Bất kỳ bộ chuyển đổi điện áp là một thiết bị điện hoặc điện tử có khả năng thay đổi giá trị của nó theo giá trị yêu cầu. Thiết bị này đặc biệt có nhu cầu trong các tình huống khi cần kết nối tải với các mức điện áp khác nhau với mạng. Hơn nữa, họ không chỉ có thể hạ thấp giá trị của tham số này mà còn tăng nó.
Nguyên lý hoạt động
Yêu cầu chính quyết định nguyên lý hoạt động của bộ biến đổi điện áp là khả năng truyền công suất hữu ích cho đầu ra với tổn thất tối thiểu (để đảm bảo hiệu quả tối đa). Đối với điều này, họ thường sử dụng các mô-đun có tính kinh tế về mặt tổn thất, ví dụ, bộ biến tần điện tử. Một bộ chuyển đổi điện áp được xây dựng theo mạch biến áp là thuận tiện nhất để xem xét nguyên tắc hoạt động. Bản chất của chức năng của nó là như sau:
- ở đầu vào của thiết bị, tiềm năng đến từ một máy phát điện áp xoay chiều hoặc một nguồn hiện tại tương tự;
- một tín hiệu có hình dạng tương tự được loại bỏ khỏi đầu ra của máy biến áp (từ cuộn thứ cấp của nó);
- nếu cần thiết, điện áp đầu ra xen kẽ trước tiên được chỉnh lưu bằng một khối diode đặc biệt, sau đó ổn định.
Rất khó để đạt được hiệu quả mong muốn từ một mạch như vậy, vì một phần công suất truyền bị mất trong cuộn dây máy biến áp (do tản nhiệt).
Để có được hiệu quả cao từ thiết bị, các sơ đồ chính hoạt động ở chế độ kinh tế được cài đặt ở đầu ra máy biến áp. Khi chúng hoạt động, dựa trên sự chuyển đổi tốc độ cao của các bóng bán dẫn từ đóng sang mở, tổn thất điện năng trong cuộn dây được giảm đáng kể.
Trong các bộ biến đổi điện áp được thiết kế để làm việc với các nguồn điện cao áp, hiện tượng tự cảm ứng được sử dụng theo truyền thống. Nó được thực hiện trong các lõi ferrite đầu ra với sự gián đoạn mạnh của dòng điện trong cuộn sơ cấp. Tất cả các bóng bán dẫn tương tự được sử dụng như một máy cắt như vậy, và điện áp xung nhận được ở đầu ra sau đó được chỉnh lưu. Đề án như vậy làm cho nó có thể có được tiềm năng cao của thứ tự vài chục kV. Chúng được sử dụng trong các mạch điện của các ống tia catốt đã lỗi thời, cũng như trong các ống hình ảnh truyền hình. Trong trường hợp này, có thể đạt được hiệu quả tốt (lên đến 80%).
Khu vực sử dụng
Phạm vi của các bộ chuyển đổi điện áp đa vùng là rất rộng. Chúng được sử dụng theo truyền thống cho các mục đích sau:
- trong các thiết bị tuyến tính để phân phối và truyền tải điện;
- để thực hiện các hoạt động công nghệ quan trọng như hàn, xử lý nhiệt và tương tự;
- nếu cần thiết, cung cấp năng lượng cho các mạch tải trong các lĩnh vực công nghệ khác nhau.
Trong trường hợp đầu tiên, EMF được tạo ra tại các nhà máy điện được tăng lên với sự trợ giúp của các thiết bị này từ 6-24 kV đến 110-220 kV - ở dạng này, dễ dàng hơn để chưng cất dây chằng qua các khoảng cách xa. Tại các trạm biến áp của quận, các thiết bị biến áp khác đã cung cấp mức giảm của nó, đầu tiên là 10 (6.3) kV, sau đó là 380 Volts thông thường.
Khi bảo dưỡng thiết bị quá trình, bộ biến đổi điện áp được sử dụng làm lắp đặt nhiệt điện hoặc máy biến áp hàn.
Trong công nghiệp
Lĩnh vực ứng dụng rộng rãi nhất là cung cấp dinh dưỡng chất lượng cao cho các kiểu dáng công nghiệp sau đây của người tiêu dùng:
- thiết bị hoạt động trong dây chuyền điều khiển và điều khiển tự động;
- thiết bị viễn thông và truyền thông;
- một loạt các dụng cụ đo điện;
- thiết bị phát thanh và truyền hình đặc biệt và tương tự.
Một chức năng đặc biệt được thực hiện bởi các máy biến áp được gọi là "cách ly" được sử dụng để tách các dòng tải khỏi đầu vào điện áp cao.
Vì các bộ chuyển đổi như vậy "đóng vai trò phụ trợ", nên hầu hết chúng thường có công suất nhỏ và kích thước tương đối nhỏ.
Trong cuộc sống hàng ngày, y học và công nghiệp quốc phòng
Bộ chuyển đổi điện áp được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày. Dựa trên chúng, hầu hết các PSU được sử dụng để sạc các thiết bị gia dụng, cũng như các thiết bị phức tạp hơn như:
- Bảo vệ sốc điện;
- biến tần;
- nguồn cung cấp năng lượng dự phòng, vv
Những thiết bị này có nhu cầu nhiều nhất trong y học, lĩnh vực quân sự, cũng như về năng lượng và khoa học. Trong các ngành công nghiệp này, chúng đặc biệt là các yêu cầu khó khăn của người dùng liên quan đến chất lượng của điện áp chuyển đổi (ví dụ: độ tinh khiết của hệ thống sin của sin).
Ưu điểm và nhược điểm
Những lợi thế của bộ chuyển đổi điện áp bao gồm:
- khả năng điều khiển các tham số của tín hiệu đầu ra - biến biến của nó thành giá trị không đổi bằng cách sử dụng nguyên tắc chuyển đổi tần số;
- sẵn có tùy chọn chuyển mạch đầu vào và đầu ra (biến thiên biên độ điện áp);
- sự cho phép điều chỉnh các giá trị danh nghĩa của chúng đối với một tải trọng cụ thể;
- nhỏ gọn và đơn giản của thiết kế bộ chuyển đổi gia đình, thường được thực hiện trong một thiết kế mô-đun hoặc treo tường;
- lợi nhuận (theo các nhà sản xuất, hiệu quả của họ đạt 90%);
- dễ sử dụng và linh hoạt;
- khả năng truyền tải điện trên một khoảng cách xa và đảm bảo hoạt động của các ngành công nghiệp quan trọng.
Những nhược điểm bao gồm chi phí cao và khả năng chống ẩm thấp (ngoại trừ các mô hình được thiết kế đặc biệt để sử dụng ở độ ẩm cao).
Các loại chuyển đổi
Trong số toàn bộ các loại bộ chuyển đổi hiện có, các lớp sau nổi bật:
- thiết bị đặc biệt cho gia đình;
- thiết bị điện áp cao và tần số cao;
- thiết bị xung biến áp và biến tần;
- Bộ chuyển đổi DC / DC;
- thiết bị điều chỉnh.
Đối với thể loại này của các thiết bị điện tử bao gồm bộ chuyển đổi hiện tại sang điện áp.
Thiết bị gia dụng
Một người dùng bình thường liên tục phải đối mặt với loại thiết bị chuyển đổi này, vì hầu hết các mô hình công nghệ hiện đại đều có bộ nguồn tích hợp. Cùng loại bao gồm nguồn cung cấp điện liên tục (UPS) với pin tích hợp.
Trong một số trường hợp, bộ chuyển đổi gia đình được thực hiện theo mạch vòng kép (biến tần).
Do sự chuyển đổi này từ một nguồn dòng điện trực tiếp (ví dụ như pin), có thể có được điện áp xoay chiều có giá trị tiêu chuẩn 220 volt ở đầu ra. Một tính năng của các mạch điện tử là khả năng thu được tín hiệu hình sin hoàn toàn có biên độ không đổi ở đầu ra.
Thiết bị điều chỉnh
Các đơn vị này có thể định giá điện áp đầu ra và tăng nó. Trong thực tế, các thiết bị phổ biến hơn cho phép bạn thay đổi trơn tru giá trị thấp hơn của tiềm năng đầu ra.
Trường hợp cổ điển là khi 220 volt hoạt động trên đầu vào, và điện áp không đổi có thể điều chỉnh từ 2 đến 30 volt được lấy ở đầu ra.
Các công cụ có sự điều chỉnh tốt của tham số đầu ra thường được sử dụng để kiểm tra các thiết bị đo quay số và kỹ thuật số trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu hiện đại.
Thiết bị biến áp
Các đơn vị biến áp (biến tần) được xây dựng theo nguyên tắc điện tử, liên quan đến việc sử dụng một mô-đun điều khiển riêng.Họ sử dụng bộ biến tần làm liên kết trung gian, đưa tín hiệu đầu ra đến dạng thuận tiện để chỉnh lưu. Trong các mẫu hiện đại của thiết bị biến tần, các bộ vi điều khiển có thể lập trình thường được cài đặt giúp cải thiện đáng kể chất lượng của điều khiển chuyển đổi.
Các thiết bị điện áp cao được đại diện bởi các máy biến áp trạm đã được mô tả, làm tăng và giảm điện áp truyền theo tỷ lệ cần thiết.
Khi truyền năng lượng qua các đường dây điện áp cao và biến đổi tiếp theo, họ tìm cách giảm thiểu tổn thất của nó tính bằng watt đến mức tối thiểu.
Cùng một lớp bao gồm các thiết bị tạo thành tín hiệu để điều khiển chùm tia trong ống truyền hình (kinescope).
