تعبیه فناوری تراشه ریزپردازنده و دستگاه های الکترونیکی قدرت در طراحی استابلایزر 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 دراستابلایزر های فرصت کیش، استابلایزر های 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 تا ولتاژ مورد نیاز خود را از طریق صفحه کلید، با تسهیلات شروع و توقف خروجی تنظیم کند.
این همچنین باعث شد تا زمان سفر یا پاسخ‌دهی استابلایزر ها به نرخ بسیار کمتری، معمولاً کمتر از چند میلی‌ثانیه، برسد، علاوه بر این، می‌توان آن را با تنظیمات متغیر تنظیم کرد. امروزه استابلایزر 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 سی ان سی، تهویه مطبوع، تلویزیون، تجهیزات پزشکی، کامپیوتر، تجهیزات مخابراتی و غیره کار می کنند.
همچنین به عنوان تنظیم کننده ولتاژ اتوماتیک (ای وی آر) نیز شناخته می شود. تثبیت کننده های ولتاژ برای تجهیزات الکتریکی گران قیمت و گران قیمت برای محافظت در برابر نوسانات مضر ولتاژ پایین / بالا ترجیح داده می شوند. برخی از این تجهیزات عبارتند از: تهویه مطبوع، دستگاه چاپ افست، تجهیزات آزمایشگاهی، ماشین آلات صنعتی و تجهیزات پزشکی.
تنظیم کننده های ولتاژ، ولتاژ ورودی نوسانی را قبل از تغذیه به بار (یا تجهیزات حساس به تغییرات ولتاژ) تنظیم می کنند. ولتاژ خروجی استابلایزر در محدوده 220 ولت یا 230 ولت در برق تک فاز و 380 ولت یا 400 ولت در برق سه فاز در محدوده نوسانات ولتاژ ورودی است. . این تنظیم توسط عملیات باک و بوست انجام می شود که 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 (کاوا) مورد نیاز، این واحدها می توانند 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 از نوع آنالوگ یا دیجیتال باشند.
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، نمایش 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 یا لوازم الکتریکی 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
تحت ولتاژ طولانی مدت 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، تنظیم کننده های ولتاژ اطمینان حاصل می کنند که نوسانات ولتاژ در منبع تغذیه ورودی بر بار یا دستگاه الکتریکی تأثیر نمی گذارد.
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 ولتاژ، عملیات بوست 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 اضافه یا کم کردن ولتاژ به منبع تغذیه و از منبع اصلی 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 گام به گام ساده 230 / 12 ولت را در نظر بگیریم و ارتباط آن با این عملیات در زیر آورده شده است.
تثبیت کننده های ولتاژ ای سی
این تثبیت کننده های ولتاژ ای سی به انواع مختلفی از جمله تنظیم کننده های ولتاژ متناوب چرخشی کویل، رگولاتورهای الکترومکانیکی و ترانسفورماتورهای ولتاژ ثابت طبقه بندی می شوند.
1. تنظیم کننده های ولتاژ ای سی چرخش سیم پیچ
این یک نوع قدیمی از تنظیم کننده ولتاژ است که در دهه 1920 مورد استفاده قرار گرفت. بر اساس اصل مشابه واریوکوپلر کار می کند. از دو سیم پیچ میدانی تشکیل شده است: یک سیم پیچ ثابت است و دیگری می تواند بر روی محوری که موازی با سیم پیچ ثابت است بچرخد.
ولتاژ ثابت را می توان با متعادل کردن نیروهای مغناطیسی وارد بر سیم پیچ متحرک به دست آورد که با قرار دادن سیم پیچ متحرک عمود بر سیم پیچ ثابت به دست می آید. ولتاژ در سیم پیچ ثانویه را می توان با چرخاندن سیم پیچ در یک جهت یا جهت دیگر در موقعیت مرکزی افزایش یا کاهش داد.
مکانیسم کنترل سروو می تواند برای پیشبرد موقعیت سیم پیچ متحرک برای افزایش یا کاهش ولتاژ استفاده شود. با این چرخش سیم پیچ، تنظیم کننده های ولتاژ AC را می توان به عنوان تثبیت کننده ولتاژ خودکار استفاده کرد.
2. تنظیم کننده های الکترومکانیکی
تنظیم کننده های ولتاژ الکترومکانیکی که برای تنظیم ولتاژ در خطوط توزیع برق AC استفاده می شوند که به عنوان تثبیت کننده های ولتاژ یا تپ چنجر نیز نامیده می شوند. این تثبیت کننده های ولتاژ برای انتخاب یک شیر مناسب از چندین شیر یک اتوترانسفورماتور از عملیات سروومکانیسم استفاده می کنند.
