Per la conversione corrente continua in alternata vengono utilizzati speciali dispositivi elettronici di potenza chiamati inverter. Molto spesso, un inverter converte una tensione CC di una grandezza in una tensione CA di un'altra grandezza.

Così, un inverter è un generatore di tensione che cambia periodicamente, mentre la forma della tensione può essere sinusoidale, quasi sinusoidale o pulsata. Gli inverter sono utilizzati sia come dispositivi indipendenti che come parte di sistemi di continuità (UPS).

Nelle fonti gruppo di continuità(UPS), gli inverter consentono, ad esempio, di ottenere un'alimentazione ininterrotta sistemi informatici, e se la tensione scompare improvvisamente nella rete, l'inverter inizierà immediatamente ad alimentare il computer con l'energia ricevuta dalla batteria di backup. Almeno l'utente avrà il tempo di spegnersi correttamente e spegnere il computer.

I gruppi di continuità più grandi utilizzano inverter più grandi con batterie di grandi dimensioni che possono alimentare autonomamente i consumatori per ore, indipendentemente dalla rete, e quando la rete torna alla normalità, l'UPS trasferirà automaticamente i consumatori direttamente alla rete e le batterie inizieranno a caricarsi.

Lato tecnico

IN tecnologie moderne Per convertire l'elettricità, un inverter può fungere solo da collegamento intermedio, dove la sua funzione è quella di convertire la tensione trasformandola ad alta frequenza (decine e centinaia di kilohertz). Fortunatamente oggi è facile risolvere un problema del genere, perché per lo sviluppo e la progettazione di inverter, sia interruttori a semiconduttore in grado di resistere a correnti di centinaia di ampere, sia circuiti magnetici dei parametri richiesti, sia microcontrollori elettronici appositamente progettati per inverter (compresi quelli risonanti) sono disponibili.

I requisiti per gli inverter, così come per altri dispositivi di potenza, includono: alta efficienza, affidabilità, dimensioni e peso minimi possibili. È inoltre necessario che l'inverter resista al livello consentito di armoniche superiori nella tensione di ingresso e non crei un rumore impulsivo inaccettabilmente forte per i consumatori.

Negli impianti con fonti energetiche "verdi" ( pannelli solari, mulini a vento) per fornire elettricità direttamente a rete comune, utilizzare Grid-tie - inverter in grado di funzionare in modo sincrono con una rete industriale.

Durante il funzionamento dell'inverter di tensione, una sorgente di tensione costante viene periodicamente collegata al circuito di carico con alternanza di polarità, mentre la frequenza delle connessioni e la loro durata è formata da un segnale di controllo proveniente dal controller.

Il controller nell'inverter di solito svolge diverse funzioni: regolazione della tensione di uscita, sincronizzazione del funzionamento degli interruttori a semiconduttore e protezione del circuito dal sovraccarico. In linea di principio gli inverter si dividono in: inverter autonomi (inverter di corrente e inverter di tensione) e inverter dipendenti (pilotati dalla rete, Grid-tie, ecc.)

Circuito dell'invertitore

Gli interruttori a semiconduttore dell'inverter sono controllati dal controller e dispongono di diodi shunt inversi. La tensione all'uscita dell'inverter, a seconda della potenza del carico corrente, è regolata cambio automatico larghezza di impulso nel blocco convertitore ad alta frequenza, nel caso più semplice è .

Le semionde della tensione di uscita a bassa frequenza devono essere simmetriche in modo che i circuiti di carico non ricevano in nessun caso una componente costante significativa (questo è particolarmente pericoloso per i trasformatori), per questo l'ampiezza dell'impulso dell'unità a bassa frequenza (nel caso più semplice) è reso costante.

Nel controllo dei tasti di uscita dell'inverter viene utilizzato un algoritmo che fornisce un cambiamento sequenziale nelle strutture del circuito di potenza: diretto, cortocircuitato, inverso.

In un modo o nell'altro, il valore della potenza di carico istantanea all'uscita dell'inverter ha la natura di ondulazioni con una doppia frequenza, quindi la sorgente primaria deve consentire tale modalità operativa quando le correnti pulsanti lo attraversano e resistere al livello corrispondente di interferenza (all'ingresso dell'inverter).

Se i primi inverter erano esclusivamente meccanici, oggi ci sono molte opzioni per i circuiti inverter basati su semiconduttori e ci sono solo tre circuiti tipici: un ponte senza trasformatore, un push-pull con uscita a trasformatore zero, un ponte con trasformatore.

