Pludselige og betydelige udsving i AC-spændingen i netværket fører til ustabil drift af elektronisk udstyr og elektriske husholdningsapparater. I ekstreme tilfælde kan sådanne overspændinger få elektronik til at gå i stykker og svigte. I dette tilfælde er brugen af strømforsyningsspændingsstabilisatorer uundværlig. Brugere vælger i stigende grad inverterspændingsstabilisatorer til hjemmet.
Oversigt over spændingsstabilisatorer
AC linjespændingsstabilisatorer har historisk udviklet sig ved hjælp af forskellige kredsløbsdesign. I øjeblikket er der flere typer stabilisatorer:
- relæspændingsstabilisatorer;
- elektromekaniske servostabilisatorer;
- elektronisk tyristor eller triacstabilisatorer;
- inverter spændingsregulatorer.
Relæstabilisatorernes udgangsspænding ændres i trin ved at skifte nettransformatorens viklinger med kontakter på kraftige elektromagnetiske relæer. Stabiliseringsnøjagtigheden bestemmes af antallet af skiftede viklinger. Der kan være fra 5 til 10 sådanne viklinger. Når der skiftes fra en vikling til en tilstødende, ændrer udgangsspændingen sin værdi med cirka (15-20) V.
I elektromekaniske stabilisatorer flytter et DC-servodrev strømkollektorens grafitbørste langs autotransformatorviklingens drejninger. Værdien af styresignalet afhænger af forskellen mellem indgangsspændingen og referencespændingen svarende til 220 V. Når forskellen er elimineret, går servomotorstyreenheden i sporingstilstand.
I elektroniske stabilisatorer styres omskiftningen af transformatorviklingerne, der bruges af aktuatorerne, af controlleren.
Switchenheden er lavet på halvledertriacer eller tyristorer. Betjeningen af controlleren bestemmes af den software, der er installeret på produktets fabrik.
Princippet for driften af inverterstabilisatoren
Betjening af inverterens spændingsstabilisator er baseret på princippet om dobbeltkonvertering. Først konverteres input AC-spændingen til DC, og derefter udføres den inverse konvertering. Sikring af enhedens output er stabilvekselspænding 220 V udføres af elektronikken i inverterspændingsstabilisatorer.
Den har ikke omfangsrige krafttransformatorer. Sammensætningen af stabilisatorerne omfatter følgende elektroniske komponenter:
- input netværk LC-filter;
- halvlederdiode fuldbølge ensretter;
- power factor correction device;
- blok af lagerkondensatorer;
- inverter-konverter;
- quartz clock oscillator med stabil frekvens;
- højpas-outputfilter;
- mikroprocessorcontroller.
Passivt input netfilter bruges til at eliminere højfrekvent interferens og udglatte korte stigninger i netspændingen. Ensretteren omdanner vekselspændingen til en direkte, hvor en del af den elektriske energi er lagret i en blok af elektrolytiske kondensatorer med høj kapacitet. De er en backupkilde, der træder i funktion i tilfælde af netspændingsfejl eller kortvarig nedlukning.
Korrektorens opgave er at normalisere den strøm, der tages fra netværket, og forhindre overbelastning af stabilisatoren under dens drift. Inverter-konverteren genopretter AC-spændingen fra DC. På grund af en kvartsoscillators deltagelse i dens drift har udgangsspændingen form af en ren sinusoide med en frekvens på 50 Hz med en fejl på ikke over 0,5%.
Regulatoren styrer driften af udgangsspændingsstabiliseringskredsløbene og evaluerer tilstanden af individuelle blokkeenheder med udsendelse af resultater til displayelementerne. Den udsender kommandoer til automatisk at slukke for driften af stabilisatoren i tilfælde af, at indgangsspændingsværdien går ud over det reguleringsområde, der er bestemt af de tekniske karakteristika.
Specifikationer for stabilisatorer
Når du vælger en AC-spændingsstabilisator til hjemmenetværket, skal du være meget opmærksom på dens vigtigste tekniske egenskaber, som omfatter følgende:
- maksimal tilladt belastningseffekt, som stabilisatoren kan levere, samtidig med at netspændingskvalitetsparametrene opretholdes;
- tilladelige netspændingsudsving, ved hvilke spændingen ved stabilisatorens udgang bevarer sin værdi under hensyntagen til kravene i kvalitetsstandarder;
- nivelleringshastighed, som bestemmer regulatorens reaktionstid på kortsigtede hurtigt skiftende ændringer i netspændingen for at holde udgangsspændingen uændret;
- udgangssignalets form, ideelt set nærmer sig en sinusformet;
- nøjagtighed af stabiliserede spændingsparametre;
- beskyttelsesgrad, der bestemmer stabilisatorens evne til at fungere under forhold med ekstreme temperaturer og høje relative fugtighedsniveauer;
- formfaktor, der bestemmer dimensionerne af stabilisatoren;
- Niveauet af interferens skabt af enheden til det omgivende udstyr.
En yderligere faktor, der påvirker valget af stabilisator, kan være tilstedeværelsen af elementer af visuel indikation og signalering.
Det skal informere brugeren fuldt ud om værdierne for input og stabiliserede parametre og advare om forekomsten af kritiske situationer.
Funktioner ved inverterstabilisatorer
Fraværet af voluminøse ferromagnetiske transformere med en kompleks viklingsstruktur i dem lettede i høj grad designet. Inverter spændingsstabilisatorer indeholder ikke bevægelige dele af servodrev, som ikke kræver deres periodiske vedligeholdelse under drift og gør driften af stabilisatorerne næsten lydløse. IGBT- eller MOSFET-halvlederenheder fremstillet ved hjælp af moderne teknologier bruges som strømelementer.
Brugen af quartz-urgeneratorer giver dig mulighed for at få en output-vekselspænding, hvis form nærmer sig en ren sinus. Kredsløbsløsninger giver dig mulighed for at korrigere den ikke-ideelle form af indgangsnetspændingen. Alle funktioner styres af en mikrocontroller.
Inverterstabilisatorydelse
Skema og tekniske løsninger implementeret i inverter-spændingsstabilisatorer gør det muligt at producere færdige produkter, hvis ydeevne adskiller sig væsentligt fra andre typer stabilisatorer til det bedre. Førende indenlandske og udenlandske producenter skaber produktlinjer designet til forbrugernes forskellige strømniveauer. De starter fra 300 VA. 10 kW (kVA) inverterspændingsregulatoren er ikke den sidste i denne serie.
Med hensyn til andre indikatorer. Inverterspændingsstabilisatorer med dobbeltkonvertering opretholder en stabiliseret spænding på 220 V ved udgangen med en afvigelse på højst 1 % med ændringer i netspændingen i området 90-310 V. Frekvensaflæsningsfejlen overstiger ikke 0,5 %. Stabiliseringshastigheden er på niveauet 10 ms, hvilket vil tillade brugen af præcisionsmåleinstrumenter som belastning. I dette tilfælde udføres fuldstændig undertrykkelse af impulsstøj.
Konklusion
Inverter spændingsstabilisatorer erobrer gradvist netværksstabilisatormarkedet. Efter at have læst artiklens materialer vil læserne forstå, at dette er velfortjent. De tekniske og kredsløbsløsninger, der anvendes i sådanne produkter, gør det muligt at opnå en ydeevne, der er uopnåelig for andre typer stabilisatorer. Deres gradvist faldende pris retfærdiggør de fordele, som brugere af sådanne enheder modtager efter at have købt dem.
