Как повысить постоянное и переменное напряжение

Чтобы питать электроприборы, нужно обеспечить номинальные значения параметров электропитания, заявленные в их документации. Безусловно большинство современных электроприборов работают от сети переменного тока 220 Вольт, но бывает так, что нужно обеспечить питание приборов для других стран, где напряжение другое или запитать что-нибудь от бортовой сети автомобиля. В этой статье мы рассмотрим, как повысить напряжение постоянного и переменного тока и что для этого нужно.

• Повышение переменного напряжения
• Цепи постоянного тока

Повышение переменного напряжения

Повысить переменное напряжение можно двумя способами – использовать трансформатор или автотрансформатор. Основная разница между ними состоит в том, что при использовании трансформатора есть гальваническая развязка между первичной и вторичной цепью, а при использовании автотрансформатора её нет.

Интересно! Гальваническая развязка – это отсутствие электрического контакта между первичной (входной) цепью и вторичной (выходной).

Рассмотрим часто возникающие вопросы. Если вы попали за границы нашей необъятной родины и электросети там отличаются от наших 220 В, например, 110В, то чтобы поднять напряжение со 110 до 220 Вольт нужно использовать трансформатор, например, такой как изображен на рисунке ниже:

Следует сказать о том, что такие трансформаторы можно использовать «в любую сторону». То есть, если в технической документации вашего трансформатора написано «напряжение первичной обмотки 220В, вторичной – 110В» – это не значит, что его нельзя подключить к 110В. Трансформаторы обратимы, и, если на вторичную обмотку подать, те же 110В – на первичной появится 220В или другое повышенное значение, пропорциональные коэффициенту трансформации.

Следующая проблема, с которой многие сталкиваются – низкое напряжение в электросети, особенно часто это наблюдается в частных домах и в гаражах. Проблема связана с плохим состоянием и перегрузкой линий электропередач. Чтобы решить эту проблему – вы можете использовать ЛАТР (лабораторный автотрансформатор). Большинство современных моделей могут как понижать, так и плавно повышать параметры сети.

Схема его изображена на лицевой панели, а на объяснениях принципа действия мы останавливаться не будем. ЛАТРы продаются разных мощностей, тот что на рисунке примерно на 250-500 ВА (вольт-амперы). На практике встречаются модели до нескольких киловатт. Такой способ подходит для подачи номинальных 220 Вольт на конкретный электроприбор.

Если вам нужно дёшево поднять напряжение во всем доме, ваш выбор — релейный стабилизатор. Они также продаются с учетом разных мощностей и модельный ряд подходит для большинства типовых случаев (3-15 кВт). Устройство основано также на автотрансформаторе. О том, как выбрать стабилизатор напряжения для дома, мы рассказали в статье, на которую сослались.

Цепи постоянного тока

Всем известно, что на постоянном токе трансформаторы не работают, тогда как в таких случаях повысить напряжение? В большинстве случаев постоянку повышают с помощью дросселя, полевого или биполярного транзистора и ШИМ-контроллера. Другими словами, это называется бестрансформаторный преобразователь напряжения. Если эти три основных элемента соединить как показано на рисунке ниже и на базу транзистора подавать ШИМ сигнал, то его выходное напряжение повысится в Ku раз.

Ku=1/(1-D)

Также рассмотрим типовые ситуации.

Допустим вы хотите сделать подсветку клавиатуры с помощью небольшого отрезка светодиодной ленты. Для этого вполне хватит мощности зарядного от смартфона (5-15 Вт), но проблема в том, что его выходное напряжение составляет 5 Вольт, а распространенные типы светодиодных лент работают от 12 В.

Тогда как повысить напряжение на зарядном устройстве? Проще всего повысить с помощью такого устройства как «dc-dc boost converter» или «импульсный повышающий преобразователь постоянного напряжения».

Такие устройства позволяют повысить напряжение с 5 до 12 Вольт, и продаются как с фиксированной величиной, так и регулируемые, что позволит в большинстве случаев поднять с 12 до 24 и даже до 36 Вольт. Но учтите, что выходной ток ограничен самым слабым элементом цепи, в обсуждаемой ситуации – током на зарядном устройстве.

