در این مقاله قصد دارم استابلایزر را براتون به طور کامل توضیح بدم اگر نکته نظر خاصی دارید میتونید اونو کامنت کنید تا دیگر هم ازش استفاده کنند. مواردی که در موردش می خوام توضیح بدم شامل: استابلایزر چیست؟ انواع آن، کاربرد و تفاوت استابلایزر با محافظ برق، مزایا، چگونه استابلایزر مناسب با مکان خود را خریداری کنیم؟ نحوه عملکرد، دلیل استفاده از آن، برند های موجود در بازار،تفاوت آن با رگولاتور می باشد.
استابلایزر Stabilizer به معنی ثابت نگهداشتن ولتاژ می باشد که وظیفه اصلی آن ثابت نمودن ولتاژ برای تمامی لوازم، تجهیزات و دستگاه های الکترونیکی است و باید تمامی دستگاه های الکترونیکی که با برق 220 ولت کار می کنند از استابلایزر استفاده کنند. سوال اینجاست که چرا باید تمامی دستگاه های الکترونیکی از استابلایزر Stabilizer یا تثبیت کننده ولتاژ استفاده کنند؟ در پاسخ باید گفت از آنجای ولتاژ 220 ولت برق شهری دارای نوسانات شدید می باشد و این نوسانات می تواند باعث کاهش طول عمر، خرابی و گاها از بین رفتن دستگاه های الکترونیکی و الکترونیک صنعتی شود، از این رو برای از بین بردن نوسانات، نویز و فیلتر نمودن برق شهری از استابلایزر استفاده می شود. این وسیله الکترونیکی پرکاربرد دارای انواع مختلفی است که در ادامه آن را بیان می کنیم.
بسته به نوع دستگاه الکترونیکی که میخواهید در برابر نوسانات محافظ باشد استابلایزر انواع مختلفی دارد که میتوان به انواع تثبیت کننده ولتاژ از لحاظ نوع ساخت (رله ای و سروو موتور)، ولتاژ ورودی ( تک فاز ۲۶۰-۱۴۰ و سه فاز ۴۵۰-۲۸۰) و سه فاز(با بار متعادل و با بار نامتعادل) و استاتیکی اشاره نمود.
ساختار عملکردی این نوع تثبیت کننده ولتاژ بصورت پله ای می باشد بدین صورت که یک ترانس با استفاده از چند رله که سر‌های خروجی سیم پیچ‌ها را متناسب با ولتاژ برق شهر تعیین می‌کند، برق را به صورت پله‌ای اصلاح می‌کند. در استابلایزر رله ای یا ترانسی رنج تغییر ولتاژ 20 ولت است عملکرد آن بدین صورت است که زمانی رله عمل می کند که برق شهر به زیر ۲۰۰ ولت یا بالای ۲۴۰ ولت رسیده باشد و در کسری از ثانیه افت ولتاژ را جبران نموده و مانع از آسیب دیدن لوازم الکترونیکی میگردد.
بیشترین کاربرد نوع رله ای: مکان‌هایی که نوسانات برق شهر به صورت لحظه ایی است.
در این تثبیت کننده ولتاژ سروو موتور بجای رله از یک بازوی جاروبک استفاده می شود ترانس موجود در آن نیز بصورت حلقوی می باشد. تغییرات ولتاژ 220 ولت با استفاده از بازو جاروبک، روی ترانس که به صورت هوشمند کنترل می‌شود و در صورت وجود نویز آن را فیلتر می کند. بدلیل استفاده از سیستم مکانیکی استابلایزر سروو موتور از نوع رله ای دارای سرعت کمتری است اما اصلاح افت یا افزایش ولتاژ برق شهر در بازه‌ی بسیار کمتری (۳ ولت) و با دقت بیشتری انجام میگیرد.
بیشترین کاربرد نوع سروو موتور: مکان های که ولتاژ برق شهر به صورت دائمی بالاتر از حد مجاز یا پایین‌تر از آن باشد.
استبیلایزر‌های تک فاز که ولتاژ 140 و 260 را ساپورت می کنند بصورت رله ای و سروو موتور می توان تولید نمود اما برای نوع سه فاز بدلیل جریان الکتریکی بالا و ولتاژ بالا این چنین نیست.
