Hvad er en spændingsregulator, og hvad er den til?

Definition

En spændingsstabilisator (CH) er en enhed, der er designet til at konvertere en ustabil indgangsspænding fra et elektrisk netværk: undervurderet, overdreven eller med periodiske bølger til en stabil enhedsudgangsenhed og tilsluttede elektriske apparater.

Vi omformulerer det for dummies: stabilisatoren gør det således, at for enhederne, der er tilsluttet den, spændingen altid er den samme og tæt på 220V, uanset hvordan den går til dens input: 180, 190, 240, 250 volt eller endda flyder.

Bemærk, at 220V eller 240V er standardværdien. Men i nogle lande nær og langt i udlandet kan det være anderledes, for eksempel 110V. Følgelig fungerer "vores" stabilisatorer ikke der.

Stabilisatorer er forskellige arter: både til arbejde i jævnstrømskredsløb (lineær og puls, parallelle og serielle typer), og til arbejde i vekselstrømskredsløb. Sidstnævnte kaldes ofte "netspændingsstabilisatorer" eller blot "220V stabilisatorer". Enkelt sagt er sådanne stabilisatorer forbundet til lysnettet, og forbrugerne opretter allerede forbindelse til det.

I hverdagen bruges SN til at beskytte både individuelle enheder, for eksempel til et køleskab eller en computer, og til at beskytte hele huset, i dette tilfælde installeres en kraftig stabilisator på indgangen.

klassifikation

Designet af stabilisatorer afhænger af de fysiske principper, de arbejder på. I denne henseende er de opdelt i:

• elektromekaniske;
• ferroresonance;
• inverter;
• halvleder;
• relæ.

Af antallet af faser kan være enfaset og trefaset. En bred vifte af kapaciteter tillader produktion af stabilisatorer til både husholdningsapparater og små husholdningsapparater:

• til tv'et;
• til gas kedel;
• til køleskabet.

Så for store genstande:

• industrielle enheder
• værksteder, bygninger.

Stabilisatorer er ret energieffektive. Elforbrug er fra 2 til 5%. Nogle stabiliserende enheder kan have yderligere beskyttelse:

• fra bølge;
• fra overbelastninger;
• fra kortslutninger;
• fra frekvensforskelle.

Driftsprincip

Spændingsstabilisatorer er af forskellige typer, som hver adskiller sig i reguleringsprincippet. Vi vil overveje disse forskelle nedenfor.Hvis vi generaliserer driftsprincippet og strukturen af ​​alle typer, består netspændingsstabilisatoren af ​​2 hoveddele:

1. Kontrolsystem - overvåger indgangsspændingsniveauet og giver kommandoen for strømmenheden at øge eller sænke det, så udgangen producerer stabile 220V inden for den specificerede fejl (reguleringsnøjagtighed). Denne fejl ligger inden for 5-10% og er forskellig for hver enhed.
2. Kraftdelen - i servomotor (eller servomotor), relæ og elektronisk (triac) - er en autotransformator, hvormed indgangsspændingen stiger eller falder til et normalt niveau, og inverter stabilisatorer, eller som de også kaldes "med dobbelt konvertering", bruges en inverter . Denne enhed, der består af en generator (PWM-controller), en transformer og strømafbrydere (transistorer), der passerer eller frakobler strøm gennem den primære vikling af transformeren og danner udgangsspændingen med den ønskede form, frekvens og vigtigst af alt.

Hvis indgangsspændingen er normal, har nogle stabilisatormodeller en "bypass" eller "transit" -funktion, når indgangsspændingen ganske enkelt påføres udgangen, indtil den forlader det specificerede område. For eksempel vil bypass være tændt fra 215 til 225 volt, og i tilfælde af store svingninger, for eksempel med en nedtrapning på op til 205-210V, vil styresystemet skifte kredsløb til kraftsektionen og begynde justering, øge spændingen og udgangen vil allerede være stabil 220V med en given fejl .

Jævn og mest nøjagtig justering af udgangsspændingen for inverter MV'er, for det andet - servo-drev, og for relæ og elektroniske, er justeringen trinvis, og nøjagtigheden afhænger af antallet af trin. Som nævnt ovenfor ligger inden for 10%, oftere omkring 5%.

Ud over de to ovennævnte dele har 220V spændingsregulator også en beskyttelsesenhed samt en sekundær strømkilde til styresystemets kredsløb, de samme beskyttelser og andre funktionelle elementer. Den generelle enhed viser billedet herunder:

Samtidig ser arbejdsplanen i sin enkleste form sådan ud:

Vi vil kort gennemgå, hvordan spændingsstabilisatorer af hovedtyperne fungerer.

