استابلایزر چیست؟ کاربرد آن
امروزه استابلایزر ها برای استفاده در ادارات، مشاغل و صنایع مورد نیاز هستند. استابلایزرها برای محافظت در برابر نوسانات ولتاژ در هر وسیله مکانیکی و الکتریکی طراحی شدهاند. مهم نیست که ولتاژ ورودی و عوامل محیطی چگونه تغییر می‌کنند، ولتاژ ثابت را حفظ می‌کنند. استابلایزرهای دستی اغلب برای کاهش ولتاژ در دهه 1990 مورد استفاده قرار می‌گرفتند. برای ارائه ولتاژ ثابت، این استابلایزرها دارای رله‌های الکترومغناطیسی هستند. پس از مدتی، مدارهای الکترونیکی بعنوان جایگزینی بالقوه برای استابلایزرهای خودکار ظاهر شدند.
اما در حال حاضر، استابلایزرهای سروو جدیدترین پیشرفت در فناوری تثبیت ولتاژ هستند. پس از اینکه متوجه شدیم دستیابی به یک استابلایزر با کیفیت بالا برای مصارف صنعتی چقدر ضروری است، یک مقاله جامع درباره تثبیت کننده‌های سرو ایجاد کردیم پس با مقاله امروز سپیانی همراه باشید.
حتما بخوانید: یو پی اس (UPS) چیست؟ کاربرد آن
استابلایزر چیست؟
آسیب به بار ممکن است ناشی از نوسانات ولتاژ باشد. نوسانات ولتاژ زمانی اتفاق می‌افتد که بارها بطور ناگهانی در نتیجه مشکلات سیستم قدرت تغییر می‌کنند. این نوسانات ولتاژ گاهی اوقات این پتانسیل را دارد که طول عمر هر لوازم خانگی را کاهش دهد. بنابراین، شرکت‌ها از استابلایزرها استفاده می‌کنند تا اطمینان حاصل کنند که بار یک منبع ولتاژ ثابت دریافت می‌کند و از نوسانات ولتاژ جلوگیری یا به حداقل می‌رسد. تثبیت کننده در بسیاری از کاربردهای تجاری استفاده می‌شود زیرا مشخص شده است که استفاده از تنظیم کننده ولتاژ برای جلوگیری از مشکلات فیوز چقدر ضروری است.
تثبیت کننده ابزاری است که برای حفظ یک سیستم در حالت ثابت استفاده می‌شود. انواع مختلفی از تثبیت کننده‌ها برای حفظ پایداری برای مدت زمان مشخص بسته به کیفیت و مشخصات ولتاژ موجود است. بطور کلی تثبیت کننده ولتاژ وسیله‌ای است که میزان ولتاژ را در سیستم قدرت ثابت نگه می‌دارد. هنگامی که یک عنصر کنترلی برای تبدیل یک ورودی تنظیم نشده به یک خروجی تنظیم شده استفاده می‌شود، عمل می‌کند.
حتما بخوانید:
انواع منابع تغذیه AC و DC کدامند؟
تثبیت کننده ولتاژ
به منظور محافظت از دستگاه‌ها در برابر تغییرات یا نوسانات در منبع ولتاژ، یک تثبیت کننده ولتاژ ساخته شده است تا بتواند سطح ولتاژ را همیشه ثابت نگه دارد. تثبیت کننده ولتاژ به یک تنظیم کننده ولتاژ اشاره دارد که سطح ولتاژ ثابتی را برای لوازم خانگی حفظ می‌کند. این تثبیت کننده ولتاژ به دلیل ضروری و مورد نیاز بودن، مهمترین مورد در مشاغل تجاری است. استابلایزرها می‌توانند الکترومکانیکی، خودکار، فعال و غیره باشند. انواع مختلفی از استابلایزرها موجود است. مشابه این، انواع دیگری از استابلایزرها موجود است، از جمله تثبیت کننده‌های خودکار، تثبیت کننده‌های DC و تثبیت کننده‌های AC.
با بررسی انواع مختلف استابلایزرها، می‌توانیم نحوه عملکرد آنها را یاد بگیریم. برای ثابت نگه داشتن ولتاژ از یک تنظیم کننده ولتاژ استفاده می‌شود. این دستگاهی است که برای کنترل خودکار هر سطح ولتاژ ثابت ساخته شده است. رگولاتورهای ولتاژ انواع مختلفی دارند. یکی ممکن است از تکنیک طراحی فید فوروارد استفاده کند.در حالی که دیگری ممکن است از بازخورد منفی استفاده کند.
