Äkilliset ja merkittävät vaihtelut vaihtovirtajännitteessä verkossa johtavat elektronisten laitteiden ja kodinkoneiden epävakaaseen toimintaan. Äärimmäisissä tapauksissa tällaiset ylijännitepiikit voivat aiheuttaa elektroniikan hajoamisen ja epäonnistumisen. Tässä tapauksessa virtalähteen jännitteen stabilaattoreiden käyttö on välttämätöntä. Yhä useammin käyttäjät valitsevat invertterijännitteen stabiloijat kotiin.
Jännitteenvakainten yleiskatsaus
AC verkkojännitteen stabiloijat ovat historiallisesti kehittyneet käyttämällä erilaisia piirimalleja. Tällä hetkellä on olemassa useita stabilointityyppejä:
- relejännitteen stabiloijat;
- sähkömekaaniset servon stabilisaattorit;
- elektroninen tyristori tai triacstabilisaattorit;
- invertterin jännitteensäätimet.
Relestabilisaattoreiden lähtöjännitettä muutetaan portaittain kytkemällä verkkomuuntajan käämiä voimakkaiden sähkömagneettisten releiden koskettimilla. Stabiloinnin tarkkuus määräytyy kytkettyjen käämien lukumäärän mukaan. Tällaisia käämejä voi olla 5 - 10. Vaihdettaessa yhdestä käämityksestä viereiseen lähtöjännite muuttaa arvoaan noin (15-20) V.
Sähkömekaanisissa stabilaattoreissa DC-servokäyttö liikuttaa virrankerääjän grafiittiharjaa automuuntajan käämin kierroksia pitkin. Ohjaussignaalin arvo riippuu tulojännitteen ja 220 V:ta vastaavan referenssijännitteen välisestä erosta. Kun ero on poistettu, servomoottorin ohjauslaite siirtyy seurantatilaan.
Elektronisissa stabilaattoreissa toimilaitteiden käyttämien muuntajan käämien kytkentää ohjaa säädin.
Kytkintäyksikkö on valmistettu puolijohdetriaceista tai tyristoreista. Ohjaimen toiminnan määrää tuotteen tehtaalla asennettu ohjelmisto.
Invertterin stabilisaattorin toimintaperiaate
Invertterin jännitteen stabilisaattorin toiminta perustuu kaksoismuunnosperiaatteeseen. Ensin syöttöjännite muunnetaan DC:ksi ja sitten suoritetaan käänteinen muunnos. Varmista, että laitteen teho on vakaavaihtojännite 220 V suoritetaan vaihtosuuntaajan jännitteen stabilaattoreiden elektroniikasta.
Sillä ei ole tilaa vieviä tehomuuntajia. Stabilisaattorien koostumus sisältää seuraavat elektroniset komponentit:
- tuloverkon LC-suodatin;
- puolijohdediodi täysa altotasasuuntaaja;
- tehokertoimen korjauslaite;
- varastokondensaattorien lohko;
- invertterimuunnin;
- stabiilin taajuuden kvartsikellooskillaattori;
- ylipäästölähtösuodatin;
- mikroprosessoriohjain.
Passiivisen tulon verkkosuodatinta käytetään poistamaan suurtaajuisia häiriöitä ja tasoittamaan lyhyitä verkkojännitteen ylikuormituksia. Tasasuuntaaja muuntaa vaihtojännitteen suoraksi, jonka sähköenergiasta osa varastoidaan suurkapasiteettisten elektrolyyttikondensaattorien lohkoon. Ne ovat varalähde, joka käynnistyy verkkojännitteen katketessa tai sen lyhytaikaisessa sammutuksessa.
Korjaimen tehtävänä on normalisoida verkosta otettu teho ja estää stabilisaattorin ylikuormitus sen toiminnan aikana. Invertteri-muunnin palauttaa AC-jännitteen tasavirrasta. Koska kvartsioskillaattori osallistuu sen toimintaan, lähtöjännite on puhtaan sinimuodon muotoinen, jonka taajuus on 50 Hz virheen ollessa enintään 0,5%.
Säädin ohjaa lähtöjännitteen stabilointipiirien toimintaa ja arvioi yksittäisten lohkojen tilanlaitteet, jotka antavat tuloksia näyttöelementeille. Se antaa komentoja pysäyttää automaattisesti stabilisaattorin toiminnan, jos tulojännitearvo ylittää teknisten ominaisuuksien määrittämän säätöalueen.
