Produtos baseados em transformadores

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Condicionador de energia de linha

Um condicionador de energia de linha é um dispositivo eletrônico, geralmente na forma de um filtro de linha, que suaviza os picos e quedas da energia CA doméstica comum. Eles criam energia suave para eletrônicos de precisão, como computadores e equipamentos de som, televisores e projetores de última geração . Muitos condicionadores de energia também funcionam como protetores contra surtos.

Os condicionadores de energia são diferentes da fonte de alimentação ininterrupta típica, pois carregam continuamente a bateria e fazem o equipamento funcionar continuamente com a energia da bateria. A maioria dos no-breaks simplesmente passa a fonte de alimentação diretamente enquanto a fonte de alimentação está ligada. Isso pode causar falhas em alguns equipamentos sensíveis ou até mesmo danos em casos extremos. Um no-break on-line de dupla conversão é um tipo de condicionador de energia.

Ao executar um gerador elétrico, usar um condicionador de energia para eletrônicos é uma boa ideia. Os audiófilos apreciam que o ruído do sinal elétrico não passe pelos alto-falantes quando um condicionador de energia é usado para condicionar a eletricidade que alimenta os alto-falantes.

Idealmente, a energia CA vem na forma de uma onda senoidal pura. Alguns geradores produzem energia mais próxima de uma onda quadrada do que de uma onda senoidal. O condicionamento desse tipo de energia requer mais do que um condicionador de energia do tamanho de um filtro de linha. Uma unidade maior com uma bateria geralmente é necessária para esta aplicação.

Sob condições de baixa tensão, a fonte de alimentação interna e os circuitos do equipamento de computador devem compensar trabalhando mais. A exposição repetida a quedas de energia pode superaquecer esses componentes sensíveis, causando travamento do teclado, corrupção de dados e, em alguns casos, falha total do sistema.

Outras falhas na eficiência do computador podem ser sintomas de picos de energia e problemas de sobretensão. Isso pode aparecer como dados distorcidos, travamentos de sistemas, falhas gerais de proteção e transmissão lenta. Embora muitos surtos e picos sejam produtos da natureza, como relâmpagos e muitos outros são produtos do homem - como copiadoras ou impressoras a laser ciclando.

Os condicionadores de linha evitam problemas de picos de energia, mantendo seu equipamento funcionando durante quedas de energia sem usar fontes de energia CVCF e VVVF de emergência, como sistemas de fonte de alimentação ininterrupta ou geradores auxiliares. Os condicionadores de linha ajustam automaticamente as sub e sobretensões para fornecer energia CA segura e de nível de computador.

Os condicionadores de energia são a melhor escolha ao configurar um ambiente de servidor.

Regulador de voltagem

Um regulador de tensão é um regulador elétrico projetado para manter automaticamente um nível de tensão constante.

Pode utilizar um mecanismo eletromecânico, ou componentes eletrônicos passivos ou ativos. Dependendo do projeto, pode ser usado para regular uma ou mais tensões AC ou DC.

Com exceção dos reguladores shunt, todos os reguladores de tensão operam comparando a tensão de saída real com alguma tensão de referência fixa interna. Qualquer diferença é amplificada e usada para controlar o elemento de regulação. Isso forma um loop de controle servo de feedback negativo. Se a tensão de saída for muito baixa, o elemento de regulação é comandado para produzir uma tensão mais alta. Para alguns reguladores, se a tensão de saída for muito alta, o elemento de regulação é comandado para produzir uma tensão mais baixa; no entanto, muitos simplesmente param de fornecer corrente e dependem do consumo de corrente do que quer que esteja dirigindo para reduzir a tensão. Desta forma, a tensão de saída é mantida aproximadamente constante. A malha de controle deve ser cuidadosamente projetada para produzir a troca desejada entre estabilidade e velocidade de resposta.

