К какой бы разновидности ни относился стабилизатор напряжения, его миссия - уберечь электроприборы от некачественного переменного напряжения. Предельные отклонения от нормы в 220В, согласно ГОСТу, должны составлять плюс-минус 10 %. Эти стандарты явно завышены, но даже их отечественные энергетики умудряются игнорировать. В связи с этим стандартными стабилизаторами отечественного производства входное напряжение удерживается в пределах 150–260 В.
Стабилизатор напряжения становится насущной необходимостью, когда низкое напряжение то и дело останавливает работу или мешает запуску холодильника, вынуждает рябить изображение телевизора и др. По большому счету, все электронные бытовые приборы требуют стабильности напряжения, и это потребность тем больше, чем больше аппаратура напичкана электроникой. А таковая присутствует, к примеру, в т.н. экономных лампах, о чем известно далеко не всем.
В условиях нашей электросети нежелательно использовать приборы, рассчитанные на потребителей из стран Евросоюза. Как и в государствах СНГ, в России допустимой считается 10 %-ая разница с «классическим» напряжением 220В. С ориентиром на эти показатели и выпускаются отечественные электроприборы. Таким образом, даже если напряжение составляет 198-242В, все эти агрегаты должны работать без сбоев. Стандарты европейских стран более жестки, разброс здесь меньше. В результате характеристики выпущенной для Европы электротехники не соответствуют параметрам наших электросетей.
Если видимых «симптомов» ненормального напряжения нет, зато есть сомнения, достаточно простейшего тестера за несколько долларов, чтобы замерить показатели сети. Сделать это просто даже тем, кто никогда не имел дела с этим прибором. Правильнее всего делать замеры в течение нескольких дней (желательно, чтобы это были и будни, и выходные), время суток должно быть тоже разным. В соответствии с показаниями тестера принимают то или иное решение о целесообразности установки стабилизатора.
Напряжение, не вышедшее за рамки диапазона 205-235В, означает, что стабилизаторы можно поставить разве что только для самых дорогих и наиболее важных приборов. Если напряжение больше или меньше диапазона 205-235В, если оно резко меняется, если видно, что свет мигает, но при всем при этом оно остается в пределах 195-245 В, то «показания» к установке стабилизатора следующие: для источников освещения его наличие обязательно, для всех остальных приборов - очень и очень желательно. И наконец, наличие стабилизатора является насущной необходимостью, если значения напряжения были меньше 195 или больше 245 В, если на протяжении одних суток напряжение скачет от минимума до максимума.
Будет нелишним знать, что напряжение 198В или 242В, которое по отечественным стандартам считается нормой, на самом деле приводит к тому, что бытовая техника «живет» значительно меньше отведенного ей времени. Причем «старость» наступает тем раньше, чем больше в приборе используется электроники. Износ становится повышенным в разы, когда напряжение выходит за границы этого диапазона. Именно на пониженном напряжении лежит ответственность за достаточно распространенные поломки холодильников. Если напряжение стабильно держится на уровне 160-190 В, то это оборудование может отказаться работать спустя всего год после начала использования – и такие ситуации не являются чем-то из ряда вон выходящим. Стабилизатор поможет значительно увеличить срок эксплуатации бытовой техники.
Пониженное и/или нестабильное напряжение в сети электропитания может необратимо повредить всю бытовую технику в Вашем доме! И, при этом, в бесплатном гарантийном сервисе, вероятнее всего, Вам будет отказано, так как, гарантия имеет силу лишь при условии, что устройство эксплуатируется в условиях электропитания удовлетворяющих строгим техническим требованиям к напряжению питания — 220 вольт ±10%.
Специально для решения проблемы нестабильного электроснабжения электроаппаратуры, сглаживания перепадов и скачков отклонения питающего напряжения в сети электропитания (стабилизация напряжения питания) выпускается специальное защитное устройство — стабилизатор переменного сетевого напряжения (он же нормализатор напряжения, AVR, Automatic Voltage Regulator — автоматический регулятор напряжения, voltage stabilizer или в простонародье — повышающий трансформатор, выравниватель, преобразователь, выпрямитель напряжения / тока)
Бытовая техника, подключенная через стабилизатор напряжения, работает в щадящем режиме электропитания со стабилизированным входным напряжением питающей сети, что позволяет значительно продлить ее эксплуатационный ресурс и даже сэкономить на электроэнергии т.к. вся бытовая техника изначально проектируется на конкретное значение напряжения в сети, и именно при этом напряжении обеспечивается оптимальный режим работы и самый высокий КПД.
