مقارنة منظمات الجهد واسعة النطاق مع منظمات الجهد الأخرى

يكمن الاختلاف الرئيسي بين مُثبِّتات الجهد واسعة النطاق ذات هياكل الدوائر الرئيسية المختلفة في طريقة ضبط جهد التعويض، وهو ما يرتبط ارتباطًا مباشرًا بموثوقية التشغيل، والاستجابة الديناميكية، ودقة تنظيم الجهد، ونطاق تنظيم الجهد، والسعة القصوى، وتشوه شكل الموجة، وغيرها من مؤشرات أداء مُثبِّت الجهد. ويمكن تقسيم الدوائر الرئيسية لمُثبِّتات الجهد واسعة النطاق المتوفرة في السوق تقريبًا إلى الأنواع الثلاثة التالية:

1. نوع التعويض الذاتي للجهد

يقوم هذا النوع من المُثبِّتات بتغيير جهد محول الجهد الذاتي عن طريق التحكم في تشغيل/إيقاف الثايرستور ثنائي الاتجاه، مما يُغيِّر قيمة جهد التعويض وقطبيته، وبالتالي تحقيق هدف تثبيت جهد الخرج.
... المزايا الرئيسية

(1) بفضل استخدام تنظيم الجهد التدريجي للمحول الذاتي، ينخفض ​​جهد التشغيل/الإيقاف للثايرستور ثنائي الاتجاه (من 220 فولت إلى أقل من 200 فولت)، ويمكن كبح تيار الاندفاع المتولد أثناء تغيير التروس (حيث أن المحول الذاتي نفسه عبارة عن مفاعل عالي القدرة)، مما يُحسّن بشكل كبير من موثوقية عمل الثايرستور ثنائي الاتجاه.

(2) نظرًا لأن دائرة التحكم تعتمد على تقنية "العزل المتشابك"، يتم حل مشكلة الدوران الناتجة عن التشغيل الخاطئ للثايرستور ثنائي الاتجاه بسبب التداخل الخارجي بشكل كامل، ويتم تجنب تلف جهاز الثايرستور بشكل فعال.

(3) نظرًا لأن جزء التحكم يعتمد بشكل أساسي على الدوائر المتكاملة التناظرية، فإنه يتمتع بقدرة عالية على التكيف مع بيئات شبكة الطاقة القاسية.

٢. منظم الجهد ذو الاقتران الذاتي

يقوم هذا النوع من منظمات الجهد واسعة النطاق بتغيير نسبة تحويل المحول الذاتي مباشرةً عن طريق التحكم في تشغيل وإيقاف الثايرستور ثنائي الاتجاه، مما يحقق هدف تثبيت جهد الخرج.

العيوب الرئيسية

نظرًا لأن الثايرستور موصول مباشرةً على التوالي في الدائرة الرئيسية، فإن تيار الحمل يمر عبره، وقد يؤدي التذبذب والتقلبات في تيار الحمل إلى تلفه بسهولة. كما أن مرور تيارات عالية لفترات طويلة يُولّد حرارة كبيرة، مما يُجبر الثايرستور على العمل في ظروف قاسية، ويؤدي إلى تدهور أدائه وموثوقيته.

بالإضافة إلى ذلك، عند استخدام هذا التصميم لإنشاء منظم جهد ذي سعة كبيرة، يجب اختيار سعة كبيرة للثايرستور، مما يُصعّب تحديد معامل هامش الثايرستور وتصميم تبديد الحرارة، ويزيد من احتمالية تدهور الموثوقية.

بالمقارنة مع منظم الجهد ذي النطاق الواسع، يتميز منظم الجهد ذو النطاق الواسع بالمزايا التالية:

بما أن الثايرستور في منظم الجهد ذي النطاق الواسع لا يقع في المسار الرئيسي لتيار الحمل، وإنما متصل فقط بدائرة تنظيم الجهد، فإن التيار المار فيه ضئيل، لا يتجاوز بضعة أجزاء من تيار الحمل، أو حتى بضعة أجزاء فقط. لذا، يمكن اختيار معامل هامش الجهاز بسهولة، كما أن الحرارة المنبعثة منه منخفضة أثناء التشغيل، مما يضمن عمل الثايرستور بكفاءة عالية لفترة طويلة. في الوقت نفسه، يمكن زيادة سعة منظم الجهد بشكل كبير (تصل السعة القصوى المتاحة حاليًا إلى 2500 كيلو فولت أمبير).

3. نوع التعويض البحت

يتحكم هذا النوع من المنظمات في مدخل ومخرج ومخرج محول التعويض، أو في تغيير قطبيته، من خلال تشغيل وإيقاف الثايرستور ثنائي الاتجاه، وذلك لتحقيق هدف تثبيت جهد الخرج.
... العيوب الرئيسية

يتم توصيل الثايرستور مباشرةً بين خط الطور وخط التعادل (220 فولت) على شكل جسر، مما يؤدي إلى ارتفاع جهد التشغيل، وزيادة تيار الاندفاع المتولد أثناء تغيير التروس، الأمر الذي يُعرّض الثايرستور للتلف بسهولة. في الوقت نفسه، عند حدوث خلل في توصيل الثايرستور، يسهل حدوث قصر في الدائرة بين خط الطور وخط التعادل، مما يؤدي إلى احتراق الثايرستور فورًا، وبالتالي انخفاض موثوقيته بشكل كبير.
... بالمقارنة مع منظم الجهد ذي التعويض البحت، تتمثل مزايا منظم الجهد ذي النطاق الواسع فيما يلي:

بما أن شبكة الثايرستور في منظم الجهد ذي النطاق الواسع تقع على جانب خرج محول التعويض ويتم خفض جهدها بواسطة المحول الذاتي، فإن جهد التشغيل/الإيقاف للثايرستور ينخفض ​​(من 220 فولت إلى 200 فولت أو أقل)، ويمكن كبح تيار الاندفاع المتولد أثناء تغيير التروس (حيث أن المحول الذاتي نفسه عبارة عن مفاعل عالي القدرة)، مما يحسن بشكل كبير من موثوقية عمل الثايرستور وقدرته على مقاومة التداخل.