ما هو الغرض من وضع التبديل إمدادات الطاقة؟

I. التعريف الأساسي والموضع الوظيفي لتحويل مصادر الطاقة

A تبديل السلطةالعرض هو جهاز إلكتروني للطاقة يقوم بتحويل الطاقة الكهربائية من خلال تبديل الترانزستورات عالية التردد. وتتمثل وظيفتها الأساسية في تحويل طاقة الإدخال غير المستقرة (مثل طاقة التيار المتردد الرئيسية أو جهد ناقل التيار المستمر) إلى طاقة تيار مستمر/تيار متردد مستقرة ودقيقة تتطلبها المعدات. كما أنها تمتلك وظائف إضافية مثل تنظيم الجهد، والحد من التيار، وقمع التداخل. تكمن قيمته الأساسية في حل مشكلة "عدم تطابق الطاقة" - فالأجهزة الكهربائية المختلفة لها متطلبات مختلفة من حيث جهد الإمداد والتيار والاستقرار. يوفر تحويل مصادر الطاقة، من خلال التحويل الفعال، "طاقة مخصصة" مناسبة للمعدات، مما يجعلها مركزًا حاسمًا يربط بين شبكة الطاقة والمعدات الكهربائية في النظام الكهربائي.

ثانيا. التطبيقات الأساسية لتحويل مصادر الطاقة (مصنفة حسب سيناريوهات التطبيق)

(ط) التحكم الصناعي: تكييف دوائر التحكم والتنفيذ لقواطع دائرة الحمل

هذا هو السيناريو الأكثر ارتباطًا بقواطع دوائر التحميل المذكورة سابقًا. يوفر تحويل مصادر الطاقة طاقة مستقرة لدوائر التحكم ومشغلات المعدات الصناعية، مما يشكل تآزرًا "لحماية مصدر الطاقة" مع قواطع دائرة الحمل:

مزود طاقة دائرة التحكم: يوفر جهدًا ثابتًا للتيار المستمر (عادة 24 فولت تيار مستمر) لأجهزة PLC (وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة)، والمرحلات، والموصلات، وأجهزة الاستشعار (مثل مستشعرات الضغط والمفاتيح الكهروضوئية)، مما يضمن التشغيل العادي لنقل إشارة الاتصال المساعدة، وتشغيل الجهاز المتشابك، ووظائف إضاءة مؤشر الحالة لقاطع دائرة الحمل؛

محرك المحرك: يوفر طاقة متوافقة للمحركات مثل محركات المحركات وصمامات الملف اللولبي والأسطوانات. على سبيل المثال، فإنه يوفر الطاقة الدافعة لآلية التشغيل الكهربائية لقاطع دائرة الحمل، مما يتيح الإغلاق/الفتح عن بعد؛

نقل إشارة الخطأ: من خلال مصدر طاقة مستقر، فإنه يضمن النقل الدقيق لإشارات إنذار الخطأ من قاطع دائرة الحمل (مثل تعثر الحمل الزائد وتعثر الدائرة القصيرة) إلى نظام التحكم، مما يساعد في تشخيص الأخطاء.

(II) الإلكترونيات الاستهلاكية: مصدر طاقة فعال للأجهزة الصغيرة

يتناسب الحجم الصغير والكفاءة العالية لتحويل مصادر الطاقة بشكل مثالي مع احتياجات قابلية النقل للإلكترونيات الاستهلاكية:

* الأجهزة الإلكترونية اليومية: شواحن الهواتف المحمولة، ومحولات طاقة الكمبيوتر، ووحدات طاقة التلفزيون، وما إلى ذلك، لتحويل طاقة التيار المتردد بقوة 220 فولت إلى طاقة تيار مستمر منخفضة الجهد (على سبيل المثال، 5 فولت، 12 فولت) التي تتطلبها الأجهزة، مع تصفية تقلبات الشبكة لمنع تلف المعدات؛

* الأجهزة المنزلية الصغيرة: أجهزة التوجيه والطابعات وكاميرات المراقبة وغيرها، وهي الأجهزة التي تتطلب مصدر طاقة ثابتًا لفترات طويلة، حيث يضمن انخفاض استهلاك الطاقة وإمكانات منع التداخل الخاصة بتبديل مصادر الطاقة التشغيل المستمر.

