Estabilizador de tensão: dispositivo, princípio de operação, propósito

Definição

Um estabilizador de tensão (CV) é um dispositivo projetado para converter uma tensão instável de entrada da rede elétrica: subestimada, superestimada ou com saltos periódicos, em um valor estável na saída do aparelho e conectado a ele aparelhos elétricos.

Vamos parafrasear para manequins: o estabilizador garante que a tensão para os dispositivos conectados a ele seja sempre igual e próximo a 220V, independente do que se trate de sua entrada: 180, 190, 240, 250 Volts ou em geral flutua.

Observe que 220 V ou 240 V é o valor padrão para a Federação Russa, Bielo-Rússia, Ucrânia e assim por diante. Mas em alguns países do exterior próximo e distante, pode ser diferente, por exemplo 110V. Conseqüentemente, "nossos" estabilizadores não funcionarão lá.

Estabilizadores são diferentes espécies: tanto para operação em circuitos DC (linear e pulsado, tipo paralelo e série), quanto para operação em circuitos AC. Estes últimos são freqüentemente chamados de "estabilizadores de tensão de rede" ou simplesmente "estabilizadores de 220 V". Em termos simples, esses estabilizadores estão conectados à rede elétrica e os consumidores já estão conectados a ela.

Na vida cotidiana, o CH é usado para proteger os dois dispositivos individuais, por exemplo, uma geladeira ou um computador, e para proteger a casa inteira, neste caso um poderoso estabilizador é instalado na entrada.

Classificação

O projeto dos estabilizadores depende dos princípios físicos sobre os quais operam. A este respeito, eles são divididos em:

• eletromecânica;
• ferrorressonante;
• inversor;
• semicondutor;
• retransmissão.

De acordo com o número de fases, podem ser monofásicos e trifásicos. Uma ampla gama de capacidades nos permite produzir estabilizadores para eletrodomésticos e pequenos eletrodomésticos:

• para TV;
• para uma caldeira a gás;
• para a geladeira.

Portanto, para objetos grandes:

• unidades industriais (por exemplo, estabilizadores industriais trifásicos Saturno);
• oficinas, edifícios.

Os estabilizadores são bastante eficientes em termos de energia. O consumo de eletricidade varia de 2 a 5%. Alguns dispositivos de estabilização podem ter proteções adicionais:

• a partir de sobretensão;
• a partir de sobrecargas;
• a partir de curto circuitos;
• de quedas de frequência.

Princípio de operação

Os estabilizadores de tensão são de tipos diferentes, cada um dos quais difere no princípio de regulação. Vamos considerar essas diferenças mais tarde. Se generalizarmos o princípio de operação e a estrutura de todos os tipos, o estabilizador de tensão da rede consiste em 2 partes principais:

1. Sistema de controle - monitora o nível de tensão de entrada e instrui a unidade de energia a aumentar ou reduzi-lo para que uma saída de 220 V estável seja obtida dentro do erro especificado (precisão regulamento). Este erro está entre 5 e 10% e é diferente para cada dispositivo.
2. A seção de potência - em servo (ou servo-motor), relé e eletrônica (triac) - é um autotransformador, com a ajuda do qual a tensão de entrada aumenta ou diminui para um nível normal, e nos estabilizadores do inversor, ou como também são chamados de "dupla conversão" - é usado inversor. Este é um dispositivo que consiste em um gerador (controlador PWM), um transformador e chaves de força (transistores) que passam ou desligue a corrente através do enrolamento primário do transformador, formando a tensão de saída da forma, frequência desejada e, o mais importante, magnitudes.

Se a tensão de entrada for normal, alguns modelos de estabilizadores têm uma função de "bypass" ou “Trânsito”, quando a tensão de entrada é simplesmente aplicada na saída até que ela saia do conjunto faixa. Por exemplo, de 215 a 225 volts, o "bypass" será ligado, e com grandes flutuações, por exemplo, com uma redução para 205-210 V, o sistema de controle irá mudar o circuito para a seção de potência e começar a ajustar, aumentar a tensão e a saída já estará 220V estável com um determinado erro.

Ajuste suave e mais preciso da tensão de saída para o inversor MV, em segundo lugar - servo acionado, e em relé e eletrônico, o ajuste ocorre em etapas, e a precisão depende de o número de etapas. Como mencionado acima, está dentro de 10%, mais frequentemente cerca de 5%.

Além das duas partes mencionadas acima, o estabilizador de tensão 220V também contém uma unidade de proteção, bem como uma fonte fonte de alimentação secundária para circuitos do sistema de controle, as mesmas proteções e outros elementos funcionais. O dispositivo geral é claramente mostrado na imagem abaixo:

Ao mesmo tempo, o esquema de trabalho em sua forma mais simples é assim:

Vamos dar uma olhada rápida em como funcionam os principais tipos de reguladores de tensão.

