什么是穩(wěn)壓器_穩(wěn)壓器的工作原理
將微處理器芯片技術(shù)和電力電子器件嵌入智能交流穩(wěn)壓器（或自動穩(wěn)壓器 (AVR)）的設(shè)計中，可以在電源電壓出現(xiàn)顯著和持續(xù)偏差的情況下產(chǎn)生高質(zhì)量、穩(wěn)定的電力供應(yīng)。
作為對傳統(tǒng)繼電器型穩(wěn)壓器的改進，現(xiàn)代創(chuàng)新穩(wěn)壓器使用高性能數(shù)字控制電路和固態(tài)控制電路，無需調(diào)節(jié)電位器，并允許用戶通過鍵盤設(shè)置電壓要求，并具有輸出啟動和停止功能。什么是穩(wěn)壓器。 穩(wěn)定器和調(diào)節(jié)器之間的區(qū)別
這也導(dǎo)致穩(wěn)定器的跳閘時間或響應(yīng)速度非常慢，通常小于幾毫秒，此外，這可以通過可變設(shè)置進行調(diào)整。如今，穩(wěn)壓器已成為許多對電壓波動敏感的電子設(shè)備的優(yōu)化電源解決方案，并已被用于數(shù)控機床、空調(diào)、電視機、醫(yī)療設(shè)備、計算機、電信設(shè)備等許多設(shè)備。
一、什么是穩(wěn)壓器：
它是一種電器，設(shè)計用于在其輸出端子向負載提供恒定電壓，而不管輸入或輸入電源電壓的變化如何。它保護設(shè)備或機器免受過壓、欠壓和其他電壓浪涌的影響。
它也被稱為自動電壓調(diào)節(jié)器（AVR）。穩(wěn)壓器是昂貴和珍貴的電氣設(shè)備的首選，以保護它們免受有害的低/高電壓波動的影響。其中一些設(shè)備是空調(diào)、膠印機、實驗室設(shè)備、工業(yè)機器和醫(yī)療器械。什么是穩(wěn)壓器
穩(wěn)壓器在輸入負載（或?qū)﹄妷鹤兓舾械脑O(shè)備）之前調(diào)節(jié)波動的輸入電壓。在給定的輸入電壓波動范圍內(nèi)，穩(wěn)壓器的輸出電壓在單相供電情況下將保持在 220V 或 230V 范圍內(nèi)，在三相供電情況下將保持在380V 或 400V范圍內(nèi)。該調(diào)節(jié)由內(nèi)部電路執(zhí)行的降壓和升壓操作進行。
當(dāng)今市場上有各種各樣的自動電壓調(diào)節(jié)器可供選擇。根據(jù)應(yīng)用類型和所需容量 (KVA) 的要求，這些單元可以是單相或三相單元。三相穩(wěn)壓器有平衡負載模型和不平衡負載模型兩個版本。
這些既可以作為電器的專用單元，也可以作為特定地方的整個電器的大型穩(wěn)定器單元，比如整個房子。此外，這些可以是模擬或數(shù)字類型的穩(wěn)定器單元。穩(wěn)壓器的類型
常見的穩(wěn)壓器類型包括手動或可切換穩(wěn)壓器、自動繼電器式穩(wěn)壓器、固態(tài)或靜態(tài)穩(wěn)壓器和伺服控制穩(wěn)壓器。除穩(wěn)壓功能外，大多數(shù)穩(wěn)壓器還具有輸入/輸出低壓切斷、輸入/輸出高壓切斷、過載切斷、輸出啟停功能、手動/自動啟動、電壓切斷顯示、零電壓切換等附加功能， ETC。
二、為什么需要穩(wěn)壓器：
通常，每個電氣設(shè)備或裝置都設(shè)計用于寬范圍的輸入電壓。根據(jù)靈敏度的不同，設(shè)備的工作范圍被限制在一個特定的值，例如，一些設(shè)備可以承受額定電壓的±10%，而另一些則可以承受±5%或更低。
電壓波動（額定電壓幅度的上升或下降）在許多地區(qū)都很常見，尤其是在終端線路處。電壓波動的最常見原因是照明、電氣故障、接線錯誤和定期關(guān)閉設(shè)備。這些波動會對電氣設(shè)備或電器造成事故。為什么需要穩(wěn)壓器？
二、穩(wěn)壓器如何工作：
執(zhí)行降壓和升壓操作的穩(wěn)壓器基本原理:
在穩(wěn)壓器中，過壓和欠壓條件下的電壓校正通過兩個基本操作來執(zhí)行，即升壓和降壓操作。這些操作可以通過開關(guān)手動進行，也可以通過電子電路自動進行。在欠壓條件下，升壓操作將電壓提高到額定水平，而降壓操作在過壓條件下降低電壓水平。
