مزودات الطاقة لتطبيقات الليزر

مع استمرار التوسع في استخدام الليزر الصناعي في تطبيقات التصنيع الدقيق ، فإن الموثوقية والاتساق أمران حاسمان. طورت ABB Power Conversion مقومًا سائلًا ، ثلاثي الأطوار ، 75 فولت ، CC7500 ، لتلبية متطلبات الطاقة المحددة لهذه التطبيقات. يوفر المقوم الطاقة المتسقة والموثوقة المطلوبة لعمليات التصنيع الدقيقة. إنه مصمم للتطبيقات ذات الأحمال العالية النبضة ، مثل الليزر الصناعي.

قال Gopal Mitra ، الرائد العالمي للقطاع الصناعي في ABB Power Conversion ، في مقابلة مع Power Electronics News ، إن المعدل الجديد مناسب للتطبيقات التي تتضمن أشعة الليزر وخاصة الطاقة العالية.

قال: “في هذه التطبيقات ، ينتهي بك الأمر بإصدار قدر كبير من الحرارة”. “من أجل تحقيق طرد الحرارة ، ليس في البيئة ولكن من خلال آلية منفصلة ، وبما أن أحد أهم الاعتبارات هو الحد من مستويات الضوضاء ، فإن المعدل يكون مبردًا بالسوائل. عندما يكون المعدل مزودًا بتبريد سائل ، يمكن زيادة أدائه. على سبيل المثال ، نتيجة لترتيب إلكترونيات الطاقة ومجموعة التبريد بالسائل في CC7500 ، تمكنا من إنشاء مقوم بكثافة طاقة تبلغ 23.6 واط / بوصة تقريبًا.³، وهي إحدى أهم المزايا التي حصلنا عليها في هذه الحالة. لذلك ، لدينا مقوم عالي الطاقة ، مناسب لمجموعة متنوعة من تطبيقات 200-V ، مع تصنيف IP65 ونطاق إخراج واسع. نحن نحاول تلبية التطبيقات التي تتطلب 75 فولت تيار مستمر اسمي ، ولكن هذا المعدل يمكن أن يتراوح من 65 إلى 80 فولت ويحافظ على خرج طاقة ثابت بين 65 و 70 فولت “

وفقًا لـ Mitra ، يتوافق هذا الحل مع مجموعة متنوعة من نماذج الليزر حيث يعد توفير نبضات متزامنة واضحة مكونًا أساسيًا.

06.15.2023

06.15.2023

06.12.2023

قال: “في التصنيع ، يتم استخدام الليزر بشكل نموذجي لقطع المعادن”. “إنها في الأساس جزيئات ضوئية تصطدم بسطح معدني ؛ يتوافق تردد الضوء مع المعادن بحيث يكون هناك انتقال فعال للحرارة. وبالتالي ، يتم تكييف الترددات المختلفة مع مختلف المواد. وبمجرد انتقال الحرارة ، نتيجة لنوع من الرنين يحدث ، يذوب المعدن بشكل أساسي ويلحق ويتحرك. يشار إلى هذه العملية باسم الاستئصال: فهي تنفصل عن المعدن نفسه ويتم التخلص منها. إذا احتفظنا بليزر الموجة المستمرة ، على سبيل المثال ، فسوف تتبدد الحرارة عبر المعدن ، مما ينتج عنه مساحة أكبر تتأثر بالحرارة. إذا كانت المنطقة المصابة بالحرارة أكبر ، فلن يكون الشق واضحًا. لذلك ، يُسمح بالوقت بين كل نبضة حتى يستقر المعدن. ثم ، عندما تصل النبضة التالية ، يكون الاستئصال أكثر وضوحًا مما لو كانت المنطقة المتأثرة بالحرارة أكبر. الآن ، من أجل دعم النبض ، يجب التأكد من أن مضخة الليزر يمكنها إرسال إشارة إلى معالج دقيق ودورات طلب الطاقة المطلوبة مع كل نبضة. لذلك ، تكون النبضات مكثفة للغاية على مصدر الطاقة ، وكما يمكنك أن تتخيل ، سيتعين على المحرِّضات الموجودة داخل مصدر الطاقة أن تتحمل تأثير هذه الطاقة. لهذا السبب ، اخترنا المكونات التي يمكن الاعتماد عليها للغاية “.

وأوضح ميترا أن سرعة استجابة المعدل ، والقدرة على النبض بنشاط كبير ، واختيار المكونات لدعم الخرج النبضي المتوازن هي العناصر التي تم دمجها لجعل هذا المعدل مناسبًا لهذه المتطلبات والتطبيقات.

CC7500

CC7500 هو أحدث إضافة إلى مقومات ABB من سلسلة CC. يحتوي على مدخل منخفض الخط 200- / 208- / 240-VAC يتيح استخدامه في المناطق التي تتوفر فيها طاقة المرافق ذات الخط المنخفض ، مثل اليابان. كما أن لديها خرجًا اسميًا واسع النطاق 75-VDC (65-80 فولت) وقوة احتياطية 5-VDC زائدة. تم إغلاق مصدر الطاقة المصنف IP65 تمامًا للحماية من العناصر الشديدة التي قد تكون موجودة في بيئة صناعية. وهي متوفرة في تكوينات مبردة بالسائل مع موصلات غير قابلة للتقطير أو تكوينات مبردة بالتوصيل مع خافضات حرارة متكاملة ، مما يوفر للتطبيقات خيارات تبريد مرنة وفعالة.

