什么是稳压器——我们为什么需要它、它是如何工作的、类型和应用
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稳压器的应用已成为每个家庭的需要。现在可以使用具有不同功能和工作方式的不同类型的稳压器。微处理器芯片和电力电子设备等技术的最新进展改变了我们对稳压器的看法。它们现在是全自动的、智能的，并包含许多附加功能。它们还具有对电压波动的超快速响应，并允许用户远程调整电压要求，包括输出的启动/停止功能。 什么是稳压器？ 稳压器是一种电气设备，用于在其输出端子向负载提供恒定电压输出，而与输入（即输入电源）的任何变化/波动无关。 稳压器的基本目的是保护电气/电子设备（例如空调、冰箱、电视等）免受因电压浪涌/波动、过压和欠压情况而可能造成的损坏。
不同类型的稳压器 稳压器也称为 AVR（自动电压调节器）。稳压器的使用不仅限于从外部供电的家庭/办公设备。即使是拥有以柴油发电机形式的内部电源布置的船舶，也严重依赖这些 AVR 来确保其设备的安全。 我们可以在市场上看到不同类型的稳压器。许多制造商都提供模拟和数字自动稳压器。由于竞争的加剧和对安全设备的认识不断提高。根据应用类型的要求，这些稳压器可以是单相（输出 220-230 伏）或三相（输出 380/400 伏）。所需稳定输出的调节是通过降压和升压方法完成的，由其内部电路执行。三相稳压器有两种不同的型号，即平衡负载型号和不平衡负载型号。 它们也有不同的 KVA 等级和范围。正常范围的稳压器可以确保 200-240 伏的稳定输出电压和 20-35 伏的升压-降压从 180 伏到 270 伏的输入电压馈电。然而，宽范围稳压器可以确保 190-240 伏的稳定输出电压和 50-55 伏的升压降压，输入电压范围为 140 伏至 300 伏。 它们还适用于各种应用，例如用于电视、冰箱、微波炉等小型设备的专用稳压器，以及用于整个家用电器的单个大型设备。 除了基本的稳压功能外，Present 稳压器还具有许多有用的附加功能，例如过载保护、零电压切换、频率变化保护、电压切断显示、输出启动和停止功能、手动/自动启动、电压切断等. 稳压器是非常高能效的设备（效率为 95-98%）。它们消耗的功率非常少，通常是最大负载的 2% 到 5%。 为什么我们需要稳压器？– 它的重要性 所有电气/电子设备的设计和制造都是为了在称为标称工作电压的典型电压供应下以最高效率运行。根据设计的安全操作限制，电气/电子设备的工作范围（具有最佳效率）可能会限制在 ± 5%、±10% 或更多。 由于许多问题，我们得到的输入电压供应总是倾向于波动，从而导致输入电压供应不断变化。这种变化的电压是降低设备效率以及增加其故障率的主要因素。 电压波动引起的问题 请记住，对于电气/电子设备来说，没有什么比经过过滤、受保护和稳定的电源馈送更重要的了。器件非常需要正确且稳定的电压供应，以便以最优化的方式执行其预期功能。稳压器可确保无论波动有多大，设备都能获得所需的稳定电压。因此，对于希望获得最佳性能并保护其设备免受电源中这些不可预测的电压波动、浪涌和噪声影响的任何人来说，稳压器都是一种非常有效的解决方案。 与 UPS 一样，稳压器也是保护电气和电子设备的资产。无论您住在哪里，电压波动都很常见。电压波动可能有多种原因，如电气故障、接线错误、雷击、短路等。这些波动可能以过压或欠压的形式出现。 持续/反复过电压对家用电器的影响 它可能会对连接的设备造成永久性损坏。可能会损坏绕组绝缘。这可能会导致不必要的负载中断这可能导致电缆或设备过热。它可能会降低设备的使用寿命 持续/反复欠压对家用电器的影响 可能会导致设备故障。这可能会导致设备效率低下。在某些情况下，设备可能需要额外的时间来执行相同的功能。它可能会降低设备的性能。它可能会导致设备消耗大电流，这可能会进一步导致过热 稳压器如何工作？– 降压和升压操作的工作原理 稳压器的基本工作是执行两个必要的功能，即降压和升压功能。降压和升压功能只不过是在过压和欠压情况下调节恒定电压。这种降压和升压功能可以在选择开关的帮助下手动执行，也可以在附加电子电路的帮助下自动执行。 稳压器的基本功能 在过压情况下，降压功能会降低电压强度。同样，在欠压情况下，升压功能会增加电压强度。这两个功能作为一个整体的想法是保持相同的电压输出。 电压稳定涉及从初级电压源增加或减少电压。为了执行此功能，稳压器使用连接到各种所需配置的开关继电器的变压器。