Преобразователи напряжения
Содержание
Преобразователи напряжения – устройства, предназначенные для изменения вольт-амперных и частотных характеристик электрического тока. Используются они не только в быту (сварочных аппаратах, зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов), но и в промышленности, транспорте, энергетике, производстве компьютерной и бытовой техники.
Современный преобразователь тока мощностью 2500 ватт
История развития
История развития данного устройства состоит из следующих этапов:
- В 1876 году русский ученый Яблочков получил патент на трансформатор с незамкнутым сердечником, представляющий собой металлический стержень с двумя обмотками.
- В конце 1880-х годов был изобретен умформер – устройство, представляющее собой электродвигатель, соединенный валом с генератором. До сих пор используется для получения переменного тока высокого напряжения.
- В 1930 году была изобретена вакуумная ртутная лампа – игнитрон. Широко использовалась в выпрямителях, электросварочных аппаратах, подстанциях для трамваев и метро.
- В середине 60-х годов 20 века были изобретены различные тиристоры, диоды, транзисторы и другие полупроводниковые радиодетали, которые до сих пор широко используются в выпрямителях, инверторах, бесперебойных блоках питания.
Полупроводниковые радиодетали
Функции преобразователей
Преобразователи напряжения выполняют следующие функции:
- Изменяют значение напряжения источника питания или электрической сети;
- Регулируют частоту и напряжение;
- Изменяют направление электрического тока.
Также подобные устройства могут регулировать вольт-амперные характеристики потока электронов, делать его стабильным на протяжении длительного времени.
Принцип работы
Классический преобразователь напряжения – двухполупериодный выпрямитель с диодным мостом и понижающим трансформатором, работает следующим образом:
- Электрический ток, подаваемый на устройство, поступает на первичную обмотку понижающего трансформатора;
- Во вторичной обмотке трансформатора индуцируется ток с пониженным до необходимого значения напряжением;
- С вторичной обмотки трансформатора переменный ток подается на два контакта диодного моста;
- Диодный мост выпрямляет переменный ток, превращая его в постоянный.
По такому принципу работает не только почти каждый советский выпрямитель, но и многие современные блоки питания, зарядные устройства для автомобильных АКБ.
Классификация
По характеру преобразования
В зависимости от принципа действия и характеристик электрического тока, отдаваемого нагрузке преобразователем, данные устройства подразделяются на выпрямители и инверторы.
Выпрямители
Выпрямители – устройства, преобразующие переменный электрический ток в постоянный или пульсирующий высокочастотный.
Инверторы
Инвертор – прибор, который позволяет из постоянного тока получать переменный с необходимым значением частоты и напряжения. В зависимости от принципа действия инверторы подразделяются на зависимые (ведомые) и автономные.
Зависимые инверторы
Такие инверторы подключаются к источникам постоянного тока. Инвертируемый ими электроток подается в стационарную сеть и используется для питания подключаемых к ней приборов и оборудования.
Автономные инверторы
Такие устройства предназначены для питания автономных устройств, не подключаемых к стационарной электрической сети.
Измерительный преобразователь расхода – электронный счетчик, применяемый в системе холодного водоснабжения
Преобразователи частоты
Данные устройства используются для получения электрического тока с заданной и отличной от исходной частотой. Применяется частотный преобразователь в радиолюбительстве, электротехнике, силовых установках троллейбусов и трамваев, частотомерах.
Преобразователи напряжения
Данная разновидность преобразователей, включающая блоки питания и трансформаторы, используется для изменения подаваемого на них напряжения до значения, необходимого для нормальной работы подключаемых к устройству приборов.
По способу управления
По данному критерию преобразователи бывают:
- Управляемые – импульсные преобразователи, работающие от источников постоянного тока.
- Неуправляемые – фазовые устройства, преобразующие переменный ток в постоянный.
По типу схем
- С диодным мостом;
- С трансформатором.
Также в зависимости от количества вводных контактов для подключения источника питания или жил кабеля стационарной электрической сети такие приборы подразделяются на одно,- двух,- трех,- и многофазные.
Основные неполадки и их ремонт
Основными поломками простейшего выпрямителя с понижающим трансформатором и диодным мостом являются:
- Обрыв провода вторичной обмотки – при такой неисправности выпрямитель не работает. Определить обрыв обмотки можно при помощи мультиметра с функцией прозвонки. Устраняют данную неисправность полной перемоткой поврежденной обмотки с обязательным соблюдением требований к диаметру медного проводника и количеству витков.
- Неисправность диодного моста – в результате выходя из строя хотя бы одного диода данный узел выпрямителя перестает выдавать на нагрузку ток с требуемыми характеристиками. Для устранения данной поломки следует при помощи мультиметра найти вышедший из строя диод, выпаять его и заменить на новый с аналогичными характеристиками.
- Выгорание конденсатора-фильтра.
Неполадки оснащаемых сложными контроллерами и платами управления инверторов и выпрямителей самостоятельно устранять не следует. Ремонтом данных устройств должен заниматься имеющий соответствующую квалификацию и опыт работы специалист.
Самодельный преобразователь
Простейший выпрямитель можно собрать своими руками по приведенной ниже схеме.
Схема простейшего самодельного выпрямителя с диодным мостом
Поняв, что такое преобразователь, разобравшись в его конструкции и принципе действия, можно не только самостоятельно производить диагностику и ремонт данного устройства, но и изготавливать его самостоятельно дома. При этом самодельный аналог по надежности и функционалу мало чем будет уступать заводским приборам. Себестоимость такого прибора будет в разы ниже.
