Sự dao động đột ngột và đáng kể của điện áp AC trong mạng dẫn đến hoạt động không ổn định của các thiết bị điện tử và điện gia dụng. Trong những trường hợp cực đoan, những đợt tăng vọt như vậy có thể khiến các thiết bị điện tử bị hỏng và hỏng hóc. Trong trường hợp này, việc sử dụng ổn áp cấp nguồn là không thể thiếu. Người dùng ngày càng lựa chọn ổn áp biến tần cho gia đình.
Tổng quan về Ổn áp
Máy ổn áp dòng AC đã có lịch sử phát triển bằng cách sử dụng các thiết kế mạch khác nhau. Hiện tại, có một số loại ổn áp:
- rơle ổn áp;
- bộ ổn định servo cơ điện;
- thyristor điện tử hoặc triacchất ổn định;
- bộ điều chỉnh điện áp biến tần.
Điện áp đầu ra của bộ ổn định rơle được thay đổi theo từng bước bằng cách chuyển đổi các cuộn dây của máy biến áp nguồn bằng các tiếp điểm của rơle điện từ mạnh. Độ chính xác của bộ ổn định được xác định bởi số lượng cuộn dây được chuyển mạch. Có thể có từ 5 đến 10 cuộn dây như vậy. Khi chuyển từ cuộn dây này sang cuộn dây liền kề, điện áp đầu ra thay đổi giá trị của nó khoảng (15-20) V.
Trong bộ ổn định cơ điện, bộ truyền động DC servo di chuyển chổi than chì của bộ thu dòng dọc theo các vòng của cuộn dây biến áp tự động. Giá trị của tín hiệu điều khiển phụ thuộc vào sự chênh lệch giữa điện áp đầu vào và điện áp tham chiếu tương ứng với 220 V. Khi sự khác biệt được loại bỏ, thiết bị điều khiển động cơ servo sẽ chuyển sang chế độ theo dõi.
Trong bộ ổn định điện tử, việc chuyển đổi các cuộn dây của máy biến áp được sử dụng bởi bộ truyền động được điều khiển bởi bộ điều khiển.
Bộ chuyển mạch được thực hiện trên triac hoặc thyristor bán dẫn. Hoạt động của bộ điều khiển được xác định bởi phần mềm được cài đặt tại nhà máy của sản phẩm.
Nguyên lý hoạt động của ổn áp biến tần
Hoạt động của ổn áp biến tần dựa trên nguyên lý biến đổi kép. Đầu tiên, điện áp AC đầu vào được chuyển đổi thành DC, và sau đó chuyển đổi nghịch đảo được thực hiện. Đảm bảo đầu ra của thiết bị luôn ổn địnhđiện áp xoay chiều 220 V được thực hiện bởi thiết bị điện tử của ổn áp biến tần.
Nó không có máy biến áp cồng kềnh. Thành phần của bộ ổn định bao gồm các thành phần điện tử sau:
- bộ lọc LC mạng đầu vào;
- chỉnh lưu toàn sóng điốt bán dẫn;
- thiết bị hiệu chỉnh hệ số công suất;
- khối tụ lưu trữ;
- bộ biến tần;
- đồng hồ thạch anh dao động tần số ổn định;
- bộ lọc đầu ra thông cao;
- bộ điều khiển vi xử lý.
Bộ lọc nguồn điện đầu vào thụ động được sử dụng để loại bỏ nhiễu tần số cao và làm dịu các xung đột ngột trong điện áp nguồn. Bộ chỉnh lưu biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều, một phần năng lượng điện được tích trữ trong một khối tụ điện dung lượng lớn. Chúng là một nguồn dự phòng hoạt động trong trường hợp mất điện áp lưới hoặc tắt nguồn trong thời gian ngắn.
Nhiệm vụ của bộ điều chỉnh là bình thường hóa nguồn điện lấy từ mạng, ngăn chặn quá tải của bộ ổn định trong quá trình hoạt động của nó. Bộ biến tần khôi phục điện áp AC từ DC. Do sự tham gia của bộ dao động thạch anh trong hoạt động của nó, điện áp đầu ra có dạng hình sin thuần túy với tần số 50 Hz với sai số không quá 0,5%.
Bộ điều khiển kiểm soát hoạt động của các mạch ổn áp đầu ra và đánh giá trạng thái của các khối riêng lẻthiết bị với việc cấp kết quả cho các phần tử hiển thị. Nó đưa ra các lệnh để tự động tắt hoạt động của bộ ổn định trong trường hợp giá trị điện áp đầu vào vượt ra ngoài dải quy định được xác định bởi các đặc tính kỹ thuật.