很少有稳压器使用在其绕组上具有各种抽头的变压器来提供各种电压校正，而很少有稳压器（例如伺服稳压器）包含自动变压器以提供所需的校正范围。 电压在稳压器的升压功能中添加 降压和升压配置如何自动工作？ 这是02级稳压器的示例。该稳压器使用 02 个继电器（继电器 1 和继电器 2）在过压和欠压情况下为负载提供稳定的交流电源。 稳压器中自动降压和升压功能的 在 02 级稳压器的电路图中，继电器 1 和继电器 2 用于在不同的电压波动情况下提供降压和升压配置，即过压和欠压。例如 – 假设交流输入为 230 伏交流，所需的输出也是恒定的 230 伏交流。现在，如果您有 /- 25 伏的降压和升压稳定性，这意味着您的稳压器可以在输入交流电源的 205 伏（欠压）和 255 伏（过压）之间为您提供恒定的所需电压（230 伏） . 在使用分接变压器的稳压器中，分接点是根据需要降压或升压的电压量来选择的。在这种情况下，我们有不同的电压范围可供选择。而在使用自耦变压器的稳压器中，伺服电机和滑动触点用于获得需要降压或升压的电压量。滑动接触是必要的，因为自耦变压器只有一个绕组。 不同类型的稳压器 最初是手动操作/选择开关操作的稳压器进入市场。这些类型的稳定器使用机电继电器来选择所需的电压。随着技术的进步，增加的电子电路应运而生，稳压器变得自动化。然后是基于伺服的稳压器，它能够连续稳定电压，无需任何人工干预。现在，还提供基于 IC/微控制器的稳压器，它们也可以执行附加功能。 稳压器大致可分为三种类型。他们是： 继电器型稳压器基于伺服的稳压器静态电压稳定器 继电器型稳压器 在继电器型稳压器中，电压通过开关继电器进行调节。继电器用于连接不同配置的次级变压器，以实现降压和升压功能。 继电器型稳压器如何工作？ 继电器型稳压器的内部外观。它有一个带分接头的变压器、继电器和一个电子电路板。电路板包含整流电路、放大器、微控制器单元和其他配套元件。 电子电路板将输出电压与参考电压源进行比较。一旦检测到输入电源的任何上升或下降超出参考值，它就会切换相关继电器以连接降压/升压功能所需的分接头。 继电器型稳压器通常稳定 ±15% 的输入波动，输出精度在 ±5% 至 ±10% 之间。 继电器型稳压器的用途/优点 该稳定器主要用于住宅/商业/工业用途中的低额定功率电器/设备。 它们的成本更低。它们尺寸紧凑。 继电器型稳压器的局限性 与其他类型的稳压器相比，它们对电压波动的响应有点慢它们不太耐用他们不太可靠它们不能承受高压浪涌，因为它们的波动容限较小。在稳定电压的同时，电源路径的转换可能会造成电源供应的轻微中断。 基于伺服的稳压器 在基于伺服的稳压器中，电压调节是在伺服电机的帮助下完成的。它们也被称为伺服稳定器。它们是闭环系统。 基于伺服的稳压器如何工作？ 在闭环系统中，负反馈（也称为错误馈送）是保证输出的保证，以便系统可以确保已实现所需的输出。这是通过比较输出和输入信号来完成的。如果所需输出超过/低于所需值，则输入源调节器将接收到错误信号（输出值-输入值）。然后，该调节器将再次生成一个信号（正或负取决于实现的输出值）并将其馈送到执行器以使输出达到精确值。 由于其闭环特性，基于伺服的稳压器用于非常敏感且需要精确输入电源 (±01%) 才能执行预期功能的电器/设备。 基于伺服的稳压器的内部视图 上图显示了基于伺服的稳压器从内部的外观。它具有伺服电机、自耦变压器、“Buck * Boost”（抽头）变压器、电机、电子电路板和其他配套部件。 在基于伺服的稳压器中，“Buck * Boost”（抽头）变压器初级线圈的一端连接到自耦变压器的固定抽头，初级线圈的另一端连接到动臂，动臂是由伺服电机控制。“Buck * Boost”变压器次级线圈的一端连接到输入电源，另一端连接到稳压器的输出端。 基于伺服的稳压器 电子电路板将输出电压与参考电压源进行比较。一旦检测到输入电源的任何上升或下降超过参考值，它就会开始运行电机，进一步移动自耦变压器上的臂。 随着自动变压器上的臂移动，“降压和升压”变压器初级线圈的输入电压将变为所需的电压输出。伺服电机将继续旋转，直到参考电压值和稳定器输出之间的差异变为零。这个完整的过程在几毫秒内发生。今天的基于伺服的稳压器带有基于微控制器/微处理器的控制电路，为用户提供智能控制。 不同类型的基于伺服的稳压器 不同类型的基于伺服的稳压器是： – 基于单相伺服的稳压器 在基于单相伺服的稳压器中，电压稳定是在伺服电机连接到可变变压器的帮助下实现的。 三相平衡型伺服稳压器 在三相平衡型伺服稳压器中，稳压是通过连接到 03 自耦变压器的伺服电机和公共控制电路来实现的。