Стабилизаторы напряжения также могут использоваться для защиты электродвигателей. Возможно, Вы замечали как трудно стартовать электродвигателю при пониженном напряжении в сети. Если подано напряжение меньше нормы — двигателю не хватает пусковой мощности, он просто стоит и потребляет огромный пусковой ток, который раз в пять-семь больше рабочего. Двигатель очень быстро перегревается и выходит из строя.
А теперь представьте, что это двигатель Вашей новой стиральной машинки или нового холодильника — нужен стабилизатор напряжения.
Стабилизатор напряжения для частного дома или дачи — просто необходим для защиты от постоянных перепадов напряжения в сети.
Для корректного повышения/понижения напряжения в сети, для защиты то низкого/высокого напряжения необходим повышающий/понижающий стабилизатор напряжения от авторитетного производителя. Напряжение вольтодобавки будет автоматически подбираться в зависимости от уровня просаженности напряжения во входной электросети, а в случае аварийного изменения входного напряжения вся аппаратура будет автоматически отключена от сети.
Вывод очевиден: если общая стоимость бытовой техники и электроприборов у Вас в доме в несколько раз больше чем цена самого дорогого стабилизатора напряжения — стоит задуматься о его покупке.
Чем опасны скачки напряжения?
Скачок - это кратковременное увеличение входного напряжения до недопустимого предела - от 240 В и более. Даже очень непродолжительного (менее секунды) скачка может быть достаточно для выхода из строя блоков управления котла отопления, скважинного насоса, стиральной машины, любого устройста, которое имеет "мозги". Причина проста: подавляющее большинство электронных компонентов (кондесаторы, резисторы и пр.), из которых состоят платы управления, контроллеры и прочие микросхемы, способны выдержать напряжение до 250В. Это верхний предел, за которым, как правило, следует разрушение компонента.
Следует отметить, что стабилизаторы не являются рациональной защитой от импульсных скачков. Импульсный скачок возникает вследствии нескольких причин, но в основном это грозовые разряды. Качественный стабилизатор не пропустит импульсный скачок к потребителям, но и работать дальше не сможет: потребуется визит в сервисный центр. Для защиты от импульных перенапряжений применяют комплекс мер, центральное место в которых занимает особое устройство - УЗИП. Впрочем, с недавнего времени итальянские стабилизаторы Ortea оснащаются УЗИПами.
Хороший стабилизатор в большинстве случаев не пропустит грозовой разряд, но после этого ему потребуется ремонт.
Чем опасно повышенное и пониженное напряжение?
Опасность повышенного напряжения очевидна: ко всем непрятностям скачка добавляется длительность: если скачок, в зависимости от своей амплитуды может теоретически пройти без последствий, то длительное воздействие высокого напряжения гарантированно приведёт к поломкам "умных" машин.
При пониженном напряжении многие приборы работают плохо: обогреватели разогреваются непомерно долго, "умная" техника не включается вообще, микроволновка не разогревает и т.д. Особому риску подвергается оборудование с электродвигателями: кондиционеры, холодильники, насосы, приводы автоматических ворот и т.д. Это связано с тем, что при понижении напряжения пропорционально возрастает ток в обмотках электродвигателя. Повышение тока ведёт к повышению температуры, что в свою очередь приводит к повреждению, а затем и к пробою изоляции. Ремонт двигателя в этом случае нецелесообразен.
Ни один стабилизатор не способен устранить проблемы, вызванные аварийным состоянием проводки, постоянно использоваться на пределе технических возможностей и работать в условиях сильных искажений частоты тока.
