Pentru ce este un regulator de tensiune și pentru ce este utilizat?

definiție

Un stabilizator de tensiune (CH) este un dispozitiv conceput pentru a converti o tensiune de intrare instabilă dintr-o rețea electrică: subestimată, supraevaluată sau cu supratensiuni periodice, la un dispozitiv de ieșire cu magnitudine stabilă și aparate electrice conectate la acesta.

Îl reformulăm pentru manechine: stabilizatorul îl face astfel încât, pentru dispozitivele conectate la acesta, tensiunea să fie întotdeauna aceeași și aproape de 220V, indiferent de modul în care merge la intrarea sa: 180, 190, 240, 250 de volți sau chiar plutesc.

Rețineți că valoarea standard 220V sau 240V. Dar în unele țări din apropiere și din străinătate, poate fi diferit, de exemplu 110V. În consecință, stabilizatorii „noștri” nu vor funcționa acolo.

Stabilizatorii sunt diferiți specie: atât pentru lucrări în circuite cu curent continuu (tipuri liniare și cu impulsuri, paralele și seriale), cât și pentru lucrări în circuite de curent alternativ. Acestea din urmă sunt adesea numite „stabilizatori de tensiune de rețea” sau pur și simplu „stabilizatori de 220V”. În termeni simpli, astfel de stabilizatori sunt conectați la rețea, iar consumatorii se conectează deja la acesta.

În viața de zi cu zi, CH este utilizat pentru a proteja ambele dispozitive individuale, de exemplu, pentru un frigider sau un computer și pentru a proteja întreaga casă, în acest caz, pe intrare este instalat un stabilizator puternic.

clasificare

Proiectarea stabilizatorilor depinde de principiile fizice pe care acționează. În acest sens, acestea sunt împărțite în:

• electromecanice;
• ferorezonanță;
• invertor;
• semiconductori;
• releu.

După numărul de faze pot fi monofazate și trifazate. O gamă largă de capacități permite producerea de stabilizatori atât pentru electrocasnice, cât și pentru electrocasnice mici:

• pentru tv;
• pentru cazan pe gaz;
• pentru frigider.

Deci pentru obiecte mari:

• unități industriale
• ateliere, clădiri.

Stabilizatorii sunt destul de eficienți din punct de vedere energetic. Consumul de energie electrică este de la 2 la 5%. Unele dispozitive de stabilizare pot avea protecții suplimentare:

• din val;
• din suprasarcină;
• din scurtcircuite;
• din diferențele de frecvență.

Principiul funcționării

Stabilizatorii de tensiune sunt de diferite tipuri, fiecare diferind de principiul reglementării. Vom analiza aceste diferențe mai jos.Dacă generalizăm principiul funcționării și structura de toate tipurile, atunci stabilizatorul de tensiune de alimentare este format din 2 părți principale:

1. Sistemul de control - monitorizează nivelul tensiunii de intrare și dă comanda unității de alimentare pentru a-l crește sau micșora, astfel încât ieșirea va produce 220V stabil în eroarea specificată (precizia reglării). Această eroare este cuprinsă între 5-10% și este diferită pentru fiecare dispozitiv.
2. Partea de putere - în servomotor (sau servomotor), releu și electronic (triac) - este un autotransformator, cu care tensiunea de intrare crește sau scade la un nivel normal, iar în stabilizatoare invertor, sau cum sunt numite și „cu dublă conversie”, este folosit un invertor . Acest dispozitiv, care constă dintr-un generator (controler PWM), un transformator și comutatoare de putere (tranzistoare), care trec sau deconectează curentul prin înfășurarea primară a transformatorului, formând tensiunea de ieșire de forma, frecvența și, cel mai important, magnitudinea dorită.

Dacă tensiunea de intrare este normală, atunci unele modele de stabilizator au o funcție de „bypass” sau „tranzit”, când tensiunea de intrare este pur și simplu aplicată la ieșire până când iese din intervalul specificat. De exemplu, bypass-ul va fi pornit de la 215 la 225 volți, iar în cazul unor fluctuații mari, de exemplu, cu o tracțiune de până la 205-210V, sistemul de control va comuta circuitul pe secțiunea de putere și va începe reglarea, va crește tensiunea și ieșirea va fi deja stabilă cu 220V cu o eroare dată .

Reglarea mai netedă și cea mai precisă a tensiunii de ieșire pentru invertoarele MV, în al doilea rând - servo-unități, iar pentru relee și electronice, reglarea este în trepte, iar precizia depinde de numărul de etape. Așa cum am menționat mai sus, se încadrează în 10%, mai des în jur de 5%.

Pe lângă cele două părți de mai sus, regulatorul de tensiune 220V mai are o unitate de protecție, precum și o sursă de alimentare secundară pentru circuitele sistemului de control, aceleași protecții și alte elemente funcționale. Dispozitivul general arată imaginea de mai jos:

În același timp, schema de lucru în forma sa cea mai simplă arată astfel:

Vom examina pe scurt modul în care funcționează stabilizatorii de tensiune ai principalelor tipuri.

releu

În stabilizatorul releului, reglarea are loc prin comutarea releului. Aceste relee închid anumite contacte ale transformatorului, crescând sau micșorând tensiunea de ieșire.

