Как работает электрический стабилизатор? | Вольтмаркет
Автор:
Сергей Куртов
Время прочтения: 5 мин
Дата публикации: 07-02-2023
Рейтинг статьи: (1)
Содержание
Электрические стабилизаторы напряжения, несмотря на постоянные перепады напряжения в электросети, используются не очень часто. Обычно их применяют в промышленной сфере и для бытовых газовых котлов. И это невзирая на то, что ежегодно множество украинских семей терпят издержки из-за вышедшего из строя по причине сетевых колебаний оборудования. Эту проблему можно и нужно решать.
Зачем нужен стабилизатор
В доме у каждого жителя нашей страны имеется множество электроприборов, работающих в однофазной сети 220В. Ввиду разнообразных обстоятельств, как зависящих от поставщика электроэнергии, так и случайных, напряжение в розетке может прыгать в широком диапазоне, порой достигая опасных значений. Если повезет — оборудование во время всплеска просто выключится, в ином случае сработает встроенная защита или оборудование просто сгорит.
Стабилизатор — это электроприбор, который корректирует нестабильное напряжение, выдавая на выходе безопасный сигнал. Принцип работы данного устройства очень важен, так как от реализованной схемы зависят основные технико-эксплуатационные характеристики. Поэтому рассмотрим, как работает стабилизатор и какие разновидности конструкций актуальны на рынке Украины.
Виды стабилизаторов напряжения
Стабильный выходной сигнал — это результат, на который и рассчитан стабилизатор. А вот способы достижения этого результата могут быть разные.
Значительная часть электрических стабилизаторов регулирует выходное напряжение за счет изменения коэффициента трансформации силового трансформатора. Принцип работы таких устройств заключается в том, чтобы подстроить коэффициент трансформации так, чтобы поступившее значение увеличить или уменьшить в зависимости от того, наблюдается ли на входе сплеск или просадка. По способу изменения коэффициента трансформации стабилизаторы делятся на устройства со ступенчатым и бесступенчатым принципом регулирования:
Электрические стабилизаторы со ступенчатым регулированием
В данном случае обмотка силового автотрансформатора разделена на ступени, каждая из которых соответствует тому или иному коэффициенту трансформации.
В зависимости от входного напряжения автоматика коммутирует при помощи ключа ту ступень, с которой снимается ближайшее к 220В значение.
По своей конструкции ступенчатые стабилизаторы делятся на релейные и электронные (также их называют симисторные или тиристорные). Название, в принципе, говорит само за себя: в первом случае коммутация осуществляется при помощи электромагнитных реле, а во втором — за счет полупроводниковых ключей (симметричных тиристоров — симисторов). Преимущество релейного подхода заключается в очень демократичной цене, так как один симистор может стоить как сборка электромагнитных реле. Полупроводниковые же ключи отличаются невероятной надежностью, бесшумной коммутацией, а также мгновенным быстродействием. Электронный вариант является самым популярным на рынке Украины благодаря своей сбалансированности — это типичный представитель среднего ценового сегмента, который подходит для большинства задач. Существуют также и флагманы, в которых реализована электронная схема стабилизации с большим количеством ступеней (36 и даже 48), что позволяет добиться практически идеальной точности стабилизации.
Теперь, когда мы знаем, как работает релейный стабилизатор напряжения и его полупроводниковый аналог, перейдем к еще одной интересной группе.
Электрические стабилизаторы с бесступенчатым регулированием
Если наличие шага регулировки у приборов ступенчатого типа Вам не подходит, следует обратить внимание на бесступенчатые стабилизаторы напряжения. Вышеупомянутые примеры представляют собой бюджетный и средний ценовой сегмент, а в случае с бесступенчатым регулированием стабилизаторы могут быть либо бюджетными, либо флагманскими.
Бюджетный сегмент представлен электромеханическими (сервоприводными) стабилизаторами. Они представляют собой ЛАТР с добавлением автоматики. Здесь вращение токосъемной щетке придает сервомотор. При фиксации сетевых колебаний сервомотор перемещает токосъемник на тот виток обмотки трансформатора, с которого снимается 220В. Такой способ стабилизации считается довольно точным и плавным, однако он устарел и его характеристики для многих задач не подходят из-за медлительности.
Ввиду простоты конструкции и доступной элементной базы (силовая схема представлена лишь трансформатором) сервоприводные стабилизаторы напряжения относятся к бюджетному ценовому сегменту и являются “плавным” конкурентом релейных аналогов.
Рассматривая устройства с бесступенчатой стабилизацией нельзя не упомянуть наиболее современные решения, реализующие принцип двойного преобразования наподобие ИБП класса on-line. Вообще даже некорректно говорить, что такие стабилизаторы осуществляют какую-либо регулировку. Фактически устройство данного типа из входного напряжения получает сигнал DC (постоянный ток), который затем используется для генерации напряжения AC (переменный ток). Иными словами, колебания на входе не оказывают никакого влияния на выход, так как выходное напряжение — это отдельно сгенерированный сигнал, не имеющий никакого отношения ко входному. Такой подход лишен всех недостатков, свойственных рассмотренным ранее типам, будь то недостаточно быстрое срабатывание или наличие шага регулировки.
Электрические стабилизаторы с двойным преобразованием всегда выдают чистое по форме и стабильное напряжение вне зависимости от того, что происходит на входе. Это флагманские решения, которые в быту обычно не используются ввиду высокой цены. Да и столь высокая точность поддержания выходного напряжения не нужна для подавляющего большинства бытовой техники и электроники.
что нужно знать перед покупкой устройства, главные особенности и преимущества
Автор: Александр Старченко 0 комментариев
Электронный стабилизатор напряжения по популярности и уровню продаж занимает следующее место после релейного стабилизатора. Широкий ассортиментный ряд электронных стабилизаторов позволяет выбрать необходимое по мощности устройство. Стабилизатор надёжен, обладает хорошими характеристиками и может использоваться в большом диапазоне температур.
Конструкция электронного стабилизатора
Электронный стабилизатор предназначен для нормализации напряжения при отклонении его от номинала, и защиты потребителей от негативных факторов.