Retransmissão

Em um estabilizador de relé, a regulação ocorre ao alternar o relé. Esses relés fecham certos contatos do transformador, aumentando ou diminuindo a tensão de saída.

O corpo de controle é um microcircuito eletrônico. Os elementos nele comparam a referência e a tensão da rede. Em caso de incompatibilidade, um sinal é dado pelo relé de manobra para conectar os enrolamentos crescentes ou decrescentes do autotransformador.

Os MVs do relé normalmente regulam a eletricidade em ± 15% com uma precisão de saída de ± 5% a ± 10%.

As vantagens dos estabilizadores de relé:

• baixo custo;
• compacidade.

Imperfeições:

• resposta lenta às flutuações de tensão;
• curta vida útil;
• baixa confiabilidade;
• ao comutar, uma queda de energia de curto prazo dos dispositivos é possível;
• incapaz de suportar sobretensão;
• ruído, cliques ao mudar.

Servo

Os principais elementos dos servo estabilizadores são um autotransformador e um servo motor. Se a tensão se desviar da norma, o controlador envia um sinal ao servo motor, que liga os enrolamentos do autotransformador necessários. Como resultado do uso de tal sistema, são fornecidas regulagens suaves e precisão de até 1% da faixa total.

Em MV servo-acionado, uma extremidade do enrolamento primário do transformador é conectada ao ramo rígido do autotransformador, e a segunda extremidade do enrolamento primário é conectada a um contato móvel (escova de grafite) que se move servo motor. Um terminal do enrolamento secundário do transformador é conectado à fonte de alimentação de entrada e o segundo terminal é conectado à saída do regulador de tensão.

A placa de controle compara a tensão de entrada e de referência. Para quaisquer desvios dos ajustados, o servoconversor entra em operação. Ele move a escova ao longo dos ramos do autotransformador. O servomotor continuará funcionando até que a diferença entre a referência e a tensão de saída seja zero. Todo esse processo, desde a entrada de energia elétrica de baixa qualidade até a saída de uma corrente estabilizada, ocorre em dezenas de milissegundos e é limitado pela velocidade do movimento da escova por um servo acionamento.

Os estabilizadores de tensão de rede acionados por servo são produzidos em vários designs.

1. Fase única. Consiste em um autotransformador e um servoconversor.
2. Trifásico. Eles são classificados em dois tipos. Balanceado - tem três transformadores e um servo drive e um circuito de controle. A regulação é realizada em todas as três fases ao mesmo tempo. Eles são usados ​​para proteger dispositivos elétricos trifásicos, máquinas-ferramentas, dispositivos. Desequilibrado - possui três autotransformadores, três servomotores e três circuitos de controle. Ou seja, a estabilização ocorre em cada fase, independentemente uma da outra. Escopo: proteção de equipamentos elétricos de edifícios, oficinas, instalações industriais.

Vantagens dos dispositivos de estabilização de servo:

• desempenho de alta velocidade;
• alta precisão de estabilização;
• alta fiabilidade;
• resistência à sobretensão;

Imperfeições:

• precisam de manutenção periódica;
• requerem habilidades mínimas na configuração do dispositivo.

Inversor

A principal diferença entre este tipo de MV é a ausência de partes móveis e um transformador. A regulação da tensão é realizada por um método de dupla conversão. No primeiro estágio, a corrente CA de entrada é retificada e passada por um filtro de ondulação que consiste em capacitor. Em seguida, a corrente retificada é enviada ao inversor, onde é novamente convertida em corrente alternada e fornecida à carga. Nesse caso, a tensão de saída é estável tanto em magnitude quanto em frequência.

No próximo vídeo, você aprenderá sobre o princípio de funcionamento de uma das opções de implementação de um conversor de tensão de 12 Vcc para 220 Vca. Que difere do estabilizador de tensão do inversor principalmente na tensão de entrada, caso contrário, o princípio de operação é muito semelhante e o vídeo permitirá que você entenda como funciona esse tipo de dispositivo:

Vantagens:

• velocidade (a mais alta das listadas);
• ampla faixa de tensão regulada (de 115 a 300V);
• alta eficiência (mais de 90%);
• trabalho silencioso;
• pequenas dimensões;
• regulação suave.

Imperfeições:

• redução da faixa de regulação com o aumento da carga;
• Preço Alto.

Portanto, examinamos como funciona um estabilizador de tensão, para que serve e onde é usado. Esperamos que as informações fornecidas tenham sido úteis e interessantes para você!

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