صنایع برای عملکرد قابل اعتماد و ایمن، به منبع تغذیه ثابت نیاز دارند. با این حال، محیط های صنعتی معمولاً با نوسانات ولتاژ مواجه هستند که باعث اختلال در عملیات، آسیب به تجهیزات و زیان مالی می شود. این نوسانات ولتاژ ممکن است به دلیل نویز در شبکه برق اصلی، تداخل الکتریکی از تجهیزات مجاور، اضافه بار و نوسانات الکتریکی باشد.
برای جلوگیری از تداخل نوسانات ولتاژ با سیستم های صنعتی، استفاده از تثبیت کننده های ولتاژ ضروری است. تثبیت کننده های ولتاژ از آسیب رسیدن به عملکرد، عملکرد و قابلیت اعتماد تجهیزات جلوگیری می کنند. این دستگاه ها برق را تصفیه می کنند و از خرابی های ناگهانی و حوادث خطرناک پیشگیری می نمایند.
نوسان گیر برق چیست و چگونه کار میکند ؟
نوسان گیر برق به منظور تثبت و جبران ولتاژ در شبکه ورودی استفاده می گردد.در واقع تثبیت کننده ولتاژ یک دستگاه الکترونیکی است که به طور خودکار سطح ولتاژ را ثابت نگه می‌دارد. این دستگاه با نظارت بر ولتاژ ورودی و مقایسه آن با یک ولتاژ مرجع کار میکند. اگر ولتاژ ورودی خارج از محدوده مشخصی تغییر کند، تثبیت کننده ولتاژ خروجی خود را تنظیم میکند تا آن را به آن محدوده بازگرداند. این کار معمولاً با استفاده از یک مدار کنترلی انجام می‌شود که مقدار توان تحویلی به بار را تغییر می‌دهد یا با تنظیم امپدانس در مدار برای تنظیم جریان.
برخی از تثبیت کننده های ولتاژ از ترانسفورماتور برای افزایش یا کاهش ولتاژ در صورت نیاز استفاده می‌کنند، در حالی که برخی دیگر از اجزای حالت جامد مانند دیودها یا ترانزیستورها استفاده می‌کنند.
اگرچه اصول اولیه کار این دستگاه ساده است، عملکرد تثبیت کننده های ولتاژ بر اساس انواع آنها متفاوت است. هر نوع تثبیت کننده ساختار و اصل مهندسی منحصر به فردی دارد که بر استحکام، دقت و پاسخگویی آن در هنگام کار در محیط های چالش برانگیز تأثیر می‌گذارد.
نوسان گیر برق سروو موتوری :
یک سیستم تنظیم کننده ولتاژ سروو، با استفاده از یک ماژول کنترلر میکروپردازشی، تنظیمات مورد نیاز را محاسبه می کند و سروو موتور را برای تغییر موقعیت ترانسفورماتور به کار می گیرد. این به تنظیم کننده های سروو امکان می دهد که در محدوده ولتاژ ورودی گسترده (50±%) و با دقت بالا (±1%) عمل کنند. همچنین این سیستم ها مقرون به صرفه و قابل اعتماد هستند.
مدار کنترل رگولاتور سروو، به طور دائم از ولتاژ خروجی نمونه برداری می کند. سپس این مقدار را با ولتاژ مطلوب مقایسه می کند و تصمیم می گیرد که آیا نیاز به تغییر نسبت پیچ های ترانسفورماتور است یا خیر.
وقتی که ولتاژ خروجی از مقدار استاندارد منحرف می شود، مدار کنترل به سروو موتور دستور می دهد که به موقعیت جدیدی حرکت کند. پس از آن، سروو موتور بازوی متصل به برس کربن را در سراسر ترانسفورماتور به موقعیت جدید می چرخاند.
وقتی که برس کربن جابجا می شود، نسبت بین پیچ های اولیه و ثانویه ترانسفورماتور بوست نیز تغییر می کند. این مستقیماً بر دامنه ولتاژ خروجی در پیچ ثانویه تأثیر می گذارد. ولتاژ تنظیم شده که در پیچ ثانویه ایجاد می شود، به تجهیزات متصل می گردد.
نوسان گیر برق القای مغناطیسی :
مانند تثبیت‌کننده‌های سروو، تثبیت‌کننده‌های القایی مغناطیسی، ولتاژ را محاسبه کرده و خروجی آن را تنظیم می‌کنند. اما به جای تنظیم مجدد شیرهای ترانسفورماتور، این تثبیت‌کننده‌ها فاصله بین سیم‌های پیچ اولیه و ثانویه ترانسفورماتور را تغییر می‌دهند. به دلیل سادگی مکانیکی، این تثبیت‌کننده‌های القایی مغناطیسی برای نصب در شرایط سخت مناسب هستند و تقریباً نیازی به تعمیر یا نگهداری ندارند.
هوشمندی تنظیم‌کننده ولتاژ القایی مغناطیسی از مدار کنترل آن ناشی می‌شود. با وجود یک ریزپردازنده و یک مدار نمونه‌برداری، این رگولاتور قادر است ولتاژ خروجی را با مقدار مورد نظر مقایسه کند.
هنگامی که ریزپردازنده اختلاف بین خروجی نمونه‌برداری شده و مقدار مورد نظر را تشخیص می‌دهد، سروو را حرکت می‌دهد تا این تفاوت را جبران کند. با تامین سیگنال مناسب به سروو، سیم‌پیچ ثانویه به موقعیت محاسبه شده می‌چرخد.
با جابجایی روتور، فاصله و جهت سیم‌پیچ اولیه تغییر میکند. این باعث افزایش یا کاهش میدان مغناطیسی متصل به سیم‌پیچ ثانویه و در نتیجه ولتاژ خروجی می‌شود.
نوسان گیر استاتیک :
تثبیت‌کننده‌های استاتیک یا سوئیچینگ با تغییر نسبت چرخش ترانسفورماتور چند ضربه‌ای با استفاده از یک سری یکسوکننده‌های کنترل‌شده با سیلیکون (SCR) عمل می‌کنند. این تثبیت‌کننده‌ها ارزان هستند، اما ناپایدار، ناقص و کارایی کم دارند. به دلیل اینکه SCRها به جریان سریع حساس هستند، استفاده از تثبیت‌کننده‌های استاتیک برای کاربردهای صنعتی توصیه نمی‌شود.
میکروکنترلر روی مدار حسگر ولتاژ خروجی را نمونه‌برداری کرده و آن را با مقدار مورد نظر مقایسه میکند. اگر اختلافی وجود داشته باشد، میکروکنترلر یکی از SCRها را فعال میکند تا شیر را روی سیم‌پیچ ثانویه متصل کند.
بسته به الگوریتم، ممکن است بیش از یک دوره زمانی طول بکشد تا به ولتاژ خروجی مورد نظر برسد.
کاربردهای نوسان گیر برق در صنعت :
تأسیسات صنعتی تثبیت‌کننده‌های ولتاژ نصب می‌کنند تا از اینکه تجهیزات پایینی تحت تأثیر ولتاژهای نامنظم قرار می‌گیرند، اطمینان حاصل کنند. افرادی که تمایل دارند بدون تثبیت‌کننده ولتاژ کار کنند، در نهایت متوجه می‌شوند که این یک سرمایه‌گذاری ضروری است. تثبیت‌کننده‌های ولتاژ در محیط‌های الکتریکی که نوسانات، نوسانات گذرا و دیگر ناهمواری‌ها باعث اختلال در عملکرد می‌شوند، ضروری هستند.
این مثال‌ها نشان می‌دهد که چگونه تثبیت‌کننده‌های ولتاژ برای صنایع مختلف مفید هستند. تثبیت‌کننده‌های ولتاژ در صنعت F&B بسیار حیاتی هستند. این به تولیدکنندگان F&B اجازه می‌دهد تا فرآیندهای بدون وقفه را اجرا کنند و کیفیت را در هر مرحله تضمین کنند.
ایستگاه‌های پخش از تثبیت‌کننده‌های القایی مغناطیسی در تأسیسات راه دور استفاده می‌کنند. این امکان انتقال قابل اعتماد را فراهم میکند و نیاز به تعمیر و نگهداری مداوم را کاهش می‌دهد.
آزمایشگاه‌ها برای اطمینان از دقت اندازه‌گیری‌ها و نتایج، به توان پایدار و محیط تمیز نیاز دارند. آنها این کار را با نصب یک تثبیت‌کننده ولتاژ دقیق انجام می‌دهند.
در تاسیسات صنعتی، ممکن است کابل‌های طولانی افت ولتاژ را تجربه کنند. از تثبیت‌کننده‌های ولتاژ برای تعویض این افت و اطمینان از عملکرد تجهیزات در ولتاژ مشخص استفاده می‌شود.
استابلايزر-استابيلايزر-ترانس