في مركز الدائرة المغناطيسية. عادةً ما تكون الفجوة البالغة 0.1...0.5 ملم كافية.
عند إيقاف تشغيل ترانزستور الطاقة، يؤدي تحريض ملفات المحول إلى ظهور زيادات في الجهد، كما هو موضح في الأشكال.
أرز. 4.11. مخططات الجهد في نقاط التحكم في الدائرة
مع التصنيع السليم للمحول T1 (تقسيم الملف الثانوي) وإمدادات الطاقة ذات الجهد المنخفض، لا تصل سعة التيار إلى قيمة خطيرة بالنسبة للترانزستور، وبالتالي، في هذه الدائرة، يتم اتخاذ تدابير خاصة على شكل دوائر تخميد في المرحلة الأولية لا يتم استخدام لف T1. ومن أجل قمع الزيادات في إشارة ردود الفعل الحالية القادمة إلى مدخلات الدائرة الدقيقة DA1.3، يتم تثبيت مرشح RC بسيط من العناصر R6-C5.
يمكن أن يختلف الجهد عند مدخل المحول، اعتمادًا على حالة البطارية، من 9 إلى 15 فولت (أي 40٪). للحد من التغير في جهد الخرج، تتم إزالة ردود الفعل المدخلة من مقسم المقاومات R1-R2. في هذه الحالة، سيتم الحفاظ على جهد الخرج عند الحمل في نطاق 210...230 فولت (Rload = 2200 أوم)، انظر الجدول. 4.2 أي يتغير بنسبة لا تزيد عن 10% وهو أمر مقبول تماما.
الجدول 4.2. معلمات الدائرة عند تغيير جهد الإمداد
يتم تثبيت جهد الخرج عن طريق التغيير التلقائي لعرض النبضة التي تفتح الترانزستور VT1 من 20 μs عند Upit = 9 V إلى 15 μs (Upit = 15 V).
يتم وضع جميع عناصر الدائرة، باستثناء المكثف C6، على لوحة دائرة مطبوعة أحادية الجانب مصنوعة من الألياف الزجاجية بأبعاد 90 × 55 مم (الشكل 4.12).
أرز. 4.12. طوبولوجيا ثنائي الفينيل متعدد الكلور وترتيب العناصر
يتم تثبيت المحول T1 على اللوحة باستخدام برغي M4x30 من خلال حشية مطاطية، كما هو موضح في الشكل. 4.13.
أرز. 4.13 نوع تركيب المحول T1
تم تثبيت الترانزستور VT1 على الرادياتير. تصميم المكونات. يجب أن يمنع XP1 الإمداد الخاطئ بالجهد إلى الدائرة.
يتم تصنيع المحول النبضي T1 باستخدام أكواب BZO المدرعة المستخدمة على نطاق واسع من النواة المغناطيسية M2000NM1. في الوقت نفسه، في الجزء المركزي يجب أن يكون لديهم فجوة قدرها 0.1...0.5 ملم.
يمكن شراء النواة المغناطيسية بوجود فجوة موجودة أو يمكن تصنيعها باستخدام ورق الصنفرة الخشن. من الأفضل تحديد حجم الفجوة بشكل تجريبي عند الضبط بحيث لا تدخل الدائرة المغناطيسية في وضع التشبع - وهذا مناسب للتحكم في شكل الجهد عند المصدر VT1 (انظر الشكل 4.11، ج).
بالنسبة للمحول T1، يحتوي الملف 1-2 على 9 لفات من الأسلاك بقطر 0.5-0.6 مم، والملفات 3-4 و5-6 تحتوي كل منها على 180 لفات من السلك بقطر 0.15...0.23 مم (نوع السلك PEL أو PEV). في هذه الحالة، يقع الملف الأولي (1-2) بين ملفين ثانويين، أي. أولاً، يتم لف اللفة 3-4، ثم 1-2 و5-6.
عند توصيل ملفات المحولات، من المهم ملاحظة المراحل الموضحة في الرسم التخطيطي. لن يؤدي التوزيع غير الصحيح إلى إتلاف الدائرة، لكنه لن يعمل على النحو المنشود.
