穩定器簡介：

在智能交流穩壓器（或自動穩壓器（AVR））的設計中嵌入微處理器芯片技術和電力電子設備，導致在市電電壓出現顯著和連續偏差的情況下產生高質量、穩定的電力供應。

作為傳統繼電器式穩壓器的進步，現代創新穩壓器使用高性能數字控制電路和固態控制電路，無需調整電位器，并允許用戶通過鍵盤設置電壓要求，并具有輸出啟動和停止功能。

這也導致穩定器的跳閘時間或響應速度非常低，通常小于幾毫秒，此外這可以通過可變設置進行調整。如今，穩定器成為許多對電壓波動敏感的電子設備的優化電源解決方案，并且它們已發現與許多設備一起使用，例如CNC機器，空調，電視機，醫療設備，計算機，電信設備等。

什么是穩壓器？

它是一種電器，設計用于在其輸出端子上向負載提供恒定電壓，而不管輸入或輸入電源電壓的變化如何。它可以保護設備或機器免受過壓、欠壓和其他電壓浪涌的影響。

它也被稱為自動電壓調節器（AVR）。穩壓器是昂貴而珍貴的電氣設備的首選，以保護它們免受有害的低/高電壓波動的影響。其中一些設備是空調，膠印機，實驗室設備，工業機器和醫療設備。

穩壓器在將波動的輸入電壓饋送到負載（或對電壓變化敏感的設備）之前對其進行調節。在給定的輸入電壓波動范圍內，穩定器的輸出電壓在單相電源的情況下將保持在220V或230V的范圍內，在三相電源的情況下將保持在380V或400V的范圍內。該調節由內部電路執行的降壓和升壓操作執行。

當今市場上有各種各樣的自動穩壓器。這些可以是單相或三相單元，具體取決于所需的應用類型和容量（KVA）。三相穩定器有兩個版本，分別是平衡負載模型和非平衡負載模型。

這些既可以作為電器的專用單元，也可以作為特定地方（例如整個房屋）中整個電器的大型穩定器單元。此外，這些可以是模擬或數字類型的穩定器單元。

常見的電壓穩定器類型包括手動或可切換的穩定器、自動繼電器式穩定器、固態或靜態穩定器以及伺服控制穩定器。除了穩定功能外，大多數穩定器還具有輸入/輸出低壓切斷、輸入/輸出高壓切斷、過載切斷、輸出啟動和停止功能、手動/自動啟動、電壓切斷顯示、零電壓開關等附加功能。

為什么需要穩壓器？

通常，每個電氣設備或裝置都設計用于寬范圍的輸入電壓。根據靈敏度的不同，設備的工作范圍被限制在特定的值，例如，一些設備可以承受±額定電壓的10%，而另一些設備可以承受±5%或更低。

電壓波動（額定電壓大小的上升或下降）在許多領域都很常見，尤其是在端接線路上。電壓波動的最常見原因是照明、電氣故障、接線故障和定期關閉設備。這些波動會給電氣設備或電器帶來事故。

會導致長時間過電壓

對設備的永久性損壞

繞組絕緣損壞

負載中不必要的中斷

電纜和相關設備的損耗增加

降低設備的使用壽命

長時間欠壓會導致

設備故障

更長的工作時間（如電阻加熱器）

設備性能下降

吸收大電流，進一步導致過熱

計算錯誤

電機轉速降低

因此，電壓穩定性和精度決定了設備的正確運行。因此，穩壓器可確保輸入電源的電壓波動不會影響負載或電器。

穩壓器的工作原理是什么？

穩壓器的基本原理，用于執行降壓和升壓操作

在穩壓器中，過壓和欠壓條件下的電壓校正通過兩個基本操作執行，即b oost和降壓操作 。這些操作可以通過開關手動進行，也可以通過電子電路自動進行。在欠壓條件下，升壓操作將電壓增加到額定電平，而降壓操作在過壓條件下降低電壓電平。

穩定的概念涉及增加或減去主電源的電壓。為了執行此類任務，穩定器使用變壓器，該變壓器以不同的配置與開關繼電器連接。一些穩定器使用繞組上帶有抽頭的變壓器來提供不同的電壓校正，而伺服穩定器使用自動變壓器進行廣泛的校正。

