Sprieguma stabilizators: ierīce, darbības princips, mērķis

Definīcija

Sprieguma stabilizators (CV) ir ierīce, kas paredzēta nestabila ieejas sprieguma pārveidošanai no tīkla: par zemu, pārvērtēts vai ar periodiskiem lēcieniem, stabilā vērtībā pie ierīces izejas un savienots ar to elektroierīces.

Pārfrāzēsim manekenus: stabilizators nodrošina, ka tam pievienoto ierīču spriegums vienmēr ir tas pats un tuvu 220 V neatkarīgi no tā ievades: 180, 190, 240, 250 volti vai vispār pludiņi.

Ņemiet vērā, ka 220V vai 240V ir standarta vērtība Krievijas Federācijai, Baltkrievijai, Ukrainai utt. Bet dažās tuvu un tālu ārzemju valstīs tas var būt atšķirīgs, piemēram, 110 V. Attiecīgi "mūsu" stabilizatori tur nedarbosies.

Stabilizatori ir dažādi sugas: gan darbībai līdzstrāvas ķēdēs (lineāri un impulsi, paralēli un sērijveidā), gan darbam maiņstrāvas ķēdēs. Pēdējos bieži sauc par "tīkla sprieguma stabilizatoriem" vai vienkārši par "220V stabilizatoriem". Vienkārši sakot, šādi stabilizatori ir pievienoti elektrotīklam, un patērētāji jau ir pievienoti tam.

Ikdienā CH tiek izmantots, lai aizsargātu abas atsevišķas ierīces, piemēram, ledusskapim vai datoram, un lai aizsargātu visu māju, šajā gadījumā pie ieejas ir uzstādīts jaudīgs stabilizators.

Klasifikācija

Stabilizatoru konstrukcija ir atkarīga no fiziskajiem principiem, uz kuriem tie darbojas. Šajā sakarā tie ir sadalīti:

• elektromehānisks;
• ferrorezonants;
• invertors;
• pusvadītājs;
• stafete.

Atkarībā no fāžu skaita tie var būt vienfāzes un trīsfāžu. Plašs jaudu klāsts ļauj mums izgatavot stabilizatorus gan mājām, gan mazām sadzīves ierīcēm:

• televizoram;
• gāzes katlam;
• ledusskapim.

Tātad lieliem objektiem:

• rūpniecības vienības (piemēram, trīsfāžu rūpnieciskie stabilizatori Saturns);
• darbnīcas, ēkas.

Stabilizatori ir diezgan energoefektīvi. Elektroenerģijas patēriņš svārstās no 2 līdz 5%. Dažām stabilizācijas ierīcēm var būt papildu aizsardzība:

• no pārspriegums;
• no pārslodzes;
• no īssavienojumi;
• no biežuma kritumiem.

Darbības princips

Sprieguma stabilizatori ir dažāda veida, un katrs no tiem atšķiras ar regulēšanas principu. Šīs atšķirības mēs apsvērsim vēlāk. Ja mēs vispārinām visu veidu darbības principu un struktūru, tad tīkla sprieguma stabilizators sastāv no 2 galvenajām daļām:

1. Vadības sistēma - uzrauga ieejas sprieguma līmeni un uzdod barošanas blokam palielināt vai samaziniet to, lai norādītā kļūda (precizitāte) tiktu iegūta stabila 220V izeja regulējums). Šī kļūda ir 5-10% robežās un katrai ierīcei ir atšķirīga.
2. Jaudas sekcija - ar servopiedziņu (vai servomotoru), releju un elektronisku (triac) - ir autotransformators, ar kura palīdzību ieejas spriegums palielinās vai samazinās līdz normālam līmenim, un tiek izmantots invertora stabilizatoros vai, kā tos sauc arī par "dubultu konversiju" invertors. Šī ir ierīce, kas sastāv no ģeneratora (PWM kontrolleris), transformatora un barošanas slēdžiem (tranzistoriem), kas iziet vai izslēdziet strāvu caur transformatora primāro tinumu, veidojot vēlamās formas, frekvences un, pats galvenais, izejas spriegumu lielumi.

Ja ieejas spriegums ir normāls, tad dažiem stabilizatoru modeļiem ir funkcija "apvedceļš" vai "Tranzīts", kad ieejas spriegums tiek vienkārši piemērots izejai, līdz tas atstāj komplektu diapazons. Piemēram, no 215 līdz 225 voltiem "apvedceļš" tiks ieslēgts, un ar lielām svārstībām, piemēram, ar atvilkšanu līdz 205-210V, vadības sistēma pārslēgs ķēdi uz strāvas sadaļu un sāks regulēt, palielinās spriegums un izeja jau būs stabila 220V ar dotu kļūdu.

Gluda un visprecīzākā izejas sprieguma regulēšana invertoram MV, otrajā vietā - ar servopiedziņu, un relejā un elektronikā regulēšana notiek pakāpeniski, un precizitāte ir atkarīga no soļu skaits. Kā minēts iepriekš, tas ir 10%robežās, biežāk - apmēram 5%.

Papildus abām iepriekš minētajām daļām 220V sprieguma stabilizatorā ir arī aizsardzības vienība, kā arī avots sekundārais barošanas avots vadības sistēmas ķēdēm, tās pašas aizsardzības un citi funkcionālie elementi. Vispārējā ierīce ir skaidri parādīta attēlā:

Tajā pašā laikā darba shēma visvienkāršākajā formā izskatās šādi:

Ātri apskatīsim, kā darbojas galvenie sprieguma regulatoru veidi.

Stafete

Releja stabilizatorā regulēšana notiek, pārslēdzot releju. Šie releji aizver noteiktus transformatora kontaktus, paaugstinot vai samazinot izejas spriegumu.

Kontrolējošā struktūra ir elektroniska mikroshēma. Tajā esošie elementi salīdzina atsauces un tīkla spriegumu. Neatbilstības gadījumā pārslēgšanas relejs dod signālu, lai savienotu autotransformatora pieaugošos vai samazinošos tinumus.

Releju MV parasti regulē elektrību ± 15% robežās ar izejas precizitāti no ± 5% līdz ± 10%.

Releju stabilizatoru priekšrocības:

• lētums;
• kompaktums.

Trūkumi:

• lēna reakcija uz sprieguma svārstībām;
• īss kalpošanas laiks;
• zema uzticamība;
• pārslēdzoties, ir iespējama īslaicīga ierīču strāvas padeves pārtraukšana;
• nespēj izturēt pārspriegumu;
• troksnis, klikšķi, pārslēdzoties.

Servo

Servo stabilizatoru galvenie elementi ir autotransformators un servomotors. Ja spriegums novirzās no normas, kontrolieris nosūta signālu uz servomotoru, kas pārslēdz nepieciešamos autotransformatora tinumus. Šādas sistēmas izmantošanas rezultātā tiek nodrošināta vienmērīga regulēšana un precizitāte līdz 1% no kopējā diapazona.

Servo piedziņas MV gadījumā transformatora primārā tinuma viens gals ir savienots ar autotransformatora cieto atzaru, un primārā tinuma otrais gals ir savienots ar kustīgu kontaktu (grafīta suku), kas pārvietojas servomotors. Viens transformatora sekundārā tinuma terminālis ir pievienots ieejas barošanas avotam, bet otrs - sprieguma regulatora izejai.

Vadības panelis salīdzina ieejas un atsauces spriegumu. Ja rodas novirzes no iestatītajām, darbojas servopiedziņa. Viņš kustina suku pa autotransformatora zariem. Servomotors turpinās darboties, līdz starpība starp atskaites un izejas spriegumu ir nulle. Viss šis process, sākot no sliktas kvalitātes elektroenerģijas pieplūdes līdz stabilizētas strāvas izejai, notiek desmitiem milisekunžu, un to ierobežo servo piedziņas suku kustības ātrums.

Servo piedziņas tīkla sprieguma stabilizatori tiek ražoti dažādos dizainos.

1. Viena fāze. Sastāv no viena autotransformatora un viena servo piedziņas.
2. Trīsfāzu. Tos klasificē divos veidos. Līdzsvarots - ir trīs transformatori un viena servo piedziņa un viena vadības ķēde. Regulēšana tiek veikta visos trīs posmos vienlaikus. Tos izmanto, lai aizsargātu trīsfāžu elektriskās ierīces, darbgaldus, ierīces. Nesabalansēts - ir trīs autotransformatori, trīs servomotori un trīs vadības ķēdes. Tas ir, stabilizācija notiek katrā fāzē neatkarīgi viens no otra. Darbības joma: ēku, darbnīcu, rūpniecības objektu elektroiekārtu aizsardzība.

Servo stabilizējošo ierīču priekšrocības:

• ātrgaitas veiktspēja;
• augsta stabilizācijas precizitāte;
• augsta uzticamība;
• pārsprieguma pretestība;

Trūkumi:

• nepieciešama periodiska apkope;
• prasa minimālas prasmes ierīces uzstādīšanā.

Invertors

Galvenā atšķirība starp šāda veida MV ir kustīgu detaļu un transformatora trūkums. Sprieguma regulēšanu veic ar divkāršas konversijas metodi. Pirmajā posmā ieejas maiņstrāva tiek iztaisnota un izlaista caur pulsācijas filtru, kas sastāv no kondensators. Pēc tam rektificētā strāva plūst uz invertoru, kur to atkal pārveido maiņstrāvā un piegādā slodzei. Šajā gadījumā izejas spriegums ir stabils gan lielumā, gan frekvencē.

Nākamajā videoklipā jūs uzzināsit par vienas no darbības principiem sprieguma pārveidotāja ieviešanai no 12 V līdz 220 V maiņstrāvai. Kas no invertora sprieguma stabilizatora galvenokārt atšķiras ar ieejas spriegumu, pretējā gadījumā darbības princips ir ļoti līdzīgs, un video ļaus jums saprast, kā darbojas šāda veida ierīce:

Priekšrocības:

• ātrums (augstākais no uzskaitītajiem);
• liels regulējamā sprieguma diapazons (no 115 līdz 300 V);
• augsta efektivitāte (vairāk nekā 90%);
• kluss darbs;
• mazi izmēri;
• vienmērīga regulēšana.

Trūkumi:

• regulēšanas diapazona samazināšana, palielinoties slodzei;
• augsta cena.

Tāpēc mēs pārbaudījām, kā darbojas sprieguma stabilizators, kam tas paredzēts un kur tas tiek izmantots. Mēs ceram, ka sniegtā informācija jums bija noderīga un interesanta!

Saistītie materiāli:

• Kā darbojas magnētiskais starteris
• Pārsprieguma aizsardzības ierīces tīklā
• Atšķirība starp maiņstrāvu un līdzstrāvu