Skip to content
استبلایزر چیست و چه کاربردی دارد؟

استبلایزر چیست و چه کاربردی دارد؟

تعبیه فناوری تراشه‌های میکروپروسسور و دستگاه‌های الکترونیکی قدرتی در طراحی استبلا‌یزرهای هوشمند ولتاژ AC (یا تنظیم‌کننده‌های اتوماتیک ولتاژ (AVR)) منجر به تولید تأمین برق پایدار و با کیفیت بالا در صورت انحراف قابل توجه و مداوم ولتاژ شبکه شد.

به عنوان پیشرفت نسبت به استبلا‌یزرهای سنتی نوع رله، استبلا‌یزرهای نوین و نوآورانه از مدارهای کنترل دیجیتال با عملکرد بالا و مدارهای کنترل حالت جامد استفاده می‌کنند که تنظیمات پتانسیومتر را حذف کرده و به کاربر این امکان را می‌دهند تا نیازهای ولتاژ خود را از طریق یک کیپد تعیین کنند، با امکان راه‌اندازی و قطع خروجی.

این نیز منجر به تنظیم زمان سفر یا واکنش پایدارکننده‌ها به نرخ بسیار پایینی شد، معمولاً کمتر از چند میلی‌ثانیه، علاوه بر این می‌توان با تنظیمات متغیر این را تنظیم کرد. این روزها، استبلا‌یزرها به یک راه حل بهینه برای بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی تبدیل شده‌اند که حساس به نوسانات ولتاژ هستند و با بسیاری از دستگاه‌ها مانند دستگاه‌های CNC، تهویه مطبوع، تلویزیون‌ها، تجهیزات پزشکی، کامپیوترها، تجهیزات ارتباطی و غیره کار کرده‌اند.

پیشنهاد مطالعه: چگونه می‌توان مصرف برق ماینر را محاسبه کرد؟

ولتاژ استبلا‌یزر چیست؟

این یک وسیله الکتریکی است که طراحی شده است تا ولتاژ ثابتی را به بار در نقاط خروجی خود ارائه دهد بدون توجه به تغییرات ولتاژ ورودی یا ولتاژ ورودی. این دستگاه ماشین یا تجهیزات را در برابر ولتاژ بالا، ولتاژ پایین و سایر افت و خلل‌های ولتاژ حفاظت می‌کند.

همچنین به عنوان تنظیم کننده ولتاژ اتوماتیک (AVR) نیز شناخته می‌شود. استفاده از استبلا‌یزرها برای تجهیزات برقی گران‌قیمت و ارزشمند جهت محافظت از آن‌ها در برابر نوسانات آسیب‌زننده ولتاژ ترجیح داده می‌شود. برخی از این تجهیزات شامل تهویه مطبوع، دستگاه‌های چاپ افست، تجهیزات آزمایشگاهی، دستگاه‌های صنعتی و وسایل پزشکی هستند.

استبلا‌یزرهای ولتاژ، ولتاژ ورودی نوسانی را تنظیم می‌کنند، پیش از اینکه به بار (یا تجهیزات حساس به نوسانات ولتاژ) تغذیه شود. ولتاژ خروجی از استبلا‌یزر در محدوده 220V یا 230V در صورت تأمین ولتاژ تک فاز و 380V یا 400V در صورت تأمین ولتاژ سه فاز باقی می‌ماند، داخل محدوده نوسانات ولتاژ ورودی داده شده. این تنظیمات توسط عملیات Buck و Boost انجام شده توسط مدار داخلی انجام می‌شود.

تنوع زیادی از تنظیم‌کننده‌های اتوماتیک ولتاژ در بازار امروز موجود است. این می‌تواند یک واحد تک فاز یا سه فاز باشد که به دلیل نوع برنامه و ظرفیت (کیلوولت-آمپر) مورد نیاز می‌باشد. استبلا‌یزرهای سه فاز به دو نسخه به عنوان مدل‌های بار متعادل و مدل‌های بار نامتعادل تقسیم می‌شوند.

