|
DC-DC变换器原理 |
|
DC/DC Converter Principle |
|
太阳电池输出的是直流电，是不是可直接作为直流电源使用呢，对于对电压没有**要求的微、小型用电设备是可以的，如计算器、玩具等。太阳电池输出电压取决于光伏器件的连接方式与数量，并与负载大小与光照强度直接有关，不能直接作为正规电源使用。通过DC-DC变换器可以把太阳电池输出的直流电转换成稳定的不同电压的直流电输出。DC-DC变换器就是直流——直流变换器，是太阳能光伏发电系统的重要组成部分，下面就其原理作简单介绍。 |
|
DC-DC变换基本原理 |
|
直流变换电路主要工作方式是脉宽调制(PWM)工作方式，基本原理是通过开关管把直流电斩成方波（脉冲波），通过调节方波的占空比（脉冲宽度与脉冲周期之比）来改变电压。 |
|
降压斩波电路 |
|
直流斩波电路简单，是使用广泛的直流变换电路。图1左上部是一个斩波基本电路，Ud是输入的直流电压，V是开关管，UR是负载R上的电压，开关管V把输入的Ud斩成方波输出到R上，图1右上部绿线为斩波后的输出波形，方波的周期为T，在V导通时输出电压等于Ud，导通时间为ton，在V关断时输出电压等于0，关断时间为toff，占空比D=ton/T，方波电压的平均值与占空比成正比。图1下部绿线为连续输出波形，其平均电压如红线所示。改变脉冲宽度即可改变输出电压，在时间t1 前脉冲较宽、间隔窄，平均电压（UR1）较高；在时间t1 后脉冲变窄，平均电压（UR2）降低。固定方波周期T不变，改变占空比调节输出电压就是(PWM)法，也称为定频调宽法。由于输出电压比输入电压低，称之为降压斩波电路或Buck变换器。 |
|
图1 DC-DC变换基本原理 |
|
方波脉冲不能算直流电源，实际使用要加上滤波电路，图2是加有LC滤波的电路，L是滤波电感、C2是滤波电容、D是续流二**管。当V导通时， L与C2蓄能，向负载R输电；当V关断时，C2向负载R输电， L通过D向负载R输电。输出方波选用的频率较高，一般是数千赫兹至几十千赫兹，故电感体积很小，输出波纹也不大。 |
|
图2降压型DC-DC变换电路 |
|
该电路输出电压UR=D Ud，D是占空比，值为0至1。 |
|
升压斩波电路 |
|
通过电感元件还可组成升压斩波电路，见图3，当开关管V导通时，电流通过电感L时会在L中存储能量，此时负载上的电压由C2提供，当开关管V关断时，电感L释放能量，输出电压为输入电压Ud与L产生的电压相加，故提高了输入电压。 |
|
图3? 升压型DC-DC变换电路 |
|
该电路称为升压斩波电路或Boost变换器，输出电压UR= Ud/（1-D），D是占空比，值必须小于1。 升压斩波电路在新能源控制设备中应用很广，为了减小输出电压的波纹，通常采用多通道多重化并联升压型变换电路，图4是三通道多重化并联升压型变换电路。L1、V1、D1组成通道1，电路与工作原理与前面介绍的单通道升压斩波电路相同；L2、V2、D2组成通道2，电路与工作原理与前面介绍的单通道升压斩波电路相同；L3、V3、D3组成通道3，电路与工作原理与前面介绍的单通道升压斩波电路相同。三个通道开关周期相同、通断时间相同，关键是三个开关管通断时间必须均匀错开才能起到降低输出波纹的作用。多通道并联电路可增大输出电流。 |
|
图4 多通道并联升压型DC-DC变换电路 |
|
还有既可以降压也可以升压的斩波电路，这里就不介绍了，具体电路与应用等请查阅其他书籍或资料。 以上电路属单象限变换，电路简单可靠，在小型变换器中应用较多。在下面介绍双象限、四象限电路。 |
|
推挽式功率变换电路 |
|
