Что такое 50 гц: 50Гц, 100Гц, 200Гц и HFR, 60fps что это?

50Гц, 100Гц, 200Гц и HFR, 60fps что это?

Кадровая частота, частота кадросмен (англ. Frames per Second (FPS), Frame rate, Frame frequency) — количество сменяемых кадров за единицу времени в компьютерных играх, телевидении и кинематографе. Понятие впервые использовано фотографом Эдвардом Майбриджем, осуществлявшим эксперименты по хронофотографической съёмке движущихся объектов несколькими фотоаппаратами последовательно. Общепринятая единица измерения — кадры в секунду.

Кадровая развёртка — вертикальная составляющая телевизионной развёртки, применяющейся для разложения изображения на элементы и его последующего воспроизведения. Развёртка может быть механической или электронной. В более узком смысле кадровая развёртка — часть электронной схемы передающей камеры, телевизионного приёмника или монитора компьютера, осуществляющая разложение изображения или его воспроизведение в вертикальном направлении. Чаще всего это понятие употребляется применительно к устройствам, использующим электронно-лучевую трубку для формирования последовательности кадров телевизионного изображения с заданной частотой. Однако, понятие кадровой развёртки применимо и к устройствам с полупроводниковыми матрицами и экранами. Выражается в Герцах (Гц, Hz).

Никогда не путайте два этих понятия т.к. это немного разные вещи. Чтобы вы еще чётче смогли понять разницу — вот упрощение: Вы сможете посмотреть видеофайл с частотой кадров 60fps и на экране с развёрткой 50Гц.

Чтобы глубже понять в чём различия Кадровой частоты и Кадровой развёртки окунёмся в историю.
Давным-давно, когда телевидение было аналоговым, а экраны телевизора небольшими сигнал изображения передавался по воздуху или проводам. И был придуман эффективный и простой способ уменьшить затраты на его передачу.

Чересстрочная развёртка — метод телевизионной развёртки, при котором каждый кадр разбивается на два полукадра (или поля), составленные из строк, выбранных через одну. В первом поле развёртываются и воспроизводятся нечётные строки, во втором — чётные строки, располагающиеся в промежутках между строками первого поля.

Поэтому Кадровая развертка (или, что более точнее отражает суть «частота мерцания экрана») это сколько таких кадров или полукадров ваш экран может отобразить за секунду. Но это было давно и актуально уже только для устаревших типов экранов ЭЛТ и с некоторым натяжением для плазменных экранов.

В современном мире господствуют жидкокристаллические экраны, поэтому они наиболее близко подошли к частоте смены кадров: частота обновления ЖК экрана это частота с которой на матрицу монитора подаются сигналы об изменении цвета пикселей. Если опять же упрощать: видеофайл с частотой кадров 60fps на экране 50 Гц будет показан с потерями.

Или обратный пример: современные видеокарты способны выдавать картинку до 400 Гц. Представьте: вы купили ПК вот с такой картой. А монитор у вас выдает максимум 75Гц. Получается Ваш монитор передаёт вам далеко не всё что на него передаёт видеокарта.

Даже если 15 кадров в секунду и достаточно для создания иллюзии движения, то для создания «эффекта погружения» нужно больше кадров. Визуальные исследования показали, что даже если нельзя различить отдельных изображений, частота кадров порядка 60-80 делает видео более реалистичным, усиливая четкость и увеличивая плавность движений.
более высокая частота кадров уменьшает количество визуальных артефактов движения — особенно это заметно при просмотре в кино. Движущиеся объекты могут иметь, например, стробоскопический эффект.

Частоты киносъёмки и кинопроекции

• 16 — стандартная частота съёмки и проекции немого кинематографа;
• 18 — стандартная частота съёмки и проекции любительского формата «8 Супер»;
• 23,976 — частота телекинопроекции в американском стандарте разложения 525/60, применяемая для интерполяции без потерь;
• 24 — общемировой стандарт частоты киносъёмки и проекции;
• 25 — частота киносъёмки, применяемая при производстве телефильмов и телерепортажей для перевода в европейский стандарт разложения 625/50;
• 29,97 — точная кадровая частота цветного телевизионного стандарта NTSC;
• 30 — частота киносъёмки раннего варианта широкоформатной киносистемы «Tодд-AO»;
• 48 — частота съёмки и проекции по системе IMAX HD;
• 50 — частота полукадров европейского стандарта разложения. Используется в электронных камерах для ТВЧ;
• 59,94 — точная полукадровая частота цветного телевизионного стандарта NTSC;
• 60 — частота киносъёмки в американском стандарте ТВЧ и системе «Шоускан» (англ. Showscan).

Даже Apple представила мобильные устройства с дисплеями в 120Гц — то наверное не стоит брать телевизор на 50-60Гц когда рядом стоит на 100Гц.

1. Развертка обеспечивает плавное изображение, четкую раскадровку движущихся объектов.
2. Разрешение обеспечивает реалистичную прорисовку каждого кадра, когда можно рассмотреть все детали, точно передается цвет, движение воды или людей.
3. Выбирая, какая модель экрана лучше, стоит анализировать все ключевые характеристики в совокупности, чтобы и разрешение экрана, и частота обновления кадров были на уровне.

Влияние частоты на зрение.

