- Typy regulátorov napätia na princípe činnosti
- Typy stabilizátorov napätia podľa napäťovej triedy
- Známky na výber stabilizátora
- Video na ďalšie články
Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Elektrická energia je široko využívaná vo výrobe av každodennom živote. Striedavý prúd napája systémové osvetlenie, poháňa mechanizmy elektrických zariadení, napája sa do sieťového konektora elektronických zariadení. Obchodné organizácie nie vždy zabezpečujú správnu kvalitu elektrických sietí, čo sa prejavuje najmä kolísaním sieťového napätia. Tento nepríjemný jav je typický pre:
- prázdninové dediny a malé osady;
- siete autonómnych elektrární, ktoré nie sú súčasťou jednotnej elektrickej siete.
Oscilácie negatívne ovplyvňujú kvalitu fungovania zariadenia, znižujú jeho spoľahlivosť. Proti tomuto javu sa môžete poistiť použitím stabilizátora, ktorý zahŕňa sieť a záťaž, obrázok 1.
Typy regulátorov napätia na princípe činnosti
Stabilizáciu možno vykonávať rôznymi spôsobmi. Princípy stabilizácie používané developerom určujú typy regulátorov napätia.
relé
Stabilizátory relé, často označované ako stupňovité, sú výkonový transformátor s niekoľkými sekundárnymi vinutiami, z ktorých jedno je považované za bežné. Senzor monitoruje stav siete, keď prekračuje povolené tolerancie, automaticky nastaví výstupné napätie prepnutím relé. Keď sa spúšťajú jednotlivé výkonové relé, vinutia sa prepínajú a záťaž sa pripája na výstup, ktorého napätie je minimálne odlišné od uvedeného.
Konštrukčná jednoduchosť reléových stabilizátorov, dobrá presnosť regulácie, nízka cena a vysoká spoľahlivosť zaručujú ich vysokú popularitu.
nevýhody:
- stupňovitý charakter regulácie;
- zreteľné skreslenie sínusového tvaru záťažového prúdu pri vysokom vstupnom napätí v dôsledku magnetickej saturácie jadra;
- relatívne slabá nosnosť pracovných kontaktov relé;
- vysoký akustický hluk.
Elektromechanické (servo)
Elektromechanické alebo servopohony stabilizátory odstraňujú jednu z hlavných nevýhod stabilizátorov s mechanickými relé: zabezpečujú len postupné nastavenie výstupného napätia. Princíp ich fungovania je založený na zmene transformačného pomeru. Realizuje sa pomocou kefy pripojenej k elektróde výstupných svoriek. Kefa sa pohybuje pozdĺž sekundárneho vinutia toroidného transformátora pomocným elektromotorom, obr.
Elektromechanické stabilizátory sa vyznačujú veľkým rozsahom nastavenia, malými rozmermi, nízkymi nákladmi.
Hlavné nevýhody : nízka rýchlosť, dobre počuť pri nočnom hluku pracujúceho elektromotora.
Menič (bezstupňový, beztransformátorový, IGBT, PWM)
Stabilizátory invertorov realizujú dvojstupňovú schému na získanie výstupného napätia. Po prvé, striedavý vstupný prúd je konvertovaný na jednosmerný prúd a potom je z neho opäť generované striedavé napätie. Automatická regulácia prebieha vo fáze tvorby jednosmerného prúdu, tu sa realizujú funkcie stabilizačnej fázy.
Existuje niekoľko možností pre kaskádovú konverziu, z ktorých každá zodpovedá podtriede stabilizátorov invertorov. Najbežnejšie sú PWM zariadenia a stabilizátory na IGBT tranzistoroch.
Silné stránky tohto zariadenia:
- vysoká rýchlosť odozvy na zmeny vstupného napätia, presnosť nastavenia výstupu;
- dobré charakteristiky hmotnosti a veľkosti (žiadny výkonový transformátor);
- jednoduchosť získania účinnosti nad 50%;
- možnosť plynulého nastavenia výstupného napätia v kombinácii so širokým rozsahom zmien vo výstupnom elektrickom prúde, ako aj práce pri voľnobehu;
- efektívne potlačenie prepätia a impulzného hluku.
Pri použití vhodnej bázy prvkov pracuje invertorová technika normálne pri nízkych teplotách.
Hlavnou nevýhodou: nedostatočná kapacita preťaženia, vr. krátkodobé (nie viac ako 25 - 50% na 1 - 2 s). Posledne menované sily starostlivo kontrolujú výstupný výkon zariadenia pri prevádzke na reaktívnom zaťažení (elektromotory rôznych účelov, ventilátory atď.). Okrem toho by sa mala brať do úvahy zložitosť elektrického obvodu, čo zvyšuje riziko zlyhania a vysoké náklady v dôsledku potreby použitia výkonových polovodičových komponentov.
ferorezonance
Stabilizátor ferorezonantu je zariadenie typu transformátora. Jeho charakteristickým znakom je použitie vinutí transformátora na magnetických vodičoch rôznych prierezov. Paralelne so sekundárnym vinutím L2 je pripojený ďalší kondenzátor C, obr. 3. Jeho kapacita je zvolená tak, že v dôsledku rezonancie je zaistené, že sekundárne vinutie je neustále nasýtené. Veľké zmeny vstupného napätia preto nevedú k výkyvom výkonu.
