řídicí systémy, údržba, ovládání

Prezentace na téma: "řídicí systémy, údržba, ovládání"— Transkript prezentace:

1 řídicí systémy, údržba, ovládání
Přednáška X13TRZ Technologie měničů řídicí systémy, údržba, ovládání

2 Výkonové polovodičové měniče
zařízení měnící parametry el. energie napětí, proud, kmitočet, počet fází, impedance přeměna el. energie „téměř“ bezeztrát nejčastější měniče: usměrňovač (diodový, neřízený) měnič kmitočtu (nepřímý, ss. meziobvod) nejčastější aplikace: napájecí zdroje, pohony

3 Historie měničů elektromechanické elektromagnetické
od dob Tesly a Edisona rotační usměrňovače, kartáče, přepínání cívek elektromagnetické soustrojí, např. Ward-Leonardovo AC vers. DC konec 19. století

4 Historie měničů selenové usměrňovače rtuťové usměrňovače
přelom století, malé proudy rtuťové usměrňovače proud iontů ve zředěných parách Hg K – kapalná Hg, A – pevná jednotky kA, kV, dráhové měnírny, dopravní podniky 1929 až 1967 thyratrony – několik kV, jednotky A Siemens 15 kV / 1A

5 chladiče, příslušenství
Polovodičové měniče V ČSR od konce 50. let – výzkum ČKD Elektrotechnika 1964 založeno ČKD Polovodiče – P4, Pankrác součástky – měniče v přelomu milénia: chladiče, příslušenství součástky křemík moduly měniče

6 Měniče – dělení Usměrňovač: AC/DC střídač, invertor: DC/AC
střídavý měnič: AC/AC (přímý, nepřímý) stejnos. měnič: DC/DC AC – efektivní DC - střední

7 Nejčastější typ měniče
spínaný napájecí ss. zdroj SMPS – Switch Mode Power Source ve všech adaptérech, nabíječkách, PC, spotřební elektronika cíl – zmenšit hmotnost a rozměry transformátoru oproti lineárnímu zdroji

8 Nejčastější typ měniče

9 Konstrukce měničů kmitočtu
závěsná skříň polovodičové součástky vzadu hliníkové těleso chladiče ventilátor vespod tah vzduchu nahoru ovládací elektronika na panelu vepředu hliník x plast ovládací panel, klávesnice, displej

10 Chlazení modulů

11 Používané součástky moduly – integrace polovod. součástek
chlazení – vzduch, kapalina (drahé) jednoduchá montáž bezpotenciálová základna stejnosměrný meziobvod – kondenzátor svitkový, elektrolytický elektrolyt. – jen do 450 V 102 mF / 600 V, odolnost až 1 kV vývody – šroubovací, SNAP-IN

12 Netradiční měniče snižovací / zvyšovací pulzní měniče:
automobilové …. 12/24 VDC síťové … 12VDC / 230 VAC masivní svorky odvod tepla povrchem (horký) kompaktní provedení velmi drahé snižovací / zvyšovací pulzní měniče:

13 Netradiční měniče Trakční měnič motorové jednotky řady 560
napájecí napětí 2x 465 V výstupní napětí 730 V výstupní proud 630 A (trvale) výstupní proud 1200 A (1 min) výkon 420 kW trvale 465 kW hodinově IGCT tyristory pracovní frekvence 600 Hz chlazení nucené 4000 m3 / hod rozměry 1015 × 930 × 1250 mm hmotnost 460 kg

14 Netradiční měniče Výsuvný usměrňovač pro měnírny metra trasa C
zapojení třífázový diodový můstek s dvěma diodami paralelně vstupní napětí 660 V AC / 50Hz výstupní napětí 884 V DC špičkové napětí max 2000 V výstupní proud ID = 3000 A (trvale) ID = 4500 A (2 hod.) ID = 9000 A (1 min.)

15 Řídicí, ovládací část řídicí mP je vetšinou 16bit. kontrolér z rodiny:
Motorola 68000, Siemens SAB 166/167, STMicroelectronics, Intel C196, Atmel AVR aj. nutné periferie: PWM jednotky, A/D převodníky, vstupy HSI/HSO záchytné obvody událostí, komunikační sběrnice sdružené instrukce: vynásob + přičti pro diskrétní regulátory, filtraci dat / signálů

16 Řídicí, ovládací část senzory většina převodníků 8/10 bitů
proudu: proudové transformátory, LEM čidla (Hallova sonda) napětí: bočník + diferenciální OZ + převodník teploty – bezpečný provoz součástek většina převodníků 8/10 bitů přesnost 0,5% nebo 0,1 % v průmyslu dostačuje

17 Řídicí, ovládací část klávesnice informační panel
pouze funkční klávesy (malý počet) nutná odolnost – bez mech. částí klimatická odolnost zdvih, signalizace stisku – pípnutí informační panel frekvence, skluz, verze SW… LED, LCD panel přístupný konektor pro nahrávání SW (RS 232; 485) rozhranní téměř vždy sériové

18 Průmyslové sběrnice, komunikace
přímé propojování log. obvodů nevhodné (TTL, ECL, CMOS…) sběrnice: seriové x paralelní historie: propojování měřicích přístrojů fy. HP HP-IB (dnes IEEE 488, také GP-IB) sériové linky RS 232C (70. léta) průmyslové varianty – 422, 423, 485 distribuované systémy (CAN, Ethernet, LonWorks) proudová smyčka mA … velké odolnost proti rušení

19 Průmyslové počítače robustnost, odolnost množstní IO (SP, PP, FDD)
dotyková obrazovka (ovládání) polohovací zařízení ? odpověď v reálném čase zdroj – výkon, PFC, svorkovnice, chlazení

20 Průmyslové PC – konstrukce
základní deska: pasivní backplain vkládané karty mechnické jištění – vibrace celkem malý výkon – 386SX, 486, P, PII, PIII backplain: pouze napájení + propojení

21 Průmyslové PC zdroje korekce účiníku: lepší odběr proudu
pasivní – nárazová tlumivka aktivní – upravený ss. meziobvod (lepší) aktivní PFC bez PFC

22 Průmyslové PC – ukázky 3 2 1 odolné notebooky (1)
PLC z modulů ADAM (2) řídicí PC školního reaktoru VR1 (3) 1