Che cos'è un regolatore di tensione ea cosa serve?
Definizione
Uno stabilizzatore di tensione (CH) è un dispositivo progettato per convertire una tensione di ingresso instabile da una rete di alimentazione: sottovalutata, sopravvalutata o con sovracorrenti periodici, in un dispositivo di uscita di magnitudo stabile e apparecchi elettrici collegati ad esso.
Lo riformuliamo per i manichini: lo stabilizzatore lo rende in modo che per i dispositivi collegati ad esso, la tensione sia sempre la stessa e vicina a 220 V, indipendentemente da come va al suo ingresso: 180, 190, 240, 250 Volt o anche galleggianti.
Si noti che 220 V o 240 V è il valore standard. Ma in alcuni paesi vicini e lontani all'estero potrebbe essere diverso, ad esempio 110V. Di conseguenza, i "nostri" stabilizzatori non funzioneranno lì.
Gli stabilizzatori sono diversi specie: sia per lavori in circuiti a corrente continua (lineari e impulsi, paralleli e seriali), sia per lavori in circuiti a corrente alternata. Questi ultimi sono spesso chiamati "stabilizzatori della tensione di rete" o semplicemente "stabilizzatori a 220 V". In termini semplici, tali stabilizzatori sono collegati alla rete e i consumatori si stanno già connettendo ad esso.
Nella vita di tutti i giorni, CH viene utilizzato per proteggere entrambi i singoli dispositivi, ad esempio per un frigorifero o un computer, e per proteggere l'intera casa, in questo caso è installato un potente stabilizzatore sull'ingresso.
classificazione
La progettazione degli stabilizzatori dipende dai principi fisici su cui operano. A questo proposito, sono divisi in:
- elettromeccanico;
- ferrorisonanza;
- inverter;
- semiconduttore;
- relè.
Dal numero di fasi può essere monofase e trifase. Un'ampia gamma di capacità consente la produzione di stabilizzatori sia per la casa che per i piccoli elettrodomestici:
- per la tv;
- per caldaia a gas;
- per il frigo.
Quindi per oggetti di grandi dimensioni:
- unità industriali
- officine, edifici.
Gli stabilizzatori sono abbastanza efficienti dal punto di vista energetico. Il consumo di elettricità va dal 2 al 5%. Alcuni dispositivi di stabilizzazione possono avere protezioni aggiuntive:
- a partire dal ondata;
- a partire dal sovraccarichi;
- a partire dal corto circuiti;
- dalle differenze di frequenza.
Principio di funzionamento
Gli stabilizzatori di tensione sono di vari tipi, ognuno dei quali differisce dal principio di regolazione. Considereremo queste differenze di seguito.Se generalizziamo il principio di funzionamento e la struttura di tutti i tipi, lo stabilizzatore di tensione di rete è composto da 2 parti principali:
- Sistema di controllo: monitora il livello di tensione in ingresso e dà il comando dell'unità di potenza per aumentarlo o diminuirlo, in modo che l'uscita produca 220 V stabili all'interno dell'errore specificato (precisione della regolazione). Questo errore è compreso tra il 5 e il 10% ed è diverso per ciascun dispositivo.
- La parte di potenza - nel servomotore (o servomotore), relè ed elettronica (triac) - è un autotrasformatore, con il quale la tensione di ingresso sale o scende a un livello normale e negli stabilizzatori dell'inverter, o come vengono anche chiamati "con doppia conversione", viene utilizzato un inverter . Questo dispositivo, che consiste in un generatore (controller PWM), un trasformatore e interruttori di potenza (transistor), che passano o disconnettono la corrente attraverso l'avvolgimento primario del trasformatore, formando la tensione di uscita della forma desiderata, frequenza e, soprattutto, magnitudine.
Se la tensione di ingresso è normale, alcuni modelli di stabilizzatori hanno una funzione di "bypass" o "transito", quando la tensione di ingresso viene semplicemente applicata all'uscita fino a quando non lascia il range specificato. Ad esempio, il bypass verrà attivato da 215 a 225 volt e, in caso di grandi fluttuazioni, ad esempio con un assorbimento fino a 205-210 V, il sistema di controllo commuterà il circuito nella sezione di potenza e inizierà la regolazione, aumentando la tensione e l'uscita sarà già stabile a 220 V con un dato errore .
Regolazione regolare e più accurata della tensione di uscita per MV inverter, in secondo luogo - servoazionamenti e per relè ed elettronici, la regolazione è graduale e la precisione dipende dal numero di stadi. Come accennato in precedenza, si trova entro il 10%, più spesso intorno al 5%.
Oltre alle due parti precedenti, il regolatore di tensione 220V ha anche un'unità di protezione, nonché una fonte di alimentazione secondaria per i circuiti del sistema di controllo, le stesse protezioni e altri elementi funzionali. Il dispositivo generale mostra l'immagine seguente:
Allo stesso tempo, lo schema di lavoro nella sua forma più semplice si presenta così:
Esamineremo brevemente il funzionamento degli stabilizzatori di tensione dei tipi principali.
staffetta
Nello stabilizzatore del relè, la regolazione avviene commutando il relè. Questi relè chiudono alcuni contatti del trasformatore, aumentando o diminuendo la tensione di uscita.
