Bármely feszültségváltó olyan elektromos vagy elektronikus eszköz, amely képes az értéket a kívánt értékkel megváltoztatni. Ez az eszköz különösen akkor igényes, amikor különféle feszültségű terhelést kell csatlakoztatni a hálózathoz. Sőt, nemcsak csökkenthetik ennek a paraméternek az értékét, hanem növelhetik azt is.
Működés elve
A feszültségváltók működésének elvét meghatározó fő követelmény az, hogy minimális veszteséggel (a maximális hatékonyság biztosítása érdekében) a hasznos energiát a kimenetre továbbítsák. Ehhez gyakran olyan modulokat használnak, amelyek veszteség szempontjából gazdaságosak, például az elektronikus invertert. A transzformátoráramkör szerint épített elektromos feszültség-átalakító a legkényelmesebb a működési elv figyelembevételéhez. Működésének lényege a következő:
- az eszköz bemeneténél a potenciál váltakozó feszültségű generátorból vagy hasonló áramforrásból származik;
- egy hasonló alakú jelet távolítanak el a transzformátor kimenetéről (a másodlagos tekercsről);
- ha szükséges, a váltakozó kimeneti feszültséget először egy speciális diódablokkkal korrigálják, majd stabilizálják.
Ilyen áramkörből nagyon nehéz elérni a kívánt hatékonyságot, mivel az átvitt teljesítmény egy része elveszik a transzformátor tekercseiben (hőelvezetés miatt).
Annak érdekében, hogy nagy hatékonyságú legyen az eszköz, a gazdaságos üzemmódban működő kulcsrendszereket telepítik a transzformátor kimenetére. Amikor a tranzisztorok zártról nyitottra történő nagy sebességű kapcsolására alapoznak munkát, a tekercselések teljesítményvesztesége jelentősen csökken.
A nagyfeszültségű áramforrásokkal való működésre tervezett feszültségváltókban az önindukció jelenségét hagyományosan használják. Ezt a kimeneti ferritmagban valósítják meg, az áram primer tekercsen történő éles megszakításával. Ugyanazokat a tranzisztorokat használják, mint ilyen szaggatót, és a kimeneten vett impulzus feszültséget ezután helyesbítik. Az ilyen sémák lehetővé teszik több tíz kV nagyságrendű nagy potenciál elérését. A már elavult katódsugárcsövek áramkörében, valamint a televíziós képcsövekben használják őket. Ebben az esetben jó hatékonyságot lehet elérni (akár 80%).
Felhasználási területek
A többzónás feszültségváltók köre nagyon széles. Hagyományosan a következő célokra használják:
- lineáris készülékekben a villamos energia elosztására és továbbítására;
- olyan kritikus technológiai műveletek végrehajtására, mint a hegesztés, hőkezelés és hasonlók;
- ha szükséges, a terhelési áramkörök áramellátása a technológia különféle területein.
Az első esetben az erőművekben előállított EMF ezen eszközök segítségével 6-24 kV-ról 110-220 kV-ra növekszik - ebben a formában könnyebb a vezetékeket „távoli úton” desztillálni. A kerületi alállomásokon más transzformátor eszközök már biztosítják a csökkentést, először 10 (6,3) kV-ra, majd a szokásos 380 V-ra.
A folyamat berendezéseinek karbantartásakor a feszültség-konvertert elektrotermikus berendezésként vagy hegesztő transzformátorként használják.
Iparban
A legszélesebb körű alkalmazási terület az, hogy magas színvonalú táplálkozást biztosítson a fogyasztók következő ipari mintái számára:
- automatikus vezérlő és irányító vezetékekben működő berendezések;
- telekommunikációs és kommunikációs eszközök;
- elektromos mérőműszerek széles választéka;
- speciális rádió- és televízióberendezések és hasonlók.
Különleges funkciót az úgynevezett "leválasztó" transzformátorok hajtanak végre, amelyek elválasztják a tehervonalakat a nagyfeszültségű bemenetről.
Mivel az ilyen átalakítók "segéd szerepet játszanak", leggyakrabban kicsi teljesítményük és viszonylag kicsi.
