Įtampos stabilizatorius: įtaisas, veikimo principas, paskirtis

Apibrėžimas

Įtampos stabilizatorius (MV) yra įtaisas, skirtas konvertuoti įvesties nestabilią įtampą iš tinklo: nepakankamai įvertintas, pervertintas arba su periodiniais šuoliais, esant pastoviai vertei prie prietaiso išvesties ir prijungtas prie jo elektros prietaisai.

Perfrazuokime manekenams: stabilizatorius užtikrina, kad prie jo prijungtų prietaisų įtampa visada būtų tas pats ir beveik 220 V, nepriklausomai nuo to, ką jis įeina: 180, 190, 240, 250 voltų arba apskritai plūdės.

Atkreipkite dėmesį, kad 220V arba 240V yra standartinė vertė Rusijos Federacijoje, Baltarusijoje, Ukrainoje ir pan. Tačiau kai kuriose artimo ir tolimo užsienio šalyse jis gali būti kitoks, pavyzdžiui, 110V. Atitinkamai „mūsų“ stabilizatoriai ten neveiks.

Stabilizatoriai yra skirtingi rūšis: tiek veikimui nuolatinės srovės grandinėse (linijiniai ir impulsiniai, lygiagrečiai ir nuosekliai), tiek veikimui kintamosios srovės grandinėse. Pastarieji dažnai vadinami „tinklo įtampos stabilizatoriais“ arba tiesiog „220 V stabilizatoriais“. Paprasčiau tariant, tokie stabilizatoriai yra prijungti prie elektros tinklo, o vartotojai jau yra prijungti prie jo.

Kasdieniame gyvenime CH naudojamas apsaugoti abu atskirus įrenginius, pavyzdžiui, šaldytuvą ar kompiuterį, ir apsaugoti visą namą, šiuo atveju įvestyje yra sumontuotas galingas stabilizatorius.

klasifikacija

Stabilizatorių konstrukcija priklauso nuo fizinių principų, kuriais jie veikia. Šiuo atžvilgiu jie yra suskirstyti į:

• elektromechaninis;
• ferorezonantas;
• keitiklis;
• puslaidininkis;
• estafetė.

Pagal fazių skaičių jie gali būti vienfaziai ir trifaziai. Platus pajėgumų asortimentas leidžia mums gaminti stabilizatorius tiek namams, tiek mažiems buitiniams prietaisams:

• televizoriui;
• dujiniam katilui;
• už šaldytuvą.

Taigi dideliems objektams:

• pramoniniai vienetai (pvz. trifaziai pramoniniai stabilizatoriai Saturnas);
• dirbtuvės, pastatai.

Stabilizatoriai yra gana ekonomiški. Elektros energijos suvartojimas svyruoja nuo 2 iki 5%. Kai kurie stabilizavimo įtaisai gali turėti papildomą apsaugą:

• nuo viršįtampis;
• nuo perkrovos;
• nuo trumpi jungimai;
• nuo dažnio kritimo.

Veikimo principas

Įtampos stabilizatoriai yra skirtingų tipų, kurių kiekvienas skiriasi reguliavimo principu. Šiuos skirtumus aptarsime vėliau. Jei apibendrinsime visų tipų veikimo principą ir struktūrą, tada tinklo įtampos stabilizatorius susideda iš 2 pagrindinių dalių:

1. Valdymo sistema - stebi įėjimo įtampos lygį ir nurodo maitinimo blokui padidinti arba sumažinkite jį taip, kad išvestis būtų stabili 220 V per nurodytą klaidą (tikslumas) reglamentas). Ši klaida yra 5-10% ir yra skirtinga kiekvienam įrenginiui.
2. Maitinimo skyrius - servo varomas (arba servo variklis), relė ir elektroninis (triac) - yra autotransformatorius, kurio pagalba įvesties įtampa padidėja arba sumažėja iki normalaus lygio ir naudojamas keitiklio stabilizatoriuose arba, kaip jie dar vadinami „dvigubu konvertavimu“ keitiklis. Tai įrenginys, kurį sudaro generatorius (PWM valdiklis), transformatorius ir maitinimo jungikliai (tranzistoriai), kurie praeina arba išjunkite srovę per pirminę transformatoriaus apviją, sudarydami norimos formos, dažnio ir, svarbiausia, išėjimo įtampą dydžių.

Jei įėjimo įtampa yra normali, kai kurie stabilizatorių modeliai turi „apėjimo“ funkciją arba „Tranzitas“, kai įvesties įtampa tiesiog pridedama prie išėjimo, kol ji išeina iš rinkinio diapazonas. Pvz., Nuo 215 iki 225 voltų „aplinkkelis“ bus įjungtas, o esant dideliems svyravimams, pavyzdžiui, ištraukus iki 205–210 V, valdymo sistema perjungs grandinę į maitinimo skyrių ir pradės reguliuoti, padidins įtampą ir išėjimas jau bus stabilus 220V su duota klaida.

Sklandus ir tiksliausias keitiklio MV išėjimo įtampos reguliavimas, antroje vietoje - servo varomas, o relėje ir elektronikoje reguliavimas vyksta etapais, o tikslumas priklauso nuo žingsnių skaičius. Kaip minėta aukščiau, jis yra 10%, dažniau apie 5%.

Be minėtų dviejų dalių, 220 V įtampos stabilizatoriuje taip pat yra apsaugos blokas ir šaltinis antrinis maitinimo šaltinis valdymo sistemos grandinėms, tos pačios apsaugos ir kiti funkciniai elementai. Bendras prietaisas aiškiai parodytas žemiau esančioje nuotraukoje:

Tuo pačiu metu paprasčiausia darbo schema atrodo taip:

Greitai pažvelkime, kaip veikia pagrindiniai įtampos reguliatorių tipai.

