Электропогрузчики и другие подъемные устройства, работающие от аккумуляторных батарей эксплуатируются в жëстком режиме. Ежедневный цикл заряд-разряд в широком температурном диапазоне (-20 ÷ +50ºС) обуславливает высокие требования к зарядным устройствам в отношении их надежности и долговечности.
Рабочий диапазон сетевого напряжения в промышленном эксплуатационном режиме также достаточно широк – 15-20% от Un. Токовые удары – следствие резких пусковых режимов, резкие изменения в нагрузке, атмосферные воздействия приводят к серьезными динамическим колебаниям и значительным перенапряжениям в сетевом питании.
Как правило, условия работы в помещениях где расположены зарядные станции исключительно неблагоприятны – высокая влажность, запыленность, наличие аэрозолей, высокие температурные перепады, вибрации и в большинстве случаев к этому добавляется низкая квалификация обслуживающего персонала. Все перечисленные факторы делают надежность и эксплуатационный ресурс зарядных устройств определяющими факторами при выборе с целью последующей покупки.
Современная электроника позволяет резко сократить вес, габариты и цену массово используемых устройств, таких как мобильные телефоны, переносные компьютеры, планшеты, телевизоры и т.д.
Аналогичная тенденция наблюдается и в производстве зарядных устройств. На рынке появились монофазные импульсные зарядные устройства с прямым сетевым питанием с привлекательной массой (7-8 кг) и с ценой ниже на 15-20 % в сравнении с классическими трансформаторными зарядными устройствами.
Почему же все-таки предпочтение следует отдавать сетевому трансформатору? Зарядные устройства с сетевым разделительным трансформатором и управлением во вторичной обмотке имеют огромное преимущество, поскольку предусматривают гальваническое разделение с сетью без участия электролитических конденсаторов и полупроводниковых элементов в сетевых цепях.
Наличие магнитопровода не допускает передачу высокого напряжения и наводок от первичной к вторичной обмотке, где расположены полупроводниковые элементы и последние тем самым надежно защищаются от сгорания по причине перенапряжения. Для стационарных условий эксплуатации не имеют существенного значения большая масса (30-40 кг) и габариты (30х40х50 см), но важно, что количество электронных элементов – тиристоров, диодов, конденсаторов и дискретных полупроводниковых элементов незначительно и они работают надежно и продолжительно в облегченном режиме и защищены от воздействия окружающей среды.
Что касается импульсных устройств. Они удобны в массовом бытовом применении. Но в промышленом производстве? Мы много лет осуществляем поставку зарядных устройств – Национальной электрической компании, АЭС Козлодуй, ТЭЦ „Марица Исток”, ТЭЦ Варна, ТЭЦ Русе.
Технические требования по всем этим крупным и ответственным объектам для зарядных и токопитающих устройств сформированы, исходя из применения сетевого трансформатора и тиристорного управления.
Почему?
Импульсные зарядные устройства для мощности более 100VА следующих двух типов:
Тип А – С прямым выпрямлением и преобразованием сети;
Тип В – С выпрямлением через PFC регулятор (т.е. с фильтром синусоидального тока к сети).
Для США и Европейского Союза эксплуатация устройств типа А для высоких мощностей запрещена. Допускается использование в устройствах с краткосрочном режимом работы, в основном, в бытовых приборах.
На рынке периодически появляются изделия тип А китайского производства, представляющие собой переделанные в зарядные устройства сварочные аппараты, которые продаются по низким ценам, но крайне ненадежны и имеют очень незначительный срок эксплуатации.
С технической точки зрения такое зарядное устройство рассчитано, исходя из следующего режима работы: 1-2 минуты сворка/ 3-4 минуты перерыв, т.е. время, за которое все функциональные элементы охлаждаются.
В связи с бытовым предназначениям токопреобразователя он выпускается в монофазном исполнении. Режим работа усложняется тем, что при прямом выпрямлении сетевого напряжения без фильтра „тип В”, ток имеет исключительно высокие эффективные значения, наличиствуют высшие гармоники, что приводит к граничным перегрузкам электролитических конденсаторов и силовых элементов; превышающие температурные границы.
Возникают значительные электромагнитные наводки в сторону сети и в полях около устройства.
В связи с непрерывным режимом работе при заряде, силовые элементы не успевают остыть, что предполагает дополнительное принудительное охлаждение.
Граничные перегрузки и соответственно высокая температура на силовых конденсаторах снижает в разы их эксплуатационный срок, и естественно срок эксплуатации всего устройства.
„Нет бесплатного обеда” или „Бесплатный сыр только в мьшеловке” – имея в виду, что низкая цена непредсказуемо увеличится (min в два раза), т.е. за время эксплуатации классического зарядного устройства нужно будет приобрести 2-3 шт „дешевых” импульсных.
По другому выглядит ситуация со специально проектируемыми для заряда импульсными устройствами „типа В” – производства брендовых фирм как, например „Benning” и др., обеспечивающих безопасную и надежную эксплуатацию по времени соизмеримую с трансформаторными, но и с ценой соизмеримой и более высокой.
И все-таки жизнь „классиков” – самая длинная, – потому что „классики”.
инж. Неделчо Деветаков
Р-л „Инновации”