В ЖК мониторах, свет возникает в лампах подсветки, которые в любом случае имеют частоту выше 150 Гц. Для LCD мониторов хоть и указывается частота обновления, она означает скорость смены картинки самой TFT матрицы.
ЖК мониторы с LED подсветкой, в частности дешёвые, для регуляции яркости используют — изменение частоты мерцания диодов посредством ШИМ, что иногда приводит к видимому морганию. Это вызывает дополнительную усталость для глаз. Тут 2 варианта – либо увеличивать яркость в большую сторону, нагружая глаза, либо уменьшать, тоже нагружая глаза морганием. Лучше выбрать золотую середину — максимальное, комфортное значение яркости.

Для активных затворных 3D очков и некоторых пассивных, используются ЖК матрицы с частотой обновления ~120Гц, по 60Гц для каждого глаза. Данные мониторы/TV можно использовать на частоте 120 Гц и без очков, что идеально подойдёт игровым энтузиастам, так как количество реальных кадров в секунду будет в два раза выше стандартных 60 к/c. Также в них используются специальные лампы или диоды с повышенной частотой работы, что значительно меньше нагружает глаза. Встретить мерцание на данных мониторах — практически невозможно, но и запас яркости ламп подсветки они имеют значительный.

Популярные видеохостинги, в том числе YouTube, вводят поддержку потокового воспроизведения видео высокого качества на скорости 60fps. Поэтому убедиться в преимуществах такого типа видео вы можете прямо сейчас:

Резюмируя вышесказанное

Когда впервые появились компакт диски, многие критиковали их за то, что музыка стала слишком чистой и отсутствовал характерный звук виниловой пластики. Это очнеь похоже на ситуацию с высокой частотой кадров (далее: HFR ). Проще говоря, низкой частоте кадров всегда найдется применение, но использование HFR предпочтительней т.к. всегда можно вернуться к более низкой частоте. Однако, как уже говорилось выше не везде необходимо использование HFR, так что со временем, технология может просто стать инструментом подобно тому, как сейчас используют угол затвора.
Огромный шаг был сделан и в отношении разрешения — с развитием 4к кино — что тоже заслуживает детального рассмотрения и исследования. Но в конечном счете, наши глаза получают изображение окружающей среды с бесконечным количеством кадров, бесконечным разрешением, в 3D; наш мозг обрабатывает получаемую информацию и превращает либо в видео, либо в отдельные кадры. Более высокая частота, 4к+ разрешение все больше и больше приближают нас к отражению реальности в кино.

Недавно вышел фильм Питера Джэксона «Хоббит», снятый при 48 кадрах в секунду (что в 2 раза больше стандарта киношной съемки в 24). Питер тогда сказал:
«Многие кинокритики холодно отнесутся к отсутствию размытие при движении и стробоскопическим артефактам, но вся наша съемочная команда-многие из которых являются экспертами в кино —после выхода фильма поддерживают меня. К новой частоте кадров быстро привыкаешь и начинаешь воспринимать более естественно. Это похоже на то время, когда CD-диски вытеснили виниловые пластинки. Я считаю что то же самое будет в кино и мы очень быстро приближаемся к тому моменту, когда фильмы с высокой частотой кадров будут выпускаться массово.»

Но есть и другой взгляд на эту ситуацию. Например, Найм Сезерлэнд (Naim Sutherland) так относится к высокой частоте кадров:
«Цель кинематографа не в том, чтобы зеркально отразить нашу реальность или детально показать ее. Я, например, хочу создать небольшую физическую связь между вами и моими фильмами. Я хочу погрузить зрителя в мир самой истории, чтобы он поверил в нее и забыл о себе, своей жизни и был только с фильмом наедине.
Не показывая достаточно информации визуально, мы заставляем мозг работать и самому заполнять пробелы информации… что еще больше погружает зрителя в фильм. И это является частью того, когда зритель смеется, плачет, или пугается.»

Правильная мощность двигателя и преобразователя частоты — Новости

Дата публикации: 28.03.2018

Производители электродвигателей и частотных преобразователей разработали различные методы для быстрого выбора мощности двигателей и частотных преобразователей под конкретную нагрузку оборудования. Такая же базовая процедура используется большинством инженерных приложений. Однако для инженеров важно четко понимать процедуру выбора.

Одна из лучших процедур использует простую нумерацию, основанную на кривых ограничения нагрузки, чтобы сделать основной выбор мощности двигателя. Эта процедура описана ниже. Затем проверяются другие факторы, чтобы обеспечить оптимальную комбинацию двигателя и преобразователя.

Рекомендуются 4 следующих принципа подбора:

Принцип выбора 1: 

Во-первых, базовая скорость должно выбираться таким образом, чтобы двигатель работал как можно с большей скоростью, немного превышающей базовую скорость 50 Гц.

Это желательно, потому что:

• Тепловая мощность двигателя улучшается при f ≥ 50 Гц из-за более эффективного охлаждения на более высоких скоростях.
• Потери коммутации преобразователя минимальны, когда он работает в диапазоне ослабления поля выше 50 Гц.
• При постоянной нагрузке на крутящий момент достигается больший диапазон скорости, когда двигатель работает хорошо в диапазоне ослабления поля с максимальной скоростью. Это означает, что наиболее эффективное использование крутящего момента и скорости привода переменной скорости .

