Муқаддима
Ҳамчун таҷҳизоти асосии техникӣ дар соҳаи кафшери муосир, принсипи коримошини кафшери нуқта басомади миёнатехнологияи электроникаи энергетикӣ ва назарияи назорати дақиқро муттаҳид мекунад. Дар муқоиса бо мошинҳои кафшери анъанавии басомади барқ,кафшергарони нуқтаии басомади миёнатавассути технологияи инвертор сифат ва самаранокии кафшерро ба куллӣ беҳтар созед. Ин мақола ба таври мунтазам принсипи кор ва бартариҳои техникии мошинҳои кафшери миёна басомадро аз нуқтаи назари табдили барқ, назорати раванди кафшер ва эффектҳои термодинамикӣ шарҳ медиҳад.
1. Ҷараёни асосии корӣ
Амали мошини кафшери миёнабасти миёна ба занҷири табдили энергияи "AC → DC → басомади миёна AC → кафшер" асос ёфтааст, ки қадамҳои асосии зеринро дар бар мегирад:
- Вуруди барқ ва ислоҳ
Дастгоҳ ба се-марҳилаи 380В басомади барқ пайваст карда шудааст. Қувваи AC тавассути модули пурраи росткунҷа-ба қувваи доимии доимӣ табдил дода мешавад. Ин марҳила технологияи ректификацияи тиристорро истифода мебарад, ки имкон медиҳад кунҷи марҳилаи ҷараёни вурудро танзим кунад, то танзими пешакии 0-100% қувваи барқро коҳиш диҳад ва таъсири шабакаро коҳиш диҳад.
- Инверсия ва баланд бардоштани басомад
Қувваи ректификатсияшудаи DC аз ҷониби модули инверсионии IGBT (Insulated Gate Bipolyar Transistor) коркард карда мешавад, ки барои тавлиди қувваи мавҷи квадратии басомади миёна- ивазкунии баландсуръатро дар 1-4 кГц иҷро мекунад. Масалан, модели 200кВА-и як бренди муайян самаранокии инверсияро ба 98% мерасонад, бо талафоти энергия танҳо се як ҳиссаи трансформаторҳои анъанавии басомади барқ.
- Қадами -Трансформатори басомади баланд-Поён
Қувваи AC-басомади миёна аз трансформатори басомади баланд бо ядрои хӯлаи нанокристаллӣ мегузарад ва шиддатро аз 600В то диапазони бехатари 5-20В коҳиш медиҳад ва дар ҳоле ки ҷараёнро ба сатҳи кафшер-шиддати 5000-30 А, зиёд мекунад. Ин раванд хусусиятҳои басомади баландро истифода мебарад, то ҳаҷми трансформаторро 60% ва вазни онро 50% кам кунад.
- Натиҷаи кафшери DC
Схемаи дуюмдараҷа тавассути як гурӯҳи диодҳои зудбарқароршаванда{0}, аз ислоҳи дуюмдараҷа мегузарад, ки қувваи доимии доимиро бо коэффисиенти мавҷи мавҷи камтар аз 5% мебарорад. Ҷараёни кафшери DC аз дахолати электромагнитӣ, ки дар мошинҳои кафшери анъанавии AC маъмул аст, пешгирӣ мекунад ва ҳангоми кафшери маводҳо, аз қабили хӯлаи алюминий ва варақҳои галванӣ, ташаккули устуворро таъмин мекунад.
2. Назорати термодинамикии процесси кафшер
Мошинҳои кафшери спот басомади миёнатавассути идоракунии дақиқи гармӣ-сифати баландро ба даст оред:
- Низомномаи муқовимат бо тамос
Электродҳо 200-600кгф фишорро барои нест кардани қабатҳои оксиди рӯи қисмҳои корӣ истифода мебаранд ва муқовимати тамосро то 50-200μΩ кам мекунанд. Датчикҳои фишори динамикӣ дар мошинҳои кафшери миёнаи басомади миёна дар вақти воқеӣ назорат мекунанд, ки тағирёбии муқовимат дар ҳудуди ±3% назорат карда мешавад.
