Электромеханический стабилизатор напряжения принцип работы: устройство, принцип работы, плюсы и минусы

Какой стабилизатор напряжения выбрать: электромеханический или электронный

Стабилизатор напряжения – прибор, защищающий оборудование от аварий при перегрузке сети путем сглаживания выходного напряжения. Перегрузки могут быть вызваны перенапряжением, бросками питающего напряжения или высоковольтными импульсами.

Для бытовых целей, в малом бизнесе, промышленности и медицине нужны разные по своим техническим параметрам и степени защищенности стабилизаторы. Главное отличие – мощность и точность коррекции.

Существует два вида стабилизаторов напряжения: электромеханические и электронные.

Также стабилизаторы напряжения подбирают по типу сети: однофазный или трехфазный, и по мощности подключаемого оборудования (кВт или кВА).

Широко используются бытовые стабилизаторы напряжения – при отоплении газовыми котлами в коттедже, даче или частном доме, для защиты бытовой и оргтехники.

Сравнение типов стабилизаторов напряжения или в чем разница между электромеханическим и электронным стабилизатором.

Если вы столкнулись с проблемой перепадов напряжения в сети, то вы уже озадачились вопросом подбора стабилизатора напряжения. И наверняка пришли в замешательство от ассортимента представленных моделей, производителей и диапазона цен на стабилизаторы. Разобраться в таком количестве информации достаточно трудно. Эта статья поможет вам найти качественный стабилизатор напряжения. Чем же отличаются  стабилизаторы и как из десятков  названий выбрать тот, который действительно защитит вашу технику?

Стабилизаторы различаются принципом работы: релейные, электромеханические (сервомоторные, сервоприводные), электронные (симисторные, тиристорные), мощностью, эксплуатационными характеристиками, страной производства (Россия), стоимостью и самое главное — качеством, от которого зависит срок службы.

Как выбрать подходящий стабилизатор напряжения, который не только будет надежно выполнять свои функции, но и не заставит вас переплачивать?

В первую очередь необходимо сформулировать проблемы, характерные непосредственно для вашей сети. Обычно это постоянное завышенное, заниженное напряжение, или их резкие скачки. Для выбора стабилизатора желательно знать точные значения сети.

Далее необходимо выбрать стабилизатор напряжения по наиболее значимым параметрам.

1. Соответствие стабилизатора и сети

Тип стабилизатора должен соответствовать типу сети. Однофазной сети нужен однофазный стабилизатор, трехфазной сети – трехфазный. Если в сети есть хотя бы один трехфазный прибор, необходим трехфазный стабилизатор. Он устанавливается также в том случае, когда в трехфазной сети используются однофазные приборы.

2. Мощность стабилизатора

Мощность стабилизатора подбирается исходя из суммы мощностей приборов и оборудования, которые будут к нему подключены.

Нужно определить полную мощностью нагрузки (ВА) – это сумма активной (Вт) и реактивной нагрузки (ВАр). Для расчета мощности можно использовать формулу: кВт/cos ф = кВа. Значение cos ф разное у разных потребителей. Cos ф бытовых приборов можно принять за 0,8; cos ф электродвигателей – за 0,7.

При этом покупать стабилизатор завышенной мощности не требуется, так как наши стабилизаторы имеют высокую перегрузочную способность. Считаем важным напомнить, что в момент запуска многие электроприборы (такие как асинхронные двигатели, насосы, компрессоры) имеют высокие пусковые токи, то есть потребляют больше электроэнергии, чем в ходе работы в целом. Оптимальным решением для работы с самой требовательной техникой будет электромеханический стабилизатор, который выдерживает перегрузку в 1000%. Определить потребляемую мощность того или иного устройства вы можете, ознакомившись с техпаспортом или инструкцией по эксплуатации.

3. Уровень надежности

Выбирая стабилизатор напряжения, важно обращать внимание на частоту его отказов при тех или иных условиях, ведь именно этот показатель и говорит об уровне его надежности. В настоящее время наиболее надежными считаются 2 вида стабилизаторов:

• Ступенчатого типа – регулировка при помощи реле, обеспечивающих высокую помехоустойчивость и значительный КПД.
• Электромеханического типа, где основной элемент – автотрансформатор, обеспечивающий высокую перегрузочную способность, плавную коррекцию напряжения и высокую точность стабилизации.

4. Точность стабилизатора напряжения

Разным типам оборудования соответствует свой показатель рабочего напряжения, то есть напряжения, которое будет поступать от стабилизатора к технике. Диапазон изменения напряжения на выходе стабилизатора называется точностью коррекции стабилизатора и измеряется в %. Чем этот показатель меньше, тем напряжение ближе к 220 В.

• Для точных измерительных приборов и сложной медицинской аппаратуры с особыми требованиями по безопасности и надежности подойдет высокоточный стабилизатор напряжения с точностью ±1%. На производстве такой стабилизатор необходим для защиты станков и оборудования, дома – при наличии дорогостоящей техники и аппаратуры.
• Большая часть бытовых и офисных электроприборов успешно работает при напряжении 210-230 В, значит, для них подойдут стабилизаторы с точностью не более 5%.

Можно ли  купить дешевый стабилизатор напряжения?

Дешевый стабилизатор — в 80% случаев китайского производства, а как все мы знаем качество китайской техники оставляет желать лучшего. Если вам нужен стабилизатор только на пару лет и с весьма сомнительной гарантией защиты оборудования, то вы конечно в праве выбрать китайский. Но если вы дорожите своей техникой, вам дорого ваше время, спокойствие, и вы не хотите переплачивать за покупку новой техники, к выбору стабилизатора стоит подойти более вдумчиво.

Цель данной статьи помочь вам разобраться в основных видах стабилизаторов и выбрать наиболее подходящий для вас.

Итак: Какой же тип стабилизатора необходим именно вам?

Как мы ранее уже говорили существует несколько основных типов стабилизаторов: релейного типа, электромеханические (сервомоторные, сервоприводные), электронные (симисторные, тиристорные).