Типичные кривые крутящего момента и мощности при постоянном приводе мощности / крутящего момента

Это может означать экономию средств в виде меньшего двигателя и преобразователя .

Хотя многие производители утверждают, что их преобразователи могут производить выходные частоты до 400 Гц, эти высокие частоты практически не используются, за исключением особых (и необычных) исполнений. Конструкция стандартных каркасных двигателей и снижение пикового крутящего момента в зоне ослабления поля ограничивают их использование на частотах выше 100 Гц.

Максимальная скорость, с которой может запускаться стандартный двигатель с короткозамкнутым ротором , должна всегда проверяться у изготовителя, особенно для более крупных 2-полюсных (3000 об / мин) двигателей более 200 кВт. Шум вентилятора, создаваемый двигателем, также значительно увеличивается по мере увеличения скорости двигателя.

Сравнение крутящего момента, создаваемого 4-полюсным и 6-полюсным двигателями , показано на рисунке 1. Это иллюстрирует более высокую крутящую способность 6-полюсной машины.

Сравнение предельных кривых тепловой мощности для двух двигателей с короткозамкнутым ротором мощностью 90 кВт

a) 90 кВт 4-полюсный двигатель (1475 об / мин)

b) 90 кВт 6-полюсный двигатель (985 об / мин)

Принцип выбора 2:

Выбор двигателя большей мощности просто для того, чтобы быть «безопасным», обычно не рекомендуется, потому что это означает, что также должен быть выбран преобразователь с увеличенным частотным диапазоном. Преобразователи частоты, в частности, ШИМ-тип, рассчитаны на максимальное значение пикового тока, которое представляет собой сумму основных и гармонических токов в двигателе .

Чем больше двигатель, тем больше пиковые токи.

Чтобы избежать этого пикового тока, превышающего расчетный предел, конвертер никогда не должен использоваться с размером двигателя, большим, чем для указанного . Даже когда большой двигатель слегка загружен, его пики гармонических токов высоки.

Принцип выбора 3:

После выбора двигателя достаточно легко выбрать правильный размер преобразователя из каталога производителя . Обычно они рассчитаны на ток (не кВт) на основе определенного напряжения. Это следует использовать только в качестве руководства, поскольку преобразователи всегда должны выбираться на основе максимального непрерывного тока двигателя.

Хотя большинство каталогов основаны на стандартных номинальных значениях мощности двигателя IEC (кВт), двигатели разных производителей имеют несколько разные номинальные токи.

Преобразователи частоты Danfoss

Принцип выбора 4:

Хотя кажется очевидным, двигатель и преобразователь должны быть указаны для напряжения питания и частоты, к которой должен подключаться привод переменной скорости.

В большинстве стран, использующих стандарты IEC, стандартное напряжение питания составляет 380 вольт ± 6%, 50 Гц . В Австралии это 415 В ± 6%, 50 Гц . В некоторых приложениях, где мощность привода очень велик, часто экономично использовать более высокие напряжения для снижения стоимости кабелей. Другие обычно используемые напряжения 500 В и 660 В .

В последние годы преобразователи переменного тока изготавливаются для использования на напряжении 3,3 кВ и 6,6 кВ . Преобразователи частоты рассчитаны на то же выходное напряжение, что и на входе, поэтому оба двигателя и преобразователя должны быть указаны для одного и того же базового напряжения.

Хотя выходная частота преобразователя является переменной, входная частота (50 Гц или 60 Гц) должна быть четко определена, поскольку это может повлиять на конструкцию индуктивных компонентов .

Купить micro drive

Средства измерений магнитных полей частоты 50 Гц для гигиенической оценки

Гигиеническое нормирование магнитного поля промышленной частоты 50 Гц применяется как в коммунальной гигиене (оценка воздействия на население), так  и при оценке условий труда (производственный контроль, специальная оценка условий труда, аттестация рабочих мест). Санитарные нормативы для населения отличаются от нормативов профессионального воздействия на порядки. Согласно СанПиН 2.1.2.2645-10 максимально допустимые значения напряженности магнитного поля частоты 50 Гц в жилых помещениях составляют 4 А/м (5 мкТл по магнитной индукции), а в нежилых помещениях и на селитебной территории — 8 А/м (10 мкТл). При этом ПДУ на рабочих местах по этому показателю установлены от 80 до 1600 А/м при воздействии на всё тело и от 800 до 6400 А/м при воздействии на конечности (норматив варьируется в зависимости от продолжительности воздействия).    

К сожалению, на сегодняшний день большинство средств измерений не являются универсальными и позволяют проводить исследования только в части нормируемого диапазона. В таблице ниже приведены официальные характеристики средств измерений, допущенных к применению на территории России.

Наиболее широкий спектр возможностей предоставляют цифровая антенна П3-80-ЕН500 и аналоговая антенна П6-70 (Внимание: антенна П6-70 должна применяться в соответствии с одной из аттестованных методик — см. соответствующий раздел нашего сайта). Ограничения при их применении возникают при измерении локального воздействия очень сильных магнитных полей. Для таких задач удобно использовать 3-компонентную всенаправленную антенну П3-81-02; она же поможет измерить сильные магнитные поля. Если в лаборатории имеется всенаправленная антенна П3-81-01, основная область применения которой — гипогеомагнитные поля, то её можно использоваться для оценки фоновых магнитных полей в жилых помещениях и на селитебной территории.

