|
Сегодня перед всей Россией стоит огромная проблема – качественные системы питания. Не секрет, что 85% систем питания морально, да и физически устарели, что естественно ведёт к излишним затратам, КПД многих систем питания оставляет желать лучшего, да и постоянные поломки и простой оборудования приносят колоссальные убытки.
Эти проблемы заметны не только в масштабах всей страны, рядовой производитель тоже обеспокоен их решением. Ведь иметь в своём производстве системы питания, удовлетворяющие современным требованиям уже далеко не роскошь, а – необходимость. Именно поэтому актуальность производства качественных систем питания налицо.
С середины 90х годов ощущается значительный подъём электронной промышленности Российской Федерации, также затронувший рынок отечественных систем питания.
ООО «СТК-ВИКОМ» специализируется в разработке и производстве высоконадёжных систем питания, применяемых в промышленности, медицине, военном и аэрокосмическом производстве.
Стремительный рост индустрии позволил перейти на качественно высший уровень в проектировке и производстве источников питания. Высокий уровень КПД, низкие отклонения от установленного выходного напряжения и тока, работа при заведомо нестабильной электросети и даже работа в жёстких условиях окружающей среды с повышенной влажностью и загрязнением на сегодняшний день является нормой для систем питания СТК-ВИКОМ.
Поэтому в этой статье мы поговорим о некоторых не столь «обычных» качествах, характеристиках и исполнениях источников питания (далее ИП).
Получение импульсов лазерного излучения с изменяющейся во времени интенсивностью.
В области лазерной сварки металлов существует задача получения импульса излучения с изменяющейся во времени интенсивностью. В зарубежной литературе такой режим работы лазера известен как «Pulse shaping».Это открывает дополнительные технологические возможности, что в конечном итоге приводит к повышению качества сварного шва (рис.1) и расширению номенклатуры свариваемых материалов.
Использование режима Pulse shaping позволяет уменьшить внутренние напряжения и пористость сварного шва при сварке высокоуглеродистых сталей, отливок с пустотами и включениями загрязняющих веществ, материалов с различной температурой плавления.
Наиболее распространенные формы импульса в режиме Pulse shaping: Быстрый нагрев и плавное охлаждение свариваемых деталей (Cool-down), Плавный нагрев и быстрое охлаждение (Ramp-up).
Такие формы импульса, могут быть получены путем последовательного разряда нескольких накопителей энергии (конденсаторов, заряженных до различных уровней напряжения) на лампу накачки лазера. Однако этот путь приводит к существенному усложнению источника питания лазера, неэффективному использованию накопителей энергии и имеет ограниченные возможности по получению необходимой формы импульса.
Достижения компании «СТК-ВИКОМ» в области получения изменяемого светового потока газоразрядных ламп воплощены в разрядном коммутаторе, построенном на основе интеллектуальных силовых IGBT модулей.
Суть технологии состоит в широтно-импульсной модуляции тока разряда в лампе.
Хотя ток через лампу и не является непрерывным, тепловая инертность плазмы позволяет получить непрерывное во времени и изменяющееся по амплитуде излучение лампы. При этом интенсивность излучения лампы не падает ниже порога генерации, что позволяет получать непрерывное в рамках импульса лазерное излучение с изменяющейся во времени интенсивностью.
Колебания интенсивности излучения за счет прерывистого характера тока через лампу составляют не более 5-10% от амплитудного значения; это достигается за счет высокой частоты ШИМ сигнала разрядного коммутатора (20 кГц и более).
Данная технология позволяет более эффективно использовать возможности накопителя энергии, что улучшает массогабаритные показатели источника питания.
Во время прохождения импульса тока через лампу напряжение на накопителе неизбежно снижается, что приводит к уменьшению интенсивности излучения в рамках одного импульса. Широтно-импульсная модуляция разрядного импульса позволяет избавиться от этого эффекта и получать импульсы излучения практически произвольной формы.
Данная разработка включает в себя программное обеспечение, позволяющее задавать необходимый режим работы лазера (рис.3). Интерфейс с пользователем имеет несколько уровней доступа. Например, сварщик имеет доступ только к заданным режимам работы для сварки определенных материалов. Технолог же имеет возможность выбора произвольной формы импульса излучения и перевода выбранного режима в статус стандартного, доступного для сварщика. Кроме того, заложена возможность записи всех применяемых сварщиком режимов. Это позволяет контролировать соблюдение технологии в процессе выполнения сварочных работ.