Мы обсудим два самых надежных вида стабилизаторов: электромеханические и электронные на примере стабилизаторов напряжения российского производства Сатурн и Каскад торговой марки «Полигон».

Электромеханические стабилизаторы напряжения Сатурн

Эти приборы иначе называют сервомоторными или сервоприводными. Принцип работы электромеханических стабилизаторов напряжения заключается в том, что при изменении входного напряжения по обмотке трансформатора перемещаются графитовые щетки, изменяя выходное значение. Этот процесс осуществляется при помощи регулируемого автотрансформатора (латр), который и перемещает щетку по катушке. Он является коммутационным элементом и регулирует напряжение на первичной обмотке вольтодобавочного трансформатора. Латр входит в качестве основного силового элемента в состав конструкции электромеханического трансформатора. В стабилизаторах Сатурн используется высококачественный автотрансформатор (латр) немецкой компании Thalheimer Transformatorenwerke GmbH (TTW).

Среди достоинств электромеханических стабилизаторов Сатурн нужно выделить высокую точность коррекции ±1%, которая не зависит от подключенной мощности и входного напряжения. Стабилизатор будет работать и защищать всю подключенную технику во всем диапазоне входных напряжений и нет необходимости переплачивать и брать стабилизатор с запасом по мощности. Регулировка напряжения плавная, стабилизаторы выдерживают перегрузки 200% в течение 100 секунд, 400% за 10 секунд и 1000% – 2 секунд.

Также среди плюсов присутствует минимальный износ механический частей за счет отсутствия щеточного узла трансформатора именно в цепи нагрузки и его работе с малыми токами. Низкая шумность стабилизатора достигается благодаря естественной вентиляции, отсутствию вентилятора и благодаря сервоприводу.

Рекомендуется для эксплуатации в тяжелых промышленных сетях, так как коммутационный элемент (щетка) не воспринимает помехи и искажения формы тока и напряжения.

Электронные стабилизаторы напряжения Каскад

Принцип работы электронных стабилизаторов напряжения заключается в переключении при помощи симисторов или тиристоров между обмотками. В электронном стабилизаторе напряжения при изменении параметров входного напряжения, микропроцессор посылает знак на закрытие одной и открытие другой ступени. Именно так осуществляется регулировка количества задействованных витков трансформатора, что влияет на выходные показатели напряжения.

Среди достоинств электронных стабилизаторов выделяют низкий уровень шума, так как используется естественное охлаждение, быстродействие, небольшие габариты устройства. Регулирование выходного напряжения происходит без искажения и разрыва фазы.

В преимущества электронных стабилизаторов Каскад можно включить точность коррекции +/-2,5%, которая не зависит от подключенной мощности и входного напряжения. Такие стабилизаторы работают без потери мощности во всем диапазоне входных напряжений. Плавная отработка всплесков и просадок напряжения. Регулирование выходного напряжения без искажения и разрыва фазы. Как и электромеханические стабилизаторы работают с нулевыми нагрузками, а использование естественного охлаждения избавляет от шума вентилятора. За счет использования собственных трансформаторов не требуется учитывать запас по мощности. Качественная элементная база обеспечивает долгие годы работы.

Стабилизаторы напряжения должны подходить для российских сетей, а это значит, что они должны быть изготовлены с запасом по мощности  и выдерживать большие перегрузки. «Сатурн» и «Каскад» выдерживают перегрузку в 1000%.

Ниже приведено видео, которое поможет осуществить выбор типа стабилизатора.

Стабилизаторы напряжения различных видов производства АО «ПФ «Созвездие» можно приобрести в розничных магазинах или через основной завод в Санкт-Петербурге.
Контактные данные: 8-800-333-00-68 (бесплатно по России), (812) 327-07-06 (Санкт-Петербург), 8 (495) 665-54-39 (Москва), e-mail: [email protected].

Если вы затрудняетесь при выборе стабилизатора напряжения, то специалисты нашей компании грамотно вас проконсультируют.

Сравнение типов стабилизаторов напряжения

Когда человек начинает искать стабилизатор напряжения, он сталкивается с огромным количеством вариантов. Реклама предлагает электронные стабилизаторы напряжения, релейные, электромеханические, гибридные, тиристорные, симисторные или инверторные. Выбора много, а вот, как и что выбирать, не совсем понятно. Попробуем помочь вам разобраться.

Для начала, разобьём все типы стабилизаторов на 2 части: с трансформатором и без него. В основе первых лежит трансформатор, в основе вторых – чисто электроника. Трансформатор – это знакомое всем со школы электрическое устройство, которое за счет законов физики позволяет изменять напряжение: может уменьшать или увеличивать его. В основе подавляющего большинства стабилизаторов напряжения лежит автотрансформатор. У автотрансформатора есть первичная и вторичная обмотки:

На вторичной обмотке траснформаторных стабилизаторов напряжения есть несколько выводов. Снимая напряжения с различных выводов, мы можем либо повышать, либо понижать входное напряжение (напряжение на первичной обмотке). Электроника стабилизатора (плата управления, микроконтроллер) по написанному алгоритму выбирает с какой обмотки брать напряжение и подает сигнал на управляющий элемент. А вот управляющий элемент уже может быть и электронным: реле, тиристор или симистор. Итак, теперь можно поговорить о типах трансформаторных стабилизаторов напряжения:

Вкратце пройдемся по всем типам стабилизаторов.

Релейные стабилизаторы самые популярные на рынке, потому что во-первых они давно появились, а во-вторых у них самое лучшее соотношение цена/качество. Этот тип стабилизаторов может обеспечивать высокую точность стабилизации (до 4%), работать в широком диапазоне напряжений, работает при отрицательных температурах. Из относительных минусов можно назвать их не шумность: в момент переключения реле издает щелчок, который можно сравнить со звуком поворотника в машине. Как я уже писал в начале статьи, релейный стабилизатор — это трансформаторный стабилизатор, у которого на выводах вторичной обмотки стоят реле:

Количество реле определяет точность стабилизации. Например серия релейных стабилизаторов Энергия Voltron точность составляет 5% (а для большинства бытовых приборов достаточно 10%). Есть и релейные стабилизаторы повышенной точности, например специально для котлов отопления, которые очень требовательны к напряжению компания Энергия создала серию Энергия АРС точностью 4%.

