400Hz中频电源在航空地面保障、雷达调试、军用电子设备供电中使用。这类电源每天承担供电任务的时间并不满负荷,空载等待时间往往超过工作时间。空载期间,电源设备依旧连接电网。待机模式选择恰当,电费开支会出现明显差别。
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400Hz中频电源待机模式包含哪些状态
400Hz中频电源待机模式分为普通待机和低功耗待机。普通待机状态中,控制电路、显示屏幕、散热风扇、辅助电源保持通电。设备随时可以启动输出,但消耗的有功功率较高。低功耗待机状态只保留启动电路和必要监测电路,关闭风扇、屏幕、驱动电路,输入功率大幅降低。
一台输出功率10kW的400Hz中频电源,普通待机功耗约320W。低功耗待机功耗约45W。待机功耗差异来自内部电路通断。电源在空载状态下的输入功率由辅助电源决定。辅助电源的开关管损耗、变压器损耗、整流二极管损耗共同组成固定损耗。
表1记录一台10kW 400Hz中频电源在不一样的状态下的实测有功功率。
| 工作状态 | 输出电压 | 输出频率 | 输出功率 | 输入有功功率 |
|---|---|---|---|---|
| 额定输出 | 115V | 400Hz | 10kW | 11.2kW |
| 普通待机 | 0V | 0Hz | 0kW | 320W |
| 低功耗待机 | 0V | 0Hz | 0kW | 45W |
低功耗待机模式降低空载电费的原理
低功耗待机模式将400Hz中频电源的整流桥后级电路切断。主接触器断开后,功率模块失去直流母线电压。风扇电源、触摸屏电源、驱动板电源同时关闭。控制板转入睡眠状态。
控制板睡眠状态并不是完全断电。它为远程开机接口提供电压,为温度传感器提供采样信号。该状态下消耗的电流以毫安级计算。400Hz中频电源若配备标准RS485接口,该接口在待机时供电,功耗不超过1W。
实际测试表明,低功耗待机状态下的损耗分布为控制板睡眠功耗20W,信号接口功耗8W,输入滤波与漏电流功耗10W,辅助电源固定损耗7W。总计45W。
长时间空载状态下电费差距计算
电费计算以电度表计量为准。工业电价取每千瓦时0.8元。以一天24小时连续空载为例,普通待机日耗电7.68千瓦时,低功耗待机日耗电1.08千瓦时。
表2列出两种待机模式运行一个自然月的电费。
| 待机方式 | 每小时耗电量 | 日耗电量 | 月耗电量 | 月电费 |
|---|---|---|---|---|
| 普通待机 | 0.32千瓦时 | 7.68千瓦时 | 230.4千瓦时 | 184.32元 |
| 低功耗待机 | 0.045千瓦时 | 1.08千瓦时 | 32.4千瓦时 | 25.92元 |
每台设备每月电费减少158.4元。一年下来,单台设备节省电费1900.8元。若使用场景每天空载18小时,单台普通待机日耗电5.76千瓦时,低功耗待机日耗电0.81千瓦时。每月减少电费118.8元。8台设备每月节省950.4元。机场地面电源数量越多,空载电费差异越明显。
400Hz中频电源空载损耗的
电源内部辅助转换电路的类型空载损耗。反激式开关电源空载功耗低,线性电源空载损耗大。
400Hz中频电源采用高频变压器隔离,待机时辅助电源处于轻载状态。轻载状态下开关电源的开关频率和占空比决定功耗。好的电源在轻载时降低开关频率,减少开关损耗。
输入电压也是。电网电压偏高,整流后的母线电压也会偏高,待机损耗随之增加。低功耗待机模式加入母线电压泄放回路,将电解电容上的残留能量泄放至安全值。
环境温度对散热风扇启动有。普通待机时,机箱内温度升高,风扇继续转动。低功耗待机时,功率器件停止发热,风扇停止工作,整机噪音也下降。
低功耗待机对电源设备寿命的
长时间空载运行中,功率模块内部的结温变化是寿命关键。普通待机时控制电路带电,电解电容处于高温环境。低功耗待机切断了大部分发热源,机箱内部温度接近环境温度。电解电容的寿命与温度直接相关。风扇长期运行会被粉尘卡死。低功耗待机让风扇停止转动,延长了风扇和功率器件的维护周期。
一台400Hz中频电源如果每年空载时间达到5000小时,低功耗待机相比普通待机每年少消耗电能1375千瓦时,按照每千瓦时0.8元计算,节省电费1100元。
山东合运电气有限公司低功耗待机400Hz中频电源
山东合运电气有限公司开发的多款400Hz中频电源支持低功耗待机功能。产品型号覆盖5kW至90kW。应用在飞机地面电源机组、军工装备测试台、实验室交流供电系统。
山东合运电气有限公司产品在出厂时测试空载损耗,并记录在测试报告中。电源的待机模式可由面板按键设置,也可以由远程监控系统控制。待机唤醒时间在10毫秒以内,不会后续启动流程。该系列电源的冷却风机选用长寿命滚珠轴承型号,低功耗待机期间风机自动断电。
不一样的用户对400Hz中频电源的待机时间要求不相同。有些用户需要断电保护,有些用户需要随时带载启动。山东合运电气有限公司提供通信协议定制服务,通过RS485接口读取当前空载损耗值。实际采购价格需要依据功率、功能和数量确定。用户可拨打本网页上方联系电话,沟通后获取对应报价。
具备低功耗待机功能的400Hz中频电源,其电费开支低于普通待机。单台设备每月节省158.4元。多台设备运行时,节省数额进一步放大。空载时间越长,低功耗模式带来的节电效果越明显。

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