Un circuito a ponte senza trasformatore si trova nei gruppi di continuità con una capacità di 500 VA o superiore e negli inverter per autoveicoli. Il circuito push-pull con uscita del trasformatore zero viene utilizzato in UPS a bassa potenza (per computer) con una potenza fino a 500 VA, dove la tensione sulla batteria di backup è di 12 o 24 volt. Un circuito a ponte con trasformatore viene utilizzato in potenti gruppi di continuità (per unità e decine di kVA).

Negli inverter di tensione con uscita rettangolare, un gruppo di interruttori con diodi a ruota libera viene commutato in modo da ottenere una tensione alternata al carico e fornire una modalità di circolazione controllata nel circuito.

Sono responsabili della proporzionalità della tensione di uscita: la durata relativa degli impulsi di comando o lo sfasamento tra i segnali di comando di gruppi di tasti. In una modalità incontrollata di circolazione dell'energia reattiva, il consumatore influenza la forma e l'entità della tensione all'uscita dell'inverter.

Negli inverter con tensione a gradino, il preconvertitore ad alta frequenza genera una forma d'onda di tensione a gradino unipolare che si avvicina approssimativamente alla forma di una sinusoide con un periodo pari alla metà del periodo della tensione di uscita. Il circuito a ponte LF converte quindi la curva a gradino unipolare in due metà di una curva bipolare a forma di onda sinusoidale.

Negli inverter di tensione con un'uscita sinusoidale (o quasi sinusoidale), il convertitore preliminare ad alta frequenza genera una tensione costante vicina in grandezza all'ampiezza della futura sinusoide in uscita.

Successivamente, il circuito a ponte forma una tensione alternata a bassa frequenza da una tensione costante, mediante PWM multipli, quando ciascuna coppia di transistor si apre più volte ad ogni semiciclo di formazione della sinusoide di uscita per un tempo che varia a seconda alla legge armonica. Quindi il filtro passa-basso estrae il seno dalla forma risultante.

Gli schemi più semplici per la conversione preliminare ad alta frequenza negli inverter sono auto-oscillanti. Sono abbastanza semplici in termini di implementazione tecnica e sono abbastanza efficaci a basse potenze (fino a 10-20 W) per alimentare carichi che non sono critici per il processo di alimentazione. La frequenza degli auto-oscillatori non è superiore a 10 kHz.

Positivo Feedback in tali dispositivi si ottiene dalla saturazione del circuito magnetico del trasformatore. Ma per potenti inverter, tali schemi non sono accettabili, poiché le perdite nelle chiavi aumentano e, di conseguenza, l'efficienza risulta essere bassa. Inoltre, qualsiasi cortocircuito in uscita interrompe le autooscillazioni.

I circuiti migliori dei convertitori preliminari ad alta frequenza sono flyback (fino a 150 W), push-pull (fino a 500 W), mezzo ponte e ponte (più di 500 W) sui controller PWM, dove la frequenza di conversione raggiunge centinaia di kilohertz .

Tipi di inverter, modalità di funzionamento

Gli inverter di tensione monofase sono divisi in due gruppi: con un'uscita sinusoidale pura e con un'onda sinusoidale modificata. La maggior parte dei dispositivi moderni consente una forma semplificata del segnale di rete (onda sinusoidale modificata).

Un'onda sinusoidale pura è importante per i dispositivi che hanno un motore elettrico o un trasformatore all'ingresso, o se lo è dispositivo speciale, che funziona solo con un'onda sinusoidale pura all'ingresso.

Gli inverter trifase sono comunemente usati per creare corrente trifase per motori elettrici, ad esempio per l'alimentazione. In questo caso, gli avvolgimenti del motore sono collegati direttamente all'uscita dell'inverter. In termini di potenza, l'inverter viene selezionato in base al suo valore di picco per l'utenza.

