Plötsliga och betydande fluktuationer i växelspänningen i nätverket leder till instabil drift av elektronisk utrustning och elektriska hushållsapparater. I extrema fall kan sådana överspänningar göra att elektroniken går sönder och går sönder. I det här fallet är användningen av strömförsörjningsspänningsstabilisatorer oumbärlig. Allt fler användare väljer inverterspänningsstabilisatorer för hemmet.
Översikt över spänningsstabilisatorer
AC linjespänningsstabilisatorer har historiskt utvecklats med hjälp av olika kretsdesigner. För närvarande finns det flera typer av stabilisatorer:
- reläspänningsstabilisatorer;
- elektromekaniska servostabilisatorer;
- elektronisk tyristor eller triacstabilisatorer;
- inverter spänningsregulatorer.
Utspänningen från relästabilisatorer ändras i steg genom att byta lindningar på nättransformatorn med kontakter på kraftfulla elektromagnetiska reläer. Stabiliseringsnoggrannheten bestäms av antalet omkopplade lindningar. Det kan finnas från 5 till 10 sådana lindningar. När man byter från en lindning till en intilliggande, ändrar utspänningen sitt värde med ungefär (15-20) V.
I elektromekaniska stabilisatorer flyttar en likströmsservodrivning strömavtagarens grafitborste längs autotransformatorlindningens varv. Styrsignalens värde beror på skillnaden mellan ingångsspänningen och referensspänningen motsvarande 220 V. När skillnaden är eliminerad går servomotorstyrenheten in i spårningsläge.
I elektroniska stabilisatorer styrs omkopplingen av transformatorlindningarna som används av ställdonen av styrenheten.
Omkopplingsenheten är gjord på halvledartriacer eller tyristorer. Styrenhetens funktion bestäms av programvaran som är installerad på produktens fabrik.
Funktionsprincipen för inverterstabilisatorn
Funktionen av inverterns spänningsstabilisator är baserad på principen om dubbelkonvertering. Först omvandlas den ingående växelspänningen till DC, och sedan utförs den omvända omvandlingen. Se till att enhetens utdata är stabilväxelspänning 220 V utförs av elektroniken i inverterns spänningsstabilisatorer.
Den har inga skrymmande krafttransformatorer. Stabilisatorernas sammansättning inkluderar följande elektroniska komponenter:
- input nätverk LC-filter;
- halvledardiod helvågslikriktare;
- enhet för effektfaktorkorrigering;
- block med lagringskondensatorer;
- inverter converter;
- kvartsklockoscillator med stabil frekvens;
- högpassfilter;
- mikroprocessorstyrenhet.
Passivt ingångsnätfilter används för att eliminera högfrekventa störningar och jämna ut korta överspänningar i nätspänningen. Likriktaren omvandlar växelspänningen till en direkt, vars del av den elektriska energin lagras i ett block av elektrolytiska kondensatorer med hög kapacitet. De är en reservkälla som träder i funktion i händelse av nätspänningsavbrott eller kortvarig avstängning.
Korrigerarens uppgift är att normalisera strömmen som tas från nätverket, vilket förhindrar överbelastning av stabilisatorn under dess drift. Växelriktaren-omvandlaren återställer AC-spänningen från DC. På grund av att en kvartsoscillator deltar i dess funktion har utspänningen formen av en ren sinusoid med en frekvens på 50 Hz med ett fel som inte överstiger 0,5%.
Regulatorn styr driften av utspänningsstabiliseringskretsarna och utvärderar tillståndet för enskilda blockenheter med utfärdande av resultat till displayelementen. Den utfärdar kommandon för att automatiskt stänga av driften av stabilisatorn i händelse av att ingångsspänningsvärdet går utanför det reglerområde som bestäms av de tekniska egenskaperna.
Specifikationer för stabilisatorer
När du väljer en växelströmsstabilisator för ett hemnätverk, bör stor uppmärksamhet ägnas åt dess huvudsakliga tekniska egenskaper, som inkluderar följande:
- högsta tillåtna belastningseffekt som stabilisatorn kan ge med bibehållen nätspänningskvalitetsparametrar;
- tillåtna nätspänningsfluktuationer, vid vilka spänningen vid stabilisatorns utgång bibehåller sitt värde, med hänsyn tagen till kraven i kvalitetsstandarder;
- nivelleringshastighet, som bestämmer regulatorns svarstid på kortvariga snabba förändringar i nätspänningen för att hålla utspänningen oförändrad;
- utgångssignalens form, helst närmar sig en sinusform;
- noggrannhet för stabiliserade spänningsparametrar;
- skyddsgrad som bestämmer stabilisatorns förmåga att fungera under förhållanden med extrema temperaturer och höga relativa fuktighetsnivåer;
- formfaktor som bestämmer stabilisatorns dimensioner;
- Nivån av störningar som skapas av enheten till den omgivande utrustningen.
En ytterligare faktor som påverkar valet av stabilisator kan vara närvaron av element av visuell indikering och signalering.
Den bör informera användaren fullständigt om värdena för indata och stabiliserade parametrar och varna för uppkomsten av kritiska situationer.
Funktioner hos inverterstabilisatorer
Frånvaron av skrymmande ferromagnetiska transformatorer med en komplex lindningsstruktur i dem underlättade designen avsevärt. Inverterspänningsstabilisatorer innehåller inte rörliga delar av servodrivenheter, vilket inte kräver deras periodiska underhåll under drift och gör driften av stabilisatorerna nästan tyst. IGBT- eller MOSFET-halvledarenheter tillverkade med modern teknik används som kraftelement.
Användningen av kvartsklockgeneratorer gör att du kan få en utgående växelspänning, vars form närmar sig en ren sinus. Kretslösningar gör att du kan korrigera den icke-idealiska formen på den ingående nätspänningen. Alla funktioner styrs av en mikrokontroller.
Inverterstabilisatorprestanda
Schema och tekniska lösningar implementerade i inverterspänningsstabilisatorer gör det möjligt att producera färdiga produkter, vars prestanda skiljer sig avsevärt från andra typer av stabilisatorer till det bättre. Ledande inhemska och utländska tillverkare skapar produktlinjer utformade för olika energinivåer hos konsumenter. De börjar från 300 VA. 10 kW (kVA) inverterspänningsregulatorn är inte den sista i denna serie.
När det gäller andra indikatorer. Inverterspänningsstabilisatorer med dubbel omvandling upprätthåller en stabiliserad spänning på 220 V vid utgången med en avvikelse på högst 1% med förändringar i nätspänningen i området 90-310 V. Frekvensavläsningsfelet överstiger inte 0,5%. Stabiliseringshastigheten är på nivån 10 ms, vilket gör det möjligt att använda precisionsmätinstrument som belastning. I detta fall utförs fullständig undertryckning av impulsbrus.
Slutsats
Inverterspänningsstabilisatorer erövrar gradvis marknaden för nätverksstabilisatorer. Efter att ha läst materialet i artikeln kommer läsarna att förstå att detta är välförtjänt. De tekniska och kretslösningar som används i sådana produkter gör det möjligt att uppnå prestanda som är ouppnåeliga för andra typer av stabilisatorer. Deras gradvis sjunkande pris motiverar fördelarna som användare av sådana enheter får efter att ha köpt dem.