К таким факторам относятся очень низкое или высокое напряжение, а так же короткие импульсы высокого напряжения, которые иногда возникают в бытовой сети.
В отличие от стабилизаторов других типов, где могут применяться механические и электромеханические компоненты схемы, в электронном стабилизаторе кроме электроники ничего нет.
Электронный стабилизатор состоит из следующих узлов:
- Входной фильтр;
- Трансформатор;
- Плата измерения напряжения;
- Плата управления;
- Силовые ключи;
- Схема защиты;
- Блок индикации;
- Байпас.
Роль фильтра заключается в подавлении сетевых помех. Это могут быть высокочастотные наводки или короткие импульсы. Трансформатор имеет обмотку, состоящую из отдельных секций, переключением которых и осуществляется изменение напряжения на выходе.
Плата измерения напряжения осуществляет контроль не только за напряжением сети, но и за нормализованным напряжением на выходе устройства.
Плата управления собрана на транзисторах. На ней формируется сигнал, подаваемый на управляющие электроды силовых ключей.
Силовые ключи переключают обмотки трансформатора для выравнивания напряжения. Схема защиты предохраняет нагрузку от возможных повреждений из-за слишком больших перепадов напряжения, а так же предохраняет стабилизатор от перегрузки. Электронный стабилизатор напряжения 220В оборудуется устройством индикации на светодиодных матрицах.
Важным элементом электронного стабилизатора напряжения является «Байпас» или «Транзит». Это устройство позволяет питать нагрузку непосредственно от сети в том случае, если напряжение на входе находится в допустимых пределах. В случае выхода напряжения из допуска, потребитель практически мгновенно подключается к стабилизатору.
«Байпас» входит в плату измерения напряжения и реализуется с помощью обычного реле. Так же режим «Транзит» может включаться вручную переключателем на корпусе стабилизатора.
Принцип работы электронного стабилизатора
Электронный стабилизатор работает по следующему принципу.
Плата контроля напряжения сканирует напряжение сети. Как только его величина выйдет из допустимых стандартом 10%, подаётся сигнал на плату управления. Она состоит из транзисторных Усилителей Постоянного Тока. УПТ формируют потенциал, открывающий полупроводниковые вентили. Напряжение на выходе стабилизатора приближается к номиналу. Управление всеми электронными компонентами осуществляется с помощью микропроцессора.
Большим плюсом электронных стабилизаторов можно считать исключительно малое собственное энергопотребление, поскольку в них отсутствуют индуктивные элементы типа обмоток реле или серводвигателя.
Поскольку число секций ограничено, то изменение напряжения осуществляется ступенями, то есть дискретно. Чем большее количество электронных ключей входит в схему устройства, тем выше точность установки напряжения. В качестве силовых ключей применяются мощные полупроводниковые приборы – тиристоры и симисторы.
Тиристор проводит ток только в одном направлении, а симистор (симметричный тиристор), в обе, поэтому для коммутации цепи с переменным напряжением, требуется два тиристора во встречно-параллельном включении или один симистор.
Принцип действия стабилизаторов, собранных на разных полупроводниковых приборах, абсолютно одинаковый, но однофазный автоматический стабилизатор напряжения электронного типа, выполненный на симисторах, имеет существенный недостаток. Это слабая устойчивость при работе с индуктивной (реактивной) нагрузкой. Симисторы просто выходят из строя. Это сильно ограничивает сферу применения стабилизаторов такого типа. Вообще, электронные стабилизаторы, благодаря хорошим характеристикам и высокой надёжности, находят самое широкое применение в любых сферах.
Преимущества и недостатки
По сравнению с аналогичным по принципу работы релейным стабилизатором, электронное устройство обладает гораздо большими преимуществами:
- Высокая скорость коммутации;
- Большее количество ступеней регулирования;
- Более высокая точность;
- Отсутствие шума;
- Большой разброс напряжения на входе;
- Возможность работы при низких температурах;
- Надёжность.
В отличие от электромеханических реле, время срабатывания которых может достигать 40-60 мс, тиристорные ключи выполняют коммутацию за гораздо более короткий срок, не превышающий 10-12 мс, а у некоторых моделей он может составлять 2-4 мс. Увеличение количества реле ведёт к увеличению энергопотребления самого стабилизатора и снижению времени нормализации напряжения. Электронные стабилизаторы позволяют без особого ущерба увеличить число дискретных ступеней, что положительно сказывается на точности установки.
Тиристорный стабилизатор бесшумен в работе, и может использоваться при низких температурах, что выгодно отличает его от стабилизаторов других моделей. Схемные решения допускают работу устройства при большом диапазоне напряжения сети. Надёжность электронного стабилизатора определяется в основном надёжностью тиристоров, а они допускают до 109 переключений. Недостатком можно считать только высокую цену электронного стабилизатора.
Критерии выбора
Выбрать электронный стабилизатор напряжения 220В для дома необходимо по следующим параметрам:
- Мощность;
- Диапазон входных напряжений;
- Скорость выравнивания;
- Точность регулирования;
- Число дискретных ступеней;
- Дополнительные параметры.
Мощность стабилизатора является главным фактором, определяющим выбор устройства. Если потребителями будет только активная нагрузка, то требуемая мощность вычисляется легко. Нужно суммировать мощность всех потребителей и прибавить 20-30%.
Если к стабилизатору будут подключены стиральная машина или холодильник (реактивная нагрузка с электромотором), то расчёт мощности выполняется по несложной формуле — просто делим мощность прибора на cos ϕ, который должен быть указан в паспорте, либо на коэффициент 0,7. Подробные расчеты мы приводили в статье по выбору стабилизатора для домашних нужд.
Если сеть в конкретном населённом пункте очень нестабильна, то следует выбирать стабилизатор, имеющий как можно больший диапазон напряжения на входе. Для электронных тиристорных стабилизаторов скорость выравнивания напряжения практически одинакова у всех моделей и если имеются небольшие отличия, то они не критичны. От количества ступеней зависит точность напряжения на выходе, но, естественно, от количества тиристоров зависит и стоимость изделия.
