รีกูล레이เตอร์ควบคุมแรงดันอัตโนมัติ

รีกูล레이เตอร์แรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ

รีกูล레이เตอร์แรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ (AVR) เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญที่ออกแบบมาเพื่อควบคุมระดับแรงดันไฟฟ้า มันรับแรงดันไฟฟ้าที่ผันผวนและแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าที่คงที่ แรงดันไฟฟ้าที่ผันผวนส่วนใหญ่เกิดจากความแปรปรวนของโหลดในระบบจ่ายไฟ แรงดันไฟฟ้าที่ผันผวนอาจทำให้เครื่องมือภายในระบบไฟฟ้าเสียหายหรือทำงานไม่ได้ และอาจทำให้เกิดความเสียหายอย่างถาวร

ในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ผันผวน สามารถติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่หลายจุดสำคัญภายในระบบไฟฟ้า เช่น ใกล้กับหม้อแปลงไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และสายนำ ในความเป็นจริง รีกูล레이เตอร์แรงดันไฟฟ้ามักจะติดตั้งมากกว่าหนึ่งจุดในระบบไฟฟ้าเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ผันผวนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การควบคุมแรงดันไฟฟ้าในระบบ DC และ AC

• ระบบจ่ายไฟ DC: ในระบบจ่ายไฟ DC เมื่อใช้กับสายนำที่มีความยาวเท่ากัน สามารถใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการชดเชยมากกว่าเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้า แต่สำหรับสายนำที่มีความยาวแตกต่างกัน จะใช้ Booster Feeder เพื่อรักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ที่ปลายสายนำแต่ละเส้น

• ระบบ AC: ในระบบ AC การควบคุมแรงดันไฟฟ้าสามารถทำได้โดยใช้วิธีต่างๆ เช่น การใช้หม้อแปลง Booster, รีกูลเลเตอร์แบบเหนี่ยวนำ, และคอนเดนเซอร์แบบขนาน วิธีการแต่ละวิธีมีข้อดีของตนเองและถูกเลือกตามความต้องการเฉพาะของระบบไฟฟ้า

หลักการทำงานของรีกูลเลเตอร์แรงดันไฟฟ้า

รีกูลเลเตอร์แรงดันไฟฟ้าทำงานตามหลักการตรวจจับความผิดพลาด ก่อนอื่น แรงดันไฟฟ้าขาออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า AC จะได้รับผ่านหม้อแปลงศักย์ แรงดันไฟฟ้านี้จะถูกแปลงเป็นกระแสตรงและกรองก่อนนำไปเปรียบเทียบกับแรงดันไฟฟ้าอ้างอิง ความต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าจริงและแรงดันไฟฟ้าอ้างอิงเรียกว่าแรงดันไฟฟ้าความผิดพลาด แรงดันไฟฟ้าความผิดพลาดนี้จะถูกขยายโดยแอมพลิฟายเออร์แล้วส่งไปยัง Exciter หลักหรือ Pilot Exciter โดยการปรับการกระตุ้นตามแรงดันไฟฟ้าความผิดพลาดที่ขยาย รีกูลเลเตอร์แรงดันไฟฟ้าสามารถควบคุมและรักษาความคงที่ของแรงดันไฟฟ้าขาออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทำให้มั่นใจได้ว่าระบบจ่ายไฟฟ้ามีความคงที่และเชื่อถือได้

ดังนั้น สัญญาณความผิดพลาดที่ขยายจะควบคุมการกระตุ้นของ Exciter หลักหรือ Pilot Exciter ผ่านกลไก Buck หรือ Boost ซึ่งจะควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ผันผวน โดยการควบคุมผลิตภัณฑ์ของ Exciter แรงดันไฟฟ้าที่ปลายทางของ Alternator หลักจะถูกควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การประยุกต์ใช้รีกูลเลเตอร์แรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ

รีกูลเลเตอร์แรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ (AVR) มีบทบาทสำคัญหลายอย่าง:

• การควบคุมแรงดันไฟฟ้าและการเพิ่มความเสถียร: มันรักษาแรงดันไฟฟ้าของระบบให้อยู่ในขอบเขตที่ยอมรับได้ และทำให้เครื่องมือทำงานใกล้เคียงกับขอบเขตความเสถียรในภาวะคงที่ ทำให้มั่นใจได้ว่าระบบจ่ายไฟฟ้ามีความเชื่อถือได้และป้องกันความไม่เสถียรที่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าในระบบ

• การแบ่งเบาโหลดปฏิกิริยา: เมื่อมี Alternator หลายเครื่องทำงานแบบขนาน AVR มีบทบาทสำคัญในการกระจายโหลดปฏิกิริยาให้กับพวกมัน ซึ่งช่วยในการปรับปรุงประสิทธิภาพของ Alternator ที่ทำงานแบบขนานและรักษาแฟคเตอร์พลังงานรวมของระบบ

• การลดแรงดันไฟฟ้าสูงเกิน: AVR มีประสิทธิภาพในการลดแรงดันไฟฟ้าสูงเกินที่เกิดจากการปลดโหลดอย่างฉับพลันในระบบ โดยการปรับการกระตุ้นอย่างรวดเร็ว มันป้องกันไม่ให้แรงดันไฟฟ้าสูงเกินที่อาจทำให้เครื่องมือไฟฟ้าเสียหาย

• การปรับการกระตุ้นในเวลาที่เกิดข้อผิดพลาด: ในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาด AVR จะเพิ่มการกระตุ้นของระบบ ทำให้มั่นใจได้ว่ามีกำลังสิงห์สูงสุดพร้อมใช้งานในการกำจัดข้อผิดพลาด ทำให้ระบบฟื้นฟูได้อย่างราบรื่น

• การควบคุมการกระตุ้นตามโหลด: เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงโหลดอย่างฉับพลันบน Alternator AVR จะปรับการกระตุ้นระบบ มันทำให้แน่ใจว่า Alternator ยังคงจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่เท่ากันภายใต้เงื่อนไขโหลดใหม่ AVR ทำได้โดยการดำเนินการบนสนามแม่เหล็กของ Exciter ปรับแรงดันไฟฟ้าขาออกและกระแสสนามแม่เหล็ก แต่ในระหว่างการผันผวนแรงดันไฟฟ้าอย่างรุนแรง AVR มาตรฐานอาจตอบสนองไม่ทัน

รีกูลเลเตอร์แรงดันไฟฟ้าที่ตอบสนองไว

เพื่อให้การตอบสนองที่รวดเร็วขึ้น รีกูลเลเตอร์แรงดันไฟฟ้าที่ตอบสนองไวที่ใช้หลักการ Overshooting-the-mark ถูกนำมาใช้ ในหลักการนี้ เมื่อโหลดเพิ่มขึ้น การกระตุ้นของระบบก็จะเพิ่มขึ้นด้วย แต่ก่อนที่แรงดันไฟฟ้าจะถึงค่าที่สอดคล้องกับการกระตุ้นที่เพิ่มขึ้น รีกูลเลเตอร์จะคาดการณ์และลดการกระตุ้นลงให้เหมาะสม กลไก Overshoot-and-correct นี้ช่วยให้การปรับแรงดันไฟฟ้ารวดเร็วและแม่นยำมากขึ้น ทำให้ประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้าในการเปลี่ยนแปลงโหลดแบบไดนามิกดีขึ้น