Thông số kỹ thuật của chất ổn định
Khi chọn ổn áp xoay chiều mạng gia đình, cần hết sức lưu ý đến các đặc tính kỹ thuật chính của nó, bao gồm những đặc điểm sau:
- công suất tải tối đa cho phép mà bộ ổn định có thể cung cấp trong khi vẫn duy trì các thông số chất lượng điện áp chính;
- dao động điện áp nguồn cho phép, tại đó điện áp ở đầu ra của bộ ổn định vẫn giữ nguyên giá trị của nó, có tính đến các yêu cầu của tiêu chuẩn chất lượng;
- tốc độ cân bằng, xác định thời gian phản hồi của bộ điều chỉnh đối với những thay đổi ngắn hạn thay đổi nhanh của điện áp nguồn để giữ cho điện áp đầu ra không thay đổi;
- hình dạng tín hiệu đầu ra, lý tưởng là tiếp cận hình sin;
- độ chính xác của các thông số điện áp ổn định;
- mức độ bảo vệ xác định khả năng hoạt động của bộ ổn định trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt và độ ẩm tương đối cao;
- yếu tố hình thức xác định kích thước của bộ ổn định;
- Mức độ nhiễu do thiết bị tạo ra đối với các thiết bị xung quanh.
Một yếu tố bổ sung ảnh hưởng đến việc lựa chọn bộ ổn định có thể là sự hiện diện của các yếu tố chỉ thị và tín hiệu trực quan.
Nó sẽ thông báo đầy đủ cho người dùng về các giá trị của đầu vào và các thông số ổn định và cảnh báo về sự xuất hiện của các tình huống quan trọng.
Tính năng của ổn áp biến tần
Sự vắng mặt của các máy biến áp sắt từ cồng kềnh với cấu trúc cuộn dây phức tạp trong chúng đã tạo điều kiện rất nhiều cho việc thiết kế. Bộ ổn áp biến tần không chứa các bộ phận chuyển động của bộ truyền động servo, điều này không yêu cầu bảo dưỡng định kỳ trong quá trình vận hành và làm cho hoạt động của bộ ổn áp gần như im lặng. Các thiết bị bán dẫn IGBT hoặc MOSFET được sản xuất bằng công nghệ hiện đại được sử dụng làm phần tử công suất.
Việc sử dụng máy phát đồng hồ thạch anh cho phép bạn nhận được điện áp xoay chiều đầu ra, hình dạng của nó gần giống hình sin thuần túy. Các giải pháp mạch cho phép bạn sửa hình dạng không lý tưởng của điện áp nguồn đầu vào. Tất cả các chức năng được điều khiển bởi một bộ vi điều khiển.
Hiệu suất ổn áp biến tần
Đề án và các giải pháp kỹ thuật được thực hiện trong ổn áp biến tần giúp sản xuất thành phẩm có thể đạt được hiệu suất cao hơn đáng kể so với các loại ổn áp khác. Các nhà sản xuất hàng đầu trong và ngoài nước tạo ra các dòng sản phẩm được thiết kế cho các mức công suất khác nhau của người tiêu dùng. Chúng bắt đầu từ 300 VA. Bộ điều chỉnh điện áp biến tần 10 kW (kVA) không phải là bộ cuối cùng trong loạt bài này.
Đối với các chỉ số khác. Máy ổn áp biến tần có bộ chuyển đổi kép duy trì điện áp ổn định 220 V ở đầu ra với độ lệch không quá 1% với sự thay đổi điện áp nguồn trong khoảng 90-310 V. Sai số đọc tần số không vượt quá 0,5%. Tốc độ ổn định ở mức 10 ms, cho phép sử dụng các thiết bị đo chính xác làm tải. Trong trường hợp này, việc triệt tiêu hoàn toàn nhiễu xung được thực hiện.
Kết
Ổn áp biến tần đang từng bước chinh phục thị trường ổn áp mạng. Sau khi đọc các tư liệu của bài viết, độc giả sẽ hiểu rằng điều này rất xứng đáng. Các giải pháp kỹ thuật và mạch được sử dụng trong các sản phẩm này giúp bạn có thể đạt được hiệu suất mà các loại ổn áp khác không thể đạt được. Giá giảm dần của chúng chứng minh lợi ích mà người dùng các thiết bị đó nhận được sau khi mua chúng.