為了理解這個概念，讓我們考慮230/12V額定值的簡單降壓變壓器及其與這些操作的連接，如下所示。

上圖說明了升壓配置，其中次級繞組的極性定向使其電壓直接添加到初級電壓中。因此，在欠壓條件下，變壓器（無論是分接開關還是自耦變壓器）由繼電器或固態開關切換，以便在輸入電壓后附加額外的伏特。

在上圖中，變壓器以降壓配置連接，其中次級線圈的極性定向使其電壓從初級電壓中減去。在過壓條件下，開關電路將與負載的連接轉換為此配置

上圖顯示了兩級穩壓器，它使用兩個繼電器在過壓和欠壓條件下為負載提供恒定的交流電源。通過切換繼電器，可以針對兩種特定的電壓波動（一種是欠壓，例如195V，另一種是過壓，例如245V）執行降壓和升壓操作。

對于分接變壓器型穩定器，根據所需的升壓或降壓電壓量切換不同的抽頭。但是，在汽車變壓器型穩定器的情況下，電機（伺服電機）與滑動觸點一起使用，以從自動變壓器獲得升壓或降壓電壓，因為它只包含一個繞組。

穩壓器的種類

穩壓器已成為許多家用、工業和商業系統電器不可或缺的一部分。以前，手動操作或可切換的穩壓器用于升壓或降壓輸入電壓，以便在所需范圍內提供輸出電壓。這種穩定器由機電繼電器作為開關設備制造。

后來，額外的電子電路使穩定過程自動化，并催生了分接開關自動穩壓器。另一種流行的電壓穩定器類型是伺服穩定器，其中電壓校正連續進行，無需任何開關。讓我們討論三種主要類型的穩壓器。

繼電器型穩壓器

在這種類型的穩壓器中，電壓調節是通過切換繼電器來實現的，以便將變壓器的多個抽頭之一連接到負載（如上所述），無論是用于升壓還是降壓操作。下圖顯示了繼電器型穩定器的內部電路。

除了變壓器外，它還具有電子電路和繼電器組（可以是環形或鐵芯變壓器，其次級上設有分接頭）。電子電路包括整流電路、運算放大器、微控制器單元和其他微小元件。

電子電路將輸出電壓與內置基準電壓源提供的參考值進行比較。每當電壓上升或下降超過參考值時，控制電路就會切換相應的繼電器，將所需的分路器連接到輸出端。

這些穩定器通常根據輸入電壓變化改變±15%至±6%的電壓，輸出電壓精度為±5%至±10%。這種類型的穩定器最常用于住宅、商業和工業應用中的低額定電器，因為它們重量輕，成本低。然而，它們存在一些限制，例如電壓校正速度慢、耐用性較差、可靠性較低、調節期間電源路徑中斷以及無法承受高壓浪涌。

伺服控制穩壓器

這些被簡單地稱為伺服穩定器（伺服機構的工作，也稱為負反饋），名稱表明它使用伺服電機來實現電壓校正。它們主要用于高輸出電壓精度，通常為±1%，輸入電壓變化高達±50%。下圖顯示了伺服穩定器的內部電路，該穩定器將伺服電機、自耦變壓器、降壓升壓變壓器、電機驅動器和控制電路作為基本組件。

在該穩定器中，降壓升壓變壓器初級的一端連接到自耦變壓器的固定抽頭，而另一端連接到由伺服電機控制的移動臂。降壓升壓變壓器的次級與輸入電源串聯，輸入電源只不過是穩定器輸出。

電子控制電路通過將輸入與內置基準電壓源進行比較來檢測電壓驟降和電壓上升。當電路發現錯誤時，它操作電機，電機又移動自耦變壓器上的臂。這可以為降壓升壓變壓器的初級饋電，使得次級兩端的電壓應該是所需的電壓輸出。大多數伺服穩定器使用嵌入式微控制器或處理器作為控制電路，以實現智能控制。

這些穩定器可以是單相、三相平衡型或三相不平衡裝置。在單相型中，連接到可變變壓器的伺服電機可實現電壓校正。在三相平衡型的情況下，伺服電機與三個自耦變壓器耦合，以便在波動期間通過調節變壓器的輸出來提供穩定的輸出。在不平衡類型的伺服穩定器中，三個獨立的伺服電機與三個自耦變壓器耦合，它們具有三個獨立的控制電路。