حتما بخوانید:
انواع رگولاتور ولتاژ
به طور کلی، سه نوع مختلف تنظیم کننده ولتاژ وجود دارد:
- استابلایزرهای الکترومکانیکی
- استابلایزرهای اتوماتیک
- استابلایزرهای الکترونیکی
دیودها برای ایجاد رگولاتور الکترونیکی ولتاژ بصورت سری استفاده می‌شوند. ولتاژ هر دیود در نتیجه شکل منحنی‌های V-I تا حدودی تغییر می‌کند. این در نتیجه تغییر در ورودی است. اگر ولتاژ دقیق و سطوح راندمان مهم نباشد، طرح‌ها به درستی عمل می‌کنند.
استابلایزرهای الکترومکانیکی
در خطوط توزیع برق AC، رگولاتورهای الکترومکانیکی برای حفظ یک منبع ولتاژ ثابت استفاده می‌شوند. استابلایزرها به عنوان تنظیم کننده‌های الکترومکانیکی نیز شناخته می‌شوند. این رگولاتورها عملکرد سروومکانیسم را تغییر می‌دهند تا بتوان از آنها در اتوترانسفورماتور استفاده کرد.
سیم پیچی سیم حسگر فرآیند تنظیم ولتاژ را تکمیل می‌کند. میدان الکترومغناطیسی ایجاد می‌شود. هسته آهنی متحرک توسط میدان به سمت کشش گرانشی کشیده می‌شود. در نتیجه، جریان همراه با ولتاژ افزایش می‌یابد. علاوه بر این، یک کلید برق به آهنربا وصل شده است. وقتی آهنربا وارد میدان شد باز می‌شود. کشش فنر در نتیجه کاهش ولتاژ و جریان با هم آزاد می‌شود. در نتیجه، سوئیچ در حال حاضر بسته است، و برق یک بار دیگر در جریان است. هنگامی که محدوده ولتاژ داخل مقدار مورد نظر قرار نمی‌گیرد، سروومکانیسم فقط برای تعویض شیر استفاده می‌شود. ولتاژ ثانویه رگولاتور الکترومکانیکی را می‌توان برای ارائه مقادیر ولتاژ خروجی مورد نیاز تنظیم کرد.
استابلایزرهای اتوماتیک
در نیروگاه‌ها معمولاً از تنظیم کننده ولتاژ خودکار استفاده می‌شود. این دستگاه مجهز به استابلایزرهای خودکار (AVR) است که به آن اجازه می‌دهد ولتاژها را حتی در زمان تغییر بار ژنراتور حفظ و تثبیت کند. استابلایزرهای اتوماتیک مدرن به جای سیستم الکترومکانیکی که زمانی توسط استابلایزرهای معمولی استفاده می‌شد از دستگاه‌های حالت جامد استفاده می‌کنند. در اصل، یک AVR تمام ولتاژ خروجی ژنراتور را با مقدار از پیش تعیین شده مقایسه می‌کند. سپس با استفاده از سیگنالی که پس از آن ارسال می‌شود، تحریک تنظیم می‌شود.
نوع رله تثبیت کننده ولتاژ
تثبیت کننده‌های این نوع از یک مدار الکترونیکی، یک مدار رله، یک واحد کنترل کننده، یک یکسو کننده و چند قطعه جزئی تشکیل شدهاند. مدار کنترل رله را سوئیچ می‌کند تا هر زمان که ولتاژ کاهش یا افزایش یابد، ضربه زدن به ولتاژ خروجی متصل شود. سطح ولتاژ خروجی روی 10 درصد تنظیم می‌شود. به همین دلیل، فقط برای لوازم خانگی با رتبه پایین در محل کار، خانه و تجارت استفاده می‌شود. برخی از دستگاه‌های الکتریکی ممکن است گهگاه با تعدادی محدودیت مواجه شوند. از جمله کاهش دوام، قطع برق، عملکرد غیرمنتظره، آسیب سیم پیچ و غیره. تثبیت کننده ولتاژ نوع رله برای جلوگیری از این نوسانات در شرکت‌های جهانی بسیار منطقی است. با وجود اینکه یک تثبیت کننده قدیمی است، اغلب در ادارات، مدارس و سایر تنظیمات کم مصرف استفاده می‌شود.
استابلایزرهای AC
- رگولاتورهای ولتاژ AC چرخش سیم پیچ
- ترانسفورماتور ولتاژ ثابت
انواع مختلفی از استابلایزرهای متناوب شامل استابلایزرهای AC، چرخش سیم پیچ و ترانسفورماتورهای ولتاژ ثابت هستند. رگولاتورهای معمولی که در دهه 1920 مورد استفاده قرار می‌گرفتند، رگولاتورهای ولتاژ متناوب هستند.
