谈电源设备的适配性
TalkaboutSuitabilityofPowerSupplyEquipments
摘要：提出电源设备适配性的观念，电源与负载间的联系用适配性表达。从电源及其负载组成一个体系动身，一致进行电源的研发、规划。而“适配性实验”用以猜测电源在实践运用环境下的作业状况。
关键词：适配性稳压电源
1导言
电源与用电设备之间应有恰当的衔接。例如，经导线直接衔接；经开关进行通断操作；接入稳压电源安稳电压或设一变频器完成其它操控功用。上述中心衔接设备可称之“电能耦合级”，其特色是满意用电设备对电源供电质量及其操控的特定要求。电源设备有必要满意用电设备的技能要求这一共同性，即“电源设备的适配性”。不难发现很多可调查的现象都存在“适配性”，如轿车产品中合适山地行进的与高速公路行进的功用差异很大；进犯移动方针的兵器与进犯固定方针的兵器也不一样，各有其适用场合。“物尽其用”从一个旁边面形象地表达了客观存在的“适配性”，或者说适配性是存在于一切需求和供应之间的遍及联系。
文献提出“活络电子设备、计算机和以数字处理为根底的各种电子、电气设备所代表的负载量不大于市电总负载的0.01％”。这说明占市电总容量约0.01％的很多用电设备应经不同功用要求的“电能耦合级”衔接到市电。这儿评论电能耦合级所供给的沟通电源与用电设备之间的适配性。
2沟通电源适配性的分类
常用电源设备有沟通与直流两大类。表征电源与负载间适配联系的首要内容来自电源的各项功用目标，这儿以沟通安稳电源为目标评论其适配性的内容，当然其间包含许多与直流电源有共性的部分。
（1）安全要求设备类别、电气空隙、爬电间隔、绝缘电阻、绝缘强度、机内接地的导电电阻、温升、走漏电流、外壳防护等级、维护功用。
（2）环境适应性温度、湿度、海拔、振动、冲击、运送、三防（防潮、防霉、防盐雾）、有害粉尘、蒸汽或油雾、含易爆物质的环境、放射性幅射。
（3）安稳工况下的供电功用容量、电压、频率、输出电流、输入电压规模、稳压精度（源电压效应、负载效应、波形畸变效应）、相对谐波含量、电压不对称度增量、输出电压漂移、负载才能（负载功率因数、不平衡负载、过载才能）。
（4）动态功用输入电压阶跃、负载阶跃、低功率因数负载阶跃、直接起动异步电动机、安稳工况下电压动摇、开（关）机过冲幅值。
（5）均匀无毛病作业时刻（MTBF）
（6）电磁兼容（EMC）电源搅扰的状况，能够从继续期很短的尖峰搅扰到彻底失电之间改变。其间包含电压下跌、浪涌与中止、频率改变、波形失真、继续噪声及瞬变。当然不是一切这些都会影响设备的正常作业。这儿列出电源进线形成损害的首要几项搅扰：
1）电压下跌指电压低于正常值，时刻大于1周期至数小时。
2）尖峰电压继续时刻约几十us到几个ms，尖峰起伏在正常电压的150％至6000V。
3)振铃搅扰是一种振动起伏随时刻敏捷衰减到零的一串高速脉冲列。频率400Hz～5000Hz，峰值超越正常电压数倍乃至更高。
4）电压浪涌状况与电压下跌类似，大约在半周期到1s时刻内，归于一种继续的电压升高进程。
（7）其它功率、噪声、外形尺寸、质量、制形本钱。
（8）与用电设备生产工艺相对应的电源功用以变频器为例，运用很广泛，首要用于完成有特定要求的传动操控。例如：加工中心的传动操控，可完成极高的加工精度、杂乱程度和高生产率；用于电动车辆传动，到达舒适、操作灵敏、高速、安全的意图；高速电梯的传动有必要在满意舒适性的前提下加、减速特性及高速运转；矿井提升机和大型轧机的传动体系在高度牢靠的前提下都能满意严厉的工艺要求又有杰出的经济性；1990年一份访美陈述中说到橡树岭国家实验室开发的“高档马达”，与之配用的调速体系可准确操控速比为1：100000的水平。仅这些比如就充沛标明变频器这类沟通电源能够满意很多不同的工艺要求、功用较高且经济性杰出的传动需求。这些均可归
纳为此类电源设备的适配性。