این دستگاه‌ها همچنین ممکن است به عنوان واحدهای اختصاصی برای دستگاه‌ها یا به عنوان یک واحد استبلا‌یزر بزرگ برای کل دستگاه‌ها در یک مکان خاص، مانند کل خانه، موجود باشند. به علاوه، این‌ها ممکن است یا به عنوان واحدهای آنالوگ یا دیجیتال از نوع استبلا‌یزر عرضه شوند.

انواع رایج استبلا‌یزرهای ولتاژ شامل استبلا‌یزرهای دستی یا قابل سوییچ، استبلا‌یزرهای رله‌ای اتوماتیک، استبلا‌یزرهای استاتیک یا ساکن، و استبلا‌یزرهای کنترلی توسط سرو می‌شوند. علاوه بر وظیفه استبلایزر کردن، بیشتر استبلا‌یزرها دارای ویژگی‌های اضافی مانند قطع و وصل ولتاژ ورودی/خروجی، قطع و وصل ولتاژ ورودی/خروجی، قطع بار اضافی، قابلیت راه‌اندازی و خاموش خروجی، راه‌اندازی دستی/اتوماتیک، نمایش قطع و وصل ولتاژ، سوئیچ صفر ولتاژ، و غیره هستند.

ولتاژ استابیلا‌یزر چیست؟

چرا نیاز به استبلا‌یزرهای ولتاژ وجود دارد؟

به طور کلی، هر تجهیز یا وسیله الکتریکی برای یک دامنه گسترده از ولتاژ ورودی طراحی شده است. بسته به حساسیت، دامنه کاری تجهیزات به مقادیر خاص محدود می‌شود؛ به عنوان مثال، برخی از تجهیزات می‌توانند ± 10 درصد از ولتاژ رتبه‌ای را تحمل کنند، در حالی که دیگران ± 5 درصد یا کمتر.

نوسانات ولتاژ (افزایش یا کاهش مقدار ولتاژ رتبه‌ای) در بسیاری از مناطق، به ویژه در خطوط پایانی، بسیار رایج است. دلایل معمول برای نوسانات ولتاژ شامل برق زدن، خطاهای الکتریکی، سیم کشی نادرست و خاموش و روشن دوره‌ای دستگاه هستند. این نوسانات موجب مشکلات در تجهیزات یا وسایل الکتریکی می‌شود.

در طولانی‌مدت، ولتاژ بالا به این 12نتیجه پایین ختم می‌شود:

1- آسیب دائمی به تجهیزات

2- آسیب به عایق پیچ‌ها

3- انقطاهای ناخواسته در بار

4- افزایش زیان در کابل‌ها و تجهیزات مرتبط

5- کاهش عمر تجهیزات

6- در طولانی‌مدت، ولتاژ پایین به این نتایج ختم می‌شود:

7- عدم کارکرد تجهیزات

8- زمان کارکرد بیشتر (همانطور که در دمنوش‌های مقاومتی استفاده می‌شود)

9- کاهش عملکرد تجهیزات

10- جریان‌های بزرگی که به افزایش دائمی منجر به گرمای زیاد می‌شود

11- خطاهای محاسباتی

12- کاهش سرعت موتورها

بنابراین، استحکام و دقت ولتاژ تصمیم‌گیری درست عملکرد تجهیزات را تعیین می‌کند. بنابراین، استبلا‌یزرها اطمینان می‌دهند که نوسانات ولتاژ در تأمین برق ورودی بر روی بار یا وسیله الکتریکی تأثیر نمی‌گذارد.

نحوه عملکرد استبلا‌یزر ولتاژ چگونه است؟

اصل اساسی استبلا‌یزر ولتاژ برای اجرای عملیات‌های Buck و Boost

در یک استبلا‌یزر ولتاژ، اصلاح ولتاژ از شرایط ولتاژ بالا و پایین از طریق دو عملیات اساسی، یعنی عملیات Boost و Buck انجام می‌شود. این عملیات می‌توانند به صورت دستی توسط سوئیچ‌ها یا به صورت اتوماتیک از طریق مدارهای الکترونیکی انجام شوند. در شرایط ولتاژ پایین، عملیات Boost ولتاژ را به سطح رتبه‌ای افزایش می‌دهد در حالی که عملیات Buck میزان ولتاژ را در شرایط ولتاژ بالا کاهش می‌دهد.