Reguladores eletromecânicos também têm sido usados para regular a tensão em linhas de distribuição de energia CA. Esses reguladores geralmente operam selecionando a derivação apropriada em um transformador com múltiplas derivações. Se a tensão de saída for muito baixa, o comutador troca as conexões para produzir uma tensão mais alta. Se a tensão de saída for muito alta, o comutador troca as conexões para produzir uma tensão mais baixa. Os controles fornecem uma zona morta onde o controlador não atuará, evitando que o controlador fique constantemente caçando (ajustando constantemente a tensão) para atingir a tensão alvo desejada.

Todo circuito eletrônico é projetado para operar com alguma tensão de alimentação, que geralmente é considerada constante. Um regulador de tensão fornece essa tensão de saída CC constante e contém circuitos que mantêm continuamente a tensão de saída no valor projetado, independentemente das alterações na corrente de carga ou na tensão de entrada.

Um regulador linear opera usando uma fonte de corrente controlada por tensão para forçar uma tensão fixa a aparecer no terminal de saída do regulador. O circuito de controle deve monitorar a tensão de saída e ajustar a fonte de corrente para manter a tensão de saída no valor desejado. O limite de projeto da fonte de corrente define a corrente de carga máxima que o regulador de tensão pode fornecer e ainda manter a regulação.

A tensão de saída é controlada usando um loop de realimentação, que requer algum tipo de compensação para garantir a estabilidade do loop. A maioria dos reguladores lineares possui compensação integrada e são completamente estáveis sem componentes externos.

Outra característica de qualquer regulador linear é que ele requer um tempo finito para corrigir a tensão de saída após uma mudança na demanda de corrente de carga. Este "intervalo de tempo" define a característica chamada resposta transiente, que é uma medida de quão rápido o regulador retorna às condições de estado estacionário após uma mudança de carga. tensão mude até que o loop possa corrigir e se estabilizar no novo nível.

Reator de Linha CA

Vamos primeiro definir o que é um reator. Essencialmente, um reator é um indutor. Fisicamente, é uma bobina de fio que permite a formação de um campo magnético ao redor da bobina quando a corrente flui através dela. Quando energizado, é um ímã elétrico com a força do campo sendo proporcional à amperagem que flui e ao número de voltas. Um simples laço de fio é um indutor de núcleo de ar. Mais loops fornecem uma classificação de indutância mais alta. Muitas vezes, algum material ferroso, como o ferro, é adicionado como núcleo ao enrolamento. Isso tem o efeito de concentrar as linhas de fluxo magnético ali, criando um indutor mais eficaz.

Voltando à teoria básica do circuito CA, um indutor tem a característica de armazenar energia no campo magnético e reluta em mudar a corrente. A principal propriedade de um reator é sua indutância e é medida em henrys, milihenrys ou microhenrys. Em um circuito CC (como o do barramento CC em um inversor CA), um indutor simplesmente limita a taxa de variação da corrente no circuito, pois a corrente em um indutor deseja continuar a fluir na taxa dada por qualquer instante de tempo . Ou seja, um aumento ou diminuição instantânea na tensão aplicada resultará em um aumento ou diminuição lenta da corrente. Por outro lado, se a taxa de corrente no indutor mudar, uma tensão correspondente será induzida.

Como a maioria das coisas, há efeitos colaterais no uso de um reator. Embora esses problemas não devam impedir o uso de um reator, o usuário deve estar ciente e pronto para acomodar esses efeitos. Como um reator é feito de fio (geralmente cobre) enrolado em uma bobina, ele terá as perdas associadas devido à resistência do fio. Além disso, se for um indutor de núcleo de ferro (como no caso da maioria dos reatores usados em eletrônica de potência), haverá alguma perda de "corrente parasita" no campo magnético variável e as moléculas de ferro sendo realinhadas magneticamente. Em geral, um reator adicionará custo e peso, exigirá espaço, gerará calor e reduzirá a eficiência.