При использовании указанной платы выходной ток будет меньше входного во столько раз, во сколько поднялось напряжение на выходе, без учета КПД преобразователя (он в районе 80-95%).

Подобные устройства строят на базе микросхем MT3608, LM2577, XL6009. С их помощью можно сделать устройство для проверки реле регулятора не на генераторе автомобиля, а на рабочем столе, регулируя значения с 12 до 14 Вольт. Ниже вы видите видео-тест такого устройства.

Интересно! Любители самоделок часто задают вопрос «как повысить напряжение с 3,7 В до 5 В, чтобы сделать Power bank на литиевых аккумуляторах своими руками?». Ответ прост – использовать плату-преобразователь FP6291.

На подобных платах с помощью шелкографии указано назначение контактных площадок для подключения, поэтому схема вам не понадобится.

Также часто возникающая ситуация — необходимость подключить к автомобильному аккумулятору 220В прибор, а бывает что за городом очень нужно получить 220В. Если бензинового генератора у вас нет – используйте автомобильный аккумулятор и инвертор, чтобы повысить напряжение с 12 до 220 Вольт. Модель мощностью в 1 кВт можно купить за 35 долларов – это недорогой и проверенный способ подключить 220В дрель, болгарку, котёл или холодильник к 12В аккумулятору.

Если вы водитель грузовика, вам не подойдёт именно указанный выше инвертор, из-за того, что в вашей бортовой сети скорее всего 24 Вольта. Если вам нужно поднять напряжение с 24В до 220В – то обратите на это внимание при покупке инвертора.

Хотя стоит отметить, что есть универсальные преобразователи, которые могут работать и от 12, и от 24 вольт.

В случаях, когда нужно получить высокое напряжение, например, поднять с 220 до 1000В, можно использовать специальный умножитель. Его типовая схема изображена ниже. Он состоит из диодов и конденсаторов. Вы получите на выходе постоянный ток, учтите это. Это удвоитель Латура-Делона-Гренашера:

А так выглядит схема несимметричного умножителя (Кокрофта-Уолтона).

С его помощью вы можете повысить напряжение в нужное число раз. Это устройство строится каскадами, от числа которых зависит сколько вольт на выходе вы получите. В следующем видео описан принцип работы умножителя.

Кроме этих схем существует еще множество других, ниже изображены схемы учетвертителя, 6- и 8-кратных умножителей, которые используются для повышения напряжения:

В заключении хотелось бы напомнить о технике безопасности. При подключении трансформаторов, автотрансформаторов, а также работе с инверторами и умножителями будьте аккуратны. Не касайтесь токоведущихчастей голыми руками. Подключения следует выполнять при отключенном питании от устройства, а также избегать их работы во влажных помещениях с возможностью попадания воды или брызг. Также не превышайте заявленный производителем ток трансформатора, преобразователя или блока питания, если не хотите, чтобы он у вас сгорел. Надеемся, предоставленные советы помогут вам повысить напряжение до нужного значения! Если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Наверняка вы не знаете:

• Что такое линейное и фазное напряжение
• Как сделать 380В из 220
• Что такое ограничитель перенапряжения

Опубликовано 03.10.2018 Обновлено 03.10.2018 Пользователем Александр (администратор)

Низкое или пониженное напряжение. Как повысить напряжение в сети

Содержание:

• Низкое и пониженное напряжение. Причины
• Чем опасно низкое и пониженное напряжение
• Какие приборы чувствительны к этой проблеме, а какие нет?
• Как повысить напряжение в сети
• Повысить напряжение с помощью стабилизаторов Skat и Teplocom

Низкое и пониженное напряжение. Причины

Почему в наших электрических сетях низкое или пониженное напряжение хорошо известно. Основные причины — старение электрических сетей, плохое их обслуживание, износ основного оборудования, неверное планирование сетей, значительный рост потребления энергии. В результате мы имеем миллионы потребителей, получающих низкое напряжение. Хорошо, если в сети параметры падают до 200 Вольт, часто бывает что в домах 180, 160 и даже 140 Вольт.

Как известно, напряжение в сети не одинаково у потребителей, подключенных к одной линии передач. Чем дальше потребитель находится от распределительного устройства, тем ниже будет его значение. Конечно, в этой ситуации необходимо повысить напряжение.

К понижению напряжения также приводит существенное увеличение мощности каждого потребителя в сети. Сейчас трудно найти дом, в котором есть только один чайник, один телевизор, один холодильник и пять лампочек. А ведь это примерный расчёт потребления электричества в советские годы, в то время в домах устанавливали автоматы (пробки) на 6,5 Ампер. Не сложный расчёт 6,5 х 220 показывает, что максимальная мощность электрических одновременно включенных приборов не должна была превышать 1,5 кВт. Сегодня один хороший чайник берет 2 кВт. В результате сеть просаживается, получаем низкое напряжение.

Ещё одно явление современной жизни, приводящее понижению параметров тока — сезонность и периодичность возрастания нагрузки. Особенно хорошо это явление можно проследить в дачных поселках. Летом потребление растёт: дачники приезжают, поливают, строят, варят, парят, охлаждают, качают, смотрят, вентилируют, сверлят, пилят, косят, отмечают, употребляют, закусывают — ну в целом «потребляют». А зимой нет никого — холодно и скучно. В результате летом напряжение падает, а зимой растёт. В выходные дни дачники приезжают, поливают, строят, варят, парят, охлаждают, качают, смотрят, вентилируют, сверлят, пилят, косят, отмечают, употребляют, закусывают — ну в целом опять «потребляют». А в рабочие дни нет никого — тихо и скучно. В результате в выходные дни напряжение падает, а в рабочие — растёт.

Чем опасно низкое и пониженное напряжение

Электрические приборы, которыми мы пользуемся, рассчитаны на входное напряжение в диапазоне 220—230 Вольт плюс-минус 5 %. Исходя из этого определяются все электрические параметры приборов: общее сопротивление, сопротивление отдельных частей схемы, длина и сечение всех проводников, количество витков в обмотках двигателей и электромагнитах, параметры транзисторов, резисторов, конденсаторов, трансформаторов, нагревательных элементов.

Если в сети низкое или пониженное напряжение, то электрические приборы могут работать не корректно, не эффективно или вовсе не работать. Низкое напряжение может привести к поломке прибора, перегреву, дополнительному износу или даже возгоранию устройства. Вот почему обязательно нужно повысить напряжение.

Какие приборы чувствительны к этой проблеме, а какие нет?

Легко переносят пониженное напряжение осветительные приборы: лампочки накаливания будут работать, но свет будут давать более тусклый. Будут работать и электроплиты, но менее эффективно. Легко переносят низкое напряжение современные телевизоры, оснащенные импульсными источниками питания с широким диапазоном входного напряжения.

Наиболее чувствительны к низкому напряжению электродвигатели, электромагниты, платы управления. Низкое напряжение приводит к существенному (кратному) увеличению нагрузки на обмотки электродвигателей. Чем ниже напряжение, тем больше сила тока в этих приборах. В результате могут перегреться и даже расплавиться провода, прибор сгорит. Вот почему холодильники и насосы не могут даже включиться при низком напряжении, от полного сгорания их спасает встроенная защита, отключающая прибор. Для нормально работы электродвигателей необходимо повысить напряжение.

Низкое напряжение опасно и для элементов электронного управления различных сложных приборов. При пониженном напряжении микросхемы и процессоры работают не корректно, что приводит к отключению прибора или его поломке. Нельзя эксплуатировать при низком напряжении современные колонки отопления, они имеют и электронное управление и электронасосы.  Для нормально работы электронных устройств необходимо повысить напряжение.

Как повысить напряжение в сети

Чтобы повысить напряжение в сети есть два основных способа. Первый добиваться от энергетиков нормализации параметров электрического питания. Писать жалобы, ходить на приёмы к чиновникам, проводить экспертизы, идти в суд. Метод правильный, но очень трудный.

Второй способ повысить напряжение — использовать современные стабилизаторы. Конечно, этот способ работает не всегда, если напряжение очень низкое (меньше 120 вольт), то этот способ не сработает. Если вы решили использовать стабилизаторы чтобы повысить напряжение в вашем доме, нужно определиться с параметрами тока и величиной нагрузки. Исходя из этих параметров проводить выбор стабилизатора. Можно установить один мощный стабилизатор на входе в дом и обеспечить нормализацию параметров тока во всех помещениях. Этот способ самый эффективный, но требует вложения средств, профессионального монтажа, специального помещения.

Можно установить несколько локальных маленьких стабилизаторов в наиболее важных местах. Этот способ более простой и менее затратный. В первую очередь, необходимо повысить напряжение до нормального для таких потребителей как: насосы, холодильники, кондиционеры, газовые колонки.

Повысить напряжение с помощью стабилизаторов Skat и Teplocom

Большой выбор надежных стабилизаторов Skat и Teplocom вы найдете в разделе «Стабилизаторы напряжения». Высокое качество стабилизаторов напряжения Skat и Teplocom гарантируется 20-летним опытом производства электрооборудования.

На заводе введена, поддерживается и эффективно действует система управления качеством на основе принципов стандарта ISO 9001. Вся продукция компании соответствует требованиям стандартов ИСО 14001 и OHSAS 18001.

Стабилизаторы напряжения рекомендованы специалистами компаний: Vaillant, Baxi, Junkers, Thermona, Bosch, Buderus, Alphatherm, Gazeco, Termet, Chaffoteaux, Sime.

Надежная заводская гарантия — 5 лет!

Читайте также:

• Высокое или повышенное напряжение. Как понизить напряжение в сети
• Скачки напряжения, защита от скачков напряжения
• Эффективная защита сети по напряжению

Как трансформаторы повышают напряжение: инженерное мышление

Дом Электротехника Как трансформаторы повышают напряжение

Как трансформаторы повышают напряжение? Узнайте, как трансформаторы повышают напряжение, в этой статье об основах электротехники трансформаторов.

Прокрутите вниз, чтобы посмотреть обучающее видео на YouTube.

Повышающий трансформатор работает просто за счет большего количества витков провода на вторичной стороне. Это увеличивает напряжение, но уменьшает ток.

Понижающий трансформатор работает за счет меньшего количества витков провода на вторичной стороне. Это снижает напряжение, но увеличивает ток.

Это не волшебное устройство, которое производит больше энергии, чем получает. Например, понижающий трансформатор может получать 240 вольт, а выдавать 120 вольт. Мы видим, что напряжение уменьшается вдвое, а ток удваивается. Если мы умножим напряжение и ток, мы увидим одно и то же значение с каждой стороны. Это значение вольт-ампер, которое является мощностью или полной мощностью, и оно должно оставаться неизменным. Таким образом, если напряжение изменяется, то ток должен изменяться пропорционально для поддержания мощности. Так почему же трансформаторы используют единицы кВА вместо кВт?

Трансформатор просто передает мощность между катушками, поэтому мы используем блок вольтампер. Киловатты зависят от того, что вы подключаете к трансформатору. Производитель не знает, что вы будете подключать к трансформатору, поэтому указывает общую номинальную полную мощность в вольт-амперах. Это связано с тем, что в цепях переменного тока нагрузка зависит от реальной мощности в киловаттах и ​​коэффициента мощности, который в основном является эффективностью, и это зависит от устройства. Некоторое количество энергии потребляется, но она не производит работы, она просто тратится впустую в виде тепла, и мы называем это реактивной мощностью в единицах ВАр.

Коэффициент мощности — это отношение истинной мощности к кажущейся мощности. Если вы думаете о стакане пива, жидкое пиво является полезной частью, это ваша истинная мощность в киловаттах. Но всегда есть немного пены, которая бесполезна, мы не хотим этого. Это реактивная мощность или реактивный вольт-ампер. Вы платите за общий объем стакана вне зависимости от того, сколько пены и пива внутри. Это ваша кажущаяся мощность в вольт-амперах. Теперь, если у вас есть хороший бармен, вы получите за свои деньги немного пены и много пива, но если у вас плохой бармен, вы получите много пены и не так много пива за свои деньги. Производитель трансформатора в основном говорит, что этот трансформатор может выдержать такой большой стакан, но вам решать, сколько пива и пены вы положите в него. Чем меньше пены вы пытаетесь пройти, тем больше пива вы можете получить. Таким образом, чем эффективнее устройство, которое вы подключаете, тем больше вещей вы можете запитать.

Предыдущая статьяОсновы управления временем HVACR

Следующая статьяЭлектричество переменного и постоянного тока

Пол Эванс

http://www.TheEngineeringMindset.com

Как повысить напряжение | Для источников переменного и постоянного тока

13 мая 2022 г. , Charles Clark Оставить комментарий

Для цепей переменного тока вы можете использовать повышающий трансформатор или автотрансформатор, чтобы получить более высокое выходное напряжение. Другой способ – последовательное соединение источников напряжения. Для цепей постоянного тока также помогает последовательное соединение источников напряжения. Другие методы включают в себя использование повышающего прерывателя, схемы повышающего умножителя постоянного тока, такой как умножитель напряжения, удвоитель напряжения и т. д.

Для большинства современных электроприборов рабочее напряжение составляет 220 вольт переменного тока. Тем не менее, значение отличается для других стран. И в результате приходится подавать питание на устройства для достижения номинальных значений параметров мощности. Именно поэтому повышение напряжения становится необходимостью.

Как увеличить напряжение

Есть несколько способов увеличить напряжение в цепи. В этом разделе мы обсудим, как увеличить напряжение переменного и постоянного тока и как мы можем этого добиться.

Повышение напряжения цепи постоянного тока

Поскольку трансформаторы постоянного тока не работают, мы не можем использовать здесь концепцию трансформатора, повышающего напряжение цепи постоянного тока. Одним из наиболее эффективных способов является последовательное подключение отдельных напряжений постоянного тока в цепи. Чтобы добиться такого расположения, вы должны соединить отрицательную полярность каждого источника напряжения с положительной стороной. Как следствие, напряжения будут складываться.

Еще один способ увеличить напряжение постоянного тока — использовать повышающую схему умножителя постоянного тока, такую ​​как умножитель напряжения. Это тип схемы диодного выпрямителя, который используется для получения выходного постоянного напряжения. Выходное постоянное напряжение в несколько раз превышает приложенное входное переменное напряжение.

Кроме того, есть еще одна схема повышения постоянного напряжения, которую вы можете использовать, это удвоитель напряжения. Если источник постоянного тока имеет высокое напряжение в сочетании с генератором Маркса, вы можете получить чрезвычайно высокое выходное напряжение постоянного тока. Кроме того, повышающий прерыватель также хорошо справляется с преобразованием постоянного тока в постоянный.

Повышение напряжения цепи переменного тока

Подобно цепи постоянного тока, вы можете увеличить напряжение цепи переменного тока, последовательно соединив источники переменного тока. В результате величина всех напряжений будет просто складываться при условии, что частоты одинаковы. Однако, если частоты разные, напряжения складываются по-другому. Вам придется преобразовать их в сложные формы, а затем добавить.

Альтернативным способом увеличения напряжения в цепи переменного тока является использование автотрансформатора или повышающего трансформатора. Поскольку количество витков в первичной обмотке повышающего трансформатора меньше, чем количество витков во вторичной обмотке, напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, будет намного выше. Вы также можете использовать выпрямитель для преобразования выхода переменного тока в выход постоянного тока.

Если у вас есть высокочастотный источник переменного тока, такой как обратноходовой трансформатор, вы можете использовать умножитель напряжения Кокрофта-Уолтона, чтобы получить гораздо более высокое выходное напряжение. Если вы хотите поднять напряжение во всем доме, вы можете выбрать релейный стабилизатор как дешевый вариант.