Что такое режим холостого хода


Что такое холостой ход трансформатора: опыт и таблица потерь

Холостой ход трансформаторов может понадобиться тогда, когда требуется определить реальные параметры тока и напряжения, выводимыми во время трансформации. Ее обеспечивают специальные устройства, обеспечивающие понижение или повышение напряжения переменного электрического тока. С помощью холостого хода выясняются  фактические потери процесса работы устройства.

При режиме работы с разомкнутой вторичной обмоткой частота тока не изменяется. Остаются прежними и показатели мощности. Таким образом можно выяснить фактическую силу тока, электрическое сопротивление. Какого бы не был типа трансформатор, они имеют аналогичные характеристики. Наблюдение за работой холостого хода трансформатора необходимо при их эксплуатации и при проверки их работоспособности.

В данной статье будут описаны основные технические нюансы режима холостого хода и область его применения. К статье бонусом добавлен видеоролик с информацией о холостом ходе трансформатора и файл с учебным пособием Каганович Е.А. “Испытания трансформаторов”.

Трансформатор.

Передача и использование электрической энергии

Электрическая энергия, которая вырабатывается генераторами на электростанциях, передается к потребителям на большие расстояния. Трансформаторы в случае широко используются Линии, по которым электрическая энергия передается от электростанций к потребителям, называют линии электропередачи (ЛЭП).

При передаче электроэнергии на большие расстояния неизбежны ее потери, связанные с нагреванием проводов. Потери при нагревании электрических проводов прямо пропорционально I2 через проводник (согласно закону Джоуля — Ленца).  Работа любого трансформатора состоит из трех основных режимов:

  • Режим холостого хода трансформатора называется режим с разомкнутой вторичной обмоткой;
  • рабочим режимом (ходом) трансформатора называется режим, при котором в цепь его вторичной обмотки включена нагрузка с сопротивлением R = 0;
  • режимом короткого замыкания называется режим, при котором вторичная обмотка трансформатора замкнута без нагрузки. Данный режим опасен для трансформатора, т.к. в этом случае ток во вторичной обмотке максимален и происходит электрическая и тепловая перегрузка системы.

Один из самых основных режимов – это холостой ход. На основании характеристик холостого хода происходит анализ всех режимов работы трансформатора.

Чтобы уменьшить потери энергии, необходимо уменьшить силу тока в линии передачи. При данной мощности уменьшение силы тока возможно лишь при увеличении напряжения (P=UI).

Для этого между генератором и линией электропередачи включают повышающий трансформатор, а понижающий трансформатор — между ЛЭП и потребителем электроэнергии. В бытовых электроприборах (по технике безопасности) используются небольшие напряжения 220 и 380 В. У современных трансформаторов высокий КПД — свыше 99%.

Режим холостого хода трансформатора

Режимом холостого хода трансформатора называют режим работы при питании одной из обмоток трансформатора от источника с переменным напряжением и при разомкнутых цепях других обмоток. Такой режим работы может быть у реального трансформатоpa, когда он подключен к сети, а нагрузка, питаемая от его вторичной обмотки, еще не включена.

По первичной обмотке трансформатора проходит ток I, в то же время во вторичной обмотке тока нет, так как цепь ее разомкнута. Ток I, проходя по первичной обмотке, создает в магнитопроводе синусоидально изменяющийся лоток Ф, который из-за магнитных потерь отстает по фазе от тока на угол потерь δ.

Очевидно, что переменный магнитный поток Ф пересекает обе обмотки трансформатора. В каждой из них возникают эдс: в первичной обмотке — эдс самоиндукции Е1, во вторичной обмотке — эдс взаимоиндукции Е2. Действующие значения этих эдс зависят от числа витков в обмотках, магнитного потока Ф и частоты его изменения f. Величины эдс определяют по формулам:

Е1 = 4,44fω1Ф0 макс10-8В,

Е2 = 4,44fω2Ф2 макс10-8В,

где ω1 и ω2 — числа витков в обмотках;

f — частота, Гц;

Ф0 макс — максимальное значение магнитного потока, Вб.

Разделив Е1 на Е2, получим

Е1 / Е2 = ω1 / ω2.

Это соотношение характеризует одно из основных свойств трансформатора: эдс в обмотках трансформатора пропорциональны количеству витков. Отношение числа витков ω1 / ω2 = k называют коэффициентом трансформации.

Таким образом, если мы хотим повысить полученное от генератора напряжение в 10, 100 или 1000 раз, то необходимо так подобрать обмотки трансформатора, чтобы число витков ω2 вторичной обмотки было больше числа витков ω1 первичной обмотки соответственно в 10, 100 или 1000 раз.

Тогда вторичная обмотка оказывается обмоткой высшего напряжения (ВН), а первичная — обмоткой низшего напряжения (НН). Наоборот, если необходимо снизить напряжение в линии, первичное напряжение подводят к обмотке ВН, а к обмотке НН подключают приемники электрической энергии.

Итак, любой трансформатор может работать как повышающий и как понижающий. Все зависит от того, к какой из его обмоток будет подведено напряжение для преобразования. Обмотка трансформатора, к которой подводится энергия преобразуемого переменного тока, называется первичной (независимо от того, будет ли эта обмотка высшего или низшего напряжения). Обмотка трансформатора, от которой отводится энергия преобразованного переменного тока, называется вторичной.

Мы рассмотрели действие только рабочего, или основного, магнитного потока Ф. Однако в трансформаторе кроме рабочего существует еще магнитный поток рассеяния Фр1. Этот магнитный поток образуется силовыми линиями, которые ответвляются от основного потока в сердечнике и замыкаются по воздуху вокруг витков обмотки ω1.

Поскольку поток рассеяния замыкается по воздуху, его величина пропорциональна току, в нашем случае — току холостого хода I. Следовательно, поток рассеяния Фр1 является, как и ток I, переменным и, пересекая витки первичной обмотки, создает в ней эдс самоиндукции Ер1. В первичной обмотке трансформатора создаются две эдс самоиндукции: одна E1 — рабочим магнитным потоком Ф, другая Ер1 — магнитным потоком рассеяния.

Интересный материал для ознакомления: полезная информация о трансформаторах тока.

Мы знаем, что эдс самоиндукции всегда направлена против приложенного напряжения и ее действие на ток в цепи равносильно добавочному сопротивлению, которое называют индуктивным и обозначают х. Для поддержания неизменным тока холостого хода подводимое напряжение U1 должно расходоваться не только на преодоление активного сопротивления r1 обмотки, но и на создание эдс самоиндукции.

Другими словами, приложенное напряжение U1 складывается из нескольких частей: первая часть равна эдс самоиндукции E1 от потока Ф, вторая — эдс самоиндукции Ер1 от потока рассеяния Фр1, третья — активному падению напряжения Ir1.

Режимы работы трансформатора.

Холостой ход тpexфaзного устройства

Характер работы З-фaзного устройства в режиме XX зависит от магнитной системы и схемы подключения обмоток:

  • первичная катушка — «треугольником»;
  • вторичная — «звездой» (D/Y): имеет место свободное замыкание TГC тока I1 по обмоткам устройства. Поэтому магнитный поток и ЭДC являются синусоидальными и нежелательные процессы, описанные выше, не происходят; схема Y/D: TГC магнитного потока появляется, но ток от наведённой им дополнительной ЭДC свободно течет по замкнутым в «треугольник» вторичным катушкам.

Этот ток создаёт свой поток вектора магнитной индукции, который гасит вызывающую его третью ГC основного MП. B результате магнитный поток и ЭДC, имеют почти синусоидальную форму, соединение первичной и вторичной катушек «звездой» (Y/Y).

B последней схеме TГC тока I1 отсутствует, поскольку для нее нет пути: третьи гармонии каждой из фаз в любой момент времени направлены к нулевой точке или от неё. Из-за этого искажается магнитный поток.

Дальнейшее определяется магнитной системой: З-фазный трансформатор в виде группы 1-фaзныx: TГC магнитного потока замыкается в каждой фазе по собственному сердечнику и из-за малого магнитного сопротивления последнего, достигает амплитуды в 15% – 20% рабочего магнитного потока.

Она созидает дополнительную ЭДC, амплитуда которой может достигать уже 45% – 60% от основной ЭДC. Такой рост напряжения может привести к пробою изоляции c последующей поломкой электроустановок. Трансформаторы c бронестержневой магнитной системой имеют место такие же явления (третьи гармонические магнитного потока замыкаются по боковым ярмам мaгнитопpоводa).

Тpexcтepжнeвaя магнитная система: TГC пути по мaгнитопpоводa не имеет и замыкается по среде c малой магнитной проницаемостью — воздух, масло, стенки бака. Поэтому она имеет малую величину и значительной дополнительной ЭДC не наводит.

Как определить коэффициент трансформации

Что такое «холостой ход трансформатора»? По сути, это особый режим работы устройства, условием которого является разомкнутость вторичной обмотки, а первичная обмотка имеет номинальное напряжение. В таком состоянии, при проведении ряда расчетов, можно определить точные параметры целого ряда показателей, например, для трансформаторных устройств распространенного однофазного типа так рассчитываются:

  • коэффициент трансформации;
  • активное, полное, индуктивное сопротивление ветви намагничивания;
  • коэффициент мощности, процентное значение тока и измерения холостого хода.

Материал в тему: как устроен тороидальный трансформатор и в чем его преимущества.

Алгоритм проведения измерений холостого хода выглядит так:

  • Измеряется ток, который был приложен к первичной обмотке, посредством измерительных приборов, которые включены в общую цепь.
  • Замыкается вторичная обмотка на вольтметре. Сопротивление должно быть такой величины, чтобы значение тока вторичной обмотки приближалось к минимальной отметке.
  • Величина тока холостого хода в первичной обмотке минимальна относительно значения номинала, если сравнивать с прикладываемым напряжением, которое приводит в равновесие электродвижущая сила первичной обмотки. И оба этих показателя отличаются незначительно, а значит значение хода электродвижущей силы в первичной обмотке можно определить по данным вольтметра.

Наиболее точны

е искомые значения можно получить, используя обмотки различного напряжения – низкого и высокого. Точность таких измерений будет определяться разницей номиналов между ни

ми.

Схема потерь электроэнергии.

Причины и следствия потерь холостого хода трансформатора

Потери холостого хода трансформаторных устройств любого типа — это следствие износа устройств. Со временем их магнитная система и структура используемого металла стареет и меняется, межлистовая изоляция становится хуже, а прессовка сердечника ослабляется. Естественно, вы это негативно сказывается на уровне потерь электроэнергии.

Практика показывает, что вопреки установленных нормам, согласно которым потери могут отличаться от заводских показателей не более, чем на пять процентов, во многих случаях они превышают порог в пятьдесят процентов. Особенно это касается трансформаторов силового типа. Данные измерений такого типа устройств позволяют довольно точно прогнозировать потери энергии в каждом отдельном муниципалитете. Таблица допустимых потерь при холостом ходу трансформатора приведена ниже.

Таблица допустимых потерь при холостом ходу трансформатора.

Как измерить потери холостого хода трансформатора

Основные принципы измерений потерь холостого хода всех видов трансформаторных приборов прописаны в ГОСТах. Главной причиной ошибочных результатов, полученных во время проведения измерений, можно назвать низкую точность измерительных устройств и неверные действия замерщиков, а также несоответствие необходимым условий проведения измерений. Чтобы избежать отклонений, влияющих на прогнозы и корректировку условий и интенсивности эксплуатации приборов, стоит предварительно разработать, согласовать с изготовителем и утвердить методику измерения потерь в данном режиме.

Эффективность действия устройства напрямую зависит от такого явления, как электромагнитная индукция. Что такое режим холостого хода сварочного трансформатора? Напомним, что такой режим устанавливается при разомкнутой вторичной обмотке в тот момент, когда подключается первичная обмотка с током I1. Напряжение сети переменного тока в данном случае равно U1.

Ток, идущий по первичной обмотке, моделирует магнитный поток с переменными характеристиками, индуцирующий переменное напряжение U2, возникающее во вторичной обмотке. А так как ее цепь находится в разомкнутом состоянии, соответственно ток I2 имеет нулевое значение.

То есть во вторичной цепи нет никаких затрат электроэнергии. В этих условиях вторичное напряжение, которое возникает в комментируемом режиме, достигает пиковых значений. Такая величина является напряжением холостого хода.

Принцип действия таких устройств базируется на преобразовании стандартного сетевого напряжения. Этот стандарт преобразуется в напряжение холостого хода, имеющее приблизительный диапазон от 60 до 80 В.

Все параметры и их соотношение влияют на уровень и плавность регулировки. Делать это можно двумя путями: меняя значение либо индуктивного сопротивления, либо напряжения холостого хода.

В первом случае, который является более частотным и популярным, регулировка сварочного тока происходит более плавно. Вторым предпочитают пользоваться, как альтернативным.

Плавность двухдиапазонного регулирования мощности тока в процессе работы трансформатора сварочного типа играет важную роль, так как дает возможность значительно снизить показатели массы, а также ощутимо уменьшить размеры устройства. Получить широкий диапазон больших токов можно, включая попарно параллельно катушки как первичной, так и вторичной обмоток, а чтобы получить диапазон токов малой мощности, их необходимо включать в последовательном режиме.

Заключение

Более подробно о проверке трансформаторов на холостом ходу можно почитать в файле с учебным материалом Кагановича Е.А. “Испытания трансформаторов”. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте.

Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vк.coм/еlеctroinfonеt. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.forca.com.ua
www.energiatrend.ru
www.ets.ifmo.ru
www.proprovoda.ru
www.kaplio.ru

Предыдущая

ТрансформаторыНеобходимые условия для выполнения параллельной работы трансформаторов

Следующая

ТрансформаторыЧем отличаются трансформаторы напряжения от трансформаторов тока

Холостой ход | Автомобили от А до Я ⋆ Гриком

Холостой ход | Автомобили от А до Я

 

Режим холостого хода.

Холостой ход представляет собой работу двигателя в автомобиле, который не движется. Когда включена нейтральная передача, двигатель работает с минимальными нагрузками, расход топлива незначительный – все это происходит на холостом ходу автомобиля. Торможение двигателем – это когда топливо не подается на ходу движения, обороты падают, автомобиль сам начинает тормозить.

Режим холостого хода запускается сразу же при повороте ключа в замке зажигания и прогреве двигателя. Режим не очень удобный, выделяются следующие негативные моменты холостого хода:

— бесполезный расход топлива, если сравнивать с пробегом;

— загрязнение окружающей среды, негативное влияние на экологию;

— при работающем двигателе без движения автомобиля запчасти покрываются нагаром, а в жаркую погоду возможен перегрев машины;

— отрицательно сказывается на масляном давлении;

— на цилиндрах может образовываться слой нагара;

— моторесурс автомобиля тратится впустую;

— происходит повышенная изнашиваемость трансмиссии;

— системы вентиляции и кондиционирования быстрее выходят из строя.

Многие факторы напрямую зависят от состояния мотора и системы смазки. Также бензиновые двигатели и дизельные прогреваются с разной скоростью, это тоже следует учитывать, заводя машину. Бензиновые двигатели не нуждаются в длительном прогреве на холостом ходу. Нужно лишь завести, дождаться, пока работа мотора станет более или менее устойчивой, и когда стрелка температуры отклонится на одно деление, можно смело двигаться. Но в начале движения лучше ехать медленно, постепенно набирая скорость, без лишних рывков и резкого увеличения скорости.

Очень распространенной проблемой работы двигателя являются нестабильные обороты.

Автомобиль с данной проблемой тяжело вести, особенно в дорожном потоке. Как правило, плавающие обороты указывают на проблему с дроссельной заслонкой.

На работу холостого хода в значительной степени влияет качество топлива. В современных версиях автомобилей система питания оснащена очищающими фильтрами. В таких машинах холостой ход – отдельная самостоятельная система, которая отвечает за подачу топлива. Систему холостого хода автопроизводители постоянно совершенствуют и все больше усложняют.

 

 

 

 

Поделиться ссылкой:

Похожее

что это за режим, схема замещения, меры снижения тока

Трансформатор электрического тока является устройством преобразования энергии. Ток холостого хода трансформатора характеризует потери при отсутствии подключенной нагрузки. Величина данного параметра зависит от нескольких факторов:

  1. Конструктивного исполнения.
  2. Материала сердечника.
  3. Качества намотки.

При изготовлении преобразователей стремятся к максимально возможному снижению потерь холостого хода с целью повышения КПД, снижения нагрева,  а также уменьшения паразитного поля магнитного рассеивания.

Общая конструкция и принцип работы трансформатора

Конструктивно трансформатор состоит из следующих основных частей:

  1. Замкнутый сердечник из ферромагнитного материала.
  2. Обмотки.

Обмотки могут быть намотаны на жестком каркасе или иметь бескаркасное исполнение. В качестве сердечников трансформаторов напряжения промышленной частоты используется специальным образом обработанная сталь. В некоторых случаях встречаются устройства без сердечника, но они используются только в области высокочастотной схемотехники и в рамках данной темы рассматриваться не будут.

Принцип действия рассматриваемой конструкции заключается в следующем:

  1. При подключении первичной обмотки к источнику переменного напряжения она формирует переменное электромагнитное поле.
  2. Под воздействием данного поля в сердечнике формируется магнитное поля.
  3. Магнитное поле сердечника, в силу электромагнитной индукции, создает во всех обмотках ЭДС индукции.

ЭДС индукции создается, в том числе, в первичной обмотке. Ее направление противоположно подключенному напряжению, поэтому они взаимно компенсируются и ток через обмотку при отсутствии нагрузки равен нулю. Соответственно, потребляемая мощность при отсутствии нагрузки равна нулю.

Понятие холостого хода

Приведенные выше рассуждения справедливы для идеального трансформатора. Реальные конструкции обладают следующими потерями (недостатками) на:

  • намагничивание сердечника;
  • магнитное поле рассеивания сердечника;
  • электромагнитное рассеивание обмотки;
  • междувитковую емкость проводов обмотки.

В результате, в реальных конструкциях трансформатора наводимая ЭДС индукции отличается от номинального напряжения первичной обмотки и не в состоянии его полностью скомпенсировать. В обмотке возникает некоторый ток холостого хода.  При подключении нагрузки данное значение суммируется с номинальным током и характеризует общие потери в электрической цепи.

Потери снижают общий КПД трансформатора, в результате чего растет потребление мощности.

Меры по снижению тока холостого хода

Основным источником возникновения тока холостого хода является конструкция магнитопровода.  В ферромагнитном материале, помещенном в переменное электрическое поле, наводятся вихревые токи электромагнитной индукции – токи Фуко, которые нагревают материал сердечника.

Для снижения вихревых потерь материал сердечника изготавливают из тонких пластин, отделенных друг от друга изолирующим слоем, которую выполняет оксидная пленка на поверхности. Сам материал производится по специальной технологии, с целью улучшения магнитных свойств (увеличения значения магнитного насыщения, магнитной проницаемости, снижения потерь на гистерезис).

Обратная сторона использования большого количества пластин состоит в том, что в местах стыков происходит разрыв магнитного потока, в результате чего возникает поле рассеивания. Поэтому для наборных сердечников важна тщательная подгонка отдельных пластин друг к другу. В ленточных разрезных магнитопроводах отдельные части подгоняются друг к другу при помощи шлифовки, поэтому при сборке конструкции нельзя менять местами части сердечника.

От указанных недостатков свободны О-образные магнитопроводы. Магнитное поле рассеивания у них стремится к нулю.

Поле рассеивания обмотки и междувитковую емкость снижают путем изменения конструкции обмоток и пространственного размещения их частей относительно друг друга.

Снижение потерь также достигается при возможно более полном заполнении свободного окна сердечника. При этом масса и габариты устройства стремятся к оптимальным показателям.