Рекомендации по применению других приборов, указанных в таблице, запрашивайте у изготовителей:

ВЕ-метр — ООО «НТМ-Защита»

П3-50 — ООО «Омега Инжениринг»

П3-70/1 — АО НПП «Циклон-Тест»

Оборудование для резервного и автономного энергоснабжения

Для стабильного электропитания газового котла отопления был установлен источник бесперебойного электроснабжения (ИБП) на базе инвертора МАП SIN Pro 2кВт и 2-х аккумуляторных гелевых батарей GR12-200 (..

Читать далее…10.11.2017

Гибридная система электроснабжения предназначена для полного или частичного замещения электроэнергии полученной от городской электросети, а также выполняет функцию ИБП (источника бесперебойного электр..

Читать далее…02.11.2017

В московской области в таунхаусе установлен комплект бесперебойного электроснабжения на базе 4-х аккумуляторов AGM емкостью 250 А*ч (MM250-12) и инвертора Axpert Ex3000-24 с мощным зарядным устройство..

Читать далее…13.10.2017

Резервирование группы важных потребителей в доме за счет аккумуляторов и инвертора МАП sin Pro 4.5 кВт произведено в загородном доме Московской области. Система резервного электроснабжения построена п..

Читать далее…26.09.2017

В загородном доме на случаи отключения внешнего электроснабжения установлена мощная система система электроснабжения на базе инвертора MultiPlus 48/5000/70-100 (Victron Energy) и 8 гелевых аккумулятор..

Читать далее…30.08.2017

Автономная солнечная электростанция с мощностью инвертора 4 кВА и установленной мощностью солнечных батарей 1980Вт позволяет хозяину дома в полной мере пользоваться всеми имеющимися электроприборами в..

Читать далее…07.08.2017

Сетевая солнечная электростанция мощностью 6 кВт установлена на хозблоке загородного дома в Подмосковье. Система рассчитана на параллельное использование солнечной энергии и внешней электросети. Данна..

Читать далее…01.08.2017

Гибридная солнечная электростанция 4 кВт с функциями резервного электроснабжения, сетевой фотоэлектрической станции с возможностью отдачи электроэнергии во внешнюю сеть.

При наличии внешнего электр..

Читать далее…27.07.2017

Система аварийного электроснабжения мощностью 2.4кВт и запасом энергии до 4 кВт*ч. Система построена по принципу источника бесперебойного электропитания и в режиме наличия внешней электросети производ..

Читать далее…20.07.2017

В подмосковье смонтирован комплект для дачи с номинальной мощностью инвертора до 2 кВт и установленной мощностью солнечных батарей 4*150Вт=600Вт.

Комплект представляет собой небольшую солнечную эл..

Читать далее…20.06.2017

В качестве системы резервного электроснабжения установлен инвертор Axpert VM 3000-24 Plus мощностью 2.4 кВт, блок AGM аккумуляторов Восток СК-12100  и 4 солнечных модуля LJ-250P-60 мощностью 250В..

Читать далее…08.06.2017

Система мощностью 3 кВт предназначена для полного или частичного замещения электроэнергии полученной из городской электросети, а также выполняет функцию ИБП (источника бесперебойного электропитания). ..

Читать далее…31.05.2017

В комплекте системы использованы гелевые аккумуляторные батареи Delta GX12-100 и инвертор Voltronicpower Axpert VP3000-24, номинальной мощностью до 2.5 кВт. К системе резервного электроснабжения произ..

Читать далее…19.05.2017

Еще одно стандартное решение гибридной солнечной электростанции установлено на подмосковной даче нашего клиента. Система выполняет функцию резервного электроснабжения, для обеспечения дома электроэнер..

Читать далее…14.05.2017

Еще один пример выполненной работы нашей монтажной бригадой! Установлена система автономного электроснабжения, используемая в условиях отсутствия внешнего электроснабжения. За основу взята система «КО..

Читать далее…11.05.2017

Место установки: Гостиница «Лесная» , Ростовская область, Шолоховский район, ст. Вешенская.

Тип системы и назначение: Сетевая солнечная электростанция мощностью 1.5 кВт преобразует энергию полученн..

Читать далее…02.05.2017

Тип системы: Солнечная автономная электростанция.

Назначение: Снабжение электроэнергией загородного дома.

Мощность инвертора 2.5 кВт; Установленная мощность солнечных батарей 2*280 Вт Sharp Elec..

Читать далее…30.04.2017

Сетевая солнечная электростанция на базе 12 солнечных модулей и 3 кВт сетевого фотоэлектрического инвертора позволяет экономить электроэнергию поступаемую от внешней электросети 220В. За счет повышенн..

Читать далее…14.03.2017

Небольшая солнечная электростанция с номинальной мощностью инвертора до 3 кВт и выработкой электроэнергии до 6 кВт*ч в сутки может быть использована для автономного электроснабжения любого загородного..

Читать далее…09.03.2017

Установлена профессинальная система резервного электроснабжения со стабилизацией напряжения входящей электросети.

Аккумуляторный блок из 8 необслуживаемых аккумуляторов и мощного инвертора Schneide..

Читать далее…24.12.2016

В подвале дома установлена система резервного электропитания на  случай отключения 220 В от внешней электросети из-за обрыва проводов, поломки на подстанции или ремонтных работ на линии. Использо..

