מייצב מתח: מכשיר, עקרון הפעולה, המטרה

הַגדָרָה

מייצב מתח (MV) הוא מכשיר שנועד להמיר מתח בלתי יציב של הכניסה מרשת החשמל: לא מוערך, מוערך יתר על המידה או עם קפיצות תקופתיות, בערך יציב בפלט המכשיר ומחובר אליו מכשירי חשמל.

בואו ננתח פרפזה על בובות: המייצב מוודא שהמתח של המכשירים המחוברים אליו הוא תמיד זהה וקרוב ל -220 וולט, ללא קשר למה שהוא מגיע לקלט שלו: 180, 190, 240, 250 וולט או באופן כללי צף.

שים לב כי 220V או 240V הוא הערך הסטנדרטי עבור הפדרציה הרוסית, בלארוס, אוקראינה וכן הלאה. אבל במדינות מסוימות של הרחוק הקרוב והרחוק, זה עשוי להיות שונה, למשל 110V. בהתאם לכך, מייצבים "שלנו" לא יעבדו שם.

מייצבים שונים מִין: הן להפעלה במעגלי DC (ליניארי ודופק, מקבילים וסדרות), והן להפעלה במעגלי AC. האחרונים מכונים לעתים קרובות "מייצבי מתח רשת" או פשוט "מייצבי 220V". במילים פשוטות, מייצבים כאלה מחוברים לרשת החשמל, והצרכנים כבר מחוברים אליה.

בחיי היומיום, CH משמש להגנה על התקנים בודדים, למשל, למקרר או למחשב, וכדי להגן על כל הבית, במקרה זה מותקן מייצב עוצמתי בכניסה.

מִיוּן

עיצוב המייצבים תלוי בעקרונות הפיזיים עליהם הם פועלים. בהקשר זה, הם מחולקים ל:

• אלקטרומכני;
• ferroresonant;
• ממיר מתח;
• מוֹלִיך לְמֶחֱצָה;
• ממסר.

על פי מספר השלבים, הם יכולים להיות חד פאזיים ותלת פאזיים. מגוון רחב של יכולות מאפשר לנו לייצר מייצבים עבור מכשירי חשמל ביתיים וקטנים:

• לטלוויזיה;
• לדוד גז;
• למקרר.

אז לחפצים גדולים:

• יחידות תעשייתיות (למשל, מייצבים תעשייתיים תלת פאזיים שבתאי);
• סדנאות, בניינים.

מייצבים די חסכוניים באנרגיה. צריכת החשמל נעה בין 2 ל -5%. חלק ממכשירי הייצוב עשויים להיות בעלי הגנות נוספות:

• מ מתח יתר;
• מ עומס יתר;
• מ קצרים;
• מירידות תדירות.

עקרון הפעולה

מייצבי מתח הם מסוגים שונים, שכל אחד מהם שונה בעקרון הוויסות. נשקול את ההבדלים הללו מאוחר יותר. אם נכליל את עקרון הפעולה והמבנה של כל הסוגים, מייצב מתח החשמל מורכב משני חלקים עיקריים:

1. מערכת בקרה - מנטרת את רמת מתח הכניסה ומורה ליחידת הכוח להגדיל או הפחת אותו כך שיתקבל פלט 220V יציב בתוך השגיאה שצוינה (דיוק תַקָנָה). שגיאה זו נמצאת בתוך 5-10% והיא שונה עבור כל מכשיר.
2. קטע הכוח - מונע סרוו (או סרוו -מנוע), ממסר ואלקטרוני (טריאק) - הוא טרנספורמטור אוטומטי, שבעזרתו מתח הכניסה עולה או יורד לרמה נורמלית, ובמייצבי מהפך, או כפי שהם מכונים גם "המרה כפולה" - משמש ממיר מתח. זהו מכשיר המורכב מגנרטור (בקר PWM), שנאי ומתגי מתח (טרנזיסטורים) העוברים או לכבות את הזרם דרך הסלילה העיקרית של השנאי, ליצור את מתח המוצא של הצורה, התדירות הרצויה והכי חשוב, גודל.

אם מתח הכניסה תקין, אז לדגמי מייצבים מסוימים יש פונקציית "מעקף" או "מעבר", כאשר מתח הכניסה פשוט מופעל על הפלט עד שהוא עוזב את הסט טווח. לדוגמה, בין 215 ל -225 וולט, ה"עקיף "יופעל, ועם תנודות גדולות, למשל, עם ירידה ל- 205-210V, מערכת הבקרה יעביר את המעגל לחלק החשמל ויתחיל להתאים, יעלה את המתח והפלט כבר יציב 220V עם שגיאה נתונה.

התאמה חלקה ומדויקת ביותר של מתח היציאה עבור מהפך MV, במקום השני - מונע סרוו, ובמסר ואלקטרוני ההתאמה מתרחשת בשלבים, והדיוק תלוי מספר השלבים. כפי שצוין לעיל, הוא נמצא בתוך 10%, לעתים קרובות יותר כ -5%.

בנוסף לשני החלקים שהוזכרו לעיל, מייצב המתח 220V מכיל גם יחידת הגנה, כמו גם מקור ספק כוח משני למעגלי מערכת בקרה, אותן הגנות ורכיבים פונקציונאליים אחרים. המכשיר הכללי מוצג בבירור בתמונה למטה:

יחד עם זאת, תוכנית העבודה בצורתה הפשוטה ביותר נראית כך:

בואו נסתכל מהר על אופן הפעולה של הסוגים העיקריים של וויסות המתח.

