¿Hasta qué punto están los giros de comercialización de los suministros de energía de "onda sinusoidal pura"?

14

Recientemente, he notado una tendencia en los fabricantes de fuentes de alimentación que promocionan sus PSU (generador o inversor de batería, etc.) por tener una salida de onda sinusoidal pura.

También he visto personas que dicen que las garantías se invalidarán si los dispositivos / autocaravanas, etc. están conectados a cualquier otra cosa que no sea una fuente de alimentación con una salida de onda sinusoidal pura.

Me pregunto qué hizo el mundo antes de que existieran tales fuentes de energía.

¿Hay ciencia detrás de esto? Sin duda, ¿un generador de gasolina estándar con un buen regulador de voltaje automático (AVR) o un regulador de bobina anticuado será suficiente para estabilizar la salida para ejecutar dispositivos electrónicos sensibles como televisores LCD o computadoras?

    
pregunta Luke Puplett

6 respuestas

23

Históricamente, los inversores (circuitos electrónicos que toman corriente continua y la convierten en corriente alterna para simular la línea eléctrica) fueron bastante malos en las formas de onda que produjeron.

Los primeros inversores producían poco mejor que las ondas cuadradas. Esto significa que incluyeron una potencia significativa en las frecuencias que los dispositivos no fueron diseñados para manejar. La mayoría de los dispositivos destinados a enchufarse a la toma de corriente de la pared toman la forma sinusoidal de la tensión, por supuesto. Algunos pueden contar con que los picos del seno sean un voltaje particular, mientras que otros cuentan con el RMS. Para una onda sinusoidal, los picos están en \ $ \ sqrt {2} \ $ veces el RMS, mientras que para una onda cuadrada, el pico y el RMS son los mismos. Esto presenta un problema al decidir qué voltaje produce la onda cuadrada. Si iguala la línea eléctrica en RMS, entonces las bombillas, los tostadores y otros dispositivos "tontos" funcionarán en gran medida. Sin embargo, los dispositivos electrónicos que rectifiquen la onda completa en la línea verán un voltaje significativamente menor. Si aumenta el voltaje de onda cuadrada, puede saturar y dañar los dispositivos que usan el RMS.

Los armónicos adicionales en la onda cuadrada también pueden causar problemas por sí mismos. Los transformadores diseñados para la frecuencia de la línea de alimentación, como 60 Hz, pueden no manejar bien las frecuencias más altas. O estas frecuencias pueden causar una corriente extra y calentamiento sin que se aprovechen para obtener más potencia. Las transiciones bruscas también pueden sobrecargar la electrónica que espera una pendiente máxima de la tensión de alimentación. Por ejemplo, solo un simple condensador a través de la línea de CA conduciría en teoría una corriente infinita si el voltaje cambiara infinitamente rápido.

El siguiente paso en los inversores fue "sinusoidal modificada", que tenía un "paso" adicional en la onda cuadrada. El punto aquí es que esto reduce la potencia en los armónicos con respecto a una onda cuadrada completa. Sin embargo, muchos de los problemas con las ondas cuadradas todavía estaban presentes, aunque en general se redujeron.

La electrónica moderna que puede cambiar de manera eficiente muchas veces la frecuencia de la línea de alimentación puede producir un voltaje de salida que está muy cerca de un seno, lo que significa que tiene poco contenido de armónicos. Esto elimina los problemas con las salidas de onda cuadrada y sinusoidal modificada, ya que la línea de alimentación en sí es idealmente un seno. Todavía es un poco más caro producir inversores con salidas de onda sinusoidal, pero el costo adicional ya no es mucho y se está reduciendo constantemente. Hoy en día, los inversores de salida de onda sinusoidal son comunes.

Tenga en cuenta que los inversores destinados a hacer retroceder la línea de alimentación, llamados inversores grid-tie , son todos salida de onda sinusoidal. Esto se debe a una gran cantidad de regulaciones que cubren lo que se le permite hacer con la línea eléctrica, especialmente cuando se alimenta energía hacia atrás.

    
respondido por el Olin Lathrop
11

Inversores que tienen una salida de "onda sinusoidal modificada" pueden poner tensión adicional en algunos dispositivos.

(eldiagramamuestraformasdeondade50Hz,para60Hz,elciclosería16\$2\sobre3\$msenlugarde20ms.

Nocreoquelaadvertenciaseapliqueafuentesdeenergíanoelectrónicas,comolosgeneradoresconvencionales(tiponoinversor).

Laformadeondaazuleneldiagramaanterioresloquesellama(enmarketing-speak)una"onda sinusoidal modificada" (como está marcado) y es lo que producen los inversores más económicos. Tiene las características deseables (o incluso esenciales) de que el valor RMS y los valores pico son los mismos que una onda sinusoidal, por lo que un dispositivo sensible al pico como una fuente de alimentación de conmutación para un CFL ve el mismo voltaje como si fuera un seno ola, y un dispositivo sensible a RMS como una bombilla incandescente o un calentador ve el mismo voltaje como si fuera una onda sinusoidal.

El lado negativo es que las cosas que son sensibles a la tasa de cambio de voltaje (condensadores, por supuesto, y quizás otros) ven un dv / dt mucho más alto que con una onda sinusoidal. Eso puede causar estrés adicional.