Stabilizátor má vysokú rýchlosť testovacích skokov, má vysokú spoľahlivosť vďaka nedostatku spínacích schém, poskytuje dobrú presnosť stabilizácie.
Neprítomnosť mechanicky pohyblivých zložiek umožňuje prevádzku stabilizátorov ferorezonantov pri nízkych teplotách.
Hlavnými nevýhodami sú:
- nižší účinník;
- významné nelineárne skreslenie výstupného prúdu, ktoré môže viesť k narušeniu fungovania radu domácich spotrebičov, napríklad skresleniu farebného televízneho obrazu a nekvalitnému vymazaniu starých záznamov pomocou magnetofónu;
- nestabilita fungovania so zmenami frekvencie vstupného napätia viac ako 0, 5 Hz od nominálnej hodnoty, ktorá sa často vyskytuje, keď je osada napájaná z autonómnej elektrárne.
Elektronické (triak, tyristor)
Takzvané elektronické stabilizátory konštrukčne opakujú zariadenia na elektromagnetických relé, ale polovodičové produkty sa používajú na postupné prepínanie vinutí autotransformátora. Existuje niekoľko možných variantov takýchto elektronických obvodov, z ktorých každý vykonáva automatické prepínanie transformačného pomeru. Stabilizátory sú komerčne dostupné, v ktorých sú funkcie kľúčových prvkov stupňovitého riadenia priradené triakom a tyristorom.
Tyristor je polovodičová štruktúra s tromi pn-uzlami, v ktorých sa vykonáva hlboká pozitívna spätná väzba. Jeho prítomnosť poskytuje vysokú rýchlosť spínania pri prevádzke v kľúčovom režime. Triak je tvorený dvoma tyristormi s kombinovanými riadiacimi elektródami pripojenými v antiparalelách, obr. 4. Kvôli možnosti prúdu prechádzajúceho touto zložkou v dvoch smeroch, stabilizátory triakov vykazujú zvýšenú účinnosť. To ich odlišuje od tyristorových stabilizátorov.
Všeobecné výhody:
- zvýšený stabilizačný faktor;
- vynikajúce potlačenie poklesu napätia, impulzného šumu;
- dobré parametre hmotnosti a veľkosti;
- vysoká spoľahlivosť pri implementácii vysoko kvalitnej bázy prvkov.
Okrem toho, v rýchlosti sú elektronické stabilizátory výrazne lepšie ako ich reléové elektromechanické náprotivky, t.j. vykonávať dobre prepätia.
nevýhody:
- zle prispôsobené na prácu s reaktívnym zaťažením;
- vysoké náklady;
- zložitosť opravy.
Typy stabilizátorov napätia podľa napäťovej triedy
Priemysel vyrába širokú škálu stabilizátorov.
Existujú jednofázové a trojfázové zariadenia.
Z hľadiska rozsahu výstupného napätia sú elektronické zariadenia pre jednofázové siete navrhnuté pre 220–240 V (populárna je aj stredná gradácia 230 V), k dispozícii sú stabilizátory ferorezonantov pre 110–120 V.
Vybavenie domácnosti pre trojfázové elektrické siete poskytuje výstupné napätie 380 - 415 V, bez ohľadu na aplikované obvodové riešenia a výstupný záťažový prúd.
Priemyselné zariadenia môžu mať vyššie výstupné napätie: do 6 - 10 kV.
Známky na výber stabilizátora
Zoznam parametrov, podľa ktorých sa zvolia stabilizátory, musí obsahovať: \ t
- príkon alebo menovitý prúd;
- výstupné napätie;
- typ siete (jednofázová - trojfázová).
Veľká pomoc poskytne informácie o stabilite siete, úrovni impulzného šumu v nej.
Pri určovaní menovitého výkonu sa sčítajú kapacity všetkých spotrebiteľov chránenej siete. Pre odhad menovitého výkonu zaťaženia sa aktuálna nosnosť vstupného automatu vynásobí 220 V.
Všetky ostatné veci, ktoré sú rovnaké, sú zvolené jednofázové modely lineárnych stabilizátorov, pričom sa berie do úvahy, že modulárne konštrukcie sú vhodnejšie na údržbu.
Zohľadnite estetické parametre a počet výstupných zásuviek, obrázok 5.
Konečná voľba by sa mala vykonať s prihliadnutím na výrobcu a miesto výroby. Na určenie kvality vybavenia juhovýchodnej výroby, vyrobenej bez kontroly od popredných západných spoločností, má zmysel študovať špecializované fóra. Tento prístup nám umožňuje urobiť adekvátny záver o kvalite zariadenia.
Okrem technických parametrov sa musí brať do úvahy aj dostupnosť služby.
Je potrebné poznamenať, že v ponuke je veľký výber 220-voltových jednofázových a 380-voltových trojfázových zariadení. Na požiadanie sa často dodávajú stabilizátory so širokým rozsahom nastavenia a výstupného napätia iných výkonov.
Záver.
Priemysel vyrába širokú škálu stabilizátorov napätia pre domácnosť, čo vám umožňuje vybrať si konkrétny model zariadenia, pričom sa berie do úvahy špecifická aplikácia.
Masívny charakter trhu so stabilizátormi závisí od veľkého počtu výrobných podnikov, ktoré na ňom pôsobia a ponúkajú svoje výrobky prostredníctvom partnerskej siete. Preto pred nákupom by ste mali vykonať starostlivý výber kritérií z viacerých kritérií.