與繼電器式穩定器相比，使用伺服穩定器具有多種優點。其中一些是更高的校正速度、高精度的穩定輸出、能夠承受浪涌電流和高可靠性。但是，由于電機的存在，這些需要定期維護。

靜態穩壓器

顧名思義，在伺服穩定器的情況下，靜態穩壓器沒有任何運動部件作為伺服電機機構。它使用電力電子轉換器電路來實現電壓調節，而不是傳統穩定器的變化。與伺服穩定器相比，這些穩定器可以產生更高的精度和出色的電壓調節，通常調節率為±1%。

它主要由降壓升壓變壓器、IGBT 功率轉換器（或交流到交流轉換器）以及微控制器、微處理器或基于 DSP 的控制器組成。微處理器控制的IGBT轉換器通過脈寬調制技術產生適量的電壓，并將該電壓提供給降壓升壓變壓器的初級。IGBT轉換器產生電壓的方式可以是同相或180度異相輸入線電壓，以便在波動期間執行加減電壓。

每當微處理器檢測到電壓驟降時，它就會將PWM脈沖發送到IGBT轉換器，使其產生的電壓等于與標稱值的偏差量。該輸出與輸入電源同相，并提供給降壓升壓變壓器的初級。由于次級連接到輸入線路，感應電壓將添加到輸入電源，并將該校正電壓提供給負載。

類似地，電壓上升導致微處理器電路以這樣的方式發送PWM脈沖，轉換器將輸出一個偏離量的電壓，該電壓與輸入電壓異相180度。降壓升壓變壓器次級的電壓從輸入電壓中減去，從而執行降壓操作。

與分接開關和伺服控制穩定器相比，這些穩定器非常受歡迎，因為它們具有多種優點，例如體積小、校正速度非常快、電壓調節出色、由于沒有移動部件而無需維護、高效率和高可靠性。

穩壓器和穩壓器的區別

這里提出了一個主要但令人困惑的問題，穩定器和調節器之間的確切區別是什么？兩者都執行相同的動作，即穩定電壓，但穩壓器和穩壓器之間的主要區別是：

穩壓器： 它是一種設備或電路，旨在在不改變輸入電壓的情況下向輸出提供恒定電壓。

穩壓器： 它是一種設備或電路，旨在在不改變負載電流的情況下向輸出提供恒定電壓。

如何選擇正確尺寸的穩壓器？

在為電器購買穩壓器之前，首先要考慮幾個因素。這些因素包括設備所需的功率、安裝區域經歷的電壓波動水平、設備類型、穩定器類型、穩定器的工作范圍（穩定器正確電壓）、過壓/欠壓截止、控制電路類型、安裝類型和其他因素。在這里，我們給出了在為您的應用購買穩定劑之前要考慮的基本步驟。

通過觀察銘牌詳細信息（以下是示例：變壓器銘牌、MCB 銘牌、電容器銘牌等）或產品用戶手冊，檢查您將與穩定器一起使用的設備的額定功率。

由于穩定器的額定值為 kVA（與額定值為 kVA 而不是 kW 的變壓器相同），因此也可以通過將設備的電壓乘以最大額定電流來計算瓦數。

建議在穩定器額定值上增加安全裕度，通常為 20-25%。這對于未來向穩定器輸出添加更多設備的計劃很有用。

如果設備的額定值以瓦特為單位，請在計算穩定器的 kVA 額定值時考慮功率因數。相反，如果穩定器的額定值為千瓦而不是千伏安，則將功率因數乘以電壓和電流乘積。

以下是解決的實時和示例，如何為您的電器選擇合適尺寸的穩壓器

假設設備（空調或冰箱）的額定值為 1kVA。因此，20% 的安全裕量為 200 瓦。通過將這些瓦特添加到實際額定值中，我們得到 1200 VA 瓦數。因此，1.2 kVA 或 1200 VA 穩定器更適合設備。對于家庭需求，首選200 VA至10 kVA穩定器。對于商業和工業應用，使用單相和三相大額定值穩定器。