تثبیت‌کننده ولتاژ
تثبیت‌کننده ولتاژ دستگاهی است که به‌طور خودکار ولتاژ خروجی تجهیزات منبع تغذیه را تنظیم می‌کند. این دستگاه ولتاژ ناپایدار منبع تغذیه را که ممکن است نوسانات زیادی داشته باشد، در محدوده‌ای مشخص پایدار نگه می‌دارد. به این ترتیب، تجهیزات الکتریکی و مدارهای مختلف می‌توانند به‌طور پایدار و در شرایط ولتاژ استاندارد کار کنند.
تنظیم‌کننده ولتاژ اتوماتیک
تنظیم‌کننده ولتاژ اتوماتیک وسیله‌ای است که برای تثبیت ولتاژ خروجی طراحی شده است. این دستگاه شامل یک مدار تنظیم‌کننده ولتاژ، یک مدار کنترل و یک موتور سروو است.
زمانی که ولتاژ ورودی یا بار تغییر می‌کند، مدار کنترل ولتاژ را اندازه‌گیری کرده و با ولتاژ مورد نظر مقایسه می‌کند. سپس، این مدار به موتور سروو دستور می‌دهد تا بچرخد و موقعیت برس کربن تنظیم‌کننده ولتاژ را تغییر دهد. با تنظیم خودکار نسبت چرخش سیم‌پیچ، ولتاژ خروجی به‌طور ثابت نگه‌داشته می‌شود.
نقش تثبیت‌کننده ولتاژ
تثبیت‌کننده ولتاژ یک دستگاه یا مدار منبع تغذیه است که می‌تواند به‌طور خودکار ولتاژ خروجی را تنظیم کند. وظیفه اصلی آن تثبیت ولتاژ منبع تغذیه‌ای است که به شدت نوسان دارد و نمی‌تواند نیازهای تجهیزات الکتریکی را برآورده کند. با این کار، مدارها و تجهیزات الکتریکی می‌توانند به‌طور معمول تحت ولتاژ کاری مناسب کار کنند.
در ابتدا، تنظیم‌کننده‌های ولتاژ از رله‌ها برای تثبیت ولتاژ استفاده می‌کردند. وقتی ولتاژ شبکه نوسان می‌کند، مدار تصحیح خودکار رگولاتور برق فعال می‌شود و رله داخلی شروع به کار می‌کند.
این مدار با نزدیک کردن ولتاژ خروجی به مقدار تنظیم‌شده، از سادگی برخوردار است، اما دقت تنظیم ولتاژ آن بالا نیست. هر بار که رله کار می‌کند، ممکن است باعث قطع ناگهانی برق و ایجاد جرقه شود که می‌تواند به تجهیزات کامپیوتری آسیب برساند و خطاهای سیگنال ایجاد کند.
اکثر رگولاتورهای کوچک و باکیفیت از موتورها برای حرکت دادن برس‌های کربنی و تثبیت ولتاژ استفاده می‌کنند. این نوع تنظیم‌کننده ولتاژ خودکار باعث تداخل کمتری با تجهیزات الکتریکی می‌شود و دقت بالاتری در تنظیم ولتاژ دارد.
اصل کار تثبیت‌کننده ولتاژ
برخی از وسایل الکتریکی دارای اجزای سیم‌پیچی هستند که جریان‌های گردابی تولید می‌کنند. این جریان‌ها می‌توانند مانع از جریان درست انرژی در مرحله اولیه شوند. تولید این جریان‌های گردابی نه‌تنها باعث کاهش ولتاژ در زمان راه‌اندازی دستگاه می‌شود، بلکه پس از قطع برق، ولتاژ لحظه‌ای را افزایش می‌دهد که ممکن است به مدار آسیب برساند.