اگر ولتاژ خروجی در محدوده مورد نظر نباشد، از مکانیزم سروو برای تعویض شیر استفاده می شود. بنابراین با تغییر نسبت سرعت ترانسفورماتور می توان ولتاژ ثانویه را تغییر داد تا مقادیر قابل قبولی از ولتاژ خروجی بدست آید. شکار که می تواند به عنوان شکست کنترل کننده در تنظیم مداوم ولتاژ تعریف شود. در باند مرده که کنترلر کار نمی کند دیده می شود.
3. ترانسفورماتور ولتاژ ثابت
این یک نوع ترانسفورماتور اشباع است که به عنوان تثبیت کننده ولتاژ استفاده می شود. ترانسفورماتور فرورزونانت یا تنظیم کننده فرورزونانت نیز نامیده می شود. این تثبیت کننده های ولتاژ از یک مدار مخزن متشکل از یک خازن برای تولید ولتاژ خروجی متوسط تقریبا ثابت با جریان ورودی متغیر و یک سیم پیچ رزونانس ولتاژ بالا استفاده می کنند. با اشباع مغناطیسی، بخش اطراف ثانویه برای تنظیم ولتاژ استفاده می شود.
رگولاتورهای سری یا شنت اغلب برای تنظیم ولتاژ منابع تغذیه دی سی استفاده می شوند. ولتاژ مرجع با استفاده از یک تنظیم کننده شنت مانند دیود زنر یا لوله تنظیم کننده ولتاژ اعمال می شود. این دستگاه های تثبیت کننده ولتاژ هدایت را با یک ولتاژ مشخص شروع می کنند و حداکثر جریان را برای نگه داشتن ولتاژ ترمینال مشخص شده انجام می دهند. جریان اضافی اغلب با استفاده از یک مقاومت کم ارزش برای اتلاف انرژی به زمین منحرف می شود. شکل تثبیت کننده ولتاژ قابل تنظیم دی سی با استفاده از آی سی ال ام ۱۳۱۷را نشان می دهد.
تثبیت کننده های ولتاژ اتوماتیک
این تثبیت کننده های ولتاژ در مجموعه های ژنراتور، منبع تغذیه اضطراری، سکوهای نفتی و غیره استفاده می شود. این یک دستگاه برق الکترونیکی است که برای تامین ولتاژ متغیر استفاده می شود و این کار را می توان بدون تغییر ضریب توان یا تغییر فاز انجام داد. تثبیت کننده های ولتاژ بزرگ به طور دائم بر روی خطوط توزیع شده ثابت می شوند و از تثبیت کننده های ولتاژ کوچک برای محافظت از لوازم خانگی در برابر نوسانات ولتاژ استفاده می شود. اگر ولتاژ منبع تغذیه کمتر از محدوده مورد نیاز باشد، برای بالا بردن سطوح ولتاژ از ترانسفورماتور پله‌آپ استفاده می‌شود و به همین ترتیب اگر ولتاژ بیشتر از محدوده مورد نیاز باشد، با استفاده از یک کاهنده پایین می‌آید. تبدیل کننده.
مثال عملی تثبیت کننده ولتاژ اتوماتیک را می توان در مدارهای منبع تغذیه مورد استفاده برای تامین منابع مدارهای الکترونیکی و الکترونیکی مشاهده کرد. اغلب از رگولاتور 7805 برای تامین کیت های پروژه مبتنی بر میکروکنترلر استفاده می شود زیرا میکروکنترلرها در ولتاژ 5 ولت کار می کنند. در این تثبیت کننده ولتاژ 7805، دو رقم اول نشان دهنده سری مثبت و دو رقم آخر نشان دهنده مقدار ولتاژ خروجی تنظیم کننده ولتاژ است.
پیشرفت در فناوری بسیاری از تثبیت کننده های ولتاژ روند جدید را ایجاد کرد که به طور خودکار سطوح ولتاژ را در محدوده مورد نیاز تنظیم می کند. در صورت عدم دستیابی به این محدوده ولتاژ مورد نیاز، منبع تغذیه به طور خودکار از بار قطع می شود تا از لوازم خانگی در برابر نوسانات ولتاژ ناخواسته محافظت شود. برای اطلاعات فنی بیشتر در مورد تثبیت کننده های ولتاژ، می توانید با ارسال نظرات خود در بخش نظرات زیر با ما تماس بگیرید
