¿Qué es un regulador de voltaje y para qué sirve?
Definición
Un estabilizador de voltaje (CH) es un dispositivo diseñado para convertir un voltaje de entrada inestable de una red eléctrica: subestimado, exagerado o con sobretensiones periódicas, a un dispositivo de salida de magnitud estable y a los dispositivos eléctricos conectados a él.
Lo reformulamos para dummies: el estabilizador lo hace para que para los dispositivos conectados a él, el voltaje sea siempre el mismo y cercano a 220 V, independientemente de cómo vaya a su entrada: 180, 190, 240, 250 voltios o incluso flotadores.
Tenga en cuenta que 220V o 240V es el valor estándar. Pero en algunos países cercanos y lejanos en el extranjero puede ser diferente, por ejemplo 110V. En consecuencia, "nuestros" estabilizadores no funcionarán allí.
Los estabilizadores son diferentes. especie: tanto para el trabajo en circuitos de corriente continua (lineal y de pulso, paralelos y en serie), como para el trabajo en circuitos de corriente alterna. Estos últimos a menudo se denominan "estabilizadores de tensión de red" o simplemente "estabilizadores de 220V". En términos simples, tales estabilizadores están conectados a la red eléctrica y los consumidores ya se están conectando a ella.
En la vida cotidiana, SN se usa para proteger dispositivos individuales, por ejemplo, para un refrigerador o una computadora, y para proteger a toda la casa, en este caso se instala un poderoso estabilizador en la entrada.
Clasificación
El diseño de los estabilizadores depende de los principios físicos sobre los que operan. En este sentido, se dividen en:
- electromecánico
- ferrorresonancia;
- inversor
- semiconductor
- relé
Por el número de fases puede ser monofásico y trifásico. Una amplia gama de capacidades permite la producción de estabilizadores para electrodomésticos y pequeños electrodomésticos:
- para la tv;
- para caldera de gas;
- para la nevera
Entonces, para objetos grandes:
- unidades industriales
- talleres, edificios.
Los estabilizadores son bastante eficientes energéticamente. El consumo de electricidad es del 2 al 5%. Algunos dispositivos estabilizadores pueden tener protecciones adicionales:
- de oleada;
- de sobrecargas;
- de cortocircuitos;
- de las diferencias de frecuencia.
Principio de funcionamiento
Los estabilizadores de voltaje son de varios tipos, cada uno de los cuales difiere en el principio de regulación. Consideraremos estas diferencias a continuación.Si generalizamos el principio de funcionamiento y la estructura de todos los tipos, entonces el estabilizador de tensión de red consta de 2 partes principales:
- Sistema de control: monitorea el nivel de voltaje de entrada y da la orden de la unidad de potencia para aumentarlo o disminuirlo, de modo que la salida produzca 220 V estables dentro del error especificado (precisión de regulación). Este error se encuentra dentro del 5-10% y es diferente para cada dispositivo.
- La parte de potencia - en servomotor (o servomotor), relé y electrónica (triac) - es un autotransformador, con el cual el voltaje de entrada sube o baja a un nivel normal, y en estabilizadores de inversor, o como también se les llama "con doble conversión", se utiliza un inversor . Este dispositivo, que consiste en un generador (controlador PWM), un transformador e interruptores de potencia (transistores), que pasan o desconectan la corriente a través del devanado primario del transformador, formando el voltaje de salida de la forma, frecuencia y, lo más importante, magnitud.
Si el voltaje de entrada es normal, algunos modelos de estabilizadores tienen una función de "derivación" o "tránsito", cuando el voltaje de entrada simplemente se aplica a la salida hasta que sale del rango especificado. Por ejemplo, el bypass se activará de 215 a 225 voltios, y en caso de grandes fluctuaciones, por ejemplo, con una reducción de hasta 205-210 V, el sistema de control cambiará el circuito a la sección de potencia y comenzará el ajuste, aumentará el voltaje y la salida ya será estable 220 V con un error determinado .
Ajuste suave y más preciso de la tensión de salida para las MV del inversor, en segundo lugar: servoaccionamientos, y para relés y electrónicos, el ajuste es gradual y la precisión depende del número de etapas. Como se mencionó anteriormente, se encuentra dentro del 10%, más a menudo alrededor del 5%.
Además de las dos partes anteriores, el regulador de voltaje de 220V también tiene una unidad de protección, así como una fuente de alimentación secundaria para los circuitos del sistema de control, las mismas protecciones y otros elementos funcionales. El dispositivo general muestra la imagen a continuación:
Al mismo tiempo, el esquema de trabajo en su forma más simple se ve así:
Repasaremos brevemente cómo funcionan los estabilizadores de voltaje de los tipos principales.
