תנודות פתאומיות ומשמעותיות במתח AC ברשת מובילות לפעולה לא יציבה של ציוד אלקטרוני ומכשירי חשמל ביתיים. במקרים קיצוניים, עליות מתח כאלה עלולות לגרום להתקלקלות של אלקטרוניקה ולהיכשל. במקרה זה, השימוש במייצב מתח אספקת החשמל הוא הכרחי. יותר ויותר, משתמשים בוחרים במייצב מתח אינוורטר עבור הבית.
סקירה כללית של מייצבי מתח
מייצבי מתח קו AC התפתחו היסטורית באמצעות עיצובי מעגלים שונים. נכון לעכשיו, ישנם מספר סוגים של מייצבים:
- מייצבי מתח ממסר;
- מייצבי סרוו אלקטרומכניים;
- תיריסטור אלקטרוני או טריאקמייצבים;
- ווסת מתח מהפך.
מתח המוצא של מייצבי ממסר משתנה בשלבים על ידי החלפת הפיתולים של שנאי הרשת על ידי מגעים של ממסרים אלקטרומגנטיים רבי עוצמה. דיוק הייצוב נקבע על פי מספר הפיתולים המתחלפים. יכולות להיות בין 5 ל-10 פיתולים כאלה.כאשר עוברים מפיתול אחד לליפוף סמוך, מתח המוצא משנה את ערכו בקירוב (15-20) V.
במייצבים אלקטרו-מכאניים, כונן סרוו DC מניע את מברשת הגרפיט של קולט הזרם לאורך הסיבובים של פיתול השנאי האוטומטי. הערך של אות הבקרה תלוי בהפרש בין מתח הכניסה למתח הייחוס המתאים ל-220 V. כאשר ההפרש מתבטל, התקן בקרת מנוע הסרוו נכנס למצב מעקב.
במייצבים אלקטרוניים, מיתוג פיתולי השנאים המשמשים את המפעילים נשלט על ידי הבקר.
יחידת המיתוג מיוצרת על טריאקים או תיריסטורים מוליכים למחצה. פעולת הבקר נקבעת לפי התוכנה המותקנת במפעל המוצר.
עקרון הפעולה של מייצב המהפך
פעולת מייצב מתח המהפך מבוססת על עקרון ההמרה הכפולה. ראשית, מתח AC הכניסה מומר ל-DC, ולאחר מכן מתבצעת ההמרה ההפוכה. הבטחת הפלט של המכשיר יציבמתח חילופין 220 וולט מתבצע על ידי האלקטרוניקה של מייצבי מתח אינוורטר.
אין לו שנאי כוח מגושמים. הרכב המייצבים כולל את הרכיבים האלקטרוניים הבאים:
- מסנן רשת קלט LC;
- מיישר גל מלא דיודה מוליכים למחצה;
- מכשיר לתיקון גורם כוח;
- בלוק של קבלי אחסון;
- ממיר מהפך;
- מתנד שעון קוורץ עם תדר יציב;
- מסנן פלט גבוה;
- בקר מיקרו-מעבד.
מסנן ראשי כניסה פסיבי משמש לביטול הפרעות בתדר גבוה ולהחליק עליות קצרות במתח החשמל. המיישר ממיר את מתח החילופין למתח ישיר, שחלק מהאנרגיה החשמלית שלו מאוחסן בבלוק של קבלים אלקטרוליטיים בעלי קיבולת גבוהה. הם מקור גיבוי שנכנס לפעולה במקרה של תקלות מתח רשת או השבתה לטווח קצר שלו.
המשימה של המתקן היא לנרמל את הכוח הנלקח מהרשת, ולמנוע עומס יתר של המייצב במהלך פעולתו. הממיר-ממיר משחזר מתח AC מ-DC. עקב השתתפותו של מתנד קוורץ בהפעלתו, למתח המוצא יש צורה של סינוסואיד טהור בתדר של 50 הרץ עם שגיאה שאינה עולה על 0.5%.
הבקר שולט על פעולת מעגלי ייצוב מתח המוצא ומעריך את מצבם של בלוקים בודדיםמכשירים עם הנפקת תוצאות לרכיבי התצוגה. הוא מוציא פקודות לכיבוי אוטומטי של פעולת המייצב במקרה שערך מתח הכניסה חורג מטווח הרגולציה שנקבע על ידי המאפיינים הטכניים.
