Qu'est-ce qu'un régulateur de tension et à quoi sert-il?
Définition
Un stabilisateur de tension (CH) est un appareil conçu pour convertir une tension d'entrée instable d'un réseau électrique: sous-estimée, surestimée ou avec des surtensions périodiques, en un appareil de sortie d'amplitude stable et des appareils électriques qui y sont connectés.
Nous le reformulons pour les nuls: le stabilisateur fait en sorte que pour les appareils qui y sont connectés, la tension est toujours la même et proche de 220V, quelle que soit la façon dont elle va à son entrée: 180, 190, 240, 250 Volts ou même flotte.
Notez que 220V ou 240V est la valeur standard. Mais dans certains pays proches et lointains à l'étranger, cela peut être différent, par exemple 110V. Par conséquent, «nos» stabilisateurs n'y fonctionneront pas.
Les stabilisateurs sont différents espèce: à la fois pour le travail dans les circuits à courant continu (types linéaire et impulsionnel, parallèle et série), et pour le travail dans les circuits à courant alternatif. Ces derniers sont souvent appelés «stabilisateurs de tension secteur» ou simplement «stabilisateurs 220V». En termes simples, ces stabilisateurs sont connectés au secteur et les consommateurs y sont déjà connectés.
Dans la vie quotidienne, le CH est utilisé pour protéger les deux appareils individuels, par exemple, pour un réfrigérateur ou un ordinateur, et pour protéger toute la maison, dans ce cas, un puissant stabilisateur est installé sur l'entrée.
Classification
La conception des stabilisateurs dépend des principes physiques sur lesquels ils fonctionnent. À cet égard, ils sont divisés en:
- électromécanique;
- ferrorésonance;
- onduleur;
- semi-conducteur;
- relais.
Par le nombre de phases peut être monophasé et triphasé. Une large gamme de capacités permet la production de stabilisateurs pour la maison et les petits appareils électroménagers:
- pour la télé;
- pour chaudière à gaz;
- pour le frigo.
Donc pour les gros objets:
- unités industrielles
- ateliers, bâtiments.
Les stabilisateurs sont assez économes en énergie. La consommation d'électricité est de 2 à 5%. Certains dispositifs de stabilisation peuvent avoir des protections supplémentaires:
- de montée subite;
- de surcharges;
- de courts-circuits;
- des différences de fréquence.
Principe de fonctionnement
Les stabilisateurs de tension sont de différents types, dont chacun diffère par le principe de régulation. Nous considérerons ces différences ci-dessous.Si nous généralisons le principe de fonctionnement et la structure de tous types, le stabilisateur de tension secteur se compose de 2 parties principales:
- Système de contrôle - surveille le niveau de tension d'entrée et donne la commande de l'unité de puissance pour l'augmenter ou la diminuer, de sorte que la sortie produira un 220V stable dans l'erreur spécifiée (précision de régulation). Cette erreur se situe entre 5 et 10% et est différente pour chaque appareil.
- La partie puissance - en servomoteur (ou servomoteur), relais et électronique (triac) - est un autotransformateur, avec lequel la tension d'entrée monte ou descend à un niveau normal, et dans les stabilisateurs de l'onduleur, ou comme ils sont également appelés "avec double conversion", un onduleur est utilisé . Cet appareil, qui se compose d'un générateur (contrôleur PWM), d'un transformateur et de commutateurs de puissance (transistors), qui font passer ou déconnectent le courant à travers l'enroulement primaire du transformateur, formant la tension de sortie de la forme, de la fréquence et, surtout, de l'amplitude souhaitées.
Si la tension d'entrée est normale, certains modèles de stabilisateurs ont une fonction de «dérivation» ou de «transit», lorsque la tension d'entrée est simplement appliquée à la sortie jusqu'à ce qu'elle quitte la plage spécifiée. Par exemple, le bypass sera activé de 215 à 225 volts, et en cas de grandes fluctuations, par exemple, avec un rabattement allant jusqu'à 205-210V, le système de contrôle commutera le circuit sur la section de puissance et commencera le réglage, augmentera la tension et la sortie sera déjà stable 220V avec une erreur donnée .
Réglage en douceur et le plus précis de la tension de sortie pour les MT des onduleurs, en second lieu - les servo-entraînements, et pour les relais et les électroniques, le réglage est progressif et la précision dépend du nombre d'étages. Comme mentionné ci-dessus, se situe à moins de 10%, le plus souvent autour de 5%.
En plus des deux parties ci-dessus, le régulateur de tension 220V possède également une unité de protection, ainsi qu'une source d'alimentation secondaire pour les circuits du système de contrôle, les mêmes protections et d'autres éléments fonctionnels. L'appareil général montre l'image ci-dessous:
Dans le même temps, le schéma de travail dans sa forme la plus simple ressemble à ceci:
Nous passerons brièvement en revue le fonctionnement des stabilisateurs de tension des principaux types.
