Какво е регулатор на напрежението и за какво е той?

дефиниция

Стабилизатор на напрежение (CH) е устройство, предназначено да преобразува нестабилно входно напрежение от електрозахранваща мрежа: подценявано, надценено или с периодични скокове, до устройство за изход със стабилна по величина и свързани електрически уреди към него.

Префразираме го за манекени: стабилизаторът го прави така, че за устройствата, свързани към него, напрежението винаги е едно и също и близко до 220 V, независимо от това как преминава към входа му: 180, 190, 240, 250 Волта или дори плава.

Имайте предвид, че 220V или 240V са стандартната стойност. Но в някои страни в близост и далеч в чужбина може да е различно, например 110V. Съответно „нашите“ стабилизатори няма да работят там.

Стабилизаторите са различни вид: както за работа в вериги на постоянен ток (линеен и импулсен, паралелен и сериен тип), така и за работа в вериги с променлив ток. Последните често се наричат ​​„стабилизатори на мрежовото напрежение“ или просто „стабилизатори на 220V“. Казано по-просто, такива стабилизатори са свързани към електрическата мрежа и потребителите вече се свързват към нея.

В ежедневието CH се използва за защита както на отделни устройства, например за хладилник или компютър, така и за защита на цялата къща, в този случай на входа е инсталиран мощен стабилизатор.

класификация

Конструкцията на стабилизаторите зависи от физическите принципи, на които работят. В тази връзка те са разделени на:

• електромеханично;
• ferroresonance;
• инвертор;
• полупроводници;
• реле.

По броя на фазите могат да бъдат еднофазни и трифазни. Широката гама от мощности позволява производството на стабилизатори както за домашни, така и за малки домакински уреди:

• за телевизора;
• за газов котел;
• за хладилника.

Така че за големи обекти:

• промишлени единици
• работилници, сгради.

Стабилизаторите са доста енергийно ефективни. Консумацията на електроенергия е от 2 до 5%. Някои стабилизиращи устройства могат да имат допълнителни защити:

• от вълнение;
• от претоварване;
• от късо съединение;
• от честотни разлики.

Принцип на работа

Стабилизаторите на напрежението са от различни видове, всеки от които се различава по принципа на регулиране. Ще разгледаме тези разлики по-долу.Ако обобщим принципа на работа и структурата на всички видове, тогава стабилизаторът на мрежовото напрежение се състои от 2 основни части:

1. Система за управление - следи нивото на входното напрежение и дава команда на силовия блок да го увеличи или намали, така че изходът да произведе стабилни 220V в рамките на зададената грешка (точност на регулиране). Тази грешка е в рамките на 5-10% и е различна за всяко устройство.
2. Силовата част - в сервомотор (или сервомотор), реле и електронно (триак) - е автотрансформатор, с който входното напрежение се повишава или пада до нормално ниво, а в инверторните стабилизатори, или както те още се наричат ​​"с двойно преобразуване", се използва инвертор , Това устройство, което се състои от генератор (PWM контролер), трансформатор и захранващи превключватели (транзистори), които преминават или изключват ток през първичната намотка на трансформатора, образувайки изходното напрежение на желаната форма, честота и най-важното - величина.

Ако входното напрежение е нормално, тогава някои модели стабилизатори имат функция "байпас" или "транзит", когато входното напрежение просто се прилага към изхода, докато напусне зададения диапазон. Например, байпасът ще бъде включен от 215 до 225 волта, а в случай на големи колебания, например, с отклонение до 205-210V, системата за управление ще превключи веригата към силовия участък и ще започне регулиране, ще увеличи напрежението и изходът вече ще бъде стабилен 220V с дадена грешка ,

Плавно и най-точно регулиране на изходното напрежение за инверторни MVs, на второ място - серво задвижвания, а за релейни и електронни, настройката е стъпаловидна, а точността зависи от броя на етапите. Както бе споменато по-горе, лежи в рамките на 10%, по-често около 5%.

В допълнение към споменатите две части по-горе, регулаторът на напрежение 220V има и защитен блок, както и вторичен източник на енергия за веригите на управляващата система, същите защити и други функционални елементи. Общото устройство ясно показва снимката по-долу:

В същото време схемата на работа в най-простата си форма изглежда така:

Ще разгледаме накратко как работят стабилизаторите на напрежението от основните типове.