穩(wěn)定的概念涉及增加或減少主電源的電壓。為了執(zhí)行此類任務(wù)，穩(wěn)定器使用以不同配置與開關(guān)繼電器連接的變壓器。一些穩(wěn)定器使用繞組上帶有抽頭的變壓器來提供不同的電壓校正，而伺服穩(wěn)定器使用自動變壓器來進行廣泛的校正。
為了理解這個概念，讓我們考慮一下額定電壓為 230/12V 的簡單降壓變壓器，下面給出了它與這些操作的聯(lián)系。
在抽頭變壓器型穩(wěn)定器的情況下，根據(jù)所需的升壓或降壓電壓量切換不同的抽頭。但是，在自耦變壓器型穩(wěn)定器的情況下，電機（伺服電機）與滑動接觸一起使用，以從自耦變壓器獲得升壓或降壓電壓，因為它僅包含一個繞組。
四、穩(wěn)壓器的類型：
穩(wěn)壓器已成為家庭、工業(yè)和商業(yè)系統(tǒng)的許多電器的組成部分。早先，手動操作或可切換的穩(wěn)壓器用于升壓或降壓輸入電壓，以提供所需范圍內(nèi)的輸出電壓。這種穩(wěn)定器采用機電繼電器作為開關(guān)裝置。
后來，附加的電子電路使穩(wěn)定過程自動化，并產(chǎn)生了分接開關(guān)自動電壓調(diào)節(jié)器。另一種流行的穩(wěn)壓器類型是伺服穩(wěn)壓器，其中電壓校正連續(xù)進行，無需任何開關(guān)。讓我們討論三種主要類型的穩(wěn)壓器。
1．繼電器型穩(wěn)壓器：
在這種類型的穩(wěn)壓器中，電壓調(diào)節(jié)是通過切換繼電器來實現(xiàn)的，以便將變壓器的多個抽頭之一連接到負載（如上面討論的方式），無論是用于升壓還是降壓操作。下圖說明了繼電器式穩(wěn)壓器的內(nèi)部電路。
除了變壓器（可以是環(huán)形變壓器或鐵芯變壓器，其次級設(shè)有分接頭）外，它還有電子電路和一組繼電器。電子電路包括整流電路、運算放大器、微控制器單元和其他微小元件。繼電器型穩(wěn)壓器。 穩(wěn)壓器的類型
電子電路將輸出電壓與內(nèi)置參考電壓源提供的參考值進行比較。每當(dāng)電壓上升或下降超過參考值時，控制電路就會切換相應(yīng)的繼電器以將所需的分接頭連接到輸出。
這些穩(wěn)壓器通常會根據(jù) ±15% 至 ±6% 的輸入電壓變化改變電壓，輸出電壓精度為 ±5% 至 ±10%。這種類型的穩(wěn)定器最常用于住宅、商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用中的低額定值電器，因為它們重量輕且成本低。然而，這些都受到一些限制，例如電壓校正速度慢、耐用性差、可靠性低、調(diào)節(jié)期間電源路徑中斷以及無法承受高壓浪涌。
2．伺服控制穩(wěn)壓器：
這些被簡單地稱為伺服穩(wěn)定器（在伺服機構(gòu)上工作，也稱為負反饋），顧名思義，它使用伺服電機來實現(xiàn)電壓校正。這些主要用于高輸出電壓精度，通常為±1%，輸入電壓變化高達±50%。下圖是伺服穩(wěn)定器的內(nèi)部電路，它以伺服電機、自耦變壓器、降壓升壓變壓器、電機驅(qū)動器和控制電路為主要組成部分。伺服控制穩(wěn)壓器
在該穩(wěn)壓器中，降壓升壓變壓器初級的一端連接自耦變壓器的固定抽頭，另一端連接由伺服電機控制的動臂。降壓升壓變壓器的次級與輸入電源串聯(lián)，輸入電源不過是穩(wěn)定器輸出。伺服控制穩(wěn)壓器工作及電路圖
電子控制電路通過將輸入與內(nèi)置參考電壓源進行比較來檢測電壓下降和電壓上升。當(dāng)電路發(fā)現(xiàn)錯誤時，它會操作電機，進而移動自耦變壓器上的臂。這可以為降壓升壓變壓器的初級供電，使得次級兩端的電壓應(yīng)該是所需的電壓輸出。大多數(shù)伺服穩(wěn)定器使用嵌入式微控制器或處理器作為控制電路來實現(xiàn)智能控制。