Читать далее…30.11.2016

В загородном доме на территории Истринского района Московской области установлена система резервного электроснабжения. Система позволяет обеспечить стабильным бесперебойным электропитанием группу важн..

Читать далее…26.11.2016

Введена в эксплуатацию система резервного электроснабжения на базе гибридного инвертора Schneider Electric Conext XW4024 с функцией подкачки мощности и запасом энергии в гелевых аккумуляторах до 12 кВ..

Читать далее…28.07.2016

Установлена небольшая солнечная электростанция с мощностью инвертора 1,6 кВт, установленной мощностью солнечных батарей 500Вт и емкостью аккумуляторов 300А*ч. Система автономного электроснабжения обес..

Читать далее…18.06.2016

Установлена гибридная солнечная электростанция с функцией бесперебойного электроснабжения и возможностью замещения электроэнергии получаемой от внешней электросети за счет работы 9 солнечных модулей X..

Читать далее…02.06.2016

В загородной доме для устранения проблем с электросетью установлен cтабилизатор напряжения Lider PS7500W-50 для устранения перепадов напряжения и инверторная автоматическая система электроснабжения на..

Читать далее…26.03.2016

В загородном доме имещющем 3-х фазную систему электроснабжения установлена профессиональная система резервного электропитания. Данная система призвана обеспечить электричеством группу «важных потребит..

Читать далее…10.03.2016

На дачном участке установлена система солнечного электроснабжения с максимальной мощностью до 2 кВт! Выработка электроэнергии в весенний и летний период составит порядка 4-5 кВт*ч в сутки. Данного объ..

Читать далее…29.12.2015

В комплекте системы использованы гелевые аккумуляторные батареи Delta GX12-200 и инвертор Cyber Power CPS 3500 PRO. К системе было произведено подключение системы отопления и освещения дачно..

Читать далее…28.12.2015

В условиях отсутствия внешнего электроснабжения установлена солнечная автономная электростанция мощностью до 2.4 кВт и возможностью генерации от солнца до 6 кВт*ч.

Установленная мощность солнечных ..

Читать далее…05.08.2015

В дачном поселке лишенного внешнего электроснабжения смонтирована «домашняя» солнечная электросанция с номинальной мощностью инвертора 4 кВт и установленной мощностью солнечных батарей 4*320Вт=1280Вт…

Читать далее…15.07.2015

Все больше и больше людей стремятся использовать «зеленые технологии» для личного пользования. Эко-фермы и эко-производства уже давно освоили технологии солнечной энергетики с целью реальной экономии ..

Читать далее…03.03.2015

В загородном доме с нестабильной эелектросетью установлена система бесперебойного электроснабжения со стабилизатором. Система питает группу потребителей суммарной мощностью не более 4х кВт. Для этих ц..

Читать далее…28.12.2014

В 2х загородных домах в Московской области была произведена установка высокоточных стабилизаторов напряжения Lider PS10000SQ-25 для защиты электрооборудования дома от скачков и перепадов напряжения. И..

Читать далее…12.11.2014

На даче в московской области нет электричества, а что же делать, если не хочется нарушать такую идиллию с природой??? Ответ есть — установка системы автономного электроснабжения на базе солнечных пане..

Читать далее…11.09.2014

Солнечная электростанция установлена в живописном местечке Тверской области. Причиной установки стало уединенность места расположения дома, соответственно и отсутствие внешних электросетей. За основу ..

Читать далее…01.09.2014

В строящемся поселке временно нет электросети. Установлена электростанция работающая по принципу генерации энергии 4-мя солнечными монокристаллическими батареями 250Вт и дальнейшим её накоплением в ге..

Читать далее…16.08.2014

На данном объекте реализована система автономного электроснабжения, позволяющая комфортно проживать при условиях отсутствия внешнего электроснабжения. Система позволила хозяевам дома практически отказ..

Читать далее…15.07.2014

Типичный пример выполнения монтажных работ в загородном доме. Установлена система автономного электроснабжения, используемая в условиях отсутствия внешнего электроснабжения. За основу взята система&nb..

Читать далее…26.06.2014

На объекте выполнены работы по обеспечению электричеством дачного дома на весенне-летний период. Установлен энергоблок по выработке, запасу и преобразованию энергии, а также проведен комплекс работ по..

Читать далее…20.04.2014

Стандарты настенных вилок и напряжения во всем мире, типы вилок, напряжения, частота 50 Гц или 60 Гц

Изменение частоты источника питания асинхронного двигателя от 50 до 60 Гц> ENGINEERING.com

Асинхронные двигатели

, как однофазные, так и многофазные, предназначены для использования с определенной частотой переменного тока. Иногда мы сталкиваемся с «неправильной» частотой двигателя. В этой статье я помогу вам разобраться в последствиях.

В конструкции двигателя существует большое количество взаимосвязей. Есть аспекты первого, второго и, возможно, даже третьего порядка, которые сбалансированы для создания надежного двигателя с желаемыми характеристиками.

Я буду обсуждать только аспекты Первого порядка.

1) Скорость вращения напрямую зависит от частоты сети. Очень просто, если вы понижаете частоту , двигатель будет замедляться . И наоборот, если вы увеличите частоту , двигатель ускорится. Изменение скорости будет пропорционально изменению частоты.

