ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าคืออะไรและมีไว้เพื่ออะไร?

ตัวปรับแรงดันไฟ 220V เป็นอุปกรณ์ที่ปรับแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟให้มีค่าเท่ากันและให้ความเสถียร 220 โวลต์แก่ผู้บริโภคโดยไม่คำนึงถึงการกระชากและการดึงลงบนเส้น การติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าวจะป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าจากสภาวะการทำงานที่ผิดปกติเช่นแรงดันไฟหลักลดลง และสูงหรือต่ำ ในบทความนี้เราจะพิจารณาอุปกรณ์และหลักการทำงานของตัวปรับแรงดันไฟฟ้ารวมถึงความหลากหลายของอุปกรณ์เหล่านี้และขอบเขต

เนื้อหา:

คำนิยาม
การจัดหมวดหมู่
หลักการทำงาน
ถ่ายทอด
ไดรฟ์เซอร์โว
อินเวอร์เตอร์

คำนิยาม

ตัวปรับแรงดันไฟฟ้า (CH) เป็นอุปกรณ์ที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่ไม่เสถียรจากเครือข่ายไฟฟ้า: การประมาณค่าต่ำไปเกินจริงหรือเกินขอบเขตเป็นระยะเพื่อความเสถียรของอุปกรณ์ส่งออกขนาดและเครื่องใช้ไฟฟ้า

เราใช้ถ้อยคำใหม่สำหรับหุ่นจำลอง: โคลงทำให้มันสำหรับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับมันแรงดันไฟฟ้าจะเท่ากันเสมอและใกล้กับ 220V โดยไม่คำนึงว่ามันจะไปที่อินพุทของมันอย่างไร: 180, 190, 240, 250 โวลต์หรือลอย

โปรดทราบว่า 220V หรือ 240V เป็นค่ามาตรฐาน แต่ในบางประเทศใกล้และไกลออกไปมันอาจแตกต่างกันเช่น 110V ดังนั้น "ของเรา" คงตัวจะไม่ทำงานที่นั่น

ความคงตัวแตกต่างกัน สายพันธุ์: ทั้งสำหรับการทำงานในวงจรกระแสตรง (แบบเชิงเส้นและแบบพัลส์, แบบขนานและแบบอนุกรม) และสำหรับการทำงานในวงจรกระแสสลับ หลังมักจะเรียกว่า "แรงดันไฟฟ้าคงที่" หรือเพียงแค่ "220V คงตัว" กล่าวอย่างง่ายคือความคงตัวดังกล่าวเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟหลักและผู้บริโภคกำลังเชื่อมต่อกับมันแล้ว

ในชีวิตประจำวัน CH จะใช้เพื่อปกป้องอุปกรณ์ทั้งสองตัวอย่างเช่นตู้เย็นหรือคอมพิวเตอร์และเพื่อปกป้องบ้านทั้งหมดในกรณีนี้มีการติดตั้งโคลงที่ทรงพลังบนอินพุต

การจัดหมวดหมู่

การออกแบบตัวปรับความคงตัวนั้นขึ้นอยู่กับหลักการทางกายภาพที่ใช้งาน ในเรื่องนี้พวกเขาจะแบ่งออกเป็น:

ไฟฟ้า;
ferroresonance;
Invertor;
เซมิคอนดักเตอร์;
ถ่ายทอด

โดยจำนวนขั้นตอนสามารถเฟสเดียวและสามเฟส ความสามารถที่หลากหลายช่วยให้สามารถผลิตโคลงสำหรับเครื่องใช้ในบ้านและในครัวเรือนขนาดเล็ก:

สำหรับทีวี;
สำหรับหม้อต้มก๊าซ
สำหรับตู้เย็น

ดังนั้นสำหรับวัตถุขนาดใหญ่:

หน่วยอุตสาหกรรม
การประชุมเชิงปฏิบัติการอาคาร

ความคงตัวนั้นค่อนข้างประหยัดพลังงาน ปริมาณการใช้ไฟฟ้าอยู่ที่ 2-5% อุปกรณ์ทำให้เสถียรบางตัวอาจมีการป้องกันเพิ่มเติม:

จาก พรั่ง;
จาก overloads;
จาก ลัดวงจร;
จากความแตกต่างของความถี่

หลักการทำงาน

ตัวปรับแรงดันไฟฟ้ามีหลายประเภทซึ่งแต่ละตัวมีความแตกต่างกันในหลักการของการควบคุม เราจะพิจารณาความแตกต่างด้านล่างหากเราสรุปหลักการของการทำงานและโครงสร้างทุกประเภทแล้วตัวควบคุมแรงดันไฟหลักจะประกอบด้วย 2 ส่วนหลัก:

ระบบควบคุม - ตรวจสอบระดับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและให้คำสั่งของหน่วยพลังงานเพื่อเพิ่มหรือลดเพื่อให้เอาต์พุตจะผลิต 220V ที่มั่นคงภายในข้อผิดพลาดที่ระบุ (ความแม่นยำในการควบคุม) ข้อผิดพลาดนี้อยู่ภายใน 5-10% และแตกต่างกันสำหรับแต่ละอุปกรณ์
ส่วนพลังงาน - ใน servomotor (หรือ servomotor), รีเลย์และอิเล็กทรอนิกส์ (triac) - เป็น autotransformer ซึ่งแรงดันไฟฟ้าขาเข้าเพิ่มขึ้นหรือลดลงสู่ระดับปกติและในความคงตัวของอินเวอร์เตอร์หรือที่เรียกว่า "with double conversion" . นี่คืออุปกรณ์ที่ประกอบด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ตัวควบคุม PWM), หม้อแปลงและสวิตช์ไฟ (ทรานซิสเตอร์) ซึ่งผ่านหรือตัดการเชื่อมต่อกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงสร้างแรงดันเอาท์พุทของรูปร่างที่ต้องการความถี่และที่สำคัญที่สุดคือขนาด

หากแรงดันไฟฟ้าเข้าเป็นปกติโมเดลโคลงบางรุ่นจะมีฟังก์ชั่น "บายพาส" หรือ "การเคลื่อนย้าย" เมื่อแรงดันไฟฟ้าเข้าถูกนำไปใช้กับเอาต์พุตจนกว่าจะออกจากช่วงที่ระบุ ตัวอย่างเช่นบายพาสจะเปิดจาก 215 ถึง 225 โวลต์และในกรณีที่มีความผันผวนมากเช่นมีการดึงสูงถึง 205-210V ระบบควบคุมจะสลับวงจรไปยังส่วนพลังงานและเริ่มการปรับเพิ่มแรงดันไฟฟ้าและเอาท์พุทจะเสถียร 220 โวลต์ .

การปรับแรงดันไฟฟ้าออกที่ราบรื่นและแม่นยำที่สุดสำหรับ MV ของอินเวอร์เตอร์ในสถานที่ที่สอง - ไดรฟ์เซอร์โวและสำหรับรีเลย์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การปรับแบบทีละขั้นตอนและความแม่นยำขึ้นอยู่กับจำนวนขั้นตอน ดังกล่าวข้างต้นอยู่ภายใน 10% บ่อยขึ้นประมาณ 5%

นอกจากสองส่วนที่กล่าวถึงข้างต้นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 220V ยังมีชุดป้องกันเช่นเดียวกับแหล่งจ่ายไฟสำรองสำหรับวงจรระบบควบคุมการป้องกันเดียวกันและองค์ประกอบการทำงานอื่น ๆ อุปกรณ์ทั่วไปแสดงภาพด้านล่าง:

ในขณะเดียวกันรูปแบบการทำงานในรูปแบบที่ง่ายที่สุดมีลักษณะดังนี้:

เราจะทบทวนคร่าวๆว่าตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าของประเภทหลักทำงานอย่างไร

ถ่ายทอด

ในโคลงรีเลย์, การควบคุมเกิดขึ้นโดยการสลับรีเลย์ รีเลย์เหล่านี้จะปิดหน้าสัมผัสของหม้อแปลงบางตัวเพิ่มหรือลดแรงดันเอาต์พุต

ร่างกายควบคุมคือวงจรอิเล็กทรอนิกส์ องค์ประกอบนั้นเปรียบเทียบการอ้างอิงและแรงดันไฟฟ้าของสาย หากมีความไม่ตรงกันสัญญาณจะถูกส่งไปยังรีเลย์สวิทซ์เพื่อเชื่อมต่อกับขดลวดเพิ่มขึ้นหรือลดลงของการเปลี่ยนรูปอัตโนมัติ

รีเลย์ SNs จะควบคุมกระแสไฟฟ้าภายใน± 15% ด้วยความแม่นยำของเอาต์พุตจาก± 5% ถึง± 10%

ข้อดีของรีเลย์ความคงตัว:

ความเลว;
ความเป็นปึกแผ่น

ข้อเสีย:

การตอบสนองช้าต่อความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า
อายุการใช้งานสั้น
ความน่าเชื่อถือต่ำ
เมื่อทำการสลับจะสามารถปิดอุปกรณ์ในระยะสั้นได้
ไม่สามารถทนแรงดันไฟฟ้าเกินได้
เสียงรบกวนคลิกเมื่อเปลี่ยน