برای حفاظت از عملکرد عادی مدار، نیاز به یک تنظیم‌کننده ولتاژ خودکار وجود دارد. تثبیت‌کننده ولتاژ از یک مدار تثبیت‌کننده، یک مدار کنترل و یک سیستم سروو تشکیل شده است. وقتی ولتاژ ورودی یا بار تغییر می‌کند، مدار کنترل ولتاژ را اندازه‌گیری کرده، مقایسه می‌کند و سپس موتور سروو را به چرخش در می‌آورد تا موقعیت برس کربن تنظیم‌کننده ولتاژ را تغییر دهد. با تنظیم خودکار نسبت چرخش سیم‌پیچ، ولتاژ خروجی ثابت می‌ماند و تنظیم ظرفیت بزرگ مبدل نیز طبق اصل جبران ولتاژ عمل می‌کند.
قدرت تنظیم‌کننده ولتاژ اتوماتیک
1. توان خروجی استاندارد تنظیم‌کننده
توان خروجی استاندارد رگولاتور حداکثر توان است. توان نامی لوازم خانگی معمولاً به توان واقعی اشاره دارد. بارهای القایی، مانند یخچال، کولر گازی و پمپ‌های آب، هنگام راه‌اندازی جریان‌های زیادی تولید می‌کنند. به همین دلیل، قدرت این دستگاه‌ها معمولاً ۳ تا ۵ برابر بیشتر از توان نامی آن‌ها است.
به عنوان مثال، یک کولر گازی با قدرت ۳ اسب بخار (220 ولت) در واقع به صورت زیر محاسبه می‌شود:
1 اسب بخار = 0.75 کیلووات
3 اسب بخار = 2.25 کیلووات
جریان شروع بار = 6.75 کیلووات یا بیشتر.
2. نصب توسط تکنسین‌های حرفه‌ای
برق‌کارها و مهندسان حرفه‌ای برای انتخاب تنظیم‌کننده ولتاژ از الگوریتم‌های مخصوصی استفاده می‌کنند. تجهیزات صنعتی به طور معمول بر اساس توان نامی، باید حداقل ۲ برابر ظرفیت مورد نیاز داشته باشند. برای تجهیزاتی که دارای موتورها و بارهای سنگین هستند، معمولاً باید تنظیم‌کننده‌ای با ظرفیت ۳ برابر یا بیشتر انتخاب کرد تا از جریان راه‌اندازی زیاد و کاهش ولتاژ جلوگیری شود.
به عنوان مثال، توان برخی از موتورهای پمپ بخار در کارخانه‌ها ۷.۵ کیلووات است، اما هنگام راه‌اندازی، جریان هجومی ممکن است بیش از ۳ برابر توان موتور باشد، بنابراین باید رگولاتوری با ظرفیت بالاتر انتخاب شود.
3. نکات مهم در انتخاب رگولاتور
هنگامی که ولتاژ خروجی رگولاتور بین 0.5KVA تا 3KVA و 110 ولت باشد، ظرفیت ورودی نباید از 40 درصد ظرفیت نامی تجاوز کند. اگر خروجی به هر دو ولتاژ 110 و 220 ولت نیاز داشته باشد، ظرفیت خروجی باید 50 درصد ظرفیت نامی باشد تا از اضافه بار جلوگیری شود.
به طور کلی، توصیه می‌شود که یک تنظیم‌کننده ولتاژ حداقل ۳ برابر بزرگتر از توان واقعی دستگاه‌ها خریداری شود. این امر به این دلیل است که رگولاتور باید بر نوسانات ولتاژ و تأثیرات ناشی از راه‌اندازی بارهای القایی مانند یخچال، کولر گازی و موتورها غلبه کند.