استابلایزرهای AC چرخش سیم پیچ
بسیاری از کاربردها به دلیل قدیمی بودن و منسوخ شدن مدل مدار از آن استفاده گسترده‌ای نمی‌کنند. با استفاده از اصل واریوکوپلر کار می‌کند. دارای دو سیم پیچ ثابت است که یکی از آنها روی محوری موازی با سیم پیچ دیگری قرار گرفته و دیگری ثابت است.
نیروهای مغناطیسی وارد بر سیم پیچ متحرک توسط تنظیم کننده ولتاژ AC چرخش سیم پیچ پشتیبانی می‌شود که منبع تغذیه ولتاژ را ثابت نگه می‌دارد. ولتاژ سیم پیچ ثانویه را می‌توان مطابق با چرخاندن سیم پیچ تغییر داد.
ترانسفورماتور ولتاژ ثابت
رگولاتور فرورزونانت یا ترانسفورماتور فرورزونانت نام دیگر ترانسفورماتور ولتاژ ثابت است. سیم پیچ تشدید کننده این تثبیت کننده که دارای جریان و ولتاژ متغیر است، با یک خازن به نوعی مدار مخزن متصل می‌شود تا ولتاژ خروجی ثابتی تولید کند. سطح ولتاژ توسط سیم پیچ ثانویه کنترل می‌شود. در این حالت باید از ترانسفورماتورهای اشباع کننده برای ثابت نگه داشتن منبع تغذیه AC استفاده شود.
حتما بخوانید: تفاوت الکتروموتور های AC و DC
مشخصات:
- ولتاژ ورودی از 90 ولت تا 290 ولت متغیر است.
- محدوده کارایی 98٪ است.
- قطع ولتاژ بالا در 290 ولت.
- مخصوص وسایل برقی طراحی شده است.
- حفاظت از نویز خط و سنبله
- همراه با فناوری سوئیچینگ اولیه
کاربرد:
- تنظیم کننده ولتاژ را می‌توان به طرق مختلف استفاده کرد.
- برای جبران تمام نوسانات ولتاژ برق اصلی استفاده می‌شود.
- برخی از رگولاتورهای بزرگ ولتاژ مستقیماً روی خطوط توزیع نصب می‌شوند. اینها بصورت دائمی قرار می‌گیرند.
- برخی از رگلاتورها که اندازه کوچک و قابل حمل هستند برای اتصال بین دستگاه حساس و مشابه یا پریز دیواری استفاده می‌شوند.
- AVR اغلب در ژنراتور کشتی استفاده می‌شود. همراه با این، آنها در منبع تغذیه اضطراری، سکوهای نفتی و غیره برای حفظ نوسانات استفاده می‌شوند. هنگامی که تقاضای برق افزایش می‌یابد، ممکن است نوساناتی ایجاد کند. از این رگولاتورها برای تثبیت نوسانات استفاده می‌شود.
تفاوت بین رگلاتور و استابلایزر
مقدار خروجی توسط رگولاتور کنترل می‌شود. بر اساس معیارهای ورودی، خروجی تنظیم می‌شود. انواع مختلفی از تنظیم کننده‌ها وجود دارد، از جمله استابلایزرها، تنظیم کننده‌های سرعت و غیره. از سوی دیگر، تثبیت کننده ابزاری است که برای حفظ منبع الکتریکی و در عین حال محافظت از آن در برابر هرگونه اختلال خارجی یا داخلی استفاده می‌شود.
رگولاتورهای فعال
به رگولاتورهایی که حداقل یک جزء فعال دارند، رگولاتورهای فعال گفته می‌شود. یک ترانزیستور یا یک تقویت کننده عملیاتی می‌تواند عنصر تقویت کننده باشد. هر دو نوع رگلاتور شنت هستند. می‌تواند فعال یا غیرفعال باشد. آنها عموما غیر فعال هستند. آنها با وجود منفعل بودن، بی اثر هستند. آنها جریان بدون بار بیشتری را تخلیه می‌کنند که منبع این امر است. بنابراین، هنگامی که نیاز به تامین برق اضافی وجود دارد، از نوع متفاوتی از دستگاه‌های شایسته استفاده می‌شود.
- تنظیم کننده‌های فعال را می‌توان به 3 کلاس مختلف طبقه‌بندی کرد. بشرح زیر وجود دارد:
- رگولاتورهای سری خطی
- رگولاتورهای سوئیچینگ
- رگولاتورهای SCR (یکسو کننده‌های کنترل شده سیلیکونی)
رگولاتورهای خطی
رگولاتورهای خطی اولین دسته از رگولاتورهای فعال هستند. ابزاری که بطور مداوم مورد استفاده قرار می‌گیرد یک تنظیم کننده خطی است. یک رگولاتور سوئیچینگ بعنوان کلید روشن/خاموش برای سیستم عمل می‌کند. علاوه بر این، دو دسته اصلی از تنظیم کننده‌های خطی وجود دارد.
