Spenningsstabilisator: enhet, operasjonsprinsipp, formål

Definisjon

En spenningsstabilisator (MV) er en enhet designet for å konvertere en ustabil inngangsspenning fra strømnettet: undervurdert, overvurdert eller med periodiske hopp, i en stabil verdi ved utgangen til enheten og koblet til den elektriske apparater.

La oss omskrive dummies: stabilisatoren sørger for at spenningen for enhetene som er koblet til den alltid er det samme og nær 220V, uavhengig av hva det kommer til inngangen: 180, 190, 240, 250 volt eller generelt flyter.

Vær oppmerksom på at 220V eller 240V er standardverdien for Russland, Hviterussland, Ukraina og så videre. Men i noen land i nær og fjern i utlandet kan det være annerledes, for eksempel 110V. Følgelig vil "våre" stabilisatorer ikke fungere der.

Stabilisatorer er forskjellige arter: både for drift i likestrømskretser (lineær og puls, parallell og serietyper), og for drift i vekselstrømskretser. Sistnevnte kalles ofte "nettspenningsstabilisatorer" eller ganske enkelt "220V stabilisatorer". Enkelt sagt er slike stabilisatorer koblet til strømnettet, og forbrukere er allerede koblet til det.

I hverdagen brukes CH for å beskytte både individuelle enheter, for eksempel for et kjøleskap eller en datamaskin, og for å beskytte hele huset, i dette tilfellet er en kraftig stabilisator installert ved inngangen.

Klassifisering

Utformingen av stabilisatorer avhenger av de fysiske prinsippene de opererer på. I denne forbindelse er de delt inn i:

• elektromekanisk;
• ferroresonant;
• inverter;
• halvleder;
• stafett.

I henhold til antall faser kan de være enfasede og trefaser. Et bredt spekter av kapasiteter lar oss produsere stabilisatorer for både husholdningsapparater og små husholdningsapparater:

• for TV;
• for en gasskjele;
• for kjøleskapet.

Så for store gjenstander:

• industrielle enheter (for eksempel trefasede industrielle stabilisatorer Saturn);
• verksteder, bygninger.

Stabilisatorer er ganske energieffektive. Strømforbruket varierer fra 2 til 5%. Noen stabiliseringsenheter kan ha ekstra beskyttelse:

• fra overspenning;
• fra overbelastning;
• fra kortslutninger;
• fra frekvensfall.

Driftsprinsipp

Spenningsstabilisatorer er av forskjellige typer, som hver har forskjellig prinsipp for regulering. Vi vil vurdere disse forskjellene senere. Hvis vi generaliserer driftsprinsippet og strukturen til alle typer, består nettspenningsstabilisatoren av 2 hoveddeler:

1. Kontrollsystem - overvåker inngangsspenningsnivået og instruerer kraftenheten om å øke eller reduser det slik at utgangen viser seg å være stabil 220V innenfor den angitte feilen (nøyaktighet regulering). Denne feilen er innenfor 5-10% og er forskjellig for hver enhet.
2. Strømdelen - i servodrevet (eller servomotor), relé og elektronisk (triac) - er en autotransformator, ved hjelp av hvilken inngangsspenningen øker eller reduseres til et normalt nivå, og i inverterstabilisatorer, eller som de også kalles "dobbel konvertering" - brukes inverter. Dette er en enhet som består av en generator (PWM -kontroller), en transformator og strømbrytere (transistorer) som passerer eller slå av strømmen gjennom transformatorens primære vikling, danne utgangsspenningen til ønsket form, frekvens og, viktigst av alt, størrelser.

Hvis inngangsspenningen er normal, har noen modeller av stabilisatorer en "bypass" -funksjon eller "Transit", når inngangsspenningen ganske enkelt påføres utgangen til den forlater settet område. For eksempel, fra 215 til 225 volt, vil "bypass" slås på, og med store svingninger, for eksempel med en nedtrekning til 205-210V, vil kontrollsystemet vil slå kretsen til strømdelen og begynne å justere, øke spenningen og utgangen vil allerede være stabil 220V med en gitt feil.

Jevn og mest nøyaktig justering av utgangsspenningen for inverter MV, på andreplass - servodrevet, og i relé og elektronisk skjer justeringen i trinn, og nøyaktigheten avhenger av antall trinn. Som nevnt ovenfor ligger den innenfor 10%, oftere omtrent 5%.

I tillegg til de to ovennevnte delene, inneholder 220V spenningsstabilisator også en beskyttelsesenhet, samt en kilde sekundær strømforsyning for kretser i kontrollsystemet, de samme beskyttelsene og andre funksjonelle elementer. Den generelle enheten er tydelig vist på bildet nedenfor:

Samtidig ser arbeidsordningen i sin enkleste form slik ut:

La oss ta en rask titt på hvordan hovedtypene spenningsregulatorer fungerer.