Estafetė

Relės stabilizatoriuje reguliavimas vyksta perjungiant relę. Šios relės uždaro tam tikrus transformatoriaus kontaktus, padidindamos arba sumažindamos išėjimo įtampą.

Valdymo organas yra elektroninė mikroschema. Jame esantys elementai lygina atskaitos ir tinklo įtampą. Nesutapimo atveju perjungimo relė duoda signalą prijungti didėjančias arba mažėjančias autotransformatoriaus apvijas.

Relės MV paprastai reguliuoja elektros energiją ± 15%, o išėjimo tikslumas yra ± 5% iki ± 10%.

Relės stabilizatorių privalumai:

• pigumas;
• kompaktiškumas.

Trūkumai:

• lėtas atsakas į įtampos svyravimus;
• trumpas tarnavimo laikas;
• mažas patikimumas;
• perjungiant, galimas trumpalaikis prietaisų elektros energijos tiekimo nutraukimas;
• negali atlaikyti viršįtampio;
• triukšmas, paspaudimai perjungiant.

Servo

Pagrindiniai servo stabilizatorių elementai yra autotransformatorius ir servo variklis. Kai įtampa nukrypsta nuo normos, valdiklis siunčia signalą į servo variklį, kuris perjungia reikalingas autotransformatoriaus apvijas. Naudojant tokią sistemą, užtikrinamas sklandus reguliavimas ir tikslumas iki 1% viso diapazono.

Servo pavaros MV atveju vienas transformatoriaus pirminės apvijos galas yra prijungtas prie standžios autotransformatoriaus šakos, ir antrasis pirminės apvijos galas yra prijungtas prie judančio kontakto (grafito šepetėlio) servo variklis. Vienas transformatoriaus antrinės apvijos gnybtas yra prijungtas prie įvesties maitinimo šaltinio, o antrasis - prie įtampos reguliatoriaus išėjimo.

Valdymo plokštė lygina įėjimo ir etaloninę įtampą. Esant bet kokiems nukrypimams nuo nustatytų, pradeda veikti servo pavara. Jis perkelia šepetį išilgai autotransformatoriaus šakų. Servovariklis veiks tol, kol skirtumas tarp atskaitos ir išėjimo įtampos bus lygus nuliui. Visas šis procesas - nuo prastos kokybės elektros energijos įplaukos iki stabilizuotos srovės išėjimo - vyksta dešimtimis milisekundžių ir yra ribojamas servo pavaros šepečio judėjimo greičiu.

Servo varomi tinklo įtampos stabilizatoriai gaminami įvairių konstrukcijų.

1. Vienfazis. Susideda iš vieno autotransformatoriaus ir vienos servo pavaros.
2. Trifazis. Jie skirstomi į dvi rūšis. Subalansuotas - turi tris transformatorius ir vieną servo pavarą bei vieną valdymo grandinę. Reguliavimas atliekamas visais trimis etapais vienu metu. Jie naudojami trifaziams elektros prietaisams, staklėms, prietaisams apsaugoti. Nesubalansuotas - turi tris autotransformatorius, tris servomotorius ir tris valdymo grandines. Tai yra, stabilizavimas vyksta kiekvienoje fazėje, nepriklausomai vienas nuo kito. Taikymo sritis: pastatų, dirbtuvių, pramonės objektų elektros įrangos apsauga.

Servo stabilizavimo įtaisų privalumai:

• greitas veikimas;
• didelis stabilizavimo tikslumas;
• didelis patikimumas;
• atsparumas viršįtampiui;

Trūkumai:

• reikia periodinės priežiūros;
• reikalauja minimalių įrenginio nustatymo įgūdžių.

Inverteris

Pagrindinis skirtumas tarp šio tipo MV yra judančių dalių ir transformatoriaus nebuvimas. Įtampos reguliavimas atliekamas dvigubo konversijos metodu. Pirmajame etape įvesties kintamosios srovės srovė yra ištaisoma ir perduodama per pulsacinį filtrą, kurį sudaro kondensatorius. Po to ištaisyta srovė tiekiama į keitiklį, kur ji vėl paverčiama kintamąja ir tiekiama į apkrovą. Šiuo atveju išėjimo įtampa yra stabili tiek dydžiu, tiek dažniu.

Kitame vaizdo įraše sužinosite apie vienos iš įtampos keitiklio iš 12V DC į 220V AC veikimo variantų veikimo principą. Kuris nuo keitiklio įtampos stabilizatoriaus pirmiausia skiriasi įvesties įtampa, kitaip veikimo principas yra labai panašus, o vaizdo įrašas leis jums suprasti, kaip veikia šio tipo prietaisas:

Privalumai:

• greitis (didžiausias iš išvardytų);
• didelis reguliuojamos įtampos diapazonas (nuo 115 iki 300 V);
• didelis efektyvumas (daugiau nei 90%);
• tylus darbas;
• maži matmenys;
• sklandus reguliavimas.

Trūkumai:

• reguliavimo diapazono sumažinimas didėjant apkrovai;
• auksta kaina.

Taigi mes ištyrėme, kaip veikia įtampos stabilizatorius, kam jis skirtas ir kur jis naudojamas. Tikimės, kad pateikta informacija jums buvo naudinga ir įdomi!

Susijusios medžiagos:

• Kaip veikia magnetinis starteris
• Apsauga nuo viršįtampių tinkle
• Skirtumas tarp kintamosios ir nuolatinės srovės