Le fluttuazioni improvvise e significative della tensione CA nella rete portano a un funzionamento instabile delle apparecchiature elettroniche e degli elettrodomestici. In casi estremi, tali sovratensioni possono causare il guasto e il guasto dell'elettronica. In questo caso è indispensabile l'utilizzo di stabilizzatori di tensione di alimentazione. Sempre più utenti scelgono stabilizzatori di tensione inverter per la casa.
Panoramica degli stabilizzatori di tensione
Gli stabilizzatori di tensione di linea CA si sono storicamente evoluti utilizzando vari progetti di circuiti. Attualmente, ci sono diversi tipi di stabilizzatori:
- stabilizzatori di tensione del relè;
- servostabilizzatori elettromeccanici;
- tiristore elettronico o triacstabilizzatori;
- regolatori di tensione inverter.
La tensione di uscita degli stabilizzatori a relè viene modificata gradualmente commutando gli avvolgimenti del trasformatore di rete tramite i contatti di potenti relè elettromagnetici. La precisione di stabilizzazione è determinata dal numero di avvolgimenti commutati. Possono esserci da 5 a 10 di questi avvolgimenti. Quando si passa da un avvolgimento a uno adiacente, la tensione di uscita cambia il suo valore di circa (15-20) V.
Negli stabilizzatori elettromeccanici, un servoazionamento CC muove la spazzola di grafite del collettore di corrente lungo i giri dell'avvolgimento dell'autotrasformatore. Il valore del segnale di controllo dipende dalla differenza tra la tensione di ingresso e la tensione di riferimento corrispondente a 220 V. Quando la differenza viene eliminata, il dispositivo di controllo del servomotore entra in modalità di tracciamento.
Negli stabilizzatori elettronici, la commutazione degli avvolgimenti del trasformatore utilizzati dagli attuatori è controllata dal controller.
L'unità di commutazione è realizzata su triac a semiconduttore o tiristori. Il funzionamento del controller è determinato dal software installato in fabbrica del prodotto.
Il principio di funzionamento dello stabilizzatore inverter
Il funzionamento dello stabilizzatore di tensione dell'inverter si basa sul principio della doppia conversione. Innanzitutto, la tensione CA in ingresso viene convertita in CC, quindi viene eseguita la conversione inversa. Garantire che l'uscita del dispositivo sia stabilela tensione alternata 220 V è svolta dall'elettronica degli stabilizzatori di tensione dell'inverter.
Non ha trasformatori di alimentazione ingombranti. La composizione degli stabilizzatori comprende i seguenti componenti elettronici:
- filtro LC di rete di ingresso;
- raddrizzatore a onda intera a diodi semiconduttori;
- dispositivo di rifasamento;
- blocco di condensatori di accumulo;
- convertitore inverter;
- oscillatore di clock al quarzo di frequenza stabile;
- filtro di uscita passa alto;
- controller a microprocessore.
Il filtro di rete di ingresso passivo viene utilizzato per eliminare le interferenze ad alta frequenza e attenuare i brevi picchi di tensione di rete. Il raddrizzatore converte la tensione alternata in una continua, parte della cui energia elettrica viene immagazzinata in un blocco di condensatori elettrolitici ad alta capacità. Sono una fonte di backup che entra in funzione in caso di interruzione della tensione di rete o arresto a breve termine.
Il compito del correttore è di normalizzare la potenza prelevata dalla rete, prevenendo il sovraccarico dello stabilizzatore durante il suo funzionamento. L'inverter-convertitore ripristina la tensione CA da CC. A causa della partecipazione di un oscillatore al quarzo nel suo funzionamento, la tensione di uscita ha la forma di una sinusoide pura con una frequenza di 50 Hz con un errore non superiore a 0,5%.
Il controller controlla il funzionamento dei circuiti di stabilizzazione della tensione di uscita e valuta lo stato dei singoli blocchidispositivi con l'emissione dei risultati agli elementi di visualizzazione. Emette comandi per spegnere automaticamente il funzionamento dello stabilizzatore nel caso in cui il valore della tensione in ingresso superi il range di regolazione determinato dalle caratteristiche tecniche.
