ישנן אפשרויות שונות להגנה על מכשירי חשמל כאשר הפרמטרים של קו החשמל חורגים מהנומינליים. אות סינוסואידי בערך של 220 וולט מועבר לאורך קו הרשת, סטיות של ערך זה מותרות בתוך 15 אחוזים ונתפסות בדרך כלל על ידי מכשירי חשמל ביתיים. כדי לשמור על ערך המתח בגבול זה, הדרך הקלה ביותר היא להשתמש במייצב מתח.
תוֹכֶן
-
סוגי ועיקרון הפעולה של המייצב
- מכשיר מסוג ממסר
- מנרמל מתח תיריסטור
- נורמליזציה מסוג סרוו
- מכשיר ברזוננס
- מנרמל כוח מהפך
- בחירת ווסת מתח
סוגי ועיקרון הפעולה של המייצב
בחנויות קמעונאיות אתה יכול למצוא שונים סוג ועיקרון הפעולה מייצבי מתח, בדרך אחרת הם נקראים מנרמלים. אבל למרות הגיוון, המשימות שלהם זהות - לשמור על המתח המדורג ברשת האספקה. הדרישות המוטלות עליהם הן להבטיח תגובה מהירה לשינויי אותות, גבוהה ערכי מקדם הביצועים (COP), שידור הסינוסואיד הנכון ואמינות השליטה על הקלט והפלט אותות.
לפני שתחליט איזה וסת מתח לבחור, אתה צריך לדעת את ההבדלים ביניהם. מייצבי מתח מסווגים על פי עקרון הפעולה שלהם, הם:
- ממסר;
- תיריסטור;
- אלקטרומכני;
- תהודה ברזית;
- המרה כפולה.
בנוסף, הם נבדלים על ידי המאפיינים הטכניים שלהם, כולל ערכי ההספק המדורג, טווח המתח המיוצב, סוג הרשת בשימוש.
מכשיר מסוג ממסר
זהו סוג המכשיר הפופולרי ביותר עם תג מחיר נמוך. האלמנטים העיקריים המשמשים במכשירים מסוג ממסר הם:
- ממסר;
- שַׁנַאי;
- בלוק בקרה.
התכנון מבוסס על יכולתו של הממסר להתחבר או לנתק, באמצעות אנשי הקשר שלו, ברזים מהפיתול המשני של השנאי. הממסרים עשויים במארז אטום, המגן עליהם מפני אבק. איזו סלילה לחבר מנותחת על ידי יחידת הבקרה.
פעולת המכשיר היא כדלקמן. יחידת הבקרה עוקבת אחר השינוי ברמת האות בכניסת המייצב ומשווה אותו למתח ייחוס של 220 וולט. כאשר המתח יורד בעזרת ממסר, מחוברת סלילה נוספת של השנאי, הוספת מתחנדרש להשוות את רמתו עם ההפניה. בהגדלה, להיפך, אחד הפיתולים כבוי. בשל אופי העבודה הזה, השנאי המשומש נקרא שנאי מאיץ.
השנאי עצמו פועל על פי העיקרון הבא: מתח הרשת נופל על הפיתול הראשוני שלו. כאשר עובר דרכו זרם משתנה, נוצר שטף מגנטי לסירוגין. שטף זה חודר לליבה ולכל הפיתולים שבהם מושרה כוח אלקטרו-מוטורי (EMF). אם עומס מחובר לפיתול המשני, אז תחת פעולת ה-EMF, זרם חילופין מתחיל לזרום דרכו. במקרה זה, לפיתול המשני יש כמה ענפים, שנעשו במקומות השונים שלו. כדי להגביר את המתח, מספר הסיבובים המחוברים עולה, וכדי להקטין הוא יורד.
מספר הפיתולים הנוספים תלוי בדגם המכשיר ומשפיע על הדיוק של אות הפלט. ככל שיש יותר מהם, כך ערך המוצא יהיה קרוב יותר לערך של 220 וולט. בשל צורת השליטה המדרגת, בעת החלפת הפיתולים, מתרחשים עליות מתח, בעוד שאות הפלט הרגיל יהיה ערך בין 203 ל-237 וולט.
יתרונות סוג זה של ייצובמלבד המחיר, ישנה יכולת עמידה בעומסי יתר ומגוון רחב של טמפרטורות עבודה מ-40 עד +40 מעלות צלזיוס. מנרמלים כאלה כמעט ולא רגישים לצורת התדר של אות הכניסה. החסרונות כוללים: רעש הנובע בעת הפעלת הממסר, הספק נמוך ואמינות. האמינות תלויה באיכות הממסר. השיטה הדרגתית של התאמת האות מובילה לעליות קצרות טווח ברמת המתח, המשפיעות לרעה על הציוד המחובר למייצב.