推挽式功率变换电路是双象限变换电路，见图5，W1与W2圈数都为N1，构成一个有中间抽头的线圈，作为输出变压器的初级，W3与W4圈数都为N2，构成一个有中间抽头的线圈，作为输出变压器的次级，V1与V2交替导通，在次级就会感生电压，经全波整流后滤波到负载。变压器两侧电压之比为N1与N2之比，通过变压器可输出高低不同的多种电压；而且变压器把太阳电池与用户隔离开来，有利于系统的安全。有关细节请查阅其他书籍或资料。 |
|
图5 推挽式变换电路 |
|
推挽式功率变换电路电路简单，使用器件少，但开关管要承受两倍的输入电压，一般只在微、小型变换器中使用。 |
|
单相全桥变换电路 |
|
图6是单相全桥变换电路。 |
|
图6? 单相全桥变换电路 |
|
图中Ud是直流输入电压，为稳定电压配有电容C，4个开关晶体管T1、T2、T3、T4，4个开关管的保护二**管（续流二**管）D1、D2、D3、D4，输出交流电到负载R。下面就具体分析这个电路。图7与图8是输出正向与负向电流流向图，为清晰起见把电路简化，只保留主要器件。 当开关管T1与T4导通，T3、T2关断，时，在负载R上有正向电流通过，输出正向电压，见图7。 |
|
图7 单相全桥方波正向输出 |
|
当开关管T3与T2导通，T1、T4关断，时，在负载R上有负向电流通过，输出负向电压，见图8。 |
|
图8 单相全桥方波负向输出 |
|
图9是带变压器输出的全桥直流变换电路，采用变压器T将输入的光伏电源与输出方的负载隔离，并实现电压的变比。在变压器次级采用了桥式全波整流与LC滤波。 |
|
图9? 变压器隔离的单相全桥变换电路 |
|
图10是变压器隔离的单相全桥变换电路主要波形图，图中的控制信号与波形变化顺序如下： 控制开关管V1与V4导通，V3、V2关断，全桥输出电压u1为Ud； 到时间ton时，关断开关管V1与V4，全桥输出电压u1为0； 到时间T1时，开关管V3、V2导通，全桥输出电压u1为-Ud； 到时间T1+ton时，关断开关管V3与V2，全桥输出电压u1为0； 到时间T2时，开关管V1与V4导通，全桥输出电压u1为Ud； 到时间T2+ton时，关断开关管V1与V4，全桥输出电压u1为0； 到时间T3时，开关管V3、V2导通，全桥输出电压u1为-Ud； 到时间T3+ton时，关断开关管V3与V2，全桥输出电压u1为0； 到时间T4时，控制开关管V1与V4导通，全桥输出电压u1为Ud； 到时间T4+ton时，……；到时间T5时，…… 这样控制各开关管的导通与关断，循环下去全桥输出电压u1（变压器输入电压）波形如图10上部绿色线所示；变压器次级输出交变电压u2如图10中部紫色线所示；桥式整流输出电压u3如图10下部蓝色线所示；滤波后输出到负载上的电压如图10下部红色线所示。 |
|
图10 单相全桥变换电路主要波形图 |
|
下面请观看全桥直流变换电路工作动画 |
|
全桥直流变换电路工作动画 |
|
|
|
DC-DC变换器可以把直流电转换成不同电压的直流电输出，在光伏发电系统中作为控制器使用，可控制对蓄电池的充电，可作为直流电源使用。 DC-DC变换器的图形符号是见图11。 |
|
图11 DC-DC变换器的图形符号 |
|
|
|
附：电力电子器件 |
|
在电气设备或电力系统电路中，能承担电能变换或控制任务的电子器件称为电力电子器件。电力电子器件要能工作在高电压和大电流状态，导通电压要低。 电力电子器件主要有不可控器件、半控型器件、全控型器件。 |
|
不可控器件 |
|
电力二**管是用于整流电路，把交流电变为直流电。主要参数与要求是：正向导通电流大，导通时正向压降小，反向耐压高。图12电力二**管图片，图14左图是电力二**管的图形符号。 |
|
图12 电力二**管图片 |
|
??? 半控型器件 |
|
