Nagle i značajne fluktuacije izmjeničnog napona u mreži dovode do nestabilnog rada elektroničke opreme i električnih kućanskih aparata. U ekstremnim slučajevima, takvi udari mogu uzrokovati kvar elektronike i otkaz. U ovom slučaju, upotreba stabilizatora napona napajanja je neophodna. Korisnici se sve više odlučuju za inverterske stabilizatore napona za dom.
Pregled stabilizatora napona
AC mrežni stabilizatori napona su se povijesno razvijali korištenjem različitih dizajna strujnih krugova. Trenutno postoji nekoliko vrsta stabilizatora:
- relejni stabilizatori napona;
- elektromehanički servo stabilizatori;
- elektronski tiristor ili triakstabilizatori;
- inverterski regulatori napona.
Izlazni napon relejnih stabilizatora mijenja se postupno prebacivanjem namota mrežnog transformatora kontaktima snažnih elektromagnetskih releja. Točnost stabilizacije određena je brojem uključenih namota. Takvih namota može biti od 5 do 10. Pri prelasku s jednog namota u susjedni, izlazni napon mijenja svoju vrijednost za približno (15-20) V.
U elektromehaničkim stabilizatorima, DC servo pogon pomiče grafitnu četku kolektora struje duž zavoja namota autotransformatora. Vrijednost kontrolnog signala ovisi o razlici između ulaznog i referentnog napona koji odgovara 220 V. Kada se razlika eliminira, upravljački uređaj servo motora ulazi u način praćenja.
U elektroničkim stabilizatorima, prebacivanje namota transformatora koje koriste aktuatori kontrolira kontroler.
Uklopna jedinica je izrađena na poluvodičkim triacima ili tiristorima. Rad kontrolera određen je softverom instaliranim u tvornici proizvoda.
Princip rada inverterskog stabilizatora
Rad stabilizatora napona pretvarača temelji se na principu dvostruke konverzije. Najprije se ulazni izmjenični napon pretvara u istosmjerni, a zatim se izvodi inverzna pretvorba. Osigurati da je izlaz uređaja stabilanizmjenični napon 220 V provodi elektronika inverterskih stabilizatora napona.
Nema glomazne energetske transformatore. Sastav stabilizatora uključuje sljedeće elektroničke komponente:
- ulazni mrežni LC filter;
- punovalni ispravljač poluvodičke diode;
- uređaj za korekciju faktora snage;
- blok kondenzatora za pohranu;
- inverterski pretvarač;
- kvarcni sat oscilator stabilne frekvencije;
- filtar izlaza visokih prolaza;
- mikroprocesorski kontroler.
Pasivni ulazni mrežni filtar koristi se za uklanjanje visokofrekventnih smetnji i izglađivanje kratkih prenapona u mrežnom naponu. Ispravljač pretvara izmjenični napon u izravni, čiji je dio električne energije pohranjen u bloku elektrolitskih kondenzatora velikog kapaciteta. Oni su rezervni izvor koji se uključuje u slučaju nestanka mrežnog napona ili njegovog kratkotrajnog gašenja.
Zadatak korektora je normalizirati snagu preuzetu iz mreže, sprječavajući preopterećenje stabilizatora tijekom njegovog rada. Inverter-pretvarač vraća izmjenični napon iz istosmjernog. Zbog sudjelovanja kvarcnog oscilatora u njegovom radu, izlazni napon ima oblik čiste sinusoide s frekvencijom od 50 Hz s greškom koja ne prelazi 0,5%.
Upravljač kontrolira rad krugova stabilizacije izlaznog napona i procjenjuje stanje pojedinih blokovauređaja s izdavanjem rezultata na elemente prikaza. Izdaje naredbe za automatsko isključivanje rada stabilizatora u slučaju da vrijednost ulaznog napona prijeđe regulacijski raspon određen tehničkim karakteristikama.
Specifikacije stabilizatora
Prilikom odabira stabilizatora izmjeničnog napona za kućnu mrežu, veliku pažnju treba obratiti na njegove glavne tehničke karakteristike, koje uključuju sljedeće:
- maksimalna dopuštena snaga opterećenja koju stabilizator može pružiti uz održavanje parametara kvalitete mrežnog napona;
- dopuštene fluktuacije mrežnog napona, pri kojima napon na izlazu stabilizatora zadržava svoju vrijednost, uzimajući u obzir zahtjeve standarda kvalitete;
- brzina niveliranja, koja određuje vrijeme odziva regulatora na kratkoročne brze promjene mrežnog napona kako bi izlazni napon ostao nepromijenjen;
- oblik izlaznog signala, idealno se približava sinusoidi;
- točnost parametara stabiliziranog napona;
- stupanj zaštite koji određuje sposobnost stabilizatora da radi u uvjetima ekstremnih temperatura i visoke razine relativne vlažnosti;
- faktor oblika koji određuje dimenzije stabilizatora;
- Razina smetnji koju uređaj stvara na okolnu opremu.
Dodatni faktor koji utječe na izbor stabilizatora može biti prisutnost elemenata vizualne indikacije i signalizacije.
Treba u potpunosti informirati korisnika o vrijednostima ulaznih i stabiliziranih parametara te upozoriti na pojavu kritičnih situacija.
Značajke inverterskih stabilizatora
Odsutnost glomaznih feromagnetskih transformatora sa složenom strukturom namota u njima uvelike je olakšala dizajn. Inverterski stabilizatori napona ne sadrže pokretne dijelove servo pogona, što ne zahtijeva njihovo povremeno održavanje tijekom rada i čini rad stabilizatora gotovo tihim. Kao energetski elementi koriste se IGBT ili MOSFET poluvodički uređaji proizvedeni korištenjem modernih tehnologija.
Upotreba generatora kvarcnog sata omogućuje vam da dobijete izlazni izmjenični napon, čiji se oblik približava čistom sinusu. Rješenja kruga omogućuju vam da ispravite neidealni oblik ulaznog mrežnog napona. Svim funkcijama upravlja mikrokontroler.
Izvedba stabilizatora invertera
Shema i tehnička rješenja implementirana u inverterske stabilizatore napona omogućuju proizvodnju gotovih proizvoda čija se izvedba značajno razlikuje od ostalih vrsta stabilizatora na bolje. Vodeći domaći i strani proizvođači kreiraju linije proizvoda namijenjene različitim razinama snage potrošača. Počinju od 300 VA. Inverterski regulator napona od 10 kW (kVA) nije posljednji u ovoj seriji.
Što se tiče ostalih pokazatelja. Inverterski stabilizatori napona s dvostrukom pretvorbom održavaju na izlazu stabilizirani napon od 220 V s odstupanjem od najviše 1% s promjenama mrežnog napona u rasponu od 90-310 V. Pogreška očitanja frekvencije ne prelazi 0,5%. Brzina stabilizacije je na razini od 10 ms, što će omogućiti korištenje preciznih mjernih instrumenata kao opterećenja. U tom slučaju se izvodi potpuno suzbijanje impulsne buke.
Zaključak
Inverterski stabilizatori napona postupno osvajaju tržište mrežnih stabilizatora. Nakon čitanja materijala članka, čitatelji će shvatiti da je to zasluženo. Tehnička i strujna rješenja korištena u takvim proizvodima omogućuju postizanje performansi koje je nedostižno za druge vrste stabilizatora. Njihova postupno sve manja cijena opravdava pogodnosti koje korisnici takvih uređaja ostvaruju nakon kupnje.