Stafett

I en reléstabilisator skjer regulering ved å bytte reléet. Disse reléene lukker visse kontakter på transformatoren og øker eller senker utgangsspenningen.

Kontrollorganet er en elektronisk mikrokrets. Elementene på den sammenligner referanse og nettspenning. I tilfelle feil samsvarer det et signal fra koblingsreléet for å koble til økende eller synkende viklinger av autotransformatoren.

Relé -MV regulerer vanligvis elektrisitet innen ± 15% med en utgangsnøyaktighet på ± 5% til ± 10%.

Fordelene med reléstabilisatorer:

• billig;
• kompakthet.

Feil:

• treg respons på spenningssvingninger;
• kort levetid;
• lav pålitelighet;
• ved bytte er det mulig med kortvarig strømbrudd på enhetene;
• ikke i stand til å tåle overspenning;
• støy, klikk når du bytter.

Servo

Hovedelementene i servostabilisatorer er en autotransformator og en servomotor. Når spenningen avviker fra normen, sender kontrolleren et signal til servomotoren, som bytter de nødvendige autotransformatorviklingene. Som et resultat av bruk av et slikt system, får jevn regulering og nøyaktighet opptil 1% av det totale området.

I servodrevet MV er den ene enden av transformatorens primære vikling koblet til den stive grenen av autotransformatoren, og den andre enden av primærviklingen er koblet til en bevegelig kontakt (grafittbørste) som beveger seg Servo motor. En terminal på transformatorens sekundære vikling er koblet til inngangsspenningen, og den andre terminalen er koblet til spenningsregulatorens utgang.

Kontrollkortet sammenligner inngangs- og referansespenningen. For eventuelle avvik fra de angitte, kommer servodriften i drift. Han beveger børsten langs grenene til autotransformatoren. Servomotoren fortsetter å kjøre til differansen mellom referanse og utgangsspenning er null. Hele denne prosessen, fra tilsig av dårlig kvalitet til utgang av en stabilisert strøm, foregår i titalls millisekunder og er begrenset av hastigheten på børstebevegelsen av en servodrift.

Servodrevne nettspenningsstabilisatorer produseres i forskjellige utførelser.

1. Enkel fase. Består av en autotransformator og en servostasjon.
2. Trefase. De er klassifisert i to typer. Balansert - har tre transformatorer og en servodrift og en styrekrets. Regulering utføres på alle tre fasene samtidig. De brukes til å beskytte trefasede elektriske enheter, maskinverktøy, enheter. Ubalansert - har tre autotransformatorer, tre servomotorer og tre styrekretser. Det vil si at stabilisering skjer i hver fase, uavhengig av hverandre. Omfang: beskyttelse av elektrisk utstyr til bygninger, verksteder, industrielle anlegg.

Fordeler med servostabiliserende enheter:

• høyhastighets ytelse;
• høy stabiliseringsnøyaktighet;
• høy pålitelighet;
• overspenningsmotstand;

Feil:

• trenger periodisk vedlikehold;
• krever minimale ferdigheter i å sette opp enheten.

Inverter

Hovedforskjellen mellom denne typen MV er fraværet av bevegelige deler og en transformator. Spenningsregulering utføres med en dobbel konverteringsmetode. I det første trinnet blir inngangsspenningsstrømmen utbedret og ført gjennom et ringfilter bestående av kondensator. Etter det mates den utbedrede strømmen til omformeren, hvor den igjen konverteres til vekselstrøm og tilføres lasten. I dette tilfellet er utgangsspenningen stabil både i størrelse og frekvens.

I den neste videoen lærer du om prinsippet for drift av et av alternativene for å implementere en spenningsomformer fra 12V DC til 220V AC. Som skiller seg fra inverterspenningsstabilisatoren hovedsakelig i inngangsspenningen, ellers er prinsippet for drift veldig likt, og videoen lar deg forstå hvordan denne typen enhet fungerer:

Fordeler:

• hastighet (den høyeste av de listede);
• stort spekter av regulert spenning (fra 115 til 300V);
• høy effektivitet (over 90%);
• stille arbeid;
• små dimensjoner;
• jevn regulering.

Feil:

• reduksjon av reguleringsområdet med økende belastning;
• høy pris.

Så vi undersøkte hvordan en spenningsstabilisator fungerer, hva den er til og hvor den brukes. Vi håper informasjonen som ble gitt var nyttig og interessant for deg!

Relaterte materialer:

• Hvordan fungerer en magnetisk starter
• Overspenningsbeskyttelsesenheter i nettverket
• Forskjellen mellom vekselstrøm og likestrøm