реле

В стабилизатора на релето регулирането става чрез превключване на релето. Тези релета затварят определени контакти на трансформатора, увеличавайки или намалявайки изходното напрежение.

Контролиращият орган е електронна микросхема. Елементите върху него сравняват еталонното и линейното напрежение. Ако има несъответствие, на превключвателните релета се подава сигнал за свързване на увеличаващите се или намаляващи намотки на автотрансформатора.

Релейните SN обикновено регулират електричеството в рамките на ± 15% с точност на изхода от ± 5% до ± 10%.

Предимства на релейните стабилизатори:

• евтинията;
• компактност.

Недостатъци:

• бавен отговор на колебанията на напрежението;
• кратък експлоатационен живот;
• ниска надеждност;
• при превключване е възможно краткотрайно изключване на устройствата;
• неспособни да издържат на пренапрежения;
• шум, кликове при превключване.

Серво задвижване

Основните елементи на серво стабилизаторите са автотрансформатор и серво мотор. Когато напрежението се отклони от нормата, контролерът подава сигнал към сервомотора, който превключва необходимите намотки на автотрансформатора. В резултат на използването на такава система се осигурява плавно регулиране и точност до 1% от общия обхват.

В серво задвижването SN единият край на първичната намотка на трансформатора е свързан към твърд клон на автотрансформатора, а вторият край на първичната намотка е свързан с подвижен контакт (графитна четка), който се премества от сервомотор. Един извод на вторичната намотка на трансформатора е свързан към входния източник на захранване, а вторият извод е свързан към изхода на регулатора на напрежението.

Контролното табло сравнява входното и референтното напрежение. В случай на отклонения от комплекта, серво моторът влиза в експлоатация.Той движи четката по клоните на автотрансформатора. Сервомоторът ще продължи да работи, докато разликата между еталонното и изходното напрежение не стане нулева. Целият процес, от получаването на некачествено електричество до изхода на стабилизиран ток, отнема десетки милисекунди и е ограничен от скоростта на движение на четката със серво задвижване.

Серво задвижващите стабилизатори на напрежението се произвеждат в различни дизайни.

1. Монофазни. Състои се от един автотрансформатор и едно серво задвижване.
2. Три фази. Те са разделени на два вида. Балансиран - има три трансформатора и един серво задвижване и една управляваща верига. Регулирането се извършва на трите фази едновременно. Използва се за защита на трифазни електрически апарати, машини, уреди. Небалансирани - те имат три автотрансформатора, три сервомотора и три контролни вериги. Тоест, стабилизирането става във всяка фаза, независимо една от друга. Обхват: защита на електрическото оборудване на сгради, работилници, промишлени съоръжения.

Предимства на сервостабилизиращите устройства:

• производителност;
• висока точност на стабилизация;
• висока надеждност;
• устойчивост на пренапрежение;

Недостатъци:

• се нуждаят от периодична поддръжка;
• изискват минимални умения за настройка на устройството.

Инверторен

Основната разлика между този тип SN е отсъствието на подвижни части и трансформатор. Регулирането на напрежението се извършва по метода на двойно преобразуване. На първия етап входният променлив ток се коригира и преминава през пулсационен филтър, състоящ се от кондензатор, След това ректифицираният ток тече към инвертора, където отново се преобразува в променлив ток и се подава към товара. В този случай изходното напрежение е стабилно както по величина, така и по честота.

В следващото видео ще научите за принципа на работа на една от опциите за внедряване на преобразувател на напрежение от 12 V DC в 220V AC. Което се различава от стабилизатора на инверторното напрежение на първо място по входното напрежение, в противен случай принципът на работа до голяма степен е подобен и видеото ще ви позволи да разберете как работи този тип устройства:

Предимства:

• изпълнение (най-високото от изброените);
• голям диапазон на регулируемо напрежение (от 115 до 300V);
• висок коефициент на изпълнение (над 90%);
• безшумна работа;
• малки размери;
• плавно регулиране.

Недостатъци:

• намаляване на обхвата на регулиране с увеличаване на натоварването;
• висока цена.

Така че разгледахме как работи регулаторът на напрежението, защо е необходим и къде се използва. Надяваме се, че предоставената информация е била полезна и интересна за вас!

Свързани материали:

• Как работи магнитният стартер
• Мрежови устройства за защита от пренапрежение
• Разликата между променлив и постоянен ток