تنظیم‌کننده ولتاژ خودکار
تنظیم‌کننده ولتاژ خودکار
تنظیم‌کننده ولتاژ خودکار (AVR) دستگاه ضروری برای تنظیم سطح ولتاژ است. این دستگاه ولتاژهای متغیر را به ولتاژ ثابت و پایدار تبدیل می‌کند. نوسانات ولتاژ عمدتاً به دلیل تغییرات در بار سیستم تامین برق اتفاق می‌افتد. این تغییرات ولتاژ می‌تواند برای تجهیزات موجود در سیستم برق آسیب‌رسان باشد و موجب اختلال یا حتی خرابی دائمی شود.
برای کنترل این تغییرات ولتاژ، می‌توان تجهیزات کنترل ولتاژ را در چندین مکان کلیدی درون سیستم برق نصب کرد، مانند نزدیک به ترانسفورماتورها، ژنراتورها و خطوط تغذیه. در واقع، تنظیم‌کننده‌های ولتاژ غالباً در بیش از یک نقطه در سیستم برق نصب می‌شوند تا به طور موثر نوسانات ولتاژ را مدیریت کنند.
کنترل ولتاژ در سیستم‌های DC و AC
سیستم تأمین DC: در یک سیستم تأمین DC، زمانی که با خطوط تغذیه با طول یکسان سروکار داریم، می‌توان از ژنراتورهای over-compound برای کنترل ولتاژ استفاده کرد. اما برای خطوط تغذیه با طول‌های مختلف، از بوستر خط تغذیه استفاده می‌شود تا ولتاژ ثابت در انتهای هر خط تغذیه حفظ شود.
سیستم AC: در یک سیستم AC، کنترل ولتاژ می‌تواند از طریق روش‌های مختلفی انجام شود. این روش‌ها شامل استفاده از ترانسفورماتورهای بوستر، تنظیم‌کننده‌های القایی و م kondensers شونتی، و غیره می‌شود. هر روش دارای مزایای خاص خود است و بر اساس نیازهای خاص سیستم برق انتخاب می‌شود.
اصول عملکرد تنظیم‌کننده ولتاژ
تنظیم‌کننده ولتاژ بر اساس اصل تشخیص خطای عمل می‌کند. ابتدا ولتاژ خروجی یک ژنراتور AC از طریق یک ترانسفورماتور پتانسیل به دست می‌آید. سپس این ولتاژ مستقیم‌سازی و فیلتر شده و با ولتاژ مرجع مقایسه می‌شود. تفاوت بین ولتاژ واقعی و ولتاژ مرجع به عنوان ولتاژ خطای نامیده می‌شود. این ولتاژ خطا توسط یک تقویت‌کننده تقویت شده و سپس به یا به اکیتر اصلی یا اکیتر کنترلی تغذیه می‌شود. با تنظیم تحریک بر اساس این ولتاژ خطا تقویت‌شده، تنظیم‌کننده ولتاژ به طور موثر کنترل و پایدارسازی ولتاژ خروجی ژنراتور را انجام می‌دهد و تضمین می‌کند که تامین برق مداوم و قابل اعتماد باشد.
بنابراین، سیگنال‌های خطا تقویت‌شده تحریک اکیتر اصلی یا کنترلی را از طریق مکانیسم buck یا boost تنظیم می‌کنند. این امر به نوبه خود نوسانات ولتاژ را کنترل می‌کند. با کنترل خروجی اکیتر، ولتاژ انتهایی ژنراتور اصلی به طور موثر تنظیم می‌شود.
کاربردهای تنظیم‌کننده ولتاژ خودکار
تنظیم‌کننده ولتاژ خودکار (AVR) چندین عملکرد مهم دارد:
کنترل ولتاژ و افزایش پایداری: این دستگاه ولتاژ سیستم برق را در حد مجاز نگه می‌دارد و به ماشین اجازه می‌دهد که نزدیک‌تر به مرز پایداری حالت مانا عمل کند. این امر تامین برق قابل اعتماد را تضمین می‌کند و از ناپایداری‌های مرتبط با ولتاژ در سیستم جلوگیری می‌کند.
توزیع بار واکنشی: زمانی که چندین ژنراتور موازی کار می‌کنند، AVR نقش کلیدی در توزیع بار واکنشی بین آنها دارد. این کار به بهینه‌سازی عملکرد ژنراتورهای موازی و حفظ عامل توان کلی سیستم کمک می‌کند.
کاهش ولتاژ بالا: AVR در کاهش ولتاژ بالا که به دلیل رها کردن ناگهانی بار در سیستم اتفاق می‌افتد، مؤثر است. با تنظیم سریع تحریک، این دستگاه از افزایش بیش از حد ولتاژ جلوگیری می‌کند که می‌تواند تجهیزات الکتریکی را خراب کند.
تنظیم تحریک در زمان خرابی: در شرایط خرابی، AVR تحریک سیستم را افزایش می‌دهد. این امر تضمین می‌کند که بیشترین توان همزمان در زمان رفع خرابی در دسترس باشد و بازیابی سلیس‌تر سیستم را تسهیل می‌کند.
کنترل تحریک متناسب با بار: زمانی که تغییر ناگهانی در بار ژنراتور اتفاق می‌افتد، AVR سیستم تحریک را تنظیم می‌کند. این امر تضمین می‌کند که ژنراتور تحت شرایط بار جدید همچنان ولتاژ مشابهی تأمین می‌کند. AVR این کار را با عملکرد روی میدان اکیتر، تغییر ولتاژ خروجی اکیتر و جریان میدان انجام می‌دهد. اما در شرایط نوسانات ولتاژ شدید، AVR استاندارد ممکن است به سرعت کافی پاسخ ندهد.
تنظیم‌کننده‌های ولتاژ سریع‌عمل
برای رسیدن به پاسخ سریع‌تر، از تنظیم‌کننده‌های ولتاژ سریع‌عمل بر اساس اصل overshooting-the-mark استفاده می‌شود. در این اصل، هنگامی که بار افزایش می‌یابد، تحریک سیستم نیز افزایش می‌یابد. اما قبل از اینکه ولتاژ به مقدار متناظر با تحریک افزایش یافته برسد، تنظیم‌کننده انتظار می‌کند و تحریک را به سطح مناسب کاهش می‌دهد. این مکانیسم overshoot-and-correct امکان تنظیم سریع‌تر و دقیق‌تر ولتاژ را فراهم می‌کند و عملکرد سیستم برق را در تغییرات بار دینامیکی بهبود می‌بخشد.