Как проводится опыт холостого хода

Опыт холостого хода подразумевает подачу напряжения на первичную обмотку при отсутствии нагрузки. При помощи подключенных измерительных приборов измеряются электрические параметры конструкции.

Для проведения опыта холостого хода первичную обмотку включают в сеть последовательно с прибором для измерения тока- амперметром. Параллельно зажимам подключается вольтметр.

Следует иметь в виду, что предел измерения вольтметра должен соответствовать подаваемому напряжению, а при выборе амперметра нужно учитывать ориентировочные значения измеряемой величины, которые зависят от мощности трансформатора.

Коэффициент трансформации

Наиболее просто определяется коэффициент трансформации. Для этого сравнивается входное и выходное напряжение. Расчет производится по следующей формуле:

n=U1/U2

Данное отношение справедливо для всех обмоток трансформатора.

Однофазные трансформаторы

В однофазных трансформаторах показания амперметра характеризуют потребляемый ток при отсутствии нагрузки. Данные показания являются конечными и нет необходимости в дальнейших вычислениях.

Трехфазные

Чтобы проверить трехфазный трансформатор, требуется усложнение схемы подключения. Необходимо наличие следующих приборов:

  • амперметры для измерения тока в каждой фазе;
  • вольтметры для измерения междуфазных напряжений первичной обмотки;
  • вольтметры для измерения междуфазных напряжений вторичной обмотки.

При проведении опыта холостого хода производятся следующие вычисления:

  • рассчитывается среднее значение тока по показаниям амперметра;
  • среднее значение напряжения первичной и вторичной обмоток.

Коэффициент трансформации вычисляется по полученным значениям напряжения аналогично однофазной системе.

Измерение тока

При измерении тока можно определить только величину электрических потерь.  Более полно определить параметры конструкции позволяет более сложная схема измерений.

Применение ваттметра

Подключив в первичную цепь ваттметр,  можно определить мощность потерь трансформатора в режиме холостого хода. Суммируясь с мощностью нагрузки, найденная величина определяет габаритную мощность трансформатора.

Измерение потерь

При измерениях тока холостого хода и мощности потребления, можно сделать выводы о общих потерях холостого хода, которые приводят к следующему:

  1. Нагрев проводов обмоток.
  2. Нагрев сердечника.
  3. Снижение КПД.
  4. Появление магнитного поля рассеивания.

Схема замещения в режиме трансформатора

Прямой электрический расчет трансформатора сложен по той причине, что он представляет собой две электрических цепи, связанных между собой магнитной цепью.

Для упрощения расчетов удобнее пользоваться упрощенной эквивалентной схемой. В схеме замещения вместо обмоток используются комплексные сопротивления:

  • для первичной обмотки комплексное сопротивление включается последовательно в цепь;
  • для вторичной обмотки параллельно нагрузке.

Каждое комплексное сопротивление состоит из последовательно соединенного активного сопротивления и индуктивности.

Активное сопротивление – это сопротивление проводов обмотки.

От чего зависит магнитный поток взаимоиндукции в режиме ХХ

Магнитный поток взаимоиндукции в трансформаторе зависит от способа размещения обмоток на сердечнике и их конструктивного исполнения.

Важную роль играет коэффициент заполнения окна магнитопровода, который показывает отношение общего пространства, к месту, занятому обмоткой.

Чем ближе данный коэффициент к единице, тем выше будет взаимоиндукция обмоток и меньше потери в трансформаторе.

Примеры расчетов и измерений в режиме ХХ

Измеряя ток, напряжение и мощность трансформатора в опыте холостого хода, можно рассчитать следующие дополнительные данные:

  • активное сопротивление первичной цепи r1=Pхх/U2;
  • полное сопротивление первичной цепи z1=U/Iхх;
  • индуктивное сопротивлении е x1=√(z2-r2).

Найти ток холостого хода без применения амперметра можно по показаниям вольтметра и ваттметра:

Iхх=Pхх/U.

что такое и как рассчитать?

Трансформаторы представляют собой сложное оборудование, которое предназначено для изменения параметров тока в цепи. Они могут повышать или понижать мощность, напряжение электричества в соответствии с требованиями потребителей.

В оборудовании при работе определяются некоторые потери мощности. Поэтому не вся электроэнергия, которая поступила на первичную обмотку, доходит к потребителю. При этом греется трансформатор (магнитопривод, обмотки и прочие детали). В различных конструкциях этот показатель неодинаков.

Холостой ход трансформатора позволяет определить токовые потери. Эта методика применяется в сочетании с определением напряжения в режиме короткого замыкания трансформатора. Этот процесс называется опытом агрегата. Он выполняется по определенной схеме.

Общее устройство и виды

Чтобы понять, что такое опыт холостого хода различных трансформаторов, необходимо рассмотреть, что собой представляет подобное оборудование.

Основные типы

Трансформаторами называются машины неподвижного типа, которые работают благодаря  электрическому току. Они меняют входное напряжение. Существует несколько видов подобных аппаратов:

  1. Силовые.
  2. Измерительные.
  3. Разделительные.
  4. Согласующие.

Чаще всего в энергетическую цепь требуется подключение силового трансформатора. Они могут иметь две или более обмоток. Аппарат может быть однофазный (бытовая сеть) или многофазный (промышленная сеть).

Особенности установок

Отдельно выделяются автотрансформаторы. В них есть только одна совмещенная обмотка. Также бывает сварочный аппарат. Они имеют определенную сферу применения.

В однофазном и многофазном оборудовании может устанавливаться различная номинальная мощность. Она может определяться в диапазоне от 10 до 1000 кВА и более. Маломощные однофазные и многофазные приборы могут быть в диапазоне до 10 кВА. Средние разновидности будут иметь мощность 20 кВА, 250 кВА, 400 кВА, 630 кВА и т. д. Если же этот показатель больше 1000 кВА, это установка высокой мощности.

Методология проведения опыта

Потери холостого хода трансформатора определяются при создании определенного режима. Для этого прекращается снабжение током всех обмоток. Они остаются разомкнутыми. После этого производится снабжение цепей электричеством. Оно определяется только на первом контуре. Аппаратура должна работать под напряжением, которое устанавливается при его производстве производителем.

Через первичный контур силовой, сварочной или прочей установки протекают токи, которые носят название ХХ. Их величина равняется не более 3-9% от заданного производителем показателя. При этом на обмотке вторичного контура электричество отсутствует. На первичном контуре ток производит магнитный поток. Он пересекает витки обеих обмоток. При этом возникает ЭДС самоиндукции на контуре первичном и взаимоиндукции – на обмотке вторичного типа.

Например, напряжение холостого хода сварочного трансформатора небольшой и средней мощности представляет собой ЭДС взаимоиндукции.

Подход к проведению измерений

Замер потерь холостого хода может производиться в двух аспектах. Их называют потерями в стали и меди. Второй показатель говорит о рассеивании тепла в обмотках (они начинают греться). В процессе проведения опыта этот показатель очень мал. Поэтому им пренебрегают.

Данные о потере тока холостого хода трансформатора представляются в виде таблицы. В ней рассчитаны параметры для стали определенных сортов и толщины. Ток холостого хода трансформатора рассматривается в аспекте мощности, которая создается в магнитом потоке и именуется потерей в стали. Она затрачивается на нагрев листов из специального сплава. Они изолируются друг от друга лаковым покрытием. При создании таких магнитоприводов не используется метод сварки.

Суть измерения

Если по какой-то причине нарушается изоляционный слой между пластинами магнитопривода, между ними возрастают вихревые токи. При этом система начинает нагреваться. Лаковый слой постепенно разрушается. Потери при работе установки возрастают, его эксплуатационные характеристики ухудшаются.

В таком случае потери мощности в стали увеличиваются. При проведении расчетов этих характеристик в режиме холостого хода можно выявить возникшие нарушения в работе агрегата. Именно по этой причине производится соответствующий расчет.

Коэффициент трансформации

При определении работы установки применяется такое понятие, как коэффициент трансформации. Его формула представлена далее:

К = Е1/Е2 = W1/W2

Отсюда следует, что напряжение на вторичном контуре будет определяться соотношением количества витков. Чтобы иметь возможность регулировать выходное электричество, в конструкцию установки вмонтирован специальный прибор. Он переключает число витков на первичном контуре. Это анцапфа.

Для проведения опыта на холостом ходу регулятор ставится в среднее положение. При этом измеряется коэффициент.

Однофазные приборы

Для проведения представленного опыта, при использовании понижающего или повышающего бытового агрегата, в расчет берется представленный коэффициент. При этом используют два вольтметра. Первый прибор подключается к первичной обмотке. Соответственно второй вольтметр подсоединяется к вторичному контуру.

Входное сопротивление измерительных приборов должно соответствовать номинальным характеристикам установки. Она может работать в понижающем или повышающем режиме. Поэтому при необходимости провести ремонтные работы, на нем измеряют не только подачу низкого, но и высокого напряжения.

Трехфазные приборы

Для трехфазных агрегатов в ходе проведения опыта исследуются показатели на всех контурах. При этом потребуется применять сразу 6 вольтметров. Можно использовать один прибор, который будет подключаться поочередно ко всем точкам измерения.

Если установленное производителем значение на первичной обмотке превышает 6 кВ, на нее подают ток 380 В. При измерении в высоковольтном режиме нельзя определить показатели с требуемым  классом точности. Поэтому замер производят в режиме низкого напряжения. Это безопасно.

Применение коэффициента

В процессе проведения измерения анцапфу перемещают во все установленные производителем положения. При этом замеряют коэффициент трансформации. Это позволяет определить наличие в витках замыкания.

Если показания по фазам будут иметь разброс при замерах больше, чем 2%, а также их снижение в сравнении с предыдущими данными, это говорит об отклонениях в работе агрегата. В первом случае в системе определяется короткое замыкание, а во втором – нарушение изоляции обмоток. Агрегат не может при этом работать правильно.