Электромеханические (сервоприводные).

Устроены они так: трансформатор намотан таким образом, что у него сверху есть плоская поверхность витков, по которой ездит токосъемная щетка (или две), движимая сервоприводом. В зависимости от того какое напряжение поступает на стабилизатор, микроконтроллер дает сигнал на сервопривод – двигать щетку в определенное место катушки. Тем самым, меняется количество витков вторичной обмотки и напряжение либо увеличивается, либо уменьшается. Преимущество по сравнению с релейными стабилизаторами – высокая точность, за счет того, что тут нет ступеней стабилизации, как в релейном. Также такие стабилизаторы очень хорошо подходят лазерному оборудованию, потому что не допускают разрыва в подаче напряжения – щетка всегда перекрывает оба витка трансформатора.

Но есть и минусы: в электромеханических стабилизаторах приходится делать больший трансформатор чем в релейных, из-за этого они дороже (медь трансформатора составляет большую часть общей стоимости стабилизатора). Электромеханические стабилизаторы хуже справляются с резкими скачками напряжения, потому что сервоприводы двигают щетку медленнее, чем срабатывает реле. Чтобы добиться большого диапазона входных напряжений, приходится делать трансформатор гораздо больших размеров по сравнению с таким же релейным. На данный момент полностью электромеханические стабилизаторы практически ушли с рынка, им на замену пришли гибридные стабилизаторы.

Гибридные.

Гибридные стабилизаторы – это стабилизаторы, внутри которых есть и электромеханическая часть и релейная. Тем самым, удается совместить высокую точность электромеханического стабилизатора напряжения, широкий диапазон релейного и при этом снизить стоимость стабилизатора по сравнению с чисто электромеханическим.

Компания Энергия выпускает линейку гибридных стабилизаторов Энергия Hybrid. Логика таких стабилизаторов такая: в большем диапазоне напряжения у него работает электромеханическая часть, а при экстремальных напряжениях (например, при 110В) – подключается релейная.

Электронные.

Электронные стабилизаторы – по сути те же релейные, только у них вместо реле стоят электронные ключи – тиристоры или симисторы.

Такие стабилизаторы практически не имеют недостатков. Наверное, кроме высокой цены, но на самом деле, тут вы платите за надежность и высокие характеристики. У них внутри нет никаких двигающихся деталей, а значит, механический износ им не грозит. Следовательно, они гораздо дольше обойдутся без технического обслуживания, чем остальные виды трансформаторных стабилизаторов.

Электронные стабилизаторы отличаются повышенной точностью: например серия Энергия Premium имеет точность 1,5%. Также электронные стабилизаторы абсолютно бесшумные, потому что тиристоры и симисторы – это электронные полупроводниковые компоненты, в них нет движущихся частей. Этим фактом также обусловлен долгий срок службы и большая гарантия. Так на самые популярные электронные стабилизаторы Энергия Classic компания Энергия дает 3 года гарантии, а на Энергия Premium 5 лет.

Безтрансформаторные.

Безтрансформаторные стабилизаторы в бытовом сегменте появились не так давно. В этом сегменте мини-революцию устроила компания Штиль. Ее инверторные стабилизаторы Штиль Инстаб стали поистине спасением в тех случаях, когда с напряжением большие проблемы. Принцип работы инверторных стабилизаторов заключается в том, что стабилизатор сначала преобразует входное напряжение в постоянное, а затем сам генерирует синусоиду. Это исключает передачу высокочастотных помех, решает проблему плавающей частоты. Но у таких стабилизаторов есть минус – 5-10% мощности тратится на преобразование напряжения, тем самым стабилизатор сам потребляет достаточно электричества, плюс в них есть принудительный вентилятор, который всегда включен, чтобы охлаждать электронику. Но повторюсь, Штиль используют там, где трансформаторные стабилизаторы не в силах помочь.

Подводя итоги

• можно сказать, что самыми распространенным типом бытовых стабилизаторов являются релейные стабилизаторы. На данный момент у них лучшее соотношение цена/качество.
• те, кому нужна надежность на года, бесшумная работа и высокая точность стабилизации, выбирают электронные стабилизаторы.
• электромеханические или гибридные стабилизаторы сейчас в основном берут для лазерного оборудования и те, кому нужна высокая точность стабилизации. Здесь надо учитывать, что в сети нет резких скачков напряжения, т.к. гибриды реагируют на них медленнее остальных видов стабилизаторов.
• инверторные стабилизаторы напряжения подходят тем, у кого есть совсем жесткие проблемы с напряжением.

Как видите, универсального типа стабилизатора напряжения нет – каждый стабилизатор подбирается под свою задачу. Если вы не совсем уверены в своём выборе или хотите профессиональной консультации – звоните нам или заказывайте обратный звонок. Мы подскажем и поможем подобрать вариант, который решит именно вашу проблему.

Знакомство со стабилизатором напряжения — Utmel

Стабилизатор напряжения — это устройство, стабилизирующее выходное напряжение. Стабилизатор напряжения состоит из схемы стабилизатора напряжения, схемы управления и серводвигателя. Когда входное напряжение или нагрузка меняются, схема управления производит выборку, сравнение и усиление, а затем приводит серводвигатель во вращение, чтобы изменить положение угольной щетки стабилизатора напряжения. Соотношение витков катушки регулируется автоматически, чтобы поддерживать стабильное выходное напряжение.

Каталог

 

I Что такое стабилизатор напряжения?

А  Стабилизатор напряжения  – устройство, стабилизирующее выходное напряжение. Стабилизатор напряжения состоит из схемы стабилизатора напряжения, схемы управления и серводвигателя. Когда входное напряжение или нагрузка меняются, схема управления производит выборку, сравнение и усиление, а затем приводит серводвигатель во вращение, чтобы изменить положение угольной щетки стабилизатора напряжения. Соотношение витков катушки регулируется автоматически, чтобы поддерживать стабильное выходное напряжение.

