Was ist ein Spannungsregler und wofür?

Definition

Ein Spannungsstabilisator (MV) ist ein Gerät zur Umwandlung einer instabilen Eingangsspannung aus einem Stromversorgungsnetz: unterschätzt, überbewertet oder mit periodischen Spannungsspitzen in ein stabiles Ausgangsgerät und daran angeschlossene Elektrogeräte.

Wir formulieren es für Dummies um: Der Stabilisator sorgt dafür, dass bei den daran angeschlossenen Geräten die Spannung immer gleich ist und nahe an 220 V liegt, unabhängig davon, wie sie an ihren Eingang geht: 180, 190, 240, 250 Volt oder sogar Float.

Beachten Sie, dass 220 V oder 240 V der Standardwert sind. In einigen Ländern im nahen und fernen Ausland kann dies jedoch anders sein, z. B. 110 V. Dementsprechend funktionieren „unsere“ Stabilisatoren dort nicht.

Stabilisatoren sind unterschiedlich Spezies: sowohl für Arbeiten in Gleichstromkreisen (linear und pulsierend, parallel und seriell) als auch für Arbeiten in Wechselstromkreisen. Letztere werden oft als "Netzspannungsstabilisatoren" oder einfach als "220-V-Stabilisatoren" bezeichnet. In einfachen Worten, solche Stabilisatoren sind an das Stromnetz angeschlossen, und die Verbraucher sind bereits an das Stromnetz angeschlossen.

Im Alltag wird SN verwendet, um beide Einzelgeräte, beispielsweise für einen Kühlschrank oder einen Computer, zu schützen und das gesamte Haus zu schützen. In diesem Fall ist ein leistungsstarker Stabilisator am Eingang installiert.

Einstufung

Das Design von Stabilisatoren hängt von den physikalischen Prinzipien ab, nach denen sie arbeiten. In dieser Hinsicht sind sie unterteilt in:

• elektromechanisch;
• Ferroresonanz;
• Wandler;
• Halbleiter;
• Relais.

Durch die Anzahl der Phasen kann einphasig und dreiphasig sein. Ein breites Spektrum an Kapazitäten ermöglicht die Herstellung von Stabilisatoren für Haushalts- und kleine Haushaltsgeräte:

• für den Fernseher;
• für Gaskessel;
• für den Kühlschrank.

Also für große Objekte:

• Industrieanlagen
• Werkstätten, Gebäude.

Stabilisatoren sind sehr energieeffizient. Der Stromverbrauch liegt zwischen 2 und 5%. Einige Stabilisierungsvorrichtungen verfügen möglicherweise über zusätzlichen Schutz:

• von Schwall;
• von Überladungen;
• von Kurzschlüsse;
• von Frequenzunterschieden.

Funktionsprinzip

Es gibt verschiedene Arten von Spannungsstabilisatoren, von denen sich jeder im Regelungsprinzip unterscheidet. Wir werden diese Unterschiede unten betrachten.Wenn wir das Funktionsprinzip und die Struktur aller Arten verallgemeinern, besteht der Netzspannungsstabilisator aus zwei Hauptteilen:

1. Steuersystem - überwacht den Eingangsspannungspegel und gibt dem Netzteil den Befehl, ihn zu erhöhen oder zu verringern, damit der Ausgang innerhalb des angegebenen Fehlers stabile 220 V erzeugt (Regelgenauigkeit). Dieser Fehler liegt innerhalb von 5-10% und ist für jedes Gerät unterschiedlich.
2. Das Leistungsteil - in Servomotor (oder Servomotor), Relais und Elektronik (Triac) - ist ein Spartransformator, bei dem die Eingangsspannung auf ein normales Niveau ansteigt oder abfällt, und in Wechselrichterstabilisatoren oder wie sie auch "mit doppelter Umwandlung" genannt werden, wird ein Wechselrichter verwendet . Dieses Gerät besteht aus einem Generator (PWM-Controller), einem Transformator und Leistungsschaltern (Transistoren), die Strom durch die Primärwicklung des Transformators leiten oder trennen und so die Ausgangsspannung der gewünschten Form, Frequenz und vor allem Größe bilden.

Wenn die Eingangsspannung normal ist, haben einige Stabilisatormodelle eine "Bypass" - oder "Transit" -Funktion, wenn die Eingangsspannung einfach an den Ausgang angelegt wird, bis sie den angegebenen Bereich verlässt. Zum Beispiel wird der Bypass von 215 auf 225 Volt eingeschaltet, und bei großen Schwankungen, zum Beispiel bei einer Absenkung von 205-210 V, schaltet das Steuersystem den Stromkreis auf das Leistungsteil um und beginnt mit der Einstellung, erhöht die Spannung und der Ausgang ist bereits mit einem gegebenen Fehler stabil 220 V .

Reibungslose und genaueste Einstellung der Ausgangsspannung für Wechselrichter-MVs an zweiter Stelle - Servoantriebe sowie für Relais- und elektronische MVs. Die Einstellung erfolgt schrittweise, und die Genauigkeit hängt von der Anzahl der Stufen ab. Wie oben erwähnt, liegt innerhalb von 10%, häufiger um 5%.

Zusätzlich zu den beiden oben genannten Teilen verfügt der 220-V-Spannungsregler über eine Schutzeinheit sowie eine sekundäre Stromquelle für die Steuerungssystemschaltungen, dieselben Schutzvorrichtungen und andere Funktionselemente. Das allgemeine Gerät zeigt das folgende Bild:

Gleichzeitig sieht das Arbeitsschema in seiner einfachsten Form folgendermaßen aus:

Wir werden kurz untersuchen, wie Spannungsstabilisatoren der Haupttypen funktionieren.