تنظیم‌کننده ولتاژ اتوماتیک چه زمانی شروع به کار می‌کند؟
1. بارهای القایی
تنظیم‌کننده ولتاژ زمانی شروع به کار می‌کند که برای بارهای القایی استفاده شود. بارهای القایی مانند یخچال، کولر، ماشین لباسشویی، پنکه، دستگاه‌های تهویه مطبوع، ماشین‌های چاپ، کمپرسور هوا، آسانسور و پمپ آب، هنگام روشن شدن جریان زیادی تولید می‌کنند که معمولاً ۳ تا ۵ برابر جریان نامی و حتی بیش از ۹ برابر جریان عملیاتی آن‌ها است. بنابراین، هر تنظیم‌کننده ولتاژ باید توان کافی برای تحمل این جریان‌های اولیه را داشته باشد. برای جلوگیری از آسیب به تنظیم‌کننده ولتاژ به دلیل این جریان‌های بالا، باید حاشیه‌ای برای توان در نظر گرفته شود. اگر یک کارخانه از تنظیم‌کننده ولتاژ استفاده می‌کند، باید از راه‌اندازی همزمان چند دستگاه با قدرت بالا خودداری شود و هنگام خرید، حداقل ۱.۵ برابر ظرفیت اضافی در نظر گرفته شود.
2. بررسی ولتاژ منبع تغذیه
قبل از استفاده، باید توجه کنید که آیا ولتاژ منبع تغذیه از محدوده ولتاژ ورودی مشخص‌شده توسط رگولاتور بیشتر است یا خیر. همچنین، اگر منبع تغذیه سه فاز دارید، باید بررسی کنید که آیا اختلاف ولتاژ بین فازها بیشتر از ۱۰ ولت است یا نه.
3. نیاز به گسترش در آینده
قبل از خرید یک دستگاه، باید به گسترش احتمالی کسب‌وکار در آینده فکر کنید. آیا ممکن است نیاز به افزودن تجهیزات جدید داشته باشید؟ آیا سازمان‌های نظارتی نیاز به حفظ ظرفیت اضافی دارند؟
4. ظرفیت رزرو
چه برای یک دستگاه مستقل باشد و چه برای یک کارخانه کامل، باید ظرفیت مشخصی برای تنظیم‌کننده ولتاژ رزرو شود تا از بار ۱۰۰ درصدی جلوگیری شود. معمولاً ضریب بار تنظیم‌کننده ولتاژ باید به ۹۰٪ برسد. تنظیم‌کننده‌های ولتاژ انواع مختلفی دارند، مانند رومیزی، دیواری، دوجداره و زمینی، و باید با توجه به محل نصب و هدف استفاده، نوع مناسب انتخاب شود.
5. انتخاب برند و خدمات پس از فروش
هنگام انتخاب تنظیم‌کننده ولتاژ، به برندهای معتبر توجه کنید. تولیدکنندگان معروف معمولاً کیفیت قابل اعتماد و خدمات مناسبی ارائه می‌دهند. همچنین، بررسی کنید که آیا سازنده خدمات پس از فروش خوبی دارد و آیا ضمانت‌هایی برای کیفیت محصول ارائه می‌کند یا نه.
نکات مهم برای مصرف‌کنندگان
در هنگام استفاده از تجهیزات الکتریکی، به موارد زیر توجه کنید:
1. رعایت مقررات
- استانداردهای ملی/منطقه‌ای: اطمینان حاصل کنید که اتصال برق با استانداردهای سیم‌کشی آتش‌نشانی مطابقت دارد.
- قطر سیم ورودی: قطر خط ورودی دستگاه باید حداقل ۲۵ میلی‌متر باشد.
2. استفاده از سیم‌های مناسب
- سیم‌های مسی: حتماً از سیم‌های هسته مسی استفاده کنید.
- اتصالات محکم: سیم‌های ورودی و خروجی باید به‌خوبی و محکم متصل شوند.
- معکوس نشدن سیم‌ها: سیم‌های ورودی و خروجی نباید جابجا شوند.
- تعویض سوئیچ: از تعویض سوئیچ هوا با محافظ نشتی در جلوی دستگاه خودداری کنید.
3. مدیریت بار
- حداکثر توان: توان بار نباید از حداکثر توان منبع تغذیه تنظیم‌شده بیشتر باشد. به‌طور مثال، اگر حداکثر توان ۵۰ KVA است، نرخ بار مجاز ۴۰ KW خواهد بود.
- اتصالات محکم: تمام اتصالات خط خروجی باید محکم باشند؛ در غیر این صورت، جریان زیاد می‌تواند باعث گرم شدن سیم‌ها و کاهش کارایی شود.
4. روشن کردن دستگاه
- ترتیب روشن کردن: ابتدا بار را روشن نکنید و سپس منبع تغذیه تثبیت‌شده را روشن کنید.
- بررسی ولتاژ ورودی: قبل از روشن کردن، ولتاژ ورودی باید بین ۳۰۴ تا ۴۵۶ ولت اندازه‌گیری شود.
- ولتاژ خروجی: مطمئن شوید که ولتاژ خروجی دستگاه ۳۸۰ ولت است.
5. استفاده مناسب از بار
- بار زیاد : از بار زیاد استفاده نکنید.
- استفاده از سیم‌های کافی: حتماً از سیم‌های مناسب و کافی استفاده کنید.
- اتصالات دقیق: ولتاژ ورودی و خروجی دستگاه را به دقت وصل کنید.
- همسان بودن ولتاژ: ولتاژ خروجی دستگاه و تنظیم‌کننده باید یکسان باشد.
- انتخاب سوئیچ مناسب: سوئیچ ولتاژ ورودی باید با ولتاژ منبع تغذیه یکسان باشد.
6. بررسی تجهیزات
- فیوز: اگر فیوز سوخته است، تجهیزات بار را بررسی کنید.
- استفاده از فیوز مناسب: از فیوزهایی با همان درجه استفاده کنید و از فیوزها یا سیم‌های نامناسب خودداری کنید.
7. نصب در مکان مناسب
- محل نصب: دستگاه را در جای خشک و دارای تهویه نصب کنید.
تعمیر و نگهداری تنظیم‌کننده ولتاژ اتوماتیک
تنظیم‌کننده ولتاژ دستگاهی است که ولتاژ خروجی پایدار را برای تجهیزات الکتریکی فراهم می‌کند. انواع مختلفی از این دستگاه‌ها وجود دارد، از جمله نوع کنترل عددی هوشمند، نوع تنظیم کوپلینگ خودکار، نوع جبران قدرت بالا و نوع سوئیچ.
در نگهداری روزانه از تنظیم‌کننده ولتاژ، به چهار نکته زیر توجه کنید:
1. محل نصب
تنظیم‌کننده ولتاژ باید در یک اتاق خشک، دارای تهویه مناسب و بدون نور مستقیم خورشید و گازهای خورنده قرار گیرد.
2. توان رگولاتور
توان انتخابی برای تنظیم‌کننده باید بیشتر از توان کل تجهیزات الکتریکی باشد تا از کارکرد صحیح آن اطمینان حاصل شود.
3. استفاده از کلید رگولاتور
کلید تنظیم‌کننده نباید به عنوان کلید اصلی دستگاه استفاده شود. ابتدا کلید رگولاتور را روشن کنید و سپس برق را از آن خارج کنید. دستگاه‌های الکتریکی را باید از کوچک به بزرگ وصل کنید و هنگام قطع برق، از بزرگ به کوچک وصل کنید. در نهایت، سوئیچ رگولاتور را ببندید.
4. محدودیت در باز و بسته کردن کلید
کلید تنظیم‌کننده ولتاژ نباید مکرراً باز و بسته شود. فاصله زمانی بین هر بار روشن کردن باید بیشتر از ۱۰ ثانیه باشد؛ در غیر این صورت، ممکن است تنظیم‌کننده به اشتباه محافظت شود یا حتی آسیب ببیند.