Võrgu vahelduvpinge äkilised ja olulised kõikumised põhjustavad elektroonikaseadmete ja elektriliste kodumasinate ebastabiilset tööd. Äärmuslikel juhtudel võivad sellised liigpinged põhjustada elektroonika rikke ja rikke. Sel juhul on toiteallika pinge stabilisaatorite kasutamine hädavajalik. Üha enam valivad kasutajad kodu jaoks inverteri pingestabilisaatoreid.
Pinge stabilisaatorite ülevaade
Vahelduvvooluliini pinge stabilisaatorid on ajalooliselt arenenud erinevate vooluahelate konstruktsioonide abil. Praegu on stabilisaatoreid mitut tüüpi:
- relee pinge stabilisaatorid;
- elektromehaanilised servo stabilisaatorid;
- elektrooniline türistor või triacstabilisaatorid;
- inverteri pingeregulaatorid.
Relee stabilisaatorite väljundpinget muudetakse järk-järgult, lülitades võrgutrafo mähiseid võimsate elektromagnetreleede kontaktide abil. Stabiliseerimise täpsuse määrab lülitatud mähiste arv. Selliseid mähiseid võib olla 5 kuni 10. Ühelt mähiselt külgnevale ümberlülitamisel muudab väljundpinge väärtust ligikaudu (15-20) V.
Elektromehaanilistes stabilisaatorites liigutab alalisvoolu servoajam voolukollektori grafiitharja mööda autotransformaatori mähise pöördeid. Juhtsignaali väärtus sõltub sisendpinge ja 220 V-le vastava võrdluspinge erinevusest. Kui erinevus on kõrvaldatud, lülitub servomootori juhtseade jälgimisrežiimi.
Elektroonilistes stabilisaatorites juhib täiturmehhanismide poolt kasutatavate trafo mähiste lülitamist kontroller.
Lülitusseade on valmistatud pooljuhttriakidel või türistoritel. Kontrolleri töö määrab toote tehases installitud tarkvara.
Inverteri stabilisaatori tööpõhimõte
Inverteri pingestabilisaatori töö põhineb topeltkonversiooni põhimõttel. Esiteks teisendatakse sisend vahelduvpinge alalisvooluks ja seejärel teostatakse pöördmuundus. Seadme väljundi stabiilsuse tagaminevahelduvpinge 220 V teostab inverteri pingestabilisaatorite elektroonika.
Sellel pole mahukaid jõutrafosid. Stabilisaatorite koostis sisaldab järgmisi elektroonilisi komponente:
- sisendvõrgu LC-filter;
- pooljuhtdioodi täislainealaldi;
- võimsusteguri korrigeerimise seade;
- salvestuskondensaatorite plokk;
- invertermuundur;
- stabiilse sagedusega kvartskella ostsillaator;
- kõrgpääsväljundfilter;
- mikroprotsessorikontroller.
Passiivse sisendvõrgu filtrit kasutatakse kõrgsageduslike häirete kõrvaldamiseks ja võrgupinge lühiajaliste hüppeliste häirete tasandamiseks. Alaldi muudab vahelduvpinge otsepingeks, mille elektrienergiast osa salvestatakse suure võimsusega elektrolüütkondensaatorite plokis. Need on varuallikad, mis hakkavad tööle toitepinge katkemise või lühiajalise seiskamise korral.
Korrektori ülesanne on normaliseerida võrgust võetud võimsust, vältides stabilisaatori ülekoormust selle töö ajal. Inverter-muundur taastab alalisvoolu vahelduvpinge. Tänu kvartsostsillaatori osalemisele selle töös on väljundpingel puhta sinusoidi kuju sagedusega 50 Hz, mille viga ei ületa 0,5%.
Kontroller juhib väljundpinge stabiliseerimisahelate tööd ja hindab üksikute plokkide olekutseadmed, mis väljastavad tulemusi kuvaelementidele. See annab käsud stabilisaatori töö automaatseks väljalülitamiseks juhul, kui sisendpinge väärtus ületab tehniliste omadustega määratud reguleerimisvahemikku.