Такие факты требуют подтверждения. Например, это может быть измерение сопротивления. Влиять на увеличение разброса показателей коэффициента могут возрастание сопротивления между контактами анцапфы. При частом переключении возникает такая ситуация.

Измерение тока

При опытном измерении тока холостого хода мастер применяет амперметры. Их необходимо подсоединять к первичной обмотке последовательно. Напряжение в контуре должно равняться номинальному значению.

Если проводится исследование работы трехфазного промышленного агрегата, замер выполняет для всех фаз одновременно или последовательно. При этом испытания производятся только для установок от 1000 кВА.

Измерение потерь

Потери в магнитоприводе замеряют исключительно при использовании мощной установки. При этом можно брать для расчетов пониженное напряжение, которое подключено к первичному контуру через ваттметр. Это прямой метод измерения.

При учете показателей вольтметра или амперметра потребуется умножить их мощности друг на друга. Это косвенный метод. При этом результат имеет определенную погрешность. Искажение происходит из-за невозможности учесть при таком расчете коэффициент мощности. Это конус угла, который образуется в векторной схеме между напряжением и током. В режиме холостого хода между ними появляется угол 90º.

Применение ваттметра

Ваттметр позволяет произвести замер с учетом коэффициента мощности. Это дает возможность получить более точный результат. Расчет выполняется по следующей формуле:

Cos φ = P1/U1*L0

Далее необходимо создать на основе полученного результата векторную диаграмму. По каждой фазе учитываются установленные потери. Для этого чаще всего строится таблица. При этом используется схема, которая изначально применялась производителем при создании оборудования.

Полученный результат не подлежит сравнению с нормативами. Показатели сравнивают только с характеристиками предыдущих проверок. Если потери с течением времени только возрастают, это говорит о нарушении изоляции пластин магнитопривода или появлении иных нарушений. Обратить этот процесс невозможно.

Проведение замеров холостого хода позволяет оценить состояние аппаратуры, а также определить потребность в необходимости планового или аварийного ремонта. Поэтому регулярные испытания позволяют правильно спланировать работу установки, предотвратить ее непредвиденное отключение.

Интересное видео: Описание основ работы трансформатора.

Чем холостой ход вредит мотору автомобиля — Российская газета

Среди факторов, которые способствуют снижению ресурса двигателя, не последнее значение имеет работа мотора на холостом ходу. В режиме холостого года коленвал двигателя совершает минимальное количество оборотов, при этом достаточное для поддержания работы самого мотора и всех его систем. В любом случае значение таких оборотов существенно ниже оптимальных для двигателя нагрузочных значений.

Когда есть необходимость в длительной режиме холостого хода? Не будем рассматривать экстремальные условия крайнего севера, где, долго работая в условиях низких температур, двигатель подвергается усиленному износу. Чаще всего холостой ход используется, когда водителю приходится прогревать двигатель перед поездкой. В таком же режиме мотор может работать, когда автомобиль стоит в пробке.

Рассуждая о вреде, который двигателю может нанести режим холостого хода, необходимо учитывать то, о каком моторе вообще идет речь. Такой режим может стать фактором, значительно усиливающим износ, в случае малообъемных турбированных силовых агрегатов. А именно такие все чаще и используются на современных машинах. Их ресурс, как, впрочем, и ресурс любого другого двигателя, ограничен моточасоми. И холостой ход, по сути, "выбирает" ограниченное количество моточасов работы и сокращает ресурс.

Другая проблема, которая также может усилить степень износа мотора, заключается в работе масла. И эти последствия могут стать еще более серьезными, если в работе силовой установки уже есть проблемы. На низких оборотах нарушается эффективность циркуляции масла в системе двигателя. Давление масла, а также объем прокаченного масла в системе двигателя напрямую зависят от количества его оборотов.

Низкое давление масла может стать одним из факторов износа маслонасоса, а в некоторых случаях и привести к масляному голоданию. Также не стоит забывать, что, если мотор часто и подолгу работает в режиме холостого хода, масло в нем придется менять строго по регламенту или даже почаще. Кроме того, работая долго на низких оборотах, двигатель не получает в нужном объеме горючей смеси, а тот объем смеси, который есть в цилиндрах, сгорает неэффективно, из-за чего и сам двигатель работает нестабильно.

Проблемы распространяются порой и на свечи зажигания. Из-за продолжительной работы на холостом ходу на них может накапливаться много нагара. А эта сажа снижает эффективность работы свечей, что и приводит к снижению мощности двигателя и повышенному расходу топлива.

В таком режиме страдает не только двигатель, но и выхлопная система, которой из-за тех же низких оборотов не удается эффективно дожечь бензин. В таком режиме, например, при длительной работе на холостом ходу в пробке, "достается" и каталитическому нейтрализатору выхлопных газов, из-за перегрева он может выйти из строя.

Короткие эпизоды работы двигателя на холостом ходу, возможно, и не нанесут ему серьезного ущерба, однако, например, прогрев мотора на холостом ходу все же стоит ограничить 5-10 минутами и уж точно не доводить до 20 минут. Время безопасной работы мотора в режиме холостых оборотов автопроизводитель обычно указывает в инструкции по эксплуатации автомобиля.

Режим холостого хода трансформатора — Студопедия

Определение режима. Холостым ходом трансформатора называется такой режим его работы, при котором к первичной обмотке подведено синусоидальное напряжение u1, а вторичная обмотка разомкнута и ток в ней равен нулю. Принципиальная схема однофазного трансформатора при холостом ходе изображена на рис.7.6. В этом режиме трансформатор подобен дросселю с замкнутым ферромагнитным магнитопроводом.

Необходимость изучения данного режима заключается в том, что одновременно с определением основных параметров трансформатора (коэффициента трансформации, тока холостого хода, потерь в стали магнитопровода) возможно в сочетании с параметрами, полученными при другом крайнем режиме - коротком замыкании, охарактеризовать работу трансформатора под нагрузкой и наиболее точно определить коэффициент полезного действия.

Рисунок 7.6 - Схема трансформатора при холостом ходе

Принцип действия в режиме холостого хода. Под действием приложенного напряжения u1 в первичной обмотке трансформатора имеет место небольшой ток холостого хода i10 = i0, обычно не превышающий (3-10%) от номинального тока в первичной обмотке, т.е. его действующее значение I0£(0,03…0,1)I. Этот ток создает МДС первичной обмотки i0×w1, которая обусловливает в замкнутом магнитопроводе переменный основной магнитный поток трансформатора Ф и небольшой переменный поток рассеяния первичной обмотки ФS1, замыкающийся вокруг первичной обмотки по воздуху.


Основной поток Ф наводит в первичной обмотке трансформатора ЭДС самоиндукции e1, а во вторичной обмотке - ЭДС взаимоиндукции e2. Поток рассеяния создает в первичной обмотке ЭДС eS1, называемую электродвижущей силой рассеяния. Так как основной поток Ф замыкается по магнитопроводу, а поток рассеяния ФS1 в основном по воздуху, то основной поток будет во много раз больше потока рассеяния (Ф>>ФS1), следовательно, и ЭДС, наводимые этими потоками в первичной обмотке, будут тоже существенно различаться по величине (E1>>ES1).

При синусоидальном напряжении u1 ЭДС e1 и e2 тоже синусоидальны, а следовательно, и поток Ф, создающий их, синусоидален. Однако вследствии магнитного насыщения магнитный поток трансформатора непропорционален намагничивающему току. Поэтому при синусоидальном потоке Ф намагничивающий ток i0 является несинусоидальным. При исследовании процессов в трансформаторе действительную кривую намагничивающего тока заменяют либо эквивалентной синусоидой с тем же, что и у действительной кривой, действующим значением, либо его первой гармоникой.


Действующие значения индуктированных ЭДС в обмотках трансформатора при холостом ходе определяются по формулам, известным из электротехники:

Е= 4,44 × f × w× Фm; Е= 4,44 f × w× Фm; ЕS= 4,44 f × w× ФS1m, (7.6)

где w1 и w2 - числа витков первичной и вторичной обмоток;

f - частота ЭДС и тока, Гц;

Фm, ФS1m - амплитуды магнитных потоков (основного и рассеяния), Вб.

Разделив E1 на E2, получим коэффициент трансформации трансформатора:

(7.7)

В двухобмоточных трансформаторах согласно ГОСТ 16110-80 при определении коэффициента трансформации берется отношение высшего напряжения к низшему и поэтому значение "n" всегда больше единицы.

Коэффициент трансформации n, как уже отмечено, приближенно определяется из опыта холостого хода трансформатора по отношению напряжений на зажимах обмоток

Контур намагничивания. Трансформатор фактически представляет собой две электрические цепи (первичная и вторичная обмотки), связанные магнитным полем, что усложняет расчет самого трансформатора и анализ его работы. По этой причине в теории и инженерной практике исходную схему трансформатора (рис. 7.6) заменяют схемой электрической цепи без взаимоиндукции (рис. 7.7).

В такой эквивалентной схеме электрической цепи математическое описание процессов чаще всего ведут с использованием алгебраических уравнений, записываемых для комплексных действующих напряжений и токов.

Рисунок 7.7 - Эквивалентная электрическая схема замещения трансформатора в режиме холостого хода.

Действие противо-ЭДС E1 можно представить в виде падения напряжения от тока I10 I0 на некотором полном сопротивлении Zm:

-EI× ZI× rm + × I× xm, (7.8)

где - параметр, характеризующий магнитную цепь трансформатора и называемый полным сопротивлением контура намагничивания;

rm- активное сопротивление контура намагничивания, определяемое потерями в стали трансформатора;

хm - индуктивное сопротивление контура намагничивания, определяемое потокосцеплением основного потока с первичной и вторичной обмотками при токе в первичной обмотке, равном I0 (при отсутствии тока во вторичной обмотке).

Таким образом, сопротивление Zm обусловлено потерями в стали магнитопровода и намагничивающей МДС холостого хода (I0×w1) первичной обмотки трансформатора.

