แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในเครือข่ายที่ผันผวนอย่างฉับพลันและมีนัยสำคัญทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนทำงานไม่เสถียร ในกรณีร้ายแรง ไฟกระชากดังกล่าวอาจทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พังและล้มเหลวได้ ในกรณีนี้ ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ ผู้ใช้เลือกใช้ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์สำหรับบ้านมากขึ้น
ภาพรวมของตัวปรับแรงดันไฟฟ้า
ตัวกันแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับมีวิวัฒนาการมาในอดีตโดยใช้การออกแบบวงจรที่หลากหลาย ปัจจุบันมีสารกันบูดหลายประเภท:
- รีเลย์กันโคลง
- เซอร์โวสเตบิไลเซอร์ระบบเครื่องกลไฟฟ้า
- ไทริสเตอร์อิเล็กทรอนิกส์หรือไตรแอกความคงตัว;
- ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์
แรงดันเอาท์พุตของรีเลย์กันโคลงจะเปลี่ยนไปเป็นขั้นๆ โดยการสลับขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้าหลักโดยหน้าสัมผัสของรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าอันทรงพลัง ความแม่นยำในการรักษาเสถียรภาพถูกกำหนดโดยจำนวนของขดลวดสวิตซ์ อาจมีขดลวดดังกล่าวได้ตั้งแต่ 5 ถึง 10 อัน เมื่อเปลี่ยนจากขดลวดหนึ่งเป็นขดลวดที่อยู่ติดกันแรงดันเอาต์พุตจะเปลี่ยนค่าประมาณ (15-20) V.
ในระบบควบคุมความคงตัวทางไฟฟ้า ไดรฟ์ DC เซอร์โวจะย้ายแปรงกราไฟต์ของตัวสะสมปัจจุบันไปตามทางเลี้ยวของขดลวดเปลี่ยนรูปอัตโนมัติ ค่าของสัญญาณควบคุมขึ้นอยู่กับความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟขาเข้าและแรงดันอ้างอิงที่สอดคล้องกับ 220 V เมื่อขจัดความแตกต่าง อุปกรณ์ควบคุมเซอร์โวมอเตอร์จะเข้าสู่โหมดติดตาม
ในตัวควบคุมความคงตัวแบบอิเล็กทรอนิกส์ การสลับขดลวดของหม้อแปลงที่ใช้โดยตัวกระตุ้นจะถูกควบคุมโดยตัวควบคุม
สวิตชิ่งยูนิตทำบนเซมิคอนดักเตอร์ไตรแอกหรือไทริสเตอร์ การทำงานของคอนโทรลเลอร์ถูกกำหนดโดยซอฟต์แวร์ที่ติดตั้งที่โรงงานของผลิตภัณฑ์
หลักการทำงานของอินเวอร์เตอร์โคลง
การทำงานของตัวปรับแรงดันไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์ขึ้นอยู่กับหลักการของการแปลงสองครั้ง ขั้นแรก แรงดันไฟ AC อินพุตจะถูกแปลงเป็น DC จากนั้นจึงทำการแปลงผกผัน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเอาต์พุตของอุปกรณ์มีเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าสลับ 220 V ดำเนินการโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์
ไม่มีหม้อแปลงไฟฟ้าขนาดใหญ่ องค์ประกอบของความคงตัวรวมถึงส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ต่อไปนี้:
- ใส่ตัวกรอง LC เครือข่าย
- วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นไดโอดเซมิคอนดักเตอร์
- อุปกรณ์แก้ไขตัวประกอบกำลัง
- บล็อกของตัวเก็บประจุ;
- ตัวแปลงอินเวอร์เตอร์
- ออสซิลเลเตอร์นาฬิกาควอทซ์ของความถี่คงที่
- กรองสัญญาณความถี่สูง;
- ตัวควบคุมไมโครโปรเซสเซอร์
ตัวกรองไฟเมนอินพุตแบบพาสซีฟใช้เพื่อขจัดสัญญาณรบกวนความถี่สูงและทำให้ไฟกระชากสั้นในแรงดันไฟหลักราบรื่น วงจรเรียงกระแสจะแปลงแรงดันไฟสลับเป็นไฟฟ้ากระแสสลับโดยตรง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของพลังงานไฟฟ้าที่เก็บอยู่ในบล็อกของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าความจุสูง เป็นแหล่งสำรองที่ใช้งานได้ในกรณีที่ไฟดับหรือปิดเครื่องในระยะสั้น
งานของตัวแก้ไขคือการทำให้พลังงานที่ได้รับจากเครือข่ายเป็นปกติ ป้องกันการโอเวอร์โหลดของโคลงระหว่างการทำงาน ตัวแปลงอินเวอร์เตอร์จะคืนค่าแรงดันไฟ AC จาก DC เนื่องจากการมีส่วนร่วมของออสซิลเลเตอร์ควอทซ์ในการทำงาน แรงดันเอาต์พุตจึงมีรูปของไซนูซอยด์บริสุทธิ์ที่มีความถี่ 50 Hz โดยมีข้อผิดพลาดไม่เกิน 0.5%
ตัวควบคุมควบคุมการทำงานของวงจรป้องกันแรงดันไฟขาออกและประเมินสถานะของแต่ละบล็อคอุปกรณ์ที่มีการออกผลลัพธ์ไปยังองค์ประกอบการแสดงผล จะออกคำสั่งให้ปิดการทำงานของระบบกันโคลงโดยอัตโนมัติในกรณีที่ค่าแรงดันไฟขาเข้าเกินขอบเขตการควบคุมที่กำหนดโดยลักษณะทางเทคนิค
ข้อกำหนดของสารทำให้คงตัว
เมื่อเลือกเครื่องควบคุมแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับสำหรับเครือข่ายในบ้าน ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับลักษณะทางเทคนิคหลัก ซึ่งรวมถึงสิ่งต่อไปนี้:
- กำลังโหลดสูงสุดที่โคลงสามารถให้ได้ในขณะที่รักษาพารามิเตอร์คุณภาพแรงดันไฟหลัก
- ความผันผวนของแรงดันไฟหลักที่อนุญาต ซึ่งแรงดันที่เอาท์พุตของสเตบิไลเซอร์จะคงค่าของมันไว้ โดยคำนึงถึงข้อกำหนดของมาตรฐานคุณภาพ
- ความเร็วการปรับระดับ ซึ่งกำหนดเวลาตอบสนองของตัวควบคุมต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในระยะสั้นของแรงดันไฟหลักเพื่อให้แรงดันไฟขาออกไม่เปลี่ยนแปลง
- รูปร่างสัญญาณเอาท์พุต เข้าใกล้ไซน์ซอยด์
- ความแม่นยำของพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าที่เสถียร
- ระดับการป้องกันที่กำหนดความสามารถของโคลงในการทำงานในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูงและความชื้นสัมพัทธ์สูง
- ฟอร์มแฟคเตอร์ที่กำหนดขนาดของตัวกันโคลง
- ระดับการรบกวนที่อุปกรณ์สร้างขึ้นไปยังอุปกรณ์โดยรอบ
ปัจจัยเพิ่มเติมที่มีอิทธิพลต่อการเลือกสารกันโคลงอาจเป็นองค์ประกอบของการแสดงภาพและการส่งสัญญาณ
ควรแจ้งให้ผู้ใช้ทราบอย่างครบถ้วนเกี่ยวกับค่าของอินพุตและพารามิเตอร์ที่เสถียรและเตือนเกี่ยวกับสถานการณ์วิกฤติที่เกิดขึ้น
คุณสมบัติของตัวกันโคลงอินเวอร์เตอร์
การไม่มีหม้อแปลง ferromagnetic เทอะทะที่มีโครงสร้างคดเคี้ยวที่ซับซ้อนในตัวช่วยอำนวยความสะดวกในการออกแบบอย่างมาก ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของเซอร์โวไดรฟ์ ซึ่งไม่ต้องการการบำรุงรักษาเป็นระยะระหว่างการทำงาน และทำให้การทำงานของตัวปรับความเสถียรเกือบจะเงียบ อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ IGBT หรือ MOSFET ที่ผลิตด้วยเทคโนโลยีสมัยใหม่ถูกใช้เป็นส่วนประกอบด้านพลังงาน
การใช้เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาควอทซ์ช่วยให้คุณได้แรงดันไฟสลับเอาท์พุต ซึ่งมีรูปร่างใกล้เคียงกับไซน์บริสุทธิ์ โซลูชันวงจรช่วยให้คุณแก้ไขรูปร่างที่ไม่สมบูรณ์แบบของแรงดันไฟหลักอินพุตได้ ฟังก์ชันทั้งหมดถูกควบคุมโดยไมโครคอนโทรลเลอร์
ประสิทธิภาพโคลงอินเวอร์เตอร์
แผนงานและวิธีแก้ปัญหาทางเทคนิคที่นำมาใช้ในตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์ทำให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปได้ ซึ่งประสิทธิภาพการทำงานจะแตกต่างอย่างมากจากสารคงตัวประเภทอื่นๆ ให้ดีขึ้น ผู้ผลิตชั้นนำในประเทศและต่างประเทศสร้างกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบมาสำหรับระดับพลังงานที่แตกต่างกันของผู้บริโภค พวกเขาเริ่มต้นจาก 300 VA ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์ 10 kW (kVA) ไม่ใช่รุ่นสุดท้ายในซีรีส์นี้
สำหรับอินดิเคเตอร์อื่นๆ ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์ที่มีการแปลงเป็นสองเท่าจะรักษาแรงดันไฟฟ้าที่คงที่ไว้ที่ 220 V ที่เอาต์พุตโดยมีค่าเบี่ยงเบนไม่เกิน 1% โดยมีการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟหลักในช่วง 90-310 V ข้อผิดพลาดในการอ่านความถี่ไม่เกิน 0.5% ความเร็วในการรักษาเสถียรภาพอยู่ที่ระดับ 10 มิลลิวินาที ซึ่งจะทำให้สามารถใช้เครื่องมือวัดที่มีความแม่นยำเป็นตัวโหลดได้ ในกรณีนี้ จะทำการปราบปรามเสียงอิมพัลส์โดยสมบูรณ์
สรุป
เครื่องปรับแรงดันไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์กำลังค่อยๆ พิชิตตลาดตัวปรับความเสถียรของเครือข่าย หลังจากอ่านเนื้อหาในบทความแล้วผู้อ่านจะเข้าใจว่าสิ่งนี้สมควรได้รับ โซลูชันทางเทคนิคและวงจรที่ใช้ในผลิตภัณฑ์ดังกล่าวทำให้สามารถบรรลุประสิทธิภาพที่ไม่สามารถบรรลุได้สำหรับสารทำให้คงตัวประเภทอื่น ราคาที่ลดลงเรื่อยๆ แสดงให้เห็นถึงประโยชน์ที่ผู้ใช้อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับหลังจากซื้อแล้ว