Электропитающие устройства

Назначение электропитающих устройств и их виды

Современное развитие телекоммуникационных сетей основано на внедрении оборудования, обладающего высокой степенью надежности, которая предопределяется возможностями и характеристиками электропитающих устройств. От размеров данных устройств зависят эксплуатационные характеристики, масса и размеры телекоммуникационных систем. К электропитающим устройствам относятся:

• Аккумуляторы.
• Автономные автоматизированные электрические станции.
• Инверторы.
• Конвертеры.
• Трансформаторы.
• Выпрямители.
• Электрические машины.
• Стабилизаторы тока и напряжения.
• Коммуникационная аппаратура (реле, коннекторы).

Инверторы, конверторы, выпрямители, а также стабилизаторы являются вторичными источниками питания, преобразующими электроэнергию с одним параметром в электроэнергию с другим параметром. Для предотвращение перегрузок и короткого замыкания в электропитающих установках используются средства автоматики. Электрические аккумуляторы применяются для предотвращения перерывов в подаче электрической энергии, который может быть вызван переходом с одного источника энергии на другой (резервный). Очень часто в качестве основных источников электроэнергии используются преобразователи одного вида энергии (световой, тепловой и т.п.) в электрическую, и электрохимические источники постоянного тока. В последнее время на предприятиях часто применяются импульсные источники питания, которые способны функционировать на высокой частоте (до 100 килогерц), и имеют бестрансформаторный ввод.

Трансформатор представляет собой устройство, которое преобразует переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Функционирование данного устройства базируется на электромагнитном взаимодействии между контурами на его обмотке. С целью улучшения связи между обмотками используется магнитный сердечник. Все трансформаторы классифицируются по числу рабочих фаз (2, 3, 1), мощности (малая, средняя, большая), режиму работы (импульсные, широкополосные, сверхширокополосные), частоте (промышленные и повышенной частоты), напряжению (низкое или высокое), конструкции магнитопроводов (корневые, стержневые и тороидальные) и специфическим свойствам.

Особый вклад в развитие электропитающих устройств внесли следующие зарубежные и советские ученые:

1. Аркадьев в 1913 году создал теорию электромагнитного поля для ферромагнитных сред.
2. Ленц открыл электромагнитную индукцию и принцип обратимости электрических машин и устройств.
3. Никола Тесла изобрел двухфазный двигатель.

Также существенную лепту в развитие электропитающих устройств внесли Китаев, Доливо-Добровольский, Конев, Рогинский и Иванов-Цыганов.

Требования к электропитающим устройствам

Требования, которые предъявляются к электропитающим устройствам делятся на технические, экономические, технологические, конструктивные,эксплуатационные и требования безопасности. Эксплуатационные требования определяют условия, в которых может функционировать устройство. Технические требования определяют свойства электропитающего устройства как элемента, который обеспечивает качественную и надежную работу всей системы. Экономические требования обусловлены рентабельностью используемого электропитающего устройства. Технологические требования определяют условия монтажа и производства устройств. Конструкционные требования определяют реализацию электропитающего устройства в конкретной системе. Требованиями безопасности обеспечивается необходимый уровень безопасности работы устройств.

К техническим требованиями к электропитающим устройствам относятся достаточная чувствительность, точность работы, минимальная инерционность. К эксплуатационным требованиями относятся:

1. Климатическая стойкость.
2. Устойчивость к вибрациям.
3. Высокая степень надежности.
4. Стабильность характеристик во времени.

К конструкционным требованиям относят допустимые размеры и вес, необходимые частота и род тока, возможность взаимной замены стандартных составляющих. Основными технологическими требованиями являются удобство процесса монтажа, технологичность конструкции электропитающего устройства, наличие стандартных деталей и элементов, степени пригодности для серийного производства. Двумя основными экономическими требованиями являются стоимость используемого электропитающего устройства и стоимость потребляемой им энергии. К требованиям безопасности относятся уровень создаваемых помех и акустических шумов, а также степень безопасности эксплуатации в определенных условиях.