Mikä tahansa jännitemuutin on sähköinen tai elektroninen laite, joka pystyy muuttamaan arvoa vaaditulla arvolla. Tämä laite on erityisen kysytty tilanteissa, joissa verkkoon on tarpeen kytkeä eri jännitearvoinen kuorma. Lisäksi ne eivät vain voi pienentää tämän parametrin arvoa, vaan myös lisätä sitä.
Toimintaperiaate
Päävaatimus, joka määrää jännitemuuntajien toimintaperiaatteen, on kyky siirtää hyödyllinen teho lähtöyn pienin häviöin (maksimaalisen tehokkuuden varmistamiseksi). Tätä varten he usein käyttävät häviöiden kannalta taloudellisia moduuleja, esimerkiksi elektronisia inverttereitä. Muuntajapiirin mukaisesti rakennettu sähköjännitemuunnin on sopivin toimintaperiaatteen kannalta. Sen toiminnan ydin on seuraava:
- laitteen tulossa potentiaali tulee vaihtojännitegeneraattorista tai vastaavasta virtalähteestä;
- muuntajan ulostulosta (sen toisiokäämöltä) poistetaan muodoltaan samanlainen signaali;
- tarvittaessa vaihtuva lähtöjännite oikaistaan ensin erityisellä diodilohkoilla ja stabiloidaan sitten.
Tällaisesta piiristä on erittäin vaikea saavuttaa haluttu hyötysuhde, koska osa siirretystä tehosta menetetään muuntajakäämityksissä (lämmön häviämisen vuoksi).
Laitteesta korkean hyötysuhteen saavuttamiseksi muuntajan ulostuloon asennetaan taloudellisessa tilassa toimivat avainjärjestelmät. Kun ne toimivat perustuen transistorien nopeaan kytkentään suljetusta avoimeen, käämien tehohäviöt vähenevät merkittävästi.
Jännitemuuntajissa, jotka on suunniteltu toimimaan korkeajännitevirtalähteiden kanssa, käytetään perinteisesti itseinduktiota. Se on toteutettu lähtöferriittisydämeissä, joissa virta katkeaa jyrkästi ensiökäämissä. Kaikkia samoja transistoreita käytetään sellaisena pilkkurina, ja lähdössä vastaanotettu pulssijännite oikaistaan sitten. Tällaiset järjestelmät antavat mahdollisuuden saada korkeita potentiaaleja, jotka ovat luokkaa useita kymmeniä kV. Niitä käytetään jo vanhentuneiden katodisädeputkien virtapiireissä sekä televisiokuvaputkissa. Tässä tapauksessa on mahdollista saada hyvä hyötysuhde (jopa 80%).
Käyttöalueet
Monivyöhykkeen jännitemuuntajien valikoima on erittäin laaja. Niitä käytetään perinteisesti seuraaviin tarkoituksiin:
- sähkön jakelua ja siirtoa koskevissa lineaarisissa laitteissa;
- sellaisten kriittisten teknologisten toimintojen suorittamiseen, kuten hitsaus, lämpökäsittely ja vastaavat;
- tarvittaessa kuormapiirien virransyöttö tekniikan eri aloilla.
Ensimmäisessä tapauksessa voimalaitoksissa syntyvää EMF: ää kasvatetaan näiden laitteiden avulla 6 - 24 kV: sta 110 - 220 kV: seen - tässä muodossa on helpompi "tislata" johdot pitkiä matkoja. Alueasemilla muut muuntajalaitteet tarjoavat jo sen alennuksen, ensin 10 (6,3) kV: iin ja sitten tavanomaiseen 380 voltiin.
Prosessilaitteita huollettaessa jännitemuuntimia käytetään sähkötermisinä asennuksina tai hitsausmuuntajina.
Teollisuudessa
Laajin sovellusalue on korkealaatuisen ravinnon tarjoaminen seuraaville kuluttajien teollisille malleille:
- automaattisissa ohjaus- ja ohjauslinjoissa toimivat laitteet;
- tietoliikenne- ja viestintälaitteet;
- laaja valikoima sähköisiä mittauslaitteita;
- erityiset radio- ja televisiolaitteet ja vastaavat.
Erityisen toiminnan suorittavat ns. "Eristysmuuntajat", joita käytetään erottamaan tavarajohdot korkeajännitetulosta.
Koska tällaisilla muuntimilla "on apurolli", useimmiten niillä on pieni teho ja suhteellisen pieni koko.
Arjessa, lääketieteessä ja puolustusteollisuudessa
Jännitemuuntimia käytetään laajasti jokapäiväisessä elämässä. Niiden perusteella suurin osa virtalähteistä, joita käytetään kodinkoneiden lataamiseen, samoin kuin monimutkaisempia laitteita, kuten:
- Ylijännitesuojat;
- invertterit;
- tarpeettomat virtalähteet jne.
Nämä laitteet ovat eniten kysyttyjä lääketieteessä, sotilasalalla, samoin kuin energiassa ja tieteessä. Näillä teollisuudenaloilla ne ovat erityisen “ankaria” vaatimuksia muunnetun jännitteen laadulle (esimerkiksi sinusoidin “puhtaus”).
Hyödyt ja haitat
Jännitemuuntajien etuihin kuuluu:
- kyky hallita lähtösignaalin parametreja - muuttamalla sen muuttuja vakioarvoksi käyttämällä taajuuden muuntamisen periaatetta;
- tulo- ja lähtöpiirien kytkentävaihtoehdon saatavuus (jännitteen amplitudin vaihtelu);
- niiden nimellisarvojen säätämisen sallittavuus tiettyyn kuormaan;
- kotitalousmuuntimien suunnittelun kompaktius ja yksinkertaisuus, jotka tehdään usein modulaarisena tai seinäasennettuna;
- kannattavuus (valmistajien mukaan niiden tehokkuus saavuttaa 90%);
- helppokäyttöisyys ja monipuolisuus;
- kyky siirtää sähköä pitkiä matkoja ja varmistaa kriittisten alojen toiminta.
Haittapuolia ovat korkeat kustannukset ja alhainen kosteudenkestävyys (lukuun ottamatta malleja, jotka on erityisesti suunniteltu käytettäviksi korkeassa kosteudessa).
Lajikkeet muuntimet
Seuraavat luokat erottuvat useiden olemassa olevien muuntajatyyppien joukosta:
- erityiset kodin laitteet;
- korkea jännite ja korkea taajuus laitteet;
- muuntajattomat ja invertteripulssilaitteet;
- DC / DC-muuntimet;
- säädettävät laitteet.
Tähän luokkaan elektroniset laitteet sisältävät virta-jännitemuuntimet.
Kodinkoneet
Tavallinen käyttäjä kohtaa jatkuvasti tämän tyyppisiä muunninlaitteita, koska useimmissa nykyaikaisen tekniikan malleissa on sisäänrakennettu virtalähde. Samaan luokkaan kuuluvat keskeytymättömät virtalähteet (UPS), joissa on sisäänrakennettu akku.
Joissakin tapauksissa kotitalousmuuntimet suoritetaan kaksoisrengaspiireillä (invertteri).
Tämän tasavirtalähteestä (esimerkiksi akusta) tehdyn muuntamisen ansiosta on mahdollista saada ulostulossa vakioarvon 220 voltin vaihtojännite. Elektroniikkapiirien piirre on kyky saada lähtöön puhtaasti sinimuotoinen signaali, jonka amplitudi on vakio.
Säädettävät laitteet
Nämä yksiköt kykenevät arvioimaan lähtöjännitettä ja kasvattamaan sitä. Käytännössä laitteet ovat yleisempiä, joiden avulla voit muuttaa sujuvasti lähtöpotentiaalin alempaa arvoa.
Klassinen tapaus on, kun tuloon vaikuttaa 220 volttia, ja lähtöön saadaan säädettävä vakiojännite 2 - 30 volttia.
Laitteita, joiden lähtöparametri on hienosäädetty, käytetään perinteisesti valintalaitteiden ja digitaalisten mittauslaitteiden testaamiseen nykyaikaisissa tutkimuslaboratorioissa.
Transformerless laitteet
Transformerless (invertteri) yksiköt on rakennettu sähköisellä periaatteella, johon sisältyy erillinen ohjausmoduuli.He käyttävät taajuusmuuttajaa välilinkinä, joka vie lähtösignaalin sopivaan muotoon oikaisuun. Invertterilaitteiden nykyaikaisiin näytteisiin asennetaan usein ohjelmoitavia mikro-ohjaimia, jotka parantavat merkittävästi muunnoksen ohjauksen laatua.
Korkeajännitelaitteita edustavat jo kuvatut asemamuuntajat, jotka lisäävät ja vähentävät lähetettyä jännitettä vaadituissa suhteissa.
Siirrettäessä energiaa korkeajännitejohtojen kautta ja myöhemmin tapahtuvan muunnoksen avulla he pyrkivät minimoimaan sen häviöt watteina minimiin.
Samaan luokkaan kuuluvat laitteet, jotka muodostavat signaalin säteen ohjaamiseksi televisioputkessa (kineskooppi).
