Pēkšņas un būtiskas maiņstrāvas sprieguma svārstības tīklā izraisa nestabilu elektronisko iekārtu un sadzīves elektroierīču darbību. Ārkārtējos gadījumos šādi pārspriegumi var izraisīt elektronikas sabojāšanos un kļūmi. Šajā gadījumā ir nepieciešams izmantot strāvas padeves sprieguma stabilizatorus. Arvien biežāk lietotāji izvēlas invertora sprieguma stabilizatorus mājām.
Sprieguma stabilizatoru pārskats
Maiņstrāvas līnijas sprieguma stabilizatori vēsturiski ir attīstījušies, izmantojot dažādus ķēžu dizainus. Pašlaik ir vairāki stabilizatoru veidi:
- releja sprieguma stabilizatori;
- elektromehāniskie servostabilizatori;
- elektroniskais tiristors vai triaksstabilizatori;
- invertora sprieguma regulatori.
Releju stabilizatoru izejas spriegums tiek mainīts pakāpeniski, pārslēdzot tīkla transformatora tinumus ar jaudīgu elektromagnētisko releju kontaktiem. Stabilizācijas precizitāti nosaka pārslēgto tinumu skaits. Šādi tinumi var būt no 5 līdz 10. Pārslēdzoties no viena tinuma uz blakus esošo, izejas spriegums maina savu vērtību par aptuveni (15-20) V.
Elektromehāniskajos stabilizatoros līdzstrāvas servopiedziņa pārvieto strāvas kolektora grafīta suku pa autotransformatora tinuma pagriezieniem. Vadības signāla vērtība ir atkarīga no starpības starp ieejas spriegumu un atsauces spriegumu, kas atbilst 220 V. Kad atšķirība tiek novērsta, servomotora vadības ierīce pāriet izsekošanas režīmā.
Elektroniskajos stabilizatoros pievadu izmantoto transformatora tinumu pārslēgšanu kontrolē kontrolleris.
Slēdžu bloks ir izgatavots uz pusvadītāju triakiem vai tiristoriem. Kontroliera darbību nosaka programmatūra, kas instalēta produkta rūpnīcā.
Invertora stabilizatora darbības princips
Invertora sprieguma stabilizatora darbība balstās uz dubultās konversijas principu. Pirmkārt, ieejas maiņstrāvas spriegums tiek pārveidots par līdzstrāvu, un pēc tam tiek veikta apgrieztā pārveidošana. Ierīces izvades stabilitātes nodrošināšanamaiņspriegumu 220 V veic invertora sprieguma stabilizatoru elektronika.
Tam nav lielgabarīta jaudas transformatoru. Stabilizatoru sastāvā ir šādi elektroniskie komponenti:
- ieejas tīkla LC filtrs;
- pusvadītāju diodes pilna viļņa taisngriezis;
- jaudas koeficienta korekcijas ierīce;
- uzglabāšanas kondensatoru bloks;
- invertora pārveidotājs;
- stabilas frekvences kvarca pulksteņa oscilators;
- augstas caurlaidības izvades filtrs;
- mikroprocesora kontrolleris.
Pasīvo ievades tīkla filtru izmanto, lai novērstu augstfrekvences traucējumus un izlīdzinātu īsus tīkla sprieguma pārspriegumus. Taisngriezis pārvērš maiņspriegumu tiešā, kura elektriskās enerģijas daļa tiek uzkrāta lieljaudas elektrolītisko kondensatoru blokā. Tie ir rezerves avots, kas darbojas tīkla sprieguma atteices vai īslaicīgas izslēgšanas gadījumā.
Korektora uzdevums ir normalizēt no tīkla paņemto jaudu, novēršot stabilizatora pārslodzi tā darbības laikā. Invertors-pārveidotājs atjauno maiņstrāvas spriegumu no līdzstrāvas. Pateicoties kvarca oscilatora dalībai tā darbībā, izejas spriegumam ir tīra sinusoīda forma ar frekvenci 50 Hz ar kļūdu, kas nepārsniedz 0,5%.