Relais
Dans le stabilisateur de relais, la régulation se produit en commutant le relais. Ces relais ferment certains contacts du transformateur, augmentant ou diminuant la tension de sortie.
L'organe de contrôle est un microcircuit électronique. Les éléments qui s'y trouvent comparent la référence et la tension de ligne. En cas de non-concordance, un signal est donné aux relais de commutation pour connecter les enroulements croissants ou décroissants de l'autotransformateur.
Les relais SN régulent généralement l'électricité à ± 15% avec une précision de sortie de ± 5% à ± 10%.
Avantages des stabilisateurs de relais:
- bon marché;
- compacité.
Inconvénients:
- réponse lente aux fluctuations de tension;
- courte durée de vie;
- faible fiabilité;
- lors de la commutation, une mise hors tension à court terme des appareils est possible;
- incapable de résister aux surtensions;
- bruit, clics lors de la commutation.
Entraînement servo
Les principaux éléments des servo-stabilisateurs sont un autotransformateur et un servomoteur. Si la tension s'écarte de la norme, le contrôleur envoie un signal au servomoteur, qui commute les enroulements nécessaires de l'autotransformateur. Grâce à l'utilisation d'un tel système, une régulation en douceur et une précision allant jusqu'à 1% de la plage totale sont assurées.
Dans le servo variateur SN, une extrémité de l'enroulement primaire du transformateur est connectée à une branche rigide de l'autotransformateur et la deuxième extrémité de l'enroulement primaire est connectée à un contact mobile (brosse graphite), qui est déplacé par un servomoteur. Une borne de l'enroulement secondaire du transformateur est connectée à la source d'alimentation d'entrée et la deuxième borne est connectée à la sortie du régulateur de tension.
La carte de commande compare la tension d'entrée et de référence. En cas d'écart par rapport à l'ensemble, le servomoteur se met en marche.Il déplace la brosse le long des branches de l'autotransformateur. Le servomoteur continuera de fonctionner jusqu'à ce que la différence entre la tension de référence et la tension de sortie devienne nulle. L'ensemble du processus, de la réception d'une électricité de mauvaise qualité à la sortie d'un courant stabilisé, prend des dizaines de millisecondes et est limité par la vitesse de déplacement de la brosse avec un servomoteur.
Les stabilisateurs de tension servocommandés sont produits dans différentes conceptions.
- Monophasé. Composé d'un autotransformateur et d'un servo variateur.
- Triphasé. Ils sont divisés en deux types. Équilibré - a trois transformateurs et un servo variateur et un circuit de commande. La régulation s'effectue simultanément sur les trois phases. Utilisé pour protéger les appareils électriques triphasés, les machines-outils, les appareils. Déséquilibrés - ils ont trois autotransformateurs, trois servomoteurs et trois circuits de commande. Autrement dit, la stabilisation se produit dans chaque phase, indépendamment les unes des autres. Champ d'application: protection des équipements électriques des bâtiments, ateliers, installations industrielles.
Avantages des dispositifs d'asservissement:
- performance;
- haute précision de stabilisation;
- haute fiabilité;
- résistance aux surtensions;
Inconvénients:
- besoin d'entretien périodique;
- nécessitent des compétences minimales de configuration de l'appareil.
Onduleur
La principale différence entre ce type de SN est l'absence de pièces mobiles et d'un transformateur. La régulation de tension est réalisée par la méthode de double conversion. Au premier étage, le courant alternatif d'entrée est redressé et passe à travers un filtre ondulé, composé de condensateur. Après cela, le courant redressé circule vers l'onduleur, où il est à nouveau converti en courant alternatif et fourni à la charge. Dans ce cas, la tension de sortie est stable à la fois en amplitude et en fréquence.
Dans la vidéo suivante, vous découvrirez le principe de fonctionnement de l'une des options de mise en œuvre d'un convertisseur de tension de 12V DC à 220V AC. Ce qui diffère du stabilisateur de tension de l'onduleur en premier lieu par la tension d'entrée, sinon le principe de fonctionnement est largement similaire et la vidéo vous permettra de comprendre comment fonctionne ce type d'appareil:
Avantages:
- performance (la plus élevée de celles répertoriées);
- large plage de tension réglable (de 115 à 300V);
- coefficient de performance élevé (plus de 90%);
- travail silencieux;
- petites dimensions;
- régulation en douceur.
Inconvénients:
- réduction de la plage de régulation avec l'augmentation de la charge;
- coût élevé.
Nous avons donc examiné comment fonctionne le régulateur de tension, pourquoi il est nécessaire et où il est utilisé. Nous espérons que les informations fournies vous ont été utiles et intéressantes!
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