II Принцип работы стабилизатора напряжения

Поскольку некоторые электрические приборы содержат компоненты катушки, вихревые токи, препятствующие току, будут генерироваться на начальном этапе подачи питания. Вихревые токи не только ослабят мгновенное напряжение при запуске прибора, что приведет к медленному запуску, но и увеличат мгновенное напряжение, возникающее после разрыва цепи, что может вызвать искру, повреждающую цепь. В это время регулятор напряжения необходим для защиты нормальной работы схемы.

Стабилизатор напряжения состоит из схемы регулирования напряжения , схемы управления и серводвигателя . Когда входное напряжение или нагрузка изменяются, схема управления осуществляет выборку, сравнение и усиление, а затем приводит в действие серводвигатель, чтобы изменить положение угольной щетки регулятора напряжения. Автоматически регулируя соотношение витков катушки, мы можем поддерживать стабильное выходное напряжение. Регулятор напряжения большей мощности также работает по принципу компенсации напряжения.

III Технические параметры стабилизатора напряжения

1. Диапазон адаптации входного напряжения

Стандарт МЭК гласит, что входное напряжение изменяется в пределах ±20 от номинального значения. Если значение выходит за пределы диапазона, автоматически включается звуковая и световая сигнализация, а выходное напряжение не может стабилизироваться в требуемом диапазоне.

2.  Скорость регулирования выходного напряжения

Это эффект изменения входного напряжения, вызванный изменением выходного сигнала. При номинальной нагрузке отрегулируйте входное напряжение от номинального значения до верхнего предела и нижнего предела в соответствии с диапазоном источника напряжения, затем измерьте максимальную величину изменения выходного напряжения (±).

Чем меньше значение, тем лучше. Это важный показатель для измерения производительности стабилизатора переменного напряжения.

3.  Скорость регулирования нагрузки

Эффект изменения выходной мощности, вызванный изменением нагрузки. Измените ток нагрузки и измерьте изменение выходного напряжения (+). Чем меньше значение, тем лучше. Это также важный показатель для измерения производительности регулятора переменного тока.

4.  Относительный гармонический состав выходного напряжения

Его также называют искажением выходного напряжения , обычно выражаемым в THD, который представляет собой отношение общего эффективного значения содержания гармоник к эффективному значению основной волны. При номинальной нагрузке и искажении входного напряжения, соответствующем базовым условиям (обычно менее 3), измерьте искажение выходного напряжения, когда входное напряжение является самым низким, номинальным и самым высоким значением, и возьмите максимальное значение. Чем меньше значение, тем лучше.

5.  КПД

КПД регулятора напряжения отношение выходной активной мощности P0 к входной активной мощности Pi (в процентах),

6.  Коэффициент мощности нагрузки

Мощность стабилизатора напряжения выражается в вольт-ампер (ВА) или киловольт-ампер (КВА). В дополнение к чисто резистивной нагрузке существуют также индуктивные и емкостные нагрузки. Кроме активной мощности есть реактивная мощность. Этот показатель отражает способность регулятора переменного тока выдерживать индуктивные и емкостные нагрузки.

В обычных стабилизированных источниках переменного тока коэффициент мощности нагрузки cosφ равен 0,8. Когда продукт составляет 1 кВт, максимальная выходная активная мощность (то есть способность выдерживать резистивную нагрузку) составляет 800 Вт. Если произведение составляет 1 кВт (cosφ по-прежнему 0,8), выходная активная мощность составляет 1 кВт, а выходная мощность S = 1000/0,8 = 1250 ВА в это время. Когда значение коэффициента мощности нагрузки невелико, это означает, что оборудование электропитания имеет сильную способность адаптироваться к реактивным нагрузкам.

7.  Другие параметры

Другие параметры стабилизатора напряжения переменного тока включают выходную мощность, входную частоту, влияние частоты источника, случайное отклонение (временной дрейф), входную мощность без нагрузки, коэффициент мощности источника (это значение отличается от коэффициента мощности нагрузки. Чем выше значение, тем лучше, максимальное значение равно 1), относительное содержание гармоник тока источника, звуковой шум и т. д., трехфазный источник питания переменного тока и трехфазный дисбаланс выходного напряжения и т. д.

IV Типы стабилизаторов напряжения

Крупногабаритные стабилизаторы переменного напряжения от нескольких десятков до нескольких киловатт для крупномасштабных экспериментов, промышленного и медицинского оборудования. Существуют также небольшие стабилизаторы переменного тока мощностью от нескольких ватт до нескольких киловатт, которые обеспечивают качественное питание небольших лабораторий или бытовой техники.

В соответствии с различными выходными свойствами стабилизатора напряжения стабилизатор напряжения обычно делится на две категории: Стабилизатор напряжения переменного тока (стабилизированный источник питания переменного тока) и стабилизатор постоянного напряжения (стабилизированный источник питания постоянного тока). Далее основное внимание уделяется стабилизированному источнику питания постоянного тока.

В зависимости от рабочего состояния трубки регулятора стабилизированный источник питания часто делится на две категории: линейный стабилизированный источник питания и импульсный стабилизированный источник питания. Также есть небольшой блок питания, в котором используется стабилизатор напряжения.

1. 

Импульсный стабилизатор напряжения

Рис. 1. Импульсный стабилизатор напряжения

Импульсный стабилизатор использует выходной каскад для многократного переключения состояний «включено» и «выключено» и создает выходное напряжение с помощью компонентов накопления энергии (конденсаторов и катушек индуктивности). Он регулирует время переключения в соответствии с образцом обратной связи выходного напряжения.

В регуляторе фиксированной частоты синхронизация регулируется путем регулировки ширины импульса напряжения переключения. Это так называемое ШИМ-управление. В стробированном генераторе или импульсном регуляторе ширина и частота импульса переключения остаются постоянными, но «включение» или «выключение» выходного ключа управляется обратной связью.