In generale, ci sono tre modalità di funzionamento dell'inverter: avviamento, continuo e sovraccarico. Nella modalità di avvio (capacità di ricarica, avvio del frigorifero), la potenza può raddoppiare la potenza nominale dell'inverter per una frazione di secondo, questo è accettabile per la maggior parte dei modelli. Modalità continua - corrispondente alla potenza dell'inverter. Modalità sovraccarico - quando la potenza del consumatore è 1,3 volte superiore al valore nominale - in questa modalità, l'inverter medio può funzionare per circa mezz'ora.

impatto; convertitore Un elemento che converte azioni o segnali di ingresso di un tipo in azioni o segnali di uscita di un altro tipo Nota. Il termine convertitore di segnale elettromacchina è definito in modo simile ... ... Dizionario esplicativo terminologico politecnico

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Elettromeccanico oppure un trasduttore elettroacustico, la cui azione si basa sull'effetto della magnetostrizione. In M. p., di norma, nel campo della tecnologia viene utilizzata la magnetostrizione lineare di ferro o ferrimagneti. magnetizzazione (vedi Ferromagnetismo ... Enciclopedia fisica

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CONVERTITORE- un dispositivo che converte i valori di un tipo (energia, segnali) in altri tipi e forme convenienti per un ulteriore utilizzo. P., diversi per principio di funzionamento e design, sono ampiamente utilizzati in automazione e telemeccanica, informatica e ... ... Grande Enciclopedia Politecnico

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I convertitori di tensione sono ampiamente utilizzati sia nella vita di tutti i giorni che nella produzione. Per la produzione e l'industria, sono spesso realizzati su ordinazione, perché necessitano di un convertitore potente e non sempre con una tensione standard. I valori standard dei parametri di output e input sono spesso utilizzati in condizioni domestiche. Cioè, un convertitore di tensione è un dispositivo elettronico progettato per modificare il tipo di elettricità, la sua grandezza o frequenza.

In base alla loro funzionalità si dividono in:

1. Abbassamento;
2. Crescente;
3. senza trasformatore;
4. invertitore;
5. Regolabile con l'impostazione della frequenza e dell'ampiezza della tensione CA in uscita;
6. Regolabile con l'impostazione del valore della tensione di uscita costante.

Alcuni di essi possono essere realizzati con uno speciale design ermetico, questi tipi di dispositivi sono utilizzati per ambienti umidi o, in generale, per l'installazione sott'acqua.

Quindi qual è ogni tipo?

Convertitore di tensione ad alta tensione

Tale dispositivo elettronico progettato per ricevere alta tensione alternata o diretta (fino a diverse migliaia di volt). Ad esempio, tali dispositivi vengono utilizzati per produrre energia ad alta tensione per cinescopi televisivi, nonché per ricerca di laboratorio e il controllo delle apparecchiature elettriche con tensione aumentata più volte. I cavi o i circuiti di alimentazione degli interruttori dell'olio progettati per una tensione di 6 kV sono testati con una tensione di 30 kV e superiore, tuttavia questa tensione non ha ad alta potenza e si spegne immediatamente in caso di guasto. Questi convertitori sono abbastanza compatti perché devono essere trasportati dal personale da una sottostazione all'altra, il più delle volte a mano. Va notato che tutti blocchi di laboratorio alimentatori e convertitori hanno una tensione quasi di riferimento e precisa.

Per il funzionamento vengono utilizzati convertitori ad alta tensione più semplici lampade fluorescenti. È possibile aumentare notevolmente l'impulso a quello desiderato grazie allo starter e all'acceleratore, che possono avere una base elettronica o elettromeccanica.

Gli impianti industriali che convertono la tensione più bassa in alta tensione hanno molte protezioni e sono realizzati su trasformatori elevati (PTN). Ecco uno di questi circuiti che fornisce un'uscita da 8 a 16 mila volt, mentre per il suo funzionamento sono necessari solo circa 50 V.

A causa del fatto che una tensione piuttosto elevata viene generata e scorre negli avvolgimenti dei trasformatori, l'isolamento di questi avvolgimenti, nonché la sua qualità, sono soggetti a elevati requisiti. Per eliminare la possibilità di scariche corona, le parti del raddrizzatore ad alta tensione devono essere saldate alla scheda con cura, senza sbavature e spigoli vivi, dopodiché vengono riempite su entrambi i lati con resina epossidica o uno strato di paraffina 2 . .. 3 mm di spessore, che fornisce l'isolamento l'uno dall'altro. A volte questi sistemi e dispositivi elettronici sono chiamati convertitori di tensione step-up.

Il seguente circuito è un convertitore di tensione risonante lineare che funziona in modalità boost. Si basa sulla separazione delle funzioni di U crescente e sulla sua chiara stabilizzazione in cascate completamente diverse.

Allo stesso tempo, alcune unità inverter possono essere fatte funzionare con perdite minime sugli interruttori di potenza, nonché su un ponte raddrizzato, dove appare l'alta tensione.