Às vezes, a adição de um reator de linha pode alterar as características da linha à qual você está conectado. Outros componentes, como capacitores de correção do fator de potência e capacitância de cabo parasita, podem interagir com um reator de linha, causando o estabelecimento de uma ressonância. Os inversores CA exibem um fator de potência relativamente bom e não requerem o uso de capacitores de correção. Na verdade, os capacitores de correção do fator de potência costumam fazer mais mal do que bem onde os inversores de frequência estão presentes.

Com esses efeitos colaterais, por que usar um reator? O fato é que existem boas razões para instalar um reator sob certas condições. Vamos começar com o lado de entrada de uma unidade.

Use um reator de linha CA na entrada para reduzir harmônicos:

Como você já deve saber, a maioria dos acionadores padrão de "seis pulsos" são cargas não lineares. Eles tendem a atrair corrente apenas nos picos positivos e negativos da linha. Como a forma de onda da corrente não é senoidal, diz-se que a corrente contém "harmônicos". Para um conversor de entrada trifásico padrão (usado para converter CA em CC) usando seis SCRs ou seis diodos e um banco de capacitores de filtro, a corrente de entrada trifásica pode conter até 85% ou mais de distorção harmônica total. Se um reator de linha for instalado, os picos da corrente de linha são reduzidos e um tanto ampliados. Isso torna a corrente um pouco mais senoidal, diminuindo o nível harmônico para cerca de 35% quando um reator de tamanho adequado é usado. Este efeito também é benéfico para os capacitores do filtro CC. Uma vez que a "corrente de ondulação" é reduzida. Os capacitores podem ser menores, funcionar mais frios e durar mais.

Usando um reator de linha CA como um buffer de tensão de linha:

Em alguns casos, outros dispositivos de comutação na linha, como contatores e desconectores, podem causar transientes na linha, principalmente quando cargas indutivas, como motores, são desligadas. Nesses casos, pode ocorrer um pico de tensão na entrada do inversor que pode resultar em um surto de corrente na entrada. Se a tensão for alta o suficiente, também pode ocorrer uma falha dos semicondutores no conversor DC. Às vezes, um reator é usado para "buffer da linha". Embora uma bobina de ligação CC, se presente, proteja contra um surto de corrente, ela não pode proteger o conversor de um pico de tensão, pois uma bobina de ligação está localizada após o conversor. Os semicondutores são expostos a qualquer condição de tensão de linha existente. Por esta razão, um reator na entrada do drive pode ser de alguma ajuda.

Um reator não corrige problemas de aterramento nem fornece isolamento. Lembre-se de que, embora um reator forneça algum buffer, ele não fornece isolamento e não pode substituir um transformador de isolamento.

Reatores de linha CA na saída do inversor para aumentar a indutância de carga:

Às vezes, é necessário aplicar um reitor na saída de uma unidade. Novamente, todos os "efeitos colaterais" declarados anteriormente são verdadeiros. Se o motor tiver uma "indutância de vazamento baixa", um reator pode ajudar a trazer a indutância de carga total de volta a um nível que o inversor possa suportar. Em alguns casos raros em que uma configuração de motor estranha ou um motor com 6 ou mais pólos é usado, a indutância do motor pode ser muito baixa e um reator pode ser necessário. Operar vários motores em um inversor também pode resultar em uma carga de baixa indutância e na necessidade de um reator de saída.

Reatores na saída do drive para reduzir o efeito da onda refletida:

Às vezes, um reator na saída de um inversor é instalado para evitar um pico de tensão de onda refletida quando cabos de motor longos são necessários. Isso nem sempre é uma boa prática. Embora o reator reduza o tempo de aumento de tensão, proporcionando algum benefício, não é provável que limite a tensão de pico no motor. Em alguns casos, pode ser estabelecida uma ressonância entre a capacitância do cabo e o reator que faz com que tensões ainda mais altas sejam observadas no motor. Em geral, um terminador de motor é uma solução melhor. Se um reator for instalado na saída, é mais provável que faça parte de um dispositivo especialmente projetado para "redução de onda refletida" que também possui resistores de amortecimento em paralelo. Se um reator for usado na saída, ele deve estar localizado o mais próximo possível da extremidade do inversor.