Классический стабилизатор напряжения представляет собой трансформатор, оснащённый платой управления, механизмом выбора количества витков обмоток катушки трансформатора, различными измерительными устройствами: как минимум, вольтметром и датчиком температуры трансформатора, средствами индикации и коммутационным устройством. Подбирая соотношение между количеством витков первичной и вторичной обмоток трансформатора, можно увеличивать или уменьшать напряжение на концах вторичной обмотки. На этом свойстве работают все стабилизаторы напряжения, за исключением инверторных.
Инверторный стабилизатор вообще не имеет в своём составе трансформатора, его работа основана на двойном преобразование тока: сначала из переменного в постоянный, а затем обратно. Это самый современный на сегодняшний день тип стабилизаторов напряжения.
На самом деле типов стабилизаторов больше, мы же перечислим только те, которые нашли массовое применение в быту и промышленности.
Как вы видите, по большому счёту есть три типа стабилизаторов: электронные, электромеханические и инверторные. Принципиальное отличие между первыми двумя - способ переключения между обмотками на трансформаторе. Электромеханические стабилизаторы имеют в своем составе маленький электродвигатель, который физически перемещает щётку или ролик по катушке трансформатора, используя тем самым необходимое количество витков. Электронные стабилизаторы не имеют движущихся частей, переключение между заранее определёнными витками катушки осуществляется с помощью силовых ключей: реле, тиристоров или симисторов. Инверторный стабилизатор вообще не имеет трансформатора: основными деталями в нём служат IGBT-транзисторы и конденсаторы.
Конструктивные особенности определяют преимущества и недостатки того или иного типа стабилизатора в работе. Попробуем отобразить их наглядно:
| Параметр | Электромеханический стабилизатор | Электронный трансформаторный стабилизатор | |
| Скорость регулирования | Низкая. (механическое движение несравненно медленнее электрического тока)
|
Высокая. (электронное переключение осуществляется за миллисекунды)
|
Высокая. (переключений вообще не происходит)
|
| Перегрузочная способность | Высокая. Все электромеханические стабилизаторы способны к длительной перегрузке. (до 30 минут в зависимости от степени перегрузки) |
Низкая. Даже кратковременная (до 10 сек) перегрузка скорее исключение, чем правило. |
Очень низкая. до 5 сек максимум. |
| Фильтрация помех | нет | нет | есть |
Электромеханические стабилизаторы в меньшей степени способны противостоять скачкам, но более способны к перегрузкам.
Электронные стабилизаторы, наоборот, лучше справляются со скачками, но хуже держат перегрузку.
Инверторные стабилизаторы отлично справляются со скачками напряжения, имеют бесступенчатое регулирование и способны устранить высокочастотные помехи в сети. Но совершенно неспособны к перегрузке.
Другое его название - сервоприводный. Принцип действия довольно прост: по команде платы управления маленький электродвигатель приводит в движение держатель, на конце которого закреплена графитовая щётка. Регулирование осуществляется плавным перемещением щётки по обмоткам трансформатора.
На фото вы видите трансформатор и щёточный узел стабилизатора Энергия СНВТ-1500 New Line. Трёхлетняя эксплуатация оставила на нём заметные следы, но прибор по состоянию на май 2016 в строю. Отчётливо видны потемнения на трансформаторе в области перемещения щётки - это следы истирания графита. Также видно небольшое оплавление изоляции или лака на витках катушки. Это "вариант нормы", однако проблема может быть глубже. Если оплавление более значительное и происходит в зоне щёточного контакта, щётка начинает цепляется за выступы. Уменьшается площадь контакта, появляется искрение, растёт нагрев, стабилизатор выходит из строя. У отвественных производителей подобных неприятностей не происходит - плата управления по сигналу датчика тока и датчика температуры трасформатора отключит стабилизатор раньше, чем начнётся серьёзное оплавление.