2) Охлаждение напрямую зависит от скорости вращения. Вентилятор двигателя прикреплен к вращающемуся ротору двигателя, поэтому он будет ускоряться или замедляться так же, как и двигатель. Если двигатель замедлится, его охлаждение упадет (причем быстрее, чем замедление). Если двигатель ускорится, его охлаждение будет быстро увеличиваться.

3) Магнитная емкость магнитной (железной) цепи двигателя рассчитана на соотношение: напряжение / частота (В / f). Если частота падает, В / Гц увеличивается. Это означает, что двигателю требуется более мощный магнитопровод.Без него возможна перегрузка магнитопровода. Это называется насыщением и приводит к быстрому увеличению потребляемого тока и соответствующему значительному повышению температуры, главного врага двигателя.

Если частота увеличивается, В / Гц падает без проблем, поскольку магнитная цепь остается достаточно большой. [Подкрадываясь к рассмотрению второго порядка здесь, двигатель может иметь худший коэффициент мощности.]

Помня о вышеупомянутых аспектах, давайте исследуем, что все это означает применительно к тому неудачному двигателю, который есть в вашей машине.

Если двигатель 50 Гц, и вы собираетесь использовать его в диапазоне 60 Гц, он будет вращаться на 20% быстрее.
Мощность в лошадиных силах (л.с.) пропорциональна крутящему моменту, умноженному на число оборотов в минуту. Поскольку крутящий момент двигателя не изменится заметно с увеличением частоты, он теперь будет обеспечивать на 20% больше л.с. Ваш двигатель мощностью 8 л.с. только что получил повышение до двигателя мощностью 10 л.с. Что-то почти даром!

Но подождите! Вращение нагрузки на 20% быстрее, скорее всего, увеличит ее энергопотребление как минимум на 20%! Если нагрузка циклически ускоряется или замедляется во время работы, на нее будут действовать большие механические силы.Слишком? Если двигатель приводит в движение центробежные нагрузки, их потребность может даже возрасти в квадрате увеличения скорости. Примером этого могут быть центробежные насосы. Поклонники, в зависимости от их стиля, также могут испытывать квадратный рост спроса.

Ярким пятном здесь является то, что охлаждающий вентилятор двигателя представляет собой центробежный вентилятор, который перемещает гораздо больше воздуха.

Вольт / Гц двигателя снижается при повышении частоты двигателя, информируя нас о том, что магнитная цепь без проблем выдержит повышенную нагрузку.Нам там хорошо.

Если двигатель — 60 Гц, и вы собираетесь использовать его в диапазоне 50 Гц, он будет вращаться на 20% s-l — o — w —- e —— r.
Это также означает уменьшение мощности на 20%. С другой стороны, медленное вращение нагрузки обычно означает, что она потребует меньше энергии. Это хорошо, потому что мощность двигателя снизилась на 20%. Все это, да и охлаждающий вентилятор тоже дает меньше. Но вот 800-фунтовая горилла — это соотношение В / Гц.Он просто вырос на 20%! Фигово. Это означает, что во время некоторых частей каждого цикла линии питания магнитная структура двигателя, вероятно, будет перегружена.

Когда это происходит, способность двигателя ограничивать ток через реактивное сопротивление теряется. Это приведет к протеканию чрезмерного тока, нагревающего двигатель за счет потерь в квадрате R. Единственный выход здесь — скорректировать В / Гц с помощью переменной, которую достаточно легко настроить — V напряжения. Понизьте напряжение с помощью трансформатора, чтобы скорректировать соотношение В / Гц.Я сейчас это обсудю.

Вернуться к загрузке. Будет ли он по-прежнему работать на более низкой скорости? У насоса может больше не быть напора, необходимого для выполнения своей задачи. Пропускная способность машины, вероятно, упадет на 20%. Сможете ли вы обработать достаточно продукта за определенное время?

Пример. У вас есть мощность 60 Гц для машины с частотой 50 Гц.
Допустим, вы только что приобрели хорошую машину. Когда он был подключен, вы поняли, что на его паспортной табличке указано 50 Гц, а у вас мощность 60 Гц.СТОП.

Машина будет работать на 20% быстрее! Это будет проблемой? Если это так, можно ли вернуть скорость к расчетной, изменив размер шкива, чтобы снизить скорость на 20% до прежнего значения?

После того, как эта оценка будет проведена и будут изменены шкивы или сделаны другие модификации, чтобы помочь уменьшить проблемы со скоростью / мощностью, переходите к следующему шагу. Прочтите паспортную табличку, чтобы узнать силу тока полной нагрузки, обычно известную как номинальное значение FLA для двигателя при напряжении, с которым он будет работать.

Используя токоизмерительные клещи, запустите машину и убедитесь, что сила тока ниже FLA. Если это так, вы можете продолжить работу на машине по своему усмотрению. Убедитесь, что он все еще находится под FLA при полной загрузке. Если это через FLA, вы должны сделать какое-то уменьшение нагрузки.

Пример. У вас есть мощность 50 Гц для машины 60 Гц.
Вы получаете машину, и, поскольку вы находитесь в стране 50 Гц, этикетка 60 Гц вас беспокоит.Как и должно быть!

Опять же, учитывая, что машина будет работать на 20% медленнее, выполнит ли она свою работу? В этом случае вы не можете изменить размер шкива для корректировки скорости, потому что двигатель только что потерял 20% мощности, указанной на паспортной табличке. Если вы замените шкивы, они, скорее всего, будут сильно перегружены.