При выборе устройства нужно обязательно ознакомиться с уровнями срабатывания защиты. Электронный однофазный стабилизатор напряжения может иметь как настенное, так и напольное исполнение. Нижним пределом рабочей температуры обычно является -40°C, что вполне достаточно для работы в любых условиях.
Бытовой стабилизатор средней мощности
Стабилизаторы «Энергия» пользуются неизменно высоким спросом из-за отличных параметров и надёжности. Однофазный тиристорный стабилизатор «Энергия Classic 5000», представляет собой модель, предназначенную для непрерывной длительной эксплуатации.
Прибор работает при токе нагрузки до 27А. Уровни напряжения сети, при которых срабатывает защита, составляют 60 и 265В, а нормальный рабочий интервал от 125 до 254В. В приборе имеется функция «Байпас», фильтр подавления всех видов помех, и аварийное отключение при нагреве трансформатора до температуры 120 градусов.
Стабилизатор имеет 36 месяцев гарантии.
В заключение можно отметить, что электронные стабилизаторы надёжны и неприхотливы, и при соблюдении указанных в документации правил эксплуатации, они проработают очень длительное время.
Стабилизатор напряжения — Электроника
В настоящее время стабилизаторы стали оптимизированным решением для питания многих электронных устройств, чувствительных к колебаниям напряжения.
Стабилизатор напряжения очень часто используется в холодильниках, кондиционерах, телевизорах, печном оборудовании, телекоммуникационном оборудовании, медицинском оборудовании, микропечах, музыкальных системах, стиральных машинах и т. д. Основная цель использования стабилизаторов напряжения состоит в том, чтобы защитить устройства от перепадов напряжения.
Рис. 1: Стабилизатор напряжения
Каждый электрический прибор предназначен для работы под определенным напряжением, обеспечивающим желаемую производительность.
Следовательно, если это напряжение ниже или выше определенного значения, прибор может выйти из строя или может работать в худшем состоянии или даже может быть поврежден.
В домашнем и промышленном применении, как правило, используются автоматические регуляторы напряжения для поддержания постоянного напряжения на конкретном оборудовании.
Что такое стабилизатор напряжения?Стабилизатор напряжения — это электрический прибор, который подает постоянное напряжение на нагрузку на своих выходных клеммах независимо от изменений входного или питающего напряжения.
Защищает оборудование или машины от перенапряжения, пониженного напряжения и других скачков напряжения.
Он также известен как автоматический регулятор напряжения (АРН) .
Стабилизаторы напряжения регулируют колебания входного напряжения до того, как оно может быть подано на нагрузку (или оборудование, чувствительное к колебаниям напряжения).
Выходное напряжение стабилизатора останется в пределах 220В или 230В в случае однофазного питания и 380В или 400В в случае трехфазного питания, в заданном диапазоне колебаний входного напряжения.
Эти стабилизаторы могут быть доступны либо в виде отдельных блоков для таких приборов, как кондиционеры, LCD/LED-телевизоры, холодильники, музыкальные системы, стиральные машины, либо в виде больших блоков стабилизаторов для всей техники в определенном месте, например, во всем доме. Кроме того, это могут быть блоки стабилизаторов как аналогового, так и цифрового типа.
Рис. 2: Стабилизатор напряжения
К наиболее распространенным типам стабилизаторов напряжения относятся стабилизаторы с ручным или переключаемым управлением, автоматические стабилизаторы релейного типа, полупроводниковые или статические стабилизаторы и стабилизаторы с сервоуправлением.
В дополнение к функции стабилизации, большинство стабилизаторов имеют дополнительные функции, такие как отсечка низкого напряжения на входе/выходе, отсечка высокого напряжения на входе/выходе, отсечка при перегрузке, запуск и остановка выхода, ручной/автоматический запуск, отображение отключения напряжения, установка нуля.
переключение напряжения и т. д.
Как правило, каждый электроприбор рассчитан на широкий диапазон входного напряжения. В зависимости от чувствительности рабочий диапазон оборудования ограничен определенным значением, например, одно оборудование может выдерживать ± 10 процентов от номинального напряжения, а другое ± 5 процентов или меньше.
В некоторых странах электроэнергия распределяется при напряжении 230 вольт для однофазной сети и 415 вольт для трехфазной сети. При этом все электроприборы (особенно однофазные) рассчитаны на работу в диапазоне напряжений от 220 до 240В.
Допустимый диапазон напряжения в некоторых странах (в том числе в Индии) составляет 220 ± 10 В в соответствии со стандартами электроэнергии. А также многие бытовые приборы выдерживают этот диапазон колебаний напряжения.
Но в большинстве мест колебания напряжения довольно распространены и обычно находятся в диапазоне от 170 до 270 В.
Наиболее распространенными причинами скачков напряжения являются освещение, неисправности электрооборудования, неисправная проводка и периодическое отключение устройства. Эти колебания создают проблемы с электрическим оборудованием или приборами.
Длительное перенапряжение приведет к следующим неблагоприятным последствиям, таким как:
- Необратимое повреждение оборудования
- Повреждение изоляции обмоток
- Нежелательное прерывание нагрузки
- Повышенные потери в кабелях и соответствующем оборудовании
- Снижение срока службы прибора
Аналогично Длительное нахождение под напряжением приведет к следующим неблагоприятным последствиям:
- Неисправность оборудования (телевизионное, радиопередающее оборудование)
- Более длительные периоды работы (как в случае резистивных нагревателей)
- Снижение производительности оборудования
- Потребление больших токов, которые в дальнейшем приводят к перегреву (холодильники)
- Вычислительные ошибки
- Снижение скорости двигателей
Таким образом, стабильность и точность напряжения определяют правильную работу оборудования..png)
Таким образом, стабилизаторы напряжения гарантируют, что колебания напряжения на входе в сеть не повлияют на нагрузку или электроприбор.
Основной принцип работы стабилизатора напряжения
В стабилизаторе напряжения коррекция напряжения при повышенном и пониженном напряжении выполняется посредством двух основных операций, а именно b операций понижения и понижения .
Эти операции могут выполняться вручную с помощью переключателей или автоматически с помощью электронных схем.
Процесс увеличения напряжения из состояния пониженного напряжения называется форсированием, тогда как уменьшение напряжения из состояния повышенного напряжения называется операцией понижения.
Концепция стабилизации заключается в добавлении или уменьшении напряжения в сети и от нее.
Для выполнения такой задачи в стабилизаторе используется трансформатор, который подключается в разных конфигурациях с переключающими реле.
В некоторых стабилизаторах используется трансформатор с ответвлениями на обмотке для обеспечения различных корректировок напряжения, в то время как в сервостабилизаторах используется автотрансформатор для обеспечения широкого диапазона коррекции.
Если стабилизатор определяет падение входного напряжения, он включает электромагнитное реле, чтобы добавить больше напряжения от трансформатора, чтобы компенсировать потерю напряжения.
Когда входное напряжение превышает нормальное значение, стабилизатор активирует другое электромагнитное реле, которое вычитает напряжение для поддержания нормального значения напряжения.
Boost Operation
Принцип работы Boost стабилизатора напряжения показан на рис.1 ниже.
Рис.3: Принципиальная схема операции повышения
Здесь напряжение питания подается на трансформатор, который обычно является понижающим трансформатором.
Полярность вторичной обмотки здесь ориентирована таким образом, что ее напряжение непосредственно добавляется к первичному напряжению.
Таким образом, в случае пониженного напряжения трансформатор (будь то РПН или автотрансформатор) переключается с помощью реле или полупроводниковых выключателей таким образом, что это дополнительное питание (входящее питание + вторичный выход трансформатора) подается на нагрузку.
Понижающий режим
Принцип работы понижающего стабилизатора напряжения показан на рисунке 2 ниже.
Рис.4: Принципиальная схема работы понижающего преобразователя
В понижающем режиме полярность вторичной обмотки понижающего трансформатора подключается таким образом, что вторичное выходное напряжение вычитается из входного напряжения.
Таким образом, в условиях перенапряжения электронная схема переключает реле, которое переключает вычитаемое напряжение питания (т. е. входное напряжение – вторичное напряжение трансформатора) на цепь нагрузки.
Эти понижающие, повышающие и нормальные операции одинаковы для всех стабилизаторов, будь то стабилизаторы нормального типа или стабилизаторы с сервоприводом.
В дополнение к этим двум основным операциям стабилизатор напряжения также выполняет операции отключения при более низком и более высоком напряжении.
Рис. 5: Принципиальная схема работы автоматического повышения и понижения напряжения в стабилизаторе напряжения
На приведенном выше рисунке показан двухступенчатый стабилизатор напряжения, в котором используются два реле (реле 1 и реле 2) для обеспечения постоянного питания нагрузки переменным током. при перенапряжении и в условиях напряжения.
Переключая реле, можно выполнять операции понижения и повышения для двух конкретных колебаний напряжения (одна при пониженном напряжении, скажем, 195 В, а другая при повышенном напряжении, скажем, 245 В).
В случае стабилизаторов трансформаторного типа, различные ответвления переключаются в зависимости от требуемой величины повышающего или понижающего напряжения. Но в случае стабилизаторов автотрансформаторного типа двигатели (серводвигатель) используются вместе со скользящим контактом для получения повышающего или понижающего напряжения от автотрансформатора, поскольку он содержит только одну обмотку.
Стабилизаторы напряжения можно разделить на три типа. Это:
- Стабилизаторы напряжения релейного типа
- Сервоуправляемые стабилизаторы напряжения
- Статические стабилизаторы напряжения
В стабилизаторах напряжения релейного типа напряжение регулируется переключающими реле. Реле используются для подключения вторичных трансформаторов в различных конфигурациях для реализации функции Buck & Boost.
На рисунке ниже показана внутренняя схема стабилизатора релейного типа.
Рис. 6: Внутренний вид стабилизаторов напряжения релейного типа
Он имеет трансформатор (который может быть тороидальным или трансформатором с железным сердечником) с ответвлениями на вторичной обмотке, реле и электронную плату.
Электронная схема состоит из схемы выпрямителя, операционного усилителя, блока микроконтроллера и других крошечных компонентов.
Электронная схема предназначена для сравнения выходного напряжения с опорным значением, обеспечиваемым встроенным источником опорного напряжения.
Всякий раз, когда напряжение поднимается или падает ниже заданного значения, схема управления переключает соответствующее реле, чтобы подключить желаемое ответвление к выходу.
Эти стабилизаторы обычно изменяют напряжение при колебаниях входного напряжения от ±15 до ±6 процентов с точностью выходного напряжения от ±5 до ±10 процентов.
Стабилизаторы этого типа чаще всего используются для низкотемпературных приборов в жилых, коммерческих и промышленных целях, поскольку они имеют малый вес и низкую стоимость.
Преимущества стабилизаторов напряжения релейного типа
Этот стабилизатор в основном используется для приборов/оборудования малой мощности в жилых/коммерческих/промышленных целях.
- Они стоят дешевле.
- Они компактны по размеру.
Ограничения стабилизаторов напряжения релейного типа
Этот тип стабилизатора имеет несколько ограничений, таких как:
- медленная скорость коррекции напряжения
- менее прочный
- меньше надежность
- прерывание пути питания во время регулирования
- не выдерживает скачков напряжения
Стабилизаторы напряжения с сервоуправлением Как следует из названия, в этом типе стабилизатора используется серводвигатель для корректировки напряжения.
Они также известны как сервостабилизаторы и представляют собой замкнутые системы.
В основном используются для обеспечения высокой точности выходного напряжения, обычно ±1% при изменении входного напряжения до ±50%.
На рисунке ниже показана внутренняя схема сервостабилизатора, которая включает в себя серводвигатель, автотрансформатор, понижающий повышающий трансформатор, драйвер двигателя и схему управления в качестве основных компонентов.
Рис. 7: Внутренний вид стабилизатора напряжения на основе сервопривода
В этом стабилизаторе один конец первичной обмотки понижающего повышающего трансформатора подключен к фиксированному отводу автотрансформатора, а другой конец подключен к подвижному рычагу. который управляется серводвигателем.
Вторичная обмотка понижающего повышающего трансформатора соединена последовательно с входным питанием, которое является ничем иным, как выходом стабилизатора.
