Stabilizator napetosti: naprava, načelo delovanja, namen

Opredelitev

Stabilizator napetosti (MV) je naprava, namenjena pretvorbi vhodne nestabilne napetosti iz omrežja: podcenjeni, precenjeni ali z občasnimi skoki, v stabilni vrednosti na izhodu naprave in povezani z njo električni aparati.

Če parafraziramo lutke: stabilizator skrbi, da je napetost za naprave, povezane z njim, vedno enako in blizu 220V, ne glede na to, kaj je vneseno na njegov vhod: 180, 190, 240, 250 voltov ali na splošno plava.

Upoštevajte, da je 220V ali 240V standardna vrednost za Rusko federacijo, Belorusijo, Ukrajino itd. Toda v nekaterih državah bližnje in daljne tujine je lahko drugače, na primer 110V. V skladu s tem "naši" stabilizatorji tam ne bodo delovali.

Stabilizatorji so različni vrste: tako za delovanje v enosmernih tokokrogih (linearni in impulzni, vzporedni in zaporedni) kot za delovanje v izmeničnih tokokrogih. Slednje pogosto imenujemo "stabilizatorji omrežne napetosti" ali preprosto "stabilizatorji 220V". Preprosto povedano, takšni stabilizatorji so priključeni na električno omrežje, potrošniki pa so že priključeni nanj.

V vsakdanjem življenju se CH uporablja za zaščito obeh posameznih naprav, na primer za hladilnik ali računalnik, in za zaščito celotne hiše, v tem primeru je na vhodu nameščen močan stabilizator.

Razvrstitev

Zasnova stabilizatorjev je odvisna od fizikalnih načel, na katerih delujejo. V zvezi s tem jih delimo na:

• elektromehanski;
• feroresonantni;
• inverter;
• polprevodnik;
• rele.

Glede na število faz so lahko enofazni in trifazni. Širok nabor zmogljivosti nam omogoča izdelavo stabilizatorjev za gospodinjske in majhne gospodinjske aparate:

• za televizijo;
• za plinski kotel;
• za hladilnik.

Torej za velike predmete:

• industrijske enote (npr. trifazni industrijski stabilizatorji Saturn);
• delavnice, zgradbe.

Stabilizatorji so energetsko zelo učinkoviti. Poraba električne energije se giblje od 2 do 5%. Nekatere stabilizacijske naprave imajo lahko dodatno zaščito:

• od prenapetost;
• od preobremenitve;
• od kratki stiki;
• zaradi padcev frekvence.

Načelo delovanja

Napetostni stabilizatorji so različnih vrst, od katerih se vsak razlikuje po načelu regulacije. Te razlike bomo obravnavali kasneje. Če posplošimo načelo delovanja in strukturo vseh vrst, je stabilizator omrežne napetosti sestavljen iz dveh glavnih delov:

1. Krmilni sistem - spremlja raven vhodne napetosti in daje napot enoti, naj poveča oz zmanjšajte tako, da se v določeni napaki doseže stabilen izhod 220 V (natančnost uredba). Ta napaka je znotraj 5-10% in je za vsako napravo drugačna.
2. Močni odsek - v servo pogonu (ali servo motorju), rele in elektronika (triak) - je avtotransformator, s pomočjo katerega se vhodna napetost poveča ali zmanjša na normalno raven, pri pretvornikih stabilizatorjev ali, kot jim pravimo tudi "dvojna pretvorba", pa se uporablja pretvornik. To je naprava, ki jo sestavljajo generator (krmilnik PWM), transformator in stikala za vklop (tranzistorji), ki prehajajo oz. izklopite tok skozi primarno navitje transformatorja, ki tvori izhodno napetost želene oblike, frekvence in, kar je najpomembneje, velikosti.

Če je vhodna napetost normalna, potem imajo nekateri modeli stabilizatorjev funkcijo »bypass« oz "Transit", ko se vhodna napetost preprosto priključi na izhod, dokler ne zapusti nastavljenega obseg. Na primer, od 215 do 225 voltov bo vklopljen "bypass", z velikimi nihanji, na primer z zmanjšanjem na 205-210V, pa krmilni sistem bo preklopil vezje v razdelek za napajanje in se začel prilagajati, povečal napetost in izhod bo že stabilen 220V z določeno napako.

Gladka in najbolj natančna nastavitev izhodne napetosti pretvornika MV, na drugem mestu - s servo pogonom, pri relejnem in elektronskem prilagajanju pa se izvede v korakih, natančnost pa je odvisna od število korakov. Kot je navedeno zgoraj, je znotraj 10%, pogosteje okoli 5%.

Poleg omenjenih dveh delov stabilizator napetosti 220V vsebuje tudi zaščitno enoto in vir sekundarno napajanje za vezja krmilnega sistema, iste zaščite in druge funkcionalne elemente. Splošna naprava je jasno prikazana na spodnji sliki:

Hkrati je shema dela v najpreprostejši obliki videti tako:

Na kratko poglejmo, kako delujejo glavne vrste regulatorjev napetosti.