Convertitore di tensione per la casa

Una persona comune incontra spesso convertitori di tensione per la casa, perché molti dispositivi hanno un alimentatore. Molto spesso si tratta di convertitori step-down con isolamento galvanico. Per esempio, dispositivo di ricarica cellulari e laptop, personal computer fissi, radio, stereo, vari lettori multimediali e questo elenco può essere continuato per molto tempo, poiché la loro diversità e applicazioni nella vita di tutti i giorni sono state recentemente molto ampie.

I gruppi di continuità sono dotati di dispositivi di accumulo di energia sotto forma di batterie. Tali dispositivi vengono utilizzati anche per mantenere l'efficienza dell'impianto di riscaldamento durante un'interruzione di corrente imprevista. A volte i convertitori per una casa possono essere realizzati secondo un circuito inverter, ovvero collegandolo a una sorgente CC (batteria) funzionante a causa di una reazione chimica, è possibile ottenere una normale tensione alternata in uscita, il cui valore sarà essere 220 volt. Una caratteristica di questi circuiti è la possibilità di ottenere in uscita un segnale sinusoidale puro.

Uno dei veri caratteristiche importanti, utilizzato nella vita quotidiana dei convertitori, è un valore stabile del segnale all'uscita del dispositivo, indipendentemente da quanti volt vengono forniti al suo ingresso. Questo caratteristica funzionale gli alimentatori sono dovuti al fatto che per un funzionamento stabile ea lungo termine di microcircuiti e altri dispositivi a semiconduttore è necessaria una tensione chiaramente normalizzata e anche senza increspature.

I criteri principali per la scelta di un convertitore per una casa o un appartamento sono:

1. Energia;
2. Il valore della tensione di ingresso e di uscita;
3. La possibilità di stabilizzazione ei suoi limiti;
4. L'entità della corrente sul carico;
5. Riduzione al minimo del riscaldamento, ovvero è meglio che il convertitore funzioni in modalità con riserva di carica;
6. La ventilazione del dispositivo può essere naturale o forzata;
7. Buon isolamento acustico;
8. Protezione contro sovraccarichi e surriscaldamento.

La scelta di un convertitore di tensione non è un compito facile, perché il funzionamento del dispositivo alimentato dipende anche dal convertitore correttamente scelto.

Convertitori di tensione senza trasformatore

Recentemente sono diventati molto popolari, poiché è necessario spendere molti soldi per la loro fabbricazione, e in particolare per la produzione di trasformatori, perché il loro avvolgimento è realizzato in metallo non ferroso, il cui prezzo è in costante aumento. Il vantaggio principale di tali convertitori è, ovviamente, il prezzo. Tra i lati negativi, ce n'è uno che lo distingue sensibilmente dagli alimentatori a trasformatore e dai convertitori. A seguito di un guasto di uno o più dispositivi a semiconduttore, tutta l'energia in uscita può arrivare ai terminali del consumatore e questo lo disabiliterà sicuramente. Ecco un semplice convertitore da CA a CC. Il ruolo dell'elemento di regolazione è svolto dal tiristore.

La situazione è più semplice con i convertitori in cui non sono presenti trasformatori, ma che funzionano sulla base e nella modalità di un apparato di aumento della tensione. Qui, anche con il rilascio di uno o più elementi, sul carico non apparirà una pericolosa energia distruttiva.

Convertitori di tensione continua

Il convertitore da CA a CC è il tipo di dispositivo più comunemente utilizzato di questo tipo. Nella vita di tutti i giorni, questi sono tutti i tipi di alimentatori e nella produzione e nell'industria si tratta di alimentatori:

• Tutti i circuiti a semiconduttore;
• Avvolgimenti di eccitazione di motori sincroni e motori DC;
• Bobine di solenoidi di interruttori dell'olio;
• Circuiti operativi e circuiti di sgancio in cui le bobine richiedono corrente continua.

Il convertitore di tensione a tiristori è l'apparato più comunemente utilizzato per questi scopi. Caratteristica di questi dispositivi è la conversione completa, e non parziale, della tensione alternata in tensione continua senza alcun tipo di ripple. Un potente convertitore di tensione di questo tipo deve necessariamente includere dissipatori e ventole per il raffreddamento, poiché tutte le parti elettroniche possono funzionare a lungo e senza problemi solo alle temperature di esercizio.

