Разновидность и принцип работы стабилизаторов напряжения

  Основной задачей стабилизатора напряжения является стабилизация     входного напряжения и очистка напряжения от   различных            высокочастотных колебаний. Тип стабилизатора – это тип его внутреннего  механизма, благодаря которому он все   это выполняет. В этой статье мы  рассмотрим различные виды стабилизаторов напряжения, их отличия,      схемы, преимущества   и недостатки.

 1. Виды стабилизаторов напряжения

 Релейные стабилизаторы напряжения

Релейные стабилизаторы получили наиболее широкое распространение  из-  за оптимального соотношения необходимых   параметров и цены. Они  имеют быстродействие от 0,5 до 1 с в зависимости от применяемых реле и  величины перепада   входного напряжения.

  Из минусов – при переключении реле происходит скачок напряжения (15- 25 Вольт в зависимости от количества ступеней   переключения). Для дешевой техники это не существенно, но свет будет моргать. Поэтому при переключении стабилизатора   может наблюдаться небольшое мигание ламп освещения .

 Как и все современные стабилизаторы напряжения его основу составляет силовой трансформатор и электронный блок.   Электронный блок релейного стабилизатора напряжения представляет собой микроконтроллер, в котором происходит анализ   входного и выходного напряжения и вырабатываются сигналы для управления силовыми реле стабилизатора. При   формировании управляющего напряжения микроконтроллер учитывает время срабатывания силовых реле. Это позволяет   производить переключения практически без разрывов. В результате форма напряжения на выходе релейного стабилизатора   повторяет форму на входе. Количество срабатываний (переключений) реле ограничен. В данном типе стабилизаторов очень   мало систем защит, поэтому они не славятся особой надежностью и часто доставляют довольно серьёзные неудобства   своим  владельцам.

 

 

Электромеханические стабилизаторы напряжения

Другое название – сервоприводные стабилизаторы напряжения.

Принцип их действия следующий: плата управления анализирует входное напряжение, и в зависимости от ситуации передает сигнал на сервомотор, расположенный внутри тороидальной катушки. Этот мотор передвигает на необходимое количество витков токосъемную щетку.

Такой принцип действия обеспечивают более высокую точность стабилизации (2-3%, по сравнению с релейными 8-10%).

Точность зависит от количества витков трансформатора. Шаг изменения таким образом будет равен количеству вольт на один виток.

Скорость движения щетки ограничена возможностями сервомотора, чаще всего скорость добавления 10-15 Вольт/сек. При скачках напряжения на 30-40 Вольт, приборы могут оказаться под опасным напряжением на несколько секунд.

И еще стоит обратить внимание, у некоторых производителей, мотор сам питается от входного напряжения и поэтому когда происходит сильная просадка напряжения ему просто не хватает питания и происходит “зависание” стабилизатора. Но для света, это оптимальный выбор, свет хоть и будет “проседать” при скачках напряжения но не так сильно как у релейного и более мягко.

Такой тип стабилизатора рекомендован в сети, где напряжение стабильно занижено или завышено, и нет резких скачков.

Тиристорные (симисторные) стабилизаторы напряжения

Принцип их работы основывается на автоматическом переключении секций (обмоток) автотрансформатора с помощью силовых ключей – тиристоров. Чем-то этот тип похож на релейные стабилизаторы, но в отличие от них не имеют контактной группы. Также они имеют намного большее количество ступеней стабилизации и обладают большей точностью – от 1% до 6%.

Скорость реакции на колебания в питающей сети практически мгновенная – не более 0,1 с.

Комфорт использования такого стабилизатора виден сразу – тишина в доме гарантирована.

Наибольшим минусом данного типа стабилизаторов напряжения – высокая цена.

 

Сравнительная Таблица

Технические Параметры для сравнения

Сервопривод

(Электродинамические)

 

Релейные

 

Электронные полупроводниковые (тиристорные пары, тиристорные модуля)

Быстродействие

0,5 - 2,0 с

10 – 30 мс (Время переключения реле)

10 – 20 мс (время от момента изменения до полной стабилизации напряжения)

Изнашиваемая механическая поверхность

Да

(Рабочая поверхность сервопривода)

Да

(механические контакты реле)

Нет

Аварийные срабатывания защит

1,0 с

30 – 70 мс

20 мс

Дополнительный рабочий шум

Шум работы серводвигателя

Шум (щелчки) реле при переключении ступеней.

нет

Ресурс переключений

Рабочая поверхность сервопривода как правило изнашивается за 1 – 2 года (в зависимости от эксплуатации)

10 – 50 тыс. сраб

нет

Искажение формы выходного напряжения

минимальное

Падение до нуля в момент переключения в период 10мс

Минимальное 0,1 – 0,3%

Комплектация

Только Китай

Только Китай

Россия, Европа, Азия

Гарантийный срок

1 – 2 года

1 год

3 – 5 лет

Алгоритмы работы

Ограниченный (не рекомендуется применять для стабилизации электронного оборудования в сетях с резкими изменениями напряжения)

Ограниченный (не рекомендуется применять для стабилизации электронного оборудования)

Универсальный

 

 

Дополнительные функции стабилизаторов напряжения

Кроме основной функции стабилизаторов напряжения – стабилизации, есть также и минимальный набор функций и параметров:

 

1.Анализ выходного напряжения. Стабилизатор должен быть оснащен информационным дисплеем, который показывает входное и выходное напряжение. Если на стабилизаторе есть функция анализа входного напряжения, это будет дополнительной полезной информацией.

2.На больших номиналах ( чаще от 5000 ВА) устанавливается функция «Bypass» – опция в электронном устройстве, позволяющая выполнить коммутацию входного напряжения непосредственно на выход, минуя все функциональные блоки и трансформатор. То есть возможность включать сеть в обход стабилизатора напряжения. Если напряжение нормализовалось или Вам не нужен сейчас стабилизатор – нажали рычажок вверх и напряжение пошло минуя блок стабилизации.

Байпас также нужен, если напряжение опустилось ниже предела работы стабилизатора, и он уже не справляется и может перегреться. Тогда напряжение подается напрямую, через байпас.

3. Виды крепления стабилизаторов напряжения
Существуют два типа крепления стабилизаторов напряжения – напольное и настенное исполнение.
Напольное исполнение подразумевает, что стабилизатор находится на полу либо другой горизонтальной опоре. Такое расположение не всегда удобно. Особенно мощные и крупные стабилизаторы на полке не разместишь из-за своего веса, а на полу они занимают достаточно большие площади.
При навесном исполнении стабилизаторы делают более плоскими, для удобства клиентов. В принципе они могут использоваться и в напольном исполнении, только часто информационная часть табло оказывается в таком случае “вверх ногами” к пользователю.

4. Во многих моделях на рынке стабилизаторов напряжения используется кнопка задержки. Это сделано, для того, чтобы если пропадет напряжение в сети или временно выйдет за рамки рабочего диапазона, то оборудование до следующего включения придет за это время задержки в положение покоя. Во многих стабилизаторах кнопка задержки предлагается в нескольких диапазонах -6, 90, 120 сек. В более современных моделях задержка уже стала автоматическая и когда она включается, то показывает потребителю на табло время включения стабилизатора в в виде обратного отсчета и позволяет пользователю регулировать ее с шагом в 1 сек.

Задержка включения нужна прежде всего для компрессорного оборудования – холодильников и т.п.