چیست تنظیم‌کننده ولتاژ خودکار (AVR)
رگولاتور ولتاژ خودکار (AVR)
یک رگولاتور ولتاژ خودکار ولتاژ تامین کننده را کنترل می‌کند. ولتاژ پس از تبدیل ثابت می‌شود. تغییرات بار در سیستم تامین، عامل اصلی نوسان ولتاژ است. تجهیزات در سیستم قدرت از تغییرات ولتاژ آسیب می‌بینند.
نصب دستگاه‌های کنترل ولتاژ در نقاط مختلف، مانند نزدیک به
ترانسفورماتورها،
ژنراتورها،
فیدرها و غیره،
به تنظیم تغییرات ولتاژ کمک می‌کند.
رگولاتور ولتاژ در چندین نقطه در سیستم قدرت موجود است تا نوسانات ولتاژ را تنظیم کند.
در یک سیستم تامین DC، اگر فیدرهای همه طول یکسان داشته باشند، ولتاژ با استفاده از چند ژنراتور مرکب تنظیم می‌شود؛ اما اگر فیدرهای همه طول‌های متفاوتی داشته باشند، یک بوستر فیدر برای حفظ ولتاژ یکسان در انتهای هر فیدر استفاده می‌شود. ولتاژ یک سیستم AC می‌تواند با استفاده از انواع تکنیک‌ها تنظیم شود، از جمله
بوستر ترانسفورماتورها،
رگولاتورهای القایی،
کندانسورهای موازی و غیره.
ساختار رگولاتور ولتاژ خودکار (AVR)
1). اتوترانسفورماتور
بخشی از پیچش اتوترانسفورماتور یک فاز توسط اولیه و ثانویه تقسیم می‌شود. در یک ترانسفورماتور دوپیچ، پیچش‌های اولیه و ثانویه الکتریکی جدا شده‌اند، اما در حالت اتوترانسفورماتور نیستند. اگر ولتاژ افزایش یابد، AVR آن را تشخیص می‌دهد، آن را با ولتاژ مرجع مقایسه می‌کند و یک سیگنال خطا تولید می‌کند. این سیگنال خطا سپس با سیگنال PWM توسط Arduino به موتور سرو ارسال می‌شود.
چون موتور سرو و اتوترانسفورماتور متصل هستند، زمانی که موتور سرو خروجی Arduino را تشخیص می‌دهد، هر دو به دلیل جفت‌شدن به صورت خودکار می‌چرخند. همزمان با کاهش ولتاژ و تشخیص خطای موتور سرو، جفت‌شدن آن‌ها سطح ولتاژ را افزایش می‌دهد، که به این معناست که اتوترانسفورماتور یک فاز در این حالت به عنوان یک سیستم BUCK BOOST عمل می‌کند.
2). موتور سرو
موتور سرو مشابه یک موتور DC است و دارای قطعات خاص اضافی است که یک موتور DC را به یک موتور سرو تبدیل می‌کند. یک موتور DC کوچک، یک پتانسیومتر، یک ترتیب دندانه‌ای و الکترونیک پیشرفته همه قطعات یک واحد سرو هستند. موتور سرو با مدار اصلی و پتانسیومتر جفت می‌شود.
در موتور سرو یک محور خروجی وجود دارد. ارسال یک سیگنال کدگذاری شده به موتور سرو اجازه می‌دهد این محور به موقعیت‌های زاویه‌ای مختلف حرکت کند. موتور سرو موقعیت زاویه‌ای محور را تا زمانی که سیگنال روی خط ورودی وجود دارد حفظ می‌کند. اگر سیگنال تغییر کند، موقعیت زاویه‌ای محور نیز تغییر می‌کند.
3). ترانسفورماتور پله‌ای کاهنده
چون واحد تنظیم سیگنال نیاز به سطح ولتاژ پایینی دارد، یک ترانسفورماتور پله‌ای کاهنده برای کاهش 230 V به 5 V استفاده می‌شود. ترانسفورماتور سطح ولتاژ را برای مستقیم‌سازی کاهش می‌دهد.
4). واحد تنظیم سیگنال
تنظیم سیگنال فرآیند تبدیل یک سیگنال آنالوگ به گونه‌ای است که نیازهای سطح پردازش بعدی را برآورده کند. کنورترهای آنالوگ به دیجیتال محلی هستند که بیشترین استفاده را در مرحله تنظیم سیگنال دارند. در مرحله تنظیم سیگنال، تقویت‌کننده‌های عملیاتی برای تقویت سیگنال استفاده می‌شوند.
5). کیت Arduino
با اتصال آن، منبع تغذیه AC می‌تواند مستقیماً برای تغذیه برد‌های Arduino استفاده شود. وظیفه رگولاتور ولتاژ تنظیم ولتاژ تأمین شده به برد Arduino و حفظ ولتاژهای DC که توسط واحد پردازش و مولفه‌های دیگر استفاده می‌شود است.
اصل کار رگولاتور ولتاژ خودکار
این دستگاه بر اساس اصل تشخیص خطا عمل می‌کند. ولتاژ خروجی یک منبع تغذیه AC با استفاده از یک ترانسفورماتور پتانسیل بدست می‌آید، سپس مستقیم‌سازی و فیلتر می‌شود و سپس با یک استاندارد اندازه‌گیری می‌شود. ولتاژ خطا به عنوان تفاوت بین ولتاژ واقعی و مرجع تعریف می‌شود. یک تقویت‌کننده سپس ولتاژ خطا تقویت شده را به اکسر مورد نظر یا اکسر هدایت می‌دهد.
بنابراین، سیگنال‌های خطا تقویت شده با کنترل عملیات buck یا boost که برای تحریک اکسر اصلی یا هدایت استفاده می‌شود، تغییرات ولتاژ را تنظیم می‌کنند. ولتاژ پایانه‌ای اصلی آلترناتور توسط کنترل خروجی اکسر کنترل می‌شود.
کاربردهای رگولاتور ولتاژ خودکار
این دستگاه ولتاژ سیستم را تنظیم می‌کند و عملکرد ماشین را به عملکرد پایدار نزدیک می‌کند.
این دستگاه بار واکنشی را در بین آلترناتورهای موازی پخش می‌کند.
کاهش ناگهانی بار در سیستم می‌تواند به ولتاژ بالا منجر شود که توسط رگولاتورهای ولتاژ خودکار کاهش می‌یابد.
این دستگاه در شرایط خرابی، تحریک سیستم را افزایش می‌دهد تا در زمان رفع خرابی، بیشترین قدرت همزمان‌سازی موجود باشد.
چگونه یک رگولاتور ولتاژ خودکار (AVR) انتخاب شود؟
ویژگی‌های یک رگولاتور ولتاژ خودکار با کیفیت بالا در زیر آورده شده‌اند:
