Желідегі айнымалы ток кернеуінің кенет және елеулі ауытқуы электронды жабдық пен электрлік тұрмыстық құрылғылардың тұрақсыз жұмысына әкеледі. Төтенше жағдайларда мұндай кернеулер электрониканың бұзылуына және істен шығуына әкелуі мүмкін. Бұл жағдайда қуат көзінің кернеуінің тұрақтандырғыштарын пайдалану өте қажет. Барған сайын пайдаланушылар үйге арналған инверторлық кернеу тұрақтандырғыштарын таңдауда.
Кернеу тұрақтандырғыштарына шолу
Айнымалы желідегі кернеу тұрақтандырғыштары әртүрлі тізбек конструкцияларын пайдаланып тарихи түрде дамыды. Қазіргі уақытта тұрақтандырғыштардың бірнеше түрі бар:
- релелік кернеу тұрақтандырғыштары;
- электрмеханикалық сервотұрақтандырғыштар;
- электрондық тиристор немесе триактұрақтандырғыштар;
- инвертор кернеу реттегіштері.
Реле тұрақтандырғыштарының шығыс кернеуі қуатты электромагниттік релелердің контактілері арқылы желілік трансформатордың орамдарын ауыстыру арқылы қадамдармен өзгертіледі. Тұрақтандыру дәлдігі ауыстырылған орамалардың санымен анықталады. Мұндай орамдардың саны 5-тен 10-ға дейін болуы мүмкін. Бір орамнан көршілес орамға ауысқанда шығыс кернеуі өзінің мәнін шамамен (15-20) В-қа өзгертеді.
Электромеханикалық тұрақтандырғыштарда тұрақты ток сервожетегі ток коллекторының графит щеткасын автотрансформатор орамасының бұрылыстары бойымен жылжытады. Басқару сигналының мәні кіріс кернеуі мен 220 В сәйкес келетін эталондық кернеу арасындағы айырмашылыққа байланысты. Айырмашылық жойылған кезде сервомоторды басқару құрылғысы бақылау режиміне өтеді.
Электрондық тұрақтандырғыштарда жетектер пайдаланатын трансформатор орамдарының ауысуы контроллермен басқарылады.
Ауыстыру блогы жартылай өткізгішті триактарда немесе тиристорларда жасалған. Контроллердің жұмысы өнімнің зауытында орнатылған бағдарламалық құралмен анықталады.
Инвертор тұрақтандырғышының жұмыс принципі
Инвертор кернеуінің тұрақтандырғышының жұмысы қос түрлендіру принципіне негізделген. Алдымен кіріс айнымалы ток кернеуі тұрақты токқа түрленеді, содан кейін кері түрлендіру орындалады. Құрылғының шығысының тұрақты болуын қамтамасыз етуайнымалы кернеу 220 В инверторлық кернеу тұрақтандырғыштарының электроникасы арқылы жүзеге асырылады.
Онда көлемді қуат трансформаторлары жоқ. Тұрақтандырғыштардың құрамына келесі электрондық компоненттер кіреді:
- кіріс желісінің LC сүзгісі;
- жартылай өткізгіш диодты толық толқынды түзеткіш;
- қуат факторын түзету құрылғысы;
- сақтау конденсаторларының блогы;
- инвертор түрлендіргіш;
- тұрақты жиіліктегі кварцтық сағаттық осциллятор;
- жоғары өту сүзгісі;
- микропроцессорлық контроллер.
Пассивті кіріс желі сүзгісі жоғары жиілікті кедергілерді жою және желідегі кернеудегі қысқа толқындарды тегістеу үшін қолданылады. Түзеткіш айнымалы кернеуді тікелей кернеуге түрлендіреді, оның электр энергиясының бір бөлігі сыйымдылығы жоғары электролиттік конденсаторлар блогында сақталады. Олар электр желісінің кернеуі бұзылған немесе оның қысқа мерзімді өшуі жағдайында іске қосылатын резервтік көз болып табылады.
Корректордың міндеті – тұрақтандырғыштың жұмысы кезінде оның шамадан тыс жүктелуіне жол бермей, желіден алынатын қуатты қалыпқа келтіру. Инвертор-түрлендіргіш тұрақты токтан айнымалы ток кернеуін қалпына келтіреді. Оның жұмысына кварцтық осциллятордың қатысуына байланысты шығыс кернеуі қателігі 0,5%-дан аспайтын 50 Гц жиіліктегі таза синусоид түрінде болады.
Контроллер шығыс кернеуін тұрақтандыру тізбектерінің жұмысын басқарады және жеке блоктардың күйін бағалайдыдисплей элементтеріне нәтижелерді беруі бар құрылғылар. Ол кіріс кернеуінің мәні техникалық сипаттамалармен анықталған реттеу ауқымынан асып кеткен жағдайда тұрақтандырғыштың жұмысын автоматты түрде өшіру пәрмендерін береді.
