Jännitteen vakaaja: laite, toimintaperiaate, tarkoitus

Määritelmä

Jännitteen vakaaja (MV) on laite, joka on suunniteltu muuttamaan epävakaa tulojännite verkosta: aliarvioitu, yliarvioitu tai jaksottaisia ​​hyppyjä, vakaalla arvolla laitteen ulostulossa ja liitettynä siihen sähkölaitteet.

Parafraseeraus nukkeille: vakaaja varmistaa, että siihen kytkettyjen laitteiden jännite on aina sama ja lähellä 220 V, riippumatta sen tulosta: 180, 190, 240, 250 volttia tai yleensä kelluu.

Huomaa, että 220 V tai 240 V on vakioarvo Venäjän federaatiossa, Valko -Venäjällä, Ukrainassa ja niin edelleen. Mutta joissakin lähi- ja kaukamaiden maissa se voi olla erilainen, esimerkiksi 110 V. Näin ollen "meidän" stabilisaattorit eivät toimi siellä.

Stabilisaattorit ovat erilaisia lajia: sekä tasavirtapiireissä (lineaariset ja pulssi-, rinnakkais- ja sarjatyypit) että vaihtovirtapiireissä käytettäväksi. Jälkimmäisiä kutsutaan usein "verkkojännitteen stabiloijiksi" tai yksinkertaisesti "220 V: n stabilisaattoreiksi". Yksinkertaisesti sanottuna tällaiset vakaajat on kytketty verkkoon, ja kuluttajat ovat jo kytketty siihen.

Jokapäiväisessä elämässä CH: tä käytetään suojaamaan molemmat yksittäiset laitteet, esimerkiksi jääkaappi tai tietokone, ja suojaamaan koko taloa, tässä tapauksessa tuloon on asennettu tehokas vakaaja.

Luokitus

Stabilisaattoreiden suunnittelu riippuu fyysisistä periaatteista, joilla ne toimivat. Tältä osin ne on jaettu:

• sähkömekaaninen;
• ferroresonantti;
• invertteri;
• puolijohde;
• rele.

Vaiheiden lukumäärän mukaan ne voivat olla yksivaiheisia ja kolmivaiheisia. Laajan kapasiteettivalikoiman ansiosta voimme valmistaa stabilointiaineita sekä kotiin että pieniin kodinkoneisiin:

• TV: lle;
• kaasukattilaa varten;
• jääkaappia varten.

Joten suurille kohteille:

• teollisuusyksiköt (esim. kolmivaiheiset teolliset stabilisaattorit Saturnus);
• työpajoja, rakennuksia.

Vakaajat ovat melko energiatehokkaita. Sähkönkulutus vaihtelee 2–5%. Joillakin vakautuslaitteilla voi olla lisäsuojauksia:

• alkaen ylijännite;
• alkaen ylikuormitukset;
• alkaen oikosulkuja;
• taajuuden laskusta.

Toimintaperiaate

Jännitestabilisaattoreita on erityyppisiä, joista jokainen eroaa sääntelyperiaatteesta. Tarkastelemme näitä eroja myöhemmin. Jos yleistämme toimintaperiaatetta ja kaiken tyyppistä rakennetta, verkkojännitteen vakaaja koostuu kahdesta pääosasta:

1. Ohjausjärjestelmä - valvoo tulojännitetasoa ja kehottaa voimayksikköä lisäämään tai pienennä sitä niin, että vakaa 220 V: n lähtö saadaan määritetyn virheen (tarkkuus) sisällä säätö). Tämä virhe on 5-10% ja on erilainen jokaisella laitteella.
2. Teho -osa - servokäyttöisessä (tai servomoottorissa), releessä ja elektronisessa (triac) - on autotransformaattori, jonka avulla syöttöjännite kasvaa tai laskee normaalille tasolle, ja invertterin stabiloijissa tai, kuten niitä kutsutaan myös "kaksoiskonversioiksi" - käytetään invertteri. Tämä on laite, joka koostuu generaattorista (PWM -ohjain), muuntajasta ja virtakytkimistä (transistoreista), jotka kulkevat tai sammuta virta muuntajan ensiökäämin läpi muodostaen halutun muodon, taajuuden ja mikä tärkeintä, lähtöjännitteen suuruusluokkia.

Jos tulojännite on normaali, joissakin vakaajamalleissa on ohitustoiminto tai "Transit", kun tulojännitettä syötetään yksinkertaisesti lähtöön, kunnes se poistuu asetetusta valikoima. Esimerkiksi 215-225 volttia "ohitus" kytketään päälle, ja suurilla vaihteluilla, esimerkiksi vedolla 205-210 V, ohjausjärjestelmä kytkee piirin teho -osaan ja aloittaa säätämisen, lisää jännitettä ja lähtö on jo vakaa 220V tietyllä virheellä.

Tasainen ja tarkin taajuusmuuttajan MV lähtöjännitteen säätö, toiseksi - servokäyttöinen, ja releessä ja elektroniikassa säätö tapahtuu vaiheittain, ja tarkkuus riippuu vaiheiden lukumäärä. Kuten edellä mainittiin, se on 10%: n sisällä, useammin noin 5%.

Edellä mainittujen kahden osan lisäksi 220 V: n jännitteenvakaaja sisältää myös suojayksikön sekä lähteen toissijainen virtalähde ohjausjärjestelmäpiireille, samat suojaukset ja muut toiminnalliset elementit. Yleinen laite näkyy selvästi alla olevassa kuvassa:

Samaan aikaan työkaavio yksinkertaisimmassa muodossaan näyttää tältä:

Katsotaanpa nopeasti, miten tärkeimmät jännitesäätimet toimivat.

Rele

Relevakaimessa säätö tapahtuu kytkemällä rele. Nämä releet sulkevat tietyt muuntajan koskettimet nostamalla tai laskemalla lähtöjännitettä.

Ohjauselin on elektroninen mikropiiri. Sen elementit vertaavat vertailu- ja verkkojännitettä. Jos yhteensopimattomuus ilmenee, kytkentärele antaa signaalin kytkeäkseen automuuntajan nousevat tai laskevat käämit.

Releiden MV: t säätelevät yleensä sähköä ± 15%: n sisällä tarkkuudella ± 5% - ± 10%.

Relevakaimien edut:

• halpa;
• kompakti.

Haitat:

• hidas reagointi jännitteen vaihteluihin;
• lyhyt käyttöikä;
• alhainen luotettavuus;
• vaihdettaessa laitteiden lyhytaikainen sähkökatkos on mahdollinen;
• ei kestä ylijännitettä;
• melu, napsahdukset vaihdettaessa.

Servo

Servo -stabilisaattoreiden pääelementit ovat autotransformaattori ja servomoottori. Jos jännite poikkeaa normista, ohjain lähettää signaalin servomoottorille, joka kytkee tarvittavat autotransformaattorin käämit. Tällaisen järjestelmän käytön ansiosta säätö ja tarkkuus ovat jopa 1% koko alueesta.

Servokäyttöisessä MV: ssä muuntajan ensiökäämin toinen pää on kytketty autotransformaattorin jäykkään haaraan, ja ensiökäämin toinen pää on kytketty liikkuvaan koskettimeen (grafiittiharja) Servo moottori. Muuntajan toisiokäämin yksi napa on kytketty tulovirtalähteeseen ja toinen napa jänniteregulaattorin ulostuloon.

Ohjauskortti vertaa tulo- ja vertailujännitettä. Mahdollisista poikkeamista asetetuista servomoottori käynnistyy. Hän liikuttaa harjaa autotransformaattorin oksia pitkin. Servomoottori käy, kunnes vertailu- ja lähtöjännitteen ero on nolla. Tämä koko prosessi huonolaatuisen sähkötehon saapumisesta vakautetun virran ulostuloon tapahtuu kymmeniä millisekunteja ja sitä rajoittaa servokäytön harjojen liikkeen nopeus.

Servokäyttöisiä verkkojännitteen vakauttajia valmistetaan eri malleina.

1. Yksivaihe. Koostuu yhdestä autotransformaattorista ja yhdestä servomoottorista.
2. Kolmivaiheinen. Ne luokitellaan kahteen tyyppiin. Tasapainotettu - on kolme muuntajaa ja yksi servokäyttö ja yksi ohjauspiiri. Säätö suoritetaan kaikissa kolmessa vaiheessa samanaikaisesti. Niitä käytetään kolmivaiheisten sähkölaitteiden, työstökoneiden ja laitteiden suojaamiseen. Epätasapainossa - kolme autotransformaattoria, kolme servomoottoria ja kolme ohjauspiiriä. Toisin sanoen stabilointi tapahtuu kussakin vaiheessa toisistaan ​​riippumatta. Soveltamisala: rakennusten, työpajojen, teollisuuslaitosten sähkölaitteiden suojaus.

Servon vakautuslaitteiden edut:

• nopea suorituskyky;
• korkea vakautustarkkuus;
• korkea luotettavuus;
• ylijännitekestävyys;

Haitat:

• tarvitsevat määräaikaishuoltoa;
• vaativat minimaalisia taitoja laitteen asennuksessa.

Invertteri

Suurin ero tämän tyyppisten MV -laitteiden välillä on liikkuvien osien ja muuntajan puuttuminen. Jännitteen säätö suoritetaan kaksoismuuntomenetelmällä. Ensimmäisessä vaiheessa AC -tulovirta tasataan ja johdetaan aaltoilusuodattimen läpi, joka koostuu kondensaattori. Tämän jälkeen tasasuunnettu virta virtaa taajuusmuuttajaan, jossa se muutetaan jälleen vaihtovirraksi ja syötetään kuormalle. Tässä tapauksessa lähtöjännite on vakaa sekä suuruudeltaan että taajuudeltaan.

Seuraavassa videossa opit yhden vaihtoehdon toimintaperiaatteesta 12V DC - 220V AC jännitemuuntimen toteuttamiseksi. Mikä eroaa taajuusmuuttajan jännitteen stabilisaattorista ensisijaisesti tulojännitteessä, muuten toimintaperiaate on hyvin samanlainen ja videon avulla voit ymmärtää, miten tämäntyyppinen laite toimii:

Edut:

• nopeus (suurin luetelluista);
• suuri valikoima säädeltyä jännitettä (115 - 300 V);
• korkea hyötysuhde (yli 90%);
• hiljainen työ;
• pienet mitat;
• tasainen säätö.

Haitat:

• säätöalueen pienentäminen kuormituksen kasvaessa;
• korkea hinta.

Joten tutkimme, miten jännitteen vakaaja toimii, mihin se on tarkoitettu ja missä sitä käytetään. Toivomme, että antamasi tiedot olivat hyödyllisiä ja mielenkiintoisia sinulle!

Aiheeseen liittyviä materiaaleja:

• Kuinka magneettinen käynnistin toimii
• Ylijännitesuojalaitteet verkossa
• Vaihtovirran ja tasavirran ero