Питание асинхронных двигателей.
В современной технике все чаще используются электродвигатели асинхронного типа. Такие двигатели имеют ряд преимуществ перед коллекторными собратьями. Прежде всего, к достоинствам асинхронных двигателей следует относить большой ресурс, малую шумность и высокий КПД. Однако их основной проблемой является то, что питаются они от трехфазной сети переменного тока с синусоидальной формой огибающей. Это привязывает такие двигатели к фиксированной скорости вращения, определяемой частотой питающей сети.
Сегодня, благодаря электронным модулям управления, асинхронные двигатели используются в прецизионных приводах, в электроприводах автомобилей, в робототехнике.
Разработка СТК-ВИКОМ направлена на расширение условий применения асинхронных электродвигателей. Наш преобразователь не только генерирует трехфазную диаграмму питания электродвигателя, но и, что еще важнее, содержит повышающий преобразователь напряжения с диапазоном входных напряжений от 20 В до 30 В. Преобразователь работает с электродвигателями номинальной мощностью до 3кВт. Диапазон питающего напряжения обеспечивает работу от систем питания со стандартом 24В (27В, 28В).
Повышающая схема Преобразователя построена по импульсной схеме, но при этом имеет специальный алгоритм работы, обеспечивающий низкий уровень пульсаций тока в питающей сети. Данное техническое решение призвано снизить потери в подводящих проводах сети, снизить уровень генерируемых в сеть помех, а также учитывает возможность питания Преобразователя от батареи свинцовых аккумуляторов, что характерно для сети 24-28В.
Выходные сигналы Преобразователя - это генерируемые посредством ШИМ-модуляции псевдосинусоидальные фазные напряжения. Частота модуляции составляет 10-15кГц. Преобразователь позволяет управлять трехфазными асинхронными электродвигателями с паспортными частотами от 50 до 400Гц. Следует также отметить, что при пуске двигателя Преобразователь осуществляет «мягкий» старт, т.е. плавное наращивание оборотов, что снимает проблему стартового перегрева, характерного для асинхронных электродвигателей.
Управление системой питания посредством Ethernet/Internet.
Проблема рационального использования ресурсов, в том числе человеческих волнует любого менеджера. В идеале необходимо автоматизировать весь процесс производства, но в жизни это можно реализовать не в каждой производственной линии. Так зачастую линии промышленных предприятий требуют вмешательства операторов, в частности для изменения режимов работы источников питания, или же для банального сбора профилактической информации. При отсутствии чётко налаженной системы связи, обмена информации, производитель сталкивается с проблемами, возникающими вследствие элементарных человеческих ошибок, а также несёт убытки от нерационального использования рабочего времени.
Процесс управления источниками питания можно значительно упростить. Разработчики ООО «СТК-ВИКОМ» создали принципиально новую систему управления источником питания, она основывается на управлении ИП, используя обычный сетевой протокол.
ИП обеспечивает установку величины выходного напряжения и длительности импульсов по поступающим данным с органов управления или от внешнего компьютера через интерфейс Ethernet.
Данная система позволяет изменять весь спектр настроек, или же контролировать состояние не ограниченного количества ИП, всего лишь с одного компьютера. Каждый блок имеет свой уникальный IP адрес, несколько блоков можно объединить в сеть. Так же есть возможность отслеживать состояние источника через глобальную сеть Internet , вести журналы, и упрощать обслуживание источника.
С уверенностью можно сказать, что на сегодняшний день, некоторые отечественные разработки во многом превосходят импортные аналоги не только по цене, но и по качеству и надёжности. Конечно, недостаток финансирования со стороны государства, и некоторая доля недоверия к отечественным продуктам тормозит рост этой перспективной отрасли, но нельзя не учитывать огромный научный потенциал российской электроники, который способствует развитию.
Материал подготовили: Сбродов А.Н., Стовба В.А. (ООО «СТК-ВИКОМ») ООО «СТК ВИКОМ»,
Адрес: 124489 Москва, Зеленоград, Панфиловский пр-т, 10, ОАО «НИИ Зенит» комн.226,
тел./факс. (495) 981-98-99,
E-mail: info@ipower.ru
www.ipower.ru
|
|