Поток рассеяния ФS1 замыкается в основном по воздуху и, следовательно, практически не создает никаких потерь в стали. Значит, ЭДС рассеяния ES1 можно заменить падением напряжения только на индуктивном сопротивлении первичной обмотки x1, обусловленном потокосцеплением рассеяния YS1 первичной обмотки с её витками при соответствующем токе в обмотке

(7.9)

Величину x1 называют индуктивным сопротивлением рассеяния первичной обмотки.

Замена ЭДС рассеяния ES1 падением напряжения US1 от тока I0 на сопротивлении x1 делает более наглядной роль потока рассеяния: он создает индуктивное падение напряжения в первичной обмотке трансформатора, не участвуя в передаче энергии из одной обмотки в другую.

Уравнения равновесия напряжений. Эти уравнения удобно записать для комплексной схемы замещения трансформатора, работающего в режиме холостого хода (рис. 7.8)

 
 


Рисунок 7.8 - Комплексная схема замещения трансформатора в режиме холостого хода

При синусоидальном напряжении U1 и эквивалентном синусоидальном токе I0 уравнения равновесия напряжений для первичной и вторичной цепей трансформатора при холостом ходе записываются в следующем виде:

(7.10)

Е2=U20

где - полное комплексное сопротивление первичной обмотки трансформатора;

r1 – активное сопротивление первичной обмотки (обычно r<<x1).

На основании вышеизложенного можно сделать ряд выводов.

1. Режим холостого хода характеризуется тем, что по отношению к сети трансформатор представляет комплексную нагрузку почти индуктивного характера, при которой приложенное напряжение U1 опережает ток холостого хода I0 на угол, близкий к 900. Работа трансформатора в этом режиме вследствие значительной потребляемой из сети реактивной мощности является нежелательной.

2. Так как величины падений напряжений I0r1 и I0хS1 составляют лишь несколько процентов от приложенного напряжения, то векторы E1 и E2 сдвинуты по отношению к вектору U1 на угол, близкий к 1800. При этом величины векторов U1 и E1 отличаются незначительно. Поэтому практически коэффициент трансформации можно с достаточной степенью точности определить из отношения напряжений обмоток трансформатора при холостом ходе, т.е.

(7.11)

Опыт холостого хода. Режим холостого хода трансформатора обычно исследуют опытным путем с использованием двух вольтметров, амперметра и ваттметра. При этом к первичной обмотке трансформатора (рис. 7.7) подводится номинальное напряжение U10 = U. На зажимы вторичной обмотки включается вольтметр с большим внутренним сопротивлением, позволяющий измерять напряжение U20»Е2.

В опыте холостого хода определяются:

а) ток холостого хода I0 (по показанию амперметра, включенного в первичную цепь). При U10 = U ток I0 не должен превышать (3-10%) I;

б) потери в стали магнитопровода трансформатора Pст (по показаниям ваттметра) P0 = I02rPст » Pст, так как потерями в меди первичной обмотки ввиду малости тока I0 и сопротивления r1 можно пренебречь ;

в) коэффициент трансформации n (по показаниям вольтметров в первичной и вторичной цепях)

г) коэффициент мощности cosj (по показаниям вольтметра, амперметра и ваттметра в первичной цепи)

;

д) параметры схемы замещения трансформатора при холостом ходе:

Что такое режим ожидания в Android

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
.

CPU Idle Time Management - Документация ядра Linux

Концепции

Современные процессоры обычно могут входить в состояния, в которых выполнение программа приостанавливается, и принадлежащие ей инструкции не извлекаются из память или выполненный. Эти состояния представляют собой состояний простоя процессора.

Так как часть аппаратного обеспечения процессора не используется в состояниях ожидания, ввод их обычно позволяет снизить мощность, потребляемую процессором, и, как следствие, это возможность сэкономить энергию.

Управление временем простоя ЦП - это функция энергоэффективности, связанная с использованием состояние простоя процессоров для этой цели.

Логические процессоры

Управление временем простоя ЦП работает с ЦП, как видно из планировщика ЦП (что часть ядра, отвечающая за распределение вычислительных работают в системе). По его мнению, процессоры - это логических единиц. То есть им нужно не быть отдельными физическими объектами, а могут быть просто интерфейсами, ПО в виде отдельных одноядерных процессоров.Другими словами, ЦП - это объект, который, как представляется, получает инструкции, принадлежащие одной последовательности (программа) из памяти и выполнение их, но это не должно работать таким образом физически. В общем, здесь можно рассмотреть три различных случая.

Во-первых, если весь процессор может выполнять только одну последовательность инструкций (одна программа) одновременно, это ЦП. В том случае, если оборудование запрашивается перейти в состояние ожидания, которое относится к процессору в целом.

Во-вторых, если процессор многоядерный, каждое ядро ​​в нем может следовать на хотя бы одну программу за раз.Ядра не обязательно должны быть полностью независимыми от каждого другое (например, они могут использовать общие кеши), но все же большую часть времени они работают физически параллельно друг другу, поэтому, если каждый из них выполняет только одна программа, эти программы выполняются в основном независимо друг от друга одновременно время. В этом случае все ядра являются процессорами, и если аппаратное обеспечение запрашивается войдите в состояние ожидания, которое применяется к ядру, которое запросило его в первом место, но это также может относиться к более крупному блоку (скажем, «пакет» или «кластер») к которому принадлежит ядро ​​(фактически, это может относиться ко всей иерархии более крупных единиц, содержащих ядро).А именно, если все ядра в более крупном блоке кроме одного были переведены в состояние ожидания на «базовом уровне», а оставшееся ядро ​​просит процессор перейти в состояние ожидания, что может вызвать его чтобы перевести весь больший блок в состояние ожидания, что также повлияет на другие ядра в этом устройстве.

Наконец, каждое ядро ​​многоядерного процессора может следовать за более чем одним программа в том же временном интервале (то есть каждое ядро ​​может получать инструкции из разных мест в памяти и выполнять их одновременно кадра, но не обязательно полностью параллельно друг другу).В этом случае ядра представляются программному обеспечению как «пакеты», каждый из которых состоит из несколько отдельных одноядерных «процессоров», называемых аппаратных потоков (или гиперпотоки специально на оборудовании Intel), каждый из которых может следовать одному последовательность инструкций. Затем аппаратные потоки - это процессоры из простоя процессора. перспектива управления временем, и если процессору предлагается перейти в состояние ожидания одним из них, аппаратный поток (или ЦП), который запросил его, останавливается, но больше ничего не происходит, если все остальные аппаратные потоки в том же core также попросили процессор перейти в состояние ожидания.В этой ситуации сердечник может быть переведен в состояние ожидания индивидуально или более крупный блок, содержащий он может быть переведен в состояние ожидания в целом (если другие ядра в более крупный блок уже находится в режиме ожидания).

Простаивающие ЦП

Логические ЦП, далее называемые просто «ЦП», считаются простаивает ядром Linux, когда на них нет задач, кроме специальная «неработающая» задача.

Задачи - это представление работы планировщика ЦП.Каждая задача состоит из последовательность инструкций для выполнения или кодирования данных, которыми нужно манипулировать, пока запуск этого кода, и некоторая контекстная информация, которую необходимо загрузить в процессор каждый раз, когда код задачи запускается центральным процессором. Планировщик ЦП распределяет работу, назначая задачи для выполнения ЦП, присутствующим в системе.

Задачи могут находиться в разных состояниях. В частности, они , можно запускать , если есть нет особых условий, препятствующих запуску их кода процессором, пока для этого есть CPU (например, они не ждут события или подобные).Когда задача становится работоспособной, планировщик ЦП назначает его одному из доступных процессоров для запуска, и если их больше нет назначенных ему задач, ЦП загрузит контекст данной задачи и запустит ее код (из инструкции, следующей за последней выполненной на данный момент, возможно, другой процессор). [Если одному ЦП назначено несколько выполняемых задач одновременно они будут подлежать установлению приоритетов и разделению времени в порядке чтобы позволить им со временем добиться определенного прогресса.]

Специальная «простаивающая» задача становится работоспособной, если нет других выполняемых задач. назначается данному ЦП, и тогда ЦП считается бездействующим.Другими словами, в простаивающих процессорах Linux выполняется код задачи «простоя», называемой , цикл простоя . Тот код может привести к тому, что процессор будет переведен в одно из его состояний ожидания, если они поддерживается, в целях экономии энергии, но если процессор не поддерживает состояния ожидания, или недостаточно времени, чтобы провести в состоянии ожидания до следующее событие пробуждения, или существуют строгие ограничения задержки, предотвращающие любое из доступных состояний простоя от использования, ЦП просто выполнит более или менее бесполезные инструкции в цикле, пока ему не будет назначена новая задача для выполнения.

Цикл холостого хода

Код цикла ожидания выполняет два основных шага на каждой итерации. Во-первых, это вызывает модуль кода, называемый регулятором , который принадлежит ЦП Подсистема управления временем простоя называется CPUIdle , чтобы выбрать состояние ожидания для CPU, чтобы запросить вход оборудования. Во-вторых, он вызывает другой модуль кода из подсистемы CPUIdle , называемой драйвером , чтобы запросить аппаратное обеспечение процессора для перехода в режим ожидания, выбранный регулятором.

Роль губернатора - найти состояние простоя, наиболее подходящее для условия под рукой. Для этого в режиме ожидания указывается, что оборудование можно запрошенные для входа логическими процессорами представлены абстрактным образом, независимо от платформа или архитектура процессора и организованы в одномерном (линейный) массив. Этот массив должен быть подготовлен и предоставлен CPUIdle драйвер, соответствующий платформе, на которой работает ядро ​​при инициализации время. Это позволяет регуляторам CPUIdle быть независимыми от базовых оборудования и для работы с любыми платформами, на которых может работать ядро ​​Linux.