Stabilisaatorite tehnilised andmed
Koduvõrgu vahelduvvoolu pinge stabilisaatori valimisel tuleks suurt tähelepanu pöörata selle peamistele tehnilistele omadustele, mille hulka kuuluvad järgmised:
- maksimaalne lubatud koormusvõimsus, mida stabilisaator suudab pakkuda, säilitades samal ajal võrgupinge kvaliteediparameetrid;
- lubatud võrgupinge kõikumised, mille juures stabilisaatori väljundis olev pinge säilitab oma väärtuse, võttes arvesse kvaliteedistandardite nõudeid;
- nivelleerimiskiirus, mis määrab regulaatori reageerimisaja lühiajalistele kiiresti muutuvatele võrgupinge muutustele, et hoida väljundpinget muutumatuna;
- väljundsignaali kuju, ideaalis läheneb sinusoidile;
- stabiliseeritud pinge parameetrite täpsus;
- kaitseaste, mis määrab stabilisaatori töövõime äärmuslike temperatuuride ja kõrge suhtelise niiskuse tingimustes;
- kujutegur, mis määrab stabilisaatori mõõtmed;
- Seadme poolt ümbritsevatele seadmetele tekitatud häirete tase.
Täiendav stabilisaatori valikut mõjutav tegur võib olla visuaalse indikatsiooni ja signaalimise elementide olemasolu.
See peaks kasutajat täielikult teavitama sisendi ja stabiliseeritud parameetrite väärtustest ning hoiatama kriitiliste olukordade ilmnemise eest.
Inverteri stabilisaatorite omadused
Keerulise mähisstruktuuriga mahukate ferromagnetiliste trafode puudumine hõlbustas oluliselt projekteerimist. Inverteri pingestabilisaatorid ei sisalda servoajamite liikuvaid osi, mis ei vaja nende perioodilist hooldust töötamise ajal ja muudab stabilisaatorite töö peaaegu hääletuks. Jõuelementidena kasutatakse IGBT- või MOSFET-pooljuhtseadmeid, mis on valmistatud kaasaegse tehnoloogia abil.
Kvartskella generaatorite kasutamine võimaldab saada väljundi vahelduvpinget, mille kuju läheneb puhtale siinusele. Vooluahela lahendused võimaldavad korrigeerida võrgu sisendpinge mitteideaalset kuju. Kõiki funktsioone juhib mikrokontroller.
Inverteri stabilisaatori jõudlus
Inverteri pingestabilisaatorites rakendatud skeem ja tehnilised lahendused võimaldavad toota valmistooteid, mille jõudlus erineb oluliselt muud tüüpi stabilisaatorite omast paremuse poole. Juhtivad kodumaised ja välismaised tootjad loovad tootesarju, mis on mõeldud erinevatele tarbijate võimsustasemetele. Need algavad 300 VA-st. 10 kW (kVA) inverteri pingeregulaator pole selles seerias viimane.
Nagu ka teiste näitajate puhul. Kahekordse konversiooniga inverteri pingestabilisaatorid hoiavad väljundis stabiliseeritud pinget 220 V, mille kõrvalekalle ei ületa 1%, kui võrgupinge muutub vahemikus 90-310 V. Sageduse lugemise viga ei ületa 0,5%. Stabiliseerimiskiirus on 10 ms tasemel, mis võimaldab koormana kasutada täppismõõteriistu. Sel juhul toimub impulssmüra täielik summutamine.
Järeldus
Inverteri pingestabilisaatorid vallutavad järk-järgult võrgustabilisaatorite turu. Pärast artikli materjalide lugemist saavad lugejad aru, et see on igati ära teenitud. Sellistes toodetes kasutatavad tehnilised ja vooluringilahendused võimaldavad saavutada jõudlust, mis on teist tüüpi stabilisaatorite jaoks kättesaamatu. Nende järk-järgult langev hind õigustab eeliseid, mida selliste seadmete kasutajad pärast nende ostmist saavad.