- Оптимизатсияи шакли мавҷи ҷорӣ
Технологияи инверсияи басомади миёна- метавонад шаклҳои гуногуни мавҷҳо, аз қабили мавҷҳои трапеция ва импулсро барорад. Ҳангоми кафшер кардани пӯлоди зангногир 0,5 мм, режими импульси бисёрҷониба (масалан, 10 кА пеш аз гармкунӣ барои 2 мс ва пас аз кафшери асосӣ 15 кА барои 5 мс) пошиданро ба таври муассир пешгирӣ мекунад ва зичии нугҳоро беҳтар мекунад.
- Механизми тавозуни гармӣ
Системаи хунуккунии -сохташуда (ҳарорати об 25 дараҷа ± 2 дараҷа) 70% гармии электродро мебарад. Алгоритм PID суръати ҷараёни обро танзим мекунад, то баландшавии ҳарорати электрод аз 150 дараҷа зиёд набошад. Маълумоти санҷишӣ аз хати истеҳсоли автомобил нишон дод, ки пас аз 500 кафшери пайдарпай, ҳарорати электрод танҳо 82 дараҷа баланд шуд.
3. Фарқиятҳои техникӣ дар муқоиса бо мошинҳои кафшерии анъанавии басомади барқ
| Андозаи муқоиса | Кафшергари нуқтаҳои басомади миёна | Кафшергари басомади барқ |
|---|---|---|
| Фосилаи амалиёт | 1-4кГц | 50/60Гц |
| Суръати вокуниши ҷорӣ | Танзими сатҳи 0,5мс- | 20мс-тасҳеҳи сатҳ |
| Омили нерӯ | Зиёда аз 0,95 ё баробар | 0.6-0.7 |
| Қобилияти кафшери алюминий | ғафсӣ 0,3-4мм | Максимум 1,5 мм (табобати махсус талаб карда мешавад) |
| Ҳаёти электрод | 80,000-120,000 давра (электродҳои хромӣ) |
30,000-50,000 давра |
4. Сенарияҳои маъмулии татбиқ
- Модулҳои нави батареяҳои автомобилии энергетикӣ: Бо истифода аз хусусиятҳои доимии кафшери басомади миёна, фолгаи алюминийи 0,3 мм бо дақиқии назорати диаметри ± 0,1 мм, ки ба стандартҳои ISO 18278-2 мувофиқ аст, кафшер карда мешавад.
- Кафшери плитаҳои бисёр-: Ҳангоми кафшери даврии пӯлоди галвании 3 мм+2, технологияи ҷуброни ҷараён мутобиқшаванда гармии мутавозини плитаҳои болоӣ ва поёниро таъмин карда, қувваи буришро 25% зиёд мекунад.
- Компонентҳои электронии дақиқ: Бо истифода аз кафшери микро-сатҳи импульси 0,1ms-, он дар кафшери корпуси сипари телефони мобилӣ бомуваффақият татбиқ карда мешавад, ки минтақаи таъсири гармӣ-камтар аз 0,05мм ё баробар аст.
Хулоса
Мошинҳои кафшери спот басомади миёнаба даст овардани дақиқии баланд ва самаранокии энергетикӣ дар раванди кафшер тавассути синергияи технологияи инверсионӣ, баромади DC ва назорати оқилона. Асоси он дар табдил додани неруи басомади анъанавии барқ ба неруи басомади миёна-ва ноил шудан ба интиқоли дақиқи гармӣ тавассути назорати босуръати ҳалқа-ст. Бо истифодаи маводи нимноқилҳои насли сеюм (масалан, SiC), интизор меравад, ки басомади кори мошинҳои кафшери миёна басомади миёна дар оянда аз 10 кГц зиёд шуда, монеаҳои техникиро ҳангоми кафшери маводи ултра борик ва металлҳои ба ҳам монанд рахна мекунанд. Барои корхонаҳои истеҳсолӣ, ки сифатҳои кафшер ва самаранокии истеҳсолотро пайгирӣ мекунанд, фаҳмиши амиқи принсипи кори мошинҳои кафшерии спот басомади миёна калиди оптимизатсияи параметрҳои раванд ва баланд бардоштани рақобатпазирии маҳсулот мебошад.
