A hálózat váltófeszültségének hirtelen és jelentős ingadozása az elektronikus berendezések és elektromos háztartási készülékek instabil működéséhez vezet. Extrém esetekben az ilyen túlfeszültségek az elektronika meghibásodását és meghibásodását okozhatják. Ebben az esetben a tápfeszültség stabilizátorok használata nélkülözhetetlen. A felhasználók egyre inkább az inverteres feszültségstabilizátorokat választják otthoni használatra.
A feszültségstabilizátorok áttekintése
A váltakozó áramú hálózati feszültség stabilizátorok a történelem során különböző áramkör-konstrukciók segítségével fejlődtek ki. Jelenleg többféle stabilizátor létezik:
- reléfeszültség stabilizátorok;
- elektromechanikus szervostabilizátorok;
- elektronikus tirisztor vagy triacstabilizátorok;
- inverter feszültségszabályozók.
A reléstabilizátorok kimeneti feszültsége lépésenként változik a hálózati transzformátor tekercseinek erős elektromágneses relék érintkezői általi kapcsolásával. A stabilizálás pontosságát a kapcsolt tekercsek száma határozza meg. Az ilyen tekercsek száma 5-10. Ha egyik tekercsről a szomszédosra váltunk, a kimeneti feszültség körülbelül (15-20) V-tal változik.
Az elektromechanikus stabilizátorokban egy egyenáramú szervohajtás mozgatja az áramkollektor grafitkeféjét az autotranszformátor tekercsének menetei mentén. A vezérlőjel értéke a bemeneti feszültség és a 220 V-nak megfelelő referenciafeszültség különbségétől függ. A különbség megszüntetésekor a szervomotor-vezérlő berendezés követési módba lép.
Az elektronikus stabilizátorokban az aktuátorok által használt transzformátor tekercsek kapcsolását a vezérlő vezérli.
A kapcsolóegység félvezető triacokon vagy tirisztorokon készül. A vezérlő működését a termék gyárilag telepített szoftvere határozza meg.
Az inverter stabilizátor működési elve
Az inverter feszültségstabilizátorának működése a kettős átalakítás elvén alapul. Először a bemeneti váltóáramú feszültséget egyenárammá alakítják, majd az inverz átalakítást hajtják végre. Biztosítani kell a készülék kimenetének stabilitásátA 220 V váltakozó feszültséget az inverteres feszültségstabilizátorok elektronikája végzi.
Nincsenek terjedelmes transzformátorai. A stabilizátorok összetétele a következő elektronikus alkatrészeket tartalmazza:
- bemeneti hálózati LC-szűrő;
- félvezető dióda teljes hullámú egyenirányító;
- teljesítménytényező-korrekciós eszköz;
- tároló kondenzátorok blokkja;
- inverter konverter;
- stabil frekvenciájú kvarc óra oszcillátor;
- áteresztő kimeneti szűrő;
- mikroprocesszoros vezérlő.
A passzív bemeneti hálózati szűrő a nagyfrekvenciás interferenciák kiküszöbölésére és a rövid hálózati feszültség túlfeszültségeinek kiegyenlítésére szolgál. Az egyenirányító a váltakozó feszültséget direkt feszültséggé alakítja át, amelynek elektromos energiájának egy részét nagy kapacitású elektrolitkondenzátorok blokkjában tárolják. Ezek tartalék források, amelyek hálózati feszültségkimaradás vagy rövid távú leállás esetén lépnek működésbe.
A korrektor feladata a hálózatról vett teljesítmény normalizálása, megakadályozva a stabilizátor túlterhelését működése közben. Az inverter-konverter visszaállítja a váltakozó feszültséget az egyenről. A kvarcoszcillátor működésében való részvétele miatt a kimeneti feszültség tiszta szinusz alakú, 50 Hz-es frekvenciájú, 0,5% hibával.
A vezérlő vezérli a kimeneti feszültség stabilizáló áramkörök működését és kiértékeli az egyes blokkok állapotáteszközök az eredmények kiadásával a kijelző elemekhez. Parancsokat ad ki a stabilizátor működésének automatikus kikapcsolására abban az esetben, ha a bemeneti feszültség értéke meghaladja a műszaki jellemzők által meghatározott szabályozási tartományt.
A stabilizátorok specifikációi
Az otthoni hálózati váltóáramú feszültségstabilizátor kiválasztásakor nagy figyelmet kell fordítani annak főbb műszaki jellemzőire, amelyek a következőket foglalják magukban:
- maximális megengedett terhelési teljesítmény, amelyet a stabilizátor biztosíthat a hálózati feszültség minőségi paramétereinek megőrzése mellett;
- megengedett hálózati feszültségingadozások, amelyeknél a stabilizátor kimenetén a feszültség megtartja értékét, figyelembe véve a minőségi szabványok követelményeit;
- szintezési sebesség, amely meghatározza a szabályozó reakcióidejét a hálózati feszültség rövid távú, gyorsan változó változásaira, hogy a kimeneti feszültség változatlan maradjon;
- kimeneti jel alakja, ideális esetben egy szinuszoshoz közelít;
- stabilizált feszültségparaméterek pontossága;
- védelmi fokozat, amely meghatározza a stabilizátor extrém hőmérsékleti és magas relatív páratartalom melletti működési képességét;
- forma tényező, amely meghatározza a stabilizátor méreteit;
- Az eszköz által a környező berendezéssel okozott interferencia szintje.
A stabilizátor kiválasztását befolyásoló további tényező lehet a vizuális jelzés és jelzés elemeinek jelenléte.
Teljes mértékben tájékoztatnia kell a felhasználót a bemeneti és stabilizált paraméterek értékeiről, és figyelmeztetnie kell a kritikus helyzetek előfordulására.
Inverter-stabilizátorok jellemzői
Az összetett tekercsszerkezettel rendelkező, terjedelmes ferromágneses transzformátorok hiánya nagyban megkönnyítette a tervezést. Az inverteres feszültségstabilizátorok nem tartalmaznak szervohajtások mozgó alkatrészeit, ami működés közben nem igényli azok időszakos karbantartását, és szinte hangtalanná teszi a stabilizátorok működését. Erőelemként modern technológiákkal gyártott IGBT vagy MOSFET félvezető eszközöket használnak.
A kvarc óragenerátorok használatával váltakozó kimeneti feszültséget kaphat, amelynek alakja megközelíti a tiszta szinuszát. Az áramköri megoldások lehetővé teszik a bemeneti hálózati feszültség nem ideális alakjának korrigálását. Minden funkciót egy mikrokontroller vezérel.
Inverter stabilizátor teljesítménye
Az inverteres feszültségstabilizátorokban megvalósított séma és műszaki megoldások lehetővé teszik olyan késztermékek előállítását, amelyek teljesítménye jelentősen eltér más típusú stabilizátorokétól. A vezető hazai és külföldi gyártók olyan termékcsaládokat hoznak létre, amelyeket a fogyasztók különböző teljesítményszintjére terveztek. 300 VA-tól indulnak. A 10 kW-os (kVA) inverteres feszültségszabályozó nem az utolsó ebben a sorozatban.
A többi mutatóval kapcsolatban. A kettős konverziós inverteres feszültségstabilizátorok 220 V stabilizált feszültséget tartanak fenn a kimeneten, legfeljebb 1%-os eltéréssel a hálózati feszültség 90-310 V tartományban történő változásai mellett. A frekvenciaolvasási hiba nem haladja meg a 0,5%-ot. A stabilizációs sebesség 10 ms szinten van, ami lehetővé teszi a precíziós mérőműszerek terhelésként történő használatát. Ebben az esetben az impulzuszaj teljes elnyomása történik.
Következtetés
Az inverteres feszültségstabilizátorok fokozatosan meghódítják a hálózati stabilizátorok piacát. A cikk anyagainak elolvasása után az olvasók megértik, hogy ez jól megérdemelt. Az ilyen termékekben alkalmazott műszaki és áramköri megoldások olyan teljesítmény elérését teszik lehetővé, amely más típusú stabilizátoroknál elérhetetlen. Fokozatosan csökkenő áraik indokolják azokat az előnyöket, amelyeket az ilyen készülékek felhasználói a megvásárlásuk után kapnak.