晶闸管，也叫可控硅，是可控制导通的二**管，用于可控整流。晶闸管除了门**触发电流与门**触发电压等参数，其他参数要求类同电力二**管。图13是晶闸管图片，图14中图是晶闸管图形符号，图14右图是可关断晶闸管图形符号。 |
|
图13 晶闸管图片 |
|
图14 电力二**管与晶闸管图形符号? |
|
全控型器件 |
|
可通过控制信号控制其导通或关断的器件，主要有电力晶体管、电力场效应晶体管、绝缘栅双**晶体管等，目前在电力变换与逆变电路中主要采用的是后两种晶体管。 电力场效应晶体管、绝缘栅双**晶体管具有开关速度快，工作频率高，输入阻抗高，所需驱动功率小，耐压高，导通电压低，热稳定性好。下面把这种电力电子器件简称为电力三**管、开关晶体管或开关管。图15为电力三**管图片，图16为电力三**管图形符号。 |
|
图15 电力三**管图片 |
|
图16 电力三**管图形符号 |
|
|
关于电梯节能技术的探讨
摘要：随着现代化发展，生产规模不断扩大，商务写字楼、酒店、宾馆、高层住宅小区等成了人们日常进出的场所，电梯也随着在这些场所被广泛使用，电梯成了人们出入这些高层建筑物不可缺少的工具；同时电力资源的短缺，电能供需矛盾也日益突出。
关键词：电梯；节能技术；方法
我国改革开放以来，随着经济的飞速发展，基础设施的完善，房地产业蓬勃发展，电梯的使用也随之遍地开花。以我们七台市为例，80年代以前，除了几个企业的工业用电梯以外，几乎没有民用电梯的使用。经过20多年的发展，现在我们市在运行的电梯就有500多台，而且还在以每年20%多的速度在增长。这应该是全国的缩影，试想在我们全国960万平方公里的土地上，那么多的城市里会有多少电梯在上上下下的输送着亿万的人们。可是，在电梯已经成为司空见惯的设备，人民不可或缺的交通工具的情况下，有多少人想到过电梯节能的问题？有多少人想到如果全国每台电梯节约10度电，那将是一个什么概念？
我们知道，象我们这样的发展中的大国，虽然经过改革开放近30年的努力，各领域都有长足的进步，但是在能源的开发和消耗上和先进的国家比还有很大的差距。特别是在电梯领域我们还有很多的节能工作要做。如何去做，就是摆在我们面前的一个即关键又紧迫的任务。在实际工作中，我们摸索到几个方面的问题和解决是方法，提出来和大家共议。
(一)电梯节能的关键是电机我们知道，电梯的运行是以电机的拖动为动力的，所以电梯的 电动机拖动负载的消耗电能占总耗电量的三成以上。如果把电梯运行的时候，电梯空载上升或者是满载下降时产生的重力转变成为电能，并且通过一定的设备收集起来输送到蓄电池里，在停电模式下，就可以利用蓄电池给电机供应能量，达到节能的效果。这个技术就是能量的反馈技术。目前这个技术已经在实践只得到运用，并且收到了一定的成效。同时，一些电梯的生产厂家也利用了这个能量反馈技术生产出来节能型电梯。可是，由于这样的电梯的制造成本要高一些，所以有的单位在使用的时候往往从投入成本出发，不愿意买这样的电梯。这就需要我们多做宣传工作，和他们讲清楚节能工作对于经济的可持续发展的重要的现实意义，同时也应该和他们算细账，通过节能完全可以冲消多投入的成本，如果做好了甚至可以有节余。
(二)电梯节能的重点是机房的建设在实践中我们发现，无机房电梯要比有机房的电梯节能一半左右。这是基于电梯生产技术的进步，过去生产的电梯马达体积大，需要一个专门的房间来安装它，而且噪声大，运行不平稳。现在生产的节能电梯马达体积小，重量轻，可以安装在电梯井道顶部的导轨外侧。既节约了空间又节能，而且具有安全、舒适等特性。所以，宣传节能电梯的好处就是我们必须认真去做的工作。其实，节能工作，特别是电梯的节能工作说难也不难，关键在于我们如何去引导和宣传节能的现实意义，现在的节能电梯有很多的品种，我们应该引导企业把节能作为一个**重要的因素考虑在先，不能因为国家提倡使用节能电梯所以被动的去选择，应该是我需要节能的电梯，所以去选择。这样就把安装和使用节能电梯变成企业的自觉的行动。
