ชุดปรับแรงดันอัตโนมัติระบบ 1 เฟส 220 โวลต์ โดยใช้หลักการของหม้อแปลงชดเชยแรงดันแบบแยกขดลวด (A SINGLE-PHASE 220 V AUTOMATIC VOLTAGE REGULATOR BASED ON THE PRINCIPLE OF SPLIT COIL VOLTAGE COMPENSATION TRANSFORMER)
Abstract
บทความนี้ได้ทำการออกแบบสร้างชุดปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ 1 เฟส 220 โวลต์ ซึ่งสามารถควบคุมพิกัดแรงดันด้านออกให้คงที่แบบอัตโนมัติที่แรงดัน 220 โวลต์ ในขณะที่มีแรงดันด้านเข้าเปลี่ยนแปลงในช่วง 180 โวลต์ ถึง 260 โวลต์ โดยมีพิกัดการจ่ายภาระทางไฟฟ้าไม่เกิน 4 kVA ในการออกแบบชุดปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัตินี้ ได้ใช้หลักการของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบอัตโนมัติหนึ่งเฟสทำงานร่วมกับหม้อแปลงแบบแยกขดลวดและใช้การควบคุมแบบป้อนกลับประมวลผลด้วยชุดไมโครคอนโทรลเลอร์ เพื่อรักษาระดับแรงดันด้านออกให้มีค่าคงที่ จากการทดสอบชุดปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติที่ภาระโหลดความต้านทานที่มีตัวประกอบกำลังเท่ากับ 1 (Unity) ที่พิกัดกำลัง 1 kVA ถึง 4 kVA เมื่อจ่ายแรงดันด้านเข้าในช่วง 180 โวลต์ ถึง 260 โวลต์ พบว่าชุดปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติที่ออกแบบสร้างนี้สามารถควบคุมรักษาระดับแรงดันด้านออกให้คงที่แบบอัตโนมัติได้ที่ 220 โวลต์ 1% และมีประสิทธิภาพรวมสูงกว่า 95 เปอร์เซ็นต์ โดยชุดปรับแรงดันอัตโนมัติมีเวลาในการตอบสนองน้อยกว่า 1 วินาที และใช้เวลาสูงสุดในการรักษาระดับแรงดันด้านออกให้คงที่ไม่เกิน 10 วินาที อีกทั้งตัวเครื่องถูกออกแบบให้มีส่วนของชุดป้องกันส่วนต่าง ๆ ไว้ด้วย ซึ่งสามารถนำไปใช้งานได้อย่างปลอดภัยทั้งตัวเครื่องและอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ต่อพ่วง คำสำคัญ: ชุดปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ หม้อแปลงปรับค่าอัตโนมัติ การควบคุมแบบป้อนกลับ This paper presents the design and construction of a single-phase automatic voltage regulator, controlling electrical load at constant voltage 220 V and rated power 4 kVA. The design relied on the principle of split coil voltage compensation transformer. A single-phase auto-transformer was connected to the isolate transformer. Feedback control methodology was used to maintain the constant voltage when the voltage input varies from 180-260 V. A purely resistive load (unity power factor) was examined in this research. The result shows that the implementation of the design can regulate voltage output at 220 V with a tolerance of 1% at the rated power range from 1 kVA to 4 kVA and the voltage input can vary as expectation. It demonstrates that over 95% efficiency responds to any voltage variation in 1 second maximum. The design can regulate voltage output in less than 10 second of time, and safety in use was also the concern of the design. Keywords: Automatic voltage regulator, Automatic-transformer, Feedback controlDownloads
References
C. M. Wang, C. H. Su, C. H. Lin, M. Y. Liu, and K. F. Fang. (2007). High performance single-phase voltage regulator with a simple circuit topology. in Proceedings IEEE Conference PEDS'07, 1456-1460.
M. Hojo, Y. Mitani, and K. Tsuji. (1998). Voltage and power swing stabilization by decoupled control with AVR and phase shifter. in Proceedings IEEE EMPD’98, 1, 183-188.
Ashfaq Ahmed. (1999). Power Electronics for Technology. New Jersey: Prentice-Hall International.
J. M. Jacob. (2001). Power Electronics: Principles and Applications. New York: Delmar Cengage Learning.
H. Park, S. Park, J. Park, and C. Kim. (2001). A novel high-performance voltage regulator for single-phase AC sources. IEEE Transactions on Induction Electronics, 48, 554-562.
R. Echavarría, G. Acosta-Villarreal, and C. Nunez. (2009). An unbalance voltage compensator using a fast on load tap changing regulator. 13th European Conference on Power Electronic and Applications, 1-7.
R. Echavarría, A. Claudio, and M. Cotorogea. (2007). Analysis, design, and implementation of a fast on-load tap changing regulator. IEEE Transactions on Power Electronic, 22, 527-534.
K. Shyu, M. Yang, J. Hong, and B. Lin. (2004). Automatic voltage regulator using a novel phase-shifted PWM single-phase inverter. in Proceedings IEEE IECON’04, 2, 1851-1855.
I. Colak, S. Ertike. (2010). A new type single phase switching voltage regulator. in Proceedings of the IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE’10), 1778-1785.
Guorong Zhu, Minzu Li, Xiaodong Liu, and Tingting Wang. (2002). Voltage Regulation Method in Series Thyristor of Distribution Transformer transformer. Transformer, 22(5), 1001-8425.
G.H. Cooke, and K.T. Williams. (1992, November). New Thyristor Assisted Diverter Switch for on Load Transformer Tap Changers. IEE Proceedings B (Electric Power Applications), 139(6), 507-511.
Hongzhong Ma, Suwen Gu, Huafang Wang, Honghua Xu, Chunning Wang, Hao Zhou. (2017). On-load automatic voltage regulation system designed via thyristor for distribution transformer. in 2017 20th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), Sydney, Australia.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2022 วารสารมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ (สาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
