Wat is een spanningsregelaar en waar is het voor?

Definitie

Een spanningsstabilisator (CH) is een apparaat dat is ontworpen om een ​​onstabiele ingangsspanning van een elektrisch netwerk om te zetten: onderschat, overschat of met periodieke pieken, naar een stabiel uitvoerapparaat en daarmee verbonden elektrische apparaten.

We herformuleren het voor dummies: de stabilisator zorgt ervoor dat voor de apparaten die erop zijn aangesloten, de spanning altijd hetzelfde is en dichtbij 220V, ongeacht hoe deze naar de ingang gaat: 180, 190, 240, 250 volt of zelfs drijft.

Merk op dat 220V of 240V de standaardwaarde is. Maar in sommige landen dichtbij en ver daarbuiten kan het anders zijn, bijvoorbeeld 110V. Daarom zullen "onze" stabilisatoren daar niet werken.

Stabilisatoren zijn anders soorten: zowel voor werk in gelijkstroomcircuits (lineair en puls, parallel en serieel), als voor werk in wisselstroomcircuits. Deze laatste worden vaak "netspanningsstabilisatoren" of gewoon "220V-stabilisatoren" genoemd. Simpel gezegd, dergelijke stabilisatoren zijn aangesloten op het lichtnet en consumenten maken er al verbinding mee.

In het dagelijks leven wordt CH gebruikt om beide individuele apparaten te beschermen, bijvoorbeeld voor een koelkast of een computer, en om het hele huis te beschermen, in dit geval is er een krachtige stabilisator op de ingang geïnstalleerd.

Classificatie

Het ontwerp van stabilisatoren hangt af van de fysieke principes waarop ze werken. In dit opzicht zijn ze onderverdeeld in:

• elektromechanisch;
• ferroresonantie;
• omvormer;
• halfgeleider;
• relais.

Door het aantal fasen kan eenfasig en driefasig zijn. Een breed scala aan capaciteiten maakt de productie mogelijk van stabilisatoren voor zowel huishoudelijke als kleine huishoudelijke apparaten:

• voor de tv;
• voor gasketel;
• voor de koelkast.

Dus voor grote objecten:

• industriële eenheden
• werkplaatsen, gebouwen.

Stabilisatoren zijn behoorlijk energiezuinig. Het elektriciteitsverbruik is van 2 tot 5%. Sommige stabilisatieapparaten hebben mogelijk extra bescherming:

• van piek;
• van overbelastingen;
• van kortsluitingen;
• van frequentieverschillen.

Werkingsprincipe

Spanningsstabilisatoren zijn van verschillende typen, die elk verschillen in het regelprincipe. We zullen deze verschillen hieronder beschouwen.Als we het werkingsprincipe en de structuur van alle typen generaliseren, bestaat de netspanningsstabilisator uit 2 hoofdonderdelen:

1. Besturingssysteem - bewaakt het ingangsspanningsniveau en geeft het commando van de voedingseenheid om het te verhogen of te verlagen, zodat de uitgang een stabiele 220V produceert binnen de gespecificeerde fout (regelnauwkeurigheid). Deze fout ligt binnen 5-10% en verschilt per apparaat.
2. Het krachtgedeelte - in servomotor (of servomotor), relais en elektronisch (triac) - is een autotransformator, waarmee de ingangsspanning stijgt of daalt tot een normaal niveau, en in inverterstabilisatoren, of zoals ze ook wel "met dubbele conversie" worden genoemd, wordt een inverter gebruikt . Dit apparaat, dat bestaat uit een generator (PWM-controller), een transformator en aan / uit-schakelaars (transistors), die stroom door de primaire wikkeling van de transformator leiden of afkoppelen, vormen de uitgangsspanning van de gewenste vorm, frequentie en, belangrijker nog, magnitude.

Als de ingangsspanning normaal is, hebben sommige stabilisatiemodellen een "bypass" - of "transit" -functie, wanneer de ingangsspanning eenvoudig wordt toegepast op de uitgang totdat deze het gespecificeerde bereik verlaat. De bypass wordt bijvoorbeeld ingeschakeld van 215 tot 225 volt, en in het geval van grote schommelingen, bijvoorbeeld met een aftakking tot 205-210 V, zal het regelsysteem het circuit naar het vermogensgedeelte schakelen en beginnen met aanpassen, de spanning verhogen en de output zal al stabiel zijn 220 V met een gegeven fout .

Soepele en meest nauwkeurige aanpassing van de uitgangsspanning voor inverter-MV's, op de tweede plaats - servo-drives, en voor relais en elektronische, de aanpassing is stapsgewijs en de nauwkeurigheid hangt af van het aantal trappen. Zoals hierboven vermeld, ligt het binnen 10%, vaker rond de 5%.

Naast de bovenstaande twee onderdelen heeft de 220V-spanningsregelaar ook een beveiligingseenheid, evenals een secundaire stroombron voor de circuits van het regelsysteem, dezelfde beveiligingen en andere functionele elementen. Het algemene apparaat laat de onderstaande afbeelding duidelijk zien:

Tegelijkertijd ziet het werkschema in zijn eenvoudigste vorm er als volgt uit:

We zullen kort bekijken hoe spanningsstabilisatoren van de belangrijkste typen werken.