Dimensionamento de um reator de linha CA:

A primeira regra é garantir que você tenha uma classificação de amplificador alta o suficiente. Em termos de valor de impedância, você geralmente descobrirá que 3% a 5% é a norma, com a maioria caindo perto de 3%. Um reator de 3% é suficiente para fornecer buffer de linha e um reator de 5% seria uma escolha melhor para mitigação de harmônicos se não houver indutor de link. Os reatores de saída, quando usados, são geralmente em torno de 3%. Essa classificação percentual é relativa à carga ou inversor em que a impedância do reator é uma porcentagem da impedância do inversor em carga total. Assim, um reator de 3% cairá 3%3# da tensão aplicada na corrente nominal total.

Um reator não é uma varinha mágica, mas pode prevenir certos problemas quando aplicado corretamente. Os reatores podem ser úteis para fornecer algum buffer de linha ou adicionar impedância, especialmente para inversores sem indutor de link CC. Para inversores pequenos, eles podem ser necessários para evitar surtos ou fornecer redução nos harmônicos de corrente quando vários inversores pequenos estiverem localizados em uma instalação. Na saída devem ser utilizados apenas para corrigir baixa indutância do motor e não como dispositivo de proteção do motor.

Use um reator:

Para adicionar impedância de linha.
Para fornecer algum buffer de luz contra picos de linha de baixa magnitude.
Para reduzir harmônicos.
Para compensar um motor de baixa indutância.
Apenas como parte de um filtro para redução de onda refletida

Conversor de voltagem

Um conversor de tensão altera a tensão de uma fonte de alimentação elétrica CVCF e VVVF e geralmente é combinado com outros componentes para criar uma fonte de alimentação. O termo "conversor de tensão" às vezes é usado como um termo genérico para uma fonte de alimentação. Um conversor de tensão ou uma fonte de alimentação pode ser chamado de "transformador" mesmo que não contenha um transformador real, pois o termo é usado em eletrônica.

O uso mais comum do conversor de voltagem é mudar a voltagem na tomada para que possamos usar aparelhos em diferentes áreas geográficas. A maioria das tomadas elétricas monofásicas de corrente alternada no mundo tem uma faixa de voltagem de 210 a 220 volts ou uma faixa de 110 a 120 volts. Os conversores geralmente podem apenas dobrar a voltagem ou reduzi-la pela metade, mas alguns são configurados para fazer as duas coisas.

Freqüentemente, eles são vendidos com adaptadores de extremidade do plugue que fornecem conversão do tamanho e formato da extremidade do plugue. Se a conversão de tensão não for necessária, o adaptador de plugue pode ser usado sem um conversor de tensão.

Existem vários métodos para converter a tensão. Para corrente alternada (CA), um transformador pode ser usado para diminuir ou aumentar a tensão. As fontes de alimentação comuns para pequenos eletrônicos geralmente têm um transformador que reduz a tensão para uma tensão relativamente pequena, variando de 4,5 a 12 volts, um retificador de onda completa para converter a CA em corrente contínua pulsada e alguns componentes adicionais para achatar a onda. Alguns dispositivos possuem apenas um transformador na fonte de alimentação externa com algum retificador ou condicionamento de energia adicional fornecido dentro do aparelho.

Os conversores e transformadores de tensão não convertem ciclos. Eles só podem ser usados para converter a tensão. Os conversores de voltagem abaixada irão converter de 220V para 110V assim. permitindo que você use seus produtos dos EUA no exterior em países de 220V. O transformador intensificador converterá a tensão de 110 V para 220 V, permitindo que você use produtos de 220 V nos EUA. A maioria dos transformadores de tensão são ambos intensificadores e descendentes, você pode trocá-los para operar como abaixadores ou intensificadores.