מנרמל מתח תיריסטור
פעולתו של מייצב מסוג זה אינה שונה בעיקרון פעולתו מהממסר. רק במקום ממסרים לא אמינים ורועשים, נעשה שימוש באלמנט מוליך למחצה, תיריסטור. זהו אלמנט רדיו עם שני מצבים יציבים עם שלושה או יותר מעברי pn. בעבודתו הוא מזכיר מפתח אלקטרוני.
מכשירים כאלה נקראים גם טריאק, ההבדלים הם רק בכך שהתיריסטור מעביר את האות רק בכיוון אחד, והטריאק בשני הכיוונים. שני תיריסטורים המחוברים במקביל ואחד כלפי השני יוצרים טריאק. ייצוב מתרחש על ידי חיבור או ניתוק פיתולים נוספים על ידי פתיחה או סגירה של התיריסטור.
מייצבי תיריסטורים הונפק כאחד, ושני שלבים של טרנספורמציה. במקרה השני, בשלב הראשון, רמת האות נקבעת באופן גס, ובשני, היא מדויקת. זה מאפשר להשיג דיוק גבוה של רמת מתח המוצא. ההטבות כוללות:
- חוסר רעש;
- אמינות גבוהה;
- צריכת חשמל נמוכה;
- ביצועים גבוהים;
- ממדים פיזיים קטנים.
בנוסף, עקב השימוש בבקרת מיקרו-מעבד, מייצב התיריסטור אינו מעוות את צורת אות המוצא.
החסרונות הם העלות הגבוהה הנובעת מהשימוש בתיריסטורים יקרים ומעגל בקרה אלקטרוני מורכב. וגם מנרמל תיריסטורים אינם נטולי היעדר ייצוב מסוג ממסר, כלומר ויסות צעדים. לדוגמה, עם דיוק ייצוב של 2%, שלב מתח המוצא הוא 6 וולט.
נורמליזציה מסוג סרוו
שם נוסף לנרמל סרוו הוא מייצב מסוג אלקטרומכני או מנוע סרוו. מכשיר כזה מורכב משלושה אלמנטים עיקריים:
- שנאי אוטומטי;
- מנוע חשמלי;
- לוחות בקרה.
עקרון הפעולה טמון בתנועה חלקה בעזרת מנוע מברשת פחמן, הסוגר את הפיתולים המשניים של השנאי האוטומטי. הפיתולים שלו מחוברים זה לזה, ובשל כך נוצרים חיבורים מגנטיים וחשמליים כאחד. הפיתול המשני של השנאי האוטומטי יש לפחות ארבעה ברזים, שלכל אחד מהם יש ערך מתח משלו.
פעולת המנוע נשלטת על ידי לוח אלקטרוני עם מיקרו-מעבד. הודות לגישה זו, ייצוב מתח מתרחש ללא תהליכים חולפים וצורת הגל של הפלט אינה משתנה. גל הסינוס הנכון חשוב למכשירים המשתמשים במנועים בעיצובם, אשר מתחממים יתר על המידה כאשר האות רועש מאוד.
החיסרון של מושלי מנועי סרוו הוא מהירות התגובה הנמוכה. לדוגמה, אם אות הכניסה סוטה ב-5%, זמן התגובה הוא 0.2 שניות. בנוסף, מייצב כזה יוצר רעש מוגבר במהלך הפעולה.
מכשיר ברזוננס
סוג זה של מנרמל משתמש בעבודתו אפקט התהום הפררונסוננסהנובע בצרור השנאי-קבלים. לכן הוא קיבל את שמו: מייצב ברזוננטי. מבחינה מבנית, סוג זה של מנרמל דומה לסוג השנאי. אבל כאן השנאי המשומש אינו סימטרי, הפיתול המשני ממוקם על מעגל מגנטי עם חתך גדול, שאינו מאפשר לו להיות במצב של רוויה.
בשנאי כזה מתעוררים שלושה שטפים מגנטיים של שינוי הספק, שגודלם מוביל להשוואה של מתח המוצא. קבל מחובר במקביל לפיתול המשני ובהתאם לעומס. תוספת של קבל מייצבת את המתח בזרמי מגנט נמוכים, ומגדילה את גורם ההספק.
החיסרון העיקרי של סוג זה של מכשיר הוא גורם ההספק הנמוך. בנוסף, לייצב יש משקל וגודל גדולים, רעש במהלך הפעולה. יתרונותיו הם בדיוק בוויסות ובאמינות גבוהה.
