В качестве неплавящегося электрода чаще всего применяются электроды из вольфрамовой проволоки диаметром от 1 до 6 мм (МПТУ-2402-49). В настоящее время в вольфрам для электродов вводится окись тория в количестве 1,5—2,0%—электроды марки ВТ-5, ВТ-10 и ВТ-15. Такие электроды при сварке на постоянном токе прямой полярности более тугоплавки и допускают повышенный режим сварки, сохраняют постоянную форму конца электрода, что особенно важно при механизированной сварке тонколистового материала и, наконец, обладают повышенной электронной эмиссией, вследствие чего дуга легко возбуждается при меньшем напряжении холостого хода источника питания. [c.9]
Источники тока для питания сварочной дуги могут иметь различные внешние характеристики (рис. 194, а) падающую 1, пологую 2, жесткую 3 и возрастающую 4. Внешней характеристикой источника называется зависимость напряжения на его выходных клеммах от тока в цепи при нагрузке. Источник сварочного тока выбирают в зависимости от вольтамперной характеристики дуги, соответствующей применяемому способу сварки. Для питания дуги с жесткой характеристикой требуются источники сварочного тока с падающей внешней характеристикой. Режим горения сварочной дуги определяется точкой пересечения характеристик дуги 1 и источника тока 2 (рис. 194, б). Точка С на рис. 194, б является точкой устойчивого горения дуги. Последнее определяется тем, что после случайного отклонения режим горения дуги восстанавливается. Случайное увеличение тока, соответствующего точке С, приведет к уменьшению напряжения источника питания, что после окончания действия случайной отклоняющей причины повлечет за собой уменьшение тока, т. е. восстановление режима устойчивого горения дуги. При случайном уменьшении тока все параметры изменяются в обратном порядке и в конечном итоге также происходит восстановление устойчивого режима горения дуги. Точка В на том же рисунке соответствует неустойчивому горению дуги. При изменении соответствующего ей тока дуга либо гаснет, либо ток дуги начинает возрастать до тех пор пока дуга достигнет режима устойчивого горения. Характерными точками внешней характеристики источника являются точки А п О. Точка А соответствует режиму холостого хода в работе источника питания в период, когда дуга не горит и сварочная цепь разомкнута. Режим холостого хода характеризуется повышенным напряжением (60—80 в). Точка О соответствует режиму короткого замыкания, который имеет место при зажигании дуги и замыкании дуги каплями жидкого электродного металла. Короткое замыкание характеризуется малым значением напряжения, стремящегося к нулю, и повышенной величиной тока, однако, [c.302]
Разработан универсальный тиристорный источник питания, который состоит из двух установок типа АПР-402 (исполнение 07 по ТУ 16-739.044— 76) с напряжением холостого хода в 400 В. При параллельном подключении двух установок обеспечивается сила тока до 630 А. Установка имеет устойчивую систему зажигания дуги, плавные нарастания тока и подачу газа, что обеспечивает надежный выход на режим пробивки в любой точке поверхности листа. [c.140]
Существует два типовых режима сварки. При ручной электродуговой сварке (а также автоматической и полуавтоматической на постоянном токе) используется повторно-кратковременный режим, при котором время сварки чередуется с временем работы источника питания на холостом ходу. Такой режим оценивается по относительной продолжительности работы [c.51]
Под режимом работы понимается соотношение между временем /ев сварки и временем холостого хода (перемежающийся режим) или временем паузы в случае, если источник питания отключается от сети (повторно-кратковременный режим). Во время холостого хода или паузы выполняют смену электродов, сборку заготовок, очистку шва от шлака и других загрязнений, происходит также охлаждение источника питания. [c.111]
Кроме необходимых статических характеристик, источник питания должен обладать оптимальными динамическими свойствами. При сварке плавящимся электродом возбуждение дуги и перенос капель с электрода на изделие связаны с замыканиями дугового промежутка, в некоторых случаях с ее угасанием и повторным зажиганием после разрыва капли. Поэтому источник питания работает в условиях резкого изменения режима холостой ход — короткое замыкание (первоначальное возбуждение дуги) — рабочий режим (горение дуги) — короткое замыкание (переход капель) — рабочий режим и т. д. [c.604]
Если вместо холостого хода в перерывах происходит отключение источника питания (пауза), то такой режим называют повторно-кратковременным (ПВ). Он определяется также в процентах [c.44]
Номинальная сила сварочного тока различна при различном режиме работы источника питания дуги. Режим работы характеризуется отношением длительности сварки к сумме длительности сварки и холостого хода, выраженной в процентах. Обычно режим работы источников тока при дуговой сварке обозначают знаком ПР% или ПВ% [c.52]
К основным параметрам сварочных источников питания относятся номинальный сварочный ток, пределы регулирования сварочного тока, напряжение питающей сети, напряжение холостого хода, напряжение на зажимах источника питания под нагрузкой (рабочее), номинальный режим работы, внешние характеристики. [c.5]
На рис, 79 приведена электрическая схема установки типа УДГ, где показаны основные элементы. Сварочный трансформатор СТ типа ТРПШ позволяет автоматизировать работу установки режим сварки регулируют путем изменения величины постоянного тока в обмотке нодмагничивания ОУ. Управляющим сигналом является потенциал с движка потенциометра R3, который изменяет режим работы транзистора Т1. Ток, пропускаемый этим транзистором, усиленный магнитным усилителем МУ, поступает на обмотку управления ОУ. В случае обрыва дуги на электродах напряжение возрастает до напряжения холостого хода источника питания, в результате чего срабатывает реле Р и подключает в работу осциллятор для возбуждения дуги вновь. [c.149]
Режим сварки должен быть отрегулирован так, чтобы сварщик не ощущал упирания проволоки в сварочную ванну. При определенной скорости подачи проволоки это достигается регулированием напряжения холостого хода источника питания. Режимы сварки порошковой проволокой приведены в табл. 7-21. [c.387]
Для питания сварочной дуги применяют источники переменного и постоянного тока. Они могут быть одно- и многопостовы ми. в первом случае источник питает один сварочный пост, а во втором — несколько. Источники питания должны обеспечивать возможность настройки на разные режимы сварки. Каждый источник питания сварочной дуги рассчитывается на определенную нагрузку, воспринимая которую он не перегревается выше допустимых норм. Ток и напряжение при такой нагрузке называются номинальными. Номинальный сварочный ток на разных режимах работы неодинаков. Режим работы характеризуется отношением времени сварки к сумме времени сварки и холостого хода источника питания. [c.51]
Марка источипков питания Напряжение холостого хода источника питання, В Максимально допустимое падение напряжения на клеммах ГЭН. В Сила тока источника питания, А Режим повторно го включения (ЛР) источника питания, % Максимальное число пальцев ГЭН, питающегося от данного источника питапия Максимально допустимое число электронагревателей, параллельш подключаемых к источнику питания [c.676]
Сказанное иллюстрируется фиг. 137. Кривая а изображает падающую внешнюю характеристику источника питания при номинальном напряжении сети. То 1ка пересечения 1 этой внешней характеристики с линией = onst характеризует номинальный режим сварки (I7 , I e). Если в сети упадет напряжение, то напряжение холостого хода источника питания [c.251]
Системы многопостового питания в этих случаях должны быть различными. Если сварку выполняют на режимах с частыми замыканиями разрядного промежутка, в цепь каждого сварочного поста необходимо включать индуктивность, которая уменьшает влияние одного поста на другие (рис. 25, а) значение постовой индуктивности при сварке проволоками 00,8—1,4 мм выбирают равным 0,2—0,25 мГн. При выполнении сварки ра различающихся режимах напряжение холостого хода источника питания устанавливают по максимальному необходимому напряжению сварки, а напряжение на постах настраивают малогабаритными балластными реостатами (рис. 25, б). Если сварка выполняется на режимах без коротких замыканий или с редкими корют-кими замыканиями, то индуктивность в цепь поста не включают. При сварке на режимах с короткими замыканиями и без них на отдельных постах может оказаться более выгодным устройство многопостовой системы с двумя отдельными шинопроводами на различное напряжение, питаемыми от отдельных источников. При двухдуговой сварке на одинаковых режимах режим регулируют одновременно на обеих дугах изменением напряжени я источника питания. В этом [c.65]
Источники питания для дуговой сварки. Источники питания для РДС и АДСФ должны иметь падающую или иологук внешнюю характеристику (рис. 2.9, 6) — зависимость напряжения на выходных клеммах ИП от тока в сварочной цепи / Уд = / (/ев)- Режим устойчивого горения дуги определяется точкой С пересечения ВАХ н и f (/о в) точка А — режим холостого хода ИП -= 60 Ч- [c.53]
Крутящий момент преобразуется в пропорциональный ему электрический сигнал. Тензодатчики включены в уравновешенный мост, питаемый от источника постоянного напряжения 15 в. К мосту может подключаться схема калибровки тен-зодатчиков с вольтметром и источником питания. Электрический хиг-нал от тензодатчиков подается на клеммы X самописца. На клеммы У самописца подается напряжение от тахогенератора постоянного тока, откалиброванного с точностью 0,5%. Тахогенератор дает напряжение 25 в при 1000 об1мин (режим холостого хода). Для снижения подаваемого на клеммы У самописца выходного сигнала до 10 мв включен набор сопротивлений. Величина тока в цепи контролируется амперметром. [c.195]
Источники питания имеют различные внещние вольт-амперные характеристики (рис. 92) естественную, жесткую и щтыковую. Источники питания с естественной 1 и жесткой 2 характеристиками являются источниками напряжения. Для них режим короткого замыкания является аварийным, поскольку их внутреннее сопротивление близко к нулю. Источники питания со штыковой 3 характеристикой являются источниками тока. Для источников тока параметрического типа аварийным является режим холостого хода, так как они содержат реактивные элементы, напряжение на которых при отключении нагрузки резко возрастает, что может вызвать пробой отдельных элементов выпрямительного агрегата. В статических преобразователях, используемых при размерной ЭХО, применяются неуправляемые и управляемые вентильные схемы. [c.158]
Источники питания для ручной дуговой сварки работают в режиме ПН (продолжительности нагрузки) или ПР (продолжительнббти работы), что равнозначно. При этих режимах установленная неизменная нагрузка (сварочный ток) чередуется с холостым ходом источника, когда в сварочной электрической цепи ток практически отсутствует. Продолжительность работы не должна быть настолько длительной, чтобы температура нагрева источника могла достигнуть значения, недопустимого для него. Этот режим определяется отношением времени сварки /св к сумме времени сварки и времени холостого хода источника х.х [c.44]
При проведении электрических стендовых испытаний источников питания измерения производят измерительными приборами класса не ниже 0,5 при государственных испытаниях и не ниже 1,5 при приемо-сдаточных. Во всех случаях снимаются внешние статические характеристики или их характерные точки, в частности, значения напряжения холостого хода и силы тока при нормированном рабочем напряжении. Изоляцию силовых развязывающих трансформаторов испытывают на сопротивление и электрическую прочность между обмотками, а также между каждой обмоткой и корпусом. Прочность проверяют повышенным переменным напряжением 2. .. 4 кВ, а межвит-ковую прочность — двойным (к номинальному напряжению) при повышенной частоте 100. .. 400 Гц. Источники питания, режим работы которых предполагает или допускает короткие замыкания нагрузок, испытывают на прочность единичными кратковременными, имитирующими замыкания, нагрузками с нормированным сопротивлением (обычно 10 МОм). [c.48]
Источники питания рассчитываются по нагреву на определенный режим работы. Для дуговой сварки различают три режима работы источников питания продолжительный, перемежающийся, повторно-кратковременный. На продолжительный режим, когда источник работает непрерывно под нагрузкой, рассчитаны многопостовые источники питания и, в ряде случаев, однопостовые при механизированной сварке. В перемежаюшемся режиме, характерном для ручной дуговой сварки, работа под нагрузкой в течение времени tp чередуется с холостым ходом в течение времени Режим характеризуется относительной продолжительностью нагрузки ПН = tp/ tp + t )lOO%. [c.55]
Для питания сварочной дуги требуется источник тока, удовлетворяющий ряду требований. Он должен иметь достаточно высокое напряжение холостого хода, т. е. обеспечивать напряжение между электродом и изделием, достаточное для легкого возбуждения дуги, по не превышающее 80—90 В, что определяется нормами безопасности труда. Источник должен обладать достаточной мощностью для выполнения определенных сварочных работ. Сварочный источник не должен выходить из строя в режиме короткого замыкания, поскольку этот режим всегда имеет место при сварке. Он долл4ен иметь устройство для возможности плавного регулнрован]1Я сварочного тока, обладать хорошими динамическими свойствами, т. е. обеспечивать быстрое восстановлени е режима после коротких замыканий и устойчиво работать на зада ном режиме. [c.377]
Для плазменной резки разработаны специальные выпрямители с повышенным напряжением холостого хода и крутопадающен внешней характеристикой. Трансформаторы этих выпрямителей имеют нормальное магнитное рассеяние. Режим регулируется при помощи дросселя насыщения. Техническая характеристика источников питания для плазменной резки приведена в табл. VI.10. При питании дуги от многопостовых источников ток регулируют балластными реостатами типа РБ прп сварке штучными электродами и типа РБГ при сварке плавящимся электродом в углекислом газе. Техническая характеристика балластных реостатов дана в табл. VI.11. [c.177]
Режим работы ксточннкоз питания. Источники питания электрической сварочной дуги обычно работают в режиме, при котором периоды нагрузки чередуются с паузами. Во время паузы производится смена электродов, сборка деталей, переход сварщика с одной позиции на другую и т. п. Следовательно, после периода горения дуги источник может охлаждаться. Такой прерывистый режим работы источника питания характеризуется продолжительностью работы (ПР) или продолжительностью включения (ПВ). В первом случае работа источника под нагрузкой чередуется с работой на холостом ходу. Во втором случае работа источника чередуется с перерывом, во время которого источник отключен от сети. ПР и ПВ выражаются в процентах [c.59]
Однопостовая ручная сварка покрытыми электродами создает прерывистую нагрузку для источника питания кратковременный режим нагрузки (горение дуги) чередуется с кратковременным режимом холостого хода (смена электрода, изделия). Циклы такой работы (время режима нагрузки плюс время режима холостого хода) непрерывно повторяются. Такой номинальный (расчетный) режим работы источника питания называется повторно-кратковре-менным. [c.26]
Внешняя характеристика источников питания (сварочного трансформатора, выпрямителя и генератора) — это зависимость напряжения на выходных зажимах от величины тока нагрузки. Зависимость между напряжением и током дуги в установившемся (статическом) режиме называется вольт-амперной характеристикой дуги.