ממסר

במייצב ממסר, הרגולציה מתרחשת על ידי החלפת הממסר. ממסרים אלה סוגרים מגעים מסוימים של השנאי, ומעלים או מורידים את מתח המוצא.

גוף השליטה הוא מעגל אלקטרוני. האלמנטים בו משווים את ההתייחסות ואת מתח החשמל. במקרה של חוסר התאמה, ניתן אות על ידי ממסר המיתוג לחיבור הפיתולים ההולכים וגדלים של המתקן האוטומטי.

ממסרי ממסר בדרך כלל מווסתים חשמל בתוך ± 15% עם דיוק פלט של ± 5% עד ± 10%.

היתרונות של מייצבי ממסר:

• זוֹל;
• צְפִיפוּת.

חסרונות:

• תגובה איטית לתנודות המתח;
• חיי שירות קצרים;
• אמינות נמוכה;
• בעת המעבר אפשרית הפסקת חשמל לטווח קצר של המכשירים;
• לא מסוגל לעמוד במתח יתר;
• רעש, קליקים בעת מעבר.

סרוו

המרכיבים העיקריים של מייצבי סרוו הם טרנספורמטור אוטומטי ומנוע סרוו. כאשר המתח חורג מהנורמה, הבקר שולח אות למנוע הסרוו, אשר מחליף את פיתולי הטרנספורמטור האוטומטי הנדרש. כתוצאה משימוש במערכת כזו, ניתנת ויסות חלק ודיוק של עד 1% מהטווח הכולל.

ב- MV מונע סרוו, קצה אחד של הסלילה העיקרית של השנאי מחובר לענף הנוקשה של הממיר האוטומטי, ו הקצה השני של הסלילה העיקרית מחובר למגע נייד (מברשת גרפיט) ​​שזז מנוע סרוו. מסוף אחד של הסלילה המשנית של השנאי מחובר לאספקת החשמל הקלט, והמסוף השני מחובר לפלט של ווסת המתח.

לוח הבקרה משווה את הכניסה ואת מתח ההתייחסות. עבור כל סטיות מהמקבוצות, כונן הסרוו נכנס לפעולה. הוא מזיז את המברשת לאורך ענפי הממיר האוטומטי. המנוע סרוו ימשיך לפעול עד שההפרש בין הפניה למתח היציאה הוא אפס. כל התהליך הזה, החל מהזרמת חשמל באיכות ירודה ועד לתפוקת זרם מיוצב, מתרחש בעשרות אלפיות השנייה ומוגבל במהירות תנועת המברשת על ידי כונן סרוו.

מייצבי מתח רשת מבוססי סרוו מיוצרים בעיצובים שונים.

1. שלב בודד. מורכב מממיר אוטומטי אחד וכונן סרוו אחד.
2. תלת פאזי. הם מסווגים לשני סוגים. מאוזן - בעל שלושה שנאים וכונן סרוו אחד ומעגל בקרה אחד. הרגולציה מתבצעת על כל שלושת השלבים בו זמנית. הם משמשים להגנה על מכשירים חשמליים תלת פאזיים, כלי מכונה, מכשירים. לא מאוזן - בעל שלושה מוליכים אוטומטיים, שלושה מנועי סרוו ושלושה מעגלי בקרה. כלומר, ההתייצבות מתרחשת בכל שלב, ללא קשר זה לזה. היקף: הגנה על ציוד חשמלי של מבנים, בתי מלאכה, מתקני תעשייה.

היתרונות של התקני ייצוב סרוו:

• ביצועים במהירות גבוהה;
• דיוק ייצוב גבוה;
• אמינות גבוהה;
• התנגדות למתח יתר;

חסרונות:

• זקוקים לתחזוקה תקופתית;
• דורשים כישורים מינימליים בהתקנת המכשיר.

ממיר מתח

ההבדל העיקרי בין סוג זה של MV הוא היעדר חלקים נעים ושנאי. ויסות המתח מתבצע בשיטת המרה כפולה. בשלב הראשון, זרם הקלט AC מתוקן ומועבר דרך מסנן אדווה המורכב קַבָּל. לאחר מכן, הזרם המתוקן מוזרם למהפך, שם הוא מומר שוב לזרם חילופין ומסופק לעומס. במקרה זה, מתח המוצא יציב הן בגודל והן בתדירות.

בסרטון הבא תלמדו על עקרון הפעולה של אחת האפשרויות ליישום ממיר מתח מ- 12V DC ל- 220V AC. אשר שונה ממייצב מתח המהפך בעיקר במתח הכניסה, אחרת עקרון הפעולה דומה מאוד והסרטון יאפשר לך להבין כיצד פועל סוג זה של מכשירים:

יתרונות:

• מהירות (הגבוהה ביותר ברשימה);
• טווח גדול של מתח מוסדר (מ 115 עד 300V);
• יעילות גבוהה (יותר מ 90%);
• עבודה שקטה;
• ממדים קטנים;
• ויסות חלק.

חסרונות:

• הפחתת טווח הרגולציה עם העומס הגובר;
• מחיר גבוה.

אז בדקנו כיצד פועל מייצב מתח, לשם מה הוא משמש ואיפה משתמשים בו. אנו מקווים שהמידע שניתן היה שימושי ומעניין עבורך!

חומרים קשורים:

• כיצד פועל המתנע המגנטי
• התקני הגנה מפני מתח ברשת
• ההבדל בין זרם חילופין לזרם ישיר