- رگولاتورهای سری
- رگولاتورهای شنت
رگولاتورهای سری: رگولاتور سری همچنین بعنوان تنظیم کننده عبور سری نیز شناخته می‌شود بطور کلی از یک عنصر متغیر در سری استفاده می‌کند. مقاومت برای اطمینان از ثابت ماندن افت ولتاژ تغییر می‌کند.
رگولاتورهای شنت: رگولاتور شنت نوع دیگری از رگلاتور خطی است که در آن جریان توسط عنصر تنظیم کننده به زمین منتقل می‌شود.
رگولاتورهای سوئیچینگ
در اصل رگولاتورهای سوئیچینگ نوعی رگولاتور هستند که از یک عنصر سوئیچینگ برای تغییر منبع جریان از نوعی به نوع دیگر استفاده می‌کنند. پس از آن، آن را به یک ولتاژ متفاوت تغییر می‌دهند. خازن ها، سلف‌ها و بسیاری از اجزای دیگر برای این کار استفاده می‌شوند. سپس دوباره به DC تبدیل می‌شود. انواع مختلفی از اجزای فیلتر و تنظیم در داخل مدار برای دستیابی به خروجی ثابت استفاده می‌شود.
SCR (یکسو کننده کنترل شده سیلیکونی)
یکسو کننده کنترل شده با سیلیکون به عنوان SCR شناخته می‌شود. این یک تریستور، یک دستگاه الکترونیکی چهار لایه است. SCR اساساً فقط یک دستگاه نیمه هادی منفرد با سه لید است. به دلیل ولتاژ بسیار بالا و جریان بالا، اکثر SCRها برای مدیریت برق استفاده می‌شوند. یا به بیان دیگر، SCR صرفا یک دیود شاکلی با یک ترمینال اضافی است. ورودی را دروازه می‌گویند. وظیفه اصلی گیت شروع هدایت در کل دستگاه است. با اعمال مقدار کمی ولتاژ، این امر محقق می‌شود. SCR همچنین گاهی اوقات برای مدیریت تجهیزات جوش استفاده می‌شود. در چند روش ماشین جوشکاری، از جمله جوشکاری قوسی تنگستن فلزی (MTAW) و جوشکاری قوس تنگستن گازی (GTAW) (جوشکاری قوس تنگستن گازی) استفاده می‌شود.
رگولاتورهای هیبریدی
هر سه اینها برای ایجاد رگولاتورهای هیبریدی ترکیب شده اند. برخی دیگر از آن به عنوان یک تنظیم کننده ترکیبی یاد می‌کنند. از آنجایی که بسیاری از منابع تغذیه از بیش از یک یا دو مکانیسم تنظیم کننده در یک سری استفاده می‌کنند، از آن استفاده می‌شود. اینها می‌توانند از هر نوع باشند، به عنوان مثال، برخی از خروجی‌های تنظیم کننده سوئیچینگ ممکن است توسط تنظیم کننده‌های خطی تنظیم شوند. این به دلیل تمایل رگولاتور سوئیچینگ برای تولید طیف وسیع تری از ولتاژها زمانی است که ولتاژ ورودی آن بالاتر است. صدا می‌دهد. در نتیجه، آنها گاهی اوقات تنظیم کننده سوئیچینگ را با یک ژنراتور خطی ترکیب می‌کنند.
حتما بخوانید: انواع تست ترانسفورماتورهای قدرت
اجزای استابلایزر:
اجزای اصلی استابلایزر که در زیر فهرست شدهاند، عواملی هستند که آنها را موثر می‌کنند.
- دیود
- ترانسفورماتور باک بوست
- برس کربن
- سروموتور
- کنتاکتور
- MCB/MCCB
کاربردهای استابلایزر:
استابلایزر سروو دارای طیف گسترده‌ای از کاربردها است که آن را به مهمترین جزء در بخش‌های تجاری تبدیل می‌کند. در اینجا چند نمونه از کاربرد آن آورده شده است.
- دستگاه‌های CNC
- بیمارستان‌ها
- موتورهای AC
- پمپ بنزین
- ماشین تراش
- تجهیزات آزمایشگاهی
- رادارهای سیگنال دهی
- مبادلات مخابراتی
- تاسیسات تهویه مطبوع
- پله برقی و آسانسور
- دستگاه‌های چاپ افست
- تجهیزات پزشکی