Convertitore di tensione regolabile

Questi dispositivi sono progettati per funzionare sia in modalità di aumento della tensione che in modalità di abbassamento della tensione. Molto spesso, si tratta ancora di dispositivi che eseguono una regolazione regolare del segnale di uscita, che è inferiore all'ingresso. Cioè, 220 volt vengono applicati all'ingresso e all'uscita otteniamo un valore costante regolabile, ad esempio da 2 a 30 volt. Tali strumenti con regolazione molto fine vengono utilizzati per testare puntatori e strumenti digitali nei laboratori. Molto utile quando equipaggiato indicatore digitale. Bisogna ammettere che ogni radioamatore ha preso questo tipo come base dei suoi primi lavori, poiché l'alimentazione per alcune apparecchiature può essere di dimensioni diverse e questa fonte di alimentazione si è rivelata molto universale. Come fare una qualità e lavorare per molto tempo convertitore, questo è il problema principale dei giovani radioamatori.

Convertitore di tensione dell'inverter

Questo tipo di convertitori è alla base di innovativi dispositivi di saldatura compatti. Ricevendo una tensione alternata di 220 volt per l'alimentazione, il dispositivo la raddrizza, dopodiché la rende nuovamente alternata, ma già con una frequenza di diverse decine di migliaia di Hz. Ciò consente di ridurre notevolmente le dimensioni del trasformatore di saldatura installato in uscita.

Inoltre, il metodo dell'inverter viene utilizzato per alimentare le caldaie di riscaldamento da batterie in caso di interruzione di corrente imprevista. Per questo motivo, il sistema continua a funzionare e riceve 220 volt CA da 12 volt CC. Un potente dispositivo step-up per questo scopo deve essere azionato da una batteria ad alta capacità, dipende da quanto tempo fornirà elettricità alla caldaia. Cioè, la capacità gioca un ruolo chiave in questo.

Convertitore di tensione ad alta frequenza

Grazie all'utilizzo di convertitori boost, diventa possibile ridurre le dimensioni di tutti gli elementi elettronici ed elettromagnetici che compongono i circuiti, il che significa che si riduce anche il costo di trasformatori, bobine, condensatori, ecc.. È vero, questo può causare interferenze radio ad alta frequenza che influiscono sul funzionamento di altri sistemi elettronici e persino delle radio convenzionali, quindi è necessario schermare in modo affidabile le loro custodie. Il calcolo del trasduttore e della sua interferenza deve essere effettuato da personale altamente qualificato.

Che cos'è un convertitore da resistenza a tensione?
Questo è un tipo speciale che viene utilizzato solo nella produzione e produzione di strumenti di misura, in particolare ohmmetri. Dopotutto, la base di un ohmmetro, cioè un dispositivo che misura la resistenza, è fatta misurando la caduta in U e convertendola in quadrante o indicatori digitali. Di solito le misurazioni vengono effettuate rispetto alla corrente continua. Trasduttore di misura - mezzi tecnici, che serve a convertire il valore misurato in un altro valore o segnale di misura, conveniente per elaborazione, memorizzazione, ulteriori trasformazioni, indicazione e trasmissione. Fa parte di qualsiasi dispositivo di misurazione.

Convertitore da corrente a tensione

Nella maggior parte dei casi, tutti circuiti elettronici necessari per elaborare i segnali rappresentati come tensione. Tuttavia, a volte devi affrontare un segnale sotto forma di corrente. Tali segnali si verificano, ad esempio, all'uscita di una fotoresistenza o di un fotodiodo. Quindi è auspicabile convertire il segnale di corrente in tensione il prima possibile. I convertitori tensione-corrente vengono utilizzati quando la corrente nel carico deve essere proporzionale all'ingresso U e non dipendere dal carico R. In particolare, con un ingresso costante U, anche la corrente nel carico sarà costante, quindi tali convertitori sono talvolta chiamati convenzionalmente stabilizzatori di corrente.

Riparazione del convertitore di tensione

La riparazione di questi dispositivi per convertire un tipo di tensione in un altro è meglio farlo centri di servizio dove il personale è altamente qualificato e successivamente fornirà garanzie per il lavoro svolto. Molto spesso, qualsiasi convertitore moderno di alta qualità è costituito da diverse centinaia di parti elettroniche e, se non ci sono evidenti elementi bruciati, sarà molto difficile trovare un guasto ed eliminarlo. Alcuni dispositivi economici cinesi di questo tipo, in generale, sono generalmente privati ​​\u200b\u200bdella possibilità di ripararli, cosa che non si può dire di produttori nazionali. Sì, magari sono un po' ingombranti e poco compatti, ma sono soggetti a riparazioni, visto che molte delle loro parti possono essere sostituite con altre simili.

