我们听过人们谈论用大锤敲碎坚果吗？在只用一点力就能做到的地方使用过多的力显然是在浪费，但就电力而言，这是我们所有人一直都在做的事情 。从广义上讲，电压是力的电当量，我们经常为电器和小工具提供比实际需要更多的电压。使用“电动大锤”敲开电气螺母既浪费金钱又浪费能源，而且会大大缩短昂贵设备的使用寿命。如果您经营的工厂类似于拥有许多由电动机驱动的大型机器的工厂，使用过多的电压可能会不必要地增加 10-20% 的电费；将其乘以整个工业世界，我们就会遇到一个对经济和地球都不利的大问题。一种解决方案是使用电压优化 设备（也称为电压校正、稳定、调节或降低），它会不断调节您的电力供应，以便您准确获得所需的电压。让我们仔细看看它是如何工作的！

一、电压种类：

有没有注意到我们家里所有的小型电器，每种小型电器使用的电压都略有不同？您的大型电器都设计为使用家用电源，通常为 110 伏或 230 伏，具体取决于您所在的世界。但是较小的小工具将使用各种不同的电压。手电筒大约需要 3 伏特，数码相机需要 4 伏特，手机或 CD 播放器需要 6 伏特，笔记本电脑大约需要 20 伏特等等。有没有想过为什么更大的电器需要更多？想想电压，想想力：从广义上讲，我们需要一个更大的电压来迫使电流通过冰箱或吸尘器中的电动机，而不是通过微小的白炽灯在手电筒或笔记本电脑中的微芯片中。您需要更大的大锤才能敲开更大的螺母。

另一种思考方式是记住，电器使用的电量与其电压成正比。如果您需要电器来做一些需要大量能量的事情（例如修剪树篱或烘干我们的牛仔裤），它还需要每秒投入大量能量――换句话说，功率――这意味着大量的电压。理论上，我们可以用 1.5 伏的电池为滚筒式干衣机供电，但它的微小电压产生能量的速度太慢，无法蒸发掉我们衣服上的水，而且这么小的电源组根本无法提供足够的能量来完成整个过程工作。一个 110 伏（或 220 伏）的干衣机可以正常工作并且速度更快，但如果您的家用电源实际上是 130 伏（或 250 伏），它不一定会有任何区别。

二、什么是过电压：

一旦电力离开发电厂，公用事业公司几乎或根本不知道我们实际上用它做了什么。他们只是给我们所有相同的基本供应，让我们继续使用它。实际上，工业用户将获得比家庭更高的电压供应，因此他们可以驱动强大的工厂机器，但即便如此，供应的电压与我们实际使用的电压之间只有相对粗略的联系。这两件事之间的不匹配可能是一个大问题，也是对能源和金钱的巨大浪费。

大多数电机都是在国际上制造和销售的，并且必须在不同国家/地区以不同电压工作。德国制造的电动车床（工厂切割机）可以在欧洲（世界上很大一部分地区）工作，电压范围为 200-250 伏：在德国，它可以在 230 伏电压下工作；在德国，它可以在 230 伏电压下正常工作；在英国，在有时接近 240 伏的国家电源上，它的工作原理是一样的（没有更快或更好）――但更高的电压会使它浪费大约 10% 的能量，因为它会变得更热（可能会降低它的有用性）生活相当重要）。如果我们在英国使用那台机器，我们可能希望我们的电源是 230 伏而不是 240 伏。这个问题通常被称为过电压。

三、什么是瞬态和谐波：

还有一些其他问题需要担心。由于需求和供应的波动，您的建筑物接收到的电压每小时（甚至每分钟或每秒钟）可能会急剧上升和下降。例如，如果一家工厂在您附近打开和关闭大型电机，这可能会导致 瞬变（短暂的尖峰）功率会影响附近的其他建筑物。尖峰（有时称为浪涌）和凹陷（有时称为骤降）也可能由雷击、发电设备打开或关闭以及许多人同时用电（例如每晚同一时间做饭）引起). 实际上，本应为 230 伏的电源可能会定期波动多达 10% 或更多，从而为您提供大约 210-250 伏的实际电压。

不仅仅是电压会发生变化。理论上，大部分电力以交流电 (AC) 正弦波的形式提供，其上升、下降和反向平稳地变化大约每秒 50-60 次（普通供电频率）。实际上，交流电源还可能包含不规则的高频波形，称为谐波，可能会损坏精密设备（导致过热），因此确实需要滤除。

四、问题有多严重：

作为一般的用户，我们不会太在意这一切；我们大多数人甚至都没有意识到这个问题。像我一样，您可能已经习惯了很多小玩意儿（笔记本电脑、手机、 电动牙刷等），它们都带有内置变压器，可以转换普通电源（在北美和欧洲通常为 110-120 伏特）太平洋地区以及欧洲和其他地区的 ~220?240 伏）在每种情况下都设置为正确的电压（例如，我正在使用的笔记本电脑为 15 伏）。也许您 在一些关键设备（例如您的计算机或无线路由器）上安装了浪涌保护器，以防止尖峰和雷击。

如果您经营一家企业，那么您所提供的电压与您需要的电压之间的不匹配是一个更大的问题：它会让您花费大量实际上不需要花费的钱。

五、电压优化如何工作：

有两种主要的方法来解决这个问题。首先是拥有自己的简单降压变压器（也称为降压或“分接”变压器）将较高的输入电压更改为较低的电平，更符合您的实际需要。拥有专用变电站或变压器的工厂和办公室实际上已经有了这个选项；他们可以简单地重新调整所谓的“抽头设置”（输入电压和输出电压之间的比率），以便他们的变压器提供比以前更低的电压。或者，可以添加一个额外的降压变压器，以将外部电源的电压降低到更接近建筑物内部电力系统所需的电压。这种方法的问题在于它只能解决过压问题。如果我们有时得到的太少电源电压（也称为“欠压”或“掉电”的问题），改变抽头设置以减少过压会使事情变得更糟。

更好的解决方案是使用专用电压优化设备，不断调整电源电压，增加或减少电压，使其保持在狭窄定义的范围内。执行此操作的设备称为电压调节器、电压优化器、电压稳定器或电压校正器。它们无需维护或监控，无需更换即可愉快地工作多年。它们还过滤掉尖峰和谐波，以提供更平滑的电源。

稳压器可以以多种不同的方式工作。有些是基于铁磁谐振变压器 （也称为恒压变压器或 CVT），它们与普通变压器一样，但有一个额外的组件（电感器，基于电容器和内置在次级绕组中的谐振线圈）。通常，变压器的初级（“输入”）和次级（“输出”）是耦合的，因此初级电压的任何变化都会直接反映在次级：如果初级电压升高，则在变压器上升，次级电压也上升相应的量。铁磁谐振变压器中的额外电路使变压器次级部分的磁通量保持在恒定和最大值，无论初级磁通量发生什么变化。这确保了即使输入电压略有变化，变压器也能提供或多或少恒定的输出电压（通常波动 1-3%）。

其他稳压器的工作方式不同。最简单的基本上是 电子的。它们的工作原理是不断测量构成输入电源的波的电压，并将它们与您所说的所需电压进行比较。如果电压太大，他们会添加第二个大小恰到好处的波，与原始波反相，以恰好减去正确的电压量。因此，如果您的输入电源升至 250 伏，并且您将调节器设置为 220 伏，它将在 250 伏上添加相当于 30 伏的颠倒波形，减去刚好足以产生 220 伏的功率。如果电源电压降至 240 伏，校正电压将立即降至 20 伏，从而使输出稳定在 220 伏。

稳压器通常是比简单的降压变压器更昂贵的解决方案，但它可以节省一半的能量，整体节能 10-20%。尽管大型设备的成本高达数千美元或英镑，但通常它们会在 2-3 年内收回成本（以降低能源和维护成本以及延长所连接的电气设备的使用寿命）。他们还对地球有回报：通过减少能源消耗，他们正在帮助您为应对气候变化等环境问题做出积极贡献。