(ثالثًا) قطاع الطاقة الجديدة: إدارة الطاقة بالتعاون مع قواطع دوائر الحمل

كما ذكرنا سابقًا، يتم استخدام قواطع دائرة الحمل في العاكسات الكهروضوئية وأجهزة تخزين الطاقة، بينماتبديل السلطةالإمدادات هي وحدات تحويل الطاقة الأساسية لهذه الأجهزة:

الأنظمة الكهروضوئية: جهد التيار المستمر الناتج عن الوحدات الكهروضوئية غير مستقر (يتأثر بأشعة الشمس). يقوم مصدر طاقة التحويل (الوحدة الأساسية للعاكس الكهروضوئي) بتحويله إلى طاقة تيار متردد ثابتة (220 فولت / 380 فولت). في الوقت نفسه، يكون قاطع دائرة الحمل مسؤولاً عن تبديل مصدر الطاقة للعاكس وعزل الأخطاء.

أنظمة تخزين الطاقة: تحويل طاقة التيار المستمر المخزنة في البطارية إلى طاقة تيار متردد/تيار مستمر قابلة للاستخدام للجهاز، أو العكس (تحويل طاقة التيار الكهربائي إلى جهد تيار مستمر متوافق مع البطارية أثناء الشحن). هذا، جنبًا إلى جنب مع قاطع دائرة الحمل، يتيح التحكم الآمن في الشحن والتفريغ لجهاز تخزين الطاقة.

السيارات الكهربائية: الشاحن الموجود على متن السيارة (OBC) هو في الأساس مصدر طاقة تحويلي يحول طاقة التيار المتردد من كومة الشحن إلى طاقة تيار مستمر متوافقة مع البطارية، مع توفير طاقة منخفضة الجهد لنظام التحكم في السيارة والأضواء وما إلى ذلك.

(رابعا) بناء البنية التحتية الكهربائية والبنية التحتية: ضمان تشغيل النظام المستقر

أتمتة المباني: توفير طاقة مستقرة لأنظمة التحكم في تكييف الهواء المركزي، ودوائر التحكم في المصاعد، وأنظمة إنذار الحريق. من خلال العمل جنبًا إلى جنب مع قواطع دوائر الحمل، فإنه يضمن إمداد طاقة موثوق به لمعدات مكافحة الحرائق في حالات الطوارئ مثل الحرائق.

محطات قاعدة الاتصالات/مراكز البيانات: توفير طاقة تيار مستمر عالية الدقة والموثوقية (على سبيل المثال، -48 فولت تيار مستمر) للخوادم ومعدات الاتصالات. إن التصميم الزائد لإمدادات الطاقة التحويلية (وحدات متعددة بالتوازي) يتجنب فشل نقطة واحدة، وبالاشتراك مع قواطع دائرة الحمل، فإنه يحقق عزل الخطأ لدائرة الطاقة.

(5) المعدات الطبية: ضمان إمدادات الطاقة عالية الدقة

المعدات الطبية (مثل تخطيط كهربية القلب، وأجهزة الموجات فوق الصوتية، وأجهزة التنفس الصناعي) لها متطلبات عالية للغاية فيما يتعلق باستقرار إمدادات الطاقة ونقاوتها. يجب أن يمتلك تبديل مصادر الطاقة:

تموج منخفض وإخراج ضوضاء منخفض لتجنب التداخل مع إشارات الكشف الطبي؛

أداء عزل قوي لمنع مخاطر التسرب وضمان سلامة المرضى والطاقم الطبي.

نطاق جهد الإدخال واسع للتكيف مع تقلبات شبكة الطاقة في مناطق مختلفة.

ثالثا. المزايا الأساسية لتحويل مصادر الطاقة (دعم مجموعة واسعة من التطبيقات)

كفاءة تحويل عالية: يتيح تصميم التبديل عالي التردد كفاءة تحويل تتراوح من 85% إلى 95% (تتجاوز بكثير مصادر الطاقة الخطية التقليدية)، مما يؤدي إلى انخفاض استهلاك الطاقة وملاءمتها للتشغيل على المدى الطويل.

توافق الجهد الكهربي الواسع: يحول نطاقًا واسعًا من جهد الإدخال (على سبيل المثال، 85 فولت - 265 فولت تيار متردد) إلى جهد خرج ثابت، والتكيف مع شبكات الطاقة الإقليمية المختلفة أو إمدادات الطاقة المتقلبة.

حجم صغير ووزن خفيف: يعمل التصميم عالي التردد على تبسيط حجم المكونات مثل المحولات، مما يسهل التكامل في المعدات (على سبيل المثال، داخل صندوق التحكم الخاص بقاطع دائرة الحمل).

استقرار قوي: مزود بوظائف حماية من الجهد الزائد والتيار الزائد والدائرة القصيرة، ودقة جهد خرج عالية (عادةً في حدود ±1%)، ومقاومة لتداخل شبكة الطاقة.

توافق جيد: يدعم إدخال DC/AC وإخراج DC/AC، وهو قابل للتكيف مع أنواع مختلفة من الأحمال، بما في ذلك الأحمال المقاومة والحثية والسعوية.