這些穩(wěn)定器可以是單相、三相平衡型或三相不平衡型。在單相類型中，伺服電機耦合到可變變壓器實現(xiàn)電壓校正。在三相平衡型的情況下，伺服電機與三個自耦變壓器耦合，通過調(diào)節(jié)變壓器的輸出在波動期間提供穩(wěn)定的輸出。在不平衡型伺服穩(wěn)定器中，三個獨立的伺服電機加上三個自耦變壓器，它們具有三個獨立的控制電路。三相伺服穩(wěn)定器
與繼電器型穩(wěn)定器相比，使用伺服穩(wěn)定器有很多優(yōu)點。其中一些是更高的校正速度、高精度的穩(wěn)定輸出、能夠承受浪涌電流和高可靠性。但是，由于存在電機，這些都需要定期維護。
3．靜態(tài)電壓穩(wěn)定器：
顧名思義，在伺服穩(wěn)壓器的情況下，靜態(tài)穩(wěn)壓器沒有任何運動部件作為伺服電機機構(gòu)。它使用電力電子轉(zhuǎn)換器電路來實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)，而不是在傳統(tǒng)穩(wěn)壓器的情況下使用自耦變壓器。與伺服穩(wěn)定器相比，這些穩(wěn)定器可以產(chǎn)生更高的精度和出色的電壓調(diào)節(jié)，通常調(diào)節(jié)為 ±1%。靜態(tài)電壓穩(wěn)定器
它本質(zhì)上由降壓升壓變壓器、IGBT 功率轉(zhuǎn)換器（或 AC 到 AC 轉(zhuǎn)換器）和微控制器、微處理器或基于 DSP 的控制器組成。微處理器控制的 IGBT 轉(zhuǎn)換器通過脈寬調(diào)制技術(shù)產(chǎn)生適量的電壓，并將該電壓提供給降壓升壓變壓器的初級。IGBT 轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電壓可以是同相或反相 180 度的進線電壓，以便在波動期間執(zhí)行加減電壓。靜態(tài)穩(wěn)壓器電路及工作原理
每當(dāng)微處理器檢測到電壓驟降時，它就會向 IGBT 轉(zhuǎn)換器發(fā)送 PWM 脈沖，使其產(chǎn)生與標稱值偏離量相等的電壓。該輸出與輸入電源同相，并提供給降壓升壓變壓器的初級。由于次級連接到輸入線路，感應(yīng)電壓將被添加到輸入電源，并且該校正電壓被提供給負載。
類似地，電壓升高會導(dǎo)致微處理器電路以這樣一種方式發(fā)送 PWM 脈沖，即轉(zhuǎn)換器將輸出偏離量的電壓，該電壓與輸入電壓相差 180 度。從輸入電壓中減去降壓升壓變壓器次級的這個電壓，從而執(zhí)行降壓操作。
與分接變換和伺服控制的穩(wěn)定器相比，這些穩(wěn)定器非常受歡迎，因為它具有體積小、校正速度快、電壓調(diào)節(jié)性能好、由于沒有運動部件而無需維護、效率高和可靠性高等多種優(yōu)點。
五、穩(wěn)壓器和穩(wěn)壓器的區(qū)別：
這里提出了一個主要但令人困惑的問題，即Stabilizer 和 Regulator 之間的確切區(qū)別是什么？嗯..兩者都執(zhí)行相同的動作，即穩(wěn)定電壓，但穩(wěn)壓器和穩(wěn)壓器之間的主要區(qū)別是：
穩(wěn)壓器：它是一種設(shè)備或電路，旨在向輸出提供恒定電壓，而不會改變輸入電壓。
穩(wěn)壓器：它是一種設(shè)備或電路，旨在在不改變負載電流的情況下向輸出提供恒定電壓。
六、如何選擇正確功率的穩(wěn)壓器：
在為電器購買穩(wěn)壓器之前，首先要考慮幾個因素。這些因素包括設(shè)備所需的功率、安裝區(qū)域所經(jīng)歷的電壓波動水平、設(shè)備類型、穩(wěn)壓器類型、穩(wěn)壓器的工作范圍（穩(wěn)壓器的電壓正確）、過壓/欠壓切斷、電源類型控制電路，安裝類型和其他因素。在這里，我們給出了在為您的應(yīng)用購買穩(wěn)定器之前要考慮的基本步驟。
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