Stabilizator de tensiune: dispozitiv, principiu de funcționare, scop

Definiție

Un stabilizator de tensiune (MV) este un dispozitiv conceput pentru a converti o tensiune instabilă de intrare de la rețea: subestimat, supraestimat sau cu salturi periodice, într-o valoare stabilă la ieșirea dispozitivului și conectat la acesta electrocasnice.

Să parafrazăm pentru manechine: stabilizatorul se asigură că tensiunea pentru dispozitivele conectate la acesta este întotdeauna la fel și aproape de 220V, indiferent de ce este furnizat la intrare: 180, 190, 240, 250 Volți sau, în general, plutitoare.

Rețineți că 220V sau 240V este valoarea standard pentru Federația Rusă, Belarus, Ucraina și așa mai departe. Dar în unele țări din apropiere și îndepărtare din străinătate, poate fi diferit, de exemplu 110V. În consecință, stabilizatorii „noștri” nu vor funcționa acolo.

Stabilizatorii sunt diferiți specii: atât pentru funcționarea în circuite de curent continuu (liniar și impuls, tipuri paralele și de serie), cât și pentru funcționarea în circuite de curent alternativ. Acestea din urmă sunt adesea numite „stabilizatoare de tensiune de rețea” sau pur și simplu „stabilizatoare de 220V”. În termeni simpli, astfel de stabilizatori sunt conectați la rețea, iar consumatorii sunt deja conectați la acesta.

În viața de zi cu zi, CH este utilizat pentru a proteja ambele dispozitive individuale, de exemplu, pentru un frigider sau un computer și pentru a proteja întreaga casă, în acest caz este instalat un stabilizator puternic la intrare.

Clasificare

Proiectarea stabilizatorilor depinde de principiile fizice pe care acționează. În acest sens, acestea sunt împărțite în:

• electromecanic;
• ferorezonant;
• invertor;
• semiconductor;
• releu.

În funcție de numărul de faze, acestea pot fi monofazate și trifazate. O gamă largă de capacități ne permite să producem stabilizatori atât pentru aparatele electrocasnice, cât și pentru cele mici:

• pentru TV;
• pentru un cazan pe gaz;
• pentru frigider.

Deci, pentru obiectele mari:

• unități industriale (de exemplu, stabilizatori industriali trifazati Saturn);
• ateliere, clădiri.

Stabilizatorii sunt destul de eficienți din punct de vedere energetic. Consumul de energie electrică variază de la 2 la 5%. Unele dispozitive de stabilizare pot avea protecții suplimentare:

• din supratensiune;
• din supraîncărcări;
• din scurtcircuite;
• din picături de frecvență.

Principiul de funcționare

Stabilizatorii de tensiune sunt de diferite tipuri, fiecare dintre ele diferind în principiu de reglare. Vom lua în considerare aceste diferențe mai târziu. Dacă generalizăm principiul de funcționare și structura de toate tipurile, atunci stabilizatorul de tensiune de rețea este format din 2 părți principale:

1. Sistem de control - monitorizează nivelul tensiunii de intrare și instruiește unitatea de putere să crească sau reduceți-o astfel încât ieșirea să se dovedească stabilă la 220V în cadrul erorii specificate (precizie regulament). Această eroare este cuprinsă între 5-10% și este diferită pentru fiecare dispozitiv.
2. Secțiunea de putere - în servo-acționat (sau servo-motor), în releu și electronic (triac) - este un autotransformator, cu ajutorul căruia tensiunea de intrare crește sau scade la un nivel normal, iar în stabilizatoarele invertorului, sau așa cum sunt numite și "conversie dublă" - este utilizat invertor. Acesta este un dispozitiv care constă dintr-un generator (controler PWM), un transformator și comutatoare de putere (tranzistoare) care trec sau opriți curentul prin înfășurarea primară a transformatorului, formând tensiunea de ieșire a formei, frecvenței dorite și, cel mai important, magnitudini.

Dacă tensiunea de intrare este normală, atunci unele modele de stabilizatoare au funcția „bypass” sau „Tranzit”, când tensiunea de intrare este pur și simplu aplicată la ieșire până când acesta părăsește setul gamă. De exemplu, de la 215 la 225 volți, "bypass-ul" va fi activat și cu fluctuații mari, de exemplu, cu o reducere la 205-210V, sistemul de control va comuta circuitul la secțiunea de alimentare și va începe să regleze, va crește tensiunea și ieșirea va fi deja stabilă la 220V cu o eroare dată.

Reglarea lină și cea mai precisă a tensiunii de ieșire pentru invertorul MT, în al doilea rând - servomotorizat, iar în releu și electronic, reglarea are loc în trepte, iar precizia depinde de numărul de pași. După cum s-a menționat mai sus, se află la 10%, mai des aproximativ 5%.

În plus față de cele două părți de mai sus, stabilizatorul de tensiune de 220V conține și o unitate de protecție, precum și o sursă sursa de alimentare secundară pentru circuitele sistemului de control, aceleași protecții și alte elemente funcționale. Dispozitivul general este clar afișat în imaginea de mai jos:

În același timp, schema de lucru în forma sa cea mai simplă arată astfel:

Să aruncăm o privire rapidă asupra modului în care funcționează principalele tipuri de regulatoare de tensiune.

