- Rodzaje regulatorów napięcia na zasadzie działania
- Rodzaje stabilizatorów napięcia według klasy napięcia
- Stemple do wyboru stabilizatora
- Wideo na temat dodatkowych artykułów
Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Energia elektryczna jest szeroko stosowana w produkcji iw życiu codziennym. Prąd przemienny zasila oświetlenie systemu, napędza mechanizmy urządzeń elektrycznych, jest podawany do złącza sieciowego urządzeń elektronicznych. Organizacje handlowe nie zawsze zapewniają właściwą jakość sieci elektrycznych, co przejawia się w szczególności w wahaniach napięcia sieci. To nieprzyjemne zjawisko jest typowe dla:
- wioski wakacyjne i małe osady;
- sieci autonomicznych elektrowni, które nie są częścią jednej sieci energetycznej.
Oscylacje negatywnie wpływają na jakość działania sprzętu, zmniejszają jego niezawodność. Możesz się zabezpieczyć przed tym zjawiskiem, stosując stabilizator, który obejmuje sieć i obciążenie, Rysunek 1.
Rodzaje regulatorów napięcia na zasadzie działania
Stabilizacja może być wykonywana na różne sposoby. Zasady stabilizacji stosowane przez dewelopera określają typy regulatorów napięcia.
Przekaźnik
Stabilizatory przekaźnikowe, często określane jako schodkowe, to transformator mocy z kilkoma uzwojeniami wtórnymi, z których jedno jest wspólne. Czujnik monitoruje stan sieci, wykraczając poza dopuszczalne tolerancje, automatycznie dostosowuje napięcie wyjściowe, przełączając przekaźnik. Gdy wyzwalany jest oddzielny przekaźnik mocy, uzwojenia są przełączane i obciążenie jest podłączane do wyjścia, którego napięcie jest minimalnie różne od określonego.
Konstruktywna prostota stabilizatorów przekaźników, dobra dokładność regulacji, niski koszt i wysoka niezawodność zapewniają ich dużą popularność.
Wady:
- krokowy charakter regulacji;
- zauważalne zniekształcenie sinusoidalnego kształtu prądu obciążenia przy wysokim napięciu wejściowym z powodu magnetycznego nasycenia rdzenia;
- stosunkowo słaba obciążalność styków roboczych przekaźnika;
- wysoki hałas akustyczny.
Elektromechaniczny (serwo)
Elektromechaniczne lub serwonapędowe stabilizatory eliminują jedną z głównych wad stabilizatorów z przekaźnikami mechanicznymi: zapewniają jedynie stopniową regulację napięcia wyjściowego. Zasada ich działania opiera się na zmianie współczynnika transformacji. Jest on realizowany za pomocą szczotki podłączonej do elektrody zacisków wyjściowych. Szczotka jest przesuwana wzdłuż uzwojenia wtórnego transformatora toroidalnego przez pomocniczy silnik elektryczny, Rysunek 2.
Elektromechaniczne stabilizatory charakteryzują się dużym zakresem regulacji, małymi wymiarami i niskimi kosztami.
Główne wady : niska prędkość, dobrze słyszalny w nocy hałas pracującego silnika elektrycznego.
Falownik (bezstopniowy, beztransformatorowy, IGBT, PWM)
Stabilizatory falownika realizują dwustopniowy schemat uzyskiwania napięcia wyjściowego. Po pierwsze, przemienny prąd wejściowy jest zamieniany na prąd stały, a następnie generowane jest z niego napięcie przemienne. Automatyczna regulacja odbywa się na etapie powstawania prądu stałego, tutaj realizowane są funkcje etapu stabilizacji.
Istnieje kilka opcji konwersji kaskadowej, z których każda odpowiada podklasie stabilizatorów inwerterowych. Najczęściej są to urządzenia PWM i stabilizatory na tranzystorach IGBT.
Mocne strony tego sprzętu:
- duża szybkość reakcji na zmiany napięcia wejściowego, dokładność regulacji wyjścia;
- dobra charakterystyka wagi i wielkości (brak transformatora mocy);
- prostota uzyskiwania wydajności powyżej 50%;
- możliwość płynnej regulacji napięcia wyjściowego w połączeniu z szerokim zakresem zmian wyjściowego prądu elektrycznego, a także pracy na biegu jałowym;
- skuteczne tłumienie przepięć i szumów impulsowych.
Dzięki zastosowaniu odpowiedniej podstawy elementu technika inwertera działa normalnie w niskich temperaturach.
Główna wada: słaba przeciążalność, w tym krótkoterminowe (nie więcej niż 25 - 50% przez 1-2 sekundy). Te ostatnie wymuszają staranną kontrolę mocy wyjściowej urządzenia podczas pracy z obciążeniem biernym (silniki elektryczne różnych celów, wentylatory itp.). Ponadto należy wziąć pod uwagę złożoność obwodu elektrycznego, co zwiększa ryzyko awarii i wysokie koszty wynikające z konieczności stosowania półprzewodnikowych elementów mocy.
Ferroresonans
Stabilizator ferroresonantu jest urządzeniem typu transformatorowego. Jego cechą charakterystyczną jest zastosowanie uzwojeń transformatorów ubranych na przewodnikach magnetycznych o różnych przekrojach. Równolegle do uzwojenia wtórnego L2 podłączony jest dodatkowy kondensator C, Rys. 3. Jego pojemność jest tak dobrana, że dzięki rezonansowi zapewnione jest ciągłe nasycenie uzwojenia wtórnego. Dlatego duże zmiany napięcia wejściowego nie prowadzą do wahań mocy wyjściowej.