Внешние характеристики сварочных генераторов, показанные на рис. 1 (кривые 1 и 2), являются падающими. Длина дуги связана с ее напряжением: чем длиннее сварочная дуга, тем выше напряжение. При одинаковом падении напряжения (изменении длины дуги) изменение сварочного тока неодинаково при неодинаковых внешних характеристиках источника. Чем круче характеристика, тем меньше влияет длина сварочной дуги на сварочный ток. При изменении напряжения на величину δ при крутопадающей характеристике изменение тока равно а1, при пологопадающей — а2.
| Рис. 1. Внешняя характеристика источников питания: 1 — крутопадающая внешняя характеристика; 2 — пологопадающая; 3 — жёсткая; 4 — пологовозрастающая |
| Рис. 2. Внешняя характеристика источников питания и сварочной дуги: а — сплошная линия — генератора, штрихованная — дуги в момент возбуждения; штрихпунктирная — дуги при горении; б — характеристика источников питания сварочной дуги. |
Для обеспечения стабильного горения дуги необходимо, чтобы характеристика сварочной дуги пересекалась с характеристикой источника питания (рис. 2).
В момент зажигания дуги (рис. 2, а) напряжение падает по кривой от точки 1 до точки 2 — до пересечения с характеристикой генератора, т. е. до положения, когда электрод отводится от поверхности основного металла. При удлинении дуги до 3 — 5 мм напряжение возрастает по кривой 2—3 (в точке 3 осуществляется устойчивое горение дуги). Обычно ток короткого замыкания превышает рабочий ток, но не более чем в 1,5 раза. Время восстановления напряжения после короткого замыкания до напряжения дуги не должно превышать 0,05 с, этой величиной оцениваются динамические свойства источника.
На рис. 2,6 показаны падающие характеристики 1 и 2 источника питания при жесткой характеристике дуги 3, наиболее приемлемой при ручной дуговой сварке.
Напряжение холостого хода (без нагрузки в сварочной цепи) при падающих внешних характеристиках всегда больше рабочего напряжения дуги, что способствует значительному облегчению первоначального и повторного зажигания дуги. Напряжение холостого хода не должно превышать 75 В при номинальном рабочем напряжении 30 В (повышение напряжения облегчает зажигание дуги, но одновременно увеличивается опасность поражения сварщика током). Для постоянного тока напряжение зажигания должно быть не менее 30 — 35 В, а для переменного тока 50 — 55 В. Согласно ГОСТ 7012 —77Е для трансформаторов, рассчитанных на сварочный ток 2000 А, напряжение холостого хода не должно превышать 80 В.
Повышение напряжения холостого хода источника переменного тока приводит к снижению косинуса «фи». Иначе говоря, увеличение напряжения холостого хода снижает коэффициент полезного действия источника питания.
Источник питания для ручной дуговой сварки плавящимся электродом и автоматической сварки под флюсом должен иметь падающую внешнюю характеристику. Жесткая характеристика источников питания (рис. 1, кривая 3) необходима при выполнении сварки в защитных газах (аргоне, углекислом газе, гелии) и некоторыми видами порошковых проволок, например СП-2. Для сварки в защитных газах применяются также источники питания с пологовозрастающими внешними характеристиками (рис. 1, кривая 4).
Относительная продолжительность работы (ПР) и относительная продолжительность включения (ПВ) в прерывистом режиме сварочной дуги
Относительная продолжительность работы (ПР) и относительная продолжительность включения (ПВ) в прерывистом режиме характеризуют повторно-кратковременный режим работы источника питания.
Величина ПР определяется как отношение продолжительности рабочего периода источника питания к длительности полного цикла работы и выражается в процентах
где tp — непрерывная работа под нагрузкой; tц — длительность полного цикла. Условно принято, что в среднем tp = 3 мин, а tц = 5 мин, следовательно, оптимальная величина ПР % принята 60%.
Различие между ПР% и ПВ% состоит в том, что в первом случае источник питания во время паузы не отключается от сети и при разомкнутой сварочной цепи работает на холостом ходу, а во втором случае источник питания полностью отключается от сети.
Сварочные трансформаторы по фазности электрического тока подразделяются на однофазные и трехфазные, а по количеству постов — на однопостовые и многопостовые. Однопостовой трансформатор служит для питания сварочным током одного рабочего места и имеет соответствующую внешнюю характеристику.
Многопостовой трансформатор служит для одновременного питания нескольких сварочных дуг (сварочных постов) и имеет жесткую характеристику. Для создания устойчивого горения сварочной дуги и обеспечения падающей внешней характеристики в сварочную цепь дуги включает дроссель. Для дуговой сварки сварочные трансформаторы подразделяются по конструктивным особенностям на две основные группы:
трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием, конструктивно выполненные в виде двух раздельных аппаратов (трансформатор и дроссель) или в едином общем корпусе;
трансформаторы с развитым магнитным рассеянием, конструктивно различающиеся по способу регулирования (с подвижными катушками, с магнитными шунтами, со ступенчатым регулированием).
ОБСЛУЖИВАНИЕ СВАРОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
При эксплуатации сварочных трансформаторов следует следить за надежностью контактов, не допускать перегрева обмоток, сердечника и его деталей. Необходимо раз в месяц смазывать регулировочный механизм и не допускать загрязнений рабочих частей трансформаторов.
Необходимо следить за надежностью заземления и оберегать трансформатор от механических повреждений.
При работе трансформатора нельзя допускать превышения величины сварочного тока против указанной в паспорте. Запрещается перетаскивание трансформатора или регулятора с помощью сварочных проводов.
Раз в месяц трансформатор необходимо обдуть (очистить) струей сухого сжатого воздуха и проверить состояние изоляции.
Попадание влаги на обмотки трансформатора резко снижает электрическое сопротивление, в результате чего возникает опасность пробоя изоляции. Если сварочные трансформаторы установлены на открытом воздухе, их необходимо укрывать от атмосферных осадков. В таких случаях следует делать навесы или специальные передвижные будки.
Категория:
Сварка металлов
Выбор источника питания для дуговой сварки определяется характером зависимости между напряжением и током дуги. Напряжение дуги, т. е. разность потенциалов между электродом и основным металлом существенно зависит от длины дуги и силы тока в ней. В сварочной дуге, горящей между плавящимися электродами, при постоянной величине тока напряжение дуги пропорционально ее длине. Для устойчивого горения сварочной дуги основные ее параметры — ток и напряжение — должны находиться в определенной зависимости между собой.
График зависимости напряжения дуги от тока в ней при установившемся режиме горения дуги (при неизменной ее длнне) называется статической вольт-амперной характеристикой дуги. Статическая характеристика дуги состоит из трех участков: участок I — с падающей зависимостью напряжения дуги от тока в ней, участок II — с жесткой зависимостью и участок III — с возрастающей зависимостью напряжения от тока. При ручной сварке покрытыми электродами статическая вольт-амперная характеристика дуги — падающая с переходом к жесткой.
Для обеспечения устойчивого горения сварочной дуги источник питания должен соответствовать следующим основным требованиям:
а) обеспечивать надежное возбуждение сварочной дуги;
б) поддерживать ее устойчивое горение;
в) способствовать благоприятному переносу электродного металла и формированию шва;
г) обеспечивать настройку требуемого режима сварки.
Внешняя характеристика источника питания. Электрические свойства источника питания в статическом режиме отражаются его внешней вольт-амперной характеристикой. Внешней характеристикой источника питания называется график зависимости напряжения на его зажимах от величины сварочного тока.
Рис. 1. Статическая вольт-амперная характеристика дуги
Источник питания для однопостовой ручной сварки покрытыми электродами должен иметь крутопадающую внешнюю характеристику. При такой внешней характеристике источника питания напряжение на его зажимах с ростом сварочного тока резко уменьшается и резко возрастает с уменьшением тока.
Устойчивость горения сварочной дуги зависит от постоянства установленного сварочного тока. Специфичным и неизбежным негативным фактором ручной сварки являются произвольные колебания длины дуги в процессе ее горения. Отклонения сварочного тока при колебаниях длины дуги должны быть минимальными. Длина дуги связана с ее напряжением: чем длиннее дуга, тем выше напряжение ее, и наоборот.
Крутопадающая внешняя характеристика источника питания обеспечивает устойчивое горение дуги при определенной величине сварочного тока. При наложении внешней характеристики источника питания на статическую вольт-амперную характеристику дуги видно, что в точках их пересечения (А, В) требование устойчивости дуги (равенство токов и напряжений дуги и источника) удовлетворяется. Но устойчиво гореть дуга будет только в точке В. Почему это происходит?
Рис. 2. 1 — внешняя вольт-амперная характеристика источника питания; 2 —статическая вольт-амперная характеристика дуги
Рис. 3. 1, 2 —внешние характеристики однопостовых источников питания
Если по какой-либо причине ток уменьшится, то напряжение источника будет больше напряжения дуги и это вызовет увеличение тока, т. е. произойдет возврат в точку В. При произвела ном увеличении тока напряжение источника питания станет меньше напряжения дуги — это уменьшит ток и произойдет возврат в точку В. Таким образом, при случайных колебаниях сварочного тока режим горения дуги самопроизвольно восстанавливается, тем самым обеспечивается постоянный режим сварки и устойчивое горение дуги.
В точке А дуга не может гореть устойчиво, т. к. случайные колебания сварочного тока будут развиваться до обрыва дуги или до тех пор, пока ток не достигнет значения, соответствующего точке В устойчивого горения дуги. Следовательно, устойчивое горение дуги возможно только в точке В, где внешняя характеристика источника питания является более крутопадающей, чем статическая вольт-амперная характеристика дуги.
При сравнении двух источников питания с падающими внешними характеристиками можно сделать следующий вывод: источник с более крутопадающей внешней характеристикой (1) наилучшим образом отвечает требованиям ручной дуговой сварки покрытыми электродами. Такой источник питания обеспечивает боле? высокую устойчивость горения дуги при случайных колебаниях ее длины (эластичность дуги), т. е. при увеличении длины дуги и ее напряжения сварочный ток уменьшается незначительно, и наоборот, при уменьшении длины дуги и ее напряжения сварочный ток увеличится незначительно (ДЛСД/г). AU — изменения напряжения дуги при изменениях ее длины, ДЛ—изменения тока первого источника, А12 — изменения тока второго источника питания. Таким образом, гарантируется стабильность режима сварки, т. е. при случайных произвольных колебаниях длины дуги в процессе – ее горения сварочный ток поддерживается примерно на одном уровне.
К многопостовому источнику питания требования в отношении внешней вольт-амперной характеристики другие. Для обеспечения нормальной одновременной работы нескольких сварщиков многопостовой источник питания должен иметь жесткую внешнюю характеристику. Крутопадаюшая зависимость напряжения на дуге от тока дуги, необходимая для устойчивого горения сварочной дуги, на каждом сварочном посту обеспечивается подключением последовательно с дугой балластного реостата.
При жесткой зависимости напряжения ог тока значительные изменения сварочного тока вызывают незначительные колебания напряжения аа зажимах много» постового иа очника питания.
Рис. 4. Внешняя характеристика источника-питания
В процессе ручной сварки покрытыми лектродами источник питания очень часто оказывается в режиме короткого замыкания. Такое состояние возникает всегда в момент зажигания дуги (касание электродом основного металла) и может возникать в процессе горения дуги при переносе расплавленного электродного металла через дуговой промежуток в сварочную ванну. При крутопадающей внешней характеристике однолостового источника питания ток короткого замыкания не достигает больших значений. Это делает возможным нормальную работу источника питания при частых коротких замыканиях.
При проектировании однопостовых источников питания выполняется следующее условие: — ток короткого замыкания источника питания, — номинальный ток источника питания. Т. е. ток короткого замыкания источника питания не должен превышать номинальный ток его более чем в полтора раза. Номинальным током источника питания называется наибольший допустимый (по условиям нагрева) ток нагрузки. Незначительное возрастание тока короткого замыкания благоприятно сказывается на переносе расплавленного электродного металла в сварочную ванну и способствует нормальному формированию сварного шва.
Для многопостового источника питания короткое замыкание без балластного реостата недопустимо, т. к. при жесткой внешней характеристике его ток короткого замыкания увеличится многократно в сравнении с номинальным током, чго может вывести источник питания из строя. При многопостовой сварке в момент короткого замыкания на сварочном посту ток будет возрастать до тех пор, пока падение напряжения на балластном реостате не уравновесит напряжение источника питания.
Величины напряжений источника питания. Для зажигания дуги сварщик делает кратковременное короткое замыкание источника питания, касаясь электродом основного металла (изделия). При последующем отрыве электрода на короткое мгновение возникает состояние холостого хода источника питания (напряжение максимально, ток равен нулю). Вслед за этим в дуговом промежутке, заполненном ионизированными газами, парами металла и покрытия, под действием напряжения источника питания возникает сварочная дута.
Возбуждение дуги в начальный период, когда дуговой промежуток слабо ионизирован, происходит тем легче, чем выше величина напряжения холостого хода источника питания. Для обеспечения надежного возбуждения дуги при ручной сварке покрытыми электродами напряжение холостого хода источника питания t/xx должно быть не ниже 50 В. Источники питания для ручной сварки имеют номинальное напряжение холостого хода не менее 60 В, чтобы при случайном снижении напряжения в электрической сети, к которой подключается источник питания, его напряжение холостого хода было бы достаточным для надежного возбуждения дуги, верхний предел напряжения холостого хода по условиям электро-безопасности составляет: для источника питания переменного; тока— 80 В, для источников питания постоянного тока— 100 В.
В момент установившегося режима горения дуги рабочее напряжение на дуге (источника питания) составляет в среднем 18— 19 В. Этого напряжения достаточно для поддержания стабильного горения дуги, когда дуговой промежуток хорошо ионизирован. Динамическая характеристика-. В процессе сварки расплавленный электродный металл- в виде капель переносится в сварочную ванну. При малой длине дугового промежутка (короткая дуга) многочисленные капли электродного металла часто перекрывают дуговой промежуток (короткое замыкание). В результате ток и напряжение сварочной дуги беспрерывно изменяются. В момент короткого замыкания напряжение дуги падает до нуля, а ток дуги возрастает. При этом возрастает магнитный поток, сжимающий каплю расплавленного металла с образованием тонкой перемычки. Возникшая перемычка жидкого металла перегревается током короткого замыкания до очень высокой температуры и пары металла, отрывая каплю металла от электрода, направляют ее в сварочную ванну. В момент разрыва перемычки ток дуги падает до нуля, а напряжение возрастает до величины напряжения зажигания дуги. Следовательно, источник питания должен быстро изменять свое напряжение от нуля до величины напряжения зажигания дуги.
Способность источника питания быстро реагировать на изменения, происходящие в дуге, характеризует его динамические свойства. Чем быстрее восстанавливает источник питания напряжение зажигания дуги, тем лучше его динамические свойства.
Динамической характеристикой источника питания называется время, необходимое ему для восстановления напряжения от нуля в момент короткого замыкания до величины напряжения зажигания дуги. Это время не должно превышать 0,05 с. Высокие динамические свойства источника питания обеспечивают спокойный перенос электродного металла в сварочную ванну, малое разбрызгивание его, хорошее формирование сварного шва, высокое качество сварки.
Настройка режима сварки. Величину сварочного тока регулируют обычно при помощи источника питания, имеющего для этого специальные регулировочные устройства.
Регулировка сварочного тока осуществляется двумя способами: изменением величины напряжения холостого хода источника питания, изменением полного сопротивления источника питания.
Бюджетное профессиональное образовательное учреждение
Омской области
«Седельниковское училище № 65».
ТЕСТ
Источники питания сварочной дуги
МДК 02.01. Оборудование, техника и технология электросварки
ПМ.02. Сварка и резка деталей из различных сталей, цветных металлов и их сплавов, чугунов во всех пространственных положениях
по профессии 150709.02 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы)
Составил: Баранов Владимир Ильич мастер производственного обучения
Седельниково, Омская область, 2015
Источники питания сварочной дуги.
Тест.
Каждый вопрос имеет один или несколько правильных ответов. Выберите верный ответ.
1. Какую внешнюю вольт-амперную характеристику может иметь источник питания для ручной дуговой сварки?
а) Падающую.
б) Жесткую.
в) Возрастающую.
2. В соответствии с нормами безопасности труда, напряжение холостого хода не должно превышать:
а) 40-70 В;
б) 80-90 В;
в) 127 В.
Как осуществляется грубое регулирование силы тока в сварочном трансформаторе?
а) Путем изменения расстояния между обмотками.
б) Посредством изменения соединений между катушками обмоток.
в) Не регулируется.
4. Как осуществляется плавное регулирование силы тока в сварочном трансформаторе?
а) Путем изменения расстояния между обмотками.
б) Посредством изменения соединений между катушками обмоток.
в) Не регулируется.
5. Как осуществляется грубое регулирование силы тока в сварочном выпрямителе?
а) С помощью изменения расстояния между обмотками.
б) Путем изменения соединений между катушками обмоток
в) Не регулируется.
6. Как осуществляется плавное регулирование силы тока в сварочном выпрямителе?
а) Путем изменения расстояния между обмотками.
б) Посредством изменения соединений между катушками обмоток.
в) Не регулируется.
Инверторные источники обладают:
а) малой массой и габаритами;
б) низким коэффициентом полезного действия;
в) бесступенчатым регулированием сварочного тока.
Выпрямители имеют маркировку:
а)ВД;
б)ТД;
в) ТС.
Напряжение холостого хода источника питания — это:
а) напряжение на выходных клеммах при разомкнутой сварочной цепи;
б) напряжение на выходных клеммах при горении сварочной дуги;
в) напряжение сети, к которой подключен источник питания.
10. Номинальные сварочный ток и напряжение источника питания — это:
а) максимальные ток и напряжение, которые может обеспечить источник;
б) напряжение и ток сети, к которой подключен источник питания;
в) ток и напряжение, на которые рассчитан нормально работающий источник.
Эталон ответа:
вопрос
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ответ
а
б
в
а
в
а
а, в
а
а
в
Критерии оценок тестирования:
Оценка «отлично» 9-10 правильных ответов или 90-100% из 10 предложенных вопросов;
Оценка «хорошо» 7-8 правильных ответов или 70-89% из 10 предложенных вопросов;
Оценка «удовлетворительно» 5-6 правильных ответов или 50-69% из 10 предложенных вопросов;
Оценка неудовлетворительно» 0-4 правильных ответов или 0-49% из 10 предложенных вопросов.
Список литературы
Галушкина В.Н. Технология производства сварных конструкций: учебник для нач. проф. образования. – М.: Издательский центр «Академия», 2012;
Овчинников В.В. Технология ручной дуговой и плазменной сварки и резки металлов: учебник для нач. проф. образования. – М.: Издательский центр «Академия», 2010;
Маслов В.И. Сварочные работы6 Учеб. для нач. проф. образования – М.: Издательский центр «Академия», 2009;
Овчинников В.В. Оборудование, техника и технология сварки и резки металлов: учебник – М.: КНОРУС, 2010;
Куликов О.Н. Охрана труда при производстве сварочных работ: учеб. пособие для нач. проф. образования – М.: Издательский центр «Академия», 2006;
Виноградов В.С. Электрическая дуговая сварка: учебник для нач. проф. образования – М.: Издательский центр «Академия», 2010.
В сварочной дуге непрерывно происходят сложные физические процессы, поэтому источники питания сварочной дуги по своим характеристикам и устройству существенно отличаются от электрооборудования, применяемого для других целей.
В момент зажигания дуги, т. е. при касании электродом свариваемого изделия, в сварочной цепи возникает короткое замыкание, вызывая резкое увеличение тока, в результате чего провода сварочной цепи могут загореться. Следовательно, источники сварочного тока не должны при коротком замыкании допуокать резкого увеличения тока в сварочной цепи.
Период работы источника сварочного тока до зажигания дуги называется холостым ходом, а с момента зажигания — рабочим.
В момент зажигания дуги для ионизации дугового промежутка необходимо повышенное напряжение по сравнению с установившимся в процессе сварки, т. е. напряжение холостого хода источника питания всегда должно превышать рабочее. Однако верхний предел напряжения холостого хода не должен быть опасным для жизни человека. Для генераторов постоянног-6 тока напряжение холостого хода должно находиться в интервале 30—110В, для источников переменного тока — 50—70 В. Рабочее напряжение колеблется в пределах 18—25В.
Расплавленный электродный металл пересекает дуговой промежуток в виде отдельных капель, число которых достигает 30 в 1 с. Появление и отсутствие капель металла в дуговом промежутке меняет сопротивление дуги, что влечет за собой изменение напряжения и тока в дуге. Сварочная цепь замыкается в очень короткие промежутки времени, поэтому для устойчивого горения дуги напряжение источника питания должно быстро изменяться в соответствии с изменением сопротивления дуги, т. е. с увеличением длины дуги возрастать, а с уменьшением —- падать. Время восстановления напряжения до величины, обеспечивающей загорание дуги (не ниже 25В) после короткого замыкания, не должно превышать 0,05 с.
Таким образом, устойчивое горение дуги и стабильность режима сварки зависят от условий существования дугового разряда, свойств и параметров источников питания. Основным параметром источника питания является его внешняя характеристика, которая выражает зависимость между напряжением на зажимах источника и током, протекающим через сварочную цепь при нагрузке. Различают падающую, пологопадающую, жесткую и возрастающую внешние характеристики (рис. 12). Источник питания выбирают по типу внешней характеристики в зависимости от способа сварки. Для ручной электродуговой сварки применяют источники питания с падающей внешней характеристикой (при коротком замыкании напряжение снижается до нуля-, что не дает расти силе тока короткого замыкания, а при возбуждении дуги, когда ток очень мал, на дуге обеспечивается повышенное напряжение). Источники питания с падающими внешними характеристиками позволяют удлинять дугу (в разумных пределах), не боясь ее быстрого обрыва, или уменьшать ее без чрезмерного увеличения тока.
Установившийся режим работы сварочной дуги и источника питания определяется нижней точкой пересечения внешней характеристики источника питания и вольт-амперной характеристики дуги (рис. 13). При сварке напряжение на дуге равно напряжению на зажимах источника питания (точки А и Б). Точка А соответствует устойчивому, а точка Б — неустойчивому процессу горения дуги. Если ток дуги уменьшится (отрезок 0 —а), то напряжение ее окажется ниже установившегося в источнике питания (отрезок 0 — b по сравнению с О — Ь’). Это влечет за собой увеличение тока, т. е. возврат в точку А. При случайном повышении тока (отрезок 0 — с) установившееся напряжение источника питания оказывается меньше напряжения на дуге (отрезок О — d по сравнению с 0 — dl), поэтому ток уменьшается и режим горения дупи восстанавливается.
