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捕鱼知识

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超声波捕鱼机工作原理深度总结
作者: 发布于:2017-12-1 10:18:45 点击量:

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超声波捕鱼器的概念理解

通常,把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流,把完成整流功能的电路称为整流电路,把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应,把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变,把完成逆变功能的电路称为逆变电路,把实现逆变过程的装置称为逆变设备或捕鱼器

超声波捕鱼器分类详解

1.按捕鱼器输出交流电能的频率可分为工频捕鱼器、中频逆器和高频捕鱼器。工频捕鱼器的频率为50~60Hz的捕鱼器,中频捕鱼器的频率一般为400Hz到十几kHz,高频捕鱼器的频率一般为十几kHz到MHz。

2.按捕鱼器输出的相数可分为单相捕鱼器、三相捕鱼器和多相捕鱼器

3.按照捕鱼器输出电能的去向可分为有源捕鱼器和无源捕鱼器。将捕鱼器输出的电能向工业电网输送的捕鱼器,称为有源捕鱼器;将捕鱼器输出的电能输向某种用电负载的捕鱼器称为无源捕鱼器

4.按捕鱼器主电路的形式可分为单端式捕鱼器、推挽式捕鱼器、半桥式捕鱼器和全桥式捕鱼器

5.按捕鱼器主开关器件的类型可分为晶闸管捕鱼器、晶体管捕鱼器、场效应捕鱼器和绝缘栅双极晶体管(IGBT)捕鱼器等。又可将其归纳为“半控型”捕鱼器和“全控制”捕鱼器两大类。前者,不具备自关断能力,元器件在导通后即失去控制作用,故称之为“半控型”普通晶闸管即属于这一类;后者,则具有自关断能力,即无器件的导通和关断均可由控制极加以控制,故称之为“全控型”,电力场效应晶体管和绝缘栅双权晶体管(IGBT)等均属于这一类。

6.按直流电源可分为电压源型捕鱼器(VSI)和电流源型捕鱼器(CSI)。前者,直流电压近于恒定,输出电压为交变方波;后者,直流电流近于恒定,输也电流为交变方波。

7.按捕鱼器输出电压或电流的波形可分为正弦波输出捕鱼器和非正弦波输出捕鱼器

8.按捕鱼器控制方式可分为调频式(PFM)捕鱼器和调脉宽式(PWM)捕鱼器

9.按捕鱼器开关电路工作方式可分为谐振式捕鱼器,定频硬开关式捕鱼器和定频软开关式捕鱼器

10.按捕鱼器换流方式可分为负载换流式捕鱼器和自换流式捕鱼器

超声波捕鱼器的基本结构

捕鱼器的直接功能是将直流电能变换成为交流电能,逆变装置的核心,是逆变开关电路,简称为逆变电路。该电路通过电力电子开关的导通与关断,来完成逆变的功能。电力电子开关器件的通断,需要一定的驱动脉冲,这些脉冲可能通过改变一个电压信号来调节。产生和调节脉冲的电路,通常称为控制电路或控制回路。逆变装置的基本结构,除上述的逆变电路和控制电路外,还有保护电路、输出电路、输入电路、输出电路等。

超声波捕鱼器的工作原理

1.全控型超声波捕鱼器工作原理:为通常使用的单相输出的全桥逆变主电路,交流元件采用IGBT管Q11、Q12、Q13、Q14,并由PWM脉宽调制控制IGBT管的导通或截止。当捕鱼器电路接上直流电源后,先由Q11、Q14导通,Q1、Q13截止,则电流由直流电源正极输出,经Q11、L或感、变压器初级线圈图1-2,到Q14回到电源负极当Q11、Q14截止后,Q12、Q13导通,电流从电源正极经Q13、变压器初级线圈2-1电感到Q12回到电源负极。此时,在变压器初级线圈上,已形成正负交变方波,利用高频PWM控制,两对IGBT管交替重复,在变压器上产生交流电压。由于LC交流滤波器作用,使输出端形成正弦波交流电压。当Q11、Q14关断时,为了释放储存能量,在IGBT处并联二级管D11、D12使能量返回到直流电源中去。