ไดรฟ์เซอร์โว

องค์ประกอบหลักของความคงตัวของเซอร์โวคือออโต้ทรานสฟอร์มฟอร์มเตอร์และเซอร์โวมอเตอร์ หากแรงดันไฟฟ้าเบี่ยงเบนจากค่าปกติผู้ควบคุมจะส่งสัญญาณไปยังเซอร์โวมอเตอร์ซึ่งจะเปลี่ยนขดลวดที่จำเป็นของเครื่องเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติ จากการใช้ระบบดังกล่าวทำให้มั่นใจได้ว่าการควบคุมที่ราบรื่นและความแม่นยำสูงถึง 1% ของช่วงทั้งหมด

ในเซอร์โวไดรฟ์ SN ปลายด้านหนึ่งของขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงเชื่อมต่อกับสาขาที่แข็งแรงของเครื่องเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติและปลายที่สองของขดลวดหลักเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัสแบบเคลื่อนที่ได้ (แปรงกราไฟท์) ซึ่งเคลื่อนย้ายโดยเซอร์โวมอเตอร์ ขั้วต่อหนึ่งของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานอินพุตและขั้วที่สองเชื่อมต่อกับเอาท์พุทของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า

คณะกรรมการควบคุมเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าอินพุตและอ้างอิง ในกรณีที่มีการเบี่ยงเบนจากชุดมอเตอร์เซอร์โวจะทำงานเขาเลื่อนแปรงไปตามกิ่งก้านของเครื่องเปลี่ยนรูปอัตโนมัติ เซอร์โวมอเตอร์จะทำงานต่อไปจนกว่าความแตกต่างระหว่างการอ้างอิงและแรงดันเอาต์พุตจะกลายเป็นศูนย์ กระบวนการทั้งหมดตั้งแต่การรับกระแสไฟฟ้าคุณภาพต่ำไปจนถึงกระแสไฟฟ้าที่เสถียรใช้เวลาหลายสิบมิลลิวินาทีและถูก จำกัด ด้วยความเร็วของแปรงที่เคลื่อนที่ด้วยเซอร์โวไดรฟ์

ระบบควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบเซอร์โวนั้นผลิตขึ้นในหลายรูปแบบ

เฟสเดียว ประกอบด้วยหนึ่งเครื่องเปลี่ยนรูปอัตโนมัติและหนึ่งไดรฟ์เซอร์โว
สามเฟส. พวกเขาแบ่งออกเป็นสองประเภท สมดุล - มีหม้อแปลงสามตัวและเซอร์โวไดร์ฟหนึ่งตัวและวงจรควบคุมหนึ่งตัว ระเบียบจะดำเนินการในทั้งสามขั้นตอนพร้อมกัน ใช้สำหรับป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าสามเฟสเครื่องมือเครื่องใช้ไฟฟ้า ไม่สมดุล - พวกเขามีเครื่องเปลี่ยนรูปอัตโนมัติสามตัวเซอร์โวมอเตอร์สามตัวและวงจรควบคุมสามตัว นั่นคือเสถียรภาพเกิดขึ้นในแต่ละขั้นตอนเป็นอิสระจากกัน ขอบเขต: การป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าของอาคารเวิร์กช็อปโรงงานอุตสาหกรรม

ข้อดีของอุปกรณ์รักษาเสถียรภาพเซอร์โว:

ประสิทธิภาพ;
ความแม่นยำสูงในการรักษาเสถียรภาพ
ความน่าเชื่อถือสูง
ความต้านทานต่อแรงดันไฟฟ้าเกิน;

ข้อเสีย:

ต้องการการบำรุงรักษาเป็นระยะ
ต้องใช้ทักษะการตั้งค่าอุปกรณ์น้อยที่สุด

อินเวอร์เตอร์

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง SN ชนิดนี้คือไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวและหม้อแปลง การควบคุมแรงดันทำได้โดยใช้วิธีการแปลงสองครั้ง ในขั้นตอนแรกกระแสสลับที่ป้อนเข้าจะถูกแก้ไขและผ่านตัวกรองระลอกประกอบด้วย ตัวเก็บประจุ. หลังจากนั้นกระแสที่ถูกแก้ไขจะไหลไปยังอินเวอร์เตอร์ซึ่งจะถูกแปลงเป็นกระแสสลับอีกครั้งและจ่ายให้กับโหลด ในกรณีนี้แรงดันเอาต์พุตมีความเสถียรทั้งในขนาดและความถี่

ในวิดีโอถัดไปคุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับหลักการทำงานของหนึ่งในตัวเลือกสำหรับการใช้ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าจาก 12V DC ถึง 220V AC ซึ่งแตกต่างจากอินเวอร์เตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าในสถานที่แรกโดยแรงดันไฟฟ้ามิฉะนั้นหลักการของการดำเนินงานจะคล้ายกันมากและวิดีโอจะช่วยให้คุณเข้าใจวิธีการทำงานของอุปกรณ์ประเภทนี้: