ניתן להתייחס ל-DVR, ששמו המלא הוא Digital Voltage Regulator (ויסות מתח דיגיטלי), כ"מערכת הטייס האוטומטי" של גנרטור. זה מנטר כל הזמן את פלט המתח על ידי הגנרטור. ברגע שהוא מזהה תנודה כלשהי במתח, הוא מבצע מיד התאמות כדי להחזיר את המתח לרמה הרגילה.
כיצד פועל DVR? הוא פועל באמצעות מחזור-מחשבה-מפקח.
שלב 1: ניטור
ה-DVR עוקב באופן רציף אחר-מתח המוצא וזרם העומס של הגנרטור בזמן אמת באמצעות מסופי חיבור, ועוקב אחר מצב התפעול של הגנרטור בכל עת.
שלב 2: השוואה
המיקרו-מעבד הפנימי משווה את ערכי המתח שזוהו עם ערכי היעד שנקבעו על ידי המשתמש, מחשב את הסטייה.
שלב 3: התאמה
בהתבסס על הסטייה, ה-DVR מתאים את גודל זרם עירור ה-DC במוצא באמצעות מגבר הספק, משנה את עוצמת השדה המגנטי של הרוטור הראשי של הגנרטור, ובכך משפיע על מתח המוצא הסופי.
תהליך זה חוזר על עצמו עשרות אלפי פעמים בשנייה, ויוצר מערכת בקרה-סגורה השומרת על מתח המוצא של הגנרטור יציב.
ארבעה מצבים של DVR
1. מצב ויסות מתח אוטומטי (AVR)
במצב זה, DVR אינו מאפשר כל סטייה במתח. הוא מנטר כל הזמן את מתח המוצא של הגנרטור ומתאים במדויק את זרם העירור כדי לשמור על המתח יציב בערך שנקבע.
2. מצב ידני (FCR)
במצב זה, ה-DVR שומר על עירור DC ברמה קבועה ואינו מווסת את המתח באופן אקטיבי. מצב זה משמש בדרך כלל במהלך הפעלה ראשונית או בדיקה, בדומה לתקופת ההכשרה של עובדים חדשים לפני שהם מתחילים לעבוד.
3. מצב בקרת כוח תגובתי
כאשר הגנרטור פועל במקביל לרשת החשמל, ה-DVR מחשב ושולט במדויק על ההספק התגובתי (var) ברמה שנקבעה. הוא מחשב את ההספק התגובתי על סמך ערכי מתח המוצא והזרם של הגנרטור, ולאחר מכן מתאים את זרם העירור כדי לשמור על הערך שנקבע.
4. מצב בקרת גורם כוח
במצב זה, ה-DVR מבטיח שמקדם ההספק של הגנרטור נשמר ברמה שנקבעה, תוך תיאום היחס בין הספק פעיל לתגובתי.
שש הפונקציות העיקריות של DVR
ה-DVR הוא לא רק המוח של הגנרטור אלא גם כולל שש פונקציות הגנה:
1. כיבוי יתר של-עירור - אם מתח השדה המגנטי חורג מהערך המוגדר מראש (לדוגמה, 80V DC) למשך 15 שניות, ה-DVR יכבה באופן נחרץ.
2. כיבוי מתח יתר של הגנרטור - אם מתח המוצא של הגנרטור עולה על 120% מהערך הנקוב ונמשך 0.75 שניות, ה-DVR יפעל מיד וינתק את אספקת החשמל.
3. כיבוי -על טמפרטורה - ה-DVR מצויד בפונקציית ניטור טמפרטורה פנימית. כאשר הטמפרטורה עולה על 70 מעלות, הוא יגן על עצמו כדי למנוע נזק עקב התחממות יתר.
4. כיבוי אובדן זיהוי גנרטור - אם ה-DVR לא מצליח לזהות את פלט המתח של הגנרטור, הוא יכבה אוטומטית כדי למנוע הפעלה שגויה.
5. הגבלת- עירור יתר - זרם השדה המגנטי מוגבל בטווח בטוח (ניתן לכוונון מ-0 עד 7.5A) עם השהיית זמן של 0 עד 10 שניות כדי למנוע זרם מופרז.
6. נסיעה קצרה-קצרה-מהירה - זוהי מיומנות הצלת-החיים האולטימטיבית של ה-DVR. כאשר מזוהה קצר חשמלי מהיר, הוא יפעל מיד כדי להגן על רוטור הגנרטור מפני נזקי זרם יתר.
תרחישי יישום של DVR
היקף היישום של DVR רחב מאוד, במיוחד במקומות בהם דרישות יציבות המתח גבוהות במיוחד:
מרכזי נתונים - אלפי שרתים דורשים אספקת חשמל יציבה. תנודות מתח עלולות להוביל לאובדן נתונים או קריסות מערכת.
בבתי חולים, יש להבטיח לציוד באזורים קריטיים כמו חדרי ניתוח ויחידות טיפול נמרץ אספקת חשמל יציבה ללא כל תקלה.
מפעלי מוליכים למחצה - תהליך ייצור השבבים הוא מדויק ביותר, ותנודות מתח עלולות לגרום למחיקה של אצווה שלמה של מוצרים.
מערכת החשמל של הספינה - בים, הגנרטור הוא מקור הכוח היחיד, וה-DVR מבטיח אספקת חשמל יציבה.
תחנות כוח מבודדות באי - תחנות כוח עצמאיות באזורים מרוחקים, DVR מבטיח את איכות החשמל עבור תושבים וארגונים.
העתיד של DVR: חכם ואמין יותר
עם התפתחות טכנולוגיית המחשב, מכשירי DVR הפכו ליותר ויותר אינטליגנטיים. כעת ניתן לחבר מכשירי DVR מודרניים למחשבים אישיים באמצעות ממשקי תקשורת RS-232, וניתן להגדיר ולשלוט בפרמטרים במהירות ובנוחות באמצעות תוכנת Windows.
כמה מכשירי DVR מתקדמים משלבים גם חוקי בקרת PID (נגזרת-אינטגרלית-פרופורציונלית), שיכולים לפתור טוב יותר את הסתירה בין דיוק ההתאמה ליציבות, ולגרום למחולל לפעול בצורה חלקה יותר.
בעתיד, עם כניסת הבינה המלאכותית וטכנולוגיית הביג דאטה, מכשירי DVR עשויים להפוך לחכמים עוד יותר - הם לא רק יוכלו להתאים את המתח בזמן אמת אלא גם לחזות בעיות מתח פוטנציאליות ולנקוט אמצעי מניעה מראש, ובאמת ישיגו את המטרה של "להתכונן לימי גשם".