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전압 안정기 란 무엇이며 어떻게 작동합니까?

전압 안정기란 무엇이며 왜 필요한가요? 안정기 작동, 유형 및 적용

안정기 소개:

지능형 AC 전압 안정기 설계에 마이크로프로세서 칩 기술 및 전력 전자 장치 내장 (또는 자동 전압 조정기(AVR))는 주 전압의 지속적이고 중대한 편차가 발생하는 경우 고품질의 안정적인 전력 공급을 제공합니다.

기존의 릴레이 유형 전압 안정기로 발전함에 따라 현대의 혁신적인 안정기는 고성능 디지털 제어 회로와 무접점 제어 회로를 사용하여 전위차계 조정을 제거하고 사용자가 다음을 통해 전압 요구 사항을 설정할 수 있습니다. 출력 시작 및 중지 기능이 있는 키패드.

이는 또한 스태빌라이저의 트립 타이밍 또는 응답성을 매우 낮은 속도로, 일반적으로 몇 밀리초 미만으로 만들었습니다. 또한 이는 가변 설정으로 조정할 수 있습니다. 오늘날 안정기는 전압 변동에 민감한 많은 전자 제품에 최적화된 전원 솔루션이 되었으며 CNC 기계, 에어컨, 텔레비전, 의료 장비, 컴퓨터, 통신 장비 등과 같은 많은 장치와 함께 작동하는 것으로 나타났습니다.

전압 안정기란 무엇입니까?

일정한 전압을 공급하도록 설계된 전기 제품입니다. 입력 또는 입력 공급 전압의 변화에 ​​관계없이 출력 단자의 부하에 과전압, 저전압 및 기타 전압 서지로부터 장비 또는 기계를 보호합니다.

자동 전압 조정기(AVR)라고도 합니다. . 전압 안정기는 유해한 저/고전압 변동으로부터 보호하기 위해 값비싸고 귀중한 전기 장비에 선호됩니다. 이러한 장비 중 일부는 에어컨, 오프셋 인쇄기, 실험실 장비, 산업 기계 및 의료 기기입니다.

전압 안정기는 입력 전압이 부하(또는 전압 변동에 민감한 장비)에 공급되기 전에 변동하는 입력 전압을 조정합니다. 안정기의 출력 전압은 입력 전압의 변동하는 주어진 범위 내에서 단상 공급의 경우 220V 또는 230V, 삼상 공급의 경우 380V 또는 400V 범위에 유지됩니다. 이 규정은 내부 회로에 의해 수행되는 벅 및 부스트 작업에 의해 수행됩니다.

오늘날 시장에서 사용할 수 있는 자동 전압 조정기는 매우 다양합니다. 필요한 애플리케이션 및 용량(KVA) 유형에 따라 단상 또는 3상 장치가 될 수 있습니다. 3상 안정기는 평형 부하 모델과 불평형 부하 모델의 두 가지 버전으로 제공됩니다.

이 제품은 가전 제품 전용 장치로 사용하거나 집 전체와 같은 특정 장소의 전체 가전 제품을 위한 대형 안정 장치로 사용할 수 있습니다. 또한 아날로그 또는 디지털 유형의 안정 장치가 될 수 있습니다.

전압 안정기의 일반적인 유형에는 수동 작동 또는 전환 가능한 안정기, 자동 릴레이 유형 안정기, 솔리드 스테이트 또는 정적 안정기 및 서보 제어 안정기가 포함됩니다. 대부분의 안정기는 안정화 기능 외에도 입출력 저전압 차단, 입출력 고전압 차단, 과부하 차단, 출력 시작 및 정지 기능, 수동/자동 시작, 전압 차단 표시, 제로 전압 전환과 같은 추가 기능이 있습니다. 등

전압 안정기가 필요한 이유는 무엇입니까?

일반적으로 모든 전기 장비 또는 장치는 광범위한 입력 전압에 맞게 설계되었습니다. 감도에 따라 장비의 작동 범위가 특정 값으로 제한됩니다. 예를 들어 일부 장비는 정격 전압의 ± 10%를 허용하고 다른 장비는 ± 5% 이하를 허용할 수 있습니다.

전압 변동(정격 전압 크기의 상승 또는 하강)은 특히 종단 라인에서 많은 영역에서 매우 일반적입니다. 전압 변동의 가장 일반적인 원인은 조명, 전기 결함, 잘못된 배선 및 정기적인 장치 끄기입니다. 이러한 변동으로 인해 전기 장비 또는 가전 제품에 사고가 발생합니다.

오랜 시간 과전압 발생

전압이 낮은 시간이 길어짐

그러므로 전압 안정성과 정확도가 장비의 올바른 작동을 결정합니다. 따라서 전압 안정기는 들어오는 전원 공급 장치의 전압 변동이 부하 또는 전기 제품에 영향을 미치지 않도록 합니다.

전압 안정기는 어떻게 작동합니까?

벅 및 부스트 작업을 수행하기 위한 전압 안정기의 기본 원리

전압 안정기에서 과전압 및 부족 전압 조건의 전압 보정은 두 가지 필수 작업, 즉 부스트 및 벅 작업을 통해 수행됩니다. . 이러한 작업은 스위치로 수동으로 수행하거나 전자 회로를 통해 자동으로 수행할 수 있습니다. 저전압 상태에서 부스트 작동은 정격 레벨로 전압을 증가시키고 벅 작동은 과전압 상태에서 전압 레벨을 감소시킵니다.

안정화의 개념은 주 전원에 전압을 추가하거나 빼는 것과 관련됩니다. 이러한 작업을 수행하기 위해 안정기는 스위칭 릴레이와 다른 구성으로 연결된 변압기를 사용합니다. 일부 안정기는 권선에 탭이 있는 변압기를 사용하여 다양한 전압 보정을 제공하는 반면 서보 안정기는 자동 변압기를 사용하여 광범위한 보정을 제공합니다.

이 개념을 이해하기 위해 230/12V 정격의 간단한 강압 변압기를 고려하고 이러한 작업과의 연결이 아래에 나와 있습니다.

위의 그림은 2차 권선의 극성이 1차 전압에 직접 전압이 더해지는 방향으로 향하는 부스팅 구성을 보여줍니다. 따라서 저전압 조건의 경우 변압기(탭 변환 또는 자동 변압기가 될 수 있는지 여부)는 릴레이 또는 무접점 스위치에 의해 전환되어 입력 전압에 추가 볼트가 추가됩니다.

위 그림에서 변압기는 버킹 구성으로 연결되어 있으며 2차 코일의 극성은 1차 전압에서 전압을 빼는 방향으로 되어 있습니다. 스위칭 회로는 과전압 상태에서 부하에 대한 연결을 이 구성으로 전환합니다.

위 그림은 과전압 및 전압 조건에서 부하에 일정한 AC ​​공급을 제공하기 위해 2개의 릴레이를 사용하는 2단계 전압 안정기를 보여줍니다. 릴레이를 전환하여 두 가지 특정 전압 변동(하나는 저전압, 예를 들어 195V, 다른 하나는 과전압, 예를 들어 245V)에 대한 벅 및 부스트 작동을 수행할 수 있습니다.

탭 변압기 유형 안정기의 경우 필요한 부스트 또는 벅 전압의 양에 따라 다른 탭이 전환됩니다. 단, 자동변압기형 안정기의 경우 권선이 1개뿐이므로 전동기(서보모터)를 미끄럼접점과 함께 사용하여 자동변압기로부터 승압 또는 강압전압을 얻습니다.

전압 안정기 유형

전압 안정기는 가정, 산업 및 상업용 시스템의 많은 전기 제품의 필수적인 부분이 되었습니다. 이전에는 수동으로 작동하거나 전환 가능한 전압 안정기를 사용하여 원하는 범위 내에서 출력 전압을 제공하기 위해 입력 전압을 높이거나 벅했습니다. 이러한 안정 장치는 스위칭 장치로 전기 기계 릴레이로 제작됩니다.

나중에 추가 전자 회로가 안정화 프로세스를 자동화하고 탭 체인저 자동 전압 조정기를 탄생시켰습니다. 또 다른 인기 있는 전압 안정기 유형은 전압 보정이 스위치 없이 계속 수행되는 서보 안정기입니다. 전압 안정기의 세 가지 주요 유형에 대해 논의해 보겠습니다.

릴레이 유형 전압 안정기

이 유형의 전압 안정기에서 전압 조정은 변압기의 여러 탭 중 하나를 부하에 연결하도록 릴레이를 전환하여 수행됩니다(설명한 방식 위) 부스팅 또는 버킹 작동 여부. 아래 그림은 릴레이식 스태빌라이저의 내부 회로도입니다.