Рис. 12. Внешние характеристики источника питания сварочной дуги
1 —падающая; 2 — пологопадаю-щая; 3 —жесткая; 4 — возрастающая
Читать далее:
Сварочные флюсы
Сварочные электроды
Общие сведения о сварке арматуры
Противопожарные мероприятия при сварке
Безопасность труда при сварке технологических трубопроводов
Безопасность труда при сварке строительных металлических и железобетонных конструкций
Защита от поражения электрическим током при сварке
Техника безопасности и производственная санитария при сварке
Управление качеством сварки
Статистический метод контроля
Напряжение холостого хода сварочных трансформаторов, 90 [c.155]
Напряжение холостого хода сварочных [c.20]
Время выдержки полного напряжения холостого хода сварочного трансформатора после обрыва дуги, с. . . Напряжение сети, В. . . . [c.225]
Напряжение холостого хода сварочных генераторов постоянного тока не должно превышать 80 в. Для генераторов с номинальным током свыше 350 а допускается увеличение напряжения холостого хода до 90 в. [c.910]
Опыт эксплуатации показал, что применение тиристоров в качестве коммутирующих элементов устройств снижения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов весьма эффективно. Это обусловлено практически мгновенным включением их в момент прикосновения электродом к свариваемой детали, что существенно облегчает зажигание дуги и повышает производительность труда сварщика, а также практически неограниченным числом включений, которое они выдерживают. [c.221]
Надо иметь в виду, что устройства, ограничивающие напряжение холостого хода, не являются средствами заигиты от поражения электрическим током. Они повышают электробезопасность при ручной дуговой сварке (во время перерывов горения дуги), снижая напряжение холостого хода сварочного трансформатора до безопасной величины. Применение устройства не освобождает сварщика от полного соблюдения всех правил и норм по технике бсшпас-ности при сварочных работах (пользование безопасным, полп- т ю изолированным электрододержателей, защитной одеждой, исправным оборудованием и т. п.). [c.80]
Напряжение холостого хода сварочного трансформатора снижается при отключении электрододержателя от сварочного трансформатора и подаче на электрод от трансформатора литания дежурного напряжения не более 12 В. [c.21]
Напряжение холостого хода сварочного трансформатора для ручной и полуавтоматической сварки не должно превышать 75 в, а для автоматической сварки — 80 в. Напряжение сварочного генератора не должно превышать 80 в. [c.514]
При электросварочных работах напряжение холостого хода сварочного трансформатора не должно превышать для ручной и полуавтоматической сварки 75 в, а для автоматической 80 в. [c.173]
В производственном объединении Кривбассруда разработан и испытан на шахтах Кривбасса ограничитель напряжения холостого хода сварочных трансформаторов, обеспечивающий безопасную работу электросварщиков. Он выполнен в виде отдельной приставки к сварочному трансформатору, имеет габариты 320X300X120 мм, массу 9 кг, удерживает полное выходное напряжение в течение не более 0,5 с после исчезновения тока в сварочной цепи, автоматически снижает напряжение на вторичной обмотке до 12 В при переходе в режим холостого хода полное напряжение в сварочную цепь передается в течение 0,02 с после замыкания сварочной цепи и появления в ней тока не менее 3—5 А. Устройство может работать с любым типом стандартных сварочных трансформаторов, не требует индивидуальной наладки после подключения к новому трансформатору, рассчитано для работы в помещениях с повышенной влажностью. [c.222]
Блок снижения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов БСНТ-08У2 предназначен для повышения электробезопасности при дуговой сварке штучными электродами, резке и наплавке металлов от однофазных сварочных трансформаторов. [c.155]
Устройство снижения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов УСНТ-06У2, разработанное ВНИИЭСО и выпускаемое Симферопольским электромашиностроительным заводом, служит для повышения электробезопасности при сварке, резке и наплавке металлов от однофазных сварочных трансформаторов. Оно рассчитано для работы в открытых помещениях (под навесом, в кузовах, палатках, кожухах н др.) в условиях умеренного климата при высоте над уровнем моря не более 1000 м, температуре окружающего воздуха от — 45 до 4-45 °С и относительной влажнос- [c.78]
Устройство УСНТ-06У2 обеспечивает автоматическое понижение напряжения холостого хода сварочного трансформатора до безопасной величины (не более 12 В) за время не более 1 с после обрыва дуги и подачу полного вторичного напряжения трансформатора после кратковременного замыкания электрода на изделие. [c.79]
Напряжение холостого хода сварочного трансформатора и генератора для ручной сварки не должно превьш1ать 75-80 В. [c.42]
Вьщержка времени напряжения холостого хода сварочных трансф6рматоров,с 1 Чувствительность Срабатывания уст [c.21]
Надо иметь в виду, что устройства, ограничивающие напряжение холостого хода, не являются средств вами защиты от поражения электрическим током. Они повьш1ают электробезопасность при ручной дуговой сварке (во время перерывов горения дуги), снижая напряжение холостого хода сварочного трансформатора до безопасной величины. [c.22]
Какие устройства должны применяться для ог-равичения напряжения холостого хода сварочных трансформаторов [c.33]
Пример описания метода измерения, который следует адаптировать к устройству в зависимости от применяемых защит.
1. Измерение непрерывности защитных проводников, в том числе проводников основного и дополнительного уравнивания потенциалов и - в случае кольцевых цепей нагрузки - активных проводников
На основании стандарта: PN-EN 61557-4: 2007
Испытательное напряжение холостого хода должно составлять от 4 до 24 В (переменного или постоянного тока).Измерение непрерывности следует выполнять при токе больше или равном 200 мА. Требуемая точность измерения должна быть лучше 30%.
Метод выполнения измерения показан на рисунке ниже:
Целостность провода считается удовлетворительной, если сопротивление соединения не превышает значения….
( наиболее распространенное значение 1 Ом; укажите в соответствии с инструкциями производителя ).
2. Измерение сопротивления изоляции электрических кабелей, измеряемое между активными проводниками и между активными проводниками и защитным проводником, присоединенным к системе заземления;
На основе стандарта: PN-HD 60364-6: 2016-07
Сопротивление изоляции электрических кабелей измеряют между активными проводниками и между активными проводниками и защитным проводником, подключенным к системе заземления.
Сопротивление изоляции, измеренное при испытательном напряжении со значениями, указанными в таблице, считается удовлетворительным, если его значение не менее соответствующего значения, указанного ниже:
Если существует вероятность того, что ограничители перенапряжения (УЗП) или другие устройства могут повлиять на результат измерения или быть повреждены, такие устройства должны быть отключены перед проведением измерения (укажите, какие устройства, если применимо, в руководстве).
Если невозможно отключить такие устройства (например, ограничители перенапряжения, встроенные в стационарные штепсельные розетки), то для этой цепи испытательное напряжение должно быть снижено до 250 В постоянного тока, но сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм (если применимо) .
В системах TN-C измерение должно производиться между активными проводниками и PEN-проводником (если применимо).
Измерение сопротивления изоляции разъемов постоянного тока [в соответствии с рекомендациями производителя]
- принцип работы системы контроля состояния изоляции + проверка правильности работы по схеме:
3.Измерения рабочего сопротивления заземления, если применимо;
- добавить инструкцию (если применимо)
4. Проверка работы устройств защитного отключения;
На основании стандартов: PN-EN 61008-1: 2013-05, PN-EN 62423: 2013-06
Эффективность автоматического отключения электропитания с помощью УЗО должна быть проверена с использованием соответствующего испытательного оборудования, подтверждающего выполнение соответствующих требований и соответствие рабочим характеристикам оборудования.Эффективность меры защиты можно считать удовлетворительной, если отключение происходит при определенном значении тока короткого замыкания и в течение определенного периода времени.
Устройства защитного отключения типа АС и А без встроенной максимальной токовой защиты - нормированные значения времени срабатывания:
УЗО тип Б - нормированные значения времени отключения по дифференциальным токам, образующимся в цепях выпрямителей, и по сглаженным дифференциальным токам:
5.Измерения эффективности противошоковой защиты;
На основе следующих стандартов: PN-HD 60364-6: 2016-07, PN-HD 60364-4-41: 2017
Эффективность защитных мероприятий при повреждении отключением источника питания проверяется для систем TN по:
а) измерение импеданса контура короткого замыкания,
б) проверка характеристик и/или эффективности соответствующей защитной защиты.
Для системы TN должно выполняться следующее условие:
ZS x Ia ≤ Uo
где:
• ZS — импеданс контура повреждения,
• Ia — ток отключения за время, указанное в таблице ниже,
• Uo — номинальное напряжение переменного или постоянного тока относительно земли.
Максимальное время отключения:
В сетях TN, для распределительных цепей и цепей с номинальным током выше 32 А максимально допустимое время отключения 5 с
.
Экзаменационные вопросы для установщиков систем солнечных панелей PV / RES
отвечать 
отвечать
отвечать
STC и NOCT
Для большинства людей стартовым параметром при покупке фотоэлектрических панелей является их максимальная мощность. Какая максимальная мощность фотоэлектрической панели и как она определяется, что означают индикаторы STC и NOCT на панелях?
Фотогальванические панели работают на крышах при различных условиях солнечного освещения. Количество энергии, достигающей панелей в зависимости от времени года, широты, степени чистоты атмосферы, облачности и т.д.очень отличается. Для простоты использования номинальная мощность панелей дана для стандартных погодных условий STC (Стандартные условия испытаний), которые предполагают:
- инсоляция 1000Вт/м 2
- температура ячейки подсвечиваемой панели +25°С
- спектр излучения для плотности атмосферы 1,5 (АМ 1,5)
Получить такие условия в Польше сложно, поэтому более объективными будут параметры панелей для условий NOCT (Normal Operating Cell Temperature - температура ячейки при нормальных условиях эксплуатации).Условия следующие:
- инсоляция 800 Вт/м2
- температура окружающей среды подсвечиваемой панели +20С
- спектр излучения для плотности атмосферы 1,5 (АМ 1,5)
- скорость ветра 1м/с
Рис. Характеристики фотоэлектрических панелей LG
В приведенной выше таблице приведен пример характеристик фотоэлектрических панелей LG. Для панели LG270S1C-A3 номинальная мощность в условиях STC составляет 270 Вт, а для NOCT всего 198 Вт.Мы также можем видеть, что при изменении условий эксплуатации меняются вольт-амперные характеристики панели.
Вольт-амперная характеристика
Вольт-амперные характеристики фотоэлемента определяют наиболее важные параметры элемента, такие как:
- ток короткого замыкания I sc
- напряжение холостого хода В oc
Из этой характеристики можно также определить значения тока и м и напряжения В м для максимальной мощности ячейки.С такими данными можно определить дальнейшие параметры работы ячейки, такие как КПД η максимальная мощность P max или т.н. коэффициент заполнения FF .
Рис. Пример характеристики солнечной батареи
Для идеальной ячейки вольт-амперная характеристика должна быть прямоугольной со сторонами, равными Isc и Voc. На практике таких ячеек не бывает, поэтому максимальная мощность ячейки определяется по формуле:
где:
I м и В м - значения тока и напряжения, при которых площадь прямоугольника на характеристической диаграмме имеет максимальное значение
Рис.вольт-амперная характеристика ячейки и кривая КПД, мощность в максимальной рабочей точке равна площади заштрихованного прямоугольника, а точка пересечения с кривой МПП (точка максимальной мощности) называется максимальной рабочая точка.
Рис. Вольт-амперная характеристика образцовой панели номинальной мощностью 250Вт для различных значений освещенности.
При переменном освещении вольт-амперная характеристика фотоэлектрической панели показывает значительные колебания тока и в то же время небольшие колебания напряжения.
Напряжение холостого хода Voc
Это напряжение, которое будет генерироваться в ячейке при максимальном освещении и отсутствии протекания тока между передним и задним контактами ячейки. Электронные токи, возникающие в результате фотоэффекта, перетекают из области p в область n, а дырочные токи — из области n в область p. В полупроводнике n-типа накапливаются отрицательные заряды, а в p-типе — положительные заряды. Напряжение между ними называется напряжением холостого хода.Холостое напряжение). Значение Voc можно прочитать из вольт-амперной диаграммы ячейки для I = 0.
Ток короткого замыкания Isc
Происходит при замыкании передних контактов ячеек с задними. В этих условиях напряжение равно 0 и через ячейку текут только световые токи. Ток электронов течет из р-в n-области дырок от n к p. Величина этого тока для данных условий освещения называется током короткого замыкания Isc. Значение тока короткого замыкания строго зависит от структуры ячейки и материала полупроводника.
FF (коэффициент заполнения)
Он показывает, насколько ВАХ фотоэлемента близка к идеальной, т.е. к площади прямоугольника. Коэффициент заполнения рассчитывается как процент площади прямоугольника со сторонами Im и Vm к площади прямоугольника со сторонами Isc и Voc. Рабочий цикл также определяется как отношение реальной мощности, генерируемой модулем, к полной (гипотетической) мощности, рассчитанной на основе максимальных характеристик тока и напряжения.На практике этот параметр часто используется для сравнения качества ячеек с рыночным. К клеткам высокого класса относятся клетки с ФФ > 0,75, среднего класса ФФ = 0,7-0,72 и низкого класса 0,6-0,7.
Рис. Графическая иллюстрация определения коэффициента заполнения.
Эффективность фотоэлектрических модулей
Эффективность фотоэлемента определяется отношением максимальной мощности, восстановленной в элементе, к мощности солнечного излучения, падающего на элемент. Его можно рассчитать по формуле:
где:
η– эффективность ячейки, Дж - интенсивность падающего излучения на ячейку [Вт/м 2 ], S - площадь поверхности ячейки [м 2 ]
Подключение фотоэлементов
Мощность одного фотогальванического элемента очень мала, порядка 1,5–2,6 Вт для элемента размером 12,5 × 12,5 см.Таким образом, в панелях ячейки соединены друг с другом последовательно, параллельно или последовательно-параллельно.