يسمح التوافق مع معايير الصناعة المتعددة لتصحيح عامل القدرة بمستوى كفاءة بنسبة 95٪. قال Mitra: “يلبي منتجنا تصحيح معامل القدرة IEEE 6100-3-12 ومتطلبات EN 6555-2”.

تتم مراقبة المقومات في الوقت الفعلي للتحقق من معلمات الدائرة. تم تجهيز مقوم CC7500 بواجهة اتصالات ModBus / RS485 ، مما يسمح له بالاتصال بوحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة التي تُستخدم عادة للتحكم في عمليات التصنيع. بالإضافة إلى ذلك ، يفي المقوم بالعديد من متطلبات السلامة (UL1012) ، والمتطلبات البيئية والتنظيمية ، بما في ذلك EN62477-1 / IEC61207-1 ، و FCC الجزء 15 (A) ، و EN55032 الفئة A ، و EN / IEC 61000-3-12 ، و EN60555-2 و EN61000 مناعة ومعايير عابرة. بصمتها المدمجة ، بقياس 8.6 × 2.0 × 19.5 بوصة ، تسمح بالاتجاه الأفقي والرأسي لأدنى عرض وأقصى كثافة طبقات.

من الجدير بالذكر أيضًا أن مصادر الطاقة هذه يجب أن تدمج عناصر أمان مختلفة مع حدود الحماية ، مثل منع الحمل الزائد لجهد الخرج. “وبالمثل ، يجب أن تكون الحماية ضد الجهد الزائد والجهد المنخفض ، وما إلى ذلك ، موجودة أيضًا على جانب الإدخال” ، قال ميترا. “وبالتالي ، قمنا بدمج كل هذه العناصر في هياكلنا وتصميماتنا.”

وأضاف: “يعد توسيع نطاق وصول هذا المنتج إلى السوق أحد أهم الأهداف التي وضعناها لأنفسنا”. “إنه موجه حاليًا نحو سوق 220 فولت ، لكننا نتوقع طلبًا على هذا المنتج في أسواق الجهد العالي ، مثل 400 فولت ، 480 فولت ، إلخ.”

Maurizio Di Paolo Emilio حاصل على درجة الدكتوراه في الفيزياء ومهندس اتصالات. عمل في العديد من المشاريع الدولية في مجال أبحاث موجات الجاذبية ، وتصميم نظام التعويض الحراري (TCS) وأنظمة الحصول على البيانات والتحكم فيها ، وفي مشاريع أخرى حول الحزم الميكروية للأشعة السينية بالتعاون مع جامعة كولومبيا ، وأنظمة الجهد العالي وتقنيات الفضاء. للاتصالات والتحكم في المحركات مع ESA / INFN. تم تطبيق TCS على تجربتي Virgo و LIGO ، التي اكتشفت موجات الجاذبية لأول مرة وحصلت على جائزة نوبل في عام 2017. منذ عام 2007 ، كان مراجعًا للمنشورات العلمية للأكاديميين مثل مجلة Microelectronics Journal ومجلات IEEE. علاوة على ذلك ، فقد تعاون مع شركات صناعة إلكترونية مختلفة والعديد من المدونات والمجلات الإيطالية والإنجليزية ، مثل Electronics World و Elektor و Mouser و Automazione Industriale و Electronic Design و All About Circuits و Fare Elettronica و Elettronica Oggi و PCB Magazine ، كاتب / محرر تقني متخصص في عدة مواضيع في الإلكترونيات والتكنولوجيا. من عام 2015 إلى عام 2018 ، كان رئيس تحرير Firmware و Elettronica Open Source ، وهما مدونات ومجلات تقنية لصناعة الإلكترونيات. شارك في العديد من المؤتمرات كمتحدث في الكلمات الأساسية لموضوعات مختلفة مثل الأشعة السينية وتقنيات الفضاء وإمدادات الطاقة. يستمتع موريزيو بكتابة وإخبار القصص حول إلكترونيات الطاقة وأشباه الموصلات ذات فجوة الحزمة العريضة والسيارات وإنترنت الأشياء والمدمجة والطاقة والحوسبة الكمومية. ماوريتسيو هو محرر محتوى في AspenCore منذ عام 2019. وهو حاليًا رئيس تحرير Power Electronics News و EEWeb ومراسلًا لـ EE Times. وهو مضيف برنامج PowerUP ، وهو بودكاست حول إلكترونيات الطاقة ، ومروج ومنظم مؤتمر PowerUP الافتراضي ، وهو قمة يتحدث فيها المتحدثون الرائعون كل عام عن اتجاهات تصميم إلكترونيات الطاقة. علاوة على ذلك ، فقد ساهم في عدد من المقالات التقنية والعلمية بالإضافة إلى عدد من كتب Springer حول حصاد الطاقة وأنظمة الحصول على البيانات والتحكم فيها.