(三)电梯节能的突破口在于调压调速实际工作中我们知道，电梯的能源的消耗的重要地方是控制系统形式、悬挂方式、安装质量、驱动系统等，这些方面的重点是调压和调速， 提高电动机或负载的运行效率，而调速就是以提高负载运行效率为目标的。 用变频变压调速取代传统的交流双速异步电动机来调压调速的传统办法，就可以提高在相同的或者是比较低的能源消耗的情况下，达到电机工作效率的**大化，使电梯的使用效果**好，**快捷安全，同时达到节能的效果。现在还有采用有源能量回馈器进行电梯的节能改造，效果也是不错的，就是把电梯依靠自己的自然重力产生的能量转化成为电能，然后再利用这些电能驱动电梯产生位能，完成电梯输送人员的目的，其实，这就是电梯节能的过程。
(四)利用光电传感装置是电梯节能的好方法在大型商场或者是人员稠密的地方都安装有扶梯，象流水一样天天运行，就是没有人的时候电梯也是运行的，能源就这样流失掉了。我们看到，有的电梯安装了光电感应设备，人上来了就动，人下去了就停， 如乘客继续进入扶梯，扶梯将一直以额定速度正常运行， 在预先设定的时间内也没有检测到有乘客进入自动扶梯，则自动扶梯将自动停止运行。我们市的国家电网公司的营业厅就是使用了这种扶梯，无人乘自动扶梯时能保证自动扶梯自动平稳过渡到节能运行，以20%额定速度运行。此时电动机的实际运行功率只有原来的40%左右，用电就明显降低。减少磨损了自动扶梯的机械系统当机械系统长时间高速运行时与慢速运行时，其磨损程度是不一样的。由于转速的下降，使机械部件的磨损明显减少，相对延长了自动扶梯的使用寿命对于设备的折旧就有很大的保护空间；机械部件的磨损大大降低了。通过我们对我们市使用光电感应设备的电梯用户的调查，普遍反映运行效果很好，而且节能效果也不错。
dcdc电路：
DC-DC是英语直流变直流的缩写，所以DC-DC电路是某直流电源转变为不同电压值的电路。DC-DC是开关电源技术的一个分支，开关电源技术包括AC-DC、DC-DC两ff个分支。DC-DC电路按功能分为：
升压变换器：将低电压变换为高电压的电路。
降压变换器：将高电压变换为低电压的电路。
反向器：将电压**性改变的电路，有正电源变负电源，负电源变正电源两类。
三个主要分支，当然应用时在同一电路中会有升压反向、降压升压等功能同时存在。
DC-DC变换器的基本电路有升压变换器、降压变换器、升降压变换器三种。
dcdc电路原理：
降压变换器原理图如图1所示，当开关闭合时，加在电感两端的电压为（Vi-Vo），此时电感由电压（Vi-Vo）励磁，电感增加的磁通为：（Vi-Vo）*Ton。
当开关断开时，由于输出电流的连续，二**管VD变为导通，电感削磁，电感减少的磁通为：（Vo）*Toff。
当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，（Vi-Vo）*Ton=（Vo）*Toff，由于占空比D<1，所以Vi>Vo，实现降压功能。
图1 降压变换器原理图
升压变换器原理图如图2所示，当开关闭合时，输入电压加在电感上，此时电感由电压（Vi）励磁，电感增加的磁通为：（Vi）*Ton。
当开关断开时，由于输出电流的连续，二**管VD变为导通，电感削磁，电感减少的磁通为：（Vo- Vi）*Toff。
当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，（Vi）*Ton=（Vo- Vi）*Toff，由于占空比D<1，所以Vi
图2 升压变换器原理图