Relé
En el estabilizador de relé, la regulación se produce al cambiar el relé. Estos relés cierran ciertos contactos del transformador, aumentando o disminuyendo el voltaje de salida.
El cuerpo controlador es un microcircuito electrónico. Los elementos en él comparan la referencia y el voltaje de línea. Si hay una falta de coincidencia, se envía una señal a los relés de conmutación para conectar los devanados crecientes o decrecientes del autotransformador.
Los SN de relé generalmente regulan la electricidad dentro de ± 15% con una precisión de salida de ± 5% a ± 10%.
Ventajas de los estabilizadores de relé:
- baratura
- compacidad
Desventajas
- respuesta lenta a fluctuaciones de voltaje;
- corta vida de servicio;
- baja confiabilidad;
- al cambiar, es posible apagar los dispositivos a corto plazo;
- incapaz de soportar sobretensiones;
- ruido, clics al cambiar.
Servoaccionamiento
Los elementos principales de los servoestabilizadores son un autotransformador y un servomotor. Si el voltaje se desvía de la norma, el controlador envía una señal al servomotor, que conmuta los devanados necesarios del autotransformador. Como resultado del uso de dicho sistema, se garantiza una regulación suave y una precisión de hasta el 1% del rango total.
En el servoaccionamiento SN, un extremo del devanado primario del transformador está conectado a una rama rígida del autotransformador, y el segundo extremo del devanado primario está conectado a un contacto móvil (cepillo de grafito), que es movido por un servomotor. Un terminal del devanado secundario del transformador está conectado a la fuente de alimentación de entrada, y el segundo terminal está conectado a la salida del regulador de voltaje.
El tablero de control compara la entrada y el voltaje de referencia. En caso de cualquier desviación del conjunto, el servomotor entra en funcionamiento.Mueve el cepillo a lo largo de las ramas del autotransformador. El servomotor continuará funcionando hasta que la diferencia entre los voltajes de referencia y de salida sea cero. Todo el proceso, desde la recepción de electricidad de baja calidad hasta la salida de una corriente estabilizada, toma decenas de milisegundos y está limitado por la velocidad del cepillo que se mueve con un servoaccionamiento.
Los estabilizadores de voltaje servoaccionados se producen en varios diseños.
- Monofásico Consiste en un autotransformador y un servoaccionamiento.
- Trifásico Se dividen en dos tipos. Equilibrado: tiene tres transformadores y un servoaccionamiento y un circuito de control. La regulación se lleva a cabo en las tres fases simultáneamente. Se utiliza para proteger aparatos eléctricos trifásicos, máquinas herramientas, electrodomésticos. Desequilibrados: tienen tres autotransformadores, tres servomotores y tres circuitos de control. Es decir, la estabilización ocurre en cada fase, independientemente una de la otra. Alcance: protección de equipos eléctricos de edificios, talleres, instalaciones industriales.
Ventajas de los dispositivos servoestabilizadores:
- rendimiento
- alta precisión de estabilización;
- alta confiabilidad;
- resistencia a sobretensiones;
Desventajas
- necesita mantenimiento periódico;
- requieren habilidades mínimas de configuración del dispositivo.
Inversor
La principal diferencia entre este tipo de SN es la ausencia de partes móviles y un transformador. La regulación de voltaje se lleva a cabo mediante el método de doble conversión. En la primera etapa, la corriente alterna de entrada se rectifica y pasa a través de un filtro ondulado, que consiste en condensador. Después de eso, la corriente rectificada fluye hacia el inversor, donde nuevamente se convierte en corriente alterna y se suministra a la carga. En este caso, el voltaje de salida es estable tanto en magnitud como en frecuencia.
En el siguiente video aprenderá sobre el principio de funcionamiento de una de las opciones para implementar un convertidor de voltaje de 12V DC a 220V AC. Lo que difiere del estabilizador de voltaje del inversor en primer lugar por el voltaje de entrada, de lo contrario, el principio de funcionamiento es muy similar y el video le permitirá comprender cómo funciona este tipo de dispositivo:
Ventajas:
- rendimiento (el más alto de los enumerados);
- amplio rango de voltaje ajustable (de 115 a 300V);
- alto coeficiente de rendimiento (más del 90%);
- trabajo silencioso
- pequeñas dimensiones;
- regulación suave
Desventajas
- reducción del rango de regulación con carga creciente;
- alto costo
Así que examinamos cómo funciona el regulador de voltaje, por qué es necesario y dónde se usa. ¡Esperamos que la información proporcionada sea útil e interesante para usted!
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