تم استخدام الأجزاء التالية أثناء التجميع: المقاوم المعدل R2 - SPZ-19a، المقاومات الثابتة R7 و R8 من النوع S5-16M بقوة 1 وات، والباقي يمكن أن يكون من أي نوع؛ المكثفات الإلكتروليتية C1 - K50-35 لـ 25 فولت، C2 - K53-1A لـ 16 فولت، C6 - K50-29V لـ 450 فولت، والباقي من النوع K10-17. يتم تثبيت الترانزستور VT1 على مشعاع صغير (بحجم اللوحة) مصنوع من ملف تعريف دورالومين. يتكون إعداد الدائرة من التحقق من الصياغة الصحيحة لتوصيل الملف الثانوي باستخدام راسم الذبذبات، بالإضافة إلى ضبط المقاوم R4 على التردد المطلوب. يقوم المقاوم R2 بضبط جهد الخرج عند مآخذ XS1 عند تشغيل الحمل.
تم تصميم دائرة المحول المعينة للعمل بقدرة حمل معروفة مسبقًا (6...30 واط - متصلة بشكل دائم). في وضع الخمول، يمكن أن يصل الجهد عند خرج الدائرة إلى 400 فولت، وهو أمر غير مقبول لجميع الأجهزة، لأنه قد يؤدي إلى تلف بسبب انهيار العزل.
إذا كان المحول مخصصًا للاستخدام في التشغيل مع حمل بقدرات مختلفة، والذي يتم تشغيله أيضًا أثناء تشغيل المحول، فمن الضروري إزالة إشارة التغذية المرتدة للجهد من الخرج. يظهر الشكل البديل لمثل هذا المخطط في الشكل. 4.14. هذا لا يسمح لك فقط بتحديد جهد الخرج للدائرة في وضع الخمول إلى 245 فولت، ولكنه يقلل أيضًا من استهلاك الطاقة في هذا الوضع بحوالي 10 مرات (Ipot=0.19 A; P=2.28 W; Uh=245 V).
أرز. 4.14. دائرة محول أحادية الدورة مع الحد الأقصى لجهد عدم التحميل
يحتوي المحول T1 على نفس الدائرة المغناطيسية وبيانات الملف كما في الدائرة (الشكل 4.10)، ولكنه يحتوي على ملف إضافي (7-4) - 14 دورة من سلك PELSHO بقطر 0.12.0.18 مم (يتم لفه أخيرًا) . يتم تصنيع اللفات المتبقية بنفس الطريقة كما في المحول الموصوف أعلاه.
لتصنيع محول النبض، يمكنك أيضًا استخدام النوى المربعة من السلسلة. KV12 مصنوع من الفريت M2500NM - لن يتغير عدد اللفات في هذه الحالة. لاستبدال النوى المغناطيسية للدروع (B) بأخرى مربعة أكثر حداثة (KB)، يمكنك استخدام الجدول. 4.3.
يتم توفير إشارة التغذية المرتدة للجهد من الملف 7-8 من خلال الصمام الثنائي إلى دخل (2) الدائرة الدقيقة، مما يجعل من الممكن الحفاظ على جهد الخرج بشكل أكثر دقة في نطاق معين، وكذلك توفير عزل كلفاني بين الابتدائي و دوائر الإخراج. يتم عرض معلمات هذا المحول، اعتمادًا على جهد الإمداد، في الجدول. 4.4.
الجدول 4.4. معلمات الدائرة عند تغيير جهد الإمداد
يمكن زيادة كفاءة المحولات الموصوفة أكثر قليلاً إذا تم تثبيت محولات النبض على اللوحة باستخدام برغي عازل أو غراء مقاوم للحرارة. يظهر الشكل البديل لطوبولوجيا لوحة الدوائر المطبوعة لتجميع الدائرة. 4.15.
أرز. 4.15. طوبولوجيا ثنائي الفينيل متعدد الكلور وترتيب العناصر
باستخدام مثل هذا المحول، يمكنك تشغيل ماكينات الحلاقة الكهربائية "Agidel"، "Kharkov" وعدد من الأجهزة الأخرى من الشبكة الموجودة على متن السيارة.
ستتحدث هذه المقالة عن مصطلح عامل الكفاءة (الكفاءة) المألوف، ولكن غير الواضح للكثيرين. ما هذا؟ دعونا معرفة ذلك. عامل الكفاءة، الذي يشار إليه فيما بعد بالكفاءة، هو سمة من سمات كفاءة نظام أي جهاز فيما يتعلق بتحويل أو نقل الطاقة. يتم تحديده من خلال نسبة الطاقة المفيدة المستخدمة إلى إجمالي كمية الطاقة التي يتلقاها النظام. هل يشار إليه عادة؟ (" هذا"). ؟ = Wpol/Wcym. الكفاءة هي كمية بلا أبعاد وغالباً ما يتم قياسها كنسبة مئوية. رياضياً، يمكن كتابة تعريف الكفاءة على النحو التالي: n=(A:Q) x100%، حيث A هو العمل المفيد، وQ هو العمل المنفق. نظرًا لقانون حفظ الطاقة، تكون الكفاءة دائمًا أقل من أو تساوي الوحدة، أي أنه من المستحيل الحصول على عمل مفيد أكثر من الطاقة المستهلكة! من خلال تصفح مواقع مختلفة، غالبًا ما أتفاجأ كيف يبلغ هواة الراديو، أو بالأحرى، يشيدون بتصميماتهم لكفاءتها العالية، دون أن يكون لديهم أي فكرة عما هي عليه! من أجل الوضوح، دعونا نلقي نظرة على دائرة محول مبسطة باستخدام مثال ومعرفة كيفية العثور على كفاءة الجهاز. يظهر رسم تخطيطي مبسط في الشكل 1لنفترض أننا اتخذنا كأساس محول جهد DC/DC تصاعدي (يشار إليه فيما بعد بـ PN)، من أحادي القطب إلى أحادي القطب المتزايد. نقوم بتوصيل مقياس التيار الكهربائي RA1 في قاطع دائرة إمداد الطاقة، ومقياس الفولتميتر RA2 بالتوازي مع مدخل مصدر الطاقة PN، والتي تكون قراءاتها ضرورية لحساب استهلاك الطاقة (P1) للجهاز والحمل معًا من مصدر الطاقة. عند إخراج PN في انقطاع إمداد الحمل، نقوم أيضًا بتوصيل مقياس التيار الكهربائي RAZ ومقياس الفولتميتر RA4، وهما مطلوبان لحساب الطاقة التي يستهلكها الحمل (P2) من PN. لذلك، كل شيء جاهز لحساب الكفاءة، فلنبدأ. نقوم بتشغيل أجهزتنا ونأخذ قياسات قراءات الأجهزة ونحسب القوى P1 و P2. وبالتالي P1=I1 x U1، وP2=I2 x U2. الآن نحسب الكفاءة باستخدام الصيغة: الكفاءة (٪) = P2: P1 x100. لقد اكتشفت الآن الكفاءة الحقيقية لجهازك تقريبًا. باستخدام صيغة مشابهة، يمكنك حساب PN بمخرج ثنائي القطب باستخدام الصيغة: الكفاءة (%) = (P2+P3) : P1 x100، بالإضافة إلى محول تنازلي. وتجدر الإشارة إلى أن القيمة (P1) تشمل أيضًا الاستهلاك الحالي، على سبيل المثال: وحدة تحكم PWM، و(أو) محرك للتحكم في ترانزستورات التأثير الميداني، وعناصر التصميم الأخرى.
كمرجع: غالبًا ما يشير مصنعو مكبرات الصوت في السيارة إلى أن طاقة خرج مكبر الصوت أعلى بكثير مما هي عليه في الواقع! ولكن يمكنك معرفة القوة الحقيقية التقريبية لمضخم السيارة باستخدام صيغة بسيطة. لنفترض أن هناك منصهر +12 فولت على مكبر صوت السيارة في دائرة إمداد الطاقة، يوجد منصهر 50 أمبير، نحسب P = 12V x 50A، وفي المجموع نحصل على استهلاك طاقة قدره 600 واط. حتى في النماذج عالية الجودة والمكلفة، من غير المرجح أن تتجاوز كفاءة الجهاز بأكمله 95٪. بعد كل شيء، يتم تبديد جزء من الكفاءة في شكل حرارة على الترانزستورات القوية، ولفات المحولات، والمقومات. لذلك دعونا نعود إلى الحساب، نحصل على 600 واط: 100% x92=570 واط. وبالتالي، فإن مضخم السيارة هذا لن ينتج أي 1000 واط أو حتى 800 واط، كما يكتب المصنعون! آمل أن تساعدك هذه المقالة على فهم القيمة النسبية مثل الكفاءة! بالتوفيق للجميع في تطوير التصاميم وتكرارها. كان العاكس معك.