Stabilisaattoreiden tekniset tiedot
Kotiverkon vaihtovirtajännitteen stabilisaattoria valittaessa tulee kiinnittää suurta huomiota sen tärkeimpiin teknisiin ominaisuuksiin, joihin kuuluvat seuraavat:
- suurin sallittu kuormitusteho, jonka stabilointilaite voi tarjota samalla kun verkkojännitteen laatuparametrit säilyvät;
- sallitut verkkojännitteen vaihtelut, joissa stabilisaattorin lähdössä oleva jännite säilyttää arvonsa, ottaen huomioon laatustandardien vaatimukset;
- tasoitusnopeus, joka määrittää säätimen vasteajan lyhytaikaisiin nopeasti muuttuviin verkkojännitteen muutoksiin, jotta lähtöjännite pysyy muuttumattomana;
- lähtösignaalin muoto, mieluiten lähestyy sinimuotoa;
- stabiloitujen jänniteparametrien tarkkuus;
- suojausaste, joka määrittää stabilisaattorin kyvyn toimia äärimmäisissä lämpötiloissa ja korkeissa suhteellisessa kosteudessa;
- muototekijä, joka määrittää stabilisaattorin mitat;
- Laitteen ympäröiville laitteille aiheuttamien häiriöiden taso.
Lisä stabilisaattorin valintaan vaikuttava tekijä voi olla visuaalisen osoituksen ja merkinantoelementtien läsnäolo.
Sen pitäisi ilmoittaa käyttäjälle täydellisesti tulon ja stabiloitujen parametrien arvoista ja varoittaa kriittisten tilanteiden esiintymisestä.
Invertterin stabilointilaitteiden ominaisuudet
Komivien ferromagneettisten muuntajien puuttuminen monimutkaisen käämirakenteen kanssa helpotti suuresti suunnittelua. Invertterin jännitteenvakaajat eivät sisällä servokäyttöjen liikkuvia osia, mikä ei vaadi niiden säännöllistä huoltoa käytön aikana ja tekee stabilaattoreiden toiminnan lähes äänettömäksi. Tehoelementteinä käytetään nykyaikaisilla tekniikoilla valmistettuja IGBT- tai MOSFET-puolijohdelaitteita.
Kvartsikellogeneraattoreiden käyttö mahdollistaa vaihtojännitelähtöjännitteen, jonka muoto lähestyy puhdasta siniä. Piiriratkaisuilla voit korjata tuloverkkojännitteen ei-ideaalisen muodon. Kaikkia toimintoja ohjataan mikro-ohjaimella.
Invertterin stabilisaattorin suorituskyky
Invertterijännitteen stabilaattoreissa toteutetut kaaviot ja tekniset ratkaisut mahdollistavat valmiiden tuotteiden valmistamisen, joiden suorituskyky eroaa huomattavasti muiden stabilisaattoreiden suorituskyvystä parempaan suuntaan. Johtavat kotimaiset ja ulkomaiset valmistajat luovat tuotelinjoja, jotka on suunniteltu eri tehotasoille kuluttajille. Ne alkavat 300 VA:sta. 10 kW:n (kVA) invertterin jännitteensäädin ei ole viimeinen tässä sarjassa.
Muut indikaattorit. Kaksoismuunnolla varustetut vaihtosuuntaajan jännitteen stabiloijat ylläpitävät stabiloitua 220 V:n jännitettä lähdössä enintään 1 %:n poikkeamalla verkkojännitteen muutoksissa välillä 90-310 V. Taajuuden lukuvirhe ei ylitä 0,5 %. Stabilointinopeus on 10 ms:n tasolla, mikä mahdollistaa tarkkuusmittauslaitteiden käytön kuormana. Tässä tapauksessa impulssikohina vaimennetaan kokonaan.
Johtopäätös
Invertterijännitteen stabilisaattorit v altaavat vähitellen verkonvakainmarkkinat. Luettuaan artikkelin materiaalit lukijat ymmärtävät, että tämä on hyvin ansaittua. Tällaisissa tuotteissa käytetyt tekniset ja piiriratkaisut mahdollistavat suorituskyvyn, joka ei ole saavutettavissa muun tyyppisillä stabilaattoreilla. Niiden asteittain laskeva hinta oikeuttaa ne edut, joita tällaisten laitteiden käyttäjät saavat niiden ostamisen jälkeen.