Stabilizator ma dużą szybkość skoków testowych, ma wysoką niezawodność ze względu na brak schematów przełączania, zapewnia dobrą dokładność stabilizacji.
Brak mechanicznie ruchomych elementów pozwala na działanie stabilizatorów ferrorezonansowych w niskich temperaturach.
Główne wady to:
- niższy współczynnik mocy;
- znaczne nieliniowe zniekształcenie prądu wyjściowego, co może prowadzić do zakłóceń w działaniu wielu urządzeń gospodarstwa domowego, na przykład zniekształcenia obrazu kolorowego telewizora i słabej jakości usuwania starych nagrań za pomocą magnetofonu;
- niestabilność funkcjonowania z wahaniami częstotliwości napięcia wejściowego o więcej niż 0, 5 Hz od wartości nominalnej, co często występuje, gdy osada jest zasilana z autonomicznej elektrowni.
Elektroniczny (triak, tyrystor)
Tak zwane stabilizatory elektroniczne strukturalnie powtarzają urządzenia na przekaźnikach elektromagnetycznych, ale produkty półprzewodnikowe są używane do stopniowego przełączania uzwojeń autotransformatora. Istnieje kilka możliwych odmian takich układów elektronicznych, z których każdy wykonuje automatyczne przełączanie współczynnika transformacji. W handlu dostępne są stabilizatory, w których funkcje kluczowych elementów sterowania schodkowego są przypisane do triaków i tyrystorów.
Tyrystor jest strukturą półprzewodnikową z trzema złączami pn, w której wykonywane jest głębokie pozytywne sprzężenie zwrotne. Jego obecność zapewnia wysoką prędkość przełączania podczas pracy w trybie kluczowym. Triak jest utworzony przez dwa tyrystory z połączonymi elektrodami sterującymi połączonymi w sposób antyrównoległy, rysunek 4. Ze względu na możliwość przepuszczania prądu przez ten element w dwóch kierunkach, stabilizatory triakowe wykazują zwiększoną wydajność. To odróżnia je od stabilizatorów tyrystorowych.
Ogólne korzyści:
- zwiększony współczynnik stabilizacji;
- doskonałe tłumienie spadków napięcia, szumów impulsowych;
- dobre parametry wagi i wielkości;
- wysoka niezawodność we wdrażaniu wysokiej jakości podstawy elementów.
Ponadto, w prędkości, stabilizatory elektroniczne są zauważalnie lepsze od swoich elektromechanicznych odpowiedników przekaźnikowych, tj. wykonuj gwałtowne skoki mocy.
Wady:
- źle przystosowany do pracy z obciążeniem biernym;
- wysoki koszt;
- złożoność naprawy.
Rodzaje stabilizatorów napięcia według klasy napięcia
Przemysł produkuje szeroką gamę stabilizatorów.
Istnieją urządzenia jednofazowe i trójfazowe.
Jeśli chodzi o zakres napięcia wyjściowego, sprzęt elektroniczny do sieci jednofazowych jest zaprojektowany na 220-240 V (popularne jest również stopniowanie pośrednie 230 V), dostępne są stabilizatory ferrorezonansowe dla 110–120 V.
Sprzęt gospodarstwa domowego dla trójfazowych sieci elektrycznych zapewnia napięcie wyjściowe 380 - 415 V, niezależnie od zastosowanych rozwiązań obwodów i prądu obciążenia wyjściowego.
Urządzenia przemysłowe mogą mieć wyższe napięcie wyjściowe: do 6 - 10 kV.
Stemple do wyboru stabilizatora
Lista parametrów, według których wybiera się stabilizatory, musi obejmować:
- moc obciążenia lub dany prąd znamionowy;
- napięcie wyjściowe;
- typ sieci (jednofazowy - trójfazowy).
Wielka pomoc dostarczy informacji o stabilności sieci, poziomie szumów impulsowych w niej.
Przy określaniu mocy znamionowej sumowane są pojemności wszystkich odbiorców chronionej sieci. Aby oszacować moc znamionową, aktualna nośność automatu wejściowego jest mnożona przez 220 V.
Wszystkie pozostałe rzeczy są równe, wybrane są jednofazowe modele stabilizatorów liniowych, biorąc pod uwagę, że konstrukcje modułowe są wygodniejsze w utrzymaniu.
Weź pod uwagę parametry estetyczne i liczbę gniazd wyjściowych, Rysunek 5.
Ostateczny wybór powinien zostać dokonany z uwzględnieniem producenta i miejsca produkcji. Aby określić jakość wyposażenia produkcji południowo-wschodniej, produkowanej bez kontroli wiodących firm zachodnich, warto przeanalizować specjalistyczne fora. Takie podejście pozwala nam na wyciągnięcie odpowiednich wniosków na temat jakości urządzenia.
Oprócz parametrów technicznych należy wziąć pod uwagę dostępność usługi.
Należy zauważyć, że w sprzedaży znajduje się duży wybór jednofazowych i trójfazowych urządzeń 220-woltowych. Stabilizatory o szerokim zakresie regulacji i napięcia wyjściowego innych parametrów są często dostarczane na życzenie.
Wniosek
Przemysł produkuje szeroką gamę stabilizatorów napięcia dla gospodarstw domowych, co pozwala na wybór konkretnego modelu urządzenia, z uwzględnieniem specyficznego zastosowania.
Ogromny charakter rynku stabilizatorów jest zdeterminowany przez dużą liczbę przedsiębiorstw produkcyjnych działających na nim, oferujących swoje produkty za pośrednictwem sieci partnerskiej. Dlatego przed zakupem należy dokonać starannego, wielokryterialnego wyboru produktu.