Если машина может работать на 20% медленнее, есть надежда. Даже если он потеряет охлаждение из-за того, что его внутренний вентилятор будет работать медленнее, работа нагрузки будет медленнее и с двигателем, который будет на 20% менее мощным, скорее всего, выровняется.Увеличение В / Гц все еще может вас достать.

На этом этапе, если ваша оценка показывает, что вы, вероятно, будете в порядке с более низкой скоростью, еще раз проверьте паспортную табличку для FLA. Запустите машину и быстро проверьте рабочий ток с помощью амперметра . Если он ниже FLA, продолжайте загружать машину, внимательно наблюдая за происходящим. Если вы останетесь ниже FLA, вероятно, все будет в порядке.

Но! Запуск на FLA сейчас, когда охлаждающий вентилятор снизил производительность, по-прежнему, возможно, будет проблемой.Вам следует следить за температурой двигателя и убедиться, что после продолжительного времени работы под нагрузкой она остается ниже значения, указанного на паспортной табличке.

Если даже без нагрузки вы видите FLA или больше, вам нужно будет снизить напряжение, потому что двигатель, вероятно, насыщается. Прежде чем приступить к добавлению понижающих трансформаторов, серьезно подумайте о замене двигателя на правильную версию с частотой 50 Гц. Помните, что вам может потребоваться увеличить номинальную мощность, если вы собираетесь изменить передаточное число, чтобы вернуть машину к исходной скорости.

Но подождите! А как насчет однофазных двигателей?
Последняя проблема, с которой необходимо столкнуться, — это однофазные двигатели. К ним применимо все, что описано выше, но есть пара добавленных мух в масле. Однофазные двигатели имеют пусковую обмотку. Поскольку однофазная мощность не имеет внутренней составляющей вращения, как трехфазная, пусковая обмотка обеспечивает необходимый большой крутящий момент для вращения двигателя. Пусковая обмотка представляет собой очень большую нагрузку и обычно может работать всего несколько секунд.Больше нескольких секунд — и дым начнет выходить.

Центробежный переключатель обычно включен на ротор для управления мощностью, подаваемой на пусковую обмотку. Он остается закрытым, поэтому, когда на двигатель подается питание, обе обмотки, ход и пуск, находятся под напряжением. Поскольку двигатель быстро набирает скорость, центробежный аспект переключателя размыкает пусковую обмотку, отключая ее от дальнейшей работы.

Когда однофазный двигатель 50 Гц доводится до 60 Гц, функция пуска может быть нарушена, поскольку двигатель достигает скорости центробежного переключателя на 20% раньше, чем обычно.Когда это происходит, пусковой момент двигателя внезапно уменьшается. Он может не разогнаться дальше и никогда не достичь нормальной скорости движения. Если это произойдет, дым уже в пути!

И наоборот, когда однофазный двигатель 60 Гц понижает частоту, переключатель никогда не сможет достичь скорости размыкания. Учитывая, что уставка скорости открытия переключателя обычно устанавливается примерно на 80% от рабочей скорости, вы можете увидеть возможность возникновения проблемы. Помните, что двигатель будет вращаться на 20% медленнее.Если он не достигает скорости переключения, дым определенно в пути! Вы увидите это на мгновение.

Однофазные двигатели часто могут иметь два типа конденсаторов, связанных с ними. Первый — это рабочий конденсатор. Рабочий конденсатор увеличивает обычный рабочий крутящий момент двигателя. Второй — пусковой конденсатор, используемый для увеличения пускового момента. Когда частота питания повышается, эти конденсаторы усиливают свое действие, что приводит к увеличению крутящего момента. Обычно это не проблема.Но если вы понижаете частоту, они теряют свое действие, и пусковой и / или рабочий крутящие моменты уменьшаются. Это может быть проблемой. Однако, если груз вращается медленнее, он может уравновеситься.

Поскольку однофазные двигатели обычно меньше по размеру, зачастую эффективнее просто их заменить.

Итак. Теперь вы знаете, почему вы получили такую ​​«выгодную» покупку машины.

Об авторе
Кейт Кресс — консультант «широкого спектра», который занимается всем, от разработки встроенных контроллеров до энергосистем пассажирских вагонов.Кейт можно связаться по телефону [email protected]

.

Кейт является членом Гильдии инженеров-писателей по адресу www.eng-tips.com .
Он также является MVP. Следуйте за Кейтом (itsmoked) по телефону http://www.eng-tips.com/userinfo.cfm?member=itsmoked

6 изученных схем инвертора IC 555

6 уникальных конструкций, представленных ниже, объясняют, как можно эффективно использовать обычный нестабильный мультивибратор IC 555 для создания инвертора без использования сложных каскадов.

Без сомнения, IC 555 — это универсальная ИС, которая находит множество применений в электронном мире. Однако, когда дело доходит до инверторов, IC 555 идеально подходит для этого.

В этом посте мы обсудим 5 выдающихся схем инвертора IC 555, от простого варианта прямоугольной волны до немного более продвинутых синусоидальных схем SPWM, и, наконец, полнофункциональная схема инвертора постоянного тока с ШИМ на основе ферритового сердечника. Давайте начнем.

