Що таке стабілізатор напруги; Як це працює Типи стабілізаторів

Що таке стабілізатор напруги і навіщо він нам потрібен? Робота стабілізатора, типи та застосування

Зміст

Вступ до стабілізатора:

Вбудована мікропроцесорна мікросхема та силові електронні пристрої в інтелектуальний дизайн Стабілізатори змінної напруги (або автоматичні регулятори напруги (AVR)) призвели до отримання високоякісного, стабільного електропостачання у разі значного і постійного відхилення напруги мережі.

Як просування до звичайних стабілізаторів напруги релейного типу, сучасні інноваційні стабілізатори використовують високоефективні цифрові схеми управління та твердотільну схему управління, що виключає регулювання потенціометрів і дозволяє користувачеві встановлювати вимоги до напруги за допомогою клавіатури, з виходом на пуск і зупинку.

Це також призвело до того, що синхронізація поїздки або швидкість реагування стабілізаторів стали на дуже меншій швидкості, як правило, менше кількох мілісекунд, крім того це можна регулювати за допомогою змінної настройки. У наш час стабілізатори стали оптимізованим енергетичним рішенням для багатьох електронних приладів, чутливих до коливань напруги, і вони знайшли роботу з багатьма пристроями, такими як верстати з ЧПУ, кондиціонери, телевізори, медичне обладнання, комп’ютери, телекомунікаційне обладнання тощо.

Що таке стабілізатор напруги?

Це електричний прилад, який призначений для подають постійну напругу до навантаження на його вихідних клемах незалежно від змін вхідної або вхідної напруги живлення. Він захищає обладнання або машину від перенапруги, низької напруги та інших стрибків напруги.

Його ще називають як автоматичний регулятор напруги (AVR). Стабілізатори напруги є кращими для дорогого і дорогоцінного електрообладнання, щоб захистити його від шкідливих коливань низької/високої напруги. Деякі з цього обладнання - це кондиціонери, машини для офсетного друку, лабораторне обладнання, промислові машини та медичні апарати.

Стабілізатори напруги регулюють коливальну вхідну напругу до того, як її можна буде подавати на навантаження (або обладнання, чутливе до змін напруги). Вихідна напруга стабілізатора залишатиметься в діапазоні 220 В або 230 В у випадку однофазного живлення та 380 В або 400 В у випадку трифазного живлення, в межах заданого коливального діапазону вхідної напруги. Це регулювання здійснюється операціями зниження та підсилення, що виконуються внутрішньою схемою.

На сучасному ринку є величезні різновиди автоматичних регуляторів напруги. Це можуть бути одно- або трифазні блоки відповідно до типу застосування та потужності (KVA). Трифазні стабілізатори випускаються у двох версіях як моделі зі збалансованим навантаженням та моделі із несиметричним навантаженням.

Вони доступні або як спеціальні блоки для побутових приладів, або як великий блок стабілізаторів для цілих приладів у певному місці, скажімо, у цілому будинку. Крім того, це можуть бути як аналогові, так і цифрові типи стабілізаторів.

Поширені типи стабілізаторів напруги включають стабілізатори ручного або перемикання, автоматичні стабілізатори релейного типу, твердотільні або статичні стабілізатори та сервокеровані стабілізатори. На додаток до функції стабілізації, більшість стабілізаторів мають додаткові функції, такі як відключення низької напруги на вході/виході, відключення високої напруги на вході/виході, відключення від перевантаження, вихід і зупинка на виході, ручний/автоматичний запуск, відображення відключення напруги, перемикання нульової напруги тощо.

Чому потрібні стабілізатори напруги?

Як правило, кожне електричне обладнання або пристрій розроблено для широкого діапазону вхідної напруги. Залежно від чутливості робочий діапазон обладнання обмежується певними значеннями, наприклад, деякі обладнання можуть переносити ± 10 відсотків від номінальної напруги, тоді як інші ± 5 відсотків або менше.

Коливання напруги (підвищення або падіння величини номінальної напруги) є досить поширеними у багатьох областях, особливо на лініях, що закінчуються. Найпоширенішими причинами коливань напруги є освітлення, електричні несправності, несправна проводка та періодичне відключення пристрою. Ці коливання породжують деформацію в електрообладнанні або приладах.

Це призведе до тривалого часу над напругою

Постійне пошкодження обладнання
Пошкодження ізоляції обмоток
Небажане переривання навантаження
Збільшені втрати в кабелях та супутньому обладнанні
Зниження терміну служби приладу

Це призведе до тривалого перебування під напругою

Несправність обладнання
Триваліші робочі періоди (як у випадку резистивних нагрівачів)
Зниження продуктивності обладнання
Втягування великих струмів, що в подальшому призводить до перегріву
Обчислювальні помилки
Знижена швидкість двигунів

Тож стабільність та точність напруги визначають правильну роботу обладнання. Тому стабілізатори напруги гарантують, що коливання напруги на вхідному джерелі живлення не впливають на навантаження або електричний прилад.

Як працює стабілізатор напруги?

Основний принцип роботи стабілізатора напруги для виконання операцій зниження та підвищення напруги

У стабілізаторі напруги корекція напруги від перенапруги та під напругою виконується за допомогою двох основних операцій, а саме операцій підвищення та зниження напруги. Ці операції можна виконувати вручну за допомогою перемикачів або автоматично через електронні схеми. Під час напруги під напругою операція підсилення підвищує напругу до номінального рівня, тоді як операція зниження напруги знижує рівень напруги під час перенапруги.

Концепція стабілізації передбачає додавання або віднімання напруги до та від мережі. Для виконання такого завдання стабілізатор використовує трансформатор, який з'єднаний в різних конфігураціях з комутаційними реле. Деякі стабілізатори використовують трансформатор з кранами на обмотці, щоб забезпечити різні корекції напруги, тоді як сервостабілізатори використовують автоматичний трансформатор, щоб мати широкий діапазон корекції.

Щоб зрозуміти цю концепцію, давайте розглянемо простий знижувальний трансформатор напругою 230/12В та його зв’язок з цими операціями наведено нижче.

Наведений вище малюнок ілюструє підсилювальну конфігурацію, при якій полярність вторинної обмотки орієнтована таким чином, що її напруга безпосередньо додається до первинної напруги. Отже, у випадку недостатньої напруги трансформатор (будь то перемикання крана або автотрансформатор) перемикається реле або твердотільними перемикачами так, що додаткові вольти додаються до вхідної напруги.

На малюнку вище трансформатор підключений в конфігурації з викривленням, де полярність вторинної котушки орієнтована таким чином, що його напруга віднімається від первинної напруги. Схема перемикання зміщує підключення до навантаження до цієї конфігурації під час перенапруги.

На малюнку вище показано двоступеневий стабілізатор напруги, який використовує два реле для забезпечення постійної подачі змінного струму на навантаження під час перенапруги та в умовах напруги. Перемикаючи реле, можна виконати операції зниження та підсилення для двох конкретних коливань напруги (одна знаходиться під напругою, наприклад, скажімо, 195 В, а інша для перенапруги, скажімо, 245 В).