همانطور که گفته شد در محل های که از برق سه فاز استفاده می شود نمیتوان از استابلایزر تک فاز بهره گرفت بدلیل جریان و ولتاژ بسیار بالا به همین دلیل در این نوع از Stabilizer از نوع سروو موتور استفاده می شود.
در این نوع از تثبیت کننده های ولتاژ در یک موتور سروو با سه اتوترانسفورمر با کمک یک شفت و سه چرخ دنده به هم متصل شده اند و کار تنظیم برق سه فاز ورودی را انجام می دهند.
بیشترین کاربرد نوع سه فاز: ماشین‌های صنعتی که نیاز به بار یکنواخت در ولتاژ سه فاز دارند.
در استابلایزر سه فاز با بار نامتعادل هر فاز ورودی دارای یک سروو موتور می باشد و هر فاز بصورت مجزا بوسیله ای یک سروو موتور کنترل می شود و ممکن است فاز‌ها دارای ولتاژهای مختلف نزدیک به هم باشند.
نوع استاتیکی از یک ترانس افراینده و کاهنده، موتور IGBT و میکروکنترولر و microprocessor یا DSP بهره می گیرد. نحوه ی عملکرد هم بدین صورت است که Microprocessor controlled IGBT از طریق تکنیک یا تکنولوژی pulse width modulation ولتاژ مناسب و مورد نیاز را تولید می کند. این ولتاژ تولیدی، به ترانس اصلی اعمال می شود و از آنجا با کمک IGBT دوباره جریان به فاز مورد نظر، یا همان میزانی که دقیقا لازم است تبدیل می شود.
نوع تثبت کننده ولتاژ از هیچ متحریکی مانند دو نوع (رله ای و سروو موتور) استفاده نمی شود. در نوع استاتیکی از مبدل الکتریکی قدرت یا power electronic converter برای کنترل ثانیه به ثانیه ای جریان و ولتاژ استفاده می شود. دقت نوع استاتیکی یک درصد که میتوان گفت استابلایزر استاتیکی بهترین نوع وجود از این وسیله پر کاربرد می باشد.
کاربردهای ذکر شده میتواند بنا به نوع وسیله ای که استفاده کنید متفاوت باشد در ادامه کاربرد های مختلف استابلایزر ها را بیان خواهیم کرد.
در هر مکانی که ولتاژ 220 ولت برق شهری دارای نوسان (کاهش یا افزایش ولتاژ)، نویز می شود باید از استابلایزر مناسب با دستگاه الکترونیکی استفاده شود. از جمله کاربردهای تثبیت کننده ولتاژ می توان به موارد زیر اشاره نمود.
استابلایزر ها دارای مزایای و ویژگی های زیر است:
باعث حفاظت از کلیه لوازم برقی در برابر نوسان ولتاژ می شود جلوگیری از ضرر و زیان و جلوگیری از سوختن تجهیزات برقی افزایش امنیت دستگاه و طول عمر آن ارائه خروجی سینوسی بعد از تثبیت ولتاژ در زمانی که اوج مصرف برق شهری توسط سازمان ها و ادارات بزرگ وجود دارد، ممکن است که برق شهری دارای افت ولتاژ گردد که این مورد باعث ایجاد اختلالاتی در عملکرد دستگاه ها و بعضا سوختن آنها مانند سوختن موتور یخچال یا از کار افتادن کولر گازی و از این قبیل می شود. این امر باعث کاهش راندمان الکتروموتور و بالا رفتن دمای آن می شود. از مزایای استابلایزرها محافظت در برابر صاعقه، نوسانات ولتاژی ، اسپایک spike و های ولتاژ high voltage می باشد. از دیگر مزایایی Stabilizer می توان به موارد زیر اشاره نمود.
استفاده از استبلایزرها در هرخانه ای تبدیل به یک الزام شده است. در حال حاضر، انواع مختلفی از استبلایزرها با قابلیت‌ها و کارکردهای مختلف در دسترس هست. آخرین پیشرفت‌ها در تکنولوژی مانند تراشه‌های میکروپروسسور دیدگاه‌ها را نسبت به استبلایزرها عوض کرده است.