升降压变换器、入出**性相反原理如图3, 当开关闭合时，此时电感由电压（Vi）励磁，电感增加的磁通为：（Vi）*Ton；当开关断开时，电感削磁，电感减少的磁通为：（Vo）*Toff。当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，增加的磁通等于减少的磁通，（Vi）*Ton=（Vo）*Toff，根据Ton比Toff值不同，可能Vi< Vo，也可能Vi>Vo。
图3 升降压变换器原理图
电梯是高层建筑中重要的运载工具，随着经济的飞速发展人们的生活水平逐渐提高，电梯的应用也越来越多，这就出现了一个很普遍的问题——电梯故障。电梯一旦出现故障，可能发生乘客被困、坠落等危险事故。
当我们乘坐电梯时，发现速度不正常应两腿微微弯曲，上身向前倾斜，以应对可能受到的冲击。
电梯突然停止运作的时候，切勿扒门出去，因为电梯在停止运作时，里面的零件是不会正常运作的，如果收到外力干扰，可能会影响它的状态导致它突然运作。从而发生“电梯吃人”事件。因此当我们被困电梯内时，人不仅不危险反而人属于安全保护状态，乘客无生命危险，报警后，耐心等人救助即可。
被困电梯内时，应保持镇静，立即用电梯内警铃、对讲机或电话与有关人员联系，等待外部救援。如果报警无效，可以大声呼叫或间歇性地拍打电梯门。如电梯运行途中发生火灾，应使电梯在就近楼层停靠，并迅速从安全通道逃生。同时我们要紧记不要搭乘无安全检验合格标志的电梯。紧记以上几点便可保证你在遭遇电梯问题时的安全。
[查看详情]
超级电容器又叫双电层电容器是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点，众所周知基本上与电有关联的设备都有超级电容器的用武之地，不仅它的使用方向宽广，它的用处也让它成为了未来发展路上的一颗新星。
它的用处光从上面的文字来看只是一个很抽象的画面，那么让我们从一组数据中来看下它到底有多大的用处。超级电容器，它在5分钟内充的电能可以让一辆 电动车走500英里，电费只有9美元。而烧汽油的内燃机车走相同里程则要花费60美元。不仅如此，它还非常的耐用和环保且不会有危险——目前性能优秀的新电容器，新的超级电容器可反复充电100万次以上，也不会出现材料降解问题。而且，由于它不是化学电池，而是一种固体状态的能量储存系统，不会出现锂电池那种过热甚至爆炸的危险，没有安全隐患。超级电容也是新能源的一种，它具有功率密度大、容量大、使用寿命长、免维护、经济环保等优点。这将使它在未来有着非常大的发展空间。
[查看详情]
很多电梯设备生产加工的企业，在这款设备生产加工时，常常需要面对各种各样的一些问题。自己在产品如何进行销售，就应该注意很多细节性的地方。有很多的开发商在楼盘开发时，由于自己一次性开发的楼盘楼层相对较高，那么可能这些楼盘就需要安装电梯。我们应该抓紧这样的机会，把自己的产品能够**快的销售出去。
其实我们可以看到，如果想让自己的电梯设备很好的销售出去，在开发商沟通时，必须要在楼房还未修建之前，在整个楼房设计过程当中就应该和它接洽。因为我们每一部电梯，它的大小是不一样的，在楼房修建过程当中机井应该修多大，就是提前需要考虑的问题。
只有让我们先把自己的客户安抚下来，能够把自己的产品销售出去，那么就会按照我们的电梯规格进行机井的修建，对于后期的电梯运行能够起到很好的帮助。所以电梯设备在销售过程当中应该抓住自己的时间机遇，会对自己的电梯销售造成一定的影响，这是特别需要注意的一个地方。只有注意这些细节，才能让销售是能够创造价值。
[查看详情]
沪公网安备31011402011875
TONGJI
021-31587108
947074041@qq.com
在线留言