改变自耦变压器的输出以实现稳定。 三相不平衡型伺服稳压器 在三相不平衡型伺服稳压器中，稳压是通过连接到 03 自耦变压器和 03 独立控制电路（每个自耦变压器一个）的伺服电机来实现的。 三相不平衡型伺服稳压器的内部视图 基于伺服的稳压器的用途/优点 它们对电压波动具有快速响应。它们具有高电压稳定精度。他们非常可靠它们可以承受高压浪涌。 基于伺服的稳压器的局限性 他们需要定期维护。为了消除错误，需要对伺服电机进行校准。伺服电机的对中需要熟练的手。 静态电压稳定器 静态电压稳定器 与基于伺服的稳压器一样，静态电压整流器没有移动部件。它使用电力电子转换器电路来稳定电压。这些静态电压稳定器具有非常高的精度，电压稳定在±1%以内。 静态稳压器包含“降压和升压”变压器、绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 电源转换器、微控制器、微处理器和其他基本组件。 静态稳压器内部视图 静态稳压器如何工作？ 微控制器/微处理器使用“脉冲宽度调制”技术控制 IGBT 功率转换器以产生所需的电压电平。在“脉冲宽度调制”技术中，开关模式电源转换器使用功率半导体开关（例如 MOSFET）来驱动变压器以获得所需的输出电压。然后将产生的电压施加到“降压和升压”变压器的初级线圈。IGBT 功率转换器还控制电压的相位。它可以生成与输入电源同相或异相 180 度的电压，这反过来又使其能够根据输入电源电平的上升或下降来控制是否必须增加或减少电压。 静态稳压器 一旦微处理器检测到电压电平的下降，它就会向 IGBT 功率转换器发送脉冲宽度调制信号。IGBT功率转换器相应地产生与输入电源已减小的电压差相似的电压。该产生的电压与输入电源同相。然后将该电压馈送到“降压和升压”变压器的初级线圈。由于“Buck * Boost”变压器的次级线圈连接到输入电源，次级线圈中感应的电压将被添加到输入电源。因此，稳定的增加电压将提供给负载。 同样，一旦微处理器检测到电压电平的上升，它就会将脉冲宽度调制信号发送到 IGBT 功率转换器。IGBT功率转换器相应地产生与输入电源已减小的电压差相似的电压。但这一次，产生的电压将与输入电源相差 180 度。然后将该电压馈送到“降压和升压”变压器的初级线圈。由于“Buck * Boost”变压器的次级线圈连接到输入电源，次级线圈中感应的电压现在将从输入电源中减去。因此，稳定的降低电压将提供给负载。 静态稳压器的用途/优点 它们的尺寸非常紧凑。它们对电压波动有极快的响应。它们具有非常高的稳压精度。由于没有移动部件，它几乎是免维护的。他们非常可靠。他们的效率非常高。 静态稳压器的局限性 与同行相比，它们的成本很高 稳压器和稳压器有什么区别？ 嗯..两者听起来一样。它们也都执行相同的稳定电压功能。然而，他们这样做的方式带来了不同。稳压器和稳压器的主要功能区别是： 稳压器是一种在输入电压不发生任何变化的情况下向输出端提供恒定电压的设备。然而， 稳压器是一种在不改变负载电流的情况下向输出端提供恒定电压的设备。 如何为您的家庭选择最好的稳压器？购买指南 购买稳压器时需要考虑各种因素。否则，您可能会遇到性能不佳或性能过高的稳压器。过度执行不会造成伤害，但会花费你额外的钱。那么为什么不选择这样一个既能满足您的要求又能省钱的稳压器呢。 在选择稳压器时起重要作用的各种因素 在选择稳压器之前，起着至关重要的作用和需要考虑的各种因素是：- 器具（或一组器具）的功率要求设备类型您所在地区的电压波动水平稳压器类型您需要的稳压器的工作范围过压/欠压切断稳定/控制电路的类型稳压器的安装类型 家庭稳压器的分步选择/购买指南 这些是为您的家庭选择最佳电压整流器必须遵循的基本步骤：– 检查您需要稳压器的设备额定功率。额定功率以贴纸或铭牌的形式在设备背面提供。单位为千瓦 (KW)。通常，稳压器的额定功率以 KVA 为单位。将其转换为千瓦 (KW)。(KW = KVA x 功率因数) 考虑保持稳定器额定功率的 25-30% 的附加余量。这将为您提供额外的选项以在将来添加任何设备。检查电压波动容限。如果它适合您的需要，那么您将继续前进。检查您需要的安装要求和尺寸。您可以询问和比较不同品牌和型号的相同价格范围内的额外功能。 一个更好理解的实际例子 假设您的电视需要稳压器。假设您的电视的额定功率为 1 KVA。1KVA 的 30% 附加余量为 300 瓦。添加两者，您可以考虑为您的电视购买 1.3 KW（1300 瓦）电压稳定器。 |
