Ce este stabilizatorul de tensiune; Cum funcționează Tipuri de stabilizatori

Ce este stabilizatorul de tensiune și de ce avem nevoie de el? Funcționarea stabilizatorului, tipuri și aplicații

Cuprins

Introducere în stabilizator:

Incorporarea tehnologiei cipului microprocesorului și a dispozitivelor electronice de putere în proiectarea dispozitivelor inteligente Stabilizatori de tensiune alternativă (sau regulatoare automate de tensiune (AVR)) au condus la producerea unei surse de energie electrică stabilă și de înaltă calitate în cazul unei abateri semnificative și continue a tensiunii de rețea.

Ca avans la stabilizatoarele de tensiune convenționale de tip releu, stabilizatoarele inovatoare moderne utilizează circuite de control digital de înaltă performanță și circuite de control în stare solidă care elimină ajustările potențiometrului și permit utilizatorului să seteze cerințele de tensiune printr-o tastatură, cu facilitatea de pornire și oprire a ieșirii.

Acest lucru a dus, de asemenea, la creșterea sincronizării călătoriei sau a reacției stabilizatorilor la o rată foarte mică, de obicei mai mică de câteva milisecunde, în plus, aceasta poate fi ajustată cu setări variabile. În zilele noastre, stabilizatorii au devenit o soluție de alimentare optimizată pentru multe aparate electronice care sunt sensibile la fluctuațiile de tensiune și au găsit funcționarea cu multe dispozitive precum mașini CNC, aparate de aer condiționat, televizoare, echipamente medicale, computere, echipamente de telecomunicații și așa mai departe.

Ce este un stabilizator de tensiune?

Este un aparat electric proiectat să furnizați o tensiune constantă la o sarcină la bornele sale de ieșire, indiferent de modificările de intrare sau de tensiunea de alimentare de intrare. Protejează echipamentul sau mașina împotriva supratensiunii, sub tensiunii și a altor supratensiuni de tensiune.

Se mai numește și ca regulator automat de tensiune (AVR). Stabilizatorii de tensiune sunt preferați pentru echipamentele electrice costisitoare și prețioase pentru a le proteja de fluctuațiile dăunătoare de tensiune scăzută/înaltă. Unele dintre aceste echipamente sunt aparate de aer condiționat, mașini de imprimare offset, echipamente de laborator, mașini industriale și aparate medicale.

Stabilizatorii de tensiune reglează tensiunea de intrare fluctuantă înainte ca aceasta să poată fi alimentată la sarcină (sau echipament sensibil la variațiile de tensiune). Tensiunea de ieșire de la stabilizator va rămâne în intervalul de 220V sau 230V în cazul alimentării monofazate și 380V sau 400V în cazul alimentării trifazate, în intervalul fluctuant dat de tensiune de intrare. Această reglementare este efectuată de operațiile de buck și boost efectuate de circuitele interne.

Există pe piața actuală o varietate imensă de regulatoare automate de tensiune. Acestea pot fi unități monofazate sau trifazate, în funcție de tipul de aplicație și capacitate (KVA) necesare. Stabilizatorii trifazici vin în două versiuni ca modele de sarcină echilibrată și modele de sarcină neechilibrată.

Acestea sunt disponibile fie ca unități dedicate pentru aparate, fie ca o unitate stabilizatoare mare pentru aparate întregi într-un anumit loc, să zicem întreaga casă. În plus, acestea pot fi unități de stabilizare analogice sau digitale.

Tipurile obișnuite de stabilizatoare de tensiune includ stabilizatoare acționate manual sau comutabile, stabilizatoare automate de tip releu, stabilizatoare statice sau statice și stabilizatoare servo controlate. În plus față de funcția de stabilizare, majoritatea stabilizatoarelor vin cu caracteristici suplimentare precum intrare/ieșire de joasă tensiune, întrerupere de intrare/ieșire de înaltă tensiune, întrerupere de suprasarcină, pornire și oprire a ieșirii, pornire manuală/automată, afișaj de întrerupere a tensiunii, comutare de tensiune zero, etc.

De ce sunt necesare stabilizatoare de tensiune?