مفهوم استحکام شامل اضافه یا کم کردن ولتاژ به و از تأمین اصلی است. برای انجام چنین کارهایی، استبلا‌یزر از یک ترانسفورماتور استفاده می‌کند که با رله‌های سوئیچینگ در تنظیمات مختلف متصل می‌شود. برخی از استبلا‌یزرها از یک ترانسفورماتور با چرخه‌های در پیش تنظیم‌شده استفاده می‌کنند تا اصلاح ولتاژهای مختلف را ارائه دهند در حالی که استبلا‌یزرهای سرو از یک اتوترانسفورماتور استفاده می‌کنند تا دامنه گسترده‌تری از اصلاح را داشته باشند.

تصویر بالا نشان‌دهنده تنظیم افزایشی است که قطبیت پیچ دومیه به گونه‌ای است که ولتاژ آن به طور مستقیم به ولتاژ اولیه افزوده می‌شود. بنابراین، در صورت بروز ولتاژ کم، ترانسفورماتور (چه از نوع تپ چنجینگ باشد یا اتوترانسفورماتور) توسط رله‌ها یا سوئیچ‌های استاتیک به گونه‌ای کلید زده می‌شود که ولتاژ اضافی به ولتاژ ورودی افزوده می‌شود.

در تصویر بالا، ترانسفورماتور به شکل کاهشی وصل شده است، جایی که قطبیت پیچ دومیه به گونه‌ای است که ولتاژ آن از ولتاژ اولیه کم می‌شود. مدار سوئیچینگ اتصال بار به این تنظیمات را در شرایط ولتاژ بالا انجام می‌دهد.

تصویر بالا نشان‌دهنده یک استبلا‌یزر ولتاژ دو مرحله‌ای است که از دو رله استفاده می‌کند تا در شرایط ولتاژ بالا و پایین، تامین برق AC ثابت به بار را انجام دهد. با سوئیچ کردن رله‌ها، عملیات Buck و Boost برای دو نوسان ولتاژ خاص (یکی ولتاژ کم، به عنوان مثال 195 ولت و دیگری ولتاژ بالا، به عنوان مثال 245 ولت) قابل اجرا است.

در صورت استفاده از استبلا‌یزرهای نوع تپ چنجینگ ترانسفورماتور، تپ‌های مختلف بر اساس مقدار مورد نیاز از افزایش یا کاهش ولتاژ سوئیچ می‌شوند. اما در صورت استفاده از استبلا‌یزرهای نوع اتوترانسفورماتور، موتورها (موتور سرو) به همراه تماس لغزان برای به‌دست آوردن افزایش یا کاهش ولتاژ از اتوترانسفورماتور استفاده می‌شود چرا که فقط یک پیچ ولتاژ دارد.

نحوه عملکرد استابیلا‌یزر ولتاژ چگونه است؟

انواع استبلا‌یزرهای ولتاژ

استبلا‌یزرهای ولتاژ به بخش جداگانه‌ای از بسیاری از وسایل الکتریکی منازل، صنایع و سیستم‌های تجاری تبدیل شده‌اند. در گذشته، استبلا‌یزرهای دستی یا قابل سوییچ برای افزایش یا کاهش ولتاژ ورودی به منظور تولید ولتاژ خروجی در محدوده مطلوب استفاده می‌شدند. چنین استبلا‌یزرهایی با رله‌های الکترومکانیکی به عنوان دستگاه‌های سوئیچینگ تولید شده‌اند.

بعداً مدارهای الکترونیکی اضافی فرآیند استحکام را به صورت خودکاره کردند و منجر به ظهور رله تغییر تپ AVR شدند. نوع دیگری محبوب از استبلا‌یزر ولتاژ، استبلا‌یزر سرو است که اصلاح ولتاژ به صورت پیوسته و بدون هیچ گونه سوئیچی انجام می‌دهد. بیایید در مورد سه نوع اصلی استبلا‌یزرهای ولتاژ صحبت کنیم.

رله‌های نوع استبلا‌یزر ولتاژ

در این نوع استبلا‌یزرهای ولتاژ، تنظیم ولتاژ به وسیله سوئیچینگ رله‌ها انجام می‌شود تا یکی از تپ‌های تعدادی از ترانسفورماتور به بار وصل شود (همانند روش‌های مورد بحث در بالا) سوئیچینگ شود؛ چه این کار برای عملیات Boost یا Buck باشد. تصویر زیر ساختار داخلی استبلا‌یزر نوع رله را نشان می‌دهد.