Corpul de control este un microcircuit electronic. Elementele de pe acesta compară tensiunea de referință și linia. Dacă există o nepotrivire, un semnal este transmis releelor ​​de comutare pentru a conecta înfășurările în creștere sau descreștere ale autotransformatorului.

SN-urile relee reglează, de regulă, energia electrică în cadrul ± 15% cu o precizie a producției de la ± 5% la ± 10%.

Avantajele stabilizatorilor de relee:

• cost redus;
• compactitatea.

dezavantaje:

• răspuns lent la fluctuațiile de tensiune;
• durată scurtă de serviciu;
• fiabilitate redusă;
• la comutare, este posibilă oprirea pe termen scurt a dispozitivelor;
• incapabil să reziste la supratensiuni;
• zgomot, clicuri la comutare.

Servo drive

Elementele principale ale stabilizatoarelor servo sunt un autotransformator și un servomotor. Când tensiunea se abate de la normă, regulatorul dă un semnal servomotorului, care comută înfășurările necesare ale autotransformatorului. Ca urmare a utilizării unui astfel de sistem, este asigurată o reglare lină și o precizie de până la 1% din gama totală.

În servomotorul SN, un capăt al înfășurării primare a transformatorului este conectat la o ramură rigidă a autotransformatorului, iar al doilea capăt al înfășurării primare este conectat la un contact mobil (perie de grafit), care este deplasat de un servomotor. Un terminal al înfășurării secundare a transformatorului este conectat la sursa de alimentare de intrare, iar cel de-al doilea terminal este conectat la ieșirea regulatorului de tensiune.

Placa de control compară tensiunea de intrare și de referință. În cazul abaterilor de la set, servomotorul intră în funcțiune.El mișcă peria de-a lungul ramurilor autotransformatorului. Servomotorul va continua să funcționeze până când diferența dintre tensiunea de referință și ieșire devine zero. Întregul proces, de la recepția energiei electrice de proastă calitate până la ieșirea unui curent stabilizat, necesită zeci de milisecunde și este limitat de viteza periei care se deplasează cu un servomotor.

Stabilizatoarele de tensiune acționate de servo sunt produse în diferite modele.

1. Fază singulară. Constă dintr-un autotransformator și un servomotor.
2. Trei faze. Ele sunt împărțite în două tipuri. Echilibrat - au trei transformatoare și un servomotor și un circuit de control. Reglarea se realizează simultan pe toate cele trei faze. Folosit pentru a proteja aparate electrice trifazate, mașini-unelte, aparate. Dezechilibrat - au trei autotransformatoare, trei servomotoare și trei circuite de control. Adică stabilizarea are loc în fiecare fază, independent una de cealaltă. Domeniul de aplicare: protecția echipamentelor electrice ale clădirilor, atelierelor, instalațiilor industriale.

Avantajele dispozitivelor de stabilizare servo:

• performanţă;
• precizie ridicată a stabilizării;
• fiabilitate ridicată;
• rezistență la supratensiune;

dezavantaje:

• au nevoie de întreținere periodică;
• necesită abilități minime de configurare a dispozitivului.

invertor

Principala diferență între acest tip de SN este absența pieselor mobile și a unui transformator. Reglarea tensiunii se realizează prin metoda dublei conversii. În prima etapă, curentul alternativ de intrare este rectificat și trece printr-un filtru de ondulare, format din condensator. După aceea, curentul rectificat curge spre invertor, unde este din nou convertit în curent alternativ și furnizat sarcinii. În acest caz, tensiunea de ieșire este stabilă atât ca mărime cât și în frecvență.

În următorul videoclip, veți afla despre principiul funcționării uneia dintre opțiunile pentru implementarea unui convertor de tensiune de la 12V DC la 220V AC. Ceea ce diferă de stabilizatorul tensiunii invertorului în primul rând de tensiunea de intrare, altfel principiul funcționării este în mare măsură similar și videoclipul vă va permite să înțelegeți cum funcționează acest tip de dispozitiv:

avantaje:

• performanță (cea mai mare dintre cele enumerate);
• gamă mare de tensiune reglabilă (de la 115 la 300V);
• coeficient ridicat de performanță (peste 90%);
• munca tacuta;
• dimensiuni mici;
• reglare lină.

dezavantaje:

• reducerea intervalului de reglare cu încărcarea în creștere;
• preț mare.

Așa că am examinat cum funcționează regulatorul de tensiune, de ce este necesar și unde este utilizat. Sperăm că informațiile furnizate au fost utile și interesante pentru dumneavoastră!

Materiale conexe:

• Cum funcționează demarorul magnetic
• Dispozitive de protecție la supratensiune în rețea
• Diferența dintre curent alternativ și curent continuu