2.半控型超声波捕鱼器工作原理:半控型捕鱼器采用晶闸管元件。Th1、Th2为交替工作的晶闸管,设Th1先触发导通,则电流通过变压器流经Th1,同时由于变压器的感应作用,换向电容器C被充电到大的2倍的电源电压。按着Th2被触发导通,因Th2的阳极加反向偏压Th1截止,返回阻断状态。这样,Th1与Th2换流,然后电容器C又反极性充电如此交替触发晶闸管流交替流向变压器的初级,在变压器的次级得到交流电,在电路中,电感L可以限制换向电容C的放电电流,延长放电时间,保证电路关断时间大于晶闸管的关断时间,而不需容量很大的电容器。D1和D2是2只反馈二极管,可将电感L中的能量释放,将换向剩余的能量送回电源,完成能量的反馈作用。

在规定的输入直流电压允许的波动范围内,它表示捕鱼器应能输出的额定电压值。对输出额定电压值的稳定准确度一般有如下规定:

(1)在稳态运行时,电压波动范围应有一个限定,例如其偏差不超过额定值的±3%或±5%。

(2)在负载突变(额定负载0%→50%→100%)或有其他干扰因素影响的动态情况下,其输出电压偏差不应超过额定值的±8%或±10%。

2.输出电压的不平衡度

在正常工作条件下,捕鱼器输出的三相电压不平衡度(逆序分量对正序分量之比)应不超过一个规定值,一般以%表示,如5%或8%。

3.输出电压的波形失真度

捕鱼器输出电压为正弦度时,应规定允许的最大波形失真度(或谐波含量)。通常以输出电压的总波形失真度表示,其值不应超过5%(单相输出允许10%)。

4.额定输出频率

捕鱼器输出交流电压的频率应是一个相对稳定的值,通常为工频50Hz。正常工作条件下其偏差应在±1%以内。

5.负载功率因数

表征捕鱼器带感性负载或容性负载的能力。在正弦波条件下,负载功率因数为0.7~0.9(滞后),额定值为0.9。

6.额定输出电流(或额定输出容量)

表示在规定的负载功率因数范围内捕鱼器的额定输出电流。有些捕鱼器产品给出的是额定输出容量,其单位以VA或kVA表示。捕鱼器的额定容量是当输出功率因数为1(即纯阻性负载)时,额定输出电压为额定输出电流的乘积。

7.额定输出效率

捕鱼器的效率是在规定的工作条件下,其输出功率对输入功率之比,以%表示捕鱼器在额定输出容量下的效率为满负荷效率,在10%额定输出容量的效率为低负荷效率。

8.保护

(1)过电压保护:对于没电压稳定措施的捕鱼器,应有输出过电压防护措施,以使负截免受输出过电压的损害。

(2)过电流保护:捕鱼器的过电流保护,应能保证在负载发生短路或电流超过允许值时及时动作,使其免受浪涌电流的损伤。

9.起动特性

表征捕鱼器带负载起动的能力和动态工作时的性能。捕鱼器应保证在额定负载下可靠起动。

10.噪声

电力电子设备中的变压器、滤波电感、电磁开关及风扇等部件均会产生噪声。捕鱼器正常运行时,其噪声应不超过80dB,小型捕鱼器的噪声应不超过65dB。

对于大功率光伏发电系统和联网型光伏发电系统捕鱼器的波形失真度和噪声水平等技术性能也十分重要,在选用离网型光伏发电系统用的捕鱼器时还应注意以下几点:

