无论输入或输入电源电压的变化如何,稳压器都是一种设计用于在输出端子上向负载提供恒定电压的电器。它可以保护设备或机器免受过压、欠压和其他电压浪涌的影响。
什么是稳压器?
无论输入或输入电源电压的变化如何,稳压器都是一种设计用于在输出端子向负载提供恒定电压的电器。它可以保护设备或机器免受过压、欠压和其他电压浪涌的影响。
也称为自动电压调节器(AVR)。电压稳定器是昂贵而珍贵的电气设备的首选,以保护它们免受有害的低/高电压波动。其中一些设备是空调、胶印机、实验室设备、工业机械和医疗设备。
在波动输入电压被馈送到负载(或对电压变化敏感的设备)之前,调整电压稳定器。
当单相电源和380V或400V保持在220V或230V范围内时,三相电源和输入电压的给定波动范围内。调整由内部电路进行的降压和升压操作进行。
市场上有各种各样的自动电压调节器。根据应用类型和所需容量(KVA)它们可以是单相或三相装置。
三相稳压器有两种版本:平衡负载型号和不平衡负载型号。
它们不仅可以作为电器的特殊单元,也可以作为特定地方(如整个房屋)整个电器的大型稳定器单元。此外,这些可以是模拟或数字稳定器单元。
常见类型的稳压器包括手动或可切换稳压器、自动继电器稳压器、固态或静态稳压器和伺服控制稳压器。
除稳压功能外,大多数稳压器还具有输入/输出低压切断、输入/输出高压切断、过载切断、输出启停功能、手动/自动启动、电压切断显示、零电压切换等附加功能。
如何工作稳压器?
稳压器执行降压升压操作的基本原理。
在电压稳定剂中,来自和电压条件下的电压校正是通过B奥斯特和降压操作进行的。这些操作可以手动开关或通过电子电路自动进行。
在电压条件下,升压操作的电压增加到额定电平,而降压操作在过电压条件下降低电压电平。
稳定性的概念包括添加或减去的电压和从电源。变压器用于执行此类任务稳定剂,并连接到不同的配置和开关继电器。
一些稳压器使用带抽头的变压器在绕组上提供不同的电压校正,而伺服稳压器使用自耦变压器进行大规模校正。
要理解这个概念,让我们考虑一下简单的降压230/12V级变压器及其与这些操作的连接。
上图显示了升压配置,其中二次绕组的极性以其电压直接添加到初级电压的方式定向。
因此,在欠压情况下,变压器(无论是抽头变换器还是自耦变压器)由继电器或固态开关切换,从而在输入电压上附加额外的电压。
在上图中,变压器通过降压配置连接,二次线圈的极性通过电压降低初始电压定向。在过压条件下,开关电路将与负载的连接转换为此配置。
上图显示了两级稳压器,它使用两个继电器在过压和欠压下为负载提供恒定的交流电源。
通过切换继电器,可以对两种特定的电压波动(一种是欠压,如195V,另一种是过压,如245V)进行降压升压。
在抽头变压器型稳压器的情况下,根据所需的升压或降压电压切换不同的抽头。
然而,对于自耦变压器稳压器,电机(伺服电机)与滑动触点一起从自耦变压器获得升压或降压电压,因为它只包含一个绕组。
稳压器的类型
稳压器已成为许多家用、工业和商业系统电器的一部分。
早些时候,手动操作或可切换的稳压器用于提高或降低输入电压,以提供所需范围内的输出电压。这种稳定器是用机电继电器作为开关设备建造的。
后来,额外的电子电路自动化了稳定过程,并催生了分接开关的自动电压调节器。
另一种流行的稳压器是伺服稳压器,它在没有任何开关的情况下连续校正电压。让我们讨论三种主要类型的稳压器。
继电器稳压器
在这种类型的稳压器中,无论是用于升压操作还是降压操作,电压调节都是通过切换继电器将变压器多个抽头中的一个连接到负载(如上述讨论)来实现的。下图显示了继电器稳压器的内部电路。
除变压器(可以是环形或铁芯变压器,其次是抽头)外,还有电子电路和一组继电器。
电子电路包括整流电路、操作放大器、微控制器单元等微小元件。
电子电路将输出电压与内置参考电压源提供的参考值进行比较。当电压上升或下降超过参考值时,控制电路将切换相应的继电器,将所需的抽头连接到输出。
这些稳定器通常是针对±15%至±输入电压变化为6%,输出电压精度为±5%至±10%。
由于重量轻、成本低,这种类型的稳定器最常用于住宅、商业和工业应用中的低额定值电器。
然而,这些都受到一些限制,如电压校正速度慢、耐久性差、可靠性低、调节期间电源路径中断、无法承受高压浪涌等。
伺服控制电压稳定器
这些被称为伺服稳定器(在伺服机构工作,也被称为负反馈),顾名思义,它使用伺服电机来实现电压校正。这些主要用于高输出电压精度,通常是±输入电压变化高达1%±50%。
下图显示了伺服稳定器的内部电路,包括伺服电机、自耦变压器、降压升压变压器、电机驱动器和控制电路作为基本部件。
在稳压器中,降压升压变压器的一端连接到自耦合变压器的固定抽头,另一端连接到伺服电机控制的手臂。降压升压变压器的次级连接到输入电源,输入电源仅为稳定器输出。
电子控制电路通过比较输入和内置参考电压源来检测电压骤降和电压升高。
当电路发现错误时,它会运行电机,然后移动自耦变压器上的臂。这可以为降压升压变压器提供初级电源,使二次两端的电压应为所需的电压输出。
大多数伺服稳定器使用嵌入式微控制器或处理器作为控制电路来实现智能控制。
这些稳定器可以是单相、三相平衡或三相不平衡装置。在单相类型中,伺服电机与可变压器耦合,实现电压校正。
伺服电机与三个自耦变压器耦合,通过调整变压器的输出,在波动期间提供稳定的输出。
三个独立伺服电机与三个自耦变压器耦合在非平衡伺服稳定器中,它们有三个独立的控制电路。
与继电器稳定器相比,伺服稳定器具有许多优点。其中一些校正速度更高,输出精度稳定,能承受浪涌电流和高可靠性。然而,由于电机的存在,这些需要定期维护。
静态电压稳定器
顾名思义,静态稳压器没有伺服电机机构作为伺服稳定器的运动部件。它使用电力电子转换器电路来实现电压调节,而不是在传统稳压器的情况下使用自耦变压器。
与伺服稳定器相比,这些稳定器可以产生更高的精度和优良的电压调节,通常调节为±1%。
它主要由基于DSP的降压升压变压器、IGBT电源转换器(或AC到AC转换器)和微控制器、微处理器或控制器组成。
由微处理器控制的IGBT转换器通过脉宽调制技术产生适当的电压,并为降压升压变压器提供初级电压。
IGBT转换器产生的电压可与进线电压相同或异相180度,以便在波动过程中加减电压。
当微处理器检测到电压突然下降时,它将PWM脉冲发送到IGBT转换器,产生偏离标称值的电压。
输出与输入电源相同,并为降压升压变压器提供初级。由于二次连接到输入线,感应电压将添加到输入电源中,校正电压将提供给负载。
类似地,电压上升会导致微处理器电路发送PWM脉冲,这样转换器就会输出一个与输入电压相差180度的偏离电压。为了执行降压操作,降压升压变压器二次电压从输入电压中减去。
与抽头变换和伺服控制稳定器相比,这些稳定器非常受欢迎,因为它们具有尺寸紧凑、校正速度快、电压调节好、无需维护、效率高、可靠性高等优点。