تنظیم کننده ولتاژ AVR چیست ؟

AVR چیست ؟

AVR  به معنای «تنظیم کننده اتوماتیک ولتاژ» است، این دستگاه به طور خودکار برای تثبیت ولتاژ خروجی ژنراتور طراحی و تولید شده است که به لحاظ فنی ممکن است از یک طرح ساده فید-فورواردر استفاده کند و یا شامل فیدبک منفی باشد.

این دستگاه می‌تواند از یک مکانیزم الکترومکانیکی یا اجزای الکترونیکی استفاده کند که با توجه به طراحی آن، ممکن است برای تنظیم یک یا چند ولتاژ AC یا DC مورد استفاده قرار گیرد.

رگولاتورهای ولتاژ الکترونیکی در دستگاه هایی مانند منبع تغذیه رایانه‌ای استفاده می شود که ولتاژ   DC استفاده شده توسط پردازنده و سایر قطعات را ثابت نگه می دارد.

در آلترناتورهای (دینام) خودرو و نیروگاه‌های ژنراتوری مرکزی، تنظیم کننده‌های ولتاژ، ولتاژ خروجی کارخانه را کنترل می کنند.

در یک سیستم توزیع برق، تنظیم کننده‌های ولتاژ ممکن است در یک ایستگاه یا در طول خطوط توزیع نصب شوند تا تمام مشتریان ولتاژ ثابتی را مستقل از میزان مصرف برقشان دریافت کنند.

 

تنظیم کننده های ولتاژ اتوماتیک

ژنراتورهای نیروگاهی و یا ژنراتورهای اضطراری، به هنگام تغییر بار مصرفی ژنراتورها، از تنظیم کننده های ولتاژ اتوماتیک (AVR) را برای تثبیت ولتاژ خود استفاده می کنند.

اولین تنظیم کننده‌های ولتاژ اتوماتیک برای ژنراتورها سیستم های الکترومکانیکی بود، اما در  AVRمدرن از مواد سیلیکونی و الکترونیکی استفاده می‌شود .

AVR  یک سیستم کنترل بازخورد است که ولتاژ خروجی ژنراتور گازی را اندازه گیری می‌کند و آن خروجی را با یک نقطه تنظیم مقایسه می‌کند.

سپس یک سیگنال خطا برای سیستم تحریک ژنراتور تولید می‌کند و در صورت نیاز با استفاده از سیستم‌های الکترونیکی قدرت جریان را کنترل می کند.

معمولا بخش کوچکی از خروجی ژنراتور گازی برای تامین جریان برای سیم پیچ استفاده می شود.

در مواقعی که ژنراتورهای چندتایی به صورت موازی متصل می‌شوند، سیستم AVR مدارهایی دارد برای تضمین اینکه همه‌ی ژنراتور ها در فاکتور توانی یکسان کار کنند.

AVR های استفاده شده در ژنراتورهای ایستگاه برق متصل به شبکه ممکن است دارای ویژگی‌های کنترلی اضافی برای کمک به تثبیت شبکه الکتریکی در برابر خسارت های ناشی از افت بار ناگهانی یا نقص فنی  باشد.

 

تنظیم کننده ولتاژ AC Coil Rotation

این یک نوع قدیمی تر از تنظیم کننده است که در دهه 1920 استفاده شده است که از اصل سیم پیچ میدانِ موقعیت ثابت و یک سیم پیچ میدان دوم استفاده می‌کند که می تواند به موازات سیم پیچ ثابت بچرخد، مثل یک واریوکوپه.

هنگامی که سیم پیچ‌های جابجا شونده عمود بر سیم پیچ ثابت قرار می گیرد، نیروهای مغناطیسی موجود روی سیم پیچ با یکدیگر موازنه می شوند و خروجی ولتاژ بدون تغییر باقی می ماند.

چرخش سیم پیچ در یک جهت یا دور از مرکز باعث افزایش یا کاهش ولتاژ سیم پیچ دوم جابجاشونده می‌شود.

این نوع تنظیم کننده می تواند از طریق یک مکانیزم کنترل کننده servo به یک سیستم خودکار تبدیل شود و برای بهبود عملکرد سیم پیچ متحرک به منظور افزایش یا کاهش ولتاژ. عمل کند.

برای نگه داشتن سیم پیچ چرخشی در مقابل نیروهای مغناطیسی قوی فعال بر روی سیم پیچ، از یک مکانیزم ترمز یا چرخ دنده نسبت بالا استفاده می‌شود.

 

تنظیم کننده ولتاژ الکترومکانیکی

رگولاتورهای الکترومکانیکی که به آن‌ها تثبیت کننده‌های ولتاژ یا Tap Changer نیز می گویند، برای تنظیم ولتاژ در خطوط توزیع برق AC نیز استفاده می شوند.

شیوه کار این تنظیم کننده‌ها با استفاده از یک Servo Mechanism برای انتخاب Tap مناسب در یک ترانسفورماتورخودکار چند زبانه (Multi Tap) یا حرکت دادن یک جاروب کن (Viper) بر روی یک ترانسفورمر خودکار متناوب متغیر می‌باشد.

اگر ولتاژ خروجی در محدوده قابل قبول نباشد، سروو، تپ را تغییر می‌دهد و نسبت دورهای ترانسفورماتور را تغییر می‌دهد تا ولتاژ ثانویه را به منطقه قابل قبول منتقل کند.

کنترل‌ها یک محدوده از دست رفته را فراهم می‌کنند که در آن کنترل کننده عمل نخواهد کرد و مانع از کنترل دائم ولتاژ (Hunt) می شود، چرا که با کوچکترین مقدار تغییر میکند.

 

تنظیم کننده ولتاژ ثابت PWM

این جدیدترین تکنولوژی تنظیم ولتاژ برای کنترل آنی، که درست در لحظه‌ی اتفاق نوسان ولتاژ، افت ولتاژ، افزایش ولتاژ و دیگر مسائل مربوط به کیفیت قدرت مانند جهش و اغتشاش الکتریکی EMI / RFI است.

این فناوری از موتور درایور IGBT استفاده می کند که ولتاژ AC مدوله شده با پهنای پالس (PWM)در فرکانس سوییچ بالا تولید می‌کند.

این موج AC پی ابلیو ام بوسیله یک ترانسفرمر Buck Boost روی موج اصلی قرار می‌گیرد تا بدینوسله یک ولتاژ AC دقیق بدست آید.

تنظیم کردن در این تکنولوژی بصورت لحظه ای صورت می‌گیرد، بنابراین برای دستگاه‌های الکترونیکی که نیاز به قدرت تنظیم بالا دارند، مناسب است.

تنظیم کننده ولتاژ تجاری

تنظیم کننده های ولتاژ یا تثبیت کننده‌ها برای جبران نوسان ولتاژ در جریان برق استفاده می‌شود. تنظیم کننده های بزرگ را می توان به صورت دائمی در خطوط توزیع نصب کرد.

تنظیم کننده‌های قابل حمل کوچک را می توان بین تجهیزات حساس و یک پریز برق وصل کرد.

رگولاتورهای ولتاژ اتوماتیک در مجموعه های ژنراتور گازی خانگی، در کشتی ها، در نیروگاه های اضطراری، در ایستگاه های نفت و غیره برای تثبیت نوسانات برق مایحتاج استفاده می‌شود.

به عنوان مثال، هنگامی که یک ماشین بزرگ روشن می‌شود، مقدار برق مورد نیاز به طور ناگهانی بسیار بالاتر می‌رود و تنظیم کننده ولتاژ نقش جبران کننده‌ی تغییر بار را دارد.

رگولاتورهای ولتاژ موجود در بازار در رنج ولتاژهای متفاوتی کار می کنند. به عنوان مثال 150-240 ولت یا 90 تا 280 ولت.

تثبیت کننده‌های سروو نیز به طور گسترده ای تولید می‌شوند و مورد استفاده قرار می گیرند، هرچند که منسوخ شده اند و از تکنولوژی قدیمی استفاده می کنند.

تنظیم کننده های ولتاژ در وسایل مختلفی مثل تهویه کننده های هوا، یخچال ها، تلویزیون ها و سایر وسیله ها استفاده می شوند تا آن ها را از نوسانات ولتاژ ورودی مصون نگه دارد.

مشکل اصلی این تنظیم کننده‌ها رله‌هایی است که در آن‌ها استفاده می‌شود. رله‌ها باعث ایجاد جرقه و در نهایت خرابی وسیله می شوند.