Τι είναι ένας ρυθμιστής τάσης και σε τι χρησιμεύει;

Ορισμός

Ένας σταθεροποιητής τάσης (CH) είναι μια συσκευή που έχει σχεδιαστεί για να μετατρέπει μια ασταθή τάση εισόδου από ένα ηλεκτρικό δίκτυο: υποτιμημένη, υπερεκτιμημένη, ή με περιοδικές υπερτάσεις, σε μια συσκευή εξόδου σταθερού μεγέθους και ηλεκτρικές συσκευές συνδεδεμένες σε αυτήν.

Το επαναδιατυπώνουμε για ανδρείκελα: ο σταθεροποιητής το κάνει έτσι ώστε για τις συσκευές που είναι συνδεδεμένες σε αυτήν, η τάση να είναι πάντα η ίδια και κοντά στα 220V, ανεξάρτητα από το πώς πηγαίνει στην είσοδό της: 180, 190, 240, 250 Volts ή ακόμα και πλωτήρες.

Σημειώστε ότι η 220V ή 240V είναι η τυπική τιμή. Αλλά σε ορισμένες χώρες κοντά και πολύ στο εξωτερικό μπορεί να είναι διαφορετική, για παράδειγμα 110V. Κατά συνέπεια, οι σταθεροποιητές «μας» δεν θα λειτουργούν εκεί.

Οι σταθεροποιητές είναι διαφορετικοί είδη: και για εργασίες σε κυκλώματα συνεχούς ρεύματος (γραμμικοί και παλμοί, παράλληλοι και σειριακοί τύποι), και για εργασίες σε κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος. Οι τελευταίοι καλούνται συχνά «σταθεροποιητές τάσης δικτύου» ή απλά «σταθεροποιητές 220V». Με απλά λόγια, αυτοί οι σταθεροποιητές συνδέονται στο δίκτυο και οι καταναλωτές συνδέονται ήδη με αυτό.

Στην καθημερινή ζωή, το SN χρησιμοποιείται για την προστασία και των δύο μεμονωμένων συσκευών, για παράδειγμα, για ψυγείο ή υπολογιστή, και για την προστασία ολόκληρου του σπιτιού, στην περίπτωση αυτή είναι εγκατεστημένος ένας ισχυρός σταθεροποιητής στην είσοδο.

Ταξινόμηση

Ο σχεδιασμός των σταθεροποιητών εξαρτάται από τις φυσικές αρχές στις οποίες λειτουργούν. Από την άποψη αυτή, χωρίζονται σε:

• ηλεκτρομηχανική;
• σιδηροανθρώπιση;
• μετατροπέας;
• ημιαγωγός?
• ρελέ.

Με τον αριθμό των φάσεων μπορεί να είναι μονοφασικό και τριφασικό. Ένα ευρύ φάσμα δυνατοτήτων επιτρέπει την παραγωγή σταθεροποιητών τόσο για οικιακές όσο και για μικρές οικιακές συσκευές:

• για την τηλεόραση
• για λέβητα αερίου.
• για το ψυγείο.

Έτσι για μεγάλα αντικείμενα:

• βιομηχανικές μονάδες
• εργαστήρια, κτίρια.

Οι σταθεροποιητές είναι αρκετά ενεργειακά αποδοτικοί. Η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας κυμαίνεται από 2 έως 5%. Ορισμένες συσκευές σταθεροποίησης ενδέχεται να έχουν επιπλέον προστασία:

• από κύμα;
• από υπερφόρτωση;
• από βραχυκυκλώματα;
• από τις διαφορές συχνότητας.

Αρχή λειτουργίας

Οι σταθεροποιητές τάσης είναι διαφόρων τύπων, καθένας από τους οποίους διαφέρει στην αρχή της ρύθμισης. Θα εξετάσουμε αυτές τις διαφορές παρακάτω.Εάν γενικεύσουμε την αρχή της λειτουργίας και τη δομή όλων των τύπων, τότε ο σταθεροποιητής τάσης δικτύου αποτελείται από 2 κύρια μέρη:

1. Σύστημα ελέγχου - παρακολουθεί το επίπεδο τάσης εισόδου και δίνει την εντολή της μονάδας ισχύος να την αυξήσει ή να μειώσει, έτσι ώστε η έξοδος να παράγει σταθερό 220V εντός του καθορισμένου σφάλματος (ακρίβεια κανονισμού). Αυτό το σφάλμα βρίσκεται εντός 5-10% και διαφέρει για κάθε συσκευή.
2. Το τροφοδοτικό - σε σερβοκινητήρα (ή σερβοκινητήρα), ρελέ και ηλεκτρονικό (triac) - είναι ένας αυτομετασχηματιστής, με τον οποίο η τάση εισόδου αυξάνεται ή πέφτει σε κανονικό επίπεδο, και σε σταθεροποιητές μετατροπέα, ή όπως ονομάζονται επίσης "με διπλή μετατροπή", χρησιμοποιείται ένας μετατροπέας . Πρόκειται για μια συσκευή που αποτελείται από μια γεννήτρια (ελεγκτής PWM), έναν μετασχηματιστή και διακόπτες ισχύος (τρανζίστορ), οι οποίοι περνούν ή αποσυνδέουν το ρεύμα μέσω της πρωτεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή, σχηματίζοντας την τάση εξόδου του επιθυμητού σχήματος, συχνότητας και, κυρίως, μεγέθους.