Рис.8: Принципиальная схема стабилизатора напряжения на основе сервопривода
Принцип работы
Электронная схема управления определяет падение и повышение напряжения путем сравнения входного сигнала со встроенным источником опорного напряжения.
Когда схема обнаруживает ошибку, она приводит в действие двигатель, который, в свою очередь, перемещает рычаг автотрансформатора.
Это может питать первичную обмотку понижающего повышающего трансформатора таким образом, чтобы напряжение на вторичной обмотке соответствовало требуемому выходному напряжению.
В большинстве сервостабилизаторов используется встроенный микроконтроллер или процессор для схемы управления, обеспечивающей интеллектуальное управление.
Эти стабилизаторы также можно разделить на однофазные, трехфазные уравновешенные или трехфазные неуравновешенные устройства.
В однофазном исполнении серводвигатель, соединенный с регулируемым трансформатором, обеспечивает коррекцию напряжения.
В случае трехфазного симметричного типа серводвигатель соединен с тремя автотрансформаторами, так что стабилизированный выходной сигнал обеспечивается во время колебаний за счет регулировки выходного сигнала трансформаторов.
В сервостабилизаторах несбалансированного типа три независимых серводвигателя соединены с тремя автотрансформаторами и имеют три отдельные цепи управления.
Преимущества стабилизатора напряжения на основе сервопривода
Преимущества сервостабилизаторов по сравнению со стабилизаторами релейного типа:
- более высокая скорость коррекции
- высокая точность стабилизированного выхода
- способный выдерживать пусковые токи
- высокая надежность
Ограничения стабилизатора напряжения на основе сервопривода
- требуют периодического обслуживания.
- Для устранения ошибки необходимо отрегулировать серводвигатель. Выравнивание серводвигателя требует умелых рук.
Статические стабилизаторы напряжения Как следует из названия, статические стабилизаторы напряжения не имеют движущихся частей, как в случае сервостабилизаторов напряжения.
Он использует схему силового электронного преобразователя для регулирования напряжения.
С помощью этих стабилизаторов можно добиться большей точности и превосходного регулирования напряжения по сравнению с сервостабилизаторами, и обычно регулирование составляет ±1 процент.
Рис. 9: Статический стабилизатор напряжения
Он состоит из повышающего трансформатора, преобразователя мощности IGBT (или преобразователя переменного тока в переменный) и микроконтроллера, микропроцессора или контроллера на основе DSP.
Преобразователь IGBT, управляемый микропроцессором, генерирует необходимое напряжение с помощью метода широтно-импульсной модуляции, и это напряжение подается на первичную обмотку понижающего повышающего трансформатора.
Преобразователь IGBT вырабатывает напряжение таким образом, что оно может быть в фазе или на 180 градусов в противофазе входящему линейному напряжению, чтобы выполнять сложение и вычитание напряжения во время колебаний.
Рис.10: Принципиальная схема статического стабилизатора напряжения
Принцип работы
Всякий раз, когда микропроцессор обнаруживает падение напряжения, он посылает импульсы ШИМ на IGBT-преобразователь таким образом, что он генерирует напряжение, равное величине отклонения от номинального значения.
Этот выход находится в фазе с входным питанием и подается на первичную обмотку повышающего трансформатора.
Поскольку вторичная обмотка подключена к входной линии, индуцированное напряжение будет добавлено к входному источнику питания, и это скорректированное напряжение подается на нагрузку.
Аналогичным образом, повышение напряжения заставляет схему микропроцессора посылать импульсы ШИМ таким образом, что преобразователь выдает напряжение с отклонением на 180 градусов по фазе с входным напряжением.
Это напряжение на вторичной обмотке понижающего повышающего трансформатора вычитается из входного напряжения, так что выполняется понижающая операция.
Преимущества статических стабилизаторов напряжения
Эти стабилизаторы очень популярны по сравнению со стабилизаторами с переключением ответвлений и стабилизаторами с сервоуправлением из-за широкого спектра преимуществ, таких как:
- компактный размер
- очень высокая скорость коррекции
- отличное регулирование напряжения
- не требует обслуживания из-за отсутствия движущихся частей
- высокая эффективность
- высокая надежность
Ограничения статического стабилизатора напряжения
Они являются дорогостоящими по сравнению с аналогами.
Как выбрать подходящий стабилизатор напряжения для ваших нужд? Перед покупкой подходящего стабилизатора напряжения для любого электроприбора необходимо учитывать несколько факторов.
Перед выбором стабилизатора напряжения необходимо учитывать следующие факторы:
- мощность, требуемая устройством
- уровень колебаний напряжения в месте установки
- тип прибора
- тип стабилизатора
- рабочий диапазон стабилизатора (до какого стабилизатора идут правильные напряжения)
- Отключение по повышенному/пониженному напряжению, тип цепи управления
- тип крепления
и многие другие факторы.
Здесь мы обсудим основные шаги, которые следует учитывать перед покупкой стабилизатора для нашего приложения.
- Проверьте номинальную мощность устройства, для которого вам нужен стабилизатор. Номинальная мощность указана на задней панели устройства в виде наклейки или заводской таблички. Она указывается в киловаттах (кВт).
- Поскольку номинал стабилизаторов измеряется в кВА, также можно рассчитать мощность, просто умножив напряжение прибора на максимальный номинальный ток.
- Рекомендуется добавить запас прочности к рейтингу стабилизатора, обычно 20-25 процентов. Это может быть полезно для будущих планов по добавлению дополнительных устройств к выходу стабилизатора.
- Если мощность прибора указана в ваттах, учитывайте коэффициент мощности при расчете мощности стабилизатора в кВА. Наоборот, если номинал стабилизаторов указан в кВт, а не в кВА, умножьте коэффициент мощности на произведение напряжения и тока.
Например : Предположим, что прибор (кондиционер или холодильник) имеет номинальную мощность 1 кВА.
Таким образом, безопасный запас в 20 процентов составляет 200 Вт. Прибавив эти ватты к фактической мощности, мы получим мощность 1200 ВА.
Таким образом, для прибора предпочтительнее использовать стабилизатор на 1,2 кВА или 1200 ВА.