(1)应具有足够的额定输出容量和负载能力。捕鱼器的选用,首先要考虑具有足够的额定容量,以满足最大负荷下设备对电功率的要求。对于以单一设备为负载的捕鱼器,其额定容量的选取较为简单,当用电设备为纯阻性负载或功率因数大于0.9时,选取捕鱼器的额定容量为电设备容量的1.1~1.15倍即可。在捕鱼器以多个设备为负载时,捕鱼器容量的选取要考虑几个用电设备同时工作的可能性,即“负载同时系数”。

(2)应具有较高的电压稳定性能。在离网型光伏发电系统中均以蓄电池为储能设备。当标称电压为12V的蓄电池处于浮充电状态时,端电压可达13.5V,短时间过充电状态可达15V。蓄电池带负荷放电终了时端电压可降至10.5V或更低。蓄电池端电压的起伏可达标称电压的30%左右。这就要求捕鱼器具有较好的调压性能,才能保证光伏发电系统以稳定的交流电压供电。

(3)在各种负载下具有高效率或较高效率。整机效率高是光伏发电用捕鱼器区别于通用型捕鱼器的一个显著特点,10kW级的通用型捕鱼器实际效率只有70%~80%将其用于光伏发电系统时将带来总发电量20%~30%的电能损耗。因此光伏发电系统专用捕鱼器在设计中应特别注意减少自身功率损耗,提高整机效率,这是提高光伏发电系统技术经济指标的一项重要措施。在整机效率方面对光伏发电专用捕鱼器的要求是:kW级以下捕鱼器额定负荷效率≥80%~85%,低负荷效率≥65%~75%;10kW级捕鱼器额定负荷效率≥85%~90%,低负荷效率≥70%~80%。

(4)应具有良好的过电流保护与短路保护功能。光伏发电系统正常运行过程中,因负载故障、人员误操作及外界干扰等原因而引起的供电系统过电流或短路,是完全可能的。捕鱼器对外电路的过电电流及短路现象最为敏感,是光伏发电系统中的薄弱环节。因此,在选用捕鱼器时,必须要求具备有良好的对过电流及短路的自我保护功能。

(5)维护方便。高质量的捕鱼器在运行若干年后,因元器件失效而出现故障,应属于正常现象。除生产厂家需有良好的售后服务系统外,还要求生产厂家在捕鱼器生产工艺、结构及元器件选型方面具有良好的可维护性。例如,损坏元器件有充足的备件或容易买到,元器件的互换性好;在工艺结构上,元器件容易拆装,更换方便。这样,即使捕鱼器出现故障,也可迅速恢复正常。

捕鱼器的使用与维护检修

使用

1.严格按照捕鱼器使用维护说明书的要求进行设备的连接和安装。在安装时,应认真检查线径是否符合要求,各部件及端子在运输中有否松动,应绝缘处是否绝缘良好,系统的接地是否符合规定。

2.应严格按照捕鱼器使用维护说明书的规定操作使用。尤其是在开机前要注意输入电压是否正常,在操作时要注意开关机的顺序是否正确,各表头和指示灯的指示是否正常。

3.捕鱼器一般均有断路、过电流、过电压、过热等项目的自动保护,因此在发生这些现象时,无需人工停机;自动保护的保护点,一般在出厂时已设定好,无需再行调整。

4.捕鱼器机柜内有高压,操作人员一般不得打开柜门,柜门平时应锁死。

5.在室温超过30℃时,应采取散热降温措施,以防止设备发生故障,延长设备使用寿命。

维护检修

1.应定期检查捕鱼器各部分的接线是否牢固,有无松动现象,尤其应认真检查风扇、功率模块、输入端子、输出端子以及接地等。

2.一旦报警停机,不准马上开机,应查明原因并修复后再行开机,检查应严格按捕鱼器维护手册的规定步骤进行。

3.操作人员必须经过专门培训,能够判断一般故障的产生原因,并能进行排除,例如能熟练地更换保险丝、组件以及损坏的电路板等。未经培训的人员,不得上岗操作<使用设备。

4.如发生不易排除的事故或事故的原因不清,应做好事故详细记录,并及时通知捕鱼器生产厂家给予解决。

 



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