מנרמל כוח מהפך
עקרון הפעולה מבוסס על המרה כפולהואות קלט תחילה לתוך קבוע, ולאחר מכן בחזרה לתוך משתנה. היתרון הבלתי מעורער שלו הוא השימוש בשנאים לא מגושמים של 50 הרץ בלב התכנון, אלא קומפלקס של יישום תוכנה וחומרה. זה מאפשר להגיע ליעילות של יותר מ-90% ובמקביל לספק דיוק מעולה של ייצוב מתח.
מייצב אינוורטר כולל:
- נהג מתח;
- מיקרו-בקר;
- קיבולת;
- מיישר;
- מתקן כוח.
זרם החילופין, הנכנס למיישר ועובר דרך מסנן התדרים, מומר לערך קבוע. אות מיוצב במתח גבוה מוזן למהפך, מצטבר על קבלי אוטובוס DC. יחידת המהפך מורכבת על מיקרו-מעגל אפנון רוחב דופק (PWM) וטרנזיסטורי כוח IGBT. בקר ה-PWM מייצר אות בתדר גבוה, כ-20 קילו-הרץ, השולט בפתיחת הטרנזיסטורים של ה-IGBT. לאחר מכן, בעזרת מסנן אינדוקטיבי קיבולי, נוצר אות פלט לסירוגין.
בשל היישום של גישה זו, המכשיר מווסת בצורה חלקה את האות ומייצר סינוסואיד באיכות מעולה, שחשוב, למשל, לתפעול של דודי גז. החיסרון הוא השימוש ברכיבי רדיו יקרים, מה שמוביל למחיר הגבוה ביותר של כל סוגי המייצבים. צריך מתגי הפעלה של IGBT בהגנה מפני התחממות יתר, כך שהם מותקנים על מצננים, מה שמוסיף לרמת הרעש.
בחירת ווסת מתח
בחירת מייצב לעבודה עם מכשיר ספציפי או להשתמש בו לאספקת חשמל לבית, קריטריוני הבחירה נשארים זהים.
בהתאם לסוג הרשת, נבחר התקן חד פאזי ל-220 וולט, והתקן תלת-פאזי ל-380 וולט. פרמטר חשוב הוא טווח מתח הכניסה, שכן כאשר חורגת מגבול זה, המייצב ינתק את העומס המחובר אליו או יכבה את עצמו. כדי לבחור אותו נכון, אתה צריך לדעת את התפשטות המתח ברשת החשמל. אתה יכול לגלות זאת על ידי מדידת עוצמת האות בזמנים שונים של היום במשך מספר ימים.
בבחירת מייצב מתח לבית לוקחים בחשבון לא רק את סוג המכשירים הזקוקים להגנה, אלא גם את שיא ההספק שלהם. ערכו נלקח עם מרווח של לפחות חמישה עשר אחוזים ומחושב על ידי חיבור הספק של כל המכשירים המחוברים למייצב. הספק פעיל מצוין תמיד בוואט (W), והספק לכאורה בוולט-אמפר (VA). הם מתואמים זה עם זה כ- 1VA = 0.6 - 0.8 W. יש להבין שלמנועים יש זרמי התנעה והתקני ייצוב כוח בעת שימוש מנועים חשמליים אסינכרוניים, מדחסים, משאבות, צריכים להיות גבוהים פי 3-4 מהספק ההפעלה צרכנים.
מתן העדפה לסוג המכשיר, נלקח בחשבון שדגמים אלקטרומכניים מתאימים להגנה על ציוד בעל דיוק גבוה. ממסר ותיריסטור לקווים שבהם מתרחשים עליות מתח משמעותיות, והדרישות לדיוק הייצוב אינן הגורם העיקרי. כך למשל, מדובר ברכיבים אלקטרוניים הרגישים לתנודות בערכי המתח, המותקנים במקררים, מקפיאים וכדומה, אשר בעיצובם מנועי התנעה.
על פי הסטטיסטיקה, היצרנים הבאים הם בין המכשירים הפופולריים ביותר בשוק שזכו באמון הקונים:
- נגמ"ש;
- Luxeon;
- Resant;
- Powercom;
- RUCELF;
- אֵנֶרְגִיָה;
- כוח היגיון.
על ידי רכישת מכשיר ממותגים ידועים, הצרכן מקבל לא רק עמידה בפרמטרים המוצהרים עם מאפיינים אמיתיים, אלא גם מתן אחריות ותמיכה בשירות לאחר אחריות. כמעט כל מכשירי ייצוב המתח מצוידים במסכים אינפורמטיביים שיכולים להציג: ערך הקלט והמתח המיוצב, ערך צריכת החשמל, צורת הגל וכו'. כמו זה.