En mi (limitada) experiencia, es más probable que se manifieste como un requisito para reducir la calificación del inversor (es posible que tenga que usar un inversor con una potencia mucho mayor que la de los requisitos de carga o se apagaría) que causar Daños reales a la carga.

    
respondido por el Spehro Pefhany
4

Los generadores de gasolina generalmente producen formas de onda sinusoidales bastante buenas, es solo la frecuencia y la amplitud que se pueden desactivar.

Lo que más nos preocupa son los diseños de UPS de onda cuadrada y sinusoidal escalonada. Algunos frontales de corrector de factor de potencia más antiguos (e incluso nuevos) no pudieron rastrear estas formas de onda y no funcionarían correctamente. Contienen gran cantidad de contenido armónico que puede hacer que fluyan corrientes que no fueron diseñadas en el diseño original, por lo que puede ser un problema incluso para los diseños que no son PFC.

La mayoría de los fabricantes de calidad de hoy en día prueban con estos tipos de formas de onda, pero algunos aún pueden especificar el seno solamente.

    
respondido por el John D
1

Vea la imagen adjunta de mi medidor WattsUP Pro ES cuando esté conectada a la salida de una vieja unidad APC BackUPS Pro 650 durante unos 30 segundos.

Cambiélabateríayestabatratandodeaveriguarsieltiempodefuncionamientodelabateríainformadoporelsoftwareeraconsistenteconloqueobtendría.Lacargaeradeunos20-25vatios.Elmedidorestabaleyendo179voltiosRMS(elvoltajenominalesde230Vaquí)ymepreguntabaporqué.Luegosalióhumoeinmediatamentedesenchufétodo.

ElmedidorsiguefuncionandoylosresistoresSMDde10ohmiosaúnleen10ohmios,peroelplásticoencuatrodelosresistoressehaderretido,juntoconalgunosdelosorificioscerrados(probablementeseincluyeronporquelaspartespasantesdelorificiofueronutilizadosenunarevisióndelproducto).

Hecometidodoserroresyheaprendidodoscosasenelproceso:

  1. RecordéincorrectamentequelosmodelosAPCcon"Pro" en el nombre eran unidades con salida de onda sinusoidal verdadera. Aparentemente ese no fue el caso (y lo verifiqué al encontrar el manual más adelante).
  2. El medidor no es verdadero RMS. Lea esta nota de APC con respecto a los detalles. Si hubiera leído esto antes, probablemente desconectaría el medidor cuando viera una lectura de 179V RMS. Esto no sería porque esperaría una fusión sino porque entendería que el medidor no estaría midiendo correctamente el voltaje y la corriente (es decir, sería inútil para lo que estaba tratando de hacer).

Escribí esta respuesta en respuesta a los comentarios que pedían ejemplos de "falla catastrófica". Por cierto, la unidad sigue alimentando un conmutador Ethernet, un reproductor multimedia y una TV LED de 32 pulgadas bien.

    
respondido por el alokoko
0

Históricamente y en general, es una mala idea utilizar un grupo electrógeno barato para equipos electrónicos caros. Esto se debe a que los grupos electrógenos baratos tienen una mala regulación de voltaje. Aparte de las chispas, eso no era realmente sobre la forma de la forma de onda.

Los voltajes altos pueden destruir su equipo electrónico costoso, los voltajes bajos destruirán su refrigerador y los cambios rápidos de voltaje pueden darle resultados aleatorios en su equipo electrónico costoso.

Pero los equipos electrónicos modernos a menudo son mucho menos sensibles a este problema que los equipos electrónicos antiguos: si su paquete de enchufes puede tomar una entrada de 70 a 250 VCA, no será molestado por la tensión de alimentación que aumenta de 110 a 135.

La alternativa a usar un grupo electrógeno barato es usar una fuente de alimentación de CA debidamente regulada. En términos modernos, cualquier PSU debidamente regulada tendrá una salida de onda sinusoidal pura, y cualquier PSU que no tenga una salida de onda sinusoidal pura será tan antigua, o tan barata y desagradable, que no será regulada adecuadamente.

En los viejos tiempos, comenzó con la expectativa de que a medio plazo destruiría su equipo eléctrico o electrónico al colgarlo de un generador típico mal regulado. Además, sus bombillas no durarían mucho tiempo. Pero al menos eran baratos de reemplazar.

Y, por cierto, esas grandes centrales de carbón o centrales nucleares producen ondas sinusoidales puras porque están cuidadosamente enrolladas para hacer eso. Si no fueran tan cuidadosos, también obtendrían formas de onda distorsionadas. Las formas de onda distorsionadas no lo molestarán, pero las compañías de suministro de energía perderán las subestaciones.

    
respondido por el david
-2

También he escuchado a personas decir que cualquier otra cosa que no sea una "onda sinusoidal pura" supuestamente causará "ruido" o "armónicos no deseados" o "estrés" o "daño" no especificado. Al igual que usted, soy escéptico sobre los supuestos beneficios de las ondas sinusoidales puras .

Hasta ahora solo hay una excepción (los problemas con el " CR dropper " técnica), todos los dispositivos que he visto hasta ahora funcionarán igual de bien y en algunos casos mejor con un simple inversor de onda cuadrada que con un inversor de onda sinusoidal pura.

Cuando miro la potencia de la red local con un telescopio, la forma de onda real está bastante lejos de ser un seno perfecto. Y así, estos dispositivos hipotéticos que supuestamente no funcionarán en otra cosa que no sea un seno casi perfecto no funcionarán cuando estén enchufados a cualquier toma de corriente real que haya visto.

    
respondido por el davidcary

Lea otras preguntas en las etiquetas