Идея была предложена г-ном ningrat_edan.

Базовая конструкция

Ссылаясь на показанную схему, можно увидеть, что одна микросхема IC 555 сконфигурирована в своем стандартном нестабильном режиме, в котором ее контакт № 3 используется в качестве источника генератора для реализации функции инвертора.

ПРИМЕЧАНИЕ. Замените конденсатор 1 нФ конденсатором 0,47 мкФ для оптимизации 50 Гц на выходе . Это может быть полярный или неполярный .

Как это работает

Работу этой схемы инвертора IC 555 можно понять с помощью следующего пошагового анализа:

IC 555 настроен в режиме нестабильного мультивибратора, что позволяет его контакту № 3 переключать постоянный высокий уровень / низкие импульсы с определенной частотой. Эта частота зависит от номиналов резисторов и конденсатора на его контактах №7, №6, 2 и т. Д.

Контакт № 3 микросхемы IC 555 генерирует требуемую частоту 50 Гц или 60 Гц для полевых МОП-транзисторов.

Как мы знаем, полевые МОП-транзисторы здесь должны работать поочередно для обеспечения двухтактного колебания на присоединенной центральной обмотке ответвления трансформатора.

Следовательно, оба затвора MOSFET не могут быть подключены к выводу № 3 ИС. Если мы сделаем это, оба полевых МОП-транзистора будут вести себя одновременно, заставляя обе первичные обмотки переключаться вместе. Это могло бы вызвать два противофазных сигнала, индуцированных на вторичной обмотке, вызывая короткое замыкание выходного переменного тока, и на выходе возникнет чистый нулевой переменный ток и нагрев трансформатора.

Чтобы избежать этой ситуации, два полевых МОП-транзистора должны работать попеременно в тандеме.

Функция BC547

Чтобы гарантировать, что полевые МОП-транзисторы переключаются поочередно с частотой 50 Гц от вывода № 3 IC 555, мы вводим каскад BC547 для инвертирования вывода № 3 на его коллекторе.

Делая это, мы эффективно разрешаем импульсу на выводе №3 создавать противоположные +/- частоты, одну на выводе №3, а другую на коллекторе BC547.

При таком расположении один затвор MOSFET работает от контакта №3, а другой MOSFET работает от коллектора BC547.

Это означает, что когда полевой МОП-транзистор на выводе № 3 включен, полевой МОП-транзистор на коллекторе BC547 выключен, и наоборот.

Это эффективно позволяет MOSFET переключаться поочередно для требуемого двухтактного переключения.

Как работает трансформатор

О работе трансформатора в этой схеме инвертора IC 555 можно узнать из следующего объяснения:

Когда полевые МОП-транзисторы проводят попеременное состояние, соответствующая половина обмотки получает большой ток от батареи.

Отклик позволяет трансформатору генерировать двухтактное переключение через его центральную обмотку ответвления. Результатом этого является индуцирование необходимого переменного тока частотой 50 Гц или 220 В переменного тока через его вторичную обмотку

Во время периодов включения соответствующая обмотка накапливает энергию в форме электромагнитной энергии. Когда полевые МОП-транзисторы выключены, соответствующая обмотка возвращает накопленную энергию на вторичную сетевую обмотку, вызывая цикл 220 или 120 В на выходной стороне трансформатора.

Это продолжает происходить попеременно с двумя первичными обмотками, вызывая на вторичной стороне переменное напряжение сети 220/120 В.

Важность обратных защитных диодов

Этот тип топологии с центральным ответвлением имеет обратную сторону. Когда первичная полуобмотка создает обратную ЭДС, она также воздействует на выводы стока / истока полевого МОП-транзистора.

Это может иметь разрушительное воздействие на полевые МОП-транзисторы, если диоды обратной защиты не включены на первичной стороне трансформатора.Но включение этих диодов также означает, что драгоценная энергия шунтируется на землю, заставляя инвертор работать с меньшей эффективностью.

Технические характеристики:

• Выходная мощность : Неограниченная, может составлять от 100 Вт до 5000 Вт
• Трансформатор : Согласно предпочтению, мощность будет соответствовать требованиям выходной мощности нагрузки
• Аккумулятор : 12 В , а номинал Ач должен быть в 10 раз больше, чем ток, выбранный для трансформатора.
• Форма волны : прямоугольная волна
• Частота : 50 Гц или 60 Гц в соответствии с кодом страны.
• Выходное напряжение : 220 В или 120 В согласно коду страны

Как рассчитать частоту IC 555

Частота схемы нестабильного генератора IC 555 в основном определяется RC-цепью (резистор, конденсатор), настроенной на ее выводе # 7, контакт № 2/6 и заземление.

Когда IC 555 применяется в качестве схемы инвертора, значения этих резисторов и конденсатора рассчитываются таким образом, что вывод №3 микросхемы IC обеспечивает частоту около 50 Гц или 60 Гц.50 Гц — стандартное значение, совместимое с выходом 220 В переменного тока, а 60 Гц рекомендуется для выходов 120 В переменного тока.

Формула для расчета значений RC в цепи IC 555 показана ниже:

F = 1,44 / (R1 + 2 x R2) C

Где F — предполагаемый частотный выход, R1 — резистор, который подключен между контактом №7 и землей в цепи, а R2 — резистором между контактом №7 и контактом №6 / 2 микросхемы.