Nenadna in znatna nihanja izmenične napetosti v omrežju vodijo v nestabilno delovanje elektronske opreme in električnih gospodinjskih aparatov. V skrajnih primerih lahko takšni sunki povzročijo okvaro in odpoved elektronike. V tem primeru je uporaba stabilizatorjev napajalne napetosti nepogrešljiva. Vse pogosteje se uporabniki odločajo za inverterske napetostne stabilizatorje za dom.
Pregled napetostnih stabilizatorjev
Stabilizatorji omrežne napetosti izmenične napetosti so se v preteklosti razvijali z uporabo različnih oblik vezij. Trenutno obstaja več vrst stabilizatorjev:
- relejni napetostni stabilizatorji;
- elektromehanski servo stabilizatorji;
- elektronski tiristor ali triakstabilizatorji;
- inverterski napetostni regulatorji.
Izhodna napetost relejnih stabilizatorjev se spreminja po korakih s preklapljanjem navitij omrežnega transformatorja s kontakti močnih elektromagnetnih relejev. Natančnost stabilizacije je določena s številom preklopnih navitij. Takih navitij je lahko od 5 do 10. Pri preklopu iz enega navitja v sosednje izhodna napetost spremeni svojo vrednost za približno (15-20) V.
V elektromehanskih stabilizatorjih DC servo pogon premika grafitno krtačo tokovnega zbiralnika vzdolž zavojev navitja avtotransformatorja. Vrednost krmilnega signala je odvisna od razlike med vhodno napetostjo in referenčno napetostjo, ki ustreza 220 V. Ko je razlika odpravljena, krmilna naprava servo motorja preide v način sledenja.
V elektronskih stabilizatorjih preklapljanje navitij transformatorja, ki jih uporabljajo aktuatorji, nadzoruje krmilnik.
Sklopna enota je izdelana na polprevodniških triakih ali tiristorjih. Delovanje krmilnika je določeno s programsko opremo, nameščeno v tovarni izdelka.
Načelo delovanja inverterskega stabilizatorja
Delovanje inverterskega napetostnega stabilizatorja temelji na principu dvojne pretvorbe. Najprej se vhodna izmenična napetost pretvori v enosmerno, nato pa se izvede inverzna pretvorba. Zagotavljanje stabilnega izhoda napraveizmenično napetost 220 V izvaja elektronika inverterskih napetostnih stabilizatorjev.
Nima obsežnih močnostnih transformatorjev. Sestava stabilizatorjev vključuje naslednje elektronske komponente:
- vhodni omrežni LC filter;
- polprevodniški diodni polvalovni usmernik;
- naprava za korekcijo faktorja moči;
- blok kondenzatorjev za shranjevanje;
- inverterski pretvornik;
- kvarčni oscilator stabilne frekvence;
- izhodni filter visokih prehodov;
- mikroprocesorski krmilnik.
Pasivni vhodni omrežni filter se uporablja za odpravo visokofrekvenčnih motenj in glajenje kratkih prenapetosti omrežne napetosti. Usmernik pretvarja izmenično napetost v neposredno, katere del električne energije je shranjen v bloku visoko zmogljivih elektrolitskih kondenzatorjev. So rezervni vir, ki začne delovati v primeru izpada omrežne napetosti ali njegovega kratkotrajnega izklopa.
Naloga korektorja je normalizirati moč, odvzeto iz omrežja, in preprečiti preobremenitev stabilizatorja med njegovim delovanjem. Pretvornik-pretvornik obnovi izmenično napetost iz enosmerne. Zaradi sodelovanja kvarčnega oscilatorja pri njegovem delovanju ima izhodna napetost obliko čiste sinusoide s frekvenco 50 Hz z napako, ki ne presega 0,5%.