Эти стабилизаторы, также как и электромеханические, имеют сервопривод, но вместо щётки по обмоткам трансформатора перемещается ролик. Преимущества ролика над щёткой очевидны: ролик никогда не зацепится за неровность на катушке и не сотрётся даже при при очень интенсивной работе. На фото изображён стабилизатор Ortea Vega 2.5 в разборе. Хоть качество фотографии и оставляет желать лучшего, очевидно, что придраться не к чему. Намотка плотная - виток к витку, массивный держатель ролика, надёжное крепление трансформатора к корпусу, каждый проводок обжат наконечником. Качественный и продуманный монтаж налицо. Стабилизатор надёжный и долговечный.
В основе принципа действия релейных стабилизаторов лежат электромеханические реле, которые осуществляют переключение между отводами трансформатора. При работе реле издаёт характерный звук - щелчок. На фотографии видно, как оранжевые провода из трансформатора соединяются через клеммную колодку с черными блоками на плате. Это и есть отводы трансформатора, соединённые с реле. Каждый отвод есть окончание определённого количества витков провода на катушке. Плата управления по замерам входного и выходного напряжения определяет, какой из отводов использовать в данный момент и задействует его, замыкая соответствующее реле. Реле, устанавливаемые на стабилизаторы отечественного производства (Каскад), имеют ресурс до 9 000 000 (!) срабатываний. Это очень много. На фото запечатлён стабилизатор Каскад СН-О-12 2005 года выпуска, который исправно работает по состоянию на май 2016 года. Релейные высокоточные стабилизаторы не встречаются: максимально высокая точность, представленная на сегодняшний день на рынке - 2,5%. В целом об отечественных релейных стабилизаторах можно сказать, что они имеют не самые выдающиеся технические характеристики, но при этом практически неубиваемы.
Алгоритм работы тиристорных и симисторных стабилизаторов точно такой же, как и у релейных - плата управления посылает сигнал, электронный ключ (тиристор или симистор) срабатывает - необходимый отвод задействован. Бесшумно, молниеносно. Говоря простым языком тиристор - это электронный выключатель. Он имеет два состояния - открытое и закрытое: подавая на него сигнал, можно управлять его состоянием. Симистор - это разновидность тиристора, разница между ними не влияет на определяющие технические характеристики стабилизатора. Надёжность, скорость работы, неприхотливость к температурным условиям этих компонентов определили массовость производства стабилизаторов на их основе. Тиристорные или симисторные стабилизаторы могуть иметь очень широкие технические характеристики. Приобретая любой тиристорный стабилизатор отечественного производства, можно рассчитывать на 7 - 10 лет его эксплуатации.
Принцип работы инверторного стабилизатора заключается в двойном преобразовании проходящего через него тока. Трансформатор в таких стабилизаторах отсутствует, его место занимает цепь устройств: входной фильтр, выпрямитель, конденсаторы, инвертор и система управления.
Проходя через эту цепь, ток фильтруется от помех, преобразуется в постоянный, а затем обратно в переменный. Это позволяет достичь на выходе идеальной формы тока и напряжения, а скачки напряжения поглощаются конденсаторами. Это передовой тип стабилизаторв напряжения: они способны работать в очень широком диапазоне входного напряжения с очень высокой точностью. Впрочем, без недостатков не обошлось: перегрузочная способность практически отсутствует, а IGBT транзистор, лежащий в основе надёжного инвертора, очень дорог.
Импортные стабилизаторы представлены на российском рынке в основном китайскими аппаратами. Они имеют очень привлекательную цену, но на этом их достоинства заканчиваются. Сомнительное качество электронных компонентов, минимальный запас прочности деталей, небрежная сборка и, как следствие, короткий срок службы, которого едва-едва хватает на гарантийный срок. Как только не ухищряются недобросовестные продавцы этих приборов, чтобы скрыть страну-производителя. Одной из таких уловок является ввоз партии через Прибалтику - отметка в документах о стране ввоза позволяет заявлять о прибалтийском происхождении стабилизаторов (знаменитые Латвийские стабилизаторы). Другой способ ввести покупателя в заблуждение - иметь отечественную торговую марку и собранный в Китае стабилизатор называть отечественным, не уточняя, что отечественный только бренд, а сборка и комплектующие, включая трансформатор, совершенно не отечественная.
