Staigūs ir dideli kintamosios srovės įtampos svyravimai tinkle lemia nestabilų elektroninės įrangos ir buitinių elektrinių prietaisų veikimą. Ekstremaliais atvejais dėl tokių viršįtampių elektronika gali sugesti ir sugesti. Šiuo atveju būtina naudoti maitinimo įtampos stabilizatorius. Vis dažniau vartotojai renkasi inverterio įtampos stabilizatorius namams.
Įtampos stabilizatorių apžvalga
Kintamosios srovės įtampos stabilizatoriai istoriškai išsivystė naudojant įvairių konstrukcijų grandines. Šiuo metu yra kelių tipų stabilizatoriai:
- relės įtampos stabilizatoriai;
- elektromechaniniai servostabilizatoriai;
- elektroninis tiristorius arba triakasstabilizatoriai;
- inverterio įtampos reguliatoriai.
Relių stabilizatorių išėjimo įtampa keičiama laipsniškai, perjungiant tinklo transformatoriaus apvijas galingų elektromagnetinių relių kontaktais. Stabilizavimo tikslumą lemia įjungtų apvijų skaičius. Tokių apvijų gali būti nuo 5 iki 10. Perjungiant iš vienos apvijos į gretimą, išėjimo įtampa savo reikšmę pakeičia apytiksliai (15-20) V.
Elektromechaniniuose stabilizatoriuose nuolatinės srovės servo pavara perkelia srovės kolektoriaus grafito šepetį išilgai autotransformatoriaus apvijos posūkių. Valdymo signalo reikšmė priklauso nuo skirtumo tarp įėjimo įtampos ir etaloninės įtampos, atitinkančios 220 V. Pašalinus skirtumą, servovariklio valdymo įtaisas pereina į sekimo režimą.
Elektroniniuose stabilizatoriuose pavarų naudojamų transformatorių apvijų perjungimą valdo valdiklis.
Perjungimo blokas pagamintas ant puslaidininkių triakų arba tiristorių. Valdiklio veikimą lemia gaminio gamykloje įdiegta programinė įranga.
Inverterio stabilizatoriaus veikimo principas
Inverterio įtampos stabilizatoriaus veikimas pagrįstas dvigubos konversijos principu. Pirma, įvesties kintamosios srovės įtampa paverčiama nuolatine, o tada atliekama atvirkštinė konversija. Įrenginio išvesties stabilumo užtikrinimaskintamąją 220 V įtampą atlieka keitiklio įtampos stabilizatorių elektronika.
Jame nėra didelių galios transformatorių. Stabilizatorių sudėtis apima šiuos elektroninius komponentus:
- įvesties tinklo LC filtras;
- puslaidininkinis diodinis pilnos bangos lygintuvas;
- galios koeficiento korekcijos įtaisas;
- atmintinių kondensatorių blokas;
- inverterio keitiklis;
- stabilaus dažnio kvarcinio laikrodžio osciliatorius;
- aukšto pralaidumo išvesties filtras;
- mikroprocesoriaus valdiklis.
Pasyvus įvesties tinklo filtras naudojamas aukšto dažnio trikdžiams pašalinti ir trumpiems tinklo įtampos šuoliais išlyginti. Lygintuvas kintamąją įtampą paverčia tiesiogine, kurios dalis elektros energijos kaupiama didelės talpos elektrolitinių kondensatorių bloke. Jie yra atsarginis š altinis, kuris pradeda veikti dingus tinklo įtampai arba trumpam išjungus.
Korektoriaus užduotis yra normalizuoti iš tinklo paimamą galią, kad būtų išvengta stabilizatoriaus perkrovos jo veikimo metu. Inverteris-keitiklis atkuria kintamosios srovės įtampą iš nuolatinės srovės. Dėl kvarcinio osciliatoriaus dalyvavimo jo darbe išėjimo įtampa yra gryno sinusoidės formos, kurios dažnis yra 50 Hz, o paklaida neviršija 0,5%.
Valdiklis valdo išėjimo įtampos stabilizavimo grandinių veikimą ir įvertina atskirų blokų būsenąprietaisai su rezultatų išdavimu į ekrano elementus. Jis duoda komandas automatiškai išjungti stabilizatoriaus veikimą, jei įėjimo įtampos vertė viršija techninių charakteristikų nustatytą reguliavimo diapazoną.