Каждое состояние ожидания, присутствующее в этом массиве, характеризуется двумя параметрами, которые должны быть принимается во внимание губернатором, целевая резидентность и (наихудший случай) задержка на выходе . Целевая резидентность - это минимальное время, в течение которого оборудование должно провести в данном состоянии, включая время, необходимое для входа в него (которое может быть существенно), чтобы сэкономить больше энергии, чем можно было бы сэкономить, введя один из вместо этого более мелкие состояния простоя. [«Глубина» простоя примерно соответствует мощности, потребляемой процессором в этом состоянии.] Выход задержка, в свою очередь, - это максимальное время, в течение которого ЦП запрашивает у процессора оборудование для перехода в состояние ожидания, чтобы начать выполнение первой инструкции после пробуждение из этого состояния. Обратите внимание, что в целом задержка на выходе также должна покрывать время, необходимое для входа в данное состояние в случае, если пробуждение происходит, когда аппаратное обеспечение входит в него, и он должен быть введен полностью, чтобы выйти в упорядоченным образом.

Есть два типа информации, которая может повлиять на решения губернатора.Прежде всего, губернатор знает время до ближайшего события таймера. Тот время известно точно, потому что ядро ​​программирует таймеры и оно точно знает когда они сработают, и это максимальное время, в которое данное оборудование ЦП зависит от того, может ли он находиться в состоянии ожидания, включая время, необходимое для входа и выйдите из него. Однако ЦП может быть разбужен событием без таймера в любое время. (в частности, до срабатывания ближайшего таймера) и обычно не известно когда это может случиться.Губернатор может только видеть, сколько времени на самом деле процессор бездействовал после пробуждения (это время будет обозначаться как длительность с этого момента), и он может как-то использовать эту информацию вместе с время до ближайшего таймера для оценки продолжительности бездействия в будущем. Как губернатор использует эту информацию, зависит от того, какой алгоритм им реализован и это основная причина наличия более одного губернатора в CPUIdle подсистема.

Доступны четыре регулятора CPUIdle , меню , TEO, Лестница и остановка .Какой из них используется по умолчанию, зависит от конфигурация ядра и, в частности, от того, стоит ли планировщик тик может быть остановлен циклом простоя. Имеется в наличии губернаторы можно прочитать из available_governors , а губернатор можно изменить во время выполнения. Название процессора CPUIdle в настоящее время используется ядром, можно прочитать из current_governor_ro или current_governor файл в / sys / devices / system / cpu / cpuidle / в sysfs .

С другой стороны, какой драйвер CPUIdle используется, обычно зависит от платформа, на которой работает ядро, но есть платформы с более чем одним соответствующий драйвер. Например, есть два драйвера, которые могут работать с большинство платформ Intel, intel_idle и acpi_idle , одна с жестко закодированная информация о состояниях простоя, и другой может прочитать эту информацию из системных таблиц ACPI соответственно. Тем не менее, даже в этих случаях драйвер, выбранный во время инициализации системы, не может быть заменен позже, поэтому решение о том, какой из них использовать, необходимо принять заранее (на платформах Intel драйвер acpi_idle будет использоваться, если intel_idle отключен для некоторых причина или если он не распознает процессор).Имя CPUIdle драйвер, используемый в настоящее время ядром, можно прочитать из current_driver файл в / sys / devices / system / cpu / cpuidle / в sysfs .

Простаивающие процессоры и отметка планировщика

Тик планировщика - это таймер, который периодически срабатывает для реализации стратегия разделения времени планировщика ЦП. Конечно, если есть несколько выполняемых задач, назначенных одному процессору одновременно, единственный способ позволить им добиться разумного прогресса в заданные сроки - заставить их поделитесь доступным процессорным временем.А именно, в грубом приближении каждая задача с учетом части времени ЦП для выполнения своего кода в соответствии с классом планирования, приоритезация и т. д., и когда этот временной отрезок израсходован, ЦП должен быть перешел на выполнение (кода) другой задачи. Текущая запущенная задача однако может не захотеть отдавать ЦП добровольно, и отметка в планировщике там, чтобы переключение произошло независимо. Это не единственная роль галочка, но это основная причина его использования.

Тик планировщика проблематичен с точки зрения управления временем простоя ЦП, потому что он запускается периодически и относительно часто (в зависимости от ядра конфигурации, длина периода тика составляет от 1 мс до 10 мс).Таким образом, если галочка может срабатывать на простаивающих процессорах, это не имеет смысла. чтобы они попросили оборудование перейти в состояние ожидания с указанными выше целевыми резидентностями длительность периода тика. Более того, в этом случае продолжительность простоя любого процессора никогда не будет превышать длительность периода тика и энергию, используемую для входа и выход из состояния простоя из-за пробуждения по тикам на простаивающих процессорах будет потрачен впустую.

К счастью, на самом деле нет необходимости разрешать срабатывание тика в режиме ожидания ЦП, потому что (по определению) у них нет задач для выполнения, кроме специальных «Холостой».Другими словами, с точки зрения планировщика ЦП, единственный пользователь процессорного времени на них идет цикл простоя. Так как время простоя ЦП нужно не могут быть разделены между несколькими выполняемыми задачами, основная причина использования галочка уходит, если данный процессор простаивает. Следовательно, можно остановить в принципе, планировщик тикает полностью на простаивающих процессорах, даже если это не может всегда стоит затраченных усилий.

Имеет ли смысл останавливать отметку планировщика в цикле ожидания зависит от того, чего ожидает губернатор.Во-первых, если есть другой (не тиковый) таймер из-за срабатывания в пределах тикового диапазона, четко останавливая тик было бы пустой тратой времени, даже если аппаратное обеспечение таймера не обязательно перепрограммирован в таком случае. Во-вторых, если губернатор ожидает отсутствия таймера пробуждение в пределах диапазона тиков, останавливать тик не нужно, и это может даже быть вредным. А именно, в этом случае губернатор выберет состояние простоя с целевое место проживания в течение времени до ожидаемого пробуждения, так что это состояние будет относительно неглубоким.Губернатор действительно не может выбрать глубокий холостой ход заявить тогда, поскольку это противоречило бы его собственным ожиданиям короткого пробуждения заказ. Теперь, если пробуждение действительно происходит в ближайшее время, остановка тика будет пустая трата времени, и в этом случае потребуется перепрограммировать аппаратное обеспечение таймера, что дорого. С другой стороны, если галочка остановлена ​​и пробуждение не происходит в ближайшее время, аппаратное обеспечение может проводить неопределенное количество времени в мелком простое, выбранном губернатором, что будет пустой тратой энергия.Следовательно, если губернатор ожидает пробуждения любого рода в пределах тиковый диапазон, лучше разрешить тиковый триггер. Однако в противном случае Губернатор выберет относительно глубокое состояние простоя, поэтому галочку следует остановить чтобы он не разбудил процессор слишком рано.

В любом случае губернатор знает, чего он ожидает, и решение о том, или не останавливать планировщик тик принадлежит ему. Тем не менее, если галочка была уже остановился (на одной из предыдущих итераций цикла), лучше оставить все как есть, и губернатор должен это учитывать.

Ядро можно настроить так, чтобы отключить остановку тика планировщика в режиме ожидания петля вообще. Это можно сделать через его конфигурацию во время сборки. (отключив параметр конфигурации CONFIG_NO_HZ_IDLE ) или передав nohz = off на него в командной строке. В обоих случаях при остановке галочка планировщика отключена, решения губернатора по этому поводу просто игнорируется кодом цикла ожидания, и тик никогда не останавливается.

Системы, в которых выполняются ядра, настроенные так, чтобы разрешить отметку планировщика остановленные в режиме ожидания ЦП называются системами без тиков , и они обычно считается более энергоэффективным, чем системы с ядрами в который галочку нельзя остановить.Если данная система не имеет тиков, она будет использовать меню губернатор по умолчанию, и если он не отключен, по умолчанию CPUIdle Governor на нем будет Ladder .

Регулятор, ориентированный на таймер (TEO)

Регулятор, ориентированный на события таймера (TEO), является альтернативным регулятором CPUIdle для бесконтактных систем. Он следует той же базовой стратегии, что и меню : он всегда пытается найти наиболее глубокое состояние ожидания, подходящее для данные условия.Однако он применяет другой подход к этой проблеме.

Во-первых, он не использует поправочные коэффициенты продолжительности сна, а вместо этого пытается чтобы сопоставить наблюдаемые значения продолжительности простоя с доступными состояниями ожидания и используйте эту информацию, чтобы определить состояние ожидания, которое, скорее всего, «Соответствовать» предстоящему интервалу простоя ЦП. Во-вторых, не берет на себя задач которые работали на данном процессоре в прошлом и ждут некоторого ввода-вывода операции, которые нужно завершить сейчас (нет гарантии, что они будут выполняться тот же процессор, когда они снова станут работоспособными) и код обнаружения шаблона в он не учитывает пробуждение по таймеру.Он также использует только продолжительность простоя значения меньше текущего времени до ближайшего таймера (с планировщиком галочка исключена) для этой цели.

Как и в случае с корпусом регулятора меню , первым шагом является получение продолжительность сна , то есть время до ближайшего события таймера с предположение, что тик планировщика будет остановлен (это также верхняя граница время до следующего пробуждения процессора). Это значение затем используется для предварительного выбора состояние ожидания на основе трех показателей, поддерживаемых для каждого предоставленного состояния ожидания драйвером CPUIdle : попадает в , пропускает и Early_hits .

совпадений и пропусков Метрики измеряют вероятность того, что данный состояние будет «соответствовать» наблюдаемой продолжительности простоя (после пробуждения), если оно «совпадает» с продолжительность сна. Оба они каждый раз разрушаются (после пробуждения процессора). целевая резидентность соответствующего им состояния ожидания меньше или равна продолжительности сна, а целевая длительность следующего состояния ожидания равна больше, чем продолжительность сна (то есть, когда состояние ожидания, соответствующее они «соответствуют» продолжительности сна).Показатель достигает метрики увеличивается, если первое условие выполнено и целевая резидентность данного состояния простоя меньше или равно наблюдаемой продолжительности простоя и целевой резидентности следующее состояние ожидания больше, чем наблюдаемая продолжительность простоя в то же время (то есть, он увеличивается, когда данное состояние ожидания «совпадает» с продолжительность и наблюдаемая продолжительность простоя). В свою очередь, пропускает метрику . увеличивается, когда данное состояние ожидания «совпадает» только с продолжительностью сна и наблюдаемая продолжительность простоя слишком мала для целевой резидентности.