Specifiche degli stabilizzatori
Quando si sceglie uno stabilizzatore di tensione CA per la rete domestica, è necessario prestare grande attenzione alle sue principali caratteristiche tecniche, che includono le seguenti:
- potenza di carico massima consentita che lo stabilizzatore può fornire mantenendo i parametri di qualità della tensione di rete;
- fluttuazioni della tensione di rete ammesse, alle quali la tensione all'uscita dello stabilizzatore mantiene il suo valore, tenendo conto dei requisiti degli standard di qualità;
- velocità di livellamento, che determina il tempo di risposta del regolatore a variazioni rapide a breve termine della tensione di rete per mantenere invariata la tensione di uscita;
- forma del segnale di uscita, idealmente vicino a una sinusoide;
- accuratezza dei parametri di tensione stabilizzata;
- grado di protezione che determina la capacità dello stabilizzatore di operare in condizioni di temperature estreme e livelli di umidità relativa elevati;
- fattore di forma che determina le dimensioni dello stabilizzatore;
- Il livello di interferenza creato dal dispositivo sull'apparecchiatura circostante.
Un ulteriore fattore che influenza la scelta dello stabilizzatore potrebbe essere la presenza di elementi di indicazione visiva e segnalazione.
Dovrebbe informare l'utente in modo completo sui valori dei parametri di input e stabilizzati e avvisare del verificarsi di situazioni critiche.
Caratteristiche degli stabilizzatori inverter
L'assenza di ingombranti trasformatori ferromagnetici con una complessa struttura di avvolgimento al loro interno ha notevolmente facilitato la progettazione. Gli stabilizzatori di tensione inverter non contengono parti mobili dei servoazionamenti, il che non richiede la loro manutenzione periodica durante il funzionamento e rende il funzionamento degli stabilizzatori quasi silenzioso. Come elementi di alimentazione vengono utilizzati dispositivi a semiconduttore IGBT o MOSFET prodotti utilizzando le moderne tecnologie.
L'uso di generatori di clock al quarzo consente di ottenere una tensione alternata in uscita, la cui forma si avvicina a un seno puro. Le soluzioni circuitali consentono di correggere la forma non ideale della tensione di rete in ingresso. Tutte le funzioni sono controllate da un microcontrollore.
Prestazioni dello stabilizzatore inverter
Lo schema e le soluzioni tecniche implementate negli stabilizzatori di tensione degli inverter consentono di produrre prodotti finiti, le cui prestazioni differiscono notevolmente da quelle di altri tipi di stabilizzatori in meglio. I principali produttori nazionali ed esteri creano linee di prodotti progettate per diversi livelli di potenza dei consumatori. Partono da 300 VA. Il regolatore di tensione dell'inverter da 10 kW (kVA) non è l'ultimo di questa serie.
Come per altri indicatori. Gli stabilizzatori di tensione dell'inverter a doppia conversione mantengono una tensione stabilizzata di 220 V in uscita con una deviazione non superiore all'1% con variazioni della tensione di rete nell'intervallo 90-310 V. L'errore di lettura della frequenza non supera lo 0,5%. La velocità di stabilizzazione è a livello di 10 ms, il che consentirà l'utilizzo di strumenti di misura di precisione come carico. In questo caso, viene eseguita la completa soppressione del rumore impulsivo.
Conclusione
Gli stabilizzatori di tensione inverter stanno gradualmente conquistando il mercato degli stabilizzatori di rete. Dopo aver letto i materiali dell'articolo, i lettori capiranno che questo è ben meritato. Le soluzioni tecniche e circuitali utilizzate in tali prodotti consentono di ottenere prestazioni irraggiungibili per altri tipi di stabilizzatori. Il loro prezzo in graduale diminuzione giustifica i vantaggi che gli utenti di tali dispositivi ricevono dopo l'acquisto.