I convertitori di tensione, ampiamente utilizzati nella pratica quotidiana, sono dispositivi specializzati progettati per regolare l'ampiezza e la frequenza della tensione di alimentazione in uscita. Sistemi elettronici Questo tipo consente di regolare i parametri di uscita (inclusa la frequenza della tensione di uscita).

La necessità del loro utilizzo nasce quando si devono collegare dispositivi con caratteristiche di ingresso non standard. I circuiti del convertitore possono essere implementati come unità indipendenti o integrati in un sistema di continuità esistente. Questi dispositivi sono molto richiesti dagli utenti e sono anche ampiamente utilizzati per risolvere problemi di produzione individuali.

Progetto

Per modificare il livello della tensione di alimentazione effettiva, specializzato convertitori di impulsi con circuiti induttivi incorporati. In accordo con il compito che li attende, tutti i modelli noti di dispositivi di conversione sono suddivisi nelle seguenti classi:

• Circuiti invertenti;
• Unità elettroniche di potenziamento;
• convertitori step-down.

Indipendentemente dal tipo di questi dispositivi, funzionano tutti secondo lo stesso principio, fornendo la funzionalità richiesta e la qualità dei segnali generati. La somiglianza dei dispositivi di questa classe viene spesso rilevata dalle seguenti caratteristiche:

• La presenza del proprio modulo di alimentazione;
• Gli elementi di commutazione inclusi nel circuito, rappresentati da potenti transistor a semiconduttore;
• Immagazzinamento dell'energia sotto forma di un'induttanza o bobina separata;
• Condensatori di filtro collegati in parallelo al resistore di carico;
• Diodi speciali utilizzati come elemento di blocco.

L'utilizzo di tutti gli elementi sopra elencati nelle giuste combinazioni permette di ottenere una qualsiasi delle categorie note di dispositivi ad impulso.

Principio operativo

Il funzionamento dei convertitori di impulsi si basa sul principio della regolazione del livello del segnale modificando l'ampiezza degli impulsi che controllano il funzionamento dell'elemento di commutazione.

Nota! Questo metodo controllo elettronico i parametri del segnale si trovano in vari campioni di apparecchiature moderne e sono chiamati ampiezza dell'impulso.

Per stabilizzare la modalità operativa in schema elettrico viene introdotto il feedback, a causa del quale, quando la tensione di uscita fluttua, cambiano anche i parametri degli impulsi di lavoro.

I convertitori di tensione più semplici contengono fondamentalmente un trasformatore convenzionale, all'uscita del quale viene generata una tensione con un'ampiezza diversa dal valore di ingresso.

Sono noti altri tipi di dispositivi di conversione, funzionanti secondo un principio simile ai campioni precedentemente descritti, ma alquanto diversi nella loro progettazione. Di solito sono realizzati sulla base di semiconduttori e consentono di ottenere un'elevata efficienza di conversione (alta efficienza).

Classificazione dei convertitori di impulsi

I convertitori di impulsi prodotti dall'industria nazionale, secondo i parametri attuali, sono suddivisi nelle seguenti classi:

• Convertitori elettronici che convertono il livello variabile (AC) in un segnale di uscita costante (DC). Sono progettati per applicazioni industriali e vengono utilizzati in impianti dove sono richieste tensioni di alimentazione ridotte a 380/220 Volt;
• Inverter che eseguono la conversione inversa: ingresso (DC) segnale in uscita (AC). Questi dispositivi sono richiesti nei gruppi di continuità, nonché nelle saldatrici elettroniche, nelle quali, a seguito dell'inversione, è possibile ridurre le dimensioni e il peso del dispositivo;
• Dispositivi di conversione di tensione o corrente costante, che consentono di convertire un valore del parametro di alimentazione in un altro.

Questi dispositivi sono spesso utilizzati per alimentare le batterie, se necessario, collegare ad esse carichi con tensioni nominali diverse.

La composizione del convertitore

La struttura del design dei dispositivi pulsati di solito include le seguenti unità funzionali:

• Generatore di segnali di impulsi integrato, alimentato dalla propria unità di alimentazione (PSU);
• Trasformatore di impulsi che converte i segnali data periodicità in impulsi di uscita a frequenza più elevata;
• Stabilizzatori incorporati che assicurano la costanza dei parametri dei segnali ricevuti all'uscita dei dispositivi;
• Interruttori elettronici basati su potenti elementi a transistor che operano in modalità pulsata prossima alla saturazione.

