Mikä tahansa jännitteenmuunnin on sähköinen tai elektroninen laite, joka pystyy muuttamaan arvonsa vaaditulla arvolla. Tämä laite on erityisen kysytty tilanteissa, joissa on tarpeen kytkeä verkkoon erilaisten jännitteiden kuormitus. Lisäksi ne voivat paitsi laskea tämän parametrin arvoa myös lisätä sitä.
Toimintaperiaate
Tärkein vaatimus, joka määrittää jännitemuuntajien toimintaperiaatteen, on kyky siirtää hyödyllinen teho lähtöön pienimmillä häviöillä (maksimaalisen hyötysuhteen varmistamiseksi). Tätä varten he käyttävät usein menetyksiä säästäviä moduuleja, esimerkiksi elektronisia taajuusmuuttajia. Muuntajapiirin mukaan rakennettu sähköinen jännitteenmuunnin on mukavin toimintaperiaatteen huomioon ottamiseksi. Sen toiminnan ydin on seuraava:
- laitteen tulossa potentiaali tulee vaihtojännitegeneraattorista tai vastaavasta virtalähteestä;
- muodon muotoinen signaali otetaan muuntajan ulostulosta (sen toissijaisesta käämityksestä);
- tarvittaessa vaihtuva lähtöjännite korjataan ensin erityisellä diodiyksiköllä ja vakautetaan sitten.
On hyvin vaikeaa saavuttaa haluttu hyötysuhde tällaisesta järjestelmästä, koska osa lähetetystä tehosta menetetään muuntajan käämeissä (lämmön haihdutuksen vuoksi).
Laitteen korkean hyötysuhteen saavuttamiseksi muuntajan ulostuloon asennetaan taloudellisessa tilassa toimivat avainpiirit. Käämien tehohäviöt vähenevät niiden käytön aikana, mikä perustuu transistoreiden nopeaan vaihtamiseen suljetusta tilasta avoimeen tilaan.
Itseinduktiota käytetään perinteisesti jännitemuuntajissa, jotka on suunniteltu toimimaan suurjännitelähteiden kanssa. Se toteutetaan lähtö ferriittisydämissä katkaisemalla virta primäärikäämissä. Kaikkia samoja transistoreita käytetään sellaisena katkaisijana, ja sitten ulostulossa saatu pulssijännite korjataan. Tällaiset piirit mahdollistavat suurten potentiaalien saamisen, jotka ovat luokkaa useita kymmeniä kV. Niitä käytetään jo vanhentuneiden katodisädeputkien virtapiireissä sekä television kuvaputkissa. Tässä tapauksessa on mahdollista saavuttaa hyvä hyötysuhde (jopa 80%).
Käyttöalueet
Monialueisten jännitemuuntajien soveltamisala on hyvin laaja. Niitä käytetään perinteisesti seuraaviin tarkoituksiin:
- lineaarisissa laitteissa sähkön jakeluun ja siirtämiseen;
- sellaisten kriittisten teknisten toimintojen suorittamiseksi kuin hitsaus, lämpökäsittely ja vastaavat;
- kun on tarpeen syöttää virtaa virtapiireille eri tekniikan aloilla.
Ensimmäisessä tapauksessa voimalaitoksilla tuotettua EMF: ää lisätään näiden laitteiden avulla 6-24 kV: sta 110-220 kV: iin - tässä muodossa sitä on helpompi "ajaa" pitkin johtoja pitkiä matkoja. Alueellisissa sähköasemissa jo muut muuntajalaitteet varmistavat sen alenemisen ensin 10 (6,3) kV: iin ja sitten tavalliseen 380 volttiin.
Teknisten laitteiden huollossa jännitemuuntajia käytetään sähkölämpölaitteina tai hitsausmuuntajina.
Teollisuudessa
Laajin käyttöalue on laadukkaiden elintarvikkeiden toimittaminen seuraaville kuluttajien teollisille malleille:
- laitteet, jotka toimivat automaattisissa ohjaus- ja valvontalinjoissa;
- tietoliikenne- ja viestintälaitteet;
- laaja valikoima sähköisiä mittauslaitteita;
- erityiset radio- ja televisiolaitteet ja vastaavat.
Erityistoiminnon suorittavat niin sanotut "eristysmuuntajat", joita käytetään eristämään kuormitusjohdot suurjännitetulosta.
Koska tällaisilla muuntimilla "on apurooli", niillä on useimmiten pieni teho ja suhteellisen pienet mitat.
Jokapäiväisessä elämässä lääketiede ja puolustusteollisuus
Jännitemuuntajia käytetään laajalti jokapäiväisessä elämässä. Suurin osa virtalähteistä, joita käytetään kodinkoneiden lataamiseen, sekä monimutkaisemmat laitteet, kuten:
- Ylijännitesuojat;
- invertterit;
- tarpeettomat virtalähteet jne.
Nämä laitteet ovat eniten kysyttyjä lääketieteessä, armeijassa sekä energiassa ja tieteessä. Näillä teollisuudenaloilla heille asetetaan erityisen "tiukat" vaatimukset muunnetun jännitteen laadulle (esimerkiksi sinimuotoisen "puhtaudelle").
Hyödyt ja haitat
Jännitemuuntajien etuja ovat:
- kyky ohjata lähtösignaalin parametreja - muuntaa sen muuttujan arvo vakioarvoksi käyttämällä taajuusmuunnoksen periaatetta;
- vaihtoehdon saatavuus tulo- ja lähtöpiirien vaihtamiseksi (vaihtamalla jännitteen amplitudia);
- niiden nimellisarvojen mukauttamisen sallittavuus tietylle kuormalle;
- kotitalousmuuntimien pienikokoisuus ja yksinkertaisuus, jotka valmistetaan usein moduulina tai seinälle asennettuna;
- kannattavuus (valmistajien lausuntojen mukaan niiden tehokkuus saavuttaa 90%);
- helppokäyttöisyys ja monipuolisuus;
- mahdollisuus siirtää sähköä pitkiä matkoja ja varmistaa erityisen kriittisten teollisuudenalojen toiminta.
Haittoja ovat korkeat kustannukset ja alhainen kosteuden kestävyys (lukuun ottamatta malleja, jotka on suunniteltu erityisesti työskentelyyn kosteissa olosuhteissa).
Muunnoslajikkeet
- kodin erikoislaitteet;
- suurjännite- ja korkeataajuiset laitteet;
- muuntajattomat ja invertteripulssilaitteet;
- DC-jännitemuuntajat;
- säädettävät laitteet.
Tähän elektronisten laitteiden luokkaan kuuluvat virta-jännitemuuntajat.
Kodin varusteet
Tavallinen käyttäjä on jatkuvasti tämän tyyppisten muuntolaitteiden edessä, koska useimmissa nykyaikaisen tekniikan malleissa on sisäänrakennettu virtalähde. Keskeytymättömät virtalähteet (UPS), joissa on sisäänrakennettu akku, kuuluvat samaan luokkaan.
Joissakin tapauksissa kotitalousmuuntimet valmistetaan kaksoisrengas (invertteri) -menetelmän mukaisesti.
Tällaisen muunnoksen johdosta tasavirta- lähteestä (esimerkiksi paristo) on mahdollista saada lähtöön 220 voltin vakioarvon vaihtojännite. Elektronisten piirien piirre on kyky saada puhtaasti sinimuotoinen signaali, jonka amplitudi on vakio.
Säädettävät laitteet
Nämä yksiköt pystyvät mittaamaan lähtöjännitteen arvon ja lisäämään sitä. Käytännössä on useammin laitteita, joiden avulla voit muuttaa sujuvasti lähtöpotentiaalin alennettua arvoa.
Klassinen tapaus on, kun tulossa toimii 220 volttia ja ulostulosta saadaan 2-30 voltin säädettävä vakiojännite.
Lähtöparametrien hienosäätöisiä laitteita käytetään perinteisesti soittaa ja digitaalisia mittauslaitteita nykyaikaisissa tutkimuslaboratorioissa.
Muuntajattomat laitteet
Muuntajattomat yksiköt (invertterit) on rakennettu elektronisella periaatteella, johon sisältyy erillisen ohjausmoduulin käyttö. Taajuusmuuttajaa käytetään niissä välilinkkinä, joka tuo lähtösignaalin muotoon, joka on helppo korjata. Nykyaikaisissa invertterilaitteiden näytteissä asennetaan usein ohjelmoitavia mikro-ohjaimia, jotka parantavat huomattavasti muunnosohjauksen laatua.
Suurjännitelaitteita edustavat jo kuvatut asemamuuntajat, jotka lisäävät ja vähentävät lähetettyä jännitettä haluttuissa suhteissa.
Siirtäessään energiaa suurjännitelinjojen kautta ja sen jälkeen muunnettaessa ne pyrkivät vähentämään sen häviöt watteina minimiin.
Tähän luokkaan kuuluvat myös laitteet, jotka tuottavat signaalin säteen ohjaamiseksi televisioputkessa (kineskooppi).