A mindennapi életben az orvostudomány és a védelmi ipar
A feszültség-átalakítókat széles körben használják a mindennapi életben. Ezek alapján a legtöbb PSU háztartási készülékeket töltött fel, valamint olyan összetettebb eszközöket, mint például:
- Túlfeszültség-védők;
- inverter;
- redundáns tápegységek stb.
Ezekre az eszközökre a legkeresettebbek az orvostudomány, a katonai szféra, valamint az energia és a tudomány. Ezekben az iparágakban különösen „szigorú” követelmények vannak a konvertált feszültség minőségére (például a sinusoid „tisztasága”).
Előnyök és hátrányok
A feszültségváltók előnyei a következők:
- a kimeneti jel paramétereinek vezérlésének képessége - annak változóját állandó értékre változtatva a frekvenciaváltás elve alapján;
- a bemeneti és kimeneti áramkörök kapcsolásának lehetősége (feszültség amplitúdójának változása);
- névleges értékeik adott terheléshez történő igazításának megengedhetősége;
- a háztartási átalakítók kompakt és egyszerű kialakítása, amelyek gyakran moduláris vagy falra szerelt kivitelben készülnek;
- jövedelmezőség (a gyártók szerint hatékonyságuk eléri a 90% -ot);
- könnyű használat és sokoldalúság;
- képesség hosszú távú villamosenergia-átvitelre és a kritikus iparágak működésének biztosítására.
A hátrányok között szerepel a magas költség és az alacsony nedvességtartalom (kivéve azokat a modelleket, amelyeket kifejezetten magas páratartalomhoz való felhasználásra terveztek).
Konvertáló fajták
A létező típusú konverterek közül a következő osztályok kiemelkednek:
- speciális háztartási eszközök;
- nagyfeszültségű és nagyfrekvenciás berendezések;
- transzformátor nélküli és inverter impulzusos készülékek;
- DC / DC átalakítók;
- állítható eszközök.
Az elektronikus eszközök ebbe a kategóriájába tartoznak az áram-feszültség-átalakítók.
Háztartási gépek
Egy hétköznapi felhasználó folyamatosan szembesül ezzel az átalakító eszközzel, mivel a modern technológia legtöbb modelljében beépített tápegység van. Ugyanazon osztályba tartozik a szünetmentes tápegységek (UPS) beépített akkumulátorral.
Egyes esetekben a háztartási átalakítókat kettős gyűrűs (inverter) áramkör szerint hajtják végre.
Az egyenáramú forrásból (például akkumulátorból) történő átalakítás eredményeként a kimeneten normál értékű 220 V váltakozó feszültség érhető el. Az elektronikus áramkörök egyik jellemzője az, hogy tisztán szinuszos jelet kapnak állandó amplitúdóval a kimeneten.
Állítható eszközök
Ezek az egységek képesek felmérni a kimeneti feszültséget és növelni azt. A gyakorlatban az eszközök gyakoribbak, amelyek lehetővé teszik a kimeneti potenciál alacsonyabb értékének zökkenőmentes megváltoztatását.
A klasszikus eset az, amikor 220 V-os hatással van a bemenetre, és a kimeneten beállítható állandó feszültség van 2–30 V-ig.
A kimeneti paraméter finom beállításával rendelkező eszközöket hagyományosan a tárcsa és a digitális mérőműszerek tesztelésére használják a modern kutatólaboratóriumokban.
Transzformátor nélküli eszközök
A transzformátor nélküli (inverter) egységek elektronikus alapelvre épülnek, külön vezérlőmodul használatával.Frekvenciaváltót használnak közbenső összeköttetésként, amely a kimeneti jelet a helyesbítésre alkalmas formába vezet. Az inverteres berendezések modern mintáiban gyakran programozható mikrovezérlőket telepítenek, amelyek jelentősen javítják az átalakítás vezérlésének minőségét.
A nagyfeszültségű eszközöket a már leírt állomás-transzformátorok képviselik, amelyek a kívánt arányban növelik és csökkentik az átviteli feszültséget.
Az energia nagyfeszültségű vezetékeken történő átadása és az azt követő átalakítás célja, hogy minimalizálja annak wattveszteségét.
Ugyanazon osztályba tartoznak azok az eszközök, amelyek jelet képeznek a sugárzás irányítására egy televíziós csőben (kineszkóp).