استبلایزرها اکنون کاملاً اتوماتیک، هوشمند و دارای عملکردهای اضافی زیادی هستند. آنها در برابر نوسانات ولتاژ بسیار سریع عکس العمل نشان می‌دهند و به کاربران خود این امکان را می‌دهند تا ولتاژ مورد نیاز خود را از راه دور تنظیم کنند.
استبلایزرها تحت عنوان AVR (تنظیم کننده اتوماتیک ولتاژ) نیز شناخته می‌شود. استفاده از استیلایزرها فقط به تجهیزات خانه و ادارات که دارای منبع تغذیه خارجی هستند، محدود نمی‌شود. حتی کشتی‌هایی که دارای منبع تغذیه داخلی به شکل دیزل آلترناتور هستند، برای حفظ ایمنی تجهیزات خود به شدت به این AVR ها نیاز دارند.
برای خرید استابلایزر مناسب باید عوامل مختلفی را در نظر بگیرید. مانند شرایط محیطی، مقایس و وسیله الکترونیکی که برای آن اقدام به خرید استابلایزر می کنید و.. ایتدا باید شرایطی که در منزل، کارگاه یا محیط کار خود دارید را به طور کامل روی کاغذ مکتوب کنید، سپس با متخصصی از این حوزه وارد مشورت شوید. او طیف وسیعی پیشنهاد در اختیار شما قرار خواهد داد و شما قادر خواهید بود بسته به شرایطی که دارید، مناسب ترین گزینه را انتخاب کنید.
در ادامه چند بند به عنوان راهنما در اختیار شما قرار می دهیم تا بهتر با چند و چون فنی کار آشنا شوید.
پس از شناخت نیاز شخصی یا سازمانی، اولین کار بررسی مشخصات اسمی استابلایزر از قسمت ارائه ی جزیئات است. برای مثال نوشته هایی از قبیل Transformer Nameplate, MCB Nameplate, Capacitor nameplate به نوعی، خصوصیات ظاهری و فنی استبالایزر و ترانس مورد نظر شما را نمایان خواهند ساخت.
توجه داشته باشید، استابلایزرها به جای kW با kVA معرفی می شوند. در این ویژگی، ترانس ها و Stabilizer اشتراک دارند. در نتیجه برای خرید به واحد کمی معرفی قدرت آن ها توجه داشته باشید.
برای خرید ترانس و استابلایزر توصیه اکید می شود که همواره یک حاشیه ی امن در نظر گرفته شود. آن چیزی که به انتخاب دست بالا، ایمن یا آینده نگارانه معروف است را در نظر بگیرید و هر نیازی دارید، محصول خود را برای برآورده ساختن ده الی پانزده درصد بیشتر تهیه کنید.
به عنوان آخرین نکته، دوباره به واحد های kW و kVA باز می گردیم. توجه داشته باشید که باید بتوانید تبدیل این دو به هم را انجام دهید. همچنین در بالا ذکر کردیم که استابلایزر و ترانس ها با kVA معرفی می شوند، این مساله همیشگی نیست، یعنی موارد استثنایی هم وجود دارد. اگر اجازه دهید، بند آخر را اینگونه به پایان ببریم که، شناخت واحد معرفی توان و قدرت یک محافظ ولتاژ، امری است ضروری.
حالا در ادامه، با یک مثال سعی می کنیم نشان دهیم که شیوه ی تبدیل توان و قدرت استابلایزر و ترانس در واحدهای مختلف چگونه صورت می گیرد.
فرض کنید که کولر یا یخچال شما 1kVA جریان طلب می کند. در نتیجه بیست درصد حاشیه ی امن در انتخاب می شود 200 watts و با اضافه کردن این حاشیه امن به مقدار ابتدایی ما 1200 VA wattage خواهیم داشت. در نتیجه اگر قصد تهیه ی یک ترانس یا استابلایزر داریم، باید مشخصات 1.2 kVA یا 1200 VA را داشته باشد.
