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      深圳變壓器回收、變壓器回收,數據中心的綠色照明之無級調壓智能節能電路

      時間:2017-10-20 10:42

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        [導讀]凡是以數據的產生、傳輸、保存等為基礎的控制中心都是數據中心。

        4 現代無級調壓智能節能電路的構成

        4.1 無間斷切換電路的構成

        上述的幾種節能電源電路雖然在一定的場合都有應用,但也都存在一些不足。其共同的不足之處在于:

        4.1.1 上述幾種電壓調整方案的缺欠

        1)輸入輸出不隔離

        輸入輸出不隔離會導致干擾,市電電網中的干擾傳入后會縮短燈具的壽命;氣體放電燈都是感性負載,會導致輸入功率因數的降低,影響對市電能量的充分了用。

        2)進行電壓調整時有間斷

        繼電器或接觸器調整中的間斷會導致燈光熄滅,盡管開始安裝時由于轉換時間足夠短而能保證燈光的連續,但隨著使用時間的延長,繼電器或接觸器由于其彈簧部件的老化而使動作越來越慢,導致轉換時間也會越來越長。盡管可控硅構成的靜態開關可不間斷切換,但由于帶感性負載的原因而使故障率加大,所以一般不用此方案。

        3)調整噪聲大

        比如像LUXⅢ 在上百千伏安時其接觸器的動作聲音可以說是“驚心動魄”,嚴重干擾環境。這種響聲很大是正?,F象,因為響聲大就表示它的彈簧部件彈力好,觸點接觸緊密,接觸電阻小從而使接觸壓降小,也表明功耗小。等到動作聲音變小時,表明設備已進入老化期。

        4)不能解決氣體放電燈起輝電壓不一致的問題。

        氣體放電燈起輝電壓不一致是一個比較普遍的問題,所以這些起輝電壓不一致的燈都可以同時起輝,主要是市電電壓在起輝器(也稱除法器)的作用下,使加在燈上的端電壓足夠高。但在使用上述節能電源后,燈在起輝后就將輸入市電電壓調低到一定值,為了節能,在這個低電壓值下只能維持燈的正常照明,但不能起輝。比如為了減小對市電電網的沖擊,在燈具數量很多的情況下(比如體育場所、廣場和海港碼頭等)一般都分批啟動,如圖10所示。當一批燈X1點燃后,再投入第二批X2,第三批、第四批等。這就出現了一個問題:第一批燈點亮后,電壓已經降下來,而第二批燈又是和第一批并聯

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      圖10 燈管分批點燃示意圖

        的,這就意味著第二批燈將在低壓下啟動。如果可以啟動,則說明第一批燈電壓下調的不充分,沒有達到最佳效果。因此尚需進一步將電壓下調,因此第二批燈就無法啟動。這就導致了這種電源的有限適用范圍。

        4.1.2 智能節能電源電路的構成

        為了解決上述方案所存在的這些問題,一種稱為NPLS的智能燈光節能電源解決方案體療出來。如圖11所示就是這種解決方案的主電路電原理圖。這個電路具有Delta變換的色彩,它主要由調整

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      圖11 無間斷切換電路電原理圖

        (雙向補償)變壓器、PWM功率變換電路、輔助電源、測量電路和控制電路構成。交流市電輸入后經雙向補償變壓器T調整成所需的負載電壓輸出,測量環節對輸出電壓電平進行測量,將輸出電壓偏離指定值的微小變化反饋到控制電路,在控制電路對該變化量進行回收后形成一個信號,去控制PWM功率變換電路,通過雙向補償變壓器將輸出的偏移量調整回來,達到了輸出電壓穩定的目的。

        4.2 無間斷電壓調整原理

        這種電壓的調整原理及不同于一般的交流穩壓器,也不同于上述的幾種調整模式,其調整原理如圖12所示。輸入電壓的波形Uin 如圖中所示是一個正弦波,補償變壓器產生的波形是一個脈寬調制波UPWM ,二者是一代數相加的關系。下面就來介紹一個半橋Delta變換器在輸入電壓升高或降低時的工作原理。

