Per a què serveix un regulador de tensió?
Definició
Un estabilitzador de tensió (CH) és un dispositiu dissenyat per convertir una tensió d’entrada inestable d’una xarxa elèctrica: subestimada, sobreeixida o amb sobretensions periòdiques, a un dispositiu de sortida de magnitud estable i aparells elèctrics connectats a ell.
El tornem a reemplaçar per maniquins: l'estabilitzador fa que, per als dispositius connectats, la tensió sigui sempre igual i propera a 220V, independentment de com vagi a la seva entrada: 180, 190, 240, 250 Volts o fins i tot flota.
Tingueu en compte que 220V o 240V és el valor estàndard. Però en alguns països propers i extranys pot ser diferent, per exemple, 110V. D’acord amb això, “els nostres” estabilitzadors no funcionaran.
Els estabilitzadors són diferents espècies: tant per a treballs en circuits de corrent directe (tipus lineal i de pols, paral·lels i en sèrie), com per a treballs en circuits de corrent altern. Aquests últims sovint es diuen "estabilitzadors de tensió de xarxa" o simplement "estabilitzadors de 220V". En termes simples, aquests estabilitzadors estan connectats a la xarxa elèctrica i els consumidors ja hi estan connectats.
En la vida quotidiana, CH s’utilitza per protegir tant dispositius individuals, per exemple, per a un refrigerador o un ordinador, i per protegir tota la casa, en aquest cas s’instal·la un potent estabilitzador a l’entrada.
Classificació
El disseny dels estabilitzadors depèn dels principis físics sobre els quals operen. En aquest sentit, es divideixen en:
- electromecànic;
- ferroresonància;
- inversor;
- semiconductor;
- relé.
Pel nombre de fases poden ser monofàsics i trifàsics. Una àmplia gamma de capacitats permet produir estabilitzadors tant per a electrodomèstics com per a electrodomèstics:
- per la televisió;
- per a la caldera de gas;
- per a la nevera.
Així doncs, per a objectes grans:
- unitats industrials
- tallers, edificis.
Els estabilitzadors són força energètics. El consum d’electricitat és del 2 al 5%. Alguns dispositius estabilitzadors poden tenir proteccions addicionals:
- des de augment;
- des de sobrecàrregues;
- des de curtcircuits;
- de diferències de freqüència.
Principi de funcionament
Els estabilitzadors de tensió són de diversos tipus, cadascun dels quals difereix en el principi de regulació. A continuació, considerarem aquestes diferències.Si generalitzem el principi de funcionament i l'estructura de tot tipus, l'estabilitzador de tensió de la xarxa principal consta de 2 parts principals:
- Sistema de control: supervisa el nivell de tensió d’entrada i dóna l’ordre de la unitat d’alimentació d’augmentar-lo o disminuir-lo, de manera que la sortida produirà 220V estable dins l’error especificat (precisió de regulació). Aquest error es troba entre el 5-10% i és diferent per a cada dispositiu.
- La part de potència (en servomotor (o servomotor), relé i electrònica (triac)) és un autotransformador, amb el qual la tensió d’entrada puja o baixa al nivell normal, i en estabilitzadors inversors, o com també s’anomenen "amb doble conversió", s’utilitza un inversor . Aquest dispositiu, que consisteix en un generador (controlador PWM), un transformador i interruptors de potència (transistors), que passen o desconnecten el corrent a través del bobinat primari del transformador, formant el voltatge de sortida de la forma, freqüència i, el més important, la magnitud desitjada.
Si la tensió d'entrada és normal, alguns models estabilitzadors tenen una funció "bypass" o "transit", quan la tensió d'entrada s'aplica simplement a la sortida fins que surt de l'interval especificat. Per exemple, s’encendrà el bypass de 215 a 225 volts i, en cas de grans fluctuacions, per exemple, amb un dibuix de 205-210V, el sistema de control canviarà el circuit a la secció d’alimentació i començarà l’ajust, augmentarà el voltatge i la sortida ja serà estable amb 220V amb un error donat. .
L’ajust més suau i precís de la tensió de sortida per als MV invertits, en segon lloc, els servomotors, i per als relés i els electrònics, l’ajust és pas a pas i la precisió depèn del nombre d’etapes. Com s'ha esmentat anteriorment, se situa dins del 10%, més sovint al voltant del 5%.
A més de les dues parts anteriors, el regulador de tensió de 220V també disposa d’una unitat de protecció, així com d’una font d’alimentació secundària per als circuits del sistema de control, les mateixes proteccions i altres elements funcionals. El dispositiu general demostra la imatge següent:
Al mateix temps, l'esquema de treball amb la forma més senzilla s'assembla a aquesta:
Revisarem breument el funcionament dels estabilitzadors de tensió dels principals tipus.