последовательное соединение
При последовательном соединении передний электрод первой ячейки соединяется с задним электродом следующей ячейки. напряжения при таком соединении отдельных ячеек складываются.
Рис. Последовательное соединение ячеек и ВАХ.
Параллельное соединение
Получается путем соединения переднего электрода предыдущей ячейки с передним электродом следующей ячейки.Токи соединенных таким образом ячеек суммируются.
Рис. Параллельное соединение трех ячеек.
последовательно-параллельное соединение
- это одновременное соединение ячеек последовательно и параллельно. При таком соединении и напряжения, и токи складываются. Напряжение складывается в зависимости от количества модулей в цепочке одной серии, токи складываются в зависимости от количества параллельно соединенных цепочек. ВАХ такого соединения показана на рис.ниже.
Рис. Последовательно-параллельное соединение фотомодулей.
Вышеописанные принципы соединения отдельных модулей также применимы к соединению целых фотоэлектрических панелей.
Затенение фотоэлементов.
Очень распространенной проблемой, возникающей при эксплуатации фотоэлектрических панелей, является их периодическое снижение мощности, вызванное временным затенением, например, падающими листьями, отбрасываемой тенью (труба, дерево, снежный покров и т.д., параллельно).При последовательном соединении затенение только одной ячейки во всей панели приводит к тому, что ток, протекающий через панель, адаптируется к току, протекающему через самую слабую ячейку, в результате чего значение тока падает практически до нуля. Подсвеченная панель быстро перегревается, что может привести к ее повреждению.
Во избежание такой ситуации ячейки зашунтированы диодами. Диоды включены параллельно последовательной цепи ячеек и при нормальной работе смещены в обратном направлении, т.е.напротив фотоэлементов. При обычном солнечном свете и отсутствии затенения ток протекает через ячейки, минуя диоды. Если одна из ячеек заблокирована, диод поляризуется в прямом направлении, и ток может течь в цепи без заблокированной ячейки.
Рис. Использование обхода ячеек.
Рис. I-V схема установки с обходным диодом, установленным через каждые 18 ячеек.
Влияние температуры на работу PV
Наибольшая эффективность фотоэлементов достигается при низких температурах ниже 25С.На практике получить столь низкие диапазоны температур крайне сложно, особенно летом, когда фотоэлектрические панели нагреваются до 70-80С. Предпринимаются различные попытки ограничить температуру, мин. строительство гибридных элементов, сочетающих крышный коллектор с фотогальваническим элементом. На приведенной ниже диаграмме показано влияние температуры на ВАХ при постоянной освещенности.
Хорошо видно, что вольт-амперная характеристика ВАХ смещается влево при повышении температуры выше 25ºС, и вправо при понижении температуры, причем существенно изменяется напряжение модуля.Интенсивность модуля колеблется незначительно. В целом повышение температуры значительно снижает КПД (мощность) фотоэлектрической панели (смещенная точка МПП). Влияние изменения температуры неодинаково для разных типов панелей. Исследования показывают, что наибольшее влияние температуры на мощность демонстрируют панели из кристаллического кремния, а наименьшее - панели из аморфного кремния. Параметр фотоэлектрической панели, связанный со снижением ее мощности в зависимости от температуры, называется «температурный коэффициент Pmax» и выражается в %/ºC.
Рис. Влияние изменения температуры на мощность элемента. В качестве точки отсчета использовалась температура теста STC (25ºC). По порядку наименее наклонная линия (зеленая) - аморфная ячейка, выше теллурид кадмия, CIGS ячейка, Q-моно, поликристаллическая и наиболее наклонная линия - монокристаллическая ячейка.
В таблице ниже показано влияние процентной потери/увеличения мощности при повышении/понижении температуры элементов летом/зимой на их конечную мощность. Отправной точкой для мощности 100 Вт была температура25ºC и такая же освещенность.
| Тип ячейки | 90 225 процентов изменения мощности 90 226Мощность при 0ºC | Мощность при 10ºC | Мощность при 25°C | Мощность при 40ºC | Мощность при 50°C | Мощность при 70ºC | |
| Монокристаллический | 90 245 -0,47% 90 226111,75 Вт | 107,05 Вт | 100 Вт | 92,95 Вт | 88,25 Вт | 78,85 Вт | |
| Поликристаллический | 90 245 -0,43% 90 226110,75 Вт | 106,45 Вт | 100 Вт | 93,55 Вт | 89,25 Вт | 80,65 Вт | |
| CdTe | 90 245 -0,25% 90 226106,25 Вт | 103,75 Вт | 100 Вт | 96,25 Вт | 93,75 Вт | 88,75 Вт | |
| СНГ/CIGS | -0,40% | 110 Вт | 106 Вт | 100 Вт | 94,0 Вт | 90,0 Вт | 82,0 Вт |
Как видно из таблицы, наибольшие потери мощности в летний период происходят в панелях из монокристаллического кремния, наименьшие - в панелях из теллурида кадмия.Зимой ситуация обратная и наибольший прирост мощности имеют монокристаллические панели. В настоящее время для устранения этого явления, особенно в теплых странах, проектируются большие солнечные фермы на воде, где панели охлаждаются непосредственно водой. Другим решением является использование так называемого Гибридные панели PVT, в которых тепло от фотоэлементов принимается медным теплообменником и используется для приготовления горячей воды для бытовых нужд.
8.7 Номинальная рабочая температура ячейки NOCT
Вышеуказанный показатель определяет склонность модуля к нагреву в процессе работы и приводится в его характеристиках как значение температуры, достигнутой модулем в реальных условиях (испытание NOCT), т.е. при температуре окружающего воздуха 20С.Чем ниже температура NOCT, тем лучше и выше класс модуля. Качественные панели имеют индекс NOCT до 45-46ºC. Низкий класс > 50ºC.
Температура, которую достигает панель в условиях освещенности и температуры окружающей среды, используя параметр NOCT, может быть рассчитана по формуле:
Где: E - освещенность в Вт/м2
NOCT - значение температуры NOCT в ºC, указанное в характеристиках ячейки
8.8 Допустимая мощность
Панели, изготовленные при определенных условиях из одной партии материала, практически никогда не имеют одинаковых рабочих параметров, в том числе и номинальной мощности.Различия между отдельными модулями или партиями могут достигать 5%, при этом номинальная мощность в выбранных модулях может быть выше или ниже указанной в характеристиках модуля. Эта разница определяется как допуск мощности и выражается в процентах от мощности модуля, например, для модуля с номинальной мощностью P = 250 Вт, допуск мощности ΔPmax = 0 / + 3 указывает, что мощность модуля, проходящего испытание STC условия могут варьироваться от 250-253 Wp. Допуск -2/+2 для одного и того же модуля означает диапазон мощности от 248 до 252 Вт. Как правило, модули с так называемымположительная толерантность всегда является беспроигрышной покупкой для клиента.
8.9 Влияние угла падения излучения, срок AM
Наибольшая эффективность достигается у фотомодулей при перпендикулярном угле падения солнечных лучей на поверхность панели. Это связано с тем, что наибольшее количество фотонов проходит в область соединения. По мере уменьшения угла отражается все больше и больше фотонов, что снижает эффективность преобразования. Для предотвращения этого явления на поверхность панелей наносят прозрачные просветляющие слои из TiO 2 , SiO, Al 2 O 3 или SiO 2 .Антибликовый слой также часто служит защитой от погодных условий. Другой обработкой, улучшающей поглощение солнечного излучения, является текстурирование поверхности. Он заключается в травлении полупроводникового материала и придании ему структуры пирамиды или неправильных оврагов.
Рис. Пирамиды после щелочного текстурирования
Рис. Ямки после кислотного текстурирования.
Благодаря текстурированию фотоны, отраженные от поверхности панели, могут реабсорбироваться поверхностным слоем.Более дорогое решение — использование панелей с системой слежения, которая следует за солнцем и ищет точку наибольшей яркости на небе. Благодаря этому решению панель большую часть дня размещают перпендикулярно солнцу. Угол наклона коллектора по отношению к уровню земли (горизонту) зависит от широты. В случае Люблина широта
.
, значит угол наклона солнца над горизонтом будет
.
и угол наклона панелей относительно уровня земли
Приведенные выше расчеты относятся только к весеннему или осеннему периоду.На летний период лучше ставить панели под меньшим углом. Как правило, для круглогодичной эксплуатации оптимальный угол наклона панелей составляет около 30°.
90 370 Понятие фактора AMПараметр AM1.5 включен в требования STC и NOCT. Что это значит? АМ - это т.н. оптическая масса атмосферы, измеряющая расстояние, пройденное солнечным излучением (прямым) от небесного тела через атмосферу до уровня моря, выраженное по отношению к
на длину дороги по вертикали.Таким образом, AM (X) представляет собой отношение (кратное) длины пути излучения через атмосферу для излучения, падающего под определенным углом, к длине пути при прохождении через атмосферу перпендикулярно поверхности Земли (при Солнце в зените). AM (X) можно выразить соотношением:
где: Q z - зенитный угол - угловое расстояние Солнца от вертикали
α s - угол места Солнца (угол видимой высоты (h) Солнца) - дополнительный угол зенитного угла (угол между лучом прямого солнечного света и горизонтальной плоскостью, выраженный в градусах) α с = 900 - Q z
Спектральные распределения, измеренные на поверхности Земли для различных примерных видимых высот Солнца (αs), обозначены как:
AM1 для αs = 90º
АМ1,2 для αs = 56,4º
AM1,5 для αs = 42° (41,8°)
AM2 для αs = 30º
AM4 для αs = 14,5º
90 370Спектральное распределение солнечного излучения на верхней поверхности атмосферы Земли принято обозначать как AM0.Эта кривая близка к спектральному распределению абсолютно черного тела с Т = 5800 К. На рисунке ниже показано, как изменяется спектр солнечного излучения в зависимости от пути излучения (разные АМ(Х)) через атмосферу. Можно заметить, что для АМ0 интенсивность солнечной радиации достигает наибольшего значения, а для остальных АМ(Х), т.е. для спектральных распределений излучения после прохождения атмосферы, значения солнечной радиации меньше, но есть нет больших различий в значениях между отдельными АМ (Х).
90 370Рис. Спектральные распределения излучения.
90 370 8.10 Процент потери мощности крышки 9000 3Каждая фотоэлектрическая панель подвержена постепенному старению, что влияет на ее конечную эффективность в Wp. Средняя потеря мощности в зависимости от типа панели колеблется в пределах 0,6-1,0%/год. В начальный период использования потеря мощности может быть намного быстрее из-за деградации элемента из-за солнечного излучения и называется LID (Light Induced Degradation) . Явление длится от 6 до 24 часов и связано с присоединением кислорода в пластинах кремния к атомам бора.Чем больше кремния загрязнено кислородом, тем больше потеря мощности элемента. В случае с элементом из аморфного кремния деградация происходит еще быстрее, за первые 6 часов использования эффективность элемента снижается до 30%. Существует так называемый эффект Штеблера-Вронского, поэтому производители элементов часто указывают мощность элемента a-Si после периода деградации, или его первоначальная эффективность указывается в характеристиках элемента. Не будем тогда радоваться значению 122Wp, при этом номинальная мощность всего 100Wp, потому что после первого использования ячейка не превысит номинальное значение.Явление внезапной потери мощности в случае аморфных элементов может привести к перепроизводству электроэнергии в первый период (это следует учитывать при проектировании). Кроме того, аморфные клетки имеют тенденцию к регенерации при повышении температуры, поэтому летом их мощность может даже увеличиваться в отличие от других клеток, но быстро уменьшаться зимой. Эффект Стеблера-Вронского трудно объяснить. Из-за этого оптическая эффективность ячейки падает с первоначальных 10% до примерно 7%.Недавно с этим эффектом столкнулся голландец Гийс Ван Эльзаккер. Он сделал это, разбавив материал, из которого сделан аморфный кремний, то есть газ силан (Sih5), водородом. Благодаря правильно подобранным пропорциям удалось свести к минимуму значение эффекта Стеблера-Вронски, в результате снижение КПД теперь небольшое и конечный КПД панелей составляет около 9%. Нововведение голландского исследователя уже внедрено в производство на немецких заводах Inventux Technologies.
Вне зависимости от типа модуля производители предоставляют стандартную гарантию на мощность на уровне:
90 370 - 95% через 5 лет эксплуатации 9000 3 90 370 - 90% через 10 лет эксплуатации 9000 3 90 370 - 80% после 25 лет эксплуатации 9000 3Лучшие элементы на рынке могут немного отличаться от этих параметров, обеспечивая, например, 8% потери мощности через 10 лет.
