Кернеу тұрақтандырғыштары

Кернеу реттегіші (ағылшын тілінен voltage regulator) — кернеудің кірісі мен шығысы бар электромеханикалық немесе электрлік (электронды) құрылғы, шығыс кернеуін тар шектерде ұстап тұруға арналған, кіріс кернеуі мен шығыс жүктеме тогы айтарлықтай өзгерген кезде.

 

Тұрақтандырылған қуат көзі (ағылшын тілінен power conditioner) — электр энергиясын кейіннен пайдалануға жарамды түрге айналдыру үшін қолданылатын жабдық.

Электр құрылғыларының тиімді үздіксіз жұмыс істеуі үшін және олардың қызмет ету мерзімін ұзарту үшін электр тогының тұрақты кернеуін қамтамасыз ету қажет. Кернеудің жоғарылауын жою үшін тұрақтандырғыштар қолданылады.

 

Техникалық сипаттамаларына байланысты бұл құрылғылар келесі мақсаттарда қолданылады:

• сапасы төмен электр желілерінің кернеуін тұрақтандыру үшін;
• электр құрылғыларын нөлден төмен температурада пайдалану кезінде;
• тұрмыстық және кәсіптік техниканы кернеудің төмендеуінен қорғау үшін;
• сезімтал электр құрылғыларын электр қуатын өшіру салдарынан қорғау үшін;
• жабдықты күрделі жүктемелерден қорғау үшін.

Үй жағдайында тұрақтандырғышты қолдану электр аспаптары мен тұрмыстық техниканың тұрақты жұмысын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

Кеңседе бұл құрылғыны пайдалану кейіннен маңызды құжаттардың жоғалуымен кеңсе жабдықтарының істен шығу қаупін жоюға мүмкіндік береді.

Өндіріс жағдайында тұрақтандырғыштарды қолдану авариялардың, сондай-ақ электр жабдықтарының істен шығу қаупін азайтуға көмектеседі.

 

Тұрақтандырғыштардың түрлері

Жұмыс принципі бойынша кернеу реттегіштері келесі түрлерге бөлінеді:

сатылы;
• электромеханикалық;
• феррорезонанстық;
• гибридті;
• трансформатордың магниттелуімен;
• энергияның қос түрленуімен;
• жоғары жиілікті транзисторлық реттегіштер.

 

Қос энергияны түрлендіретін тұрақтандырғыштар мен жоғары жиілікті транзисторлық реттегіштер бүгінгі күнге дейін әзірлену үстінде және кеңінен қол жетімді емес.

 

Трансформатордың магниттелуі бар тұрақтандырғыштардың айтарлықтай кемшілігі бар — реттеу диапазонының шектеуі. Осыған байланысты олар тұтынушылар арасында төмен сұранысқа ие.

 

Фазалар саны бойынша кернеу реттегіштерінің келесі түрлері бар:

• бір фазалы — тұрмыстық жағдайларда қолданылады;
• үш фазалы — тұрақты ток ағынын қамтамасыз етуді қажет ететін жабдықты қорғау үшін өндірісте қолданылады.

 

Қуаты бойынша тұрмыстық тұрақтандырғыштар бірнеше түрге бөлінеді:

1. Төмен қуатты — бір немесе екі электр құрылғысына, мысалы, тек теледидарға немесе компьютер мен мониторға қосылуға арналған.
2. Орташа қуат — тұрмыстық техника сияқты электр құрылғыларының шағын тобына қосылуға арналған.
3. Қуатты — жалпы тұрғын үй кеңістігі үшін. Бұл құрылғылар сымдарды үйге немесе пәтерге кіргізетін жерге орнатылады. Осылайша, бөлменің бүкіл электр жүйесі кернеудің төмендеуінен қорғалған.

 

Тұрақтандырғыштардың бірнеше кең таралған түрлері бар:

1. Релелік. Осы типтегі құрылғылар кернеудің сатылы реттелуін қамтамасыз етеді. Релелік конструкциялар трансформатордан және қуат релесінен тұрады. Қуаты төмен техникаға және сапасыз электр желілеріне, сондай-ақ нөлден төмен температура жағдайында жұмыс істеуге барынша қолайлы. Тұрақты кіріс кернеуінде 9–10 кВТ-қа дейінгі жүктемелерге төтеп береді. Олар сенімсіздікпен, компоненттерді жиі ауыстыру қажеттілігімен және реттеудің төмен дәлдігімен ерекшеленеді. Осы кемшіліктерді жою үшін трансформатордың конструкциясын күрделендіруге болады, бірақ бұл тұрақтандырғыштың құнын арттыруға әкеледі.

2. Триак немесе электронды. Тұрақтандырғыштардың бұл түрі релелік модельдер принципі бойынша жұмыс істейді. Айырмашылық олардың механикалық релесінің болмауында. Оның орнына триактар қолданылады. Мұндай құрылғылар сенімдірек. Сонымен қатар, олар аз шу шығарады. Бірақ релелік сияқты, электронды тұрақтандырғыштар кернеуді дәл реттеуді қамтамасыз ете алмайды. Жұмыстың жоғары жылдамдығы осы құрылғыларға кернеудің жиі кішігірім ауытқуларын тиімді болдырмауға мүмкіндік береді. Электрондық тұрақтандырғыштар өздерінің қасиеттеріне байланысты сезімтал жабдықты, соның ішінде электрониканы, компьютерлерді, газ қазандықтарын және т.б. қорғау үшін қолданылады. Олар сенімді және техникалық қызмет көрсету және пайдалану оңай. Олардың жұмыс істеу мерзімі орта есеппен 10–15 жыл. Нарықтағы барлық тұрақтандырғыштардың шамамен 85% дәл осы түрге жатады.

3. Электромеханикалық немесе сервожетекті. Бұл құрылғылар реостат принципі бойынша жұмыс істейді. Осының арқасында олар шығыс кернеуін біркелкі өзгерте алады және кірістегі кең ауқымды сақтай алады. Электромеханикалық тұрақтандырғыштар шудың жоғары деңгейімен сипатталады, сондықтан оларды үйде қолдануға болмайды. Мұндай жабдық, әдетте, кернеудің кенеттен ауытқулары жоқ желілер үшін қолданылады.

 

Жұмыс принципі және схемасы

Тұрақтандырғыштардың жұмыс істеу принципі кірістегі кернеу деңгейін анықтау, одан әрі оны шығысқа қарай реттеу болып табылады. Құрылғының жұмыс істеу алгоритмі келесідей:

1. Кірістегі кернеуді өлшеу. Орташа алғанда, бұл процедура электронды модельдер үшін шамамен 20 миллисекундты және электромеханикалық модельдер үшін шамамен 50 миллисекундты алады.

2. Кернеу көрсеткіштерін 220 В дейін теңестіру. Егер кірістегі көрсеткіштер төмендетілген мәнге ие болса, тұрақтандырғыш оларды шығыс кезінде жабдықтың қуаты қанша мүмкіндік берсе, сонша арттырады. Егер кернеу стандарттан жоғары болса, тұрақтандырғыш кернеудің берілуін блоктайды. Бұл құрылғының міндеті — электр құрылғыларының импульстік секірулермен жанасуын болдырмау.