Krmilnik nadzoruje delovanje stabilizacijskih vezij izhodne napetosti in ocenjuje stanje posameznih blokovnaprave z izdajo rezultatov na prikazovalne elemente. Izdaja ukaze za samodejno izklop delovanja stabilizatorja v primeru, da vrednost vhodne napetosti preseže območje regulacije, ki ga določajo tehnične značilnosti.
specifikacije stabilizatorjev
Pri izbiri stabilizatorja izmenične napetosti za domače omrežje je treba veliko pozornost nameniti njegovim glavnim tehničnim lastnostim, ki vključujejo naslednje:
- največja dovoljena moč obremenitve, ki jo stabilizator lahko zagotovi ob ohranjanju parametrov kakovosti omrežne napetosti;
- dopustna nihanja omrežne napetosti, pri katerih napetost na izhodu stabilizatorja ohrani svojo vrednost ob upoštevanju zahtev standardov kakovosti;
- nivelirna hitrost, ki določa odzivni čas regulatorja na kratkoročne hitro spreminjajoče se spremembe omrežne napetosti, da ostane izhodna napetost nespremenjena;
- oblika izhodnega signala, idealno se približuje sinusoidi;
- natančnost parametrov stabilizirane napetosti;
- stopnja zaščite, ki določa sposobnost stabilizatorja, da deluje v pogojih ekstremnih temperatur in visoke relativne vlažnosti;
- faktor oblike, ki določa dimenzije stabilizatorja;
- Raven motenj, ki jih naprava povzroči na okoliško opremo.
Dodaten dejavnik, ki vpliva na izbiro stabilizatorja, je lahko prisotnost elementov vizualne indikacije in signalizacije.
Uporabnika mora v celoti obveščati o vrednostih vhodnih in stabiliziranih parametrov ter opozoriti na pojav kritičnih situacij.
Lastnosti inverterskih stabilizatorjev
Odsotnost obsežnih feromagnetnih transformatorjev s kompleksno strukturo navitja v njih je močno olajšala zasnovo. Inverterski napetostni stabilizatorji ne vsebujejo gibljivih delov servo pogonov, kar ne zahteva njihovega občasnega vzdrževanja med delovanjem in omogoča skoraj tiho delovanje stabilizatorjev. Kot napajalni elementi se uporabljajo polprevodniške naprave IGBT ali MOSFET, izdelane z uporabo sodobnih tehnologij.
Uporaba generatorjev kvarčnih ur vam omogoča, da dobite izhodno izmenično napetost, katere oblika se približuje čistemu sinusu. Rešitve vezja vam omogočajo, da popravite neidealno obliko vhodne omrežne napetosti. Vse funkcije nadzoruje mikrokrmilnik.
zmogljivost inverterskega stabilizatorja
Shema in tehnične rešitve, implementirane v inverterskih napetostnih stabilizatorjih, omogočajo izdelavo končnih izdelkov, katerih zmogljivost se bistveno razlikuje od ostalih vrst stabilizatorjev na bolje. Vodilni domači in tuji proizvajalci ustvarjajo linije izdelkov, zasnovane za različne stopnje moči porabnikov. Začnejo se pri 300 VA. Inverterski regulator napetosti 10 kW (kVA) ni zadnji v tej seriji.
Kot za druge kazalnike. Inverterski napetostni stabilizatorji z dvojno pretvorbo vzdržujejo na izhodu stabilizirano napetost 220 V z odstopanjem največ 1% s spremembami omrežne napetosti v območju 90-310 V. Napaka odčitavanja frekvence ne presega 0,5%. Hitrost stabilizacije je na ravni 10 ms, kar bo omogočilo uporabo natančnih merilnih instrumentov kot obremenitve. V tem primeru se izvede popolno zatiranje impulznega hrupa.
Sklep
Inverterski napetostni stabilizatorji postopoma osvajajo trg omrežnih stabilizatorjev. Po branju gradiva članka bodo bralci razumeli, da je to zasluženo. Tehnične in vezijne rešitve, ki se uporabljajo v takšnih izdelkih, omogočajo doseganje zmogljivosti, ki je za druge vrste stabilizatorjev nedosegljive. Njihova postopno padajoča cena upravičuje prednosti, ki jih uporabniki tovrstnih naprav prejmejo po nakupu.
