功率调节器的工作原理是什么?

调压器的种类很多,常见的有:自动调压器、净化电源交流调压器、参量调压器、NPS智能稳压电源。现将它们介绍如下:

一.自动电压调节器

这种调节器结构简单,价格低廉,但可靠性差。因为它是靠碳刷的移动(滑动或滚动)来稳定的,如图2所示。控制电路根据输出设置控制M点上下移动,使输出电压满足负载的要求。这种电路的缺点是可靠性低,动态响应慢,没有隔离干扰。碳刷在不断运动直至损坏时会逐渐变薄,在湿度较大的情况下寿命会缩短得更快。由于是机械运动,动态响应较慢,会导致瞬时电压的突然上升和下降,损坏后面的设备。

例如,当输入电压下降15%,即220V下降到187V时,为了保证输出仍然是220V,M必须向上滑动到N点,此时的变化为220: 187 = 1.18。此时,如果一个大感性负载突然下载,另一方面,如果一个大感性负载突然加载,也会出现100V的压降,也会导致UPS的电池放电。

二、净化电源的交流稳压器

这款交流调压器的出现,主要是取代了原来的电磁补偿式614调压器。这种调压器的原理是根据双向晶闸管的不同导通角形成不同的等效电感,使输出补偿输入的变化,原理如图3所示。

该电源稳定性高,可达0.65438±0%,效率高,可达97%,输出电压波形失真小,可达0.2%。该调节器具有高可靠性和隔离干扰的能力。从图中还可以看出,主电路中没有功率管,而是电感、电容等无源器件,唯一的半导体器件是高可靠的双向晶闸管。但这种电路的缺点是调节范围窄,一般只适应10%的额定电网电压,功率不易提高,显然不能满足电信部门的要求,一般不考虑。

希望对你有帮助。

第三,参数调节器

1,参数调节器的工作原理

参量调节器是早期广泛使用的调节器,是根据铁磁共振原理稳压的电路。它的优点是整个电路由变压器和电容组成,没有半导体元件,所以可靠性比较高。由于参数调节器工作在谐振状态,隔离干扰的能力比较强。图4示出了参数调节器的工作原理。因为这个电路用的比较多,所以问题比较多,这里就详细介绍一下。目的是了解其优缺点,以便更合理地使用。如图4所示为参数调节器的电路原理图,其等效电路为一个电感和一个电容串联。

电容器的容抗为xc = 1/(2fc);电感的电抗为XL=2fL。

式中:f-电源频率,HZ

电容,f

L-变压器的电感,h

根据电路可知,UC是电容上的电压,UL是电感上的电压,I是通过电阻和电容的电流,感抗和容抗上的电压相差180,所以两者串联时的电压是相减的。当达到共振时,UC=UL,此时XC+XL=O。因此得出结论:

f= 〈1〉

这是LC串联电路的谐振点。从以上分析,我们可以看出三个问题:

当输入电压达到一定值时,LC串联电路中的阻抗达到最小值,或者电流达到最大值,即变压器进入饱和状态,此时变压器上的电压基本不变,输出进入稳压区。

在谐振点,LC与市电频率形成固定关系,公式< 1 >也可用角频率表示,即

ω= 〈2〉

谐振点之后,如果输入电压继续上升,所有上升部分都加到电容上。

2.参数调节器的优点:

A.由于参量调节器在谐振时工作在饱和状态,外界干扰不会引起饱和电流的变化,因此干扰被隔离。

b、由于增加的输入电压全部加到电容上,允许的输入电压转换范围更大。

c、由于电路中没有电子元件,可靠性高。

3.参数调节器的缺点:

a、因为工作在饱和状态,所以耗电量大,效率低。

b、因为谐振在市电频率,所以对频率的变化非常敏感。一旦电源频率改变,就会导致振动停止。一旦振动停止,电感中储存3次以上的无功功率会瞬间释放出来,形成几千伏的高压脉冲向外传输,破坏附近的设备。导致国内某电信部门多次UPS起火。

c,因为谐振在市电频率,如果后面是整流负载,整流产生的谐波也会导致电路停振。根据相关科研机构的测试,参数调节器的容量是以下负载的数倍(典型实验为10次)。上述电信部门很多UPS火灾都是因为参数调节器容量小:比如一个15KVA的参数调节器和一个16KVA的参数调节器和一个30KVA、40KVA的参数调节器,在几十个配套设备中几乎无一幸免。

d、由于电路中储存了大量的无功功率,输入功率因数低,不能充分利用输入的市电,占用了宝贵的电能资源。

参数调节器使用成功的地方,大多是容量大或者条件好的地方。所以这种电源要慎用,尤其是电信部门等要求高的地方。

4.NPS智能稳压电源

这是一项新技术,是总结了上述调压器的优缺点,吸收了台达转换技术的经验后开发的专利产品。该电路不仅采用了目前成熟的PWM技术,还结合了UPS的Delta变换技术。

NPS智能稳压电源有效解决了上述调压器存在的问题:

1,因为吸收了Delta变换技术的经验,所以有一些优点,比如输入功率因数高达0.95以上,远高于参量稳压器。

2.效率高。从电路结构中不难看出,它集中了自动调压器的优点。而且响应速度快,是自动调压器无法比拟的。

3、输入输出隔离性能好,集中了参数调节器和净化电源的优势。因为工作中没有无功功率的储存,所以不存在破坏其他设备的问题。

4.可靠性高。由于PWM电路和磁路的结合原理,结构比较轻,不像参数调节器那么重。

5.由于工作效率高,损耗低,机内温度不高,提高了机器的可靠性。

6、可以智能监控。机器有RS232串口,可用于远程监控。

7、容量可以做得很大,不像净化电源和参数调节器只能做到几十千伏安。

正是有了以上优势,才应该是配电的首选。