Тұрақтандырғыштардың техникалық сипаттамалары
Үй желісіндегі айнымалы ток кернеуінің тұрақтандырғышын таңдаған кезде оның келесілерді қамтитын негізгі техникалық сипаттамаларына үлкен назар аудару керек:
- тоқ кернеуінің сапа параметрлерін сақтай отырып, тұрақтандырғыш қамтамасыз ете алатын максималды рұқсат етілген жүктеме қуаты;
- сапа стандарттарының талаптарын ескере отырып, тұрақтандырғыштың шығысындағы кернеу өз мәнін сақтайтын желідегі кернеудің рұқсат етілген ауытқулары;
- шығыс кернеуін өзгеріссіз ұстау үшін желідегі кернеудің қысқа мерзімді жылдам өзгеретін өзгерістеріне реттегіштің жауап беру уақытын анықтайтын нивелирлеу жылдамдығы;
- шығыс сигналының пішіні, синусоидқа өте жақын;
- тұрақтандырылған кернеу параметрлерінің дәлдігі;
- тұрақтандырғыштың экстремалды температура және жоғары салыстырмалы ылғалдылық жағдайында жұмыс істеу қабілетін анықтайтын қорғаныс дәрежесі;
- тұрақтандырғыштың өлшемдерін анықтайтын пішін факторы;
- Құрылғы қоршаған жабдыққа жасаған кедергі деңгейі.
Тұрақтандырғышты таңдауға әсер ететін қосымша фактор визуалды индикация және сигнализация элементтерінің болуы болуы мүмкін.
Ол пайдаланушыны кіріс пен тұрақтандырылған параметрлердің мәндері туралы толық ақпараттандыруы және қиын жағдайлардың туындауы туралы ескертуі керек.
Инвертор тұрақтандырғыштарының мүмкіндіктері
Олардағы күрделі орама құрылымы бар көлемді ферромагниттік трансформаторлардың болмауы дизайнды айтарлықтай жеңілдетті. Инверторлық кернеу тұрақтандырғыштарында сервожетектердің қозғалатын бөліктері жоқ, бұл жұмыс кезінде оларға мерзімді техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейді және тұрақтандырғыштардың жұмысын дерлік үнсіз етеді. Қуат элементтері ретінде заманауи технологияларды пайдалана отырып жасалған IGBT немесе MOSFET жартылай өткізгіш құрылғылар пайдаланылады.
Кварцты сағат генераторларын пайдалану пішіні таза синусаға жақындайтын шығыс айнымалы кернеуді алуға мүмкіндік береді. Схема шешімдері кіріс кернеуінің идеалды емес пішінін түзетуге мүмкіндік береді. Барлық функциялар микроконтроллер арқылы басқарылады.
Инвертор тұрақтандырғышының өнімділігі
Инверторлық кернеу тұрақтандырғыштарында енгізілген схема және техникалық шешімдер өнімділігі басқа тұрақтандырғыш түрлерінен жақсы жағынан айтарлықтай ерекшеленетін дайын өнімді шығаруға мүмкіндік береді. Жетекші отандық және шетелдік өндірушілер тұтынушылардың әртүрлі қуат деңгейлеріне арналған өнім желілерін жасайды. Олар 300 ВА-дан басталады. 10 кВт (кВА) инверторлық кернеу реттегіші бұл сериядағы соңғысы емес.
Басқа көрсеткіштерге келетін болсақ. Қосарланған түрлендіруі бар инверторлық кернеу тұрақтандырғыштары 90-310 В диапазонында желілік кернеудің өзгеруі кезінде 1% -дан аспайтын ауытқумен шығыста 220 В тұрақтандырылған кернеуді сақтайды. Жиілікті оқу қателігі 0,5% аспайды. Тұрақтандыру жылдамдығы 10 мс деңгейінде, бұл дәл өлшеу құралдарын жүктеме ретінде пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл жағдайда импульстік шуды толық басу орындалады.
Қорытынды
Инверторлық кернеу тұрақтандырғыштары желі тұрақтандырғыштары нарығын біртіндеп жаулап алуда. Мақаланың материалдарын оқығаннан кейін оқырмандар мұның лайықты екенін түсінеді. Мұндай өнімдерде қолданылатын техникалық және схемалық шешімдер тұрақтандырғыштардың басқа түрлері үшін қол жетімсіз өнімділікке қол жеткізуге мүмкіндік береді. Олардың бірте-бірте төмендейтін бағасы мұндай құрылғыларды пайдаланушылардың оларды сатып алғаннан кейін алатын артықшылықтарын ақтайды.