90 370Рис. Линейная и гарантированная мощность фотоэлемента в зависимости от количества лет эксплуатации
На рынке уже можно найти кремниевые модули с добавлением галлия вместо бора (например,модулей ZNShine). Такое решение обеспечивает значительно более низкие годовые потери мощности. Как доказывает компания на испытаниях, в первый год падение мощности не превышает 1%, через 10 лет эксплуатации 5% и через 25 лет 10% от начальной мощности. Это позволяет получить на 5-7% больше энергии за весь срок службы, чем с классическими кремниевыми модулями с примесью бора.
90 370Рис. Потери мощности для классических кремниевых модулей, легированных бором, и модулей ZNShine, легированных галлием.
Испытания фотоэлектрических панелей на долговечность (текст: Эдвард Смидт)
ПанелиPV проходят испытания на прочность в соответствии со следующими рекомендациями и стандартами:
1.ДИРЕКТИВА 2006/95/ЕС ЕВРОПЕЙСКОГО ПАРЛАМЕНТА И СОВЕТА от 12 декабря 2006 г. в
о гармонизации законодательства государств-членов в отношении электрооборудования
для использования в указанных пределах напряжения, Официальный журнал Европейского Союза, 27.12.2006, L374/10
2. PN-EN 61215: 2005 Фотоэлектрические (PV) модули из кристаллического кремния для наземных применений. Квалификация конструкции и одобрение типа, Польский комитет по стандартизации, Варшава, 2007 г.
3.PN-EN 61730-1: 2007 Оценка безопасности фотоэлектрического (PV) модуля. Часть 1: Требования к конструкции (оригинал), Польский комитет по стандартизации, Варшава, 2007 г.
4. PN-EN 61730-2: 2007 Оценка безопасности фотогальванического (PV) модуля. Часть 2: Требования к испытаниям (ориг.), Польский комитет по стандартизации, Варшава, 2007 г.
90 370 Строительные испытания и проверка работоспособности согласно PN-EN 61215Один из основных стандартов для фотоэлектрических панелей — PN-EN 61215 «Фотоэлектрические (PV) модули из кристаллического кремния для наземных применений. Квалификация конструкции и одобрение типа» определяет требования к квалификации конструкции и утверждению типа фотоэлектрических модулей, пригодных для длительной эксплуатации. в открытой среде.Это относится только к модулям, изготовленным из кремниевых кристаллических ячеек. Что касается испытаний, стандарт определяет электрические и тепловые характеристики модуля, чтобы продемонстрировать, что модули способны выдерживать длительные климатические нагрузки. Можно сказать, что ожидаемое фактическое время работы модуля будет зависеть от его конструкции, среды и условий, в которых он работает. Чтобы доказать это, модуль
подвергается тестовым последовательностям, как показано в таблице ниже. Первые 5 тестов (пункты 1-5 в таблице ниже) выполняются на всех собранных образцах, а тесты, перечисленные в пункте6 выполняются на отдельных модулях (6a/6b) или на парах модулей (6c-6e). После завершения испытаний в отдельных последовательностях все 8 модулей подвергают испытанию на утечку тока утечки влаги (таблица 7). Для того чтобы установить, что конструкция модуля прошла испытания
и может получить одобрение типа, в стандарте PN-EN 61215 указывается несколько критериев, в том числе то, что испытания не выявили каких-либо серьезных видимых повреждений, максимальный дефицит выходной мощности не превышал 8 %, и все изолированные тесты были положительными.Если два или более модуля не соответствуют вышеуказанным критериям тестирования, проект следует считать не соответствующим квалификационным требованиям. В случае, если один из модулей не проходит одно из испытаний, должны быть протестированы два других выбранных модуля, а если один или оба модуля также не проходят, проект следует считать несоответствующим.
Стандарт PN-EN 61730 состоит из двух частей:
• PN-EN 61730-1 Оценка безопасности фотоэлектрического (PV) модуля. Часть 1: Требования к конструкции
• PN-EN 61730-2 Оценка безопасности фотоэлектрического (PV) модуля. Часть 2: Требования к испытаниям
Целью обеих частей стандарта, как следует из их названия, является оценка безопасности модулей.В то время как большинство требований к конструкции в первой части стандарта можно легко оценить во время визуального осмотра или испытаний, требования к испытаниям во второй части требуют больше ресурсов в виде оборудования и времени, поэтому стоит уделить этому больше внимания. часть стандарта. Вторая часть стандарта PN-EN 61730 описывает требования к испытаниям фотоэлектрических (PV) модулей для обеспечения безопасной электрической и механической работы в течение ожидаемого периода их эксплуатации.Отдельные темы предназначены для оценки предотвращения поражения электрическим током, опасности возгорания и травм в результате
механические и экологические воздействия. Последовательности испытаний были установлены таким образом, чтобы испытания в соответствии с PN-EN 61215 или PN-EN 61646 можно было использовать в качестве предварительных испытаний на поражение электрическим током или травму.Обе части стандарта определяют требования к различным классам применения фотоэлектрических модулей, но их не следует рассматривать как полный набор всех национальных или региональных строительных норм и правил. Однако в некоторых регионах, например, из-за местных погодных условий, ветра, влажности, мороза, града и т. д., стандарт рекомендует
.необходимо учитывать необходимость местных, локальных норм для обеспечения безопасной установки и эксплуатации модулей.Между тем, стандарт определяет три класса применения и качество строительства, требуемое для каждого класса, следующим образом:
В результате определения опасностей, влияющих на срок службы и безопасность фотоэлектрических модулей, стандарт определяет категории обязательных испытаний:
- предварительные испытания;
- визуальный осмотр;
- испытания на опасность поражения электрическим током;
- исследование пожарной опасности;
- испытания на механическое воздействие;
- Тестирование компонентов панели.
Обзор
исследований представлен в таблице ниже.
Испытание на воздействие града - Испытание используется в районах с повышенным риском града и проводится при температуре около 4°С. Испытание проводится с помощью специальных градовых пусковых установок. Шары попали в панель за 11 циклов. Градовый шар имеет диаметр 1 (примерно 25мм) ударяя со скоростью 23м/с. После завершения теста не должно быть видимых повреждений, тип:
-
трещины в звеньях- трещины на стекле
- микротрещины
- Легкая структурная деформация
90 370Рис.Приветствую BB Launcher
90 370Рис. Пробный запуск
90 370Вышеупомянутое испытание можно также провести кожаным молотком диаметром 45,5 мм с переменной высотой удара (см. таблицу).
90 370Испытание панели статической нагрузкой - фотоэлектрическая панель подвергается нагрузке, вызывающей напряжение 2400 Па в течение 1 часа. Ниже реальная демонстрация прочности панели до разрыва покрытия.
90 370 90 370
Рис. Демонстрация прочности фотоэлектрических панелей.
. Об этом сообщает ИЧТЖ. Серия Б №1/2019
(Высоковольтный источник питания (13 кВ, 50 кВт) для ускорителя ЛАЭ 10/15)
Збигнев Зимек, Себастьян Дуго, Кароль Роман
Скачать (PDF 5,3 МБ)
Линейный ускоритель электронов ЛАЭ 10/15 создан в Радиационном научно-технологическом центре (ЦеБаТеРад) Института ядерной химии и технологий (ИЧТЖ).Работы по его монтажу и пуско-наладке проводились в отдельных помещениях, в здании Станции радиационной стерилизации медицинских изделий и трансплантатов. Блок питания переменного тока 230/400 В ускорителя ЛАЭ 10/15 включает:
В этом посте мы обсудим, как любой любитель электроники может разработать эффективный и действенный, но очень дешевый и стабилизированный лабораторный источник питания для безопасного тестирования всех видов электронных конструкций и прототипов.
Основные характеристики, которыми должен обладать лабораторный блок питания:
Большинство современных конструкций источников питания включают последовательный линейный стабилизатор. В этой конструкции используется переходной транзистор, работающий как переменный резистор, регулируемый стабилитроном.
Последовательная система питания пользуется большей популярностью, возможно, из-за ее гораздо большей эффективности. За исключением небольших потерь на стабилитроне и питающем резисторе, заметные потери возникают только в последовательном транзисторе в течение периода, когда он подает ток на нагрузку.
Однако одним из недостатков системы последовательного питания является то, что она не обеспечивает короткого замыкания выходной нагрузки. Это означает, что в условиях короткого замыкания на выходе переходной транзистор может пропустить через себя большой ток, в конечном итоге разрушив себя и, возможно, подключенную нагрузку.
Тем не менее, добавление защиты от короткого замыкания к блоку питания с последовательным столом может быть быстро реализовано с помощью другого транзистора, сконфигурированного как ступень регулятора тока.
Файл Регулятор переменного напряжения достигается с помощью простого транзистора, потенциометр обратной связи.
Вышеупомянутые два дополнения позволяют создать серийный настольный блок питания с высокой универсальностью, долговечностью, низкой стоимостью, универсальностью и практически неразрушимостью.
В следующих параграфах мы кратко узнаем, как спроектировать различные этапы, связанные со стандартизированным настольным блоком питания.
Быстрый способ получить регулируемое выходное напряжение — соединить базу транзистора с потенциометром и стабилитроном, как показано на рисунке ниже.
В этой схеме T1 сконфигурирован как толкающий эмиттер BJT, где его базовое напряжение VB определяет его напряжение на стороне передатчика VE. И VE, и VB будут точно соответствовать друг другу и будут почти равны, если вычесть его прямое падение.
Прямое падение напряжения любого биполярного транзистора обычно составляет 0,7 В, что означает, что напряжение на стороне эмиттера будет:
VE = VB - 0,7 очень дешевый, этот тип подхода не обеспечивает идеального регулирования мощности при более низких уровнях напряжения.
Вот почему управление с обратной связью обычно используется для улучшения регулирования во всем диапазоне напряжений, как показано на рисунке ниже.
В этой конфигурации базовое напряжение T1 и, следовательно, выходное напряжение управляются падением напряжения на R1, в основном из-за тока, потребляемого T2.
Когда рычаг ползунка потенциометра VR1 находится на крайнем конце со стороны земли, T2 отключается, так как его основание теперь заземлено, что позволяет единственное падение напряжения на R1 из-за базового тока T1. В этой ситуации выходное напряжение на эмиттере Т1 будет практически таким же, как и напряжение коллектора и может быть задано как:
VE = Vin - 0,7 , где VE - напряжение на эмиттерной стороне Т1, а 0,7 - стандартное падение значение прямого напряжения для кабелей база/эмиттер BJT T1.
Таким образом, если входное напряжение равно 15 В, вы можете ожидать, что на выходе будет:
VE = 15 - 0,7 = 14,3 В.
Теперь, когда ползунок потенциометра VR1 перемещен к верхнему положительному концу, это будет заставить T2 получить доступ ко всему напряжению эмиттерной стороны T1, что заставит T2 проводить очень сильно. Это действие подключит стабилитрон D1 напрямую к R1. Это означает, что теперь базовое напряжение VB T1 будет как раз равно напряжению стабилитрона Vz.Таким образом, результат будет:
VE = Vz - 0,7
Следовательно, если значение D1 равно 6 В, можно ожидать, что выходное напряжение будет только:
VE = 6 - 0,7 = 5,3 В. , поэтому напряжение стабилитрона определяет минимально возможное выходное напряжение, которое может быть получено из этого последовательно, когда потенциометр повернут на самое низкое значение.
Несмотря на простоту и эффективность изготовления настольного блока питания, описанное выше, его основным недостатком является отсутствие защиты от короткого замыкания.Это означает, что если выходные клеммы цепи непреднамеренно замкнуты накоротко или подается ток перегрузки, T1 быстро нагреется и сгорит.
Чтобы избежать этой ситуации, проект можно просто обновить, добавив текущий файл функции управления, как описано в следующем разделе.
Простое включение T3 и R2 обеспечивает 100% защиту от короткого замыкания и контроль тока.Благодаря такой конструкции даже преднамеренное короткое замыкание на выходе не приведет к повреждению Т1.
Действие этого шага можно понять следующим образом:
Как только выходной ток стремится превысить установленное безопасное значение, возникает пропорциональная разность потенциалов на резисторе R2, достаточная для принудительного включения транзистора T3.
Включение Т3 соединяет базу Т1 с эмиттерной линией, что сразу отключает проводимость Т1 и такая ситуация сохраняется до устранения короткого замыкания или перегрузки выхода.Таким образом, T1 защищен от любой нежелательной стартовой ситуации.
В приведенной выше конструкции резистор измерения тока R2 может иметь фиксированное значение, если выход должен быть выходом постоянного тока. Однако хороший лабораторный блок питания должен иметь переменный диапазон напряжения и тока. Учитывая это требование, ограничитель тока можно отрегулировать, просто добавив базовый переменный резистор T3, как показано ниже:
VR2 делит падение напряжения на R2, так что T3 может включаться при определенном желаемом выходном токе.
Начнем с резисторов, R1 можно рассчитать по следующей формуле:
R1 = (Vin - MaxVE) hFE / выходной ток
Здесь из MaxVE = Вино - 0,7
Поэтому мы упрощаем первое уравнение как R1 = 0,7hFE / выходной ток
VR1 может быть потенциометром 10k для напряжений до 60 В.