L'organismo di controllo è un microcircuito elettronico. Gli elementi su di esso confrontano il riferimento e la tensione di linea. In caso di mancata corrispondenza, viene inviato un segnale ai relè di commutazione per collegare gli avvolgimenti in aumento o in diminuzione dell'autotrasformatore.
Gli SN relè normalmente regolano l'elettricità entro ± 15% con una precisione di uscita da ± 5% a ± 10%.
Vantaggi degli stabilizzatori di relè:
- economicità;
- compattezza.
svantaggi:
- risposta lenta alle fluttuazioni di tensione;
- breve durata;
- bassa affidabilità;
- durante la commutazione è possibile lo spegnimento a breve termine dei dispositivi;
- incapace di resistere alle sovratensioni;
- rumore, clic quando si cambia.
Servoazionamento
Gli elementi principali dei servo stabilizzatori sono un autotrasformatore e un servomotore. Quando la tensione si discosta dalla norma, il controller invia un segnale al servomotore, che commuta gli avvolgimenti necessari dell'autotrasformatore. Come risultato dell'uso di tale sistema, sono garantite una regolazione regolare e un'accuratezza fino all'1% dell'intervallo totale.
Nel servoazionamento SN, un'estremità dell'avvolgimento primario del trasformatore è collegata a un ramo rigido dell'autotrasformatore e la seconda estremità dell'avvolgimento primario è collegata a un contatto mobile (spazzola di grafite), che viene mosso da un servomotore. Un terminale dell'avvolgimento secondario del trasformatore è collegato alla fonte di alimentazione in ingresso e il secondo terminale è collegato all'uscita del regolatore di tensione.
La scheda di controllo confronta la tensione di ingresso e quella di riferimento. In caso di deviazioni dal set, il servoazionamento entra in funzione.Muove il pennello lungo i rami dell'autotrasformatore. Il servomotore continuerà a funzionare fino a quando la differenza tra la tensione di riferimento e la tensione di uscita diventa zero. L'intero processo, dalla ricezione di elettricità di scarsa qualità all'uscita di una corrente stabilizzata, richiede decine di millisecondi ed è limitato dalla velocità del movimento della spazzola con un servoazionamento.
Gli stabilizzatori di tensione servoazionati sono prodotti in vari modelli.
- Monofase. Sono composti da un autotrasformatore e un servoazionamento.
- Trifase. Sono divisi in due tipi. Equilibrato: dispone di tre trasformatori, un servoazionamento e un circuito di controllo. La regolazione viene effettuata su tutte e tre le fasi contemporaneamente. Utilizzato per proteggere apparecchi elettrici trifase, macchine utensili, apparecchi. Sbilanciato: hanno tre autotrasformatori, tre servomotori e tre circuiti di controllo. Cioè, la stabilizzazione avviene in ogni fase, indipendentemente l'una dall'altra. Campo di applicazione: protezione delle apparecchiature elettriche di edifici, officine, impianti industriali.
Vantaggi dei dispositivi servo-stabilizzanti:
- prestazione;
- elevata precisione di stabilizzazione;
- alta affidabilità;
- resistenza alle sovratensioni;
svantaggi:
- necessita di manutenzione periodica;
- richiedono competenze minime di configurazione del dispositivo.
Inverter
La principale differenza tra questo tipo di SN è l'assenza di parti mobili e un trasformatore. La regolazione della tensione viene eseguita con il metodo della doppia conversione. Nella prima fase, la corrente alternata in ingresso viene rettificata e passa attraverso un filtro ondulato, costituito da condensatore. Successivamente, la corrente rettificata fluisce verso l'inverter, dove viene nuovamente convertita in corrente alternata e fornita al carico. In questo caso, la tensione di uscita è stabile sia in grandezza che in frequenza.
Nel prossimo video, imparerai a conoscere il principio di funzionamento di una delle opzioni per l'implementazione di un convertitore di tensione da 12V DC a 220V AC. Ciò differisce in primo luogo dallo stabilizzatore di tensione dell'inverter dalla tensione di ingresso, altrimenti il principio di funzionamento è in gran parte simile e il video ti permetterà di capire come funziona questo tipo di dispositivo:
vantaggi:
- prestazione (la più alta tra quelle elencate);
- ampia gamma di tensione regolabile (da 115 a 300 V);
- elevato coefficiente di prestazione (oltre il 90%);
- lavoro silenzioso;
- piccole dimensioni;
- regolazione regolare.
svantaggi:
- riduzione del campo di regolazione con aumento del carico;
- alto prezzo.
Quindi abbiamo esaminato come funziona il regolatore di tensione, perché è necessario e dove viene utilizzato. Speriamo che le informazioni fornite siano state utili e interessanti per te!
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