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      圖12 無間斷電壓調整原理圖

        高頻雙向逆變技術及將此技術用串聯方式構成的電路形式和裝置,具有有功補償(電壓補償)、無功和諧波補償、儲能等功能,下面討論的是這種變換器在串連應用時的工作原理和它對電壓補償實現的過程。

        如圖12所示,整個電路的串連補償環節由一個高頻雙向補償變換器完成,變換器以PWM方式工作,其輸出變壓器的付邊直接串連在設備的主電路中,變壓器付邊的高頻脈沖波經變壓后的電壓UPWM 與輸入電壓Uin進行疊加,形成以輸入電壓為包羅線的載波波形,然后經高頻濾波后形成純凈的50Hz正弦波輸出電壓Uo。變換器在高頻狀態下工作,而店員的主回路是50Hz,50Hz的負載電流Io在每半周中對高頻變換器的變壓器以同方向磁化,因此在高頻變換器兩個開關管(VT1和VT2交替通導的過程中,《正義聯盟》將于11月17日在北美上映。DC漫畫中最酷炫牛掰的超級英雄組團拯救世界,蝙蝠俠、神奇女俠、閃電俠、海王、鋼骨等強強聯合,單是想象他們同時放大招的場景就讓人熱血沸騰。,《正義聯盟》將于11月17日在北美上映。DC漫畫中最酷炫牛掰的超級英雄組團拯救世界,蝙蝠俠、神奇女俠、閃電俠、海王、鋼骨等強強聯合,單是想象他們同時放大招的場景就讓人熱血沸騰。 廣州配電柜回收《那年花開月正圓》胡詠梅下線后,不禁讓觀眾們大松一口氣,這個跟周瑩從頭斗到尾的胡大小姐終于結束了戲份,少奶奶可以開始毫無阻礙的走向人生巔峰了。,《那年花開月正圓》胡詠梅下線后,不禁讓觀眾們大松一口氣,這個跟周瑩從頭斗到尾的胡大小姐終于結束了戲份,少奶奶可以開始毫無阻礙的走向人生巔峰了。 ,就形成正向激磁和反向續流兩種狀態,下面圖13 (a、b、c、d)用四種態來說明它的整個工作過程。

        第一狀態:

        如圖13(a)所示,外電路電壓Uin處于正半周時,負載電流I0方向是由Uin流向負載,此時開關VT1導通,逆變器T電流I1由直流電源E1經開關VT1流向變壓器原邊,變壓器處在正向激磁狀態,付邊電壓nE1與輸入電壓Uin同極性(n為變壓器匝比),也與I0方向相同,此時變換器輸出功率,I1與Io以及E1與nE1都符合變 壓器匝比關系。

        第二狀態:

        如圖13 (b)所示,外電路電壓Uin仍處在正半周時,現在的電流Io方向是由Uin流向負載,此時令開關VT1和VT2都處在關閉狀態,變壓器T付邊由負載電流I0激磁,在原邊感應的電壓是強迫二極管VD2通,變壓器原邊電壓被嵌位在E2+UD(UD為二極管正向壓降),原邊電流I1通過二極管VD2向直流電源E2反充電,付邊電壓nE2與輸入電壓Ui 極性相反,同時也與電流I0方向相反,付邊降壓,逆變器從主電路吸收功率,電流I1、I0以及電壓E2+UD、nE2 都符合匝比關系。

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      (a) (b)

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      (c) (d)

        圖13 高頻雙向變換器四種狀態的工作過程

        第三狀態和第四狀態

        此時輸入電壓處于負半周,負載電流是由負載流向輸入端,逆變器是VT2和VD1交替,過程與第一、二狀態相同,如圖13(c)和圖13(d)所示。

        雙向逆變器工作在高頻狀態(例如20kHz),在交流電(50Hz)的每半周(10ms)中,都經歷多次輸出功率和吸收功率的過程,經電感電容取平均值后,形成如圖5-5所示正弦波△U,隨著逆變器通導比的變化,ΔU可大可小,可正可負,從而可實現對輸入電壓Uin的可正可負地連續補償,保證輸出電壓的穩定。圖14(a)是Uin=UO的情況,Uinv產生的波形是上下寬度一樣的PWM波形,由于橫線以上是正壓,橫線以下是負壓,故其平均代數和為0,“讓月亮告訴你,每一刻都珍貴”2017廣東衛視《中秋之夜》目前已經進入晚會播出倒計時。李宇春今年也將加盟廣東衛視《中秋之夜》,再次演繹個人的經典曲目。,“讓月亮告訴你,每一刻都珍貴”2017廣東衛視《中秋之夜》目前已經進入晚會播出倒計時。李宇春今年也將加盟廣東衛視《中秋之夜》,再次演繹個人的經典曲目。 配電柜回收,即此時補償電壓ΔU=0;圖14(b)是UinUO時的情況和14(b)時正好相反,如圖所示。圖14(d)是補償原理示意圖。

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      圖14 電壓補償波形圖

        例:這種電路的補償范圍一般在額定電壓的±20%。假如在額定電壓下電壓下調10%,看節能效果。

        假如氣體放電燈在額定電壓為220V時起動,啟動后將電壓降到額定值的90%,即198V。設氣體燈的功率為1000W,廣州變壓器回收,一般按歐姆定律計算此時的內阻應為:

        (3)

        實際上在此區段的伏- 安特性幾乎垂直,即內阻幾乎為零。當市電電壓降到198V時,由圖15的伏- 安特性曲線可以看出,氣體燈具在這個工作區的內部電導值

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      圖15 燈電壓變化導致的電流變化的伏- 安特性

        (4)

        非常大,電流的下降值 很大。根據對一種高壓鈉燈組合的實測,當電壓由220V下降到200V時,增和節約能量已達到30%。就以此為例看一看電流變化與電壓變化的關系。在額定電壓Un=220V時,Pn =1000W額定功率下的電流為:

        (5)

        當電壓下降到200V時,功耗也下降到PL=700W,此時的電流為:

        (6)

        由上式可以看出,在節約30%功率的情況下,做一個粗略的計算,電壓的變化率DU %和電流的變化率DI %分別為:

        (7)

        由此可以看出,在這種情況下電流的變化量比電壓打得多,而功率又是和電流的平方成正比,因此才有電流的大幅度下降導致了功率的更大幅度下降。

        4.3 NPLS照明電源的實施電路

        4.3.1 NPLS照明電源的實施電路和節能工作模式

        NPLS照明電源電路是一種Delta變換的派生電路,如圖16(a)所示就是該電路的原理方框圖。其工作原理如上所述,也是一個四象限能量變換裝置。這個電路比原來的 Delta變換電路更適合于這種場合下的調壓。它集中地解決了當前市面上各類用于該目的產品所存在的缺點,是一種不可多得的解決方案。為了使用的方便和節能的步驟有一個較清晰的概念,以此電路為例做一個較詳細地介紹。

        圖16(b)所示就是這種節能設備在一個周期(比如一個晝夜、一星期、一個月等都可以)內的時間劃分實例,在這里劃分了7個時間段,比如按一個夜晚來算,看一下它對各時段的控制過程。

        t0 ~ t1:燈具軟啟動階段。燈具開始加電,為避免電壓對燈的沖擊,不是馬上將市電的額定電壓一下子加到燈具上,而是采用了電壓由200V低壓開始緩慢上升的控制。待電壓達到額定值后,就等待氣體燈的預熱和起輝。經過這樣的起動控制,就大大減少了燈具在冷態啟動時應力,動而增加了燈具的使用壽命。

        t1 ~ t2:燈具預熱和起輝階段。在此階段將燈上電壓的精度控制在220V±1%。于是燈具就在這種“安靜而平穩”的狀態下開始余熱和全功率啟動,保證了100%的燈具點燃。

        t2 ~ t3:燈具工作電壓緩慢下調階段。在此階段控制電路接受NPSL專用節能卡或外部設備發出的節能指令,使輸出電壓開始緩慢下調,下調后的輸出電壓可以從220V~ 180V任意設定。此例中是設定在200V±1%。

        t3~ t4:第一節能段。燈具進入到第一節能段后,就穩定在這種±1%電壓精度的環境中工作。比如當夜晚來臨華燈初上時,各種燈具在這樣優越的電壓環境下工作,保證了燈光的穩定性,不必擔心由于外界電壓波動給燈具帶來的傷害。

        t4 ~ t5:第二節能段。比如到深夜時,由于人群和車輛的減少,城市和道路開始安靜下來。這時對燈光的要求再也不需要那樣明亮,但又不能熄滅。于是可設定深度節能段即第二節能段,節能設備在t4時間點上接到預先設定的深度節能指令后,將輸出電壓進一步下調,調至對應t5時的電壓比如是180V。燈具在這個電壓上的亮度稍有降低,由于電壓的高精度又不會使燈熄滅,達到了進一步節能的效果。此時間段就是t5 ~ t6。

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      (a)電路原理方框圖

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      (b)工作模式的時間劃分圖

        圖16 NPLS電源節能工作模式的時間劃分

        t6 ~ t7:退出深度節能段。當黎明到來時,城市開始蘇醒,人流和車流開始增多,這時也開始需要明亮的燈光。于是設備接到預設的指令開始返回第一節能段,這就是t7~ t8段。

        t8 ~ t9:返回額定電壓段。天已放亮,白晝到來,這時已不需要燈光照明。設備接到退出節能段的指令后,開始使輸出電壓返回到額定市電電壓。然后拉斷閘刀,斷掉燈具的輸入電壓。

        當然上述過程也可根據可種場合的需要自行設定。

        4.3.2 NPLS照明電源所實現的功能

        1)無觸點和無機械執行部件。 由于調整不需要繼電器或接觸器,所以反應速度快,無噪聲,對環境無影響。

        2)無級調節。 這項功能的實現消除了調整電壓時的間斷隱患。

        3)輸入端和輸出端干擾隔離。 由于補償變壓器上的高頻補償電壓頻率的存在,其它在輸入和輸出之間形成了一道可靠的干擾隔離屏障。由于有Delta變換器的特點,形成了一個電流源,使輸入功率因數很高,保證了電網電壓的純潔性。

        4)可深度節能。 由于輸出電壓的精度很高,所以可使燈的工作點靠近截止拐點,已達到深度節能的目的。

        5)體積小,重量輕。 由于是無級調節,丟棄了抽頭變壓器和接觸器,使設備變得輕巧,也降低了造價,有利于普及使用。

        6)自動識別用戶的開燈動作。以往的此類電源只能一次整批燈具集體啟動,該電源即使在節能階段,甚至是深度節能階段,也可另外投入后續的燈具。原因就是因為它有自動識別用戶開燈動作的功能:在節能模式下運行時,如果用戶又投入后續的燈具,這個動作很快被測量電路感知,反饋到控制電路,就可以使輸出電壓暫時返回額定值,待所有后來的燈點亮后再返回節能模式。這就拓寬了此類電源的使用范圍。