מפרטים של מייצבים
בבחירת מייצב מתח AC לרשת ביתית, יש להקדיש תשומת לב רבה למאפיינים הטכניים העיקריים שלו, הכוללים את הדברים הבאים:
- הספק העומס המרבי המותר שהמייצב יכול לספק תוך שמירה על פרמטרי איכות מתח החשמל;
- תנודות מתח רשת מותרות, שבהן המתח במוצא המייצב שומר על ערכו, תוך התחשבות בדרישות תקני האיכות;
- מהירות פילוס, הקובעת את זמן התגובה של הרגולטור לשינויים קצרי טווח המשתנים במהירות במתח הרשת כדי לשמור על מתח המוצא ללא שינוי;
- צורת אות פלט, מתקרב באופן אידיאלי לסינוסואיד;
- דיוק של פרמטרי מתח מיוצבים;
- דרגת הגנה הקובעת את יכולתו של המייצב לפעול בתנאים של טמפרטורות קיצוניות ורמות לחות יחסית גבוהות;
- גורם צורה שקובע את מידות המייצב;
- רמת ההפרעות שנוצרה על ידי המכשיר לציוד שמסביב.
גורם נוסף המשפיע על בחירת המייצב עשוי להיות נוכחותם של אלמנטים של חיווי ואיתות חזותי.
זה צריך ליידע את המשתמש במלואו על ערכי הקלט והפרמטרים המיוצבים ולהזהיר מפני התרחשות של מצבים קריטיים.
תכונות של מייצבי אינוורטר
היעדר שנאים פרומגנטיים מגושמים עם מבנה מפותל מורכב בתוכם הקל מאוד על התכנון. מייצבי מתח אינוורטר אינם מכילים חלקים נעים של כונני סרוו, מה שלא מצריך תחזוקה תקופתית שלהם במהלך הפעולה והופך את פעולת המייצבים לשקטה כמעט. התקני מוליכים למחצה IGBT או MOSFET המיוצרים באמצעות טכנולוגיות מודרניות משמשים כרכיבי כוח.
השימוש במחוללי שעון קוורץ מאפשר לך לקבל מתח חילופין פלט, שצורתו מתקרבת לסינוס טהור. פתרונות מעגל מאפשרים לך לתקן את הצורה הלא אידיאלית של מתח הכניסה. כל הפונקציות נשלטות על ידי מיקרו-בקר.
ביצועי מייצב מהפך
סכימה ופתרונות טכניים המיושמים במייצבי מתח אינוורטר מאפשרים לייצר מוצרים מוגמרים, שביצועיהם שונים באופן משמעותי מאלו של סוגים אחרים של מייצבים לטובה. יצרנים מקומיים וזרים מובילים יוצרים קווי מוצרים המיועדים לרמות כוח שונות של צרכנים. הם מתחילים מ-300 VA. וסת מתח אינוורטר 10 קילוואט (kVA) אינו האחרון בסדרה זו.
באשר לאינדיקטורים אחרים. מייצבי מתח אינוורטר עם המרה כפולה שומרים על מתח מיוצב של 220 V ביציאה עם סטייה של לא יותר מ-1% עם שינויים במתח הרשת בטווח של 90-310 V. שגיאת קריאת התדר אינה עולה על 0.5%. מהירות הייצוב היא ברמה של 10 ms, מה שיאפשר שימוש במכשירי מדידה מדויקים כמטען. במקרה זה, דיכוי מוחלט של רעש דחף מתבצע.
מסקנה
מייצבי מתח מהפך כובשים בהדרגה את שוק מייצבי הרשת. לאחר קריאת חומרי המאמר, הקוראים יבינו שזה ראוי. הפתרונות הטכניים והמעגליים המשמשים במוצרים כאלה מאפשרים להשיג ביצועים שאינם ניתנים להשגה עבור סוגים אחרים של מייצבים. המחיר שלהם היורד בהדרגה מצדיק את ההטבות שמשתמשים במכשירים כאלה מקבלים לאחר רכישתם.