از مثال رها می شویم و مساله را به صورت عمومی بیان می کنیم. برای مصارف خانگی، به طور کلی بازه ی 200 VA الی 10 kVA برای استابلایزرها معرفی می شود. یعنی اگر به قصد خرید محافط ولتاژ به بازار رفتید، سعی کنید استابلایزر یا ترانسی که خرید می کنید، مشخصاتی در آن بازه داشته باشد. اما در زمینه ی صنعتی متاسفانه نمی توانیم یک بازه ی مشخص ارائه کنیم، زیرا طیف گسترده ی ابزارآلات کارگاهی این امکان را از ما می گیرید.
استابلایزرها جریان پایین را تقویت و جریان بالا را تعدیل می کنند تا ورودی دستگاه برقی و الکترونیکی ما، همانی باشد که باید باشد. به این کار اصطلاحا boost و buck کردن گفته می شود که هم به صورت دستی و هم خودکار عملی می شود. وقتی که جریان افت دارد، استابلایزر جریان را boost می کند و در زمانی که بیش از حد الکتریسیته وارد دستگاه می شود، عملیات buck صورت می گیرد.
استابلایزرها این کار با قرار دادن یک ترانس در مسیر انجام می دهند. نمونه های رله ای به صورت دستی (منظور غیر هوشمند و مکانیکی است) هم عمل می کنند در حالی که استابلایزرهای سروو، ترانس خودکار دارند. در نتیجه قبل از این که متن را تخصصی تر ادامه دهیم باید بگوییم،
استابلایزر ها در واقع عمل کاهش یا افزایش ولتاژ را با استفاده از قرار دادن یک یا چند ترانس در مدار الکرتیکی خود محقق می سازند.
حال مساله ی عملکرد آن ها به دو فاکتور بستگی دارد. اول اینکه ترانس مورد استفاده چه ویژگی هایی داشته باشد (که موضوع این بحث نیست) و دوم اینکه ترانس مورد نظر، به چه شکلی در مدار محافظ ولتاژ ما قرار گیرد. در ادامه شیوه های مختلف قرارگیری ترانس در ساختار مدار استابلایزر بررسی شده است.
زمانی که ترانس در جریان قرار گرفته است و عملیات boosting را به صورت مستقیم انجام می دهد.به آن روش رله ای گفته می شود که به صورت مستقیم جریان حاضر را افزایش داده و به میزانی که وسیله ی برقی (Load) نیاز داشته رسانده است. ترانس مورد استفاده 230/12V است اما بیشتر به نحوه ی قرار گیری اش در مدار توجه داشته باشید. درباره ی افزایش جریان، استابلایزر ما به طور مستقیم و بدون مشکل از ظرفیت ترانس بهره می گیرد و جریان ضعیف را ارتقا می دهد. اما درصورتی که عملیات عکس این مطلب مورد نیاز باشد، نیاز است تا رله، ساختار و نحوه ی قرارگیری ترانس را در ساختار مدار استابلایزر تغییر دهد.
اگر با همان ساختار، اما عملیات کاهش ولتاژ یا bucking به ثمر رسیده باشد. یعنی ترانس در ساختار استبالایزر طوری قرار گرفته که اگر نیاز به کاهش ولتاژ بود، عملیات بدون وقفه و نیاز به تغییر انجام شود، اما برای ارتقای جریان، تغییر جایگیری ترانس در مدار استابلایزر تحقق یابد.
در استابلایزر رله ای مدار چه جریان بالا رود و چه پایین بیاید، عملکرد آن مناسب خواهد بود و جریان ثابت را در اختیار وسیله ی برقی ما خواهد گذاشت. در واقع، این استابلایزر ساختار دو رله ای دارد و در لحظه، نسبت به کاهش یا افزایش جریان واکنش نشان می دهد( برای مثال هم می تواند ولتاژ های پایین مثل 195 را ارتقا دهد و هم امکان تعدیل ولتاژهای بالا مثل 245 ولت را خواهد داشت).
در انتها اگر بخواهیم درباره ی چگونگی عملکرد استابلایزرها یک جمع بندی ارائه دهیم، باید بگوییم انواع رله ای، می توانند به طور دستی یا مکانیکی ولتاژ مناسب یک وسیله را دریافت کنند و بر مبنای آن عدد، جریان مورد نیاز را با ساختار منحصر به فردی که دارند، مدیریت سازند. اما اگر نیاز به مدیریت خودکار است، کار با این مدارها راه نمی افتد و نیاز است سراغ نمونه های سروو برویم.
