Stabilizer tegangan: perangkat, prinsip operasi, tujuan

Definisi

Stabilizer tegangan (MV) adalah perangkat yang dirancang untuk mengubah tegangan tidak stabil input dari listrik: diremehkan, dilebih-lebihkan atau dengan lompatan berkala, dalam nilai stabil pada output perangkat dan terhubung dengannya peralatan listrik.

Mari kita parafrase untuk boneka: stabilizer memastikan bahwa tegangan untuk perangkat yang terhubung selalu sama dan mendekati 220V, terlepas dari inputnya: 180, 190, 240, 250 Volt atau secara umum mengapung.

Perhatikan bahwa 220V atau 240V adalah nilai standar untuk Federasi Rusia, Belarus, Ukraina, dan sebagainya. Tapi di beberapa negara dekat dan jauh di luar negeri, mungkin berbeda, misalnya 110V. Dengan demikian, stabilisator "kami" tidak akan berfungsi di sana.

Stabilisator berbeda jenis: baik untuk pengoperasian pada rangkaian DC (jenis linier dan pulsa, paralel dan seri), maupun untuk pengoperasian pada rangkaian AC. Yang terakhir ini sering disebut "stabilisator tegangan listrik" atau hanya "stabilisator 220V". Secara sederhana, stabilisator tersebut terhubung ke listrik, dan konsumen sudah terhubung dengannya.

Dalam kehidupan sehari-hari, CH digunakan untuk melindungi kedua perangkat individu, misalnya, untuk lemari es atau komputer, dan untuk melindungi seluruh rumah, dalam hal ini stabilizer yang kuat dipasang di input.

Klasifikasi

Desain stabilizer tergantung pada prinsip-prinsip fisik di mana mereka beroperasi. Dalam hal ini, mereka dibagi menjadi:

• elektromekanis;
• ferroresonan;
• inverter;
• semikonduktor;
• menyampaikan.

Menurut jumlah fase, mereka bisa satu fase dan tiga fase. Berbagai kapasitas memungkinkan kami untuk memproduksi stabilisator untuk peralatan rumah tangga dan rumah tangga kecil:

• untuk televisi;
• untuk ketel gas;
• untuk kulkas.

Jadi untuk benda besar:

• unit industri (misalnya, stabilisator industri tiga fase Saturnus);
• bengkel, gedung.

Stabilisator cukup hemat energi. Konsumsi listrik berkisar antara 2 hingga 5%. Beberapa perangkat penstabil mungkin memiliki perlindungan tambahan:

• dari tegangan lebih;
• dari kelebihan beban;
• dari sirkuit pendek;
• dari penurunan frekuensi.

Prinsip operasi

Stabilisator tegangan memiliki jenis yang berbeda, yang masing-masing berbeda dalam prinsip pengaturan. Kami akan mempertimbangkan perbedaan ini nanti. Jika kita menggeneralisasi prinsip operasi dan struktur semua jenis, maka penstabil tegangan listrik terdiri dari 2 bagian utama:

1. Sistem kontrol - memantau level tegangan input dan menginstruksikan unit daya untuk menaikkan atau kurangi sehingga output stabil 220V dalam kesalahan yang ditentukan (akurasi peraturan). Kesalahan ini dalam 5-10% dan berbeda untuk setiap perangkat.
2. Bagian daya - dalam servo-driven (atau servo-motor), relai dan elektronik (triac) - adalah autotransformer, dengan bantuan tegangan input naik atau turun ke level normal, dan dalam stabilisator inverter, atau yang juga disebut "konversi ganda" - digunakan inverter. Ini adalah perangkat yang terdiri dari generator (pengontrol PWM), transformator dan sakelar daya (transistor) yang melewati atau matikan arus melalui belitan utama transformator, membentuk tegangan keluaran dari bentuk, frekuensi yang diinginkan dan, yang paling penting, besaran.

Jika tegangan input normal, maka beberapa model stabilisator memiliki fungsi "bypass" atau "Transit", ketika tegangan input hanya diterapkan ke output sampai meninggalkan set jangkauan. Misalnya, dari 215 hingga 225 volt, "bypass" akan dihidupkan, dan dengan fluktuasi besar, misalnya, dengan penarikan ke 205-210V, sistem kontrol akan mengalihkan rangkaian ke bagian daya dan mulai menyesuaikan, meningkatkan tegangan dan output akan sudah stabil 220V dengan kesalahan yang diberikan.

Penyesuaian tegangan output yang halus dan paling akurat untuk MV inverter, di tempat kedua - digerakkan oleh servo, dan dalam relai dan elektronik, penyesuaian terjadi dalam langkah-langkah, dan akurasinya tergantung pada jumlah langkah. Seperti disebutkan di atas, itu terletak dalam 10%, lebih sering sekitar 5%.

Selain dua bagian yang disebutkan di atas, penstabil tegangan 220V juga berisi unit pelindung, serta sumber catu daya sekunder untuk sirkuit sistem kontrol, perlindungan yang sama dan elemen fungsional lainnya. Perangkat umum jelas ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Pada saat yang sama, skema kerja dalam bentuknya yang paling sederhana terlihat seperti ini:

Mari kita lihat sekilas bagaimana jenis utama regulator tegangan bekerja.

Menyampaikan

Dalam stabilizer relai, pengaturan terjadi dengan mengalihkan relai. Relai ini menutup kontak tertentu dari transformator, menaikkan atau menurunkan tegangan output.

Badan pengendali adalah sirkuit mikro elektronik. Elemen di atasnya membandingkan referensi dan tegangan listrik. Jika terjadi ketidaksesuaian, sinyal diberikan oleh relai pensaklaran untuk menghubungkan belitan naik atau turun dari autotransformator.

Relay MV biasanya mengatur listrik dalam ± 15% dengan akurasi output ± 5% hingga ± 10%.

Keuntungan dari stabilisator relai:

• murahnya;
• kekompakan.

Kekurangan:

• respon lambat terhadap fluktuasi tegangan;
• kehidupan pelayanan yang pendek;
• keandalan rendah;
• saat beralih, pemadaman listrik jangka pendek dari perangkat dimungkinkan;
• tidak mampu menahan tegangan lebih;
• kebisingan, klik saat beralih.

Servo

Elemen utama penstabil servo adalah autotransformer dan motor servo. Jika tegangan menyimpang dari norma, pengontrol mengirimkan sinyal ke motor servo, yang mengubah belitan autotransformer yang diperlukan. Sebagai hasil dari penggunaan sistem seperti itu, pengaturan yang lancar dan akurasi hingga 1% dari total jangkauan disediakan.

Dalam MV yang digerakkan servo, salah satu ujung belitan utama transformator dihubungkan ke cabang kaku dari autotransformator, dan ujung kedua belitan primer terhubung ke kontak bergerak (sikat grafit) yang bergerak motor servo. Satu terminal belitan sekunder transformator terhubung ke catu daya input, dan terminal kedua terhubung ke output regulator tegangan.

Papan kontrol membandingkan tegangan input dan referensi. Untuk setiap penyimpangan dari yang ditetapkan, drive servo mulai beroperasi. Dia menggerakkan sikat di sepanjang cabang autotransformer. Servomotor akan terus berjalan sampai perbedaan antara referensi dan tegangan output adalah nol. Seluruh proses ini, mulai dari masuknya daya listrik berkualitas buruk hingga keluaran arus stabil, berlangsung dalam puluhan milidetik dan dibatasi oleh kecepatan gerakan sikat oleh penggerak servo.

Stabilisator tegangan listrik yang digerakkan servo diproduksi dalam berbagai desain.

1. Fase tunggal. Terdiri dari satu autotransformer dan satu servo drive.
2. Tiga fase. Mereka diklasifikasikan menjadi dua jenis. Seimbang - memiliki tiga transformator dan satu servo drive dan satu sirkuit kontrol. Regulasi dilakukan pada ketiga fase secara bersamaan. Mereka digunakan untuk melindungi perangkat listrik tiga fase, peralatan mesin, perangkat. Tidak seimbang - memiliki tiga autotransformer, tiga servomotor, dan tiga sirkuit kontrol. Artinya, stabilisasi terjadi di setiap fase, secara independen satu sama lain. Lingkup: perlindungan peralatan listrik gedung, bengkel, fasilitas industri.

Keuntungan dari perangkat penstabil servo:

• kinerja kecepatan tinggi;
• akurasi stabilisasi tinggi;
• keandalan yang tinggi;
• resistensi tegangan lebih;

Kekurangan:

• perlu perawatan berkala;
• membutuhkan keterampilan minimal dalam menyiapkan perangkat.

Inverter

Perbedaan utama antara jenis MV ini adalah tidak adanya bagian yang bergerak dan transformator. Pengaturan tegangan dilakukan dengan metode konversi ganda. Pada tahap pertama, arus AC input disearahkan dan dilewatkan melalui filter riak yang terdiri dari: kapasitor. Setelah itu, arus yang disearahkan mengalir ke inverter, di mana ia kembali diubah menjadi arus bolak-balik dan disuplai ke beban. Dalam hal ini, tegangan keluaran stabil baik dalam besaran maupun frekuensinya.

Dalam video berikutnya, Anda akan belajar tentang prinsip pengoperasian salah satu opsi untuk menerapkan konverter tegangan dari 12V DC ke 220V AC. Yang berbeda dari penstabil tegangan inverter terutama pada tegangan input, jika tidak, prinsip operasinya sangat mirip dan video akan memungkinkan Anda untuk memahami cara kerja jenis perangkat ini:

Keuntungan:

• kecepatan (tertinggi dari yang terdaftar);
• rentang besar tegangan yang diatur (dari 115 hingga 300V);
• efisiensi tinggi (lebih dari 90%);
• pekerjaan diam;
• dimensi kecil;
• regulasi lancar.

Kekurangan:

• pengurangan rentang regulasi dengan peningkatan beban;
• harga tinggi.

Jadi kami memeriksa cara kerja penstabil tegangan, untuk apa dan di mana digunakan. Semoga informasi yang diberikan bermanfaat dan menarik untuk Anda!

Bahan terkait:

• Bagaimana cara kerja starter magnet?
• Perangkat perlindungan tegangan lebih di jaringan
• Perbedaan antara arus bolak-balik dan arus searah