دارای مدار الکترونیکی و مجموعه‌ای از رله‌ها علاوه بر ترانسفورماتور (که می‌تواند ترانسفورماتور هسته‌ای یا توروئیدال با تپ‌های ارائه‌شده در پیچ ثانویه آن باشد) است. مدار الکترونیکی شامل مدار رتیفایر، آمپلی‌فایر عملیاتی، واحد میکروکنترلر و سایر اجزاء کوچک است.

مدار الکترونیکی ولتاژ خروجی را با یک مقدار مرجع ارائه شده توسط منبع ولتاژ مرجع داخلی مقایسه می‌کند. هر زمان که ولتاژ به بیشتر یا کمتر از ارزش مرجع برود، مدار کنترل رله متناظر را سوئیچ می‌کند تا یک تپ مطلوب به خروجی متصل شود.

این استبلا‌یزرها معمولاً ولتاژ را برای تغییرات ولتاژ ورودی در بازه ±15 درصد تا ±6 درصد با دقت ولتاژ خروجی ±5 تا ±10 درصد تغییر می‌دهند. این نوع استبلا‌یزرها بیشترین محبوبیت را برای وسایل الکتریکی با امتیاز کم در برنامه‌های مسکونی، تجاری و صنعتی دارند زیرا وزن و هزینه کمی دارند. با این حال، اینها با چندین محدودیت همچون سرعت کم در تصحیح ولتاژ، مقاومت کم، قابلیت اطمینان کم، وقفه در مسیر برق در زمان تنظیم، و ناتوانی در مقابله با افزایش ولتاژ بالا روبرو هستند.

پیشنهاد مطالعه: استخراج بیت کوین ( ماینینگ بیت کوین) چگونه انجام می شود.

استبلا‌یزرهای ولتاژ کنترل شده با سرو موتور

اینها به سادگی به عنوان استبلا‌یزرهای سرو نامیده می‌شوند (بر اساس سرومکانیسم که همچنین به عنوان بازخورد منفی شناخته می‌شود) و از نام آن پیداست که از یک موتور سرو برای امکان اصلاح ولتاژ استفاده می‌کند. اینها به طور اصلی برای دقت بالای ولتاژ خروجی استفاده می‌شوند که به طور معمول ±1 درصد با تغییرات ولتاژ ورودی تا ± 50 درصد است. تصویر زیر ساختار داخلی یک استبلا‌یزر سرو را نشان می‌دهد که از موتور سرو، اتوترانسفورماتور، ترانسفورماتور بوک-بوست، درایور موتور و مدار کنترل به عنوان اجزاء ضروری تشکیل شده است.

در این استبلا‌یزر، یک سر پیچ ترانسفورماتور بوک-بوست به یک تپ ثابت اتوترانسفورماتور وصل شده است، در حالی که سر دیگر به دسته حرکتی که توسط موتور سرو کنترل می‌شود، وصل است. ثانویه ترانسفورماتور بوک-بوست به سری با تامین ولتاژ ورودی متصل است که چیز دیگری نیست جز خروجی استبلا‌یزر.

مدار کنترل الکترونیکی نزول و افزایش ولتاژ را با مقایسه ورودی با منبع ولتاژ مرجع داخلی شناسایی می‌کند. هنگامی که مدار خطا را پیدا می‌کند، موتور را عملی که به دسته در اتوترانسفورماتور حرکت می‌دهد فعال می‌کند. این می‌تواند موتور را فعال کند که در نتیجه دسته را بر روی ترانسفورماتور بوک-بوست حرکت دهد تا ولتاژی در ثانویه باشد که ولتاژ خروجی مطلوب باشد. بیشتر استبلا‌یزرهای سرو از میکروکنترلر یا پردازنده جانبی برای مدار کنترلی جهت دستیابی به کنترل هوشمند استفاده می‌کنند.