Ограничитель тока R2 можно рассчитать следующим образом:
R2 = 0,7 / максимальный выходной ток
Максимальный выходной ток должен быть выбран в 5 раз ниже максимального Id T1, если T1 должен работать без радиатора.При установке большого радиатора на T1 выходной ток может составлять 3/4 Id T1.
VR2 может быть просто потенциометром 1k или пресетом.
T1 следует выбирать в соответствии с требованиями выходного тока. Номинальный ток T1 должен быть в 5 раз больше требуемого выходного тока, если он будет использоваться без радиатора. При установленном большом радиаторе номинал T1 должен как минимум в 1,33 раза превышать требуемый выходной ток.
Максимальное значение коллектор/эмиттер или VCE для T1 в идеале должно быть в два раза больше максимального выходного напряжения.
Значение стабилитрона D1 можно выбрать в зависимости от наименьшего или минимального требования к выходному напряжению от стационарного источника питания.
Рейтинг T2 будет зависеть от значения R1. Поскольку напряжение на резисторе R1 всегда будет равно 0,7 В, значение VCE T2 не имеет значения и может принимать любое минимальное значение. Id T2 должен быть таким, чтобы он мог обрабатывать базовый ток T1, определяемый значением R1
. Те же принципы применимы и к T3.
Как правило, T2 и T3 могут быть любыми маломощными транзисторами общего назначения, такими как BC547 или, возможно, 2N2222.
После того, как вы поймете все параметры, необходимые для разработки пользовательского настольного блока питания, пришло время реализовать данные в практическом прототипе, как показано ниже:
Вы можете найти некоторые дополнительные компоненты, введенные в конструкцию которые просто увеличивают регулирующую способность схемы.
C2 вставляется для устранения остаточной ряби на основаниях T1, T2.
T2 вместе с T1 образуют пару Дарлингтона для увеличения усиления по току на выходе.
R3 добавляется для улучшения проводимости стабилитрона и, таким образом, для улучшения общей стабилизации.
Добавлены резисторы R8 и R9, позволяющие регулировать выходное напряжение в пределах фиксированного диапазона, который не является критическим.
R7 устанавливает максимальный ток, который можно получить на выходе, который составляет:
I = 0,7/0,47 = 1,5 ампер, и это кажется довольно низким по сравнению с номиналом транзистора 2N3055. Хотя это может обеспечить переохлаждение транзистора, этот показатель можно увеличить до 8 ампер, если 2N3055 установить на большой радиатор.
Самым большим недостатком любого линейного регулятора на основе последовательных транзисторов является большое рассеивание транзистора. Это происходит, когда разница вход/выход высока.
Это означает, что когда напряжение регулируется в сторону более низкого выходного напряжения, транзистору приходится много работать, чтобы контролировать избыточное напряжение, которое затем выделяется в виде тепла от транзистора.
Например, если нагрузкой является светодиод 3,3В, а входная мощность на блок питания стола 15В, то выходное напряжение должно быть снижено до 3,3В, что на 15 - 3,3 = 11,7В меньше.И эта разница преобразуется транзистором в тепло, что может означать потерю эффективности более чем на 70%.
Однако эту проблему можно просто решить с помощью трансформатора с ответвленной выходной обмоткой.
Например, трансформатор может иметь отводы 5В, 7,5В, 10В, 12В и так далее.
В зависимости от нагрузки можно выбрать краны для питания контура регулятора. Затем можно использовать потенциометр регулировки напряжения цепи для дальнейшей точной настройки уровня выходного сигнала до желаемого значения.
Этот метод повысит эффективность до очень высокого уровня, позволяя уменьшить размер радиатора на транзистор.
Предыдущий: Схема передатчика любительского радио на 2 метра Далее: Схема приемника передатчика для 80-метровой рации
.Защита от перенапряжения для фотоэлектрических установок. Тема безопасности чрезвычайно важна в случае фотоэлектрических установок. Вкладывая средства в сборку установки, мы хотим быть уверены, что она будет работать безотказно. Фотоэлектрические панели обычно выставляются на крышах зданий, поэтому так важно использование устройств ограничения перенапряжения.
Это защита, предотвращающая перенапряжения в электросети, а также предотвращающая перенапряжения и связи, вызванные ударом молнии в установку или вблизи нее, и противодействующая другим перенапряжениям, возникшим в фотогальванической и управляющей установке.
Место установки и тип УЗИП будут зависеть, среди прочего, от от фотоэлектрического генератора или положения инвертора. С самого начала следует обратить внимание на качество используемых элементов, их правильное расположение и правильную сборку. При установке фотовольтаики на крыше объекта необходимо обеспечить защиту от воздействия токов и перенапряжений в электроустановке и цепях постоянного тока
В соответствии с положениями стандарта PN-HD-60364-7-712:2016 использованию защиты от перенапряжения должна предшествовать оценка рисков.Ограничители перенапряжения в фотогальванической установке на стороне постоянного тока используются, если выполняется следующее условие:
Lp≥Lg
где:
Lp - длина шлейфа постоянного тока от места подключения модулей к инвертору,
Lg - предельная длина, за пределами которой требуется защита от перенапряжения.
На значение предельной длины Lg, выше которой следует применять защиту от перенапряжения, влияют два фактора: тип объекта и плотность атмосферных выбросов Ng (расход/км2/год).Количество ударов молнии в землю оценивается исходя из количества гроз. По стандарту PN-EN-62305-2:2012 расчетный показатель составляет 0,1 сброса/км2/год на одно грозовое явление.
Принимая во внимание вышеупомянутый тип объекта, коэффициент предельной длины Lg рассчитывается следующим образом:
Рис.1. Карта плотности атмосферного выброса
Ограничители перенапряжения подразделяются на четыре типа: 0, 1, 2, 3. Они различаются по степени защиты по максимальному напряжению. В случае фотоэлектрических установок мы обычно имеем дело с разрядниками типа 1 (бывший класс B) и типа 2 (бывший класс C).
Если при оценке риска можно пренебречь защитой от перенапряжения и соблюдены требуемые изоляционные расстояния между модулями и системой молниезащиты, разрядник для защиты от перенапряжений (УЗИП) 1-го типа не требуется.В случае невозможности соблюдения минимальных расстояний необходимо предполагать влияние части тока молнии на элементы фотоэлектрической установки, расположенные со стороны постоянного тока. В этом случае целесообразно использовать ограничители типа 1 + 2 на стороне постоянного тока.
Длина кабеля между эквипотенциальной шиной и ОПН не должна превышать 0,5 м.
При выборе разрядников учитывайте максимальное напряжение непрерывной работы:
Ucpv ≥ Uoc * 1,2
UCPV - максимальное продолжительное рабочее напряжение,
UOC - напряжение холостого хода цепи модуля в условиях STC.
Применяя представленные принципы защиты, мы обеспечим безопасность и бесперебойную работу всей фотоэлектрической установки. В противном случае мы подвергнем нашу установку повреждениям и дополнительным расходам, связанным с ремонтом, поэтому стоит с самого начала подумать о безопасности и убедиться, что все установлено по самым высоким стандартам.
тем:
Избранные методы измерения характеристических параметров полупроводниковых солнечных элементов с p-n переходом
Солнечные фотоэлементы (англ.фотоэлектрические) преобразуют энергию солнечного излучения непосредственно в электрический ток. гелиоэлектрическое преобразование. Их изготавливают из легированных полупроводниковых материалов с n-типом и p-типом проводимости, на стыке которых образуется p-n переход. Площадь пространственного заряда, так называемая потенциальный барьер (обедненная область), который останавливает процесс дальнейшей рекомбинации.
Выбрать фотоэлектрические панели довольно сложно, тем более что в этой отрасли тоже много непроверенной информации или аргументов чисто маркетингового значения. Тем временем три...
Выбрать фотоэлектрические панели довольно сложно, тем более что в этой отрасли тоже много непроверенной информации или аргументов чисто маркетингового значения.Между тем, три основных элемента информации должны, по крайней мере, помочь вам отказаться от наименее привлекательных предложений.
Правовая реальность отечественного фотогальванического сектора в последнее время динамично менялась. В конце октября в Польше вступили в силу измененные законы о возобновляемых источниках энергии, которые позволяют...
Правовая реальность отечественного фотогальванического сектора в последнее время динамично менялась. В конце октября в Польше вступил в силу измененный закон о возобновляемых источниках энергии, что позволяет значительно облегчить инвестиции. В том же месяце был предложен и другой документ, регламентирующий правила просьюмерских расчетов. Согласно ему, действующие правила будут распространяться на всех, кто станет просьюмерами к моменту вступления закона в силу, то есть 1 апреля 2022 года...
Использование солнечной энергии при размещении фотоэлектрической электростанции в месте с хорошим солнечным светом может привести к избыточному производству электроэнергии по сравнению с потребностями. На помощь приходят склады...
Использование солнечной энергии при размещении фотоэлектрической электростанции в месте с хорошим солнечным светом может привести к избыточному производству электроэнергии по сравнению с потребностями.На помощь могут прийти накопители энергии, в которых можно хранить ее излишки, предназначенные для использования ночью или в зависимости от потребностей пользователя.
В статье:• Стандарты и методики измерений• Модели фотоэлемента • Описание стенда для измерения яркостных U-I характеристик • Измерения яркостных характеристик U-I • Определение темновых характеристик и последовательного сопротивления фотоэлемента |
|
Световое излучение с энергией, превышающей энергию запрещенной зоны данного полупроводника, высвобождает электроны из валентной зоны в зону проводимости.Энергия кванта излучения световой волны Е с частотой v определяется соотношением:
В рис.1. показана однодиодная модель фотогальванического элемента:
Рис. 1. Однодиодная эквивалентная модель фотоэлемента; рисунок П. Корасиак 9000 6
На величину тока генерации и G влияют, среди прочего, величина и спектральное распределение светового излучения, достигающего ячейки, ее активная поверхность, конструкция, тип полупроводника и метод легирования.Таким образом, форма выходной вольт-амперной характеристики и значения получаемой мощности тесно связаны с условиями освещения и структурными свойствами полупроводникового материала ячейки. Фотогальванический ток ячейки I P для однодиодной модели показывает зависимость [4]:
где:
U J = U P + I P R S ,
I S - ток насыщения перехода,
I G - ток, генерируемый в ячейке,
U P - напряжение солнечной батареи,
А - коэффициент перехода безразмерный,
q - заряд электрона,
Т - температура в °К,
k - постоянная Больцмана.
Рис. 2. Двухдиодная эквивалентная модель фотоэлемента; рисунок П. Корасиак 9000 6
Модель с двумя диодами показана на рис.2 . Ток насыщения разделяется на рекомбинационный и диффузионный, как и в уравнении (3). С учетом паразитных сопротивлений R SH и R S и темновой токовой, рекомбинационной и диффузионной составляющих в области пространственного заряда уравнение (2) примет вид [4]:
где:
U J - как в уравнении (2),
I S1 - диффузионная, темновая (насыщение) составляющая перехода,
I S2 - рекомбинационная составляющая темнового (насыщения) тока перехода,
А 1 и А 2 - коэффициенты соединения.
Фактор перехода A определяет соответствие реального перехода идеальной модели как долю токов рекомбинации и диффузии в общем потоке тока насыщения. Его величина возрастает с увеличением доли рекомбинационного тока. Для идеального контакта значение коэффициента равно 1, а рекомбинационный и диффузионный токи одинаковы [5].
Системы для измерения характеристик фотогальванических элементов состоят из специально разработанных компонентов, датчиков, зондов, электромеханических систем, а также электронного контрольно-измерительного оборудования и средств сбора данных.В рис.3. представлен пример лабораторного стенда для измерения характеристик ярких фотоэлементов при искусственном солнечном освещении.
Рис. 3. Пример конфигурации испытательного стенда для измерения яркостных характеристик фотоэлементов; рисунок П. Корасиак 9000 6
Основное устройство – имитатор солнечного излучения. Тренажер должен соответствовать нескольким строго определенным требованиям, таким как:
Может работать в непрерывном или импульсном режиме. Спусковой крючок затвора синхронизирован по соответствующим фазам алгоритма измерения. Импульсный режим работы предотвращает чрезмерный нагрев элементов, особенно при более высоких значениях светового потока. Повышение температуры выше допустимого порога, установленного в стандарте STC, отрицательно сказывается на результатах измерений.
При работе в импульсном режиме длительность измерения составляет примерно от 0,2 с до 1 с и в этом интервале времени после стабилизации значения В ОС регистрируется от нескольких десятков до нескольких сотен точек измерения, откуда, после аппроксимации, характеристики ячейки.
На основе собранных данных и переданных в компьютер программа рассчитывает характерный размер тестируемой клетки. Влияние методик измерения на точность полученных измерений обсуждается в [7].