به طور کلی هر دستگاهی برای استفاده در یک بازه مشخصی از ولتاژ ورودی طراحی شده است. بدیهی است عملکرد خارج از این بازه مشخص باعث آسیب رسیدن به دستگاه، خرابی و در صورت ادامه دار بودن، منجر به از بین رفتن آن خواهد شد. با توجه به میزان حساسیت دستگاه، این بازه عملکردی متغیر بوده و میتواند کمتر و یا بیشتر شود؛ برای مثال برخی دستگاه‌ها قادر به تحمل تغییرات ولتاژی در حد 10 درصد هستند. به این معنا که در صورتی که مقدار ولتاژ ورودی دستگاه به میزان 10 درصد از ولتاژ نامی (مقداری که دستگاه برای کار با آن ولتاژ طراحی شده است ) افزایش و یا کاهش یابد، باعث آسیب رسیدن به دستگاه خواهد شد. حال ممکن است دستگاهی دیگر با طراحی و کاربری متفاوت دارای مدارات حساس‌تری بوده و قادر به تحمل نوسانات ولتاژ در حد 5 درصد ولتاژ نااست. نوسانات ولتاژ ( کاهش و یا افزایش دامنه ولتاژ ) تقریبا در تمامی مناطق و به خصوص در قسمت‌هایی که در انتهای خط توزیع قرار گرفته اند، اتفاقی عادی است. این تغییرات می‌توانند ناشی از علل مختلی از جمله تغییرات ناگهانی بار، وقوع خطا در شبکه و … باشند که در صورت ادامه دار شدن می‌توانند باعث آسیب رساندن به دستگاههای الکتریکی شوند.
اثرات ناشی از اضافه ولتاژ طولانی مدت:
– آسیب رساندن به عایق تحهیزاتی از قبیل ماشین‌های الکتریکی
– افزایش نلفات در خطوط انتقال و همچنین تجهیزات مربوطه
– کاهش عمر تجهیزات الکتریکی
اثرات ناشی از افت ولتاژ طولانری مدت:
– عملکرد نامطلوب دستگاه‌ها
– کاهش سرعت ماشین‌های الکتریکی و افزایش جریان کشیده شده از شبکه که منجر به سوختن آن خواهد شد
– ارورهای محاسباتی در تجهیزات الکترونیکی
لذا میتوان مشاهده کرد که پایداری ولتاژ در عملکرد صحیح و مطلوب دستگاههای الکتریکی بسیار موثر است. استابلایزرها نیز با تضمین قرار گرفتن ولتاژ خروجی در بازه مجاز، عملکرد صحیح دستگاه را تضمین خواهند کرد.
از برندهای استابلایزر میتوان به توبیشی، فاراتل، امگا و دلتا اشاره نمود.
با توجه به توان ها، برندها و کشور سازنده آن قیمت استابلایزر متفاوت است. استابلایزر سروو موتوری دلتا از قیمت های مناسبی نسبت به دیگر Stabilizer برخوردار است و به دلیل سروو موتور بودن دقت بالایی در تثبیت نوسان ولتاژ دارد. در فصل تابستان، استفاده از استابلایزر بیشتر استفاده می شود. از این رو دقت داشته باشید از چه محلی دستگاه را خریداری می کنید. در هنگام استعلام قیمت استابلایزر از گارانتی محصول نیز آگاه شوید.
احتمالا شما هم با این سوال چالشی مواجه شده اید و بعضی اوقات سردرگم برای یافتن پاسخ مناسب ساعاتی طولانی را با فکر و جدل ذهنی سپری کرده اید. استابلایزر و رگولاتور هر دو کارکردی مشابه دارند اما ساختار آن ها متفاوت است. برای اینکه دقیق تر مساله را روشن کنیم، باید بگوییم:
استابلایزر وسیله ای برقی است که برای ایجاد جریان ورودی بی نوسان طراحی شده و اینکار را بدون تغییر در جریان ورودی انجام می دهد. و در طرف مقابل، رگولاتور وسیله ای برقی است که برای ایجاد جریان ورودی بی نوسان طراحی شده و اینکار را بدون تغییر در جریان ورودی وسیله ی برقی(Load) انجام می دهد.