Releu

Într-un stabilizator cu releu, reglarea are loc prin comutarea releului. Aceste relee închid anumite contacte ale transformatorului, ridicând sau scăzând tensiunea de ieșire.

Corpul de control este un microcircuit electronic. Elementele de pe acesta compară referința și tensiunea de rețea. În caz de nepotrivire, un semnal este dat de releul de comutare pentru a conecta înfășurările crescătoare sau descrescătoare ale autotransformatorului.

MV-urile cu releu reglează de obicei energia electrică în intervalul ± 15% cu o precizie de ieșire de la ± 5% la ± 10%.

Avantajele stabilizatoarelor cu releu:

• ieftinătate;
• compactitate.

Dezavantaje:

• răspuns lent la fluctuațiile de tensiune;
• durata de viață scurtă;
• fiabilitate redusă;
• la comutare, este posibilă o întrerupere a alimentării pe termen scurt a dispozitivelor;
• incapabil să reziste la supratensiune;
• zgomot, clicuri la comutare.

Servo

Elementele principale ale servo stabilizatorilor sunt un autotransformator și un servomotor. Dacă tensiunea se abate de la normă, controlerul trimite un semnal către servomotor, care comută înfășurările necesare ale autotransformatorului. Ca urmare a utilizării unui astfel de sistem, se asigură o reglare uniformă și o precizie de până la 1% din gama totală.

În MT servo-acționat, un capăt al înfășurării primare a transformatorului este conectat la ramura rigidă a autotransformatorului și al doilea capăt al înfășurării primare este conectat la un contact mobil (perie de grafit) care se mișcă servo motor. Un terminal al înfășurării secundare a transformatorului este conectat la sursa de alimentare de intrare, iar al doilea terminal este conectat la ieșirea regulatorului de tensiune.

Placa de control compară tensiunea de intrare și de referință. Pentru orice abateri de la cele setate, servo-servo intră în funcțiune. El mișcă peria de-a lungul ramurilor autotransformatorului. Servomotorul va continua să funcționeze până când diferența dintre tensiunea de referință și cea de ieșire este zero. Întregul proces, de la fluxul de energie electrică de calitate slabă până la ieșirea unui curent stabilizat, are loc în zeci de milisecunde și este limitat de viteza mișcării periei de către un servomotor.

Stabilizatoarele de tensiune de rețea cu servomotor sunt produse în diferite modele.

1. Fază singulară. Se compune dintr-un autotransformator și un servomotor.
2. Trei faze. Sunt clasificate în două tipuri. Echilibrat - au trei transformatoare și un servomotor și un circuit de control. Reglementarea se efectuează în toate cele trei faze în același timp. Acestea sunt folosite pentru a proteja dispozitivele electrice trifazate, mașinile-unelte, dispozitivele. Dezechilibrat - au trei autotransformatoare, trei servomotoare și trei circuite de comandă. Adică stabilizarea are loc în fiecare fază, independent una de cealaltă. Domeniul de aplicare: protecția echipamentelor electrice ale clădirilor, atelierelor, instalațiilor industriale.

Avantajele dispozitivelor de stabilizare servo:

• performanță de mare viteză;
• precizie mare de stabilizare;
• fiabilitate ridicată;
• rezistență la supratensiune;

Dezavantaje:

• au nevoie de întreținere periodică;
• necesită abilități minime în configurarea dispozitivului.

Invertor

Principala diferență între acest tip de MT este absența pieselor în mișcare și a unui transformator. Reglarea tensiunii se realizează printr-o metodă de conversie dublă. În prima etapă, curentul de intrare AC este rectificat și trecut printr-un filtru ondulat format din condensator. După aceea, curentul rectificat curge către invertor, unde este din nou convertit în curent alternativ și alimentat la sarcină. În acest caz, tensiunea de ieșire este stabilă atât în ​​mărime, cât și în frecvență.

În următorul videoclip, veți afla despre principiul funcționării uneia dintre opțiunile pentru implementarea unui convertor de tensiune de la 12V DC la 220V AC. Care diferă de stabilizatorul de tensiune al invertorului în principal în tensiunea de intrare, altfel principiul de funcționare este foarte asemănător, iar videoclipul vă va permite să înțelegeți cum funcționează acest tip de dispozitiv:

Avantaje:

• viteza (cea mai mare dintre cele enumerate);
• gamă largă de tensiune reglată (de la 115 la 300V);
• randament ridicat (peste 90%);
• munca tacuta;
• dimensiuni mici;
• reglare lină.

Dezavantaje:

• reducerea domeniului de reglare cu creșterea sarcinii;
• preț mare.

Așa că am examinat cum funcționează un stabilizator de tensiune, la ce servește și unde este folosit. Sperăm că informațiile furnizate v-au fost utile și interesante!

Materiale conexe:

• Cum funcționează un starter magnetic
• Dispozitive de protecție la supratensiune din rețea
• Diferența dintre curent alternativ și curent continuu