Flutuações repentinas e significativas na tensão CA na rede levam ao funcionamento instável de equipamentos eletrônicos e eletrodomésticos. Em casos extremos, esses surtos podem fazer com que os componentes eletrônicos quebrem e falhem. Neste caso, o uso de estabilizadores de tensão de alimentação é indispensável. Cada vez mais, os usuários estão optando por estabilizadores de tensão do inversor para a casa.
Visão geral dos estabilizadores de tensão
Os estabilizadores de tensão de linha CA evoluíram historicamente usando vários projetos de circuito. Atualmente, existem vários tipos de estabilizadores:
- Estabilizadores de tensão do relé;
- estabilizadores servo eletromecânicos;
- tiristor eletrônico ou triacestabilizadores;
- reguladores de tensão do inversor.
A tensão de saída dos estabilizadores de relé é alterada em etapas, alternando os enrolamentos do transformador de rede por contatos de relés eletromagnéticos potentes. A precisão da estabilização é determinada pelo número de enrolamentos comutados. Pode haver de 5 a 10 enrolamentos desse tipo. Ao alternar de um enrolamento para outro adjacente, a tensão de saída altera seu valor em aproximadamente (15-20) V.
Em estabilizadores eletromecânicos, um servoconversor CC move a escova de grafite do coletor de corrente ao longo das espiras do enrolamento do autotransformador. O valor do sinal de controle depende da diferença entre a tensão de entrada e a tensão de referência correspondente a 220 V. Quando a diferença é eliminada, o dispositivo de controle do servo motor entra no modo de rastreamento.
Nos estabilizadores eletrônicos, a comutação dos enrolamentos do transformador utilizados pelos atuadores é controlada pelo controlador.
A unidade de comutação é feita em triacs ou tiristores semicondutores. A operação do controlador é determinada pelo software instalado na fábrica do produto.
Princípio de funcionamento do estabilizador do inversor
O funcionamento do estabilizador de tensão do inversor é baseado no princípio da dupla conversão. Primeiro, a tensão CA de entrada é convertida em CC e, em seguida, a conversão inversa é realizada. Garantir que a saída do dispositivo seja estávela tensão alternada 220 V é realizada pela eletrônica dos estabilizadores de tensão do inversor.
Não possui transformadores de potência volumosos. A composição dos estabilizadores inclui os seguintes componentes eletrônicos:
- filtro LC de rede de entrada;
- retificador de onda completa de diodo semicondutor;
- dispositivo de correção do fator de potência;
- bloco de capacitores de armazenamento;
- conversor inversor;
- oscilador de relógio de quartzo de frequência estável;
- filtro de saída passa- altas;
- controlador microprocessado.
O filtro de rede de entrada passiva é usado para eliminar a interferência de alta frequência e suavizar curtos surtos na tensão da rede. O retificador converte a tensão alternada em direta, cuja parte da energia elétrica é armazenada em um bloco de capacitores eletrolíticos de alta capacidade. Eles são uma fonte de backup que entra em operação em caso de falhas de tensão da rede ou seu desligamento de curto prazo.
A tarefa do corretor é normalizar a potência retirada da rede, evitando sobrecarga do estabilizador durante sua operação. O inversor-conversor restaura a tensão CA de CC. Devido à participação de um oscilador de quartzo em seu funcionamento, a tensão de saída tem a forma de uma senóide pura com frequência de 50 Hz com erro não superior a 0,5%.
O controlador controla a operação dos circuitos de estabilização de tensão de saída e avalia o estado de blocos individuaisdispositivos com a emissão de resultados para os elementos de exibição. Emite comandos para desligar automaticamente o funcionamento do estabilizador caso o valor da tensão de entrada ultrapasse a faixa de regulagem determinada pelas características técnicas.
Especificações dos estabilizadores
Ao escolher um estabilizador de tensão CA de rede doméstica, deve-se prestar muita atenção às suas principais características técnicas, que incluem o seguinte:
- potência de carga máxima permitida que o estabilizador pode fornecer mantendo os parâmetros de qualidade da tensão da rede;
- flutuações de tensão de rede permitidas, nas quais a tensão na saída do estabilizador mantém seu valor, levando em consideração os requisitos dos padrões de qualidade;
- velocidade de nivelamento, que determina o tempo de resposta do regulador para mudanças rápidas de curto prazo na tensão da rede para manter a tensão de saída in alterada;
- formato do sinal de saída, idealmente aproximando-se de uma senóide;
- precisão dos parâmetros de tensão estabilizada;
- grau de proteção que determina a capacidade do estabilizador de operar em condições de temperaturas extremas e altos níveis de umidade relativa;
- fator de forma que determina as dimensões do estabilizador;
- O nível de interferência criado pelo dispositivo para o equipamento ao redor.
Um fator adicional que influencia a escolha do estabilizador pode ser a presença de elementos de indicação visual e sinalização.
Deve informar integralmente ao usuário sobre os valores dos parâmetros de entrada e estabilizados e alertar sobre a ocorrência de situações críticas.
Recursos dos estabilizadores de inversor
A ausência de transformadores ferromagnéticos volumosos com uma estrutura de enrolamento complexa neles facilitou muito o projeto. Os estabilizadores de tensão do inversor não contêm partes móveis dos servoconversores, o que não requer sua manutenção periódica durante a operação e torna a operação dos estabilizadores quase silenciosa. Dispositivos semicondutores IGBT ou MOSFET fabricados com tecnologias modernas são usados como elementos de potência.
O uso de geradores de relógio de quartzo permite obter uma tensão alternada de saída, cuja forma se aproxima de um seno puro. As soluções de circuito permitem corrigir a forma não ideal da tensão da rede de entrada. Todas as funções são controladas por um microcontrolador.
Desempenho do estabilizador do inversor
Esquema e soluções técnicas implementadas em estabilizadores de tensão de inversores permitem produzir produtos acabados, cujo desempenho difere significativamente de outros tipos de estabilizadores para melhor. Os principais fabricantes nacionais e estrangeiros criam linhas de produtos projetadas para diferentes níveis de energia dos consumidores. Eles começam a partir de 300 VA. O regulador de tensão do inversor de 10 kW (kVA) não é o último desta série.
Como para outros indicadores. Os estabilizadores de tensão do inversor com dupla conversão mantêm uma tensão estabilizada de 220 V na saída com um desvio não superior a 1% com mudanças na tensão da rede na faixa de 90-310 V. O erro de leitura de frequência não excede 0,5%. A velocidade de estabilização está no nível de 10 ms, o que permitirá o uso de instrumentos de medição de precisão como carga. Neste caso, a supressão completa do ruído de impulso é realizada.
Conclusão
Os estabilizadores de tensão para inversores estão conquistando gradativamente o mercado de estabilizadores de rede. Depois de ler os materiais do artigo, os leitores entenderão que isso é bem merecido. As soluções técnicas e de circuito utilizadas em tais produtos permitem alcançar desempenhos inatingíveis para outros tipos de estabilizadores. A redução gradual do preço justifica os benefícios que os usuários desses dispositivos recebem após comprá-los.
