تثبیت کننده ولتاژ چیست و چگونه کار می کند؟

مقدمه ای بر استابلایزر

تعبیه فناوری تراشه های ریزپردازنده و دستگاه های الکترونیکی قدرت در طراحی تثبیت کننده های ولتاژ AC هوشمند (یا تنظیم کننده های ولتاژ خودکار (AVR)) منجر به تولید منبع تغذیه با کیفیت بالا و پایدار در صورت انحراف قابل توجه و مداوم ولتاژ شبکه شد.

به عنوان پیشرفت در تثبیت کننده های ولتاژ معمولی از نوع رله، تثبیت کننده های نوآورانه مدرن از مدارهای کنترل دیجیتال با کارایی بالا و مدارهای کنترل حالت جامد استفاده می کنند که تنظیمات پتانسیومتر را حذف می کند و به کاربر اجازه می دهد ولتاژ مورد نیاز را از طریق صفحه کلید تنظیم کند، با تسهیلات شروع و توقف خروجی. ولتاژ چیست. تثبیت کننده.

تفاوت بین استابلایزر و رگولاتور

این همچنین باعث شد تا زمان سفر یا پاسخ‌دهی تثبیت‌کننده‌ها به نرخ بسیار کمتری (معمولاً کمتر از چند میلی‌ثانیه) برسد، به‌علاوه این می‌تواند با تنظیم متغیر تنظیم شود. امروزه تثبیت کننده ها به یک راه حل قدرت بهینه برای بسیاری از لوازم الکترونیکی حساس به نوسانات ولتاژ تبدیل شده اند و با بسیاری از دستگاه ها مانند دستگاه های CNC، تهویه مطبوع، تلویزیون، تجهیزات پزشکی، کامپیوتر، تجهیزات مخابراتی و غیره کار می کنند.

شاید شما تفاوت بین استابلایزر و یو پی اس را نیز ندانید و بر این باور باشید که می توانید این دو دستگاه را به جای هم خریداری و استفاده کنید. اما باید به شما بگوییم که یو پی اس تنها ذخیره کننده انرژی است و برای مدت کوتاهی پس از قطعی برق به شما اجازه استفاده یا خاموش کردن دستگاه برقی یا الکترونیکی تان را می دهد، درحالی که استابلایزر تنها تثبیت کننده ولتاژ است و با قطع شدن برق از کار می‌ افتد.

تثبیت کننده ولتاژ چیست؟

این یک وسیله الکتریکی است که بدون توجه به تغییرات ولتاژ ورودی یا ورودی، ولتاژ ثابتی را در پایانه های خروجی خود به بار می رساند. از تجهیزات یا ماشین در برابر ولتاژ بیش از حد، ولتاژ پایین و سایر نوسانات ولتاژ محافظت می کند.

همچنین به عنوان تنظیم کننده ولتاژ خودکار (AVR) نامیده می شود. تثبیت کننده های ولتاژ برای تجهیزات الکتریکی گران قیمت و گران قیمت ترجیح داده می شوند تا از نوسانات مضر ولتاژ پایین/بالا محافظت کنند. برخی از این تجهیزات عبارتند از: تهویه مطبوع، دستگاه های چاپ افست، تجهیزات آزمایشگاهی، ماشین های صنعتی و تجهیزات پزشکی.

تثبیت کننده های ولتاژ، ولتاژ ورودی نوسان را قبل از اینکه بتواند به بار (یا تجهیزات حساس به تغییرات ولتاژ) تغذیه شود، تنظیم می کند. ولتاژ خروجی از تثبیت کننده در محدوده 220 ولت یا 230 ولت در مورد منبع تغذیه تک فاز و 380 ولت یا 400 ولت در مورد منبع تغذیه سه فاز، در محدوده نوسان ولتاژ ورودی مشخص می شود. این تنظیم توسط عملیات باک و بوست انجام شده توسط مدار داخلی انجام می شود.

انواع زیادی از تنظیم کننده های ولتاژ اتوماتیک در بازار امروز موجود است. بر حسب نوع کاربرد و ظرفیت (KVA) مورد نیاز می توانند واحدهای تک فاز یا سه فاز باشند. تثبیت کننده های سه فاز در دو نسخه به عنوان مدل های بار متعادل و مدل های بار نامتعادل عرضه می شوند.

اینها یا به عنوان واحدهای اختصاصی برای لوازم خانگی یا به عنوان یک واحد تثبیت کننده بزرگ برای کل لوازم خانگی در یک مکان خاص، مثلاً کل خانه، در دسترس هستند. علاوه بر این، این واحدهای تثبیت کننده می توانند آنالوگ یا دیجیتال باشند.

انواع استابلایزر

انواع متداول تثبیت کننده های ولتاژ عبارتند از تثبیت کننده های دستی یا قابل تعویض، تثبیت کننده های نوع رله اتوماتیک، تثبیت کننده های حالت جامد یا استاتیک و تثبیت کننده های کنترل شده سروو. علاوه بر عملکرد تثبیت کننده، اکثر تثبیت کننده ها دارای ویژگی های اضافی مانند قطع ولتاژ پایین ورودی/خروجی، قطع ولتاژ بالا ورودی/خروجی، قطع اضافه بار، تسهیلات شروع و توقف خروجی، استارت دستی/خودکار، نمایشگر قطع ولتاژ، سوئیچینگ ولتاژ صفر هستند. ، و غیره.

چرا تثبیت کننده های ولتاژ مورد نیاز است؟

به طور کلی، هر تجهیزات یا دستگاه الکتریکی برای طیف وسیعی از ولتاژ ورودی طراحی شده است. بسته به حساسیت، محدوده کاری تجهیزات به مقادیر خاصی محدود می شود، به عنوان مثال، برخی تجهیزات می توانند 10 ± درصد ولتاژ نامی را تحمل کنند در حالی که برخی دیگر 5 ± درصد یا کمتر.

نوسانات ولتاژ (افزایش یا افت مقدار ولتاژ نامی) در بسیاری از مناطق، به ویژه در خطوط پایانه، کاملاً رایج است. شایع ترین دلایل نوسانات ولتاژ روشنایی، خطاهای الکتریکی، سیم کشی معیوب و خاموش شدن دوره ای دستگاه است. این نوسانات باعث ایجاد مشکلاتی برای تجهیزات الکتریکی یا لوازم خانگی می شود.

ولتاژ بیش از حد طولانی مدت منجر خواهد شد

آسیب دائمی به تجهیزات

آسیب عایق به سیم پیچ ها

وقفه ناخواسته در بار

افزایش تلفات در کابل ها و تجهیزات مربوطه

کاهش رتبه عمر دستگاه

زمان طولانی تحت ولتاژ نتیجه خواهد داد

خرابی تجهیزات

دوره های کاری طولانی تر (مانند بخاری های مقاومتی)

کاهش عملکرد تجهیزات

کشیدن جریان های بزرگ که بیشتر منجر به گرمای بیش از حد می شود

خطاهای محاسباتی

کاهش سرعت موتورها

بنابراین ثبات و دقت ولتاژ، عملکرد صحیح تجهیزات را تعیین می کند. بنابراین تثبیت کننده های ولتاژ تضمین می کنند که نوسانات ولتاژ در منبع تغذیه ورودی بر بار یا دستگاه الکتریکی تأثیر نمی گذارد.

تثبیت کننده ولتاژ چگونه کار می کند؟

اصل اساسی تثبیت کننده ولتاژ برای انجام عملیات Buck و Boost

در یک تثبیت کننده ولتاژ، تصحیح ولتاژ از شرایط ولتاژ بیش از حد و تحت ولتاژ از طریق دو عملیات ضروری یعنی عملیات تقویت و باک انجام می شود. این عملیات را می توان به صورت دستی توسط سوئیچ ها یا به صورت خودکار از طریق مدارهای الکترونیکی انجام داد. در شرایط تحت ولتاژ، عملیات تقویتی ولتاژ را به یک سطح نامی افزایش می دهد در حالی که عملکرد باک سطح ولتاژ را در شرایط ولتاژ بیش از حد کاهش می دهد.

مفهوم تثبیت شامل افزودن یا کم کردن ولتاژ به منبع تغذیه و خروج از شبکه است. برای انجام چنین کارهایی تثبیت کننده از یک ترانسفورماتور استفاده می کند که در پیکربندی های مختلف با رله های سوئیچینگ متصل می شود. برخی از تثبیت کننده ها از ترانسفورماتور با شیرهای روی سیم پیچ برای ایجاد اصلاحات مختلف ولتاژ استفاده می کنند در حالی که تثبیت کننده های سرو از ترانسفورماتور خودکار برای داشتن طیف وسیعی از اصلاحات استفاده می کنند.

برای درک این مفهوم، اجازه دهید ترانسفورماتور ساده پله پایین 230/12 ولت را در نظر بگیریم و ارتباط آن با این عملیات در زیر آورده شده است.

انواع تثبیت کننده های ولتاژ

تثبیت کننده های ولتاژ به بخشی جدایی ناپذیر از بسیاری از لوازم الکتریکی خانگی، صنایع و سیستم های تجاری تبدیل شده اند. پیش از این، از تثبیت کننده های ولتاژ دستی یا قابل تعویض برای تقویت یا کاهش ولتاژ ورودی به منظور ایجاد ولتاژ خروجی در محدوده دلخواه استفاده می شد. چنین تثبیت کننده هایی با رله های الکترومکانیکی به عنوان دستگاه های سوئیچینگ ساخته می شوند.

بعداً، مدارهای الکترونیکی اضافی فرآیند تثبیت را به طور خودکار انجام دادند و تنظیم کننده های ولتاژ اتوماتیک تغییر دهنده شیر را به وجود آورد. یکی دیگر از انواع محبوب تثبیت کننده ولتاژ، تثبیت کننده سروو است که در آن اصلاح ولتاژ به طور مداوم بدون هیچ کلیدی انجام می شود. اجازه دهید سه نوع اصلی تثبیت کننده ولتاژ را مورد بحث قرار دهیم.

تثبیت کننده های ولتاژ نوع رله

در این نوع از تثبیت کننده های ولتاژ، تنظیم ولتاژ با سوئیچ کردن رله ها به گونه ای انجام می شود که یکی از تعدادی از ضربه های ترانسفورماتور را به بار متصل می کند (مانند روشی که در بالا توضیح داده شد) خواه برای عملیات تقویت یا کمانش باشد. شکل زیر مدار داخلی تثبیت کننده نوع رله را نشان می دهد.

دارای مدار الکترونیکی و مجموعه ای از رله ها در کنار ترانسفورماتور (که می تواند ترانسفورماتور حلقوی یا هسته ای آهنی باشد که روی ثانویه آن کوبیده می شود). مدار الکترونیکی شامل مدار یکسو کننده، تقویت کننده عملیاتی، واحد میکروکنترلر و سایر اجزای کوچک است. تثبیت کننده های ولتاژ نوع رله.

مدار الکترونیکی ولتاژ خروجی را با مقدار مرجع ارائه شده توسط منبع ولتاژ مرجع داخلی مقایسه می کند. هر زمان که ولتاژ فراتر از مقدار مرجع افزایش یا کاهش یابد، مدار کنترل رله مربوطه را سوئیچ می کند تا ضربه مورد نظر را به خروجی متصل کند.

این تثبیت کننده ها معمولاً ولتاژ را برای تغییرات ولتاژ ورودی 15± تا 6± درصد با دقت ولتاژ خروجی 5± تا 10± درصد تغییر می دهند. این نوع تثبیت کننده ها به دلیل وزن کم و هزینه کم، بیشترین کاربرد را برای وسایل کم رتبه در کاربردهای مسکونی، تجاری و صنعتی دارند. با این حال، اینها با محدودیت‌های متعددی مانند سرعت تصحیح ولتاژ آهسته، دوام کمتر، قابلیت اطمینان کمتر، قطع شدن مسیر برق در طول تنظیم و ناتوانی در مقاومت در برابر نوسانات ولتاژ بالا رنج می‌برند.

source