Для бытовых нужд предпочтительны стабилизаторы мощностью от 200 ВА до 10 кВА. А для коммерческого и промышленного применения используются одно- и трехфазные стабилизаторы с большим номиналом.
проектирование и изготовление автоматического стабилизатора напряжения 220 В — темы и материалы проекта B.Sc, HND и OND
КОНСТРУКЦИЯ И КОНСТРУКЦИЯ АВТОМАТИЧЕСКИЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ НА 220 В
Мы не поощряем плагиат в любой форме. Эта услуга является законной, поскольку все учебные заведения разрешают своим студентам читать предыдущие проекты, книги, статьи или документы при разработке своих собственных работ. TITLE PAGE
DESIGN AND CONSTRUCTION A 220V AUTOMATIC VOLTAGE STABILIZER
BY
—
—/h3013/01430
DEPARTMENT OF —-
Школа —-
Институт —-
декабрь 2018
Одобрение Страница
Это показано, что исследование, что исследование, «Работа».
проект и конструкция автоматического стабилизатора напряжения 220В» по —, рег.
К
— . —
Руководитель Начальник отдела.
Подпись………………. Подпись……………….
……………………………….
—
Внешний наблюдатель
ПОСВЯЩЕНИЕ
Этот проект посвящен Всемогущему Богу за Его защиту, доброту, силу в моей жизни на протяжении всего периода, а также моему — за его финансовую поддержку и моральную заботу о мне. Также моему наставнику — за ее академические советы, которые она часто дает мне. Да защитит их Всемогущий Бог от опасностей этого мира и благословит все их начинания Аминь.
БЛАГОДАРНОСТЬ
Успешное завершение работы над этим проектом не могло бы стать реальностью без поддержки моего — и других людей.
Моя безмерная признательность моему скромному и способному руководителю г-ну. — за его доброту в руководстве этим проектом.
Моя горячая благодарность моим родителям за их моральную, духовную и финансовую поддержку на протяжении всего моего обучения в этом учреждении.
Выражаю признательность некоторым из моих лекторов, среди которых г-н — и д-р —. Я также признателен за поддержку некоторых сотрудников — среди которых: генеральный директор, заместитель генерального директора, внутренний аудитор г-н — и —. Наконец, я выражаю признательность моей старшей сестре —, милосердию моих милых друзей —, —, — и многим другим, кто очень мне помог.
ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА: Эта работа »
«Проектирование и строительство автоматического стабилизатора напряжения 220 В» является полным и хорошо изученным проектным материалом строго для академических целей, который был одобрен различными преподавателями из разных высших учебных заведений. Мы сделали предварительные страницы, реферат и первую главу «
проектирование и изготовление автоматического стабилизатора напряжения 220в» на виду у всех, далее полный материал на »
проектирование и изготовление автоматического стабилизатора напряжения 220В».
Приятного просмотра!!!
РЕФЕРАТ
Этот проект называется проектирование и строительство автоматического стабилизатора напряжения 220В. Стабилизатор напряжения — это электрический прибор, используемый для подачи тока постоянного напряжения на электрические устройства, такие как кондиционеры и компьютеры, и защищает их от повреждений из-за колебаний напряжения. Он работает по принципу трансформатора, где входной ток подключается к первичным обмоткам, а выходной ток поступает от вторичных обмоток. Когда происходит падение входного напряжения, он активирует электромагнитные реле, которые добавляют большее количество витков во вторичную обмотку, тем самым обеспечивая более высокое напряжение, которое компенсирует потерю выходного напряжения. При увеличении входного напряжения происходит обратное, и, таким образом, напряжение на выходе практически не меняется.
Этот проект был разработан для стабилизации входного переменного напряжения 160-250 В для автоматического получения выходного переменного напряжения 220 В при частоте 50 Гц.
Автоматическая функция может быть достигнута с помощью электронных устройств, таких как компаратор напряжения IC, электромагнитное устройство (реле), автотрансформатор и другие электронные устройства.
СОДЕРЖАНИЕ
Титульная страница
Титульная страница
Утверждение Страница
Посвящение
Благодарность
Резюме
СОДЕРЖАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ
ГЛАВА 10010
1.0 ВВЕДЕНИЕ
1.1 Фоны проекта
1.2 Заявление о проблеме
1.3 Цель/Цель проекта
1.4 1.7 применение проекта
1.8 преимущества проекта
1.9 организация проекта
ГЛАВА ВТОРАЯ
2.0 Обзор литературы
- История проекта
- Этапы разработки стабилизатора напряжения
- Стабилизатор класса
- Типы стабилизатора
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
3.
0 методология построения
- Блок-схема
- Принципиальная схема
- Описание схемы
- Работа системы
- Описание основных используемых компонентов
- Анализ затрат
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
4.0 Анализ результатов
- Строительная процедура
- Оболочка и упаковка
- Сборочная секция
- Тестирование системы
- Меры предосторожности при проектировании
ГЛАВА ПЯТАЯ
- Обсуждение, заключение и рекомендация
5.1 Обсуждение
- Заключение
- Рекомендация
- Ссылки
Глава первая
1.0 ВВЕДЕНИЕ
1.
1 Фоны исследования
Автоматическое напряжение переменного тока Стабилизатор — это замечательное изобретение науки, которое представляет собой электрическое устройство, предназначенное для регулирования постоянного напряжения в сетисту уровень. Основная работа 9Стабилизатор 0009 зависит от законов электромеханической физики. Он состоит из множества активных и пассивных электрических компонентов, таких как адаптеры, конденсаторы, диоды и термостаты.
Есть много функций автоматического регулятора напряжения. АРН или автоматический стабилизатор напряжения можно использовать со многими электроприборами по разным причинам. Основные функции автоматических регуляторов напряжения:
В первую очередь он используется как выпрямитель и как делитель напряжения. Выпрямитель также представляет собой электрическое устройство, используемое для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (D.C) для дальнейшей электрической обработки.