A questo elenco vanno aggiunte le induttanze di accumulo utilizzate nella costruzione dei circuiti dei generatori. Di solito sono inclusi in dispositivi così diffusi come un convertitore di corrente.

Un tipico rappresentante dei componenti è un trasformatore che fornisce la conversione di tensione con una minima perdita di potenza. Sono ampiamente utilizzati nella costruzione di un'ampia varietà di circuiti elettronici ed elettrici.

Vantaggi e svantaggi dei dispositivi di conversione

Tra le virtù di più modelli famosi i dispositivi di conversione includono:

• Elevata efficienza di conversione delle tensioni di rete standard in una forma di facile utilizzo con controllo simultaneo dei loro parametri principali;
• Compattezza e mobilità dei singoli campioni di dispositivi inverter, consentendone l'utilizzo come convertitori automobilistici;
• Buona efficienza economica con efficienza che si avvicina al 90%;
• Versatilità e affidabilità dei dispositivi di trasformazione, offrendo la possibilità di connettere qualsiasi tipo di consumatore;
• Possibilità di compensare le perdite di potenza aumentando la tensione di uscita.

Importante! I vantaggi elencati dei dispositivi di conversione consentono di installarli nei nodi più critici dei sistemi di sicurezza e illuminazione, nonché nei moduli di controllo per il funzionamento di caldaie di riscaldamento, stazioni di pompaggio e altre apparecchiature speciali.

I vantaggi di questi dispositivi dovrebbero includere anche la presenza di tali opzioni aggiuntive, come la possibilità di commutare gli indicatori dei valori misurati dall'ingresso alla tensione di uscita. A ciò si aggiunga l'ammissibilità della regolazione entro certi limiti dei parametri di uscita controllati.

Le carenze completamente rimovibili dei convertitori di questa classe includono la sensibilità al funzionamento in condizioni di elevata umidità (questo non si applica ai modelli fabbricati in una versione a prova di umidità). A ciò si aggiunga l'alto costo dei sistemi di conversione.

L'uso dei convertitori nella vita di tutti i giorni

I modelli universali appartengono alla categoria dei dispositivi più complessi in grado di regolare contemporaneamente più parametri (corrente, tensione e frequenza). Ma nella pratica quotidiana sono sufficienti campioni più semplici di convertitori, in cui è regolato solo uno degli indicatori di input.

Informazioni aggiuntive. Uno schema di controllo della tensione e della corrente per limitare uno di questi parametri (solitamente la corrente) è ampiamente utilizzato nei circuiti di ricarica delle batterie. Dispositivi più complessi di questa classe possono utilizzare microcontrollori moderni.

In conclusione della recensione, va notato che ci sono molte opzioni per l'esecuzione di moduli convertitore di impulsi. Ma, indipendentemente dal tipo e dalla complessità dispositivo elettronico, i principi di funzionamento che ne sono alla base non cambiano. Avendo padroneggiato i metodi tecnici di base per costruire questi dispositivi, puoi imparare come gestire apparecchiature di qualsiasi complessità, nonché ripararle con successo in caso di guasto.

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In questo articolo imparerai tutto sui trasduttori, quale ruolo svolgono nel campo delle misurazioni, considererai tutti i tipi di trasduttori, descriverai i vantaggi e gli svantaggi di alcuni tipi di trasduttori e considererai anche le aree di applicazione.

Cos'è un convertitore

Un trasduttore è un dispositivo che converte l'energia da una forma all'altra per renderla leggibile per la misurazione. Pertanto, converte l'energia in una forma leggibile, ad esempio, un termometro che converte l'energia termica in un'altezza di mercurio. Nel convertitore, l'uscita è controllata dall'ingresso.

Il ruolo del convertitore

Svolgono un ruolo fondamentale nel campo delle misurazioni. Come abbiamo detto prima, il convertitore converte una grandezza fisica in un segnale elettrico. Pertanto, senza un trasduttore, sarebbe molto difficile misurare una grandezza fisica continua, come l'intensità della luce, la velocità, il flusso, la temperatura, la radiazione, la corrente elettrica, ecc. I valori vengono prima convertiti in un segnale elettrico, quindi vengono controllati da apparecchiature speciali. Qualcuno non potrebbe immaginare di misurare queste quantità fisiche continue senza sensori.