این استبلا‌یزرها می‌توانند تک فاز، نوع متوازن سه فاز یا واحدهای سه فاز نامتوازن باشند. در نوع تک فاز، یک موتور سرو به ترانسفورماتور متغیر متصل می‌شود تا اصلاح ولتاژ انجام شود. در صورت استبلا‌یزرهای سه فاز متوازن، یک موتور سرو با سه اتوترانسفورماتور متصل می‌شود تا با تنظیم خروجی ترانسفورماتورها، ولتاژ استوار در زمان نوسانات فراهم شود. در نوع نامتوازن از استبلا‌یزرهای سرو، سه موتور سرو مستقل با سه اتوترانسفورماتور متصل شده‌اند و هرکدام دارای مدارهای کنترل جداگانه هستند.

استبلا‌یزرهای کنترل شده با سرو موتور نسبت به استبلا‌یزرهای رله‌ای

استفاده از استبلا‌یزرهای کنترل شده با سرو موتور در مقایسه با استبلا‌یزرهای رله‌ای به مزایای مختلفی منجر می‌شود. برخی از این مزایا شامل سرعت تصحیح بالا، دقت بالای خروجی استوار، توانایی مقابله با جریان‌های ورودی ناگهانی، و قابلیت اعتماد بالا می‌شوند. با این حال، به دلیل وجود موتورها، نیاز به نگهداری دوره‌ای دارند.

استابیلا‌یزرهای کنترل شده با سرو موتور نسبت به استابیلا‌یزرهای رله‌ای

استبلا‌یزرهای ولتاژ استاتیک

همانطور که از نامش پیداست، استبلایزر ولتاژ استاتیک هیچ بخش متحرکی ندارد، به عنوان یک مکانیزم موتور سرو در صورت استبلا‌یزرهای سرو. این از یک مدار تبدیل الکترونیکی برای دستیابی به تنظیم ولتاژ استفاده می‌کند تا از یک واریاک در صورت استبلا‌یزرهای سنتی استفاده شود. این از استبلا‌یزرهای سرو دقت بیشتر و تنظیم ولتاژ عالی‌تر دارد و به طور معمول دقت ±1 درصد دارد.

اصولاً از یک ترانسفورماتور بوک-بوست، مبدل توان IGBT (یا تبدیل‌کننده AC به AC) و کنترلر مبتنی بر میکروکنترلر، میکروپروسسور یا کنترلر DSP تشکیل شده است. مبدل IGBT کنترل‌شده توسط میکروپروسسور با استفاده از تکنیک مدولاسیون پهنای پالس ولتاژ متناسب با مقدار مناسب ولتاژ تولید می‌کند، و این ولتاژ به اولیه ترانسفورماتور بوک-بوست تامین می‌شود. مبدل IGBT ولتاژ را به گونه‌ای تولید می‌کند که می‌تواند با ولتاژ خط ورودی هم‌فاز یا 180 درجه خارج از فاز باشد تا در زمان نوسانات ولتاژ، اعمال و کاهش ولتاژ را انجام دهد.

هرگاه میکروپروسسور افت ولتاژ را تشخیص می‌دهد، پالس‌های PWM را به مبدل IGBT ارسال می‌کند تا ولتاژی تولید شود که با مقدار انحراف از مقدار نامی برابر باشد. این خروجی هم‌فاز با تامین ولتاژ ورودی وصل شده و به اولیه ترانسفورماتور بوک-بوست تامین می‌شود. از همین روند برای مواجهه با افزایش ولتاژ نیز استفاده می‌شود.

این استبلا‌یزرها نسبت به استبلا‌یزرهای تپ‌تغییری و کنترل شده با سرو به دلیل انواع گسترده‌ای از مزایا مانند اندازه کوچک، سرعت تصحیح بسیار سریع، تنظیم ولتاژ عالی، عدم نیاز به نگهداری به دلیل عدم وجود قطعه متحرک، بهره‌وری بالا و اعتماد بالا، بسیار محبوب هستند.

0 0 رای ها
امتیازدهی به مقاله
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها

آخرین مقالات

ویدیوهای مرتبط

محاسبه‌گر سود

بیت کوین

هش‌ریت (TH)

درآمد برای 1 روز با در نظر گرفتن هزینه استخر
BTC = USD
ساعت
روز
هفته
ماه

بزودی …