Čo je regulátor napätia a na čo je určený?

definícia

Stabilizátor napätia (CH) je zariadenie určené na konverziu nestabilného vstupného napätia z elektrickej siete: podcenené, nadhodnotené alebo s periodickým prepätím na stajňu vo výstupnom zariadení veľkosti a k ​​nej pripojené elektrické spotrebiče.

Opakujeme to pre figuríny: stabilizátor to robí tak, že pre zariadenia, ktoré sú k nemu pripojené, je napätie vždy rovnaké a blízke 220 V, bez ohľadu na to, ako ide na jeho vstup: 180, 190, 240, 250 voltov alebo dokonca plaváky.

Všimnite si, že štandardná hodnota je 220 V alebo 240 V. Ale v niektorých krajinách blízko a ďaleko v zahraničí sa môže líšiť, napríklad 110 V. Preto „naše“ stabilizátory tam nebudú fungovať.

Stabilizátory sú rôzne druh: pre prácu v obvodoch jednosmerného prúdu (lineárne aj impulzné, paralelné a sériové typy), ako aj pre prácu v obvodoch so striedavým prúdom. Tieto sa často nazývajú „stabilizátory sieťového napätia“ alebo jednoducho „stabilizátory 220 V“. Jednoducho povedané, takéto stabilizátory sú pripojené k sieti a spotrebitelia sa k nej už pripájajú.

V každodennom živote sa CH používa na ochranu oboch jednotlivých zariadení, napríklad chladničky alebo počítača, a na ochranu celého domu. V tomto prípade je na vstupe nainštalovaný výkonný stabilizátor.

klasifikácia

Konštrukcia stabilizátorov závisí od fyzikálnych princípov, na ktorých pôsobia. V tejto súvislosti sa delia na:

• elektromechanická;
• ferorezonance;
• menič;
• polovodičové;
• relé.

Podľa počtu fáz môže byť jednofázová a trojfázová. Široká škála kapacít umožňuje výrobu stabilizátorov pre domáce a malé domáce spotrebiče:

• pre televíziu;
• pre plynový kotol;
• na chladničku.

Takže pre veľké objekty:

• priemyselné jednotky
• workshopy, budovy.

Stabilizátory sú pomerne energeticky účinné. Spotreba elektriny je od 2 do 5%. Niektoré stabilizačné zariadenia môžu mať ďalšiu ochranu:

• z príval;
• z preťaženie;
• z skraty;
• z rozdielov vo frekvencii.

Princíp činnosti

Stabilizátory napätia sú rôznych typov, z ktorých každý sa líši v princípe regulácie. Tieto rozdiely budeme posudzovať nižšie.Ak zovšeobecňujeme princíp činnosti a štruktúru všetkých typov, potom sa stabilizátor sieťového napätia skladá z 2 hlavných častí:

1. Riadiaci systém - monitoruje úroveň vstupného napätia a vydáva príkaz výkonovej jednotky na jej zvýšenie alebo zníženie, takže výstup bude produkovať stabilné 220 V pri špecifikovanej chybe (presnosť regulácie). Táto chyba je v rozsahu 5 - 10% a pre jednotlivé zariadenia sa líši.
2. Výkonová časť - v servomotore (alebo servomotore), relé a elektronika (triak) - je autotransformátor, s ktorým vstupné napätie stúpa alebo klesá na normálnu úroveň, a v stabilizátoroch invertora, alebo ak sa tiež nazývajú „s dvojitou konverziou“, používa sa invertor. , Toto zariadenie, ktoré sa skladá z generátora (regulátor PWM), transformátora a výkonových spínačov (tranzistorov), ktoré prechádzajú alebo odpájajú prúd primárnym vinutím transformátora a vytvárajú výstupné napätie požadovaného tvaru, frekvencie a najdôležitejšie veľkosti.

Ak je vstupné napätie normálne, niektoré modely stabilizátorov majú funkciu „bypass“ alebo „tranzit“, keď sa vstupné napätie jednoducho privedie na výstup, kým neopustí určený rozsah. Napríklad bypass sa zapne z 215 na 225 voltov av prípade veľkých výkyvov, napríklad pri výpadku do 205-210V, riadiaci systém prepne obvod do výkonovej časti a začne s nastavovaním, zvyšuje napätie a výstup bude už pri danej chybe stabilný 220V. ,

Hladké a najpresnejšie nastavenie výstupného napätia pre meniče MV, na druhom mieste - servopohony a pre reléové a elektronické, nastavenie je postupné a presnosť závisí od počtu stupňov. Ako je uvedené vyššie, leží v rozmedzí 10%, častejšie okolo 5%.

Okrem vyššie uvedených dvoch častí má regulátor napätia 220 V tiež ochrannú jednotku, ako aj sekundárny zdroj energie pre obvody riadiaceho systému, rovnaké ochrany a ďalšie funkčné prvky. Všeobecné zariadenie ukazuje nasledujúci obrázok:

Zároveň schéma práce v najjednoduchšej podobe vyzerá takto:

Stručne preskúmame fungovanie stabilizátorov napätia hlavných typov.

relé

V stabilizátore relé nastane regulácia spínaním relé. Tieto relé uzatvárajú určité kontakty transformátora a zvyšujú alebo znižujú výstupné napätie.