Selecionando o conversor de tensão correto

1. Procure a voltagem nominal do seu eletrodoméstico, se a voltagem indicar algo parecido com 110V-240V significa que seu produto é bivolt, neste caso você pode usar seu produto em 220v sem conversores de voltagem. A maioria dos laptops e carregadores de bateria de filmadoras são de dupla voltagem. No entanto, você pode precisar de um adaptador de plugue para conectá-lo às tomadas no exterior. Se a classificação de tensão indicar 110 V ou 120 V, isso significa que seu produto é apenas um volt e exigirá um conversor redutor para uso em países de 220 V no exterior.

2. Agora que você sabe que precisa de um conversor de tensão, precisa determinar qual ou de que tipo. Procure a classificação de watts no aparelho ou calcule a potência multiplicando a voltagem x amperes. Por exemplo, 110 V x 1,5 A = 165 W. Selecione o conversor de acordo com a classificação de potência do seu aparelho. Recomendamos o uso de um conversor com classificação de pelo menos 25% maior do que a classificação de potência do produto. Usar o conversor em sua capacidade máxima acabará queimando o conversor após uso prolongado. Alguns itens, como impressoras a laser e ferramentas elétricas, disparam quando você os liga. Para esses tipos de situações, você precisa comprar um transformador que seja pelo menos o dobro das classificações do produto.

1. Depois de selecionar o conversor correto, certifique-se de ter o adaptador de plugue adequado no conversor para conectá-lo à tomada a bordo.

Conversor de frequência

Um conversor de frequência é um dispositivo eletrônico que converte corrente alternada de uma frequência em corrente alternada de outra frequência. O dispositivo também pode alterar a voltagem, mas se o fizer, isso é secundário ao seu objetivo principal.

Os conversores de frequência variam em capacidade de manuseio de energia de alguns watts a megawatts. Os conversores de frequência são construídos a partir de componentes eletromecânicos como conjuntos motor-gerador ou conversores rotativos.

Grupos geradores de motores conversores de frequência são usados para converter frequência, tensão e fase de energia. Com a frequência, geralmente é de 50 Hz ou 60 Hz de frequência da linha de energia para 50 Hz, 60 Hz ou 400 Hz para operar o equipamento. Além disso, os grupos geradores de motores conversores de frequência também oferecem isolamento de linha, cancelamento de harmônicos, correção do fator de potência, conversão de fase, conversão de tensão com saída de energia balanceada, suave e controlada. Aplicações típicas incluem inversores de frequência, inversores, computadores e equipamentos controlados por computador, bombas de poços profundos, maquinário industrial e muito mais. Os conversores de frequência de 400 Hz são usados com mais frequência em aeroespaciais ou aeronaves para manter os aviões ligados quando no solo em unidades de energia terrestres.

Os trocadores de frequência são normalmente usados para controlar a velocidade de bombas e ventiladores. Em muitas aplicações, economias significativas de energia são alcançadas. As áreas de aplicação mais exigentes são encontradas nas linhas de processamento industrial, onde os requisitos de precisão de controle podem ser muito altos.

Os conversores de tensão para frequência podem receber entradas de tensão CA ou CC e frequências de saída ou sinais de pulso usando técnicas como modulação de amplitude (AM), modulação de frequência (FM) e modulação de largura de pulso. Alguns conversores de tensão para frequência enviam saídas para temporizadores, contadores, relés, interruptores e potenciômetros. Outros podem produzir faixas de tensão como 0 – 10 V ou loops de corrente como 4 – 20 mA. Os filtros integrais permitem que algumas frequências passem enquanto atenuam outras. Os filtros programáveis permitem que os usuários definam e alterem parâmetros como a frequência de passagem baixa, a frequência nominal abaixo da qual os sinais de entrada são transmitidos e acima da qual os sinais de entrada são bloqueados.