Но есть и действительно высококачественные импортные аппараты: итальянские стабилизаторы Ortea или Oberon. Однако в условиях текущего курса евро они сильно проигрывают по цене своему аналогу - стабилизатору Сатурн , который совершенно не уступает им качестве. А по некоторым характеристикам, например, перегрузочной способности и вовсе превосходит. Стабилизаторы немецких производителей у нас в стране практически не представлены. Покупать их за те деньги, которые за них просят, разумный человек не станет.
Поэтому можно с уверенностью сказать, что
Качественный стабилизатор по относительно доступной цене в большинстве случаев окажется отечественным.
Ответ прост: по весу. Российский трансформаторный стабилизатор на 10 кВА со средними техническими характеристиками весит не менее 30 кг. Стабилизатор с хорошими техническими характеристиками, например, Progress 10000L , весит 43 кг. Большая часть этого веса приходится на трансформатор, а это значит, что он гарантированно выдержит номинальную мощность и заданный диапазон входного напряжения. Могучий магнитопровод из специальной трансформаторной стали и запас по намотке гарантируют долгий срок исправной службы. Поэтому, если вы видите трансформаторный стабилизатор мощностью 10000 ВА и при этом его вес составляет всего 20 кг, стоит задуматься о его надёжности и сроке службы.
Качественный трансформаторный стабилизатор лёгким быть не может.
В случае с инверторным стабилизатором следует убедиться, что он выполнен на IGBT-транзисторах: это залог его надёжности и соответствия паспортным характеристикам.
Самый верный способ подбора мощности стабилизатора - замер с ежесекундной записью в течение суток
Мощность стабилизатора (ВА) = сумма мощностей всех потребителей (Вт) * коэффициент одновременности / коэффициент нагрузки + запас 15%
Разберём эту формулу:
где 0.8 - это и есть коэффициент нагрузки. Вот мы и получили полную мощность наших электроприборов в киловольт-амперах
Мощность стабилизатора (ВА) = 220 (Вольт) * номинальный ток вводного автомата (Ампер)
Вводной автоматический выключатель служит не только последней ступенью защиты от короткого замыкания, но и физическим ограничителем тока, который вы вправе потреблять по договору с электросбытовой организацией. Устанавливают их не просто так, а исходя из мощности имеющего в населённому пункте трансформатора, сечения подводящих кабелей и общего состояния электрохозяйства населённого пункта. Поэтому их зачастую опечатывают.
Отсюда следует вывод, что мы не можем потребить тока больше, чем это позволяет вводной автоматический выключатель - он просто отключится.
На фотографии мы видим очень качественный и педантичный монтаж: во влагозащищённом щите на столбе размещён двухполюсной автоматический выключатель на входе, затем счётчик и пара узо-автомат после счётчика. На каждом из этих устройств указан номинальный ток, на который оно рассчитано.
На этой фотографии на автоматическом выключателе мы видим символы "C32". Они означают, что этот автомат имеет характеристику "С" и рассчитан на номинальный ток 32 Ампера. Номинальное напряжения в наших сетях 220 Вольт, поэтому номинальная мощность этого автомата = 32 А * 220 В = 7040 ВА.
Казалось бы, стабилизатор мощнее 8 кВА ставить сюда бессмысленно, т.к. автомат пропускает только 7 кВА. Подвох кроется в характеристике "С".
Характеристка автоматического выключателя представляет собой зависимость скорости отключения от перегрузки. Эта тема очень обширна, вкратце скажем лишь, что харктеристика С подразумевает моментальное отключение при превышении номинального тока автомата не менее чем в 8 - 10 раз при 25 °C. На графике видно, что при четырёхкратной перегрузке отключение будет происходить от 4 до 8 секунд! Это означает, что пусковые токи для этого автомата вообще нипочём. А если мы перегрузим автомат характеристики С в 1,5 раза, он отключится через 40 минут, и это при темпреатуре 25 °C. При низкой температуре отключение будет происходить ещё медленнее. То есть, если на улице мороз, а вы перегрузили ваш автомат характеристики "С" на 25% - он скорее всего, не отключится вовсе. Стабилизаторов с аналогичной перегрузочной способностью не существует.
Перегрузочная способность стабилизатора должна с лихвой покрывать пусковые токи электродвигателей!
Байпас - это комммутационное устройство для переключения электроснабжения в обход стабилизатора.
Зачем эта функция может понадобиться?
На сегодняшний день производители стабилизаторов реализуют байпасы в следующих видах:
Как правило, стабилизатор имеет два диапазона напряжения - номинальный и максимальный.
При выборе стабилизатора необходимо основываться на его номинальном диапазоне входного напряжения
Каждый конкретный стабилизатор рассчитан на непрерывную длительную эксплуатацию в номинальном диапазоне входного напряжения. Все основные характеристики прибора (мощность, погрешность, уровень шума и пр.) указаны в паспорте исходя из его работы в номинальном диапазоне входного напряжения. Отсюда следует:
Чем шире номинальный диапазон входного напряжения стабилизатора - тем лучше
Однако, диапазон входного напряжения стабилизатора напрямую связан с его ценой. Чем шире - тем дороже. Поэтому, купив мультиметр, можно попытаться сэкономить на стабилизаторе. Проведите серию замеров напряжения в разные дни недели, включая выходные, и в разное время суток, в том числе ночью. Даже проведя несколько замеров, оставьте себе запас по диапазону, так как напряжение может меняться со сменой времён года, особенно зимой.
Для большинства бытовых приборов точности стабилизации в 3 - 5% достаточно.
Исключение составляют системы освещения, выполненные на лампах накаливания, электроника газовых котлов отопления, hi-fi и hi-end техника. Для этих приборов лучше выбирать стабилизаторы с погрешностью выходного напряжения от 1,5% и меньше.
Телевизоры, холодильники, насосы, кондиционеры, стиральные машины, в общем, вся бытовая техника в высокоточных стабилизаторах не нуждается: 2,5-3% погрешности оптимально, 5% - допустимо.
Стабилизатор сетевого напряжения 220В - это устройство, которое выравнивает напряжение из питающей сети, до определенного значения, и отдаёт потребителям стабильные 220 вольт, независимо от скачков и просадок на линии. Установка такого прибора обеспечит защиту электрических приборов от ненормальных режимов работы, таких как и высокий или низкий его уровень. В этой статье мы рассмотрим устройство и принцип работы стабилизаторов напряжения, а также разновидности данных устройств и область их применения.
Стабилизатор напряжения (СН) - это устройство, предназначенное для преобразования входного нестабильного напряжения из электросети: заниженного, завышенного или с периодическими скачками, в стабильное по величине на выходе устройства и подключенных к нему электроприборах.
Перефразируем для чайников: стабилизатор делает так, чтобы для подключенных к нему приборов напряжение всегда было одинаковым и близким к 220В независимо от того, каким оно поступает на его вход: 180, 190, 240, 250 Вольт или вообще плавает.
Отметим, что 220В или 240В это стандартная величина для РФ, Беларуси, Украины и так далее. Но в некоторых странах ближнего и дальнего зарубежья оно может быть другим, например 110В. Соответственно «наши» стабилизаторы там работать не будут.
Стабилизаторы бывают разных : как для работы в цепях постоянного тока (линейные и импульсные, параллельного и последовательного типов), так и для работы в цепях переменного тока. Последние часто называют «стабилизаторы сетевого напряжения» или просто «стабилизаторы 220В». Если говорить простым языком, то такие стабилизаторы подключают к электросети, а уже к нему подключают потребители.
В быту СН используют для защиты как отдельных приборов, например, для холодильника или компьютера, так и для защиты всего дома, в этом случае мощный стабилизатор устанавливается на ввод.
Конструкция стабилизаторов зависит от физических принципов, на которых они работают. В связи с этим они подразделяются на:
По количеству фаз могут быть однофазными и трехфазными. Большой диапазон мощностей позволяет выпускать стабилизаторы как для дома, так и для небольших бытовых приборов:
Так и для для крупных объектов:
Стабилизаторы достаточно энергоэффективны. Потребление электроэнергии составляет от 2 до 5%. Некоторые стабилизирующие устройства могут иметь дополнительные защиты:
Стабилизаторы напряжения бывают разных типов, каждый из которых отличается принципом регулирования. Эти отличия мы рассмотрим далее. Если обобщить принцип работы и структуру всех типов, то стабилизатор сетевого напряжения состоит из 2 основных частей:
Если напряжение на входе в норме, то у некоторых моделей стабилизаторов есть функция «байпас» или «транзит», когда входное напряжение просто подаётся на выход до тех пор, пока не выйдет из заданного диапазона. Например, от 215 до 225 вольт будет включен «байпас», а при больших колебаниях, допустим, при просадке до 205-210В - система управления переключит цепь на силовую часть и начнет регулировку, повысит напряжение и на выходе будут уже стабильные 220В с заданной погрешностью.
Плавная и самая точная регулировка выходного напряжения у инверторных СН, на втором месте - сервоприводные, а у релейных и электронных регулировка происходит ступенчато, и точность зависит от количества ступеней. Как упоминалось выше, лежит в пределах 10%, чаще около 5%.
Кроме упомянутых выше двух частей в стабилизаторе напряжения 220В есть и блок защиты, а также источник вторичного электропитания для цепей системы управления, тех же защит и других функциональных элементов. Общее устройство наглядно демонстрирует картинка ниже:
В то же время схема работы в простейшей форме выглядит так:
Вкратце рассмотрим, как работают стабилизаторы напряжения основных типов.
В релейном стабилизаторе регулирование происходит за счет переключения реле. Эти реле замыкают определенные контакты трансформатора, повышая или понижая выходное напряжение.
Контролирующим органом выступает электронная микросхема. Элементы на ней сравнивают опорное и сетевое напряжение. При несоответствии отдается сигнал переключающим реле на подключение повышающих или понижающих обмоток автотрансформатора.
Релейные СН обычно регулируют электроэнергию в пределах ± 15% с точностью на выходе от ± 5% до ± 10%.
Преимущества релейных стабилизаторов:
Недостатки:
Основные элементы сервостабилизаторов это автотрансформатор и сервомотор. При отклонении напряжения от нормы контроллер отдает сигнал сервомотору, который переключает нужные обмотки автотрансформатора. В итоге применения такой системы обеспечивается плавное регулирование и точность до 1% от общего диапазона.
В сервоприводном СН один конец первичной обмотки трансформатора подключен к жесткому ответвлению автотрансформатора, а второй конец первичной обмотки подключен к подвижному контакту (графитовой щетке), который передвигается серводвигателем. Один вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к входному источнику питания, а второй вывод подключен к выходу стабилизатора напряжения.
Плата управления сравнивает входное и опорное напряжение. При любых отклонениях от заданных вступает в работу сервопривод. Он перемещает щетку по ответвлениям автотрансформатора. Серводвигатель будет продолжать работать, пока разность между опорным и выходным напряжением станет равным нулю. Весь этот процесс, от поступления электроэнергии плохого качества до выхода стабилизированного тока, проходит за десятки миллисекунд и ограничен скоростью перемещения щетки сервоприводом.
Сервоприводные стабилизаторы сетевого напряжения производят в различном исполнении.
Достоинства сервоприводных стабилизирующих устройств:
Недостатки:
Основным отличием этого типа СН является отсутствие подвижных частей и трансформатора. Регулирование напряжения осуществляется методом двойного преобразования. На первом этапе входной переменный ток выпрямляется и проходит через фильтр пульсаций, состоящий из . После этого выпрямленный ток поступает на инвертор, где опять преобразуется в переменный и подаётся в нагрузку. При этом выходное напряжение стабильно как по величине, так и по частоте.
В следующем ролике вы узнаете о принципе работы одного из вариантов реализации преобразователя напряжения из 12В постоянного тока, в 220В переменного тока. Который от инверторного стабилизатора напряжения отличается в первую очередь входным напряжением, в остальном принцип работы во многом похож и видео позволит понять как работает этот тип устройств:
Достоинства:
Недостатки:
Вот мы и рассмотрели, как работает стабилизатор напряжения, для чего он нужен и где применяется. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!
Материалы