Большинство электроприборов требуют постоянного тока для своей работы и не могут работать от переменного тока. Что касается делителей потенциала, то это электрические устройства, используемые для отключения входного напряжения, чтобы привести его к желаемому выходному напряжению в соответствии с требованиями. Таким образом, при использовании автоматического регулятора напряжения мы можем одновременно использовать выпрямитель и делитель напряжения. Это означает, что вы можете сэкономить деньги, потому что вам придется купить один автоматический регулятор напряжения вместо покупки делителя напряжения и выпрямителя для ваших электроприборов.
В наших домах есть много приборов, которым для работы требуется стабильная электроэнергия, и при любых колебаниях входного тока и напряжения может произойти повреждение всего электроприбора. Иногда это тоже может быть фатальным, но электричество — очень безжалостный убийца. Во избежание несчастных случаев с электрическими приборами, а также с нами, которые могут возникнуть из-за любого изменения напряжения или силы тока, необходимо использовать стабилизатор напряжения в дополнение к другим электрическим устройствам.
AC Автоматический стабилизатор напряжения также может использоваться в усилителях. Усилители — это другие электрические устройства, которые сравнивают напряжения считывания с опорными напряжениями и помогают усилить эффект. Возможно, вы видели усилители, подключенные к вашим домашним звуковым системам, которые усиливают звуковые эффекты. Фактическое количество звука будет ниже, но если тот же вход подается на усилитель, результирующее качество и количество звука просто увеличиваются до кратных волн на входе. Основной процесс работы в них – это разность выдаваемых напряжений. Автоматические регуляторы напряжения переменного тока помогают поддерживать желаемое напряжение для генераторов в заданных пределах. Таким образом, автоматический регулятор напряжения также является важной частью работы нашего усилителя.
Предыдущие аналоговые/серво-типы автоматических стабилизаторов напряжения теперь заменены цифровыми стабилизаторами. Эти типы автоматических регуляторов напряжения выше по функциональности и производительности.
Они оснащены самодействующими элементами управления и функциями запуска, что делает их очень полезными и простыми в обращении. Цифровые преобразователи повышают уровень точности. Упрощенные рабочие переключатели делают их более точными, чем действия человека. Если в работе автоматических регуляторов напряжения возникает какая-либо неисправность, техника самодиагностики моментально выявляет неисправность. Это приводит к большей безопасности функции. Инструмент обслуживания помогает поддерживать онлайн-монитор. Уменьшенное количество деталей и проводки в этих типично современных автоматических регуляторах напряжения делает их более надежными. Автоматические изменения легко выполняются с помощью полнодуплексных систем управления.
Стабилизаторы напряжения NeoPower имеют разные размеры. Существуют автоматические стабилизаторы напряжения, которые настолько малы, что их легко разместить на небольшой печатной плате. Они портативны и просты в обращении. Некоторые автоматические стабилизаторы напряжения имеют очень гигантские размеры.
Иногда они могут занимать объем небольшого дома. Таким образом, существует огромное разнообразие автоматических стабилизаторов напряжения, и каждый из них имеет свои характеристики. О разновидностях стабилизатора можно судить по названиям автоматических стабилизаторов напряжения. Каждое название указывает на его специфику функционирования и отличия от других, а автоматических стабилизаторов напряжения насчитывается более пятидесяти наименований. Что касается цен на автоматические стабилизаторы напряжения, то здесь все идет естественным путем. Если вы купите более умный, это будет стоить вам дороже, а вы купите более старую модель с нормальным функционированием, это будет стоить вам меньше. Но имейте в виду, что независимо от того, стоит ли автоматический регулятор напряжения переменного тока дешевле или дороже, это становится неважным, когда речь идет о важности стабилизатора в нашей повседневной жизни.
1.2 ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ
Скорость, с которой наша бытовая техника сгорает, выше, особенно бытовая техника без трансформатора, такая как наши зарядные устройства для мобильных телефонов и фонари.
И эта проблема обычно вызвана либо перенапряжением, либо пониженным напряжением. Из-за этих проблем был разработан регулятор напряжения, который регулирует пониженное и повышенное напряжение до нормального 220 В переменного тока. Автоматический регулятор напряжения регулирует напряжение переменного тока и поддерживает его в диапазоне от более низкого или более высокого до нормального. Он защищает любое электронное устройство, подключенное к нему, от повреждения.
1.2 ЦЕЛЬ ПРОЕКТА
Целью данной работы является:
- Обеспечить решение проблемы пониженного и повышенного напряжения, с которой столкнулись жители районов с высокой плотностью населения и относительной плотностью строительства. будет иметь себестоимость меньше, чем общая полученная стоимость, которая может быть предоставлена большинству людей с низким доходом. Это дешевле, чем готовый стабилизатор напряжения заводской сборки того же номинала, что и промежуточный.
- Для регулирования напряжения при перенапряжении или пониженном напряжении, а также для регулирования напряжения, которое будет соответствовать цели, были проведены анализ конструкции, сравнение конструкции и стоимости, а необходимые испытания прошли удовлетворительно.
1.3 ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Работая над этим проектом, я изучаю электротехническую и электронную инженерию, и мои знания о функциях и принципах работы многих электрических компонентов, таких как компаратор напряжения, транзистор и, в основном, авто-трансформатор. Это заставило меня понять принцип работы и применение стабилизатора как в быту, так и в промышленности.
1.4 ОБЪЕМ ПРОЕКТА
Проектирование и изготовление автоматического стабилизатора напряжения – это проект, над которым мы работаем. Мы работаем над этой машиной, потому что у нас есть некоторое представление о том, как эта машина может быть сконструирована, а также о том, как она работает.
Мы также делаем это, потому что хотим узнать об этом больше.
Как мы упоминали ранее, это устройство представляет собой защитное устройство, которое защищает наши электрические и электронные приборы от колебаний тока и напряжения. Вот как это работает. Когда эта система подключена к розетке или источнику питания, она будет получать минимальное напряжение 100 В и фильтровать ток и напряжение, тем самым вырабатывая выходное напряжение, подходящее для использования устройствами в ней.
Итак, мы строим или конструируем это устройство, чтобы снизить риск и ущерб от колебаний тока/напряжения, вызванных колебаниями мощности.
1.5 ОГРАНИЧЕНИЯ ПРОЕКТА
Конструкция системы должна быть способна работать в диапазоне входных частот от -15 % до +10 % от номинальной без отключения защитных устройств или отказа компонентов внутри AVS. Когда питание генератора или сети восстанавливается, АРН автоматически перезапускается.