Εάν η τάση εισόδου είναι φυσιολογική, τότε ορισμένα μοντέλα σταθεροποιητών έχουν λειτουργία "παράκαμψης" ή "διέλευσης", όταν η τάση εισόδου εφαρμόζεται απλώς στην έξοδο έως ότου φύγει από το καθορισμένο εύρος. Για παράδειγμα, η παράκαμψη θα ενεργοποιηθεί από 215 έως 225 βολτ, και σε περίπτωση μεγάλων διακυμάνσεων, για παράδειγμα, με μείωση έως και 205-210V, το σύστημα ελέγχου θα αλλάξει το κύκλωμα στο τμήμα ισχύος και θα ξεκινήσει τη ρύθμιση, θα αυξήσει την τάση και η έξοδος θα είναι ήδη σταθερή 220V με δεδομένο σφάλμα .

Ομαλή και ακριβέστερη ρύθμιση της τάσης εξόδου για MV μετατροπέα, στη δεύτερη θέση - σερβοκινητήρες, και για ρελέ και ηλεκτρονικά, η ρύθμιση είναι σταδιακή και η ακρίβεια εξαρτάται από τον αριθμό των σταδίων. Όπως προαναφέρθηκε, βρίσκεται στο 10%, πιο συχνά περίπου στο 5%.

Εκτός από τα παραπάνω δύο μέρη, ο ρυθμιστής τάσης 220V διαθέτει επίσης μονάδα προστασίας, καθώς και δευτερεύουσα πηγή ισχύος για τα κυκλώματα του συστήματος ελέγχου, τα ίδια προστατευτικά και άλλα λειτουργικά στοιχεία. Η γενική συσκευή δείχνει την παρακάτω εικόνα:

Ταυτόχρονα, το σχήμα εργασίας με την απλούστερη μορφή του μοιάζει με αυτό:

Θα εξετάσουμε εν συντομία πώς λειτουργούν οι σταθεροποιητές τάσης των κύριων τύπων.

Ρελέ

Στον σταθεροποιητή ρελέ, η ρύθμιση γίνεται με εναλλαγή του ρελέ. Αυτά τα ρελέ κλείνουν ορισμένες επαφές μετασχηματιστή, αυξάνοντας ή μειώνοντας την τάση εξόδου.

Το σώμα ελέγχου είναι ένα ηλεκτρονικό μικροκύκλωμα. Τα στοιχεία σε αυτό συγκρίνουν την τάση αναφοράς και γραμμής. Εάν υπάρχει αναντιστοιχία, δίνεται ένα σήμα στα ρελέ μεταγωγής για τη σύνδεση των αυξανόμενων ή μειωμένων περιελίξεων του αυτομετασχηματιστή.

Τα ρελέ SNs ρυθμίζουν συνήθως την ηλεκτρική ενέργεια εντός ± 15% με ακρίβεια εξόδου από ± 5% έως ± 10%.

Πλεονεκτήματα των σταθεροποιητών ρελέ:

• φθηνότητα
• συμπαγής.

Μειονεκτήματα:

• αργή απόκριση στις διακυμάνσεις τάσης.
• σύντομη διάρκεια ζωής?
• χαμηλή αξιοπιστία
• κατά την αλλαγή, είναι δυνατή η βραχυπρόθεσμη απενεργοποίηση των συσκευών.
• αδυνατεί να αντέξει τις υπερτάσεις;
• θόρυβος, κλικ κατά την εναλλαγή.

Σερβο κίνηση

Τα κύρια στοιχεία των σερβο σταθεροποιητών είναι ένας αυτομετασχηματιστής και ένας σερβο κινητήρας. Εάν η τάση αποκλίνει από τον κανόνα, ο ελεγκτής δίνει ένα σήμα στον σερβοκινητήρα, ο οποίος αλλάζει τις απαραίτητες περιελίξεις του αυτομετασχηματιστή. Ως αποτέλεσμα της χρήσης ενός τέτοιου συστήματος, εξασφαλίζεται ομαλή ρύθμιση και ακρίβεια έως και 1% του συνολικού εύρους.

Στον σερβοκινητήρα SN, το ένα άκρο της πρωτεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή συνδέεται με μια άκαμπτη διακλάδωση του αυτομετασχηματιστή και το δεύτερο άκρο της πρωτεύουσας περιέλιξης συνδέεται με μια κινητή επαφή (πινέλο γραφίτη), η οποία κινείται από έναν σερβοκινητήρα. Ένας ακροδέκτης της δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή συνδέεται με την πηγή ισχύος εισόδου και ο δεύτερος ακροδέκτης συνδέεται με την έξοδο του ρυθμιστή τάσης.