3具有宽规模适配才能的沟通稳压电源
依据广泛调查和长时刻堆集的经历说明有必要为军用电子配备配备高牢靠性、高功用、高安稳性的沟通安稳电源。宽规模适配才能包含：有效值稳压功用，在电压波形畸变率增大状况下，这一功用是十分必要的。还有特别的环境条件、高牢靠性、高稳压精度、杰出的动态特性等等。咱们从适配性动身研发成功新一代补偿式有效值沟通稳压电源。
一般的补偿式存在三个缺点：稳压精度较低、牢靠性差、呼应速度慢（不宜接受冲击负载）。因而提出用无触点办法替代的计划，研发初期发现无触点补偿结构的最小调整量难以下降，这就约束了稳压精度的进步。从这一点动身，依然选用机械式调压的计划，在保存机械式调压组织的一起展开了若干专题的研讨作业。经过实践克服了补偿式的首要缺点，小批产品的三项功用：稳压精度优于±0.5％；全负载冲击时最大过冲2.4％，动态恢复时刻0.3s；MTBF达50000h。
新产品还具有以下特色：
（1）除了满意一般环境条件外，答应环境温度为－40～＋50℃，还能用于海拔4000m。
（2）有效值稳压功用实测成果：波形畸变率为20％时，输出电压有效值误差0.2％。
（3）三相电压分调，答应各相负载不平衡度达100％，电压不对称度增量不高于0.3％。短时过载才能为160％、5min。
（4）可接受频频的冲击负载，对各种阶跃搅扰的呼应均满意过冲≤0.5％。
经广泛运用查核，军用电子配备配备该稳压电源后避免了许多毛病，运转杰出。
[附]该产品已经过军内部级判定（详见本期“新品介绍”栏目）
4评论
（1）把电源设备当作产品，用户选用产品时用适配性的准则去考虑，行将电源的各种参数、功用当作电源的适配性。这样更简单完成最合理的选配。从这一点动身还能够按适配性对电源产品进行分类。这个知道仍将电源与负载别离作为独立的两个设备，它们之间存在适配性的联系。
（2）在狭义规模内将适配性界说为“电源设备与负载组成一个体系”在特定的条件下运转时，该电源的稳压和暂态供电目标能满意预期的要求。电源与负载所组成体系的这种特性称之为适配性。这儿又提出一个新的观念，即“电源与负载组成一个体系”，在特定条件下这个观念有益于推进电源产品的研发。
（3）举例说明这个观念。稳压稳频电源遭到阶跃负载扰动时输出电压和频率有一过渡进程。为获得较小的过冲及安稳时刻，前期曾采纳大马拉小车的办法。这不只添加初期出资，且运转及修理费用也相应添加。将电源与负载组成一个体系，调节器的操控量不只取自电源的输出量，并且将扰动的参数改变引进调节器。成果大大下降了过冲和安稳时刻。值得注意的是“组成一个体系”后，使得若干技能措施得以运用于这“一个体系”。
因而，电源与负载组成一个体系，按体系的要求来研发电源设备，将有助于获得更高技能功用的电源来满意特定负载的需求。
（4）电源与负载组成一个体系对电源的功用查核增添了新的内容，即依据运转特色概括出特定项意图实验条件和实验办法。这类实验的内容可能是多种多样的，总称适配性实验。稳压电源用于雷达设备的适配性查核是一个比如，雷达运转对电源设备是激烈且频频的冲击性负载，假如电源动态特性差则易引发毛病乃至体系不安稳。这在现场条件下难以辨别、判别和修理。针对这个状况设置了相应的适配性实验项目，用实验的办法预先查核电源用于雷达的适配才能。新研发的有效值稳压电源先经适配性实验，然后与多种类型雷达配用获得杰出的作用。
适配性实验的项目设置、实验条件、实验办法有必要有效地再现原有体系的运转状况，使得适配性实验成果可直接用来判别实践运转状况。
（5）未来电源的适配性研讨是电源产品开展的方向之一。例如纳米技能的运用引起各方的充沛重视，与之相适应的电源研讨是个重要的开展分支。
（6）适配性也触及电源工业的生产管理。例如供需双方原有的联系中一方是出产品，另一方是选用。现在看起来这仅仅两者联系的一个方面。别的还能够由用户提出要求，制作厂从规划到制作的全进程都有必要满意该特定的需求。