Интенсивность излучаемого света регулируется цепью обратной связи между эталонной ячейкой, которая является составной частью измерительной системы, и регулятором тока эмиссионных ламп симулятора. Он изготовлен из того же полупроводникового материала, что и испытательная ячейка, и откалиброван по радиометрическому эталону.Требования к эталонным ячейкам приведены в стандарте EN 60904-2 [8]. Диапазоны чувствительности спектральных эталонных ячеек можно найти на сайте производителя Института Фраунгофера ( рис. 4 ).
Рис. 4. Вид эталонных ячеек Института Фраунгофера [9]: а) для лабораторных измерений с использованием имитаторов излучения, б) для измерений с использованием естественного излучения; Рис. из архива автора (П.Корасиак) 9000 6
Следующим элементом системы измерений является прибор СМУ (англ. Источник-измеритель ), показанный на рис.5. В системе измерения яркостных характеристик имитирует нагрузку для ячейки, генерирующей ток в широком диапазоне изменения сопротивления измерение темновых характеристик, подает на тестируемую ячейку переменное значение и полярность тока и напряжения.
Рис. 5. Вид устройства SMU для тестирования фотоэлементов Keithley и рабочие диапазоны устройства [10]
Измерения выполняются в системе из четырех датчиков (угл. четырехзондовый ), который компенсирует падение напряжения на соединительных кабелях и дает более точные результаты.
Устройство также позволяет выполнять процедуры калибровки и получать данные измерений.
Широкий диапазон настроек напряжения и выходного тока этих устройств позволяет выполнять измерения как для отдельных элементов, так и для наборов, соединенных в фотогальванические модули. Устройства SMU производятся несколькими всемирно известными компаниями, например,Кейтли, American Reliance, Keysight Technology.
Последними из обсуждаемых элементов испытательного стенда являются монтажная база и измерительные щупы.
Основание для крепления испытательной камеры обычно изготавливается из толстого металлического листа с высоким коэффициентом теплопроводности, такого как медь или латунь. Он действует как механический стабилизатор, обеспечивающий жесткую и надежную фиксацию ячейки, и как термостабилизатор, удаляющий избыточное тепло, выделяющееся во время измерения, поддерживая тем самым температуру ячейки на правильном уровне.
К основанию крепятся испытательные щупы с позолоченными наконечниками, которые с помощью регулируемых удлинителей обеспечивают надежное соединение с токоведущими контактами ячейки. Можно настроить положение щупов на ячейки разного размера. Положение зондов можно контролировать вручную или в числовом виде.
Высокая точность измерений, за счет исключения паразитного сопротивления соединительных кабелей между щупами и измерительной аппаратурой, вводимых в измерительную систему, обеспечивается четырехпроводной системой конфигурации Кельвина.
На рис.6. показан пример яркой характеристики У-И . Фотогальваническое напряжение U P имеет максимальное значение в точке U OC при освещении ячейки пучком излучения с фиксированной интенсивностью и спектральным распределением и не нагружено, (I O = 0), R O → ∞.
Рис. 6.Пример вольтамперной характеристики фотоэлемента, где: PMAX - площадь максимальной мощности, UP - напряжение фотоэлемента, IP - ток фотоэлемента, UOC - напряжение холостого хода, UM - максимальное напряжение, IM - максимальный ток, ISC - элемент короткого замыкания ток цепи, МПП - точка максимальной мощности; рисунок П. Корасиак 9000 6
Если при тех же условиях освещения произойдет короткое замыкание выводов ячейки, то сопротивление нагрузки R O будет равно нулю, ток короткого замыкания потечет через ячейку I SC , а напряжение U P на контактах упадет до нуля.
Для ячейки, нагруженной сопротивлением R O , во внешней цепи будет протекать ток нагрузки ячейки I O , а напряжение U OC будет уменьшаться в зависимости от значения сопротивление нагрузки. Для однопереходных элементов из монокристаллического кремния напряжение составляет примерно 0,6–1 В.
При заданных условиях освещения каждая ячейка имеет определенное значение сопротивления нагрузки R O , при котором ток ячейки равен I M , а напряжение равно U M .Для таких значений можно взять максимальную мощность из ячейки P M и это точка максимальной мощности MPP:
Единицей максимальной мощности является ватт, который записывается индексом p ( пик ) [ Wp ] и является одним из важнейших параметров, характеризующих серийно выпускаемые фотогальванические элементы и модули.
Другим значением, рассчитанным на основе полученных результатов измерения, является коэффициент заполнения FF , который отображается в следующем соотношении:
Рис.7. Примеры результатов измерения яркой U-I характеристики, максимальной мощности ПМ и расчетных значений характеристических параметров испытуемой ячейки [11]
На рис.7. показаны (скриншот с экрана компьютера) результаты измерения яркой вольт-амперной характеристики (верхний график), максимальной мощности (нижний график) и, в столбце с левой стороны графиков , значения остальных параметров ячейки.
В левой части рисунка увеличена нижняя левая часть экрана компьютера, где отображаются данные:
Темновые характеристики фотоэлементов получены при проводимости и обратном смещении перехода при полном отсутствии искусственного и естественного освещения, в т.н. темная камера .
Темные измерения выполняются не так часто, как световые. Полученные данные дают информацию о структурных свойствах полупроводникового материала, качестве переходов и мест соединения, а также о конструктивных особенностях ячейки.Их также можно использовать для получения и проверки параметров замещающей модели.
В литературе приведены примеры соответствия результатов, полученных при моделировании замещающей модели, реальным измерениям выбранных типов клеток [5].
В На рис. 8 показан пример темновых характеристик кристаллического кремния c-Si ячейки, поляризованной в направлении проводимости. Величина темнового тока для двухдиодной модели в зависимости от значения поляризующего напряжения U представлена уравнением:
Рис.8. Пример темновой ВАХ фотоэлектрического элемента с прямой поляризацией (ток Id в логарифмической шкале) [12]
где:
В = U - ИК S ,
А 1 - коэффициент перехода для диффузионных токов,
А 2 - коэффициент перехода для рекомбинационных токов.
Отсутствие нижнего индекса «Р» в маркировке тока и напряжения означает, что в этом случае ячейка не генерирует ток, а ток поступает в ячейку от внешнего источника.
Как показано на рис.8. , на графике есть четыре характерные области:
Последовательное сопротивление Р С , как и Р Ш , нежелательно, так как вызывает уменьшение значения тока и выходного напряжения, с тем отличием, что его действие особенно заметно при больших протекающих токах через клетку.
К причинам относятся неоднородное распределение плотности тока ФЭ в области базы и эмиттера, сопротивление между контактами и полупроводниковым кристаллом, сопротивление металлизированных контактов и выводов. Это зависит от интенсивности пропускания света к клетке и ее поверхности.
Величина R S оценивалась по неравенству: R S <0,8/Ом/см 2 поверхности клетки, где N кратно единице освещенности Солнца [13]. ], чем выше значение сопротивления, тем меньше значения максимальной мощности P M , коэффициента заполнения характеристики FF и КПД η , определяемые зависимостями (4), (5 ) и (6).
Для определения значения R S используется несколько методов. Первый заключается в определении яркой характеристики и напряжения U P для значения освещенности в 1 Солнце и определении темновой характеристики и напряжения U F при поляризации ячейки в направлении проводимости [14].
Рис. 9. Графическое изображение метода сравнения световых и темновых характеристик для определения последовательного сопротивления ячейки; Рысь.П. Корасяк 9000 6
Затем сравнивают полученные значения напряжения обеих характеристик с темной кривой, сдвинутой в сторону точки тока КЗ I SC , как показано на рис.9. световые и темновые характеристики, можно рассчитать последовательное сопротивление R S по соотношению:
где:
U MPPd - напряжение в точке MPP для темновой характеристики,
У МППл - напряжение в точке МПП для четкой характеристики,
I МПП - ток в точке максимальной мощности.
Следующий метод заключается в сравнении напряжений и токов двух (или более) яркостных характеристик при разных значениях освещенности Φ 1 и Φ 2 . Подробности включены в стандарт EN-60891.
В методе данной характеристики U-I испытуемой ячейки сдвинуты друг относительно друга на величину разности фотоэлектрических токов короткого замыкания ΔI SC , как показано на рис.10.
Рис.10. Определение последовательного сопротивления RS путем сравнения двух наглядных характеристик ячейки; рисунок П. Корасиак 9000 6
Для каждой характеристики существуют разные значения тока I M и, следовательно, разные значения напряжения U M , которые определяют точки максимальной мощности MPP 1 и MPP 2 .
Последовательное сопротивление RS ячейки представлено соотношением:
где:
ΔI SC - разность токов короткого замыкания для двух значений силы светового потока,
ΔU - разность напряжений, для двух значений силы светового потока в точках максимальной мощности.
В данной методике рекомендуется проводить измерения для трех различных значений освещенности:
Особенно важно обеспечить максимально приближенные к реальному рабочему состоянию солнечных элементов условия измерений и тем самым минимизировать влияние зависимости последовательного сопротивления R S от силы светового потока.
Рис. 11. Метод позволяет определить сопротивление Rs по темновой характеристике прямополяризованной ячейки (ток Id в логарифмической шкале) [7]
Следующий метод использует только фрагмент характеристики темной ячейки в прямом направлении для более высоких напряжений смещения. Он заключается в вычислении отношения разности напряжений ΔU Fd к значению темнового прямого тока в данной точке, для которой возникла эта разность напряжений, как показано на рис.11. Значение последовательного сопротивления, полученное этим методом, можно рассчитать по уравнению:
где:
ΔU Fd - разность напряжений в результате изменения наклона темной кривой между третьей и четвертой областями от рис.8
В дополнение к описанным выше методам были разработаны другие методы, в том числе влияние последовательного сопротивления R S на коэффициент заполнения характеристики FF и на размер площади поверхности, ограниченной кривой UI .
Также были рассмотрены другие методы измерения, и были обсуждены точность и полезность вышеупомянутых методов [14], [15], [16].
Открытие фотоэлектрического явления в начале прошлого века положило начало чрезвычайно динамичной разработке новых материалов и технологий преобразования солнечного излучения в электрический ток. Параметры ячеек становились все лучше и лучше, в частности эффективность преобразования. Его значение увеличилось с нескольких процентов, полученных в 1950-х годах.В 1980-х годах для однопереходных монокристаллических ячеек в настоящее время до более 25 %, а для многопереходных ячеек специальной конструкции и назначения до более 45 % [17].
Современная фотоэнергетика не могла бы развиваться без доступа к передовым технологиям, устройствам, системам и методикам измерений. Полученные в результате измерений параметры ячеек определяют их полезность в различных типах систем и систем получения электроэнергии от солнечного излучения.Большая точность и более широкий диапазон измерений влияют на проектирование прототипа и производство фотоэлементов, позволяют вносить существенные изменения и модификации, начиная со стадии проектирования кристаллических структур, и заканчивая деталями покрытие, электрические контакты, корпус, система крепления и др.
Самой большой исследовательской задачей является создание высококлассных дугоустойчивых распределительных устройств, которые одновременно отвечают всем вышеперечисленным требованиям.Конструкторские решения для высококлассных дугостойких распределительных устройств среднего напряжения должны [4]:
а. Предотвратить опасные последствия внутреннего короткого замыкания (открытые двери, отсоединенные части, горящие частицы, газы…) от выхода за пределы распределительного щита, принимая во внимание ограничение опасной зоны до 30 см (тип доступа A) или 10 см (тип доступа B).
Эти требования указаны в стандарте PN-EN 62271-200 («Распределительные устройства переменного тока в металлических корпусах на номинальное напряжение свыше 1 кВ до 52 кВ включительно»).Согласно п. 6.106.5 стандарта ПН-ЕН 62271-200 КРУЭ при проведении типовых испытаний должны удовлетворять следующим критериям, что позволит рассматривать его как дугозащиту (рис. 1) [1] [2]. ]:
б) Предотвратить распространение последствий этого короткого замыкания из поврежденного поля на соседние отсеки и соседние конструктивные отсеки, тем самым защитив аппаратуру, установленную в этих отсеках.Это требование еще не было указано в вышеупомянутом стандарт, однако он выполняется в распределительных щитах отсеков, предлагаемых ELEKTROBUDOWA SA. Это приводит к радикальному ускорению возврата КРУ в работу после дугового замыкания.
Следует отметить, что КРУЭ позволяют отключить дуговое замыкание в клеммном отсеке отходящей ячейки путем отключения выключателя (контактора) поврежденной ячейки. Отключение дугового замыкания в отсеке сборных шин каждой ячейки и в отсеке выключателя требует выключения питающего или (и) соединительного выключателя.С другой стороны, отключение дугового замыкания в отсеке питания или отсеке выключателя ячейки питания требует, однако, выключения выключателя в секции распределительного устройства питания.
Хотите быть в курсе? Подпишитесь на наши новости!