Regulators kontrolē izejas sprieguma stabilizācijas ķēžu darbību un novērtē atsevišķu bloku stāvokliierīces ar rezultātu izsniegšanu displeja elementiem. Tas izdod komandas, lai automātiski izslēgtu stabilizatora darbību, ja ieejas sprieguma vērtība pārsniedz tehnisko parametru noteikto regulēšanas diapazonu.
Stabilizatoru specifikācijas
Izvēloties mājas tīkla maiņstrāvas sprieguma stabilizatoru, liela uzmanība jāpievērš tā galvenajiem tehniskajiem parametriem, kas ietver:
- maksimālā pieļaujamā slodzes jauda, ko var nodrošināt stabilizators, saglabājot tīkla sprieguma kvalitātes parametrus;
- pieļaujamās tīkla sprieguma svārstības, pie kurām spriegums pie stabilizatora izejas saglabā savu vērtību, ņemot vērā kvalitātes standartu prasības;
- līmeņošanas ātrums, kas nosaka regulatora reakcijas laiku uz īslaicīgām strauji mainīgām tīkla sprieguma izmaiņām, lai izejas spriegums paliktu nemainīgs;
- izejas signāla forma, ideālā gadījumā tuvojoties sinusoīdam;
- stabilizētā sprieguma parametru precizitāte;
- aizsardzības pakāpe, kas nosaka stabilizatora spēju darboties ekstremālas temperatūras un augsta relatīvā mitruma apstākļos;
- formas faktors, kas nosaka stabilizatora izmērus;
- Ierīces radīto traucējumu līmenis apkārtējam aprīkojumam.
Papildu faktors, kas ietekmē stabilizatora izvēli, var būt vizuālās indikācijas un signalizācijas elementu klātbūtne.
Tam pilnībā jāinformē lietotājs par ievades un stabilizēto parametru vērtībām un jābrīdina par kritisku situāciju rašanos.
Invertora stabilizatoru īpašības
Lielgabarīta feromagnētisko transformatoru ar sarežģītu tinumu struktūru trūkums tajos ievērojami atviegloja projektēšanu. Invertora sprieguma stabilizatori nesatur servo piedziņas kustīgās daļas, kas darbības laikā neprasa to periodisku apkopi un padara stabilizatoru darbību gandrīz klusu. Kā jaudas elementi tiek izmantotas IGBT vai MOSFET pusvadītāju ierīces, kas ražotas, izmantojot modernās tehnoloģijas.
Kvarca pulksteņu ģeneratoru izmantošana ļauj iegūt izejas maiņspriegumu, kura forma tuvojas tīram sinusam. Shēmu risinājumi ļauj koriģēt neideālo ieejas tīkla sprieguma formu. Visas funkcijas kontrolē mikrokontrolleris.
Invertora stabilizatora veiktspēja
Invertora sprieguma stabilizatoros ieviestā shēma un tehniskie risinājumi ļauj ražot gatavu produkciju, kuras veiktspēja būtiski atšķiras no cita veida stabilizatoriem uz labo pusi. Vadošie vietējie un ārvalstu ražotāji veido produktu līnijas, kas paredzētas dažādiem patērētāju jaudas līmeņiem. Tie sākas no 300 VA. 10 kW (kVA) invertora sprieguma regulators nav pēdējais šajā sērijā.
Attiecībā uz citiem rādītājiem. Invertora sprieguma stabilizatori ar dubultu pārveidi uztur stabilizētu spriegumu 220 V pie izejas ar novirzi ne vairāk kā 1% ar izmaiņām tīkla sprieguma diapazonā no 90-310 V. Frekvences nolasīšanas kļūda nepārsniedz 0,5%. Stabilizācijas ātrums ir 10 ms līmenī, kas ļaus izmantot precizitātes mērinstrumentus kā slodzi. Šajā gadījumā tiek veikta pilnīga impulsa trokšņa slāpēšana.
Secinājums
Invertora sprieguma stabilizatori pamazām iekaro tīkla stabilizatoru tirgu. Izlasot raksta materiālus, lasītāji sapratīs, ka tas ir pelnīti. Šādos izstrādājumos izmantotie tehniskie un shēmu risinājumi ļauj sasniegt cita veida stabilizatoriem nesasniedzamu veiktspēju. To pakāpeniski sarūkošā cena attaisno priekšrocības, ko šādu ierīču lietotāji saņem pēc to iegādes.