В зависимости от расположения переключателей и компонентов накопителя энергии генерируемое выходное напряжение может быть больше или меньше входного напряжения, а регулятор напряжения может использоваться для создания нескольких выходных напряжений.

В большинстве случаев при одинаковых требованиях к входному и выходному напряжению импульсные (понижающие) импульсные стабилизаторы более эффективны для преобразования мощности, чем линейные стабилизаторы. Тип компенсации — прецизионный регулируемый источник питания с компенсацией переменного тока (однофазный 0,5 кВА и выше, трехфазный 1,5 кВА и выше) имеет компенсационный трансформатор и выходное напряжение 110 В.

2.

Параметр Стабилизатор напряжения

LDO (регулятор с малым падением напряжения)  является разновидностью линейного регулятора. В линейном регуляторе используется транзистор или полевой транзистор, работающий в своей линейной области, для вычитания избыточного напряжения из входного напряжения для получения регулируемого напряжения. Так называемое падение напряжения относится к минимальной разнице между входным и выходным напряжением, необходимой для поддержания выходного напряжения в пределах ±100 мВ от его номинального значения.

LDO с положительным выходным напряжением обычно использует силовые транзисторы (также называемые передаточными устройствами) в качестве PNP. Этот тип транзистора допускает насыщение, поэтому стабилизатор может иметь очень низкое падение напряжения, обычно около 200 мВ. Для сравнения, падение напряжения в традиционном линейном регуляторе, использующем композитные силовые транзисторы NPN, составляет около 2 В. LDO с отрицательным выходом использует NPN в качестве передающего устройства, а его режим работы аналогичен режиму устройства LDO с положительным выходом PNP.

В новейших разработках используются силовые КМОП-транзисторы, обеспечивающие минимальное падение напряжения. В КМОП единственное падение напряжения на регуляторе вызвано сопротивлением ВКЛ тока нагрузки источника питания. Если нагрузка мала, падение напряжения, создаваемое этим методом, составляет всего несколько десятков милливольт.

3. 

Стабилизатор напряжения для станка лазерной резки

При колебаниях напряжения в распределительной сети или изменении нагрузки он может автоматически обеспечивать стабильность выходного напряжения. Он должен обладать большой емкостью, высоким КПД, широким диапазоном регулирования напряжения, отсутствием дополнительных искажений формы сигнала и фазового сдвига, малым временем деформации и стабильностью. Кроме того, он также имеет отличные функции защиты от аварийных сигналов, таких как короткие замыкания и механические неисправности, а объем должен быть максимально компактным и простым в использовании.

В Применение и назначение стабилизатора напряжения

1. 

Применение стабилизатора напряжения

Стабилизаторы напряжения могут широко использоваться на промышленных и горнодобывающих предприятиях, нефтяных месторождениях, железных дорогах, строительных площадках, школах, больницах, почте и телекоммуникациях , гостиницы, электронно-вычислительные машины, прецизионные станки, компьютерная томография (КТ), прецизионные приборы, испытательные приборы для научных исследований, лифтовое освещение, импортное оборудование, производственные линии и другие места, требующие стабильное напряжение питания . Рисунок 2. Стабилизатор напряжения компьютера электрооборудование с большими колебаниями нагрузки. Мощный компенсирующий стабилизатор мощности может подключаться к тепловым, гидравлическим и малым генераторам.

2.

Функция стабилизатора напряжения

Стабилизатор напряжения — это схема электропитания или устройство электропитания, которое может автоматически регулировать выходное напряжение. Его функция заключается в стабилизации напряжения питания, которое сильно колеблется и не соответствует требованиям электрооборудования в пределах заданного диапазона значений, чтобы различные цепи или электроприборы могли нормально работать при номинальном рабочем напряжении.

Первоначальный регулятор мощности полагался на  переход реле  для стабилизации напряжения. Когда напряжение сети колеблется, схема автоматической коррекции стабилизатора мощности активируется, чтобы запустить внутреннее реле, заставляя выходное напряжение оставаться близким к установленному значению. Эта схема проста, но точность регулирования напряжения невелика, и каждый раз, когда реле перескакивает и смещается, это вызывает мгновенное прерывание подачи питания, генерируя искровые помехи.

Это сильно мешает чтению и записи компьютерного оборудования, и легко вызвать неверные сигналы на компьютере, а в тяжелых случаях может повредить жесткий диск.

Высококачественные небольшие стабилизаторы напряжения в основном используют двигатель для привода угольных щеток для стабилизации напряжения. Стабилизатор напряжения этого типа имеет мало помех для электрооборудования и имеет относительно высокую точность стабилизации напряжения.

VI Меры предосторожности

1. 

Ежедневное внимание

(1)  Избегайте сильной вибрации и предотвращайте попадание агрессивных газов и жидкостей; не допускать полива и размещать в проветриваемом и сухом месте; не накрывать тканью, препятствующей вентиляции и отводу тепла.

(2)  Используйте розетку с тремя вилками (с заземлением), а винт заземления на машине должен быть правильно заземлен, в противном случае при тестировании мы обнаружим, что дело в зарядке. Это нормальное явление, вызванное распределенным электричеством, вызванным емкостью, и его можно устранить после подключения к заземляющему проводу.

Если на корпусе имеется серьезная утечка тока, а измеренное сопротивление изоляции меньше 2 МОм, возможно, слой изоляции отсырел или произошло короткое замыкание в цепи и корпусе. Вы должны выяснить причину и устранить неисправность, прежде чем использовать его.

(3)  В стабилизаторе напряжения малой мощности 0,5–1,5 кВА используется предохранитель для защиты от перегрузки по току и короткого замыкания, а стабилизатор напряжения 2–40 кВА функционирует как автоматический выключатель для защиты от перегрузки по току и короткого замыкания. Если часто перегорает предохранитель или часто срабатывает автоматический выключатель, проверьте, не слишком ли велико потребление электроэнергии.