Stabilizatorių specifikacijos
Renkantis namų tinklo kintamosios srovės įtampos stabilizatorių, didelis dėmesys turėtų būti skiriamas pagrindinėms jo techninėms charakteristikoms, tarp kurių yra šios:
- didžiausia leistina apkrovos galia, kurią gali užtikrinti stabilizatorius išlaikant tinklo įtampos kokybės parametrus;
- leistini tinklo įtampos svyravimai, kuriems esant įtampa stabilizatoriaus išėjime išlaiko savo vertę, atsižvelgiant į kokybės standartų reikalavimus;
- išlyginimo greitis, kuris nustato reguliatoriaus reakcijos laiką į trumpalaikius greitai kintančius tinklo įtampos pokyčius, kad išėjimo įtampa nepakittų;
- išvesties signalo forma, idealiai artėjanti prie sinusoidės;
- stabilizuotų įtampos parametrų tikslumas;
- apsaugos laipsnis, lemiantis stabilizatoriaus gebėjimą veikti esant ekstremalioms temperatūroms ir dideliam santykiniam oro drėgnumui;
- formos faktorius, lemiantis stabilizatoriaus matmenis;
- Įrenginio supančiai įrangai keliamų trukdžių lygis.
Papildomas veiksnys, turintis įtakos stabilizatoriaus pasirinkimui, gali būti vaizdinės indikacijos ir signalizacijos elementai.
Jis turėtų išsamiai informuoti vartotoją apie įvesties ir stabilizuotų parametrų reikšmes bei įspėti apie kritinių situacijų atsiradimą.
Inverterių stabilizatorių ypatybės
Nebuvimas didelių gabaritų feromagnetinių transformatorių su sudėtinga apvijų struktūra juose labai palengvino projektavimą. Inverterių įtampos stabilizatoriuose nėra judančių servopavarų dalių, dėl ko jų nereikalauja periodinės priežiūros eksploatacijos metu ir stabilizatorių veikimas beveik tylus. Kaip galios elementai naudojami IGBT arba MOSFET puslaidininkiniai įrenginiai, pagaminti naudojant šiuolaikines technologijas.
Kvarcinių laikrodžių generatorių naudojimas leidžia gauti kintamąją išėjimo įtampą, kurios forma artėja prie gryno sinuso. Grandinės sprendimai leidžia koreguoti ne idealią įvesties tinklo įtampos formą. Visos funkcijos valdomos mikrovaldikliu.
Inverterio stabilizatoriaus veikimas
Inverterių įtampos stabilizatoriuose įdiegta schema ir techniniai sprendimai leidžia pagaminti gatavus gaminius, kurių veikimas gerokai skiriasi nuo kitų tipų stabilizatorių į gerąją pusę. Pirmaujantys šalies ir užsienio gamintojai kuria produktų linijas, skirtas skirtingiems vartotojų galios lygiams. Jie prasideda nuo 300 VA. 10 kW (kVA) keitiklio įtampos reguliatorius nėra paskutinis šioje serijoje.
Kalbant apie kitus rodiklius. Inverterio įtampos stabilizatoriai su dviguba konversija palaiko stabilizuotą 220 V įtampą išėjime, kurios nuokrypis yra ne didesnis kaip 1%, kai tinklo įtampa keičiasi 90-310 V diapazone. Dažnio skaitymo paklaida neviršija 0,5%. Stabilizavimo greitis yra 10 ms, o tai leis naudoti tikslius matavimo prietaisus kaip apkrovą. Tokiu atveju atliekamas visiškas impulsinio triukšmo slopinimas.
Išvada
Inverterių įtampos stabilizatoriai pamažu užkariauja tinklo stabilizatorių rinką. Perskaitę straipsnio medžiagą skaitytojai supras, kad tai nusipelnė. Tokiuose gaminiuose naudojami techniniai ir grandinės sprendimai leidžia pasiekti kitų tipų stabilizatoriams nepasiekiamą našumą. Palaipsniui mažėjanti jų kaina pateisina naudą, kurią tokių įrenginių naudotojai gauna juos įsigiję.
