O que é um regulador de tensão e para que serve?

Definição de

Um estabilizador de tensão (MV) é um dispositivo projetado para converter uma tensão de entrada instável de uma rede de fonte de alimentação: subestimada, superestimada ou com surtos periódicos, em um dispositivo de saída de magnitude estável e em aparelhos elétricos conectados a ele.

Nós o reformulamos para manequins: o estabilizador faz com que, para os dispositivos conectados a ele, a voltagem seja sempre a mesma e próxima a 220V, independentemente de como vai para sua entrada: 180, 190, 240, 250 Volts ou até flutua.

Observe que 220V ou 240V é o valor padrão. Mas em alguns países próximos e distantes no exterior pode ser diferente, por exemplo, 110V. Consequentemente, os “nossos” estabilizadores não funcionarão lá.

Os estabilizadores são diferentes espécies: para trabalhos em circuitos de corrente contínua (tipos linear e de pulso, paralelo e serial) e para trabalhos em circuitos de corrente alternada. Estes últimos são freqüentemente chamados de "estabilizadores de tensão da rede elétrica" ​​ou simplesmente "estabilizadores de 220V". Em termos simples, esses estabilizadores estão conectados à rede elétrica e os consumidores já estão se conectando a ela.

Na vida cotidiana, o SN é usado para proteger ambos os dispositivos individuais, por exemplo, para uma geladeira ou um computador, e para proteger toda a casa; nesse caso, um poderoso estabilizador é instalado na entrada.

Classificação

O design dos estabilizadores depende dos princípios físicos nos quais eles operam. Nesse sentido, eles estão divididos em:

• eletromecânica;
• ferroresonância;
• inversor;
• semicondutor;
• revezamento.

Pelo número de fases pode ser monofásica e trifásica. Uma ampla gama de capacidades permite a produção de estabilizadores para eletrodomésticos e pequenos eletrodomésticos:

• para a tv;
• para caldeira a gás;
• para a geladeira.

Então, para objetos grandes:

• unidades industriais
• oficinas, edifícios.

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

• de surto;
• de sobrecargas;
• de curto-circuito;
• das diferenças de frequência.

Princípio de operação

Os estabilizadores de tensão são de vários tipos, cada um dos quais difere no princípio da regulação. Vamos considerar essas diferenças abaixo.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 fornece o comando da unidade de potência para aumentá-lo ou diminuí-lo, de modo que a saída produza 220V estável dentro do erro especificado (precisão da regulação). Esse erro está entre 5 e 10% e é diferente para cada dispositivo.
2. A parte de potência - no servomotor (ou servomotor), relé e eletrônico (triac) - é um autotransformador, com o qual a tensão de entrada sobe ou desce para um nível normal, e nos estabilizadores do inversor, ou como também são chamados "com dupla conversão", é usado um inversor . Este dispositivo, que consiste em um gerador (controlador PWM), um transformador e interruptores (transistores), que passam ou desconectam a corrente através do enrolamento primário do transformador, formando a tensão de saída da forma, frequência e, o mais importante, magnitude desejadas.

Se a tensão de entrada for normal, alguns modelos estabilizadores terão uma função "bypass" ou "transit", quando a tensão de entrada é simplesmente aplicada à saída até que ela saia da faixa especificada. Por exemplo, o desvio será ativado de 215 a 225 volts e, em caso de grandes flutuações, por exemplo, com um rebaixamento de até 205-210V, o sistema de controle mudará o circuito para a seção de potência e começará o ajuste, aumentará a tensão e a saída já estará estável em 220V com um determinado erro .

Ajuste suave e mais preciso da tensão de saída para os MVs do inversor, em segundo lugar - servoconversores e relés e eletrônicos, o ajuste é gradual, e a precisão depende do número de estágios. Como mencionado acima, fica em 10%, mais frequentemente em torno de 5%.