Rele

V stabilizatorju releja se regulacija pojavi s preklopom releja. Ti releji zapirajo določene kontakte transformatorja, dvigujejo ali znižujejo izhodno napetost.

Nadzorni organ je elektronsko mikro vezje. Elementi na njem primerjajo referenčno in omrežno napetost. V primeru neusklajenosti stikalni rele poda signal za povezavo naraščajočih ali padajočih navitij avtotransformatorja.

Relejni SN običajno uravnavajo električno energijo v okviru ± 15% z izhodno natančnostjo od ± 5% do ± 10%.

Prednosti relejnih stabilizatorjev:

• poceni;
• kompaktnost.

Slabosti:

• počasen odziv na nihanja napetosti;
• kratka življenjska doba;
• nizka zanesljivost;
• pri preklopu je možen kratkoročni izpad električne energije naprav;
• ne prenesejo prenapetosti;
• hrup, kliki pri preklopu.

Servo

Glavna elementa servo stabilizatorjev sta avtotransformator in servo motor. Če napetost odstopa od norme, krmilnik pošlje signal servo motorju, ki preklopi potrebna navitja avtotransformatorja. Zaradi uporabe takega sistema je zagotovljena nemotena regulacija in natančnost do 1% celotnega razpona.

V SN s servo pogonom je en konec primarnega navitja transformatorja povezan s togo vejo avtotransformatorja in drugi konec primarnega navitja je povezan s premičnim kontaktom (grafitna krtača), ki se premika servo motor. En priključek sekundarnega navitja transformatorja je priključen na vhodno napajanje, drugi priključek pa na izhod regulatorja napetosti.

Nadzorna plošča primerja vhodno in referenčno napetost. Za vsa odstopanja od nastavljenih se zažene servo pogon. Krtačo premika po vejah avtotransformatorja. Servomotor bo deloval, dokler razlika med referenčno in izhodno napetostjo ne bo nič. Celoten proces, od priliva slabe kakovosti električne energije do izhoda stabiliziranega toka, poteka v več deset milisekundah in je omejen s hitrostjo premikanja krtače s servo pogonom.

Omrežni napetostni stabilizatorji s servo pogonom so izdelani v različnih izvedbah.

1. Enofazna. Sestavljen je iz enega avtotransformatorja in enega servo pogona.
2. Trifazni. Razvrščeni so v dve vrsti. Uravnoteženo - imeti tri transformatorje in en servo pogon ter eno krmilno vezje. Regulacija se izvaja na vseh treh fazah hkrati. Uporabljajo se za zaščito trifaznih električnih naprav, obdelovalnih strojev, naprav. Neuravnoteženo - imajo tri avtotransformatorje, tri servomotorje in tri krmilna vezja. To pomeni, da se stabilizacija pojavi v vsaki fazi, neodvisno drug od drugega. Področje uporabe: zaščita električne opreme stavb, delavnic, industrijskih objektov.

Prednosti servo stabilizacijskih naprav:

• zmogljivost pri visokih hitrostih;
• visoka natančnost stabilizacije;
• visoka zanesljivost;
• prenapetostni upor;

Slabosti:

• potrebujete redno vzdrževanje;
• zahtevajo minimalne spretnosti pri nastavitvi naprave.

Pretvornik

Glavna razlika med to vrsto MV je odsotnost gibljivih delov in transformatorja. Regulacija napetosti se izvaja z metodo dvojne pretvorbe. Na prvi stopnji se vhodni izmenični tok popravi in ​​spelje skozi valovit filter, sestavljen iz kondenzator. Po tem se usmerjeni tok napaja v pretvornik, kjer se znova pretvori v izmenični tok in napaja v breme. V tem primeru je izhodna napetost stabilna tako po velikosti kot po frekvenci.

V naslednjem videu boste spoznali načelo delovanja ene od možnosti za izvedbo napetostnega pretvornika od 12V DC do 220V AC. Ki se od stabilizatorja napetosti pretvornika razlikuje predvsem po vhodni napetosti, sicer je načelo delovanja zelo podobno in videoposnetek vam bo omogočil razumevanje delovanja te vrste naprav:

Prednosti:

• hitrost (največja od naštetih);
• velik razpon regulirane napetosti (od 115 do 300V);
• visoka učinkovitost (več kot 90%);
• tiho delo;
• majhne dimenzije;
• gladka regulacija.

Slabosti:

• zmanjšanje območja regulacije z naraščajočo obremenitvijo;
• visoka cena.

Zato smo preučili, kako deluje stabilizator napetosti, za kaj je namenjen in kje se uporablja. Upamo, da so bile posredovane informacije koristne in zanimive za vas!

Sorodni materiali:

• Kako deluje magnetni zaganjalnik
• Naprave za zaščito pred prenapetostjo v omrežju
• Razlika med izmeničnim in enosmernim tokom