        7)三相獨立調節,可貸100%不平衡負載。

        另外還有過載保護、過載記憶和回收功能、智能風機控制功能、雙重節能控制和安全旁路控制系統等等。

        4.4 節能電源的輔助功能

        4.4.1 對外界條件的補償

        1) 流明衰減補償

        氣體放電燈在使用過程中都會隨著時間而逐漸老化,即亮度慢慢降低。為滿足使用壽命的要求,在照明設計中一般都采用一種0.6-0.8的維護系數,即,使開始時燈的亮度比設計值高出40%-20%,當燈的壽命終結時,其亮度正好達到目標設計值。根據這一特點,節能電源就采用了一套智能控制技術來補償燈的這一老化過程,使燈的亮度一直維持在目標設計值上,從而節能40%-20%;

        2)充分利用自然光

        自然光是任何其它光源都無法代替的健康光源。在很多工廠、寫字樓、商場等大型的公共場所,由于建筑物的采光受到一定限制,不得不全年365天24小時開燈“補光”,這就造成了長期的、大量的能量損耗。為了節能,就采用了光敏器件在保證室內標準照度的情況下,通過電源對燈光的亮度進行控制,從而達到了節能的目的;

        3)根據用戶在不同時間對照度的不同要求,對燈光進行控制

        比如,大街、廣場、道路等等場所的照明,為了保證城市的形象,一般都要求徹夜長明。為了節省電力,就可以在前半夜與后半夜有所不同,通常的做法事關掉一部分燈,但這樣做也有一定的弊病,一來破壞了燈光的整體性,二來也給深夜帶來了潛在的危害:比如在被關掉的那一部分燈的黑暗中,就容易隱藏著危險和犯罪。

        該節能電源就可以編程控制燈光,在照度變化不大的情況下,達到了同樣的節能效果;

        4)視覺鈍區的利用

        人的眼睛對照度的敏感度不是線性關系,當光照度到達一個稱為“視覺鈍區”的臨界值后,在較多地降低亮度,對人的視覺不會產生很大的不適,從而達到節能的效果。

        4.4.2 照明節能電源的應用效果

        由于節能是當前用電政策的一個趨勢,同樣在照明節能設備上也得到了有關廠商的重視,不少產品紛紛問世。但在這些產品中大部分智能化程度較低,甚至非常低,低到用手工去調節抽頭。當然也不乏佼佼者,比如像瑞士的LUX-III之類節能電源,就是一個典型的例子,如前所述,這種產品的智能化程度較高,它是利用微電腦和管理軟件,實現智能化無人職守運行。

        1)節能的實驗曲線

        在對節能電源進行的測試中,得出了一組曲線,如圖17所示就是氣體放電燈的綜合實驗曲線。從這一組曲線可以看出,在未使用節能電源時,不但光通量遠不如采用節能電源時的情況好,而且壽命也非常短。由曲線看到,未采用節能電源時的壽命不及后者的1/3。

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      圖17 氣體放電燈綜合實驗曲線

        圖18所示為燈具壽命綜合實驗曲線,由該曲線也可以明顯地看出采用節能電源后的優點。比如,在京廣鐵路的一隧道中,所采用的幾十只低壓納燈,每月必定損壞一批,在采用了節能電源的半年試驗中,沒有更換過一只燈。隧道的燈光亮度未出現令人察覺的變化。

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      圖18 燈具壽命綜合實驗曲線

        在這里應該指出的是,上述曲線只有用智能化程度比較高的節能電源才可以實現。原因是:如果調壓智能化程度不高,當市電電壓變化時,尤其是電網電壓大幅度升高時,燈兩端的電壓得不到及時地調節,從而達不到理想的節能效果。

        因該注意的是,節能電源也可使白熾燈節能,這種節能是以犧牲一定的亮度為代價的,原因是白熾燈是線性負載,它的亮度和電壓呈線性關系。另外也可使PH節能燈節能,原因是不論是節能燈海事帶電子鎮流器的熒光燈,都采用了高頻開關電源,這種電源有一個允許的輸入電壓范圍,節能電源就可利用這個輸入電壓范圍節能。

        根據對幾種燈的實驗統計的結果,照明節能電源用于照明網絡的節能效果如表7所示。

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