(4)  Когда выходное напряжение превышает защитное значение (защитное значение фазного напряжения настроено на 250 В ± 5 В на заводе), стабилизированный источник питания запускается автоматически. Если выходное напряжение стабилизированного источника питания отключено, а индикатор перенапряжения все еще горит, пользователь должен немедленно отключить и проверить напряжение сети или стабилизатор напряжения. Если стабилизатор напряжения автоматически отключается (с входом, но без выхода), проверьте, не превышает ли напряжение сети 280 В. Если оно ниже 280В, проверьте, неисправен ли регулятор. Использовать после выяснения причины.

(5) Если выходное напряжение стабилизатора напряжения сильно отличается от 220 В, отрегулируйте потенциометр на панели управления до тех пор, пока выходное напряжение не станет нормальным (если входное напряжение не достигает диапазона регулирования напряжения, его нельзя скорректировано).

(6)  Когда напряжение сети  часто находится на нижнем пределе (<150 В) или верхнем пределе (> 260 В) входного напряжения стабилизатора напряжения, можно легко коснуться концевого микровыключателя, что может привести к отказу управления . В это время регулятор напряжения не может регулировать напряжение или может регулироваться только вверх (или только вниз), и в первую очередь следует проверить микропереключатель.

(7)  Пожалуйста, поддерживайте чистоту внутри машины, пыль будет препятствовать вращению шестерни и повлияет на точность выходного напряжения. Пожалуйста, своевременно очищайте и поддерживайте контактную поверхность катушки в чистоте. Когда угольная щетка сильно изношена, необходимо отрегулировать давление, чтобы избежать пробоя на контактной поверхности угольной щетки и катушки. Угольную щетку следует заменить, если ее длина составляет менее 2 мм. А когда плоскость катушки зачернеет, следует отполировать ее мелкой наждачной бумагой.

(8) Входной конец 3-фазного стабилизатора напряжения должен быть подключен к нейтральной линии , в противном случае стабилизатор напряжения не сможет нормально работать с нагрузкой, а стабилизатор напряжения и электрооборудование будут повреждены. Не используйте заземляющий провод для замены нейтрального провода (но нейтральный и заземляющий провода можно соединить параллельно), а нейтральный провод нельзя подключать к предохранителю.

Рис. 3. Трехфазный стабилизатор напряжения

(9)  Если выходное напряжение регулятора ниже номинального напряжения (220 В или трехфазное 380 В), проверьте, не слишком ли низкое входное напряжение. Когда номинальное напряжение достигается без нагрузки, а выходное напряжение ниже номинального напряжения под нагрузкой, это происходит из-за того, что поверхность нагрузки входной линии слишком мала, или конец нагрузки превышает диапазон номинальной мощности регулятора, линейное напряжение падение слишком велико, когда используется нагрузка, а входное напряжение ниже нижнего предела диапазона регулировки регулятора, в это время вы должны заменить более толстый входной провод или увеличить мощность продукта.

(10) Когда одна нагрузка имеет большую мощность (например, кондиционер и т. д.), входная линия длинная, а поверхность нагрузки недостаточна, напряжение сильно снижается, когда нагрузка работает, и нагрузка может быть затруднена при запуске. Когда нагрузка временно останавливается во время работы, в выходной момент произойдет сбой питания из-за перенапряжения. Если такое явление происходит, это не является неисправностью регулятора напряжения, и входная линия должна быть улучшена (линия должна быть утолщена, а длина входной линии должна быть максимально укорочена, чтобы уменьшить падение напряжения в линии) .

(11) Если выходное напряжение стабилизатора напряжения значительно отклоняется от 220 В, проверьте

①, находится ли входное напряжение в пределах диапазона стабилизации напряжения;

② сильно ли изношена моторная передача и является ли вращение гибким;

③ поврежден ли концевой выключатель;

④ плоскость катушки гладкая;

⑤ повреждена ли плата управления.

2. Вопросы безопасности

(1)  Когда стабилизированный источник питания включен, не разбирайте стабилизированный источник питания и не тяните за входные и выходные линии стабилизированного источника питания по желанию, чтобы предотвратить поражение электрическим током или другие несчастные случаи, связанные с электробезопасностью.

(2)  Линии ввода и вывода стабилизированного источника питания должны быть расположены разумно, чтобы предотвратить вытаптывание и износ, которые могут привести к утечкам.

(3)  Стабилизированный источник питания должен быть надежно заземлен, и пользователь несет ответственность за поражение электрическим током или травмы человека, вызванные эксплуатацией незаземленного провода.

(4)  Заземляющий провод стабилизированного источника питания нельзя подключать к объектам общего пользования, таким как теплопроводы, водопроводы, газопроводы и т. д., во избежание нарушения прав третьих лиц или причинения вреда.

(5)  Входные и выходные линии стабилизированного источника питания следует регулярно проверять, чтобы избежать ослабления или падения, что может повлиять на нормальное использование и безопасность стабилизированного источника питания.

(6) Выбор соединительного провода стабилизатора напряжения должен выдерживать достаточную токовую нагрузку.

(7)  Со стабилизатором напряжения следует обращаться осторожно, чтобы избежать сильной вибрации при работе;

(8) Убедитесь, что пружина угольной щетки стабилизатора напряжения имеет достаточное давление, чтобы избежать пробоя на поверхности контакта угольной щетки и катушки;

(9)  Непрофессионалы не могут разбирать или ремонтировать стабилизированный блок питания.

VII Анализ отказа

Характеристика отказа: нет выхода, нет индикации напряжения или нет запуска
9000 2 Анализ причин	Устранение неисправностей
Защита от повышенного или пониженного напряжения	Настройка внутреннего регулируемого потенциометра выходного напряжения
Защита от перекоса и обрыва фазы	Произвольно поменять местами любые две фазы из трех
Главная плата управления сломана	Заменить 900 03
Прерван выходной переменный ток	Замените

 

4pt»>

Неисправность Характеристики: Выходное напряжение не соответствует норме
Анализ причин	Поиск и устранение неисправностей
Это гомологичный регулятор	Заменить шунтовым регулятором
Превышен диапазон регулятора напряжения	Заменить на широкодиапазонный регулятор напряжения
Неисправен концевой выключатель опережения	Заменить
Неисправна фазовая плата	Заменить
Сгорел серводвигатель	Замена

 

4pt»> 90 294

Отказоустойчивость: Не регулируется
Анализ причин	Поиск и устранение неисправностей
Превышен диапазон регулятора напряжения	Заменить широкодиапазонный регулятор
Неисправен концевой выключатель опережения	Заменить 900 03
Печатная плата сломана	Заменить
Серводвигатель сгорел 0292
Характеристика отказа:   Неожиданное отключение во время работы
Анализ причин 903 00	Устранение неисправностей
Общая тормозная способность мала	Заменить воздушным переключателем соответствующей мощности
Воздушный переключатель неисправен	Заменить
Перенапряжение слишком велико мгновенно	Заменить на бесконтактный прецизионный стабилизатор напряжения

 

4pt»> 90 293

Отказ Характеристики: Шум внутри регулятора
Анализ причин	Поиск и устранение неисправностей
Перегрузка 903 00	Уменьшите количество подключенного оборудования
Внутри есть мусор	Удалите мусор

 

Характеристики отказа: Стабилизатор напряжения не может работать автоматически
Анализ причин	Устранение неисправностей
Автоматический кнопочный переключатель не включен	Заменить
Неисправность печатной платы	Заменить

900 02  

4pt»> 902 94

Неисправность: ненормальное напряжение на пресс-панели (регулятор без мощности не имеет этой функции )
Анализ причин	Поиск и устранение неисправностей
Сгорел серводвигатель	Заменить
Неисправен концевой выключатель опережения	Заменить
Печатная плата сгорела	Заменить
Ручки ручного и автоматического управления не переведен в ручную	Открыт в ручную

Дружеское напоминание: Если стабилизатор напряжения неисправен и вы не можете с ним справиться или отключить питание серверного оборудования, обратитесь в профессиональную компанию.

 

Рекомендуемые артикулы:

Мультивибратор: схемы, типы и применение

Светодиодный драйвер: назначение, типы и применение

900 02 Что такое цифровая интегральная схема и как ее использовать?

Введение в фотонные интегральные схемы и технологию PIC

Что такое стабилизатор напряжения — зачем он нам нужен, как он работает, типы и области применения

Применение стабилизаторов напряжения стало потребностью в каждом доме. В настоящее время доступны различные типы стабилизаторов напряжения с различной функциональностью и работой. Последние достижения в области технологий, такие как микропроцессорные микросхемы и силовые электронные устройства, изменили наше представление о стабилизаторе напряжения. Теперь они полностью автоматические, интеллектуальные и оснащены множеством дополнительных функций. Они также обладают сверхбыстрой реакцией на колебания напряжения и позволяют своим пользователям дистанционно регулировать требования к напряжению, включая функцию запуска/остановки для выхода.

Содержание

Что такое стабилизатор напряжения?

Стабилизатор напряжения — это электрическое устройство, которое используется для обеспечения постоянного выходного напряжения нагрузки на его выходных клеммах независимо от любых изменений/колебаний на входе, т. е. входящего питания.

Основное назначение стабилизатора напряжения — защита электрических/электронных устройств (например, кондиционера, холодильника, телевизора и т. д.) от возможного повреждения из-за скачков/колебаний напряжения, перенапряжения и пониженного напряжения.

Рис.1 – Различные типы стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения также известен как АРН (автоматический регулятор напряжения). Использование стабилизатора напряжения не ограничивается только домашним/офисным оборудованием, которое получает электропитание извне. Даже корабли, у которых есть собственная внутренняя система электропитания в виде дизельных генераторов переменного тока, в значительной степени зависят от этих АРН для обеспечения безопасности своего оборудования.

Оказание первой помощи при электрошо…

Пожалуйста, включите JavaScript

Первая помощь при поражении электрическим током – причины, источники, степень тяжести

Мы можем видеть различные типы стабилизаторов напряжения, доступных на рынке. Как аналоговые, так и цифровые автоматические стабилизаторы напряжения доступны от очень многих производителей. Благодаря растущей конкуренции и повышению осведомленности об устройствах безопасности. Эти стабилизаторы напряжения могут быть однофазными (выход 220-230 вольт) или трехфазными (выход 380/400 вольт) в зависимости от типа применения. Регулировка желаемого стабилизированного выхода осуществляется методом понижения и повышения, выполняемым его внутренней схемой. Трехфазные стабилизаторы напряжения доступны в двух разных моделях: модели со сбалансированной нагрузкой и модели с несимметричной нагрузкой.

Они также доступны с разным номиналом KVA и диапазонами. Стабилизатор напряжения нормального диапазона может обеспечить стабилизированное выходное напряжение 200–240 вольт с повышающим напряжением 20–35 вольт при входном напряжении в диапазоне от 180 до 270 вольт. Принимая во внимание, что стабилизатор напряжения с широким диапазоном может обеспечить стабилизированное выходное напряжение 190–240 вольт с повышающим понижающим преобразователем на 50–55 вольт при входном напряжении в диапазоне от 140 до 300 вольт.

Они также доступны для широкого спектра применений, таких как специальный стабилизатор напряжения для небольших устройств, таких как телевизор, холодильник, микроволновая печь, до одного огромного устройства для всей бытовой техники.

В дополнение к своей основной функции стабилизации, стабилизаторы текущего напряжения имеют множество полезных дополнительных функций, таких как защита от перегрузки, переключение при нулевом напряжении, защита от изменения частоты, отображение отключения напряжения, возможность запуска и остановки выхода, ручной/автоматический запуск, отключение напряжения и т.д.