При включении или перезапуске выходной сигнал АРН не должен превышать указанные пределы регулирования выходного сигнала.
Если входное напряжение или частота превышают запрограммированные минимальные или максимальные уставки в течение программируемого периода времени (заводская установка на 10 секунд), АРН отключается электронным способом. Когда электрические параметры возвращаются в допустимые пределы в течение запрограммированного периода времени (заводская установка на 60 секунд), АРН должен автоматически перезапуститься, чтобы обеспечить кондиционированное питание нагрузки. Если входные параметры находятся в допустимых пределах, но выходное напряжение выходит за допустимые запрограммированные пределы, АРН отключается электронным способом и требует ручного перезапуска.
AVS должен быть способен непрерывно работать при 100 % номинальной нагрузки, 200 % номинальной нагрузки в течение 10 секунд, 500 % номинальной нагрузки в течение 1 секунды и 1000 % номинальной нагрузки в течение 1 цикла.
Эффективность работы должна быть не менее 96% при полной нагрузке.
Обмотка трансформатора должна быть сплошной медной с тройным электростатическим экранированием и номиналом К-13 для обработки гармонических токов.
Время отклика: АВР должна реагировать на любое изменение сетевого напряжения в течение 1/2 цикла при работе с линейными или нелинейными нагрузками с коэффициентом мощности нагрузки 0,60 от единицы. Обнаружение пика синусоиды напряжения не должно допускаться, чтобы избежать неточного переключения ответвлений из-за искажения входного напряжения.
Рабочая частота: AVS должен работать на частоте от +10% до -15% номинальной частоты, 50 Гц или 60 Гц.
Требования к доступу: AVS должен иметь съемные панели спереди, сзади и по бокам, необходимые для облегчения обслуживания и/или ремонта.
Измерение: Предусмотрен входной измеритель для отображения сетевого напряжения.
Вентиляция: Изолирующий трансформатор AVS должен быть рассчитан на конвекционное охлаждение.
Если для твердотельных электронных коммутационных устройств требуется охлаждение вентилятором.
1.6 ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЕКТА
Стабилизатор напряжения обеспечивает безопасный выход для защиты различного оборудования, включая:
- ультрасовременные музыкальные системы,
- LCD медицинское оборудование,
- Домашний кинотеатр,
- промышленные машины и многое другое.
Они разработаны со специальными функциями для защиты оборудования, включая защиту от скачков шума в линии, технологию первичной коммутации, автоматический сброс и защиту от перегрузки.
1.7 ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОЕКТА
Автоматический стабилизатор напряжения представляет собой электромеханические компоненты, которые контролируют обычные выходы напряжения. Во время пикового потребления электроэнергии внезапный поток энергии может повредить электрические или электронные машины.
С другой стороны, при низком выходном напряжении машина может не работать.
Для продления срока службы машин рекомендуется использовать это устройство при любых операциях. Они гарантируют, что машины все время работают хорошо, особенно в часы пик. В основном это оборудование используется для контроля колебаний входного напряжения и в то же время для поддержания выходного напряжения с точностью +/-0,5%.
1.7 ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТНОЙ РАБОТЫ
Различные этапы разработки этого проекта были должным образом сведены в пять глав для облегчения чтения. В этом тезисе проект организован последовательно следующим образом:
Первая глава этой работы посвящена введению в исследование. В этой главе обсуждались предыстория, значение, цель, польза, применение, ограничение и проблема исследования.
Вторая глава посвящена обзору литературы по этому исследованию. В этой главе была рассмотрена вся литература, относящаяся к этой работе.
Третья глава посвящена методологии проектирования. В этой главе обсуждались все методы, используемые при проектировании и строительстве.
Четвертая глава посвящена анализу испытаний. Были проанализированы все тесты, в результате которых была получена точная функциональность.
Пятая глава посвящена выводам, рекомендациям и ссылкам.
ГЛАВА ВТОРАЯ : Первая глава этой работы была показана выше. Полная глава вторая » «Проектирование и изготовление автоматического стабилизатора напряжения 220В». Проектирование и конструкция автоматического стабилизатора напряжения 220В» состоит из обзора литературы. В этой главе все сопутствующие работы по « рассмотрен проект и конструкция автоматического стабилизатора напряжения 220В».
ГЛАВА ТРЕТЬЯ: Полная третья глава »
проектирование и изготовление автоматического стабилизатора напряжения 220В». Заказать полную работу для скачивания. Глава третья »
проектирование и строительство автоматического стабилизатора напряжения 220 В» состоит из методологии.
В этой главе обсуждались все методы, использованные при выполнении этой работы.
проектирование и изготовление автоматического стабилизатора напряжения 220В». Заказать полную работу для скачивания. Глава четвертая »
проектирование и изготовление автоматического стабилизатора напряжения 220В» состоит из всех испытаний, проведенных в процессе работы, и результата, полученного после всей работы
ГЛАВА ПЯТАЯ : Полная пятая глава проектирования и строительства » проектирование и изготовление автоматического стабилизатора напряжения 220В». Заказать полную работу для скачивания. Глава пятая » «Проектирование и конструкция автоматического стабилизатора напряжения 220 В» состоит из заключений, рекомендаций и ссылок. Кому » СКАЧАТЬ » полный материал по этой конкретной теме выше нажмите «ЗДЕСЬ»
Вам нужны наши банковские счета ? пожалуйста, нажмите ЗДЕСЬ
Чтобы просмотреть другие похожие темы нажмите ЗДЕСЬ
Чтобы » SUMMIT » новая тема(ы), мы разработали новую тему на сайте ИЛИ вы не видели свою тему хотите подтвердить наличие вашей темы нажмите ЗДЕСЬ
Хотите, чтобы мы исследовали вашу новую тему? если да, нажмите » ЗДЕСЬ »
Есть вопросы по поводу нашей почты/услуг? нажмите ЗДЕСЬ для ответов на ваши вопросы
Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами любым из следующих способов:
Мобильный номер: +2348146561114 или +2347015391124 [Mr.