Tipi di convertitori

Sono sostanzialmente divisi in due categorie;

1. Trasduttore attivo
2. Convertitore passivo

Trasduttore attivo.

Affinché questo tipo di trasduttore funzioni, fonte esterna energia. L'energia viene fornita attraverso una fonte di tensione separata. Un esempio è potenziometro, che misura la resistenza facendo passare una piccola corrente attraverso se stessa. La maggior parte dei trasduttori è ora attiva.

Convertitore passivo.

Convertono una forma di energia in un'altra senza l'uso di energia. I trasduttori passivi convertono grandezze fisiche come: temperatura, pressione, velocità, ecc.

I sensori sono divisi in:

• Convertitore resistivo
• Termistori
• Trasduttore induttivo
• Trasduttore capacitivo
• Sensori di spostamento
• Convertitori di velocità
• Trasmettitori di pressione

Convertitore resistivo

Questi convertitori funzionano secondo il principio della variazione della resistenza. La resistenza cambia in diversi modi, tra cui:

• Applicare lo stress fisico;

• Cambio di luce sull'elemento fotosensibile;

• Cambio di temperatura.

RTD - abbreviato come sensore di temperatura a resistenza

La resistenza di un RTD cambia con la temperatura e questa variazione di resistenza è controllata in termini di variazioni di corrente/tensione. In genere, gli RTD sono realizzati con materiali come il platino. Il Ni e il Germanio sono utilizzati per realizzare termometri a resistenza per applicazioni speciali. Quando si tratta di prestazioni, Gli RTD in platino (PRDS) sono i migliori. Il termometro utilizza termometri a resistenza con un range compreso tra BP O2 e il punto di fusione dell'antimonio.

Applicazione:

• Ampiamente usato per la misurazione ad alta temperatura.

Termistori

È sensibile alla temperatura. Come RTS, la loro resistenza cambia con la temperatura. Tuttavia, sono realizzati con un materiale che ha un coefficiente di temperatura negativo (cioè una diminuzione della resistenza all'aumentare della temperatura), a differenza degli RTS, che hanno un coefficiente di temperatura positivo. I termistori sono incapsulati in un materiale simile all'ossido di metallo di transizione. Questi ossidi mostrano un'elevata variazione di resistenza con una piccola variazione di temperatura. Pertanto, sono più sensibili, quasi 400 volte più di una termocoppia IC. Sono ideali per misurare la temperatura dei microcircuiti nel corpo dell'animale.

Principali vantaggi:

• Abbastanza sensibile da rilevare temperature fino a 0,01°C;
• Chimicamente stabile;
• Tempo di risposta rapido;
• Taglia piccola.

Difetto:

• Intervallo di temperatura limitato da -50C a 300C.

Trasduttore induttivo

La trasduzione induttiva si verifica quando il valore misurato cambia l'induttanza (Self o mutua) della bobina. Un modo semplice per modificare -L è spostare l'elemento sensibile in un campo magnetico. Questo movimento provoca una fem laterale.

Principali vantaggi:

• Nessuna usura dovuta all'assenza di un contatto strisciante, come nel caso di un potenziometro.

Applicazioni:

• Trasformatori differenziali variabili lineari (LPDT)
• Il tachimetro utilizza un trasduttore induttivo per convertire la velocità in un segnale elettrico per controllare la velocità.

Trasduttori capacitivi

Nei convertitori di questo tipo, il valore misurato modifica la capacità del circuito. Questo cambiamento viene tracciato in termini di qualche altra quantità fisica.

Applicazioni:

• Sistema LCD touch automatico.
• Microfono capacitivo che utilizza la pressione acustica per modificare la posizione della piastra. Questo cambiamento è controllato in termini di segnale audio.

Sensori di spostamento

I sensori di questo tipo vengono utilizzati per determinare la posizione di un oggetto. La variabile fisica misurata (cioè il movimento) ha lo scopo di modificare la resistenza. Questa variazione di resistenza viene misurata in termini di tensione.

Applicazioni:

• Abbastanza sensibile per il monitoraggio di crepe nei muri e negli edifici.

Sensore di velocità

Funzionano secondo il principio di base di un oscillatore, per cui quando c'è un movimento relativo tra i conduttori e il magnete, viene generato un EMF. La tensione generata è controllata dalla velocità. Pertanto, più veloce è il movimento relativo, maggiore sarà l'EMF generato.

Applicazioni:

• Sono ampiamente utilizzati nei dispositivi di controllo della velocità, come un misuratore di velocità per auto.