변압기 외에 전자 회로와 계전기 세트가 있습니다(2차측에서 탭핑이 있는 도넛형 또는 철심 변압기일 수 있음). 전자 회로는 정류기 회로, 연산 증폭기, 마이크로 컨트롤러 장치 및 기타 작은 구성 요소로 구성됩니다.

전자 회로는 출력 전압을 내장된 기준 전압 소스에서 제공하는 기준 값과 비교합니다. 전압이 기준값 이상으로 오르거나 내릴 때마다 제어 회로는 해당 릴레이를 전환하여 원하는 탭핑을 출력에 연결합니다.

이 안정기는 일반적으로 ±5 ~ ±10%의 출력 전압 정확도로 ±15%에서 ±6%의 입력 전압 변동에 대한 전압을 변경합니다. 이 유형의 안정 장치는 무게가 낮고 비용이 저렴하기 때문에 주거용, 상업용 및 산업용 응용 프로그램의 낮은 정격 기기에 가장 널리 사용됩니다. 그러나 이들은 느린 전압 보정 속도, 낮은 내구성, 낮은 신뢰성, 레귤레이션 중 전원 경로 중단, 고전압 서지를 견딜 수 없는 등 여러 가지 제한 사항을 겪고 있습니다.

서보 제어 전압 안정기

이는 단순히 서보 안정기(음의 피드백이라고도 하는 서보 메커니즘에 대한 작업)라고 하며 이름은 전압 보정을 가능하게 하기 위해 서보 모터를 사용한다는 것을 암시합니다. 이들은 주로 입력 전압이 최대 ± 50%까지 변할 때 일반적으로 ±1%인 높은 출력 전압 정확도에 사용됩니다. 아래 그림은 서보 모터, 자동 변압기, 벅 부스트 변압기, 모터 드라이버 및 제어 회로를 필수 구성 요소로 통합한 서보 안정기의 내부 회로를 보여줍니다.

이 스태빌라이저에서 벅 부스트 변압기 1차측의 한쪽 끝은 자동 변압기의 고정 탭에 연결되고 다른 쪽 끝은 서보에 의해 제어되는 이동 암에 연결됩니다. 모터. 벅 부스트 트랜스포머의 2차측은 스태빌라이저 출력에 불과한 들어오는 전원과 직렬로 연결됩니다.

전자 제어 회로는 입력을 내장된 기준 전압 소스와 비교하여 전압 강하 및 전압 상승을 감지합니다. 회로가 오류를 찾으면 모터를 작동시켜 자동 변압기의 암을 차례로 움직입니다. 이것은 2차측 전압이 원하는 전압 출력이 되도록 벅 부스트 변압기의 1차측에 공급할 수 있습니다. 대부분의 서보 안정기는 지능형 제어를 달성하기 위해 제어 회로에 임베디드 마이크로컨트롤러 또는 프로세서를 사용합니다.

이 안정 장치는 단상, 3상 평형 유형 또는 3상 불평형 장치일 수 있습니다. 단상형은 가변변압기에 서보모터를 결합하여 전압보정을 합니다. 3상 평형형의 경우 서보 모터에 3개의 자동 변압기가 결합되어 있어 변압기의 출력을 조절하여 변동 시 안정된 출력을 제공합니다. 언밸런스 타입의 서보 안정기에는 3개의 독립된 서보 모터와 3개의 자동 변압기가 결합되어 있으며 3개의 개별 제어 회로가 있습니다.

릴레이식 안정기에 비해 서보 안정기를 사용하면 여러 가지 장점이 있습니다. 그 중 일부는 더 높은 보정 속도, 안정적인 출력의 고정밀, 돌입 전류를 견딜 수 있는 능력 및 높은 신뢰성입니다. 단, 모터가 있기 때문에 주기적인 유지보수가 필요합니다.

정적 전압 안정기

정전압 안정기는 이름에서 알 수 있듯이 서보 안정기의 경우 서보 모터 메커니즘으로 움직이는 부분이 없습니다. 기존 스태빌라이저의 경우 variac이 아닌 전력 전자 변환기 회로를 사용하여 전압 조정을 구현합니다. 서보 안정 장치에 비해 이러한 안정 장치에 의해 더 높은 정확도와 우수한 전압 조절을 생성할 수 있으며 일반적으로 조절은 ±1%입니다.