Kontrolným orgánom je elektronický mikroobvod. Prvky na ňom porovnávajú referenčné a sieťové napätie. Ak dôjde k nezhode, je do spínacích relé vydaný signál na pripojenie rastúcich alebo klesajúcich vinutí autotransformátora.

Relé SN obvykle regulujú elektrinu v rozmedzí ± 15% s presnosťou výstupu od ± 5% do ± 10%.

Výhody stabilizátorov relé:

• nízke náklady;
• kompaktnosť.

nevýhody:

• pomalá reakcia na kolísanie napätia;
• krátka životnosť;
• nízka spoľahlivosť;
• pri vypnutí je možné krátkodobé vypnutie zariadení;
• neschopný odolať prepätiu;
• hluk, kliknutia pri prepínaní.

Servopohon

Hlavnými prvkami stabilizátorov serva sú autotransformátor a servomotor. Ak sa napätie odchyľuje od normy, ovládač vyšle signál do servomotora, ktorý prepne potrebné vinutia autotransformátora. Vďaka použitiu takého systému je zaručená plynulá regulácia a presnosť až do 1% celkového rozsahu.

V servopohone SN je jeden koniec primárneho vinutia transformátora pripojený k tuhej vetve autotransformátora a druhý koniec primárneho vinutia je spojený s pohyblivým kontaktom (grafitová kefa), ktorý sa pohybuje servomotorom. Jedna svorka sekundárneho vinutia transformátora je pripojená k vstupnému zdroju energie a druhá svorka je pripojená k výstupu regulátora napätia.

Riadiaca doska porovnáva vstupné a referenčné napätie. V prípade akýchkoľvek odchýlok od súpravy sa uvedie do činnosti servomotor.Pohybuje kefou pozdĺž vetiev autotransformátora. Servomotor bude ďalej bežať, kým sa rozdiel medzi referenčným a výstupným napätím nestane nulovým. Celý proces od prijatia nekvalitnej elektriny po výstup stabilizovaného prúdu trvá desiatky milisekúnd a je obmedzený rýchlosťou pohybu kefy pomocou servopohonu.

Stabilizátory napätia riadené servomotorom sa vyrábajú v rôznych prevedeniach.

1. Jednofázová. Pozostáva z jedného autotransformátora a jedného servopohonu.
2. Tri fázy. Sú rozdelené do dvoch typov. Vyvážené - majú tri transformátory a jeden servopohon a jeden riadiaci obvod. Regulácia sa vykonáva vo všetkých troch fázach súčasne. Používa sa na ochranu trojfázových elektrických prístrojov, obrábacích strojov, zariadení. Nevyvážené - majú tri autotransformátory, tri servomotory a tri riadiace obvody. To znamená, že k stabilizácii dochádza v každej fáze, nezávisle na sebe. Rozsah pôsobnosti: ochrana elektrických zariadení budov, dielní, priemyselných zariadení.

Výhody zariadení na stabilizáciu serva:

• výkonnosti;
• vysoká presnosť stabilizácie;
• vysoká spoľahlivosť;
• odolnosť proti prepätiu;

nevýhody:

• potrebujú pravidelnú údržbu;
• vyžadujú minimálne zručnosti pri nastavovaní zariadenia.

meniče

Hlavným rozdielom medzi týmto typom SN je neprítomnosť pohyblivých častí a transformátora. Regulácia napätia sa vykonáva metódou dvojitej konverzie. V prvej fáze je vstupný striedavý prúd usmernený a prechádza zvlneným filtrom, ktorý pozostáva z kondenzátor, Potom usmernený prúd tečie do meniča, kde sa opäť prevádza na striedavý prúd a dodáva sa do záťaže. V tomto prípade je výstupné napätie stabilné vo veľkosti aj vo frekvencii.

V nasledujúcom videu sa dozviete o princípe fungovania jednej z možností implementácie meniča napätia od 12 V DC do 220 V AC. Ktorý sa líši od stabilizátora napätia meniča v prvom rade vstupným napätím, inak je princíp činnosti do značnej miery podobný a video vám umožní pochopiť, ako tento typ zariadenia funguje:

výhody:

• výkon (najvyšší z uvedených);
• veľký rozsah nastaviteľného napätia (od 115 do 300 V);
• vysoký koeficient výkonnosti (nad 90%);
• tichá práca;
• malé rozmery;
• plynulá regulácia.

nevýhody:

• zníženie regulačného rozsahu so zvyšujúcim sa zaťažením;
• vysoké náklady.

Preskúmali sme teda, ako regulátor napätia funguje, prečo je to potrebné a kde sa používa. Dúfame, že poskytnuté informácie boli pre vás užitočné a zaujímavé!

Súvisiace materiály:

• Ako magnetický štartér funguje
• Zariadenia na ochranu pred prepätím v sieti
• Rozdiel medzi AC a DC