Relé
En l'estabilitzador del relé, es produeix una regulació commutant el relé. Aquests relés tanquen determinats contactes del transformador, augmentant o disminuint el voltatge de sortida.
El cos de control és un microcircuit electrònic. Els elements que hi ha comparen la tensió de referència i la línia. Si hi ha un desajust, es dóna un senyal als relés de commutació per connectar els enrotllaments creixents o decreixents de l'autotransformador.
Els SN de relleu solen regular l’electricitat dins d’un ± 15% amb una precisió de sortida de ± 5% a ± 10%.
Avantatges dels estabilitzadors del relé:
- barateria;
- compacitat.
Desavantatges:
- resposta lenta a fluctuacions de tensió;
- vida útil curta;
- baixa fiabilitat;
- en canviar, es pot apagar els dispositius a curt termini;
- incapaç de suportar sobretensions;
- soroll, clics en canviar.
Servo drive
Els elements principals dels servoestabilitzadors són un autotransformador i un servo motor. Quan la tensió es desvia de la norma, el controlador dóna un senyal al servomotor, que commuta els bobinatges necessaris de l’autotransformador. Com a resultat de l'ús d'aquest sistema, es garanteix una regulació i una precisió suaus de fins a un 1% del rang total.
Al servoaccionament SN, un extrem del bobinat primari del transformador està connectat a una branca rígida del autotransformador i el segon extrem del bobinat primari està connectat a un contacte mòbil (raspall de grafit), que és mogut per un servomotor. Un terminal del bobinat secundari del transformador està connectat a la font d’energia d’entrada i el segon terminal està connectat a la sortida del regulador de tensió.
La placa de control compara la tensió d’entrada i de referència. En cas de desviacions del conjunt, el servoaccionament entra en funcionament.Desplaça el raspall per les branques de l’autotransformador. El servomotor continuarà funcionant fins que la diferència entre les tensions de referència i de sortida es converteixi en zero. Tot el procés, des de la recepció d’electricitat de mala qualitat fins a la sortida d’un corrent estabilitzat, necessita desenes de mil·lisegons i està limitat per la velocitat del raspall que es mou amb un servoaccionador.
Els estabilitzadors de tensió impulsats per servos es produeixen en diversos dissenys.
- Fase única. Consta d’un autotransformador i un servoaccionador.
- Trifàsica. Es divideixen en dos tipus. Equilibrat: disposa de tres transformadors i un servoaccionador i un circuit de control. La regulació es realitza de manera simultània sobre les tres fases. Utilitzat per protegir aparells elèctrics trifàsics, màquines-eina, electrodomèstics. No desequilibrat: tenen tres autotransformadors, tres servomotors i tres circuits de control. És a dir, l’estabilització es produeix a cada fase, independentment de l’altra. Abast: protecció d’equips elèctrics d’edificis, tallers, instal·lacions industrials.
Avantatges dels dispositius d'estabilizació:
- rendiment;
- alta precisió d’estabilització;
- alta fiabilitat;
- resistència a la sobretensió;
Desavantatges:
- necessita manteniment periòdic;
- requereixen mínimes habilitats de configuració del dispositiu.
Inversor
La diferència principal entre aquest tipus de SN és l’absència de peces mòbils i d’un transformador. La regulació de tensió es realitza mitjançant el mètode de doble conversió. A la primera fase, el corrent altern d’entrada es rectifica i passa a través d’un filtre ondulant, format per condensador. Després d'això, el corrent rectificat flueix cap a l'inversor, on es torna a convertir en corrent altern i es subministra a la càrrega. En aquest cas, la tensió de sortida és estable tant en magnitud com en freqüència.
En el següent vídeo, coneixereu el principi de funcionament d’una de les opcions per a la implementació d’un convertidor de tensió de 12V DC a 220V CA. La qual cosa es diferencia en primer lloc de l'estabilitzador de tensió del convertidor per la tensió d'entrada; en cas contrari, el principi de funcionament és en gran mesura similar i el vídeo us permetrà comprendre com funciona aquest tipus de dispositiu:
Avantatges:
- rendiment (el màxim dels llistats);
- àmplia gamma de tensió regulable (de 115 a 300V);
- alt coeficient de rendiment (més del 90%);
- treball silenciós;
- petites dimensions;
- regulació fluida.
Desavantatges:
- reducció de la gamma de regulació augmentant la càrrega;
- alt preu.
Així doncs, vam examinar com funciona el regulador de tensió, per què es necessita i on s’utilitza. Esperem que la informació facilitada sigui útil i interessant per a vosaltres!
Materials relacionats:
Carregant ...
