نوسانات ولتاژ سبب بروز اختلالات موقت یا دائمی در بارها می‌شوند. این نوسانات ولتاژ همچنین به دلیل ولتاژهای بی قاعده‌ی بالاتر و پایین‌تر از مقدار ولتاژ مورد نیاز برای بار، طول عمر لوازم برقی را کوتاه می‌کنند. این نوسانات ولتاژ به دلیل تغییر ناگهانی بار و یا اختلال در سیستم توان رخ می‌دهند. بنابراین، لازم است که با در نظر گرفتن اهمیت لوازم الکترونیکی خانگی و نیاز آن‌ها به محافظت، برای بار ولتاژ ثابت تامین کنید. استابلایزرهای ولتاژ به منظور حفظ یک منبع ولتاژ ثابت برای بارها مورد استفاده قرار می‌گیرند تا لوازم خانگی را از ولتاژهای بالا و پایین در امان نگه دارند.
استابلایزر چیست؟
استابلایزر دستگاهی است که به منظور حفظ ثبات کمیت مورد استفاده قرار می‌گیرد. استابلایز‌رها با توجه به تفاوت کمیتی که برای حفظ ثبات استفاده می‌شوند، انواع مختلفی دارند. مثلا یک استابلایزر برای حفظ ثبات کمیت ولتاژ در سیستم توان استفاده می‌شود که استابلایزر ولتاژ نام دارد.
استابلایزر ولتاژ
استابلایزر ولتاژ برای حفظ ثبات سطح ولتاژ طراحی شده تا با وجود نوسانات و حتی تغییر در منبع، یک منبع مداوم ارائه نموده و به این ترتیب از لوازم خانگی شما محافظت نماید. به طور کلی تنظیمکنندههای ولتاژ با هدف حفظ ولتاژ مداوم مورد استفاده قرار می‌گیرند و این تنظیمکنندههای ولتاژ که ولتاژ مداوم لوازم خانگی را تامین می‌کنند، استابلایزرهای ولتاژ نام دارند.
تنظیمکنندههای ولتاژ الکترونیکی، تنظیمکنندههای ولتاژ الکترومکانیکی، تنظیمکنندههای ولتاژ اتوماتیک و تنظیمکنندههای اکتیو انواع مختلف تنظیمکنندههای ولتاژ هستند. به همین ترتیب، انواع مختلف استابلایزرهای ولتاژ نیز وجود دارد که از جمله‌ی آن‌ها می‌توان از استابلایزرهای ولتاژ خودتنظیم، استابلایزرهای ولتاژ اتوماتیک، استابلایزرهای ولتاژ AC و استابلایزرهای ولتاژ DC اشاره نمود.
عملکرد استابلایزر ولتاژ
عملکرد استابلایزر ولتاژ را می‌توان با در نظر گرفتن انواع استابلایزرهای ولتاژ بررسی نمود. در ادامه در مورد این استابلایز‌رها می‌خوانیم:
استابلایزرهای ولتاژ AC
استابلایزرهای ولتاژ AC به دسته‌بندی‌های مختلفی مانند تنظیمکنندهی ولتاژ AC با سیم‌پیچ چرخان، تنظیمکنندههای الکترومکانیکی و ترانسفورماتور ولتاژ مداوم تقسیم می‌شوند.
تنظیمکنندههای ولتاژ با سیم‌پیچ چرخان
این نوع از تنظیمکنندههای ولتاژ در دهه‌ی 1920 بسیار رواج یافته بود. قوانین عملکرد آن شباهت بسیاری با تزویجگر متعیر ترانسفورماتور دارد. این وسیله از دو سیم‌پیچ میدانی تشکیل شده است: یک سیم‌پیچ ثابت و سیم‌پیچ دیگری که بر روی یک محور موازی با سیم‌پیچ ثابت می‌چرخد.
تنظیمکنندههای ولتاژ AC با سیم‌پیچ چرخان
یک ولتاژ مداوم از طریق متعادل‌سازی نیروهای مغناطیسی اعمال شده بر روی سیم‌پیچ‌های متحرک که از طریق تثبیت موقعیت سیم‌پیچ متحرک ستونی در یک سیم‌پیچ ثابت ایجاد می‌شود، به دست می‌آید. ولتاژ درون سیم‌پیچ ثانویه را می‌توان از طریق چرخاندن سیم‌پیچ در یک جهت و یا جهت مخالف از وضعیت مرکزی، افزایش و یا کاهش داد.
از یک مکانیزم کنترلی خودتنظیم می‌توان برای ارتقای وضعیت سیم‌پیچ متحرک کمک گرفت تا از این طریق بتوان ولتاژ را افزایش و یا کاهش داد، به کمک این چرخش سیم‌پیچ، می‌شود از تنظیمکنندههای ولتاژ AC به عنوان استابلایزرهای ولتاژ اتوماتیک استفاده نمود.
تنظیمکنندههای الکترومکانیکی
از تنظیمکنندههای ولتاژ الکترومکانیکی به منظور تنظیم ولتاژ در خطوط توزیع توان AC استفاده می‌شود، که ممکن است با عنوان استابلایزرهای ولتاژ یا تپ چینجرها بشناسید. برای انتخاب یک tap از میان سایر tapهای یک ترانسفورماتور اتوماتیک، از عملکرد سرومکانیزم این استابلایزرهای ولتاژ استفاده می‌شود.
در صورتی که ولتاژ خروجی در محدوده‌ی مشخص قرار نداشته باشد، از سرومکانیزم برای تغییر tap استفاده می‌شود. بنابراین، با تغییر مقدار چرخش ترانسفورماتور، می‌توان ولتاژ ثانویه را تغییر داد تا مقدار مورد قبول ولتاژ خروجی به دست آید. هانتینگ، نارسایی کنترلگر در تنظیم ولتاژ مداوم است، می‌توان آن را در باند سکون که کنترلگر عملکردی از خود نشان نمی‌دهد، مشاهده نمود.
ترانسفورماتور ولتاژ مداوم
این یک نوع ترانسفورماتور اشباع شدنی است که از آن به عنوان یک استابلایزر ولتاژ استفاده می‌گردد. همچنین به آن ترانسفورماتور فروتشدیدی یا تنظیمکنندهی فروتشدیدی گفته می‌شود. این استابلایزرهای ولتاژ از یک مدار مخزنی بهره می‌گیرند که برای تولید ولتاژ خروجی تقریبا مداوم متوسط با انواع جریان‌های ورودی و یک سیم‌پیج تشدیدی ولتاژ بالا، از یک خازن تشکیل شده است. به وسیله‌ی اشباع مغناطیسی، بخش اطراف ثانویه به منظور تنظیم ولتاژ مورد استفاده قرار می‌گیرد.
یک روش ساده و مطمئن برای تثبیت یک منبع توان AC که توسط ترانسفورماتورهای اشباع شدنی تامین می‌گردد. به دلیل عدم وجود اجزای فعال، روش فروتشدیدی یک شیوه‌ی جذاب است که به ویژگی‌های اشباعی حلقه مربعی یک مدار مخزن برای جذب تغییرات در ولتاژ ورودی وابسته است.
استابلایزرهای ولتاژ DC
تنظیمکنندههای سری یا شنت به طور گسترده برای تنظیم ولتاژ منابع توان DC مورد استفاده هستند. یک ولتاژ مرجع با استفاده از یک تنظیم کننده‌ی شنت، مثلا دیود زنر یا تیوب تنظیمکنندهی ولتاژ، اعمال خواهد شد. این دستگاه‌های تثبیت ولتاژ، رسانش را در یک ولتاژ مشخص شروع کرده و جریان حداکثر را برای حفظ ولتاژ نهایی مشخص شده، رسانا می‌کنند. جریان اضافی اغلب با استفاده از مقاومت مقدار پایین برای پراکنده‌سازی انرژی، به زمین انتقال داده می‌شود. تصویر زیر استابلایزر ولتاژ DC قابل تنظیم را نشان می‌دهد که از IC LM317 استفاده کرده است.
استابلایزرهای ولتاژ DC
خروجی تنظیمکنندهی شنت بر روی مجموعه ژنراتورها، منبع توان اورژانسی، سکوهای نفتی و غیره استفاده می‌شود. این یک دستگاه توان الکترونیکی است که به منظور تامین ولتاژ متغیر استفاده شده، و این کار را بدون تغییر عامل توان یا تغییر فاز انجام می‌دهد. استابلایزرهای ولتاژ در ابعاد بزرگ‌تر، به منظور محافظت از لوازم خانگی در برابر نوسانات ولتاژ مورد استفاده قرار می‌گیرند. در صورتی که ولتاژ منبع توان کمتر از مقدار مورد نیاز باشد، از یک ترانسفورماتور افزاینده استفاده می‌شود تا سطح ولتاژ را بالا ببرد و به همین ترتیب در صورتی که ولتاژ بیش‌تر از مقدار مشخص شده باشد، با استفاده از یک ترانسفورماتور کاهنده، از سطح ولتاژ کاسته می‌شود.
یک مثال کاربردی از استابلایزر ولتاژ اتوماتیک را در مدارهای منبع توان مشاهده می‌کنید که به منظور تامین منابع برای مدارهای الکترونیکی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. اغلب برای تامین منبع ریزکنترلگر بر اساس کیت‌های پروژه، از 7805 تنظیم‌کننده استفاده می‌شود، زیرا ریزکنترلگرها با ۵ ولت کار می‌کنند.
گسترش و پیشرفت تکنولوژی سبب پدید آمدن انواع مختلف استابلایزرهای ولتاژ شده است که به صورت اتوماتیک سطوح ولتاژ را در محدوده‌ی مورد نظر تنظیم می‌کنند. در صورت ناکامی در دسترسی به این مقدار ولتاژ مشخص، اتصال منبع توان به صورت اتوماتیک از بار قطع می‌شود تا از لوازم خانگی در برابر نوسانات ولتاژ نامطلوب محافظت نماید. برای کسب اطلاعات فنی بیش‌تر، می‌توانید از طریق بخش نظرات پرسش‌های خود را مطرح کنید.
ترجمه: مینا مقدس نژاد (عضو تیم تحریریه وک شاپ)
منبع مطلب: elprocus
منبع تصاویر: writework، upload، img