Стабилизаторы напряжения являются очень энергоэффективными устройствами (с КПД 95-98%). Они потребляют очень мало энергии, которая обычно составляет от 2 до 5% от максимальной нагрузки.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения? — Его важность

Все электрические/электронные устройства спроектированы и изготовлены для работы с максимальной эффективностью при типичном напряжении питания, известном как номинальное рабочее напряжение. В зависимости от разработанного безопасного рабочего предела рабочий диапазон (с оптимальным КПД) электрического/электронного устройства может быть ограничен до ± 5 %, ± 10 % или более.

Из-за многих проблем входное напряжение, которое мы получаем, всегда имеет тенденцию колебаться, что приводит к постоянно меняющемуся входному напряжению. Это переменное напряжение является основным фактором, способствующим снижению эффективности устройства, а также увеличению частоты его отказов.

Рис. 2 – Проблемы из-за колебаний напряжения

Помните, что для электрического/электронного устройства нет ничего более важного, чем отфильтрованное, защищенное и стабильное питание. Правильная и стабилизированная подача напряжения очень необходима для того, чтобы устройство выполняло свои функции наиболее оптимальным образом. Это стабилизатор напряжения, который гарантирует, что устройство получит желаемое и стабилизированное напряжение независимо от того, насколько велики колебания. Таким образом, стабилизатор напряжения является очень эффективным решением для тех, кто хочет получить оптимальную производительность и защитить свои устройства от этих непредсказуемых колебаний напряжения, скачков напряжения и помех, присутствующих в источнике питания.

Как и ИБП, стабилизаторы напряжения также являются средством защиты электрического и электронного оборудования. Колебания напряжения очень распространены независимо от того, где вы живете. Могут быть различные причины колебаний напряжения, такие как электрические неисправности, неисправная проводка, молния, короткие замыкания и т. д. Эти колебания могут быть в форме перенапряжения или пониженного напряжения.

Последствия постоянного/периодического перенапряжения для бытовой техники

• Это может привести к необратимому повреждению подключенного устройства.
• Может повредить изоляцию обмотки.
• Может привести к ненужному прерыванию нагрузки
• Может привести к перегреву кабеля или устройства.
• Может сократить срок службы устройства.

Влияние постоянного/периодического пониженного напряжения на бытовую технику

• Может привести к неисправности оборудования.
• Это может привести к снижению эффективности устройства.
• В некоторых случаях устройству может потребоваться дополнительное время для выполнения той же функции.
• Может снизить производительность устройства.
• Это может привести к тому, что устройство будет потреблять большие токи, что может привести к дальнейшему перегреву

Как работает стабилизатор напряжения? – Принцип работы функции понижения и повышения

Основная работа стабилизатора напряжения заключается в выполнении двух необходимых функций, т. е. функции понижения и повышения. Функция Buck and Boost — это не что иное, как регулирование постоянного напряжения в условиях перенапряжения и пониженного напряжения. Эта функция Buck and Boost может выполняться вручную с помощью селекторных переключателей или автоматически с помощью дополнительных электронных схем.

Рис. 3 – Основная функция стабилизатора напряжения

В условиях повышенного напряжения функция Buck выполняет необходимое снижение интенсивности напряжения. Точно так же в условиях пониженного напряжения функция Boost увеличивает интенсивность напряжения. Идея обеих функций в целом состоит в том, чтобы поддерживать одинаковое выходное напряжение.

Стабилизация напряжения включает добавление или вычитание напряжения из основного источника питания. Для выполнения этой функции стабилизаторы напряжения используют трансформатор, который подключается к переключающим реле в различных необходимых конфигурациях. Немногие из стабилизаторов напряжения используют трансформатор с различными ответвлениями на обмотке для обеспечения различных корректировок напряжения, в то время как некоторые стабилизаторы напряжения (например, сервостабилизаторы напряжения) содержат автотрансформатор для обеспечения желаемого диапазона коррекции.

Как работают функции Buck и Boost в стабилизаторе напряжения

Для лучшего понимания обеих концепций мы разделим их на отдельные функции.

Функция понижения напряжения в стабилизаторе напряжения

Рис. 4 – Принципиальная схема функции понижения напряжения в стабилизаторе напряжения

На приведенном выше рисунке показано подключение трансформатора в функции «Понижения». В функции Buck полярность вторичной обмотки трансформатора подключается таким образом, что приложенное к нагрузке напряжение является результатом вычитания напряжения первичной и вторичной обмотки.

Рис. 5 – Вычитание напряжения в понижающей функции стабилизатора напряжения

В стабилизаторе напряжения имеется схема переключения. Всякий раз, когда обнаруживается перенапряжение в первичном источнике питания, подключение нагрузки вручную/автоматически переключается в режим «понижающего» режима с помощью переключателей/реле.

Функция форсирования в стабилизаторе напряжения

Рис. 6 – Принципиальная схема функции форсирования в стабилизаторе напряжения

На приведенном выше рисунке показано подключение трансформатора в режиме «Boost». В функции Boost полярность вторичной обмотки трансформатора подключается таким образом, что приложенное к нагрузке напряжение является результатом сложения напряжения первичной и вторичной обмотки.

Рис. 7 – Добавление напряжения в функцию форсирования стабилизатора напряжения

Как автоматически работает конфигурация Buck and Boost?

Вот пример стабилизатора напряжения 02 Stage. Этот стабилизатор напряжения использует реле 02 (реле 1 и реле 2) для обеспечения стабилизированного питания переменного тока нагрузки в условиях повышенного и пониженного напряжения.

Рис. 8 – Принципиальная схема функции автоматического понижения и повышения напряжения в стабилизаторе напряжения

На принципиальной схеме стабилизатора напряжения 02 ступени (изображенного выше) реле 1 и реле 2 используются для обеспечения конфигураций понижения и повышения во время различных обстоятельств колебания напряжения, т. е. перенапряжения и пониженного напряжения. Например, предположим, что вход переменного тока составляет 230 вольт переменного тока, а требуемый выход также является постоянным 230 вольт переменного тока. Теперь, если у вас есть +/- 25 вольт Buck & Boost стабилизация, это означает, что ