Чем отличаются вентиляторы ас от дс
Собственно,в названии темы сам вопрос.Да,знаю,что DC-ты регулируешь напряжение,поступающее на крутилятор,а PWM-напрямую им управляешь,но что предпочтительнее,лучше и эффективней?Желательно поподробней,где лучше PWM,а где DC и при каких обстоятельствах.И еще вопрос:Если я поставлю в биосе например 50% оборотов кулера при температуре 50 градусов и 20% оборотов при 20 градусах(это через PWM регулировку естественно),то при температуре в 35 градусов кулер будет вращаться с оборотами 20% или же с усредненным значением тоже в 35%?Что будет,если сделать также,но в DC(Например,5 вольт напруга на кулер при 20 градусах и 8 вольт при 50 градусах,то при 35 градусах какое напряжение будет подаваться на кулер:по прежнему 5 вольт ибо температура не превысила отметку в 50 градусов или же усредненное значение в 6.5 вольт на вентилятор)?
DC-ты регулируешь напряжение,поступающее на крутилятор,а PWM-напрямую им управляешь
DC = изменение подаваемого напряжения напрямую, PWM - изменение PWM-импульсов для вентиляторов, которые умеют в PWM.
но что предпочтительнее,лучше и эффективней?Желательно поподробней,где лучше PWM,а где DC и при каких обстоятельствах.
А хз, честно. Имхо, PWM нужен для регулировки сразу нескольких вентиляторов через хаб, если тыкать каждый вентилятор в фан-разъём материнки, то смысла мало. Но это имхо, мб я не прав, и там есть какой-то особый смысл. Разницы в эффективности охлада нет, т.к. вентилятор в любом случае вращается на определённых оборотах. Плюсом у PWM вентиляторов есть чёткий диапазон скорости вращения (условно 1000-2000 оборотов) и ниже ты не прыгнешь. А вот путём изменения напряжения напрямую, можно снизить скороть вращения ниже 1000. Офк если вентилятор позволяет, т.к. не все вентиляторы работают на пониженном напряжении. Может случится, что двигатель не стартанёт вовсе или будет работать рывками.
И еще вопрос:Если я поставлю в биосе например 50% оборотов кулера при температуре 50 градусов и 20% оборотов при 20 градусах(это через PWM регулировку естественно),то при температуре в 35 градусов кулер будет вращаться с оборотами 20% или же с усредненным значением тоже в 35%?
А у тебя там полосочек графика нет что ли? Будет кривая линия между точками, т.е. на 35С будет 35%.
Что будет,если сделать также,но в DC
Будет тоже самое. DC и PWN - только способы регулировки оборотов.
(Например,5 вольт напруга на кулер при 20 градусах и 8 вольт при 50 градусах,то при 35 градусах какое напряжение будет подаваться на кулер:по прежнему 5 вольт ибо температура не превысила отметку в 50 градусов или же усредненное значение в 6.5 вольт на вентилятор)?
Не знаю как на мясе, но на гиге не указывается подаваемое напряжение. Указываются обороты таходатчика. Ну будет +- также как и с PWM. Я у себя в голове прикидываю чё каво, когда настраиваю - беру базовые цифры максимальных оборотов = это 12в, и тупо примерно считаю. Вот у меня есть вентиляторы 12в 1200 оборотов , банально - на 5в это 500 оборотов, на 6в - 600, и т.д. А вентилятор 12в 1800 оборотов на 5в не работает уже, а на 7в даёт ~900 оборотов, хотя PWM 1000-1800 вроде.
Мотор представляет собой двигатель постоянного тока со встроенной электроникой коммутации и постоянными магнитами во внешнем роторе. Такой мотор называют Electronically Commutated, или просто EC-мотор.
Как действует ЕС-мотор?
На картинке мы видим двигатель в разрезе. Постоянные магниты во внешнем роторе и обмотки статора. Постоянные магниты создают магнитное поле. При помощи встроенной электроники изменяется направление потока в обмотке статора. Тем самым ebmpapst избавились от щеток, которые, как известно, не долговечны и требуют регулярной замены.
ЕС-мотор в разрезе
Как работает электроника?
Роль коммутатора в ЕС-моторе ebmpapst играет транзистор.
Принцип работы прост - сигнал управления малой мощности на транзистора способствует прохождению большого тока через обмотку статора. Это приводит в движение ротор двигателя.
Если сигнала управления на базе транзистора нет, то отсутствует и ток в обмотке, нет ускорения ротора в данный момент времени.
Преимущества ЕС мотора
- Напряжение может изменяться в большом диапазоне. Для 1-фазных 200-277 В AC, для 3-фазных 380-480 В AC. Частота 50 Гц или 60 Гц.
- В двигатель встроен EMC фильтр, защита от низкого напряжения в сети, защита от пропадания фаз.
- Встроена защита от перегрева мотора и электроники, двигатель просто отключается.
- Встроена защита от блокировки ротора.
- Низкий уровень шума, особенно на пониженных оборотах.
- За счет внешнего ротора компактное исполнение.
- Не требует обслуживания на протяжении всего срока службы.
- Большой срок службы, так как нет деталей с быстрым износом (щетки).
- Высокий КПД, до 92%, минимальные потери энергии и минимальный самонагрев.
- Для управления все есть, частотный преобразователь не нужен, синус фильтр не нужен.
КПД ЕС-мотора
Подключение нескольких вентиляторов в группу
Есть возможность объединять несколько ЕС-вентиляторов в группы. Один вентилятор является главным (master), остальные подчиненными (slave). Тем самым управляя главным вентилятором мы управляем всей группой. Это востребовано при установке на конденсаторе или в "чистых помещениях". Управляющий сигнал 0-10B или 4-20 мА нужно подавать только на master вентилятор.
Инструкция по работе с EC-control.
Программа EC-control предназначена для настройки электронно-коммутируемых вентиляторов. Программа является бесплатной.
Разбираясь в терминологии, касающейся зарядки электромобилей, вы наверняка столкнетесь с сокращениями AC или DC, также часто в употреблении встречаются более расхожие термины "быстрые" и "медленные" зарядки. Давайте разберемся, что же это и в чем их отличие.
Начнем со школьного курса физики:
- AC (Alternate Current) - это сокращение обозначает переменный ток;
- DC (Direct Current) - постоянный ток.
Домашние и промышленные розетки, которые вы встречаете ежедневно, выдают переменный ток. С постоянным вы встречаетесь в быту, когда речь заходит о персональной бытовой технике, в которой есть батарейки и аккумуляторы форматов ААА и прочих распространенных.
Аккумулятор электромобиля состоит из множества соединенных между собой ячеек, зачастую напоминающих аккумуляторы для бытовой техники, которые заряжаются только постоянным током и, соответственно, отдают обратно постоянный ток. При зарядке используется выпрямитель, преобразующий переменный ток в постоянный. Все электромобили имеют "на борту" такое устройство.
Но ввиду габаритов этих преобразователей (с мощностью размеры и вес устройств растут) пытаться уместить на шасси электромобиля массивное устройство, которое может пропустить и преобразовать мощность, достаточную для зарядки за час или тем более за 10-20 минут, не имеет никакого смысла. Поэтому выпрямители, установленные непосредственно в электромобиле или "бортовые чарджеры", имеют ограниченную пропускную мощность, а мощные и массивные преобразователи остаются "за бортом".
Медленные зарядки АС:
AC или медленные зарядные станции - всего лишь "умные" коммутаторы переменного тока, которые подают имеющийся переменный ток (никак на него не воздействуя и не преобразуя) по кабелю в электромобиль на бортовой чарджер. Они управляют процессом зарядки по специальным сигнальным проводам и реализуют следующие важные функции:
Согласование процесса зарядки с электромобилем, лишь после которого включается ток, а по окончании зарядки - отключается;
Контроль мощности - указывает электромобилю максимально допустимый ток и контролирует его, дабы электромобиль не перегрузил сеть и не "вырубил" автоматы;
Безопасность - отвечает за экстренное отключение тока, в случае обнаружения его утечек на зарядном кабеле или корпусе станции, а также в самом электромобиле. Отслеживание качества и работоспособности заземления.
Продвинутые АС зарядные станции часто имеют дополнительные функции: счетчики "закачанных" киловатт, таймеры задержки, интеллектуальные функции управления нагрузкой (динамическая балансировка), подключение к облачным системам управления, мониторинга и многие другие.
Мощные преобразователи переменного тока (40-200 кВт и даже более) остаются стоящими на земле и подключаются напрямую к аккумуляторной батарее через специальные разъемы, в которых есть силовые и сигнальные кабели. За что отвечает DC станция?
Согласовывает процесс зарядки с электромобилем и лишь после согласования включает ток, по окончании отключает;
Ограничивает и регулирует ток по командам от BMS (Battery Management System - система управления батареей), дабы без перегрузок и перегревов провести процесс зарядки;
Следит за безопасностью процесса зарядки - отключает ток при возникновении утечек тока на зарядном кабеле или корпусе станции, в самом электромобиле, возникновении неполадок в заземлении;
Все зарядные станции DC имеют счетчики, функции балансировки и подключаются к облачным системам управления, мониторинга, расчётов по общепринятому в мире протоколу OCPP ( Open Charge Point Protocol, статья по ссылке ).
- Mode 2 - это зарядка через небольшую переносную АС станцию;
- Mode 3 - зарядка более мощным током через стационарную;
- Mode 4 - это уже зарядные станции DC.
Надеемся, нам удалось ответить на Ваши вопросы. Спасибо за прочтение. Водите с удовольствием, будьте осторожны на дорогах и оставайтесь с нами.
Удобная и гостеприимная станция для электропаркинга - на кабеле разъем Type 1, гость с другим разъемом (Type 2,GB-T, Tesla) сможет воспользоваться розеткой через свой кабель-переходник. Можно заряжать два электромобиля одновременно. Высокий уровень защиты.
2 канала зарядки переменным током (тип 1 или тип 2), LCD для воспроизведения рекламного контента. Доступно под заказ.
Создание напряжения постоянного тока от источника переменного тока означает, что вам придется выпрямить напряжение переменного тока, чтобы получить постоянное. Одно отличие по сравнению с DC-DC преобразователем состоит в том, что вы можете использовать линейный источник питания с переменным напряжением. Это означает, что вы можете воспользоваться трансформатором, чтобы уменьшить или увеличить напряжение переменного тока, а затем подать его на выпрямитель. Ближе всего к линейному источнику постоянного тока может быть двигатель постоянного тока, приводящий в действие генератор постоянного тока, что не очень эффективно.
Линейный источник переменного и постоянного тока все еще имеет место в лабораторных источниках и высококачественном звуке, но в большинстве современных преобразователей энергии используются импульсные регуляторы напряжения, а не линейные. В этом приложении вы будете выпрямлять входящее переменное напряжение для создания шины постоянного тока. Если у вас есть шина постоянного тока, вы можете использовать любую из архитектур преобразования постоянного тока в постоянный ток (DC-DC преобразование), чтобы получить конечное выходное напряжение или напряжения, которые вам нужны.
Проблема с выпрямлением напряжения
Несмотря на концептуальную простоту, выпрямление входящего переменного тока добавляет массу проблем вашему источнику питания. Большая часть выпрямителей выполняется на обычных диодах. Эти диоды будут создавать пульсации при переключении в процессе работы, что создает высшие гармоники в сети переменного тока. У них также будет прямое падение напряжения (хотя оно небольшое), которое рассеивает энергию на тепло.
Вы можете использовать выпрямительный мост на базе транзисторов MOSFET для выпрямления входящего переменного напряжения, но значительно усложняет выпрямитель и повышает его стоимость по сравнению с диодным. Рассмотрим небольшой пример для термостата Nest, который питается от сети 24 В переменного тока, используемого для обычных термостатов. Это настоящая проблема, так как включение обогревателя или кондиционера основано на замыкании 24 В цепи переменного тока в термостате — так работает обычный термостат. Разъем потребляет очень маленький ток для зарядки своих батарей. Затем он может замыкать вход 24 В переменного тока, чтобы включить обогреватель, используя тот же транзисторный мост, пока он работает от батарей. Термостату Nest требуется каждый “маленький кусочек энергии”, который он может сохранить, отсюда необходимость устранения простого диодного моста.
У выпрямления переменного тока есть другие проблемы, такие как импульсный ток, который возникает в процессе выпрямления (рисунок ниже). Он отличается от пускового тока, который есть у источников постоянного тока, когда вы впервые подаете на них питание. Импульсы тока возникают из-за того, что выпрямительные диоды могут работать только тогда, когда входное переменное напряжение больше, чем напряжение постоянного тока. Это означает, что имеется короткий всплеск тока только на пиках переменного напряжения, что приводит к снижению коэффициента мощности источника переменного тока. Коэффициент мощности является своего рода мерилом согласованности напряжения и тока, подаваемого линией переменного тока.
Улучшение коэффициента мощности
Несмотря на то, что низкий коэффициент мощности не увеличит стоимость электроэнергии для вас (если ваше устройство не работает на промышленном предприятии), но это увеличит реактивную мощность в сети. Во многих странах разработаны стандарты, в соответствии с которыми для автономного источника переменного тока требуется коррекция коэффициента мощности (PFC). Допустимое значение коэффициента мощности (cos φ) гарантирует, что входной ток источника питания является синусоидой, которая совпадает по фазе с входным напряжением.
PFC добавляет еще один импульсный регулятор к вашему источнику переменного тока. Внешний интерфейс PFC обычно является повышающим преобразователем (рисунок ниже). Поскольку входное переменное напряжение повышается до более высокого напряжения, возможно, до 350 В постоянного тока, преобразователь может получать ток от линии переменного тока практически в любое время сигнала. Микросхема управления основана на широтно-импульсной модуляции (ШИМ) транзисторов повышающего преобразователя, чтобы ток, взятый из линии переменного тока, был прямо пропорционален напряжению. Он не может потреблять ток на переходах через ноль, поэтому коэффициент мощности не может быть идеальным. Тем не менее, можно получить выше 0,9, что решает основную проблему.
Помимо необходимости выпрямления в источнике переменного тока, существуют различия в способе выпрямления из-за различий в средних значениях напряжений переменного тока в различных странах мира. Во всем мире напряжение сети переменного тока может варьироваться от 100 В в Японии до 240 В в Европе. В старых линейных источниках питания пользователь мог переключить переключатель, чтобы изменить обмотку на входном трансформаторе. Это позволяло адаптироваться к различным напряжениям сети. При включении питания коммутатор может изменить первичную обмотку, следовательно, вы используете полный диодный мост с высоким напряжением и полумост с более низким напряжением (рисунок ниже). Это позволяет шине постоянного тока, которую вы запитываете, быть ближе к номинальному значению постоянного тока, даже если напряжение на входе переменного тока уменьшилось вдвое.
С ростом доступности транзисторов MOSFET из карбида кремния (SiC), многие внешние интерфейсы PFC используют каскадное выпрямление (рисунки ниже). Карбид кремния имеет незначительное время обратного восстановления, поэтому в выпрямлении нет задержек, связанных с открытием/закрытием P-N перехода. Два SiC транзистора стоят больше двух диодов, но выигрыш в эффективности может стоить того. Как только транзисторы MOSFET выпрямят переменный ток, сохраняя при этом коэффициент мощности, у вас будет высоковольтная шина постоянного тока, с которой вы можете использовать любую из архитектур DC-DC преобразователя для получения конечного выходного напряжения. Вы также можете использовать этап DC-DC для создания границы изоляции, если это необходимо.
Когда полярность источника переменного ЭДС становится отрицательной в цепи PFC с тотемным полюсом, транзисторы направляют ток в индукторе в обратном направлении (а). Когда S1 открывается и S2 закрывается, он посылает ток в нагрузку (b). SD1 может быть диодом, но SiC-транзистор повышает эффективность.
Изобилие стандартов
Основное различие между источниками AC-DC и DC-DC заключается в том, что источники AC-DC должны соответствовать гораздо более строгим нормативным стандартам. Оба источника имеют стандарты FCC и CE для электромагнитных помех, но более высокое рабочее напряжение источников AC-DC требует изготавливать их соответствующими стандартам пожарной и электробезопасности. Поскольку большинство источников AC-DC изолированы от напряжения источника (имеют потенциальную развязку), для этого также требуются списки UL, CSA и CE.
Если вы делаете медицинское устройство, вам может потребоваться еще более строгий дизайн. В то время как изоляция в обычном источнике питания может быть только на проводах согласующего трансформатор, медицинские трансформаторы устанавливают обмотки на совершенно отдельные катушки (рисунок ниже). Таким образом, полностью исключается возможность пробоя между первичной и вторичной обмотками, результатом чего может стать короткое замыкание, которое может убить пациента.
Электрические шумы и “иммунитет” к ним
Американский стандарт FCC и Европейский стандарт CE имеют описания допустимых электромагнитных помех от всех источников, как AC-DC, так и DC-DC. Но все сложнее и сложнее удовлетворить требования к расходным материалам AC-DC. Мало того, что у вас есть правила по количеству генерируемых электромагнитных помех (EMI), вы также должны проверить AC-DC преобразователь на предмет наведенного шума; то есть высших гармоник, которые он “отправляет” обратно в сеть. Поскольку AC-DC преобразователи часто работают с большими токами и напряжениями, они генерируют гораздо больше помех, чем DC-DC преобразователи, поэтому соблюдение правил защиты от электромагнитных помех будет более сложным.
В дополнение к требованиям по электромагнитным помехам, ваш преобразователь AC-DC будет соответствовать требованиям по невосприимчивости. Здесь вы должны смоделировать ситуацию с сетевыми помехами от источника питания и доказать, что ваш преобразователь имеет допустимые параметры качества выходного напряжения и тока. Как и DC-DC преобразователь, он также должен быть защищен от электромагнитных помех.
Несмотря на то, что некоторые инженеры избегают проблем с проектированием AC-DC источников питания, включая опасность разработки высоковольтных цепей, существует растущее поколение “аналоговых” инженеров, которые не боятся проблем и видят преимущества в создании безопасных, эффективных и экологически чистых продуктов, которые можно смело назвать ”инженерным искусством”.
Читайте также: