تنظیم کننده ولتاژ AVR چیست ؟

 

تنظیم کننده ولتاژ

 

یک تنظیم کننده ولتاژ به طور خودکار برای حفظ ولتاژ ثابت طراحی شده است. یک تنظیم کننده ولتاژ ممکن است از یک طرح ساده فید-فوروارد استفاده کند یا شامل فیدبک منفی باشد.

ممکن است از یک مکانیزم الکترومکانیکی یا اجزای الکترونیکی استفاده شود. بسته به طراحی، ممکن است برای تنظیم یک یا چند ولتاژ AC یا DC مورد استفاده قرار گیرد.

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

در آلترناتورهای(مولد جریان برق متناوب) خودرو و نیروگاه های ژنراتوری نیروگاه مرکزی، تنظیم کننده های ولتاژ خروجی کارخانه را کنترل می کنند.

در یک سیستم توزیع برق، تنظیم کننده های 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

ژنراتورهایی که در نیروگاه ها و یا در سیستم های برق آماده- به -کاراستفاده می شوند، به هنگام تغییر بار ژنراتورها از تنظیم کننده های ولتاژ اتوماتیک (AVR) را برای تثبیت ولتاژ خود استفاده می کنند.

اولین تنظیم کننده های ولتاژ اتوماتیک برای ژنراتورها سیستم های الکترومکانیکی بود، اما  درAVR مدرن از ابزار حالت جامداستفاده ی شود .

AVR یک سیستم کنترل فیدبک است که ولتاژ خروجی دیزل ژنراتور را اندازه گیری می کند، آن خروجی را با یک نقطه تنظیم مقایسه می کند و یک سیگنال خطا برای تنظیم تحریک ژنراتور تولید می کند.

مادامی که جریان تحریکی در سیم پیچ ژنراتور افزایش می یابد، ولتاژ پایانه ی آن افزایش می یابد. AVR با استفاده از دستگاه های برق قدرت جریان را کنترل می کند؛ معمولا بخش کوچکی از خروجی ژنراتور گازی برای تامین جریان برای سیم پیچ استفاده می شود.

جایی که یک ژنراتور به موازات سایر منابعی مانند یک شبکه انتقال الکتریکی متصل می شود، تغییر دادن تحریکات بیش بر روی نیروی واکنشی تولید شده توسط ژنراتور دارد تا  بر روی ولتاژ پایانه ای که بیشتر توسط سیستم قدرت متصل تنظیم می شود.

در مواقعی که مولد های چندگانه به صورت موازی متصل می شوند، سیستم AVR مدارهایی دارد برای تضمین اینکه همه ی ژنراتور ها  درفاکتور توان یکسان کار می کنند.

AVR های استفاده شده در ژنراتور های ایستگاه برق متصل به شبکه ممکن است دارای ویژگی های کنترلی اضافی برای کمک به تثبیت شبکه الکتریکی در برابر خسارت های ناشی از افت بار ناگهانی یا نقص (یا شکست؟؟)  باشد.

تنظیم کننده ولتاژ AC کویل روتیشن

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

 

هنگامی که کویل جابجاشونده عمود بر کویل ثابت قرار می گیرد، نیروهای مغناطیسی موجود روی کویل با یکدیگر موازنه می شوند  و خروجی ولتاژ بدون تغییر باقی می ماند.

چرخش کویل در یک جهت یا دور از مرکز باعث افزایش یا کاهش ولتاژ کویل دوم جابجاشونده می شود.

این نوع تنظیم کننده می تواند از طریق یک مکانیزم کنترل کننده سروو به یک سیستم خودکار تبدیل شود ببرای بهبود عملکرد کویل متحرک به منظور افزایش یا کاهش ولتاژ.

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

الکترومکانیکی

رگولاتورهای الکترومکانیکی که به آن ها تثبیت کننده های ولتاژ یا تپ چنجر نیز می گویند، برای تنظیم ولتاژ در خطوط توزیع برق AC نیز استفاده می شوند.

شیوه کار این تنظیم کننده ها با استفاده از یک سروومکانیسم برای انتخاب تپ مناسب در یک ترانسفورماتورخودکار چند تپی (با تپ چندگانه) یا حرکت دادن یک جاروب کن (وایپر) بر روی یک ترانسفورمر خودکار متناوبا متغیر می باشد.

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

کنترل ها یک محدوده مرده را فراهم می کنند که در آن کنترل کننده عمل نخواهد کرد و مانع از کنترل دائم ولتاژ (“شکار”) می شود، چرا که با کوچکترین مقدار تغییر می کند.

تنظیم کننده ولتاژ ثابت PMW

 

این جدیدترین تکنولوژی تنظیم ولتاژ برای کنترل بدون درنگ (درست در لحظه ی اتفاق) نوسان ولتاژ، سقوط، افزایش ولتاژ و کنترل دیگر مسائل مربوط به کیفیت قدرت مانند اسپایک و اغتشاش الکتریکی EMI / RFI است.

این فناوری از موتور رگولاتور IGBT استفاده می کند که ولتاژ AC مدوله شده با پهنای پالس (PWM)در فرکانس سوییچ بالا تولید می کند. این موج AC پی.ام.دابلیو بوسیله یک ترانسفرمر باک-بوست روی موج اصلی قرار می گیرد تا بدینوسله یک ولتاژ AC دقیق بدست آید.

تنظیم کردن در این تکنولوژی بصورت لحظه ای صورت می گیرد، بنابراین برای دستگاه های الکترونیکی که نیاز به قدرت تنظیم بالا دارند، مناسب است.

استفاده تجاری

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

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

رگولاتورهای ولتاژ اتوماتیک در مجموعه های دیزل ژنراتور در کشتی ها، در نیروگاه های اضطراری، در ایستگاه های نفت و غیره برای تثبیت نوسانات برق مایحتاج استفاده می شود.

به عنوان مثال، هنگامی که یک ماشین بزرگ روشن می شود، مقدار نیروی برق مورد احتیاج به طور ناگهانی بسیار بالاتر می رود.

تنظیم کننده ولتاژ نقش جبران کننده ی 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 کننده های سروو نیز به طور گسترده ای تولید می شوند 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 کننده ها رله هایی است که در آن ها استفاده می شود. رله ها باعث ایجاد جرقه و در نهایت خرابی وسیله می شوند.