Automaattinen jänniteohjain

Automaattinen jänniteohjain

Automaattinen jänniteohjain (AVR) on välttämätön laite, joka on suunniteltu säätelemään jännitetasoja. Se ottaa epävakaita jännitteitä ja muuttaa ne vakaa, vakioitu jännite. Jännitevaihtelut johtuvat pääasiassa toimitusjärjestelmän kuorman vaihteluista. Tällaiset jännitevaihtelut voivat olla haitallisia järjestelmän laitteille, aiheuttaen mahdollisesti virheitä tai jopa pysyvää vahinkoa.

Jännitevaihtelujen hallitsemiseksi jännitesäädöslaitteita voidaan asentaa useisiin avaintoimiin sähköjärjestelmässä, kuten muuntimien, generaattorien ja syöttöjen lähelle. Itse asiassa jänniteohjaimia käytetään yleensä useissa kohdissa sähköjärjestelmässä tehokkaasti hallimaan jännitevaihteluja.

Jännitesäädös DC- ja AC-järjestelmissä

• DC-toimitusjärjestelmä: DC-toimitusjärjestelmässä samanpituisilla syöttöillä jännitettä voidaan säätää liikakompennoiduilla generaattoreilla. Kuitenkin eri pituisilla syöttöillä käytetään syöttöboosteria ylläpitääkseen vakion jännitteen jokaisen syötteen päätteessä.

• AC-järjestelmä: AC-järjestelmässä jännitettä voidaan säätää monilla menetelmillä. Nämä sisältävät booster-muuntimien, induktiorregulaattorien ja rinnakkaiskondensaattorien käytön mukaan. Jokaisella menetelmällä on omat etunsa, ja se valitaan sähköjärjestelmän tiettyjen vaatimusten mukaan.

Jänniteohjaimen toimintaperiaate

Jänniteohjain toimii virheen havaitsemisen periaatteella. Ensiksi AC-generaattorin ulostulovoltti saadaan potentiaalimuuntimasta. Tämä jännite suoristetaan ja suodatetaan ennen vertailua viitejännitteeseen. Todellisen jännitteen ja viitejännitteen väliset erot kutsutaan virhejännitteeksi. Tämä virhejännite vahvistetaan vahvistimella ja annetaan sitten joko pääkiihdyttäjälle tai pilotti-kiihdyttäjälle. Säädämällä kiihdytystä tämän vahvistetun virhejännitteen mukaan jänniteohjain säätelee ja vakauttaa tehokkaasti generaattorin ulostulovoltin, varmistamalla jatkuva ja luotettava sähköntarjoilu.

Tämän seurauksena vahvistetut virhesignaalit ohjatavat pää- tai pilotti-kiihdyttimen kiihdytystä heikentämällä tai lisäämällä sitä. Tämä puolestaan hallitsee jännitevaihteluja. Kiihdyttimen tuloksen hallinnalla säädetään tehokkaasti päävaihtosähkögeneraattorin pääjännitettä.

Automaattisen jänniteohjaimen sovellukset

Automaattinen jänniteohjain (AVR) palvelee useita tärkeitä tehtäviä:

• Jännitesäädös ja vakauden parantaminen: Se pitää sähköjärjestelmän jännitteen hyväksyttävissä rajoissa ja mahdollistaa koneen toiminnan lähempänä vakauden rajaa. Tämä varmistaa luotettavan sähköntarjoilun ja estää jänniteihin liittyviä epävakauden tilanteita järjestelmässä.

• Reaktiivisen kuorman jakaminen: Kun useita vaihtosähkögeneraattoreita toimivat rinnalla, AVR pelaa keskeisen roolin niiden reaktiivisen kuorman jakamisessa. Tämä auttaa optimoimaan rinnalla toimivien vaihtosähkögeneraattoreiden suorituskykyä ja ylläpitämään järjestelmän kokonaispotentiaalin.

• Ylivoltin vähentäminen: AVR on tehokas ylivolttien vähentämisessä, jotka tapahtuvat järjestelmän äkillisten kuormien pudotuksen seurauksena. Nopeasti säätämällä kiihdytystä se estää liian suuria jänniterintoja, jotka voivat vahingoittaa sähkölaitteita.

• Virheen aikainen kiihdytys: Virhetilanteissa AVR lisää järjestelmän kiihdytystä. Tämä varmistaa, että maksimaalinen synkronointivoima on saatavilla virheen poistamisen aikana, mikä helpottaa järjestelmän sileämpää toiminnan jatkumista.

• Kuorman seuraava kiihdytyskontrolli: Kun vaihtosähkögeneraattorin kuorma muuttuu äkillisesti, AVR säätää kiihdytysjärjestelmää. Se varmistaa, että vaihtosähkögeneraattori jatkaa samaa jännitteen tarjoamista uuden kuorman ollessa. AVR saavuttaa tämän toimimalla kiihdyttäjän magneettikentässä, muokkaamalla kiihdyttäjän ulostulovolttia ja magneettikentän virtaa. Kuitenkin vakavissa jännitevaihteluissa tavallinen AVR ei ehkä vastaa riittävän nopeasti.

Nopeatoimiset jänniteohjaimet

Nopeampaan vastaukseen päästäkseen käytetään nopeatoimisia jänniteohjaimia, jotka perustuvat merkin ylitysprincippiin. Tässä principissa, kun kuorma kasvaa, myös järjestelmän kiihdytys kasvaa. Mutta ennen kuin jännite saavuttaa arvon, joka vastaa lisättyä kiihdytystä, ohjain ennustaa ja vähentää kiihdytystä sopivaan tasoon. Tämä ylitys-ja-korjausmekanismi mahdollistaa nopeamman ja tarkemman jännitteen säätelyn, parantamalla sähköjärjestelmän suorituskykyä dynaamisissa kuormamuutoksissa.