기본적으로 벅 부스트 트랜스포머, IGBT 전력 변환기(또는 AC-AC 변환기) 및 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서 또는 DSP 기반 컨트롤러로 구성됩니다. 마이크로프로세서로 제어되는 IGBT 컨버터는 펄스 폭 변조 기술에 의해 적절한 양의 전압을 생성하고 이 전압은 벅 부스트 트랜스포머의 1차측에 공급됩니다. IGBT 컨버터는 변동 중에 전압을 더하거나 빼기 위해 입력 라인 전압과 위상이 같거나 180도가 될 수 있는 방식으로 전압을 생성합니다.

마이크로프로세서는 전압 강하를 감지할 때마다 PWM 펄스를 IGBT 변환기로 보내 공칭 값에서 벗어난 양만큼 전압을 생성합니다. 이 출력은 들어오는 전원과 동상이며 벅 부스트 변압기의 1차측에 공급됩니다. 2차측이 인입 라인에 연결되어 있기 때문에 유도 전압이 인입 전원에 추가되고 이 수정된 전압이 부하에 공급됩니다.

마찬가지로, 전압 상승은 컨버터가 입력 전압과 180도 위상이 다른 편차 전압을 출력하는 방식으로 마이크로프로세서 회로가 PWM 펄스를 보내도록 합니다. 벅 부스트 트랜스포머의 2차측에서 이 전압을 입력 전압에서 빼서 벅 동작을 수행합니다.

이 스태빌라이저는 소형 크기, 매우 빠른 수정 속도, 우수한 전압 조정, 유지 보수 불필요와 같은 다양한 이점으로 인해 탭 변경 및 서보 제어식 스태빌라이저에 비해 매우 인기가 있습니다. 움직이는 부품이 없기 때문에 높은 효율성과 높은 신뢰성을 제공합니다.

전압 안정기와 전압 조정기의 차이점

여기서 안정제와 조절기 간의 차이점이 정확히 무엇인지에 대한 중요하지만 혼란스러운 질문이 제기됩니다. ? 음.. 둘 다 전압을 안정화하는 동일한 작업을 수행하지만 전압 안정기와 전압 조정기의 주요 차이점은 :

전압 안정기: 입력 전압의 변화 없이 출력에 일정한 전압을 전달하도록 설계된 장치 또는 회로입니다.

전압 조정기: 부하 전류의 변화 없이 출력에 일정한 전압을 전달하도록 설계된 장치 또는 회로입니다.

올바른 크기의 전압 안정기를 선택하는 방법

가전용 전압 안정기를 구입하기 전에 몇 가지 요소를 고려하는 것이 가장 중요합니다. 이러한 요소에는 기기에 필요한 전력량, 설치 영역에서 경험하는 전압 변동 수준, 기기 유형, 안정 장치 유형, 안정 장치의 작동 범위(안정 장치가 올바른 전압으로 가는 범위), 과전압/부족 전압 차단, 유형 제어 회로, 장착 유형 및 기타 요소. 여기에서는 응용 프로그램에 대한 안정제를 구입하기 전에 고려해야 할 기본 단계를 제공했습니다.

아래는 적절한 크기의 전압 안정기를 선택하는 방법에 대한 실제 해결 예입니다. 귀하의 전기 제품을 위해

기기(에어컨 또는 냉장고)의 정격이 1kVA라고 가정합니다. 따라서 20%의 안전 마진은 200와트입니다. 이 와트를 실제 정격에 추가하여 1200VA 와트를 얻습니다. 따라서 1.2kVA 또는 1200VA 안정기가 기기에 적합합니다. 가정의 경우 200VA ~ 10kVA 안정기가 선호됩니다. 그리고 상업 및 산업 응용 분야에는 단상 및 삼상 대형 정격 안정제가 사용됩니다.

제공된 정보가 독자에게 유익하고 유용하기를 바랍니다. 우리는 독자들이 이 주제에 대한 자신의 견해를 표현하고 아래 의견 섹션에서 최신 전압 안정기의 RS232/RS485 통신 기능의 목적이 무엇인지라는 간단한 질문에 답하기를 바랍니다.


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