În general, fiecare echipament sau dispozitiv electric este proiectat pentru o gamă largă de tensiune de intrare. În funcție de sensibilitate, domeniul de lucru al echipamentelor este limitat la anumite valori, de exemplu, unele echipamente pot tolera ± 10% din tensiunea nominală, în timp ce altele ± 5% sau mai puțin.

Fluctuațiile de tensiune (creșterea sau scăderea magnitudinii tensiunii nominale) sunt destul de frecvente în multe zone, în special la liniile terminate. Cele mai frecvente motive pentru fluctuațiile de tensiune sunt iluminatul, defecțiunile electrice, cablarea defectă și oprirea periodică a dispozitivului. Aceste fluctuații creează nenorociri la echipamentele sau aparatele electrice.

Va rezulta o lungă perioadă de timp de supratensiune

Deteriorarea permanentă a echipamentului
Deteriorarea izolației înfășurărilor
Întreruperea nedorită a încărcării
Pierderi crescute în cabluri și echipamente asociate
Scăderea duratei de viață a aparatului

Va rezulta mult timp sub tensiune

Funcționarea defectuoasă a echipamentului
Perioade de lucru mai lungi (ca în cazul încălzitoarelor rezistive)
Performanță redusă a echipamentului
Atragerea curenților mari care duc în continuare la supraîncălzirea
Erori de calcul
Viteza redusă a motoarelor

Deci stabilitatea și precizia tensiunii decid funcționarea corectă a echipamentului. Prin urmare, stabilizatorii de tensiune se asigură că fluctuațiile de tensiune la sursa de alimentare de intrare nu afectează sarcina sau aparatul electric.

Cum funcționează stabilizatorul de tensiune?

Principiul de bază al stabilizatorului de tensiune pentru efectuarea operațiilor Buck și Boost

Într-un stabilizator de tensiune, corectarea tensiunii din condițiile de supratensiune și sub tensiune se efectuează prin două operații esențiale, și anume operațiile de creștere și de buck. Aceste operațiuni pot fi efectuate manual prin comutatoare sau automat prin circuite electronice. În timpul condițiilor de sub tensiune, funcționarea de creștere crește tensiunea la un nivel nominal, în timp ce funcționarea buck reduce nivelul de tensiune în condițiile de supratensiune.

Conceptul de stabilizare implică adăugarea sau scăderea tensiunii la și de la sursa de alimentare. Pentru efectuarea unei astfel de sarcini, stabilizatorul folosește un transformator care este conectat în diferite configurații cu relee de comutare. Unii stabilizatori folosesc un transformator cu robinete pe înfășurare pentru a furniza diferite corecții de tensiune, în timp ce servo stabilizatorii folosesc un transformator auto pentru a avea o gamă largă de corecții.

Pentru a înțelege acest concept, să luăm în considerare un transformator simplu de coborâre de 230/12V, iar conexiunea sa cu aceste operații este prezentată mai jos.

Figura de mai sus ilustrează configurația de amplificare în care polaritatea înfășurării secundare este orientată astfel încât tensiunea sa să fie adăugată direct la tensiunea primară. Prin urmare, în caz de tensiune redusă, transformatorul (indiferent dacă poate fi schimbat de robinet sau autotransformator) este comutat de relee sau comutatoare de stare solidă astfel încât să fie adăugate voltaje suplimentare la tensiunea de intrare.

În figura de mai sus, transformatorul este conectat în configurație bucking, unde polaritatea bobinei secundare este orientată în așa fel încât tensiunea sa scade din tensiunea primară. Circuitul de comutare schimbă conexiunea la sarcină la această configurație în condiții de supratensiune.

Figura de mai sus prezintă stabilizatorul de tensiune în două trepte care utilizează două relee pentru a furniza o sursă constantă de curent alternativ la sarcină în timpul supratensiunii și în condiții de tensiune. Prin comutarea releelor, pot fi efectuate operații de buck și boost pentru două fluctuații specifice de tensiune (una este sub tensiune, de exemplu, să spunem 195V și alta pentru supratensiune, să spunem 245V).