Relais

In de relaisstabilisator vindt regeling plaats door het relais te schakelen. Deze relais sluiten bepaalde transformatorcontacten, waardoor de uitgangsspanning wordt verhoogd of verlaagd.

Het controlelichaam is een elektronische microschakeling. Elementen erop vergelijken de referentie- en lijnspanning. Als er een verkeerde combinatie is, wordt een signaal gegeven aan de schakelrelais om de toenemende of afnemende wikkelingen van de autotransformator te verbinden.

Relais-SN's regelen gewoonlijk elektriciteit binnen ± 15% met een nauwkeurigheid van output van ± 5% tot ± 10%.

Voordelen van relaisstabilisatoren:

• goedkoopheid;
• compactheid.

Nadelen:

• trage reactie op spanningsschommelingen;
• korte levensduur;
• lage betrouwbaarheid;
• bij het schakelen is het op korte termijn uitschakelen van apparaten mogelijk;
• niet in staat om overspanningen te weerstaan;
• ruis, klikken bij overschakelen.

Servo-aandrijving

De belangrijkste elementen van servostabilisatoren zijn een spaartransformator en een servomotor. Als de spanning afwijkt van de norm, geeft de controller een signaal aan de servomotor, die de benodigde wikkelingen van de autotransformator schakelt. Door het gebruik van een dergelijk systeem is een soepele regeling en nauwkeurigheid tot 1% van het totale bereik gegarandeerd.

In de servo-aandrijving SN is één uiteinde van de primaire wikkeling van de transformator verbonden met een stijve tak van de autotransformator en het tweede uiteinde van de primaire wikkeling is verbonden met een beweegbaar contact (grafietborstel), dat wordt bewogen door een servomotor. Een aansluiting van de secundaire wikkeling van de transformator is aangesloten op de ingangsstroombron en de tweede aansluiting is aangesloten op de uitgang van de spanningsregelaar.

De besturingskaart vergelijkt de ingangs- en referentiespanning. Bij afwijkingen van de set komt de servomotor in werking.Hij beweegt de borstel langs de takken van de spaartransformator. De servomotor blijft draaien totdat het verschil tussen de referentie- en uitgangsspanning nul wordt. Het hele proces, van de ontvangst van elektriciteit van slechte kwaliteit tot de uitvoer van een gestabiliseerde stroom, duurt tientallen milliseconden en wordt beperkt door de snelheid van de borstel die beweegt met een servo-aandrijving.

Servogestuurde spanningsstabilisatoren worden in verschillende uitvoeringen geproduceerd.

1. Enkele fase. Bestaat uit één autotransformator en één servo-aandrijving.
2. Drie fase. Ze zijn onderverdeeld in twee typen. Gebalanceerd - hebben drie transformatoren en één servoaandrijving en één stuurcircuit. Regulering vindt gelijktijdig plaats op alle drie de fasen. Gebruikt om driefasige elektrische apparaten, werktuigmachines, apparaten te beschermen. Onevenwichtig - ze hebben drie autotransformatoren, drie servomotoren en drie regelcircuits. Dat wil zeggen, stabilisatie vindt plaats in elke fase, onafhankelijk van elkaar. Toepassingsgebied: bescherming van elektrische uitrusting van gebouwen, werkplaatsen, industriële installaties.

Voordelen van servostabiliserende apparaten:

• prestatie;
• hoge nauwkeurigheid van stabilisatie;
• hoge betrouwbaarheid;
• weerstand tegen overspanning;

Nadelen:

• periodiek onderhoud nodig hebben;
• vereist minimale apparaatconfiguratievaardigheden.

Omvormer

Het belangrijkste verschil tussen dit type SN is de afwezigheid van bewegende delen en een transformator. Spanningsregeling wordt uitgevoerd door de dubbele conversiemethode. In de eerste fase wordt de ingangswisselstroom gelijkgericht en gaat door een rimpelfilter, bestaande uit condensator. Daarna stroomt de gelijkgerichte stroom naar de omvormer, waar deze opnieuw wordt omgezet in wisselstroom en aan de belasting wordt geleverd. In dit geval is de uitgangsspanning zowel qua grootte als qua frequentie stabiel.

In de volgende video leert u over het werkingsprincipe van een van de opties voor het implementeren van een spanningsomvormer van 12V DC naar 220V AC. Wat in de eerste plaats verschilt van de spanningsstabilisator van de omvormer door de ingangsspanning, anders is het werkingsprincipe grotendeels vergelijkbaar en kunt u met de video begrijpen hoe dit type apparaat werkt:

Voordelen:

• prestaties (de hoogste van de vermelde);
• groot bereik van instelbare spanning (van 115 tot 300V);
• hoge prestatiecoëfficiënt (meer dan 90%);
• stil werk;
• kleine afmetingen;
• soepele regeling.

Nadelen:

• vermindering van het regelbereik bij toenemende belasting;
• hoge prijs.

Dus hebben we onderzocht hoe de spanningsregelaar werkt, waarom hij nodig is en waar hij wordt gebruikt. We hopen dat de verstrekte informatie nuttig en interessant voor je was!

Gerelateerde materialen:

• Hoe de magnetische starter werkt
• Network Surge Protection Devices
• Het verschil tussen AC en DC