Ο πίνακας ελέγχου συγκρίνει την τάση εισόδου και αναφοράς. Σε περίπτωση αποκλίσεων από το σετ, ο σερβοκινητήρας τίθεται σε λειτουργία.Μετακινεί τη βούρτσα κατά μήκος των κλαδιών του αυτομετασχηματιστή. Ο σερβοκινητήρας θα συνεχίσει να λειτουργεί έως ότου η διαφορά μεταξύ της τάσης αναφοράς και της εξόδου μηδενιστεί. Η όλη διαδικασία, από την παραλαβή ηλεκτρικής ενέργειας κακής ποιότητας έως την έξοδο ενός σταθεροποιημένου ρεύματος, διαρκεί δεκάδες χιλιοστά του δευτερολέπτου και περιορίζεται από την ταχύτητα της βούρτσας να κινείται με μια σερβο κίνηση.

Οι σερβοκίνητοι σταθεροποιητές τάσης παράγονται σε διάφορα σχέδια.

1. Μονοφασική. Αποτελείται από έναν αυτόματο μετασχηματιστή και έναν servo drive.
2. Τριφασικό. Χωρίζονται σε δύο τύπους. Ισορροπημένο - έχετε τρεις μετασχηματιστές και έναν σερβο οδηγό και ένα κύκλωμα ελέγχου. Η ρύθμιση πραγματοποιείται και στις τρεις φάσεις ταυτόχρονα. Χρησιμοποιείται για την προστασία τριφασικών ηλεκτρικών συσκευών, εργαλειομηχανών, συσκευών. Μη ισορροπημένο - έχουν τρεις αυτομετασχηματιστές, τρεις σερβοκινητήρες και τρία κυκλώματα ελέγχου. Δηλαδή, η σταθεροποίηση συμβαίνει σε κάθε φάση, ανεξάρτητα η μια από την άλλη. Πεδίο εφαρμογής: προστασία του ηλεκτρικού εξοπλισμού κτιρίων, εργαστηρίων, βιομηχανικών εγκαταστάσεων.

Πλεονεκτήματα των σερβοσταθεροποιητικών συσκευών:

• απόδοση
• υψηλή ακρίβεια σταθεροποίησης ·
• υψηλή αξιοπιστία
• αντίσταση στην υπέρταση

Μειονεκτήματα:

• χρειάζεστε περιοδική συντήρηση?
• απαιτούν ελάχιστες δεξιότητες ρύθμισης συσκευής.

Μετατροπέας

Η κύρια διαφορά μεταξύ αυτού του τύπου SN είναι η απουσία κινούμενων μερών και ενός μετασχηματιστή. Η ρύθμιση τάσης πραγματοποιείται με τη μέθοδο διπλής μετατροπής. Στο πρώτο στάδιο, το εναλλασσόμενο ρεύμα εισόδου διορθώνεται και περνά μέσω ενός φίλτρου κυματισμού, που αποτελείται από πυκνωτής. Μετά από αυτό, το διορθωμένο ρεύμα ρέει στον μετατροπέα, όπου και πάλι μετατρέπεται σε εναλλασσόμενο ρεύμα και τροφοδοτείται στο φορτίο. Σε αυτήν την περίπτωση, η τάση εξόδου είναι σταθερή τόσο σε μέγεθος όσο και σε συχνότητα.

Στο επόμενο βίντεο, θα μάθετε για την αρχή λειτουργίας μιας από τις επιλογές για την εφαρμογή ενός μετατροπέα τάσης από 12V DC σε 220V AC. Αυτό που διαφέρει από τον σταθεροποιητή τάσης αντιστροφέα από την τάση εισόδου, διαφορετικά η αρχή λειτουργίας είναι σε μεγάλο βαθμό παρόμοια και το βίντεο θα σας επιτρέψει να καταλάβετε πώς λειτουργεί αυτός ο τύπος συσκευής:

Πλεονεκτήματα:

• απόδοση (η υψηλότερη από αυτές που αναφέρονται) ·
• μεγάλο εύρος ρυθμιζόμενης τάσης (από 115 έως 300V).
• υψηλός συντελεστής απόδοσης (πάνω από 90%) ·
• σιωπηλή δουλειά
• μικρές διαστάσεις
• ομαλή ρύθμιση.

Μειονεκτήματα:

• μείωση του εύρους ρύθμισης με αυξανόμενο φορτίο ·
• υψηλό κόστος.

Εξετάσαμε λοιπόν πώς λειτουργεί ο ρυθμιστής τάσης, γιατί είναι απαραίτητος και πού χρησιμοποιείται. Ελπίζουμε ότι οι παρεχόμενες πληροφορίες ήταν χρήσιμες και ενδιαφέρουσες για εσάς!

Σχετικά υλικά:

• Πώς λειτουργεί ο μαγνητικός εκκινητής
• Συσκευές προστασίας από υπερτάσεις δικτύου
• Η διαφορά μεταξύ AC και DC