Além das duas partes acima, o regulador de tensão de 220V também possui uma unidade de proteção, além de uma fonte de energia secundária para os circuitos do sistema de controle, as mesmas proteções e outros elementos funcionais. O dispositivo geral demonstra a imagem abaixo:

Ao mesmo tempo, o esquema de trabalho em sua forma mais simples se parece com isso:

Analisaremos brevemente como funcionam os estabilizadores de tensão dos principais tipos.

Relé

No estabilizador do relé, a regulação ocorre comutando 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 linha. Se houver uma incompatibilidade, é dado um sinal aos relés de comutação para conectar os enrolamentos crescentes ou decrescentes do autotransformador.

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

Vantagens dos estabilizadores de relé:

• barato;
• compacidade.

Desvantagens:

• resposta lenta a flutuações de tensão;
• vida útil curta;
• baixa confiabilidade;
• ao alternar, é possível desligar a curto prazo dos dispositivos;
• incapaz de suportar sobretensões;
• ruído, clica ao alternar.

Servo drive

Os principais elementos dos servoestabilizadores são um autotransformador e um servo motor. Quando a tensão se desvia da norma, o controlador envia um sinal ao servomotor, que alterna os enrolamentos necessários do autotransformador. Como resultado do uso de um sistema desse tipo, é garantida a regularidade e precisão de até 1% da faixa total.

No servoconversor SN, uma extremidade do enrolamento primário do transformador é conectada a um ramo rígido do autotransformador, e a segunda extremidade do enrolamento primário é conectada a um contato móvel (escova de grafite), que é movido por um servomotor. Um terminal do enrolamento secundário do transformador é conectado à fonte de energia 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. Em caso de qualquer desvio do conjunto, o servo motor entra em operação.Ele move a escova pelos galhos do autotransformador. O servomotor continuará funcionando até que a diferença entre a referência e a tensão de saída se torne zero. Todo o processo, do fornecimento de eletricidade de baixa qualidade à saída de uma corrente estabilizada, leva dezenas de milissegundos e é limitado pela velocidade da escova em movimento com um servoconversor.

Os estabilizadores de tensão servo-acionados são produzidos em vários modelos.

1. Fase monofásica. Consistem em um autotransformador e um servoconversor.
2. Trifásico. Eles são divididos em dois tipos. Balanceado - possui três transformadores e um servoconversor e um circuito de controle. A regulação é realizada nas três fases simultaneamente. Usado para proteger aparelhos elétricos trifásicos, máquinas-ferramentas, aparelhos. Desequilibrado - eles têm 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 servoestabilizadores:

• desempenho;
• alta precisão de estabilização;
• alta confiabilidade;
• resistência a sobretensão;

Desvantagens:

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

Inversor

A principal diferença entre esse tipo de SN é a ausência de peças móveis e um transformador. A regulação da tensão é realizada pelo método de dupla conversão. No primeiro estágio, a corrente alternada de entrada é retificada e passa por um filtro de ondulação, consistindo em capacitor. Depois disso, a corrente retificada flui para o inversor, onde é novamente convertida em corrente alternada e fornecida à carga. Nesse caso, a tensão de saída é estável em magnitude e em frequência.

No próximo vídeo, você aprenderá sobre o princípio de operação de uma das opções para implementar um conversor de tensão de 12V DC a 220V AC. O que difere do estabilizador de tensão do inversor pela tensão de entrada; caso contrário, o princípio de operação é bastante semelhante e o vídeo permitirá que você entenda como esse tipo de dispositivo funciona:

Vantagens:

• velocidade (a mais alta das listadas);
• ampla faixa de tensão ajustável (de 115 a 300V);
• alto coeficiente de desempenho (acima de 90%);
• trabalho silencioso;
• pequenas dimensões;
• regulação suave.

Desvantagens:

• redução da faixa de regulação com o aumento da carga;
• alto custo.

Por isso, examinamos como o regulador de tensão funciona, por que é necessário e onde é usado. Esperamos que as informações fornecidas tenham sido úteis e interessantes para você!

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