Метрика early_hits измеряет вероятность того, что данное состояние простоя будет «Совпадать» с наблюдаемой продолжительностью простоя (после пробуждения), если она не «совпадает» с продолжительность сна. Он уменьшается при каждом пробуждении процессора и увеличивается. когда соответствующее ему состояние ожидания «совпадает» с наблюдаемым (после пробуждения) продолжительность простоя и целевая длительность следующего состояния ожидания меньше или равна продолжительности сна (т.е. состояние ожидания, «соответствующее» длине сна, равно глубже данного).

Регулятор просматривает список состояний простоя, предоставленный драйвером CPUIdle и находит последний (самый глубокий) с целевой резидентностью меньше или равной к продолжительности сна. Затем достигает , а пропускает метрик этого простоя. состояния сравниваются друг с другом, и оно предварительно выбирается, если попадает в , больше (что означает, что это состояние простоя, вероятно, "соответствует" наблюдаемому продолжительность после пробуждения процессора). Если пропускает , больше, губернатор предварительно выбирает более мелкое состояние простоя с максимальной метрикой Early_hits (или если есть несколько более мелких состояний простоя с равным early_hits метрика, которая также является максимальной, будет предварительно выбран самый мелкий из них).[Если существует ограничение задержки пробуждения, исходящее от инфраструктуры PM QoS, которое достигается до достижения самого глубокого состояния ожидания с целевая резидентность в пределах продолжительности сна, самое глубокое состояние простоя с выходом задержка в пределах ограничения предварительно выбрана без обращения к совпадениям , не попадает в метрики и раннее_ достигает ]

Затем регулятор берет несколько значений продолжительности простоя, наблюдаемых в последнее время. во внимание, и если хотя бы половина из них больше или равна целевой резидентности предварительно выбранного состояния ожидания, это состояние ожидания становится последний кандидат, о котором нужно спросить.В противном случае среднее значение последнего простоя Значения продолжительности ниже целевого значения предварительно выбранного состояния ожидания вычисляется, и губернатор обходит бездействующие состояния более мелкими, чем предварительно выбранные one и находит самый глубокий из них с целевой резидентностью в пределах этого среднего. Это состояние ожидания затем принимается в качестве последнего кандидата, о котором нужно просить.

Тем не менее, на этом этапе регулятору может потребоваться уточнить выбор состояния ожидания, если он не решил останавливать галочку в планировщике. Тот обычно происходит, если целевая резидентность выбранного на данный момент состояния простоя меньше периода тика и тик еще не был остановлен (в предыдущая итерация цикла ожидания).Потом как в меню губернатор В этом случае продолжительность сна, использованная в предыдущих вычислениях, может не отражать реальное время до ближайшего события таймера и действительно ли оно больше чем это время, может потребоваться более мелкое государство с подходящей целевой резидентностью. быть выбранным.

Представление состояний простоя

Для управления временем простоя ЦП все физические состояния простоя поддерживаемые процессором, должны быть представлены в виде одномерного массива struct cpuidle_state объектов, каждый из которых позволяет отдельному (логическому) процессору запрашивать аппаратное обеспечение процессора для перехода в состояние ожидания определенных свойств.Если там представляет собой иерархию модулей в процессоре, один объект struct cpuidle_state может охватывают комбинацию состояний простоя, поддерживаемых устройствами на разных уровнях иерархия. В этом случае параметры целевой резидентности и задержки выхода его, должно отражать свойства состояния простоя в самый глубокий уровень (т. е. состояние простоя устройства, содержащего все остальные единицы).

Например, возьмем процессор с двумя ядрами в более крупном блоке, называемом «модуль» и предположим, что запрос оборудования для перехода в определенное состояние ожидания (скажем «X») на уровне «ядра» одним ядром запустит модуль, чтобы попытаться войти в определенное собственное состояние ожидания (скажем, «MX»), если другое ядро ​​находится в режиме ожидания отметьте «X» уже.Другими словами, запрос состояния простоя «X» на «ядре» уровень дает оборудованию лицензию на переход в состояние простоя «MX» на Уровень «модуля», но нет гарантии, что это произойдет (ядро запрос состояния простоя «X» может просто оказаться в этом состоянии вместо этого). Затем целевая резидентность объекта struct cpuidle_state , представляющего состояние простоя «X» должно отражать минимальное время нахождения в состоянии ожидания «MX» модуль (включая время, необходимое для его ввода), потому что это минимальный время простоя ЦП для экономии энергии на случай, если оборудование это состояние.Аналогично, параметр задержки на выходе этого объекта должен охватывать время выхода из состояния простоя «MX» модуля (и обычно время его входа), потому что это максимальная задержка между сигналом пробуждения и временем, когда процессор начнет выполнять первую новую инструкцию (при условии, что оба ядра в модуль всегда будет готов выполнить инструкции, как только модуль становится работоспособным в целом).

Существуют процессоры без прямой координации между разными уровнями однако иерархия единиц внутри них.В тех случаях просят простоя состояние на уровне «ядра» не влияет автоматически на уровень «модуль», поскольку Например, никак и CPUIdle и драйвер отвечает за всю обработка иерархии. Тогда определение объектов состояния простоя: полностью зависит от драйвера, но все же физические свойства состояния простоя что аппаратное обеспечение процессора, наконец, должно всегда соответствовать параметрам используется губернатором для выбора состояния простоя (например, фактический выход задержка этого состояния ожидания не должна превышать параметр задержки выхода объект состояния простоя, выбранный губернатором).

В дополнение к параметрам состояния ожидания целевой резидентности и задержки выхода обсуждалось выше, каждый из объектов, представляющих состояния ожидания, содержит несколько других параметры, описывающие состояние ожидания и указатель на функцию, в которой запускается чтобы попросить оборудование войти в это состояние. Также для каждого struct cpuidle_state объект, есть соответствующий struct cpuidle_state_usage один, содержащий использование статистика данного состояния простоя. Эта информация предоставляется ядром через sysfs .

Для каждого ЦП в системе существует / sys / devices / system / cpu / cpu / cpuidle / каталог в sysfs , где номер назначается данному CPU во время инициализации. Этот каталог содержит набор подкаталогов вызывается state0 , state1 и так далее, вплоть до количества состояния ожидания объекты, определенные для данного ЦП минус один. Каждый из этих каталогов соответствует одному объекту состояния простоя, и чем больше число в его имени, тем глубже представленное им (эффективное) состояние простоя.Каждый из них содержит количество файлов (атрибутов), представляющих свойства состояния ожидания соответствующий ему объект, а именно:

выше
Общее количество запросов об этом состоянии ожидания, но наблюдаемая продолжительность простоя, безусловно, была слишком короткой, чтобы соответствовать запланированной резидентство.
ниже
Общее количество запросов об этом состоянии простоя, но определенно более глубокое состояние простоя было бы лучше для наблюдаемого простоя продолжительность.
desc
Описание состояния ожидания.
отключить
Отключено или нет это состояние ожидания.
default_status
Статус этого состояния по умолчанию: «включено» или «отключено».
задержка
Задержка выхода из состояния ожидания в микросекундах.
наименование
Имя состояния ожидания.
мощность
Мощность, потребляемая оборудованием в этом состоянии ожидания в милливаттах (если указано, 0 в противном случае).
резиденция
Целевое время простоя в микросекундах.
время
Общее время, проведенное в этом состоянии ожидания данным ЦП (измеренное ядро) в микросекундах.
использование
Общее количество запросов к оборудованию от данного ЦП. войдите в это состояние ожидания.
отклонено
Общее количество запросов на переход в это состояние ожидания на данном ЦП был отклонен.

Файлы desc и name содержат строки. Различия между ними заключается в том, что название должно быть более лаконичным, а описание может быть длиннее и содержать пробелы или специальные символы. Остальные файлы, перечисленные выше, содержат целые числа.

Атрибут disable - единственный доступный для записи. Если он содержит 1, данное состояние простоя отключено для этого конкретного процессора, что означает, что губернатор никогда не выберет его для этого конкретного процессора и CPUIdle в результате драйвер никогда не попросит оборудование ввести его для этого процессора.Однако отключение состояния простоя для одного процессора не предотвращает его запрашивается другими процессорами, поэтому он должен быть отключен для всех, чтобы ни один из них никогда не попросит об этом. [Обратите внимание, что из-за способа лестницы реализован губернатор, отключение состояния ожидания не позволяет этому губернатору выбор любых состояний ожидания более глубоких, чем отключенное]

Если атрибут disable содержит 0, данное состояние ожидания разрешено для этот конкретный процессор, но он все еще может быть отключен для некоторых или всех других ЦП в системе одновременно.Запись в него 1 вызывает состояние ожидания быть отключенным для этого конкретного процессора, и запись в него 0 позволяет губернатору учтите, что данный процессор и драйвер запрашивают его, если это состояние не было отключено глобально в драйвере (в этом случае он не может использоваться вообще).

Атрибут power определен не очень хорошо, особенно для состояния простоя объекты, представляющие комбинации состояний бездействия на разных уровнях иерархия блоков в процессоре, и, как правило, трудно добиться простоя государственные числа мощности для сложного оборудования, поэтому power часто содержит 0 (не доступно), и если он содержит ненулевое число, это число может быть не очень точен, и на него не следует полагаться ни в чем значимом.