Relais

Im Relaisstabilisator erfolgt die Regelung durch Schalten des Relais. Diese Relais schließen bestimmte Transformatorkontakte und erhöhen oder verringern die Ausgangsspannung.

Der Steuerkörper ist eine elektronische Mikroschaltung. Elemente darauf vergleichen die Referenz- und Netzspannung. Bei einer Nichtübereinstimmung wird ein Signal an die Schaltrelais gesendet, um die ansteigenden oder abnehmenden Wicklungen des Spartransformators anzuschließen.

Relais-SNs regeln normalerweise die Elektrizität innerhalb von ± 15% mit einer Ausgangsgenauigkeit von ± 5% bis ± 10%.

Vorteile von Relaisstabilisatoren:

• Billigkeit;
• Kompaktheit.

Nachteile:

• langsame Reaktion auf Spannungsschwankungen;
• kurze Lebensdauer;
• geringe Zuverlässigkeit;
• Beim Schalten ist ein kurzfristiges Ausschalten der Geräte möglich.
• Überspannungen nicht standhalten können;
• Rauschen, Klicks beim Umschalten.

Servoantrieb

Die Hauptelemente von Servostabilisatoren sind ein Spartransformator und ein Servomotor. Wenn die Spannung von der Norm abweicht, gibt die Steuerung ein Signal an den Servomotor, der die erforderlichen Wicklungen des Spartransformators schaltet. Durch den Einsatz eines solchen Systems wird eine reibungslose Regelung und Genauigkeit von bis zu 1% der Gesamtreichweite gewährleistet.

In dem Servoantrieb SN ist ein Ende der Primärwicklung des Transformators mit einem starren Zweig des Spartransformators verbunden, und das zweite Ende der Primärwicklung ist mit einem beweglichen Kontakt (Graphitbürste) verbunden, der von einem Servomotor bewegt wird. Ein Anschluss der Sekundärwicklung des Transformators ist mit der Eingangsstromquelle verbunden, und der zweite Anschluss ist mit dem Ausgang des Spannungsreglers verbunden.

Die Steuerkarte vergleicht die Eingangs- und Referenzspannung. Bei Abweichungen vom Gerät wird der Servomotor in Betrieb genommen.Er bewegt die Bürste entlang der Zweige des Spartransformators. Der Servomotor läuft weiter, bis die Differenz zwischen Referenz- und Ausgangsspannung Null wird. Der gesamte Prozess, von der Versorgung mit Strom schlechter Qualität bis zur Ausgabe eines stabilisierten Stroms, dauert mehrere zehn Millisekunden und ist durch die Geschwindigkeit der Bürste begrenzt, die sich mit einem Servoantrieb bewegt.

Servogetriebene Spannungsstabilisatoren werden in verschiedenen Ausführungen hergestellt.

1. Einzelphase. Bestehend aus einem Spartransformator und einem Servoantrieb.
2. Drei Phasen. Sie sind in zwei Typen unterteilt. Symmetrisch - haben drei Transformatoren und einen Servoantrieb und einen Steuerkreis. Die Regulierung erfolgt in allen drei Phasen gleichzeitig. Zum Schutz dreiphasiger elektrischer Geräte, Werkzeugmaschinen und Geräte. Unsymmetrisch - sie haben drei Spartransformatoren, drei Servomotoren und drei Steuerkreise. Das heißt, die Stabilisierung erfolgt in jeder Phase unabhängig voneinander. Geltungsbereich: Schutz der elektrischen Ausrüstung von Gebäuden, Werkstätten und Industrieanlagen.

Vorteile von Servostabilisierungsvorrichtungen:

• Leistung;
• hohe Stabilisierungsgenauigkeit;
• hohe Zuverlässigkeit;
• Widerstand gegen Überspannung;

Nachteile:

• regelmäßige Wartung benötigen;
• erfordern nur minimale Geräte-Setup-Kenntnisse.

Wandler

Der Hauptunterschied zwischen dieser Art von SN ist das Fehlen beweglicher Teile und eines Transformators. Die Spannungsregelung erfolgt nach der Doppelumwandlungsmethode. In der ersten Stufe wird der Eingangswechselstrom gleichgerichtet und durchläuft ein Welligkeitsfilter, bestehend aus Kondensator. Danach fließt der gleichgerichtete Strom zum Wechselrichter, wo er wieder in Wechselstrom umgewandelt und der Last zugeführt wird. In diesem Fall ist die Ausgangsspannung sowohl in der Größe als auch in der Frequenz stabil.

Im nächsten Video lernen Sie das Funktionsprinzip einer der Optionen zur Implementierung eines Spannungswandlers von 12 V DC auf 220 V AC kennen. Was sich vom Wechselrichterspannungsstabilisator in erster Linie durch die Eingangsspannung unterscheidet, ansonsten ist das Funktionsprinzip weitgehend ähnlich und das Video ermöglicht es Ihnen zu verstehen, wie diese Art von Gerät funktioniert:

Vorteile:

• Leistung (die höchste der aufgeführten);
• großer Bereich einstellbarer Spannung (von 115 bis 300 V);
• hoher Leistungskoeffizient (über 90%);
• stille Arbeit;
• kleine Abmessungen;
• reibungslose Regulierung.

Nachteile:

• Reduzierung des Regelbereichs mit zunehmender Belastung;
• hohe Kosten.

Deshalb haben wir untersucht, wie der Spannungsregler funktioniert, warum er benötigt wird und wo er verwendet wird. Wir hoffen, dass die bereitgestellten Informationen für Sie nützlich und interessant waren!

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