Relæ

I relæstabilisatoren sker regulering ved at skifte relæ. Disse relæer lukker visse transformatorkontakter, hvilket øger eller formindsker udgangsspændingen.

Det kontrollerende organ er en elektronisk mikrokredsløb. Elementer på det sammenligner reference- og liniespænding. Hvis der er en uoverensstemmelse, gives der et signal til koblingsrelæerne for at forbinde de stigende eller faldende viklinger af autotransformatoren.

Relæ-SN'er regulerer normalt elektricitet inden for ± 15% med en nøjagtighed af output fra ± 5% til ± 10%.

Fordele ved relæstabilisatorer:

• cheapness;
• kompakthed.

Ulemper:

• langsom reaktion på spændingsudsving;
• kort levetid;
• lav pålidelighed;
• når der er tændt, er kortsigtet slukning af enheder muligt;
• ikke i stand til at modstå overspændinger;
• støj, klik, når du skifter.

Servo drev

Hovedelementerne i servostabilisatorer er en autotransformator og en servomotor. Hvis spændingen afviger fra normen, giver regulatoren et signal til servomotoren, der skifter de nødvendige viklinger af autotransformatoren. Som et resultat af brugen af ​​et sådant system sikres jævn regulering og nøjagtighed på op til 1% af det samlede interval.

I servo-drevet SN er den ene ende af den primære vikling af transformeren forbundet til en stiv gren af ​​autotransformatoren, og den anden ende af den primære vikling er forbundet til en bevægelig kontakt (grafitbørste), der bevæges af en servomotor. Den ene terminal på den sekundære vikling af transformeren er forbundet med indgangseffektkilden, og den anden terminal er forbundet til udgangen fra spændingsregulatoren.

Kontroltavlen sammenligner indgangs- og referencespændingen. I tilfælde af afvigelser fra apparatet kommer servomotoren i drift.Han bevæger børsten langs grene af autotransformatoren. Servomotoren fortsætter med at køre, indtil forskellen mellem reference- og udgangsspænding bliver nul. Hele processen, fra levering af elektricitet af dårlig kvalitet til udgangen af ​​en stabiliseret strøm, tager flere titusvis af millisekunder og er begrænset af hastigheden på børsten, der bevæger sig med et servodrev.

Servodrevne spændingsstabilisatorer produceres i forskellige udformninger.

1. Enkelt fase. Består af en autotransformator og et servo-drev.
2. Tre fase. De er opdelt i to typer. Afbalanceret - har tre transformere og et servodrev og et kontrolkredsløb. Regulering gennemføres på alle tre faser samtidigt. Bruges til at beskytte trefasede elektriske apparater, værktøjsmaskiner, apparater. Ubalanceret - de har tre autotransformatorer, tre servomotorer og tre kontrolkredsløb. Det vil sige, stabilisering sker i hver fase, uafhængigt af hinanden. Omfang: beskyttelse af elektrisk udstyr til bygninger, værksteder, industrianlæg.

Fordele ved servostabiliserende enheder:

• ydeevne;
• høj nøjagtighed af stabilisering;
• høj pålidelighed;
• modstand mod overspænding;

Ulemper:

• har brug for periodisk vedligeholdelse;
• kræver minimale enhedsopsætningsevner.

Inverter

Den største forskel mellem denne type SN er fraværet af bevægelige dele og en transformer. Spændingsregulering udføres ved dobbeltkonverteringsmetoden. På det første trin udbedres vekselstrømens indgang og passerer gennem et rippelfilter bestående af kondensator. Derefter strømmer den udbedrede strøm til inverteren, hvor den igen konverteres til vekselstrøm og leveres til belastningen. I dette tilfælde er udgangsspændingen stabil både i størrelse og i frekvens.

I den næste video lærer du om funktionsprincippet for en af ​​mulighederne for at implementere en spændingsomformer fra 12V DC til 220V AC. Hvilket adskiller sig fra inverter-spændingsstabilisatoren i første omgang af indgangsspændingen, ellers er driftsprincippet stort set ens, og videoen giver dig mulighed for at forstå, hvordan denne type enhed fungerer:

Fordele:

• ydeevne (den højeste af de nævnte);
• stort række justerbare spændinger (fra 115 til 300V);
• høj ydelseskoefficient (over 90%);
• tavs arbejde;
• små dimensioner;
• jævn regulering.

Ulemper:

• reduktion af reguleringsområdet med stigende belastning;
• høj pris.

Så vi undersøgte, hvordan spændingsregulatoren fungerer, hvorfor den er nødvendig, og hvor den bruges. Vi håber, at de givne oplysninger var nyttige og interessante for dig!

Relaterede materialer:

• Sådan fungerer magnetstarteren
• Netværkets overspændingsbeskyttelsesenheder
• Forskellen mellem vekselstrøm og jævnstrøm