Число в файле time обычно может быть больше, чем общее время действительно расходуется данным процессором в данном состоянии простоя, поскольку измеряется ядро, и оно может не охватывать случаи, когда оборудование отказывалось войти это состояние простоя и вместо него перешел в более мелкое (или даже не войти в любое состояние ожидания). Ядро может измерять только промежуток времени между запрос на переход оборудования в состояние ожидания и последующее пробуждение ЦП и он не может сказать, что на самом деле произошло на аппаратном уровне.Более того, если рассматриваемый объект состояния простоя представляет собой комбинацию простоя состояния на разных уровнях иерархии блоков процессора, ядро никогда не может сказать, насколько глубоко оборудование спустилось по иерархии в любом частный случай. По этим причинам единственный надежный способ узнать, как много времени было проведено оборудованием в различных состояниях простоя, поддерживаемых это использовать счетчики состояния простоя в аппаратном обеспечении, если они доступны.

Обычно прерывание, полученное при попытке перехода в состояние ожидания, вызывает запрос входа в состояние простоя будет отклонен, и в этом случае драйвер CPUIdle может вернуть код ошибки, чтобы указать, что это было так.Использование и отклоненных файлов сообщают, сколько раз данное состояние простоя был введен успешно или отклонен соответственно.

Управление питанием Качество обслуживания для процессоров

Фреймворк качества обслуживания управления питанием (PM QoS) в ядре Linux позволяет коду ядра и процессам пользовательского пространства устанавливать ограничения на различные энергоэффективные функции ядра для предотвращения падения производительности ниже необходимого уровня.

Управление временем простоя ЦП может быть затронуто PM QoS двумя способами, через глобальный предел задержки ЦП и ограничения задержки возобновления для отдельные процессоры.Код ядра (например, драйверы устройств) может установить их оба с помощью с помощью специальных внутренних интерфейсов, предоставляемых структурой PM QoS. Пользователь пространство может изменить первое, открыв специальный cpu_dma_latency файл устройства под / dev / и записать двоичное значение (интерпретируемое как 32-битное целое число со знаком) к нему. В свою очередь, ограничение задержки возобновления для ЦП можно изменить из пользовательского пространства, написав строку (представляющую подписанный 32-битное целое число) в файл power / pm_qos_resume_latency_us в / sys / devices / system / cpu / cpu / в sysfs , где номер процессора выделяется во время инициализации системы.Отрицательные значения будет отклонено в обоих случаях, а также в обоих случаях записанное целое число number будет интерпретироваться как запрошенное ограничение QoS PM в микросекундах.

Запрошенное значение не применяется автоматически как новое ограничение, однако, поскольку он может быть менее строгим (в данном конкретном случае более значительным), чем другой ограничение, ранее запрошенное кем-то другим. По этой причине PM QoS framework поддерживает список запросов, которые были сделаны до сих пор для глобальный предел задержки ЦП и для каждого отдельного ЦП их агрегирует и применяет эффективное (в данном конкретном случае минимальное) значение в качестве нового ограничение.

Фактически, открытие файла специального устройства cpu_dma_latency вызывает новый Запрос PM QoS должен быть создан и добавлен в глобальный список приоритетов задержки ЦП ограничить запросы и файловый дескриптор, исходящий из операции «открыть» представляет этот запрос. Если этот файловый дескриптор затем используется для записи, записанный в него номер будет связан с запросом QoS PM, представленным это новое запрошенное предельное значение. Далее механизм списка приоритетов будет используется для определения нового действующего значения всего списка запросов и это эффективное значение будет установлено как новый предел задержки ЦП.Таким образом, запрашивая новое предельное значение изменит реальный предел только в том случае, если действующее значение «списка» равно влияет на него, что имеет место, если это минимум запрошенных значений в списке.

Процесс, содержащий дескриптор файла, полученный при открытии cpu_dma_latency файл специального устройства управляет запросом PM QoS связанный с этим файловым дескриптором, но он управляет этим конкретным PM QoS только запрос.

Закрытие специального файла устройства cpu_dma_latency или, точнее, файла дескриптор файла, полученный при его открытии, вызывает запрос PM QoS, связанный с с этим файловым дескриптором, который будет удален из списка глобального приоритета CPU запросы ограничения задержки и уничтожены.Если это произойдет, список приоритетов будет использоваться снова, чтобы определить новое эффективное значение для всего list, и это значение станет новым пределом.

В свою очередь, для каждого ЦП существует один запрос QoS PM с задержкой возобновления, связанный с файл power / pm_qos_resume_latency_us в / sys / devices / system / cpu / cpu / в sysfs и запись в него вызывает этот единственный запрос PM QoS должен обновляться независимо от того, какое пространство пользователя процесс делает это.Другими словами, этот запрос PM QoS используется всем пространство пользователя, поэтому доступ к связанному с ним файлу должен быть разрешен чтобы избежать путаницы. [Возможно, единственное законное использование этого механизма в практика заключается в том, чтобы привязать процесс к рассматриваемому процессору и позволить ему использовать sysfs интерфейс для управления ограничением задержки возобновления для него.] Это все же только просьба. Это запись в списке приоритетов, используемая для определить эффективное значение, которое будет установлено в качестве ограничения задержки возобновления для Под вопросом CPU каждый раз, когда список запросов так или иначе обновляется (в этом списке могут быть другие запросы, исходящие из кода ядра).

Ожидается, что регуляторы времени простоя ЦП

будут учитывать минимум глобального (эффективное) ограничение задержки ЦП и ограничение эффективной задержки возобновления для данный ЦП в качестве верхнего предела задержки выхода из состояния бездействия, что им разрешено выбирать для этого процессора. Они никогда не должны выбирать бездействующие состояния с задержкой выхода сверх этого предела.

Управление состояниями простоя через командную строку ядра

В дополнение к интерфейсу sysfs , разрешающему отдельные состояния ожидания отключен для отдельных процессоров, есть ядро параметры командной строки, влияющие на управление временем простоя ЦП.

Параметр командной строки ядра cpuidle.off = 1 может использоваться для отключения Управление временем простоя ЦП целиком. Это не мешает холостому циклу работает на простаивающих ЦП, но предотвращает регуляторы времени простоя ЦП и драйверы от призыва. Если он добавлен в командную строку ядра, цикл простоя попросит оборудование перейти в состояние ожидания на простаивающих процессорах через архитектуру процессора код поддержки, который, как ожидается, предоставит механизм по умолчанию для этой цели. Этот механизм по умолчанию обычно является наименьшим общим знаменателем для всех процессоры, реализующие архитектуру (т.е.е. Набор инструкций процессора), о котором идет речь, однако, поэтому он довольно грубый и не очень энергоэффективный. По этой причине, не рекомендуется для промышленного использования.

Переключатель командной строки ядра cpuidle.governor = разрешает CPUIdle губернатор использовать подлежит уточнению. Он должен быть добавлен с соответствием строки имя доступного регулятора (например, cpuidle.governor = menu ) и что губернатор будет использоваться вместо стандартного. Можно заставить меню регулятор для использования в системах, использующих лестничный регулятор по умолчанию так, например.

Другие параметры командной строки ядра, управляющие управлением временем простоя процессора. описанные ниже актуальны только для архитектуры x86 и некоторых из они влияют только на процессоры Intel.

Код поддержки архитектуры x86 распознает три командной строки ядра параметры, связанные с управлением временем простоя процессора: idle = опрос , idle = остановка , и idle = nomwait . Первые два из них отключают acpi_idle и intel_idle драйверов в целом, что фактически приводит к CPUIdle Подсистема должна быть отключена и заставляет цикл простоя вызывать код поддержки архитектуры для работы с простаивающими процессорами.Как это происходит, зависит от какой из двух параметров добавляется в командную строку ядра. в idle = остановить случай , код поддержки архитектуры будет использовать HLT инструкция ЦП (которая, как правило, приостанавливает выполнение программы и заставляет оборудование пытаться войти в минимально возможное состояние ожидания) для этой цели, и если используется idle = poll , простаивающие процессоры выполнят более-менее «легковесная» последовательность инструкций в замкнутом цикле.[Запись что использование idle = poll во многих случаях несколько радикально, так как предотвращает простоя ЦП от экономии почти любой энергии может быть не единственным результатом этого. Например, на оборудовании Intel он эффективно предотвращает использование ЦП P-состояния (см. Масштабирование производительности ЦП), которые требуют, чтобы любое количество ЦП в пакете было простаивает, поэтому это может повредить производительности однопоточных вычислений, а также энергоэффективность. Таким образом, использование его по соображениям производительности может быть не очень хорошей идеей. вообще.]

Параметр idle = nomwait отключает драйвер intel_idle и вызывает acpi_idle (если вся необходимая ему информация в таблицах ACPI системы), но не разрешено использовать MWAIT Инструкция процессоров, чтобы запросить переход оборудования в состояние ожидания.

В дополнение к параметрам командной строки ядра на уровне архитектуры, влияющим на ЦП управление временем простоя, есть параметры, влияющие на индивидуальный CPUIdle драйверы, которые можно передать им через командную строку ядра.В частности, параметры intel_idle.max_cstate = и processor.max_cstate = , где - индекс состояния ожидания, также используемый в имени данного каталог состояния в sysfs (см. Представление состояний простоя), вызывает intel_idle и acpi_idle , соответственно, чтобы отказаться от всех состояние простоя более глубокое, чем состояние ожидания . В таком случае они никогда не спросят для любого из этих незанятых состояний или раскрыть их губернатору.[Поведение два драйвера отличаются для , равного 0 . Добавление intel_idle.max_cstate = 0 в командной строке ядра отключает intel_idle и позволяет использовать acpi_idle , тогда как processor.max_cstate = 0 эквивалентно processor.max_cstate = 1 . Кроме того, драйвер acpi_idle является частью модуля ядра процессора , который может быть загружен отдельно и max_cstate = может быть передан ему как модуль параметр, когда он загружен.]

.

java - как определить, что мобильный телефон простаивает?

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
.

android - режим сна / ожидания приводит к потере Wi-Fi

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
.

Как элегантно определить простой в JavaScript?

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
.

новейших вопросов о таймере простоя - Stack overflow на русском

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
  5. Реклама Обратитесь к разработчикам и технологам со всего мира
  6. О компании
.

Смотрите также