Enhver spændingsomformer er en elektrisk eller elektronisk enhed, der er i stand til at ændre sin værdi med den krævede værdi. Denne enhed er især efterspurgt i situationer, hvor det er nødvendigt at forbinde en belastning med forskellige spændingsgrader til netværket. Desuden kan de ikke kun sænke værdien af denne parameter, men også øge den.
Driftsprincip
Hovedkravet, der bestemmer driftsprincippet for spændingsomformere, er evnen til at overføre nyttig strøm til udgangen med minimale tab (for at sikre maksimal effektivitet). For at gøre dette bruger de ofte moduler, der er økonomiske med hensyn til tab, for eksempel elektroniske invertere. En elektrisk spændingsomformer bygget i henhold til et transformerkredsløb er den mest praktiske til at overveje driftsprincippet. Essensen af dens funktion er som følger:
- ved enhedens indgang kommer potentialet fra en vekselstrømsgenerator eller en lignende strømkilde;
- et signal med samme form er taget fra transformatorens output (fra dens sekundære vikling);
- om nødvendigt rettes den skiftende udgangsspænding først af en speciel diodenhed og stabiliseres derefter.
Det er meget vanskeligt at opnå den ønskede effektivitet fra et sådant skema, da en del af den transmitterede effekt går tabt i transformatorviklingerne (på grund af varmeafledning).
For at få høj effektivitet fra enheden er nøglekredsløb, der fungerer i økonomisk tilstand, installeret ved transformatorens output. Under deres drift, baseret på hurtig skift af transistorer fra lukket tilstand til åben, reduceres effekttabene i viklingerne betydeligt.
Selvinduktion bruges traditionelt i spændingsomformere designet til at fungere med højspændingsforsyninger. Det realiseres i udgangsferritkernerne med en skarp afbrydelse af strømmen i primærviklingen. Alle de samme transistorer bruges som en sådan chopper, og den puls, der opnås ved udgangen, korrigeres derefter. Sådanne ordninger gør det muligt at opnå høje potentialer i størrelsesordenen flere snesevis af kV. De bruges i strømkredse til allerede forældede katodestrålerør såvel som i tv-billedrør. I dette tilfælde er det muligt at opnå en god effektivitet (op til 80%).
Anvendelsesområder
Anvendelsesområdet for spændingsomformere med flere zoner er meget omfattende. De bruges traditionelt til følgende formål:
- i lineære enheder til distribution og transmission af elektricitet;
- til udførelse af sådanne kritiske teknologiske operationer som svejsning, varmebehandling og lignende;
- når det er nødvendigt at levere strøm til belastningskredsløb inden for en lang række teknologiområder.
I det første tilfælde øges den EMF, der genereres ved kraftværker ved hjælp af disse enheder fra 6-24 kV til 110-220 kV - i denne form er det lettere at "drive" den langs ledninger over lange afstande. På regionale transformerstationer sørger allerede andre transformatorenheder for, at den reduceres, først til 10 (6,3) kV og derefter til de sædvanlige 380 volt.
Ved service af teknologisk udstyr anvendes spændingskonvertere som elektrotermiske installationer eller svejsetransformatorer.
I industrien
Det mest omfattende anvendelsesområde er levering af kvalitetsfødevarer til følgende industrielle design af forbrugere:
- udstyr, der opererer i automatiske kontrol- og overvågningslinjer;
- telekommunikations- og kommunikationsudstyr;
- en bred vifte af elektriske måleinstrumenter
- specielt radio- og tv-udstyr og lignende.
En særlig funktion udføres af de såkaldte "isolation" -transformatorer, der bruges til at isolere belastningslinjerne fra højspændingsindgangen.
Da sådanne konvertere "spiller en hjælpe-rolle", har de oftest lav effekt og relativt små dimensioner.
I hverdagen, medicin og forsvarsindustri
Spændingsomformere er meget udbredt i hverdagen. De fleste strømforsyninger, der bruges til at oplade husholdningsapparater, såvel som mere komplekse enheder såsom:
- Overspændingsbeskyttere;
- invertere;
- overflødige strømforsyninger osv.
Disse enheder er mest efterspurgte inden for medicin, den militære sfære såvel som inden for energi og videnskab. I disse industrier stilles der især "strenge" krav til dem med hensyn til kvaliteten af den konverterede spænding (f.eks. "Renhed" af sinusformet).
Fordele og ulemper
Fordelene ved spændingskonvertere inkluderer:
- evnen til at kontrollere udgangssignalets parametre - konvertere dens variable værdi til en konstant værdi ved hjælp af princippet om frekvensomdannelse;
- tilgængelighed af en mulighed for at skifte indgangs- og udgangskredsløb (varierende spændingsamplitude);
- antagelighed til at justere deres nominelle værdier til en bestemt belastning
- kompaktheden og enkelheden i designet til husholdningsomformere, der ofte fremstilles i en modulær eller vægmonteret version;
- rentabilitet (ifølge producenter når deres effektivitet 90%);
- brugervenlighed og alsidighed
- muligheden for at overføre elektricitet over lange afstande og sikre driften af særligt kritiske industrier.
Ulemperne inkluderer høje omkostninger og lav fugtmodstand (med undtagelse af modeller designet specielt til arbejde under høje fugtighedsforhold).
Varianter af omformere
- specielle enheder til hjemmet;
- højspændings- og højfrekvent udstyr;
- transformerløse og inverterpulsenheder;
- DC-spændingsomformere;
- justerbare enheder.
Denne kategori af elektroniske enheder inkluderer strøm-til-spænding-omformere.
Hjemmeapparater
En almindelig bruger står konstant over for denne type konverteringsenheder, da de fleste modeller af moderne teknologi har en indbygget strømforsyning. Uafbrydelig strømforsyning (UPS) med et indbygget batteri tilhører samme klasse.
I nogle tilfælde er husholdningsomformere lavet i henhold til en dobbelt ring (inverter) ordning.
På grund af en sådan konvertering fra en jævnstrømskilde (f.eks. Batteri) er det muligt at opnå en vekselspænding med en standardværdi på 220 volt ved udgangen. Et træk ved elektroniske kredsløb er evnen til at opnå et rent sinusformet signal med konstant amplitude ved udgangen.
Justerbare enheder
Disse enheder er i stand til værdien af udgangsspændingen og øger den. I praksis er der oftere enheder, der giver dig mulighed for problemfrit at ændre den reducerede værdi af outputpotentialet.
Det klassiske tilfælde er, når 220 volt virker ved indgangen, og der opnås en justerbar konstant spænding på 2 til 30 volt ved udgangen.
Enheder med finjustering af outputparameteren bruges traditionelt til at teste opkalds- og digitale måleenheder i moderne forskningslaboratorier.
Transformerløse enheder
Transformerless (inverter) enheder er bygget på et elektronisk princip, der involverer brugen af et separat kontrolmodul. En frekvensomformer bruges som et mellemled i dem, hvilket bringer udgangssignalet til en form, der er praktisk til udbedring. I moderne prøver af inverterudstyr installeres ofte programmerbare mikrokontroller, hvilket øger kvaliteten af konverteringskontrol betydeligt.
Højspændingsanordninger er repræsenteret af de allerede beskrevne stationstransformatorer, der øger og formindsker den transmitterede spænding i de ønskede forhold.
Når de overfører energi gennem højspændingsledninger og efterfølgende transformation, stræber de efter at reducere dets tab i watt til et minimum.
Denne klasse inkluderer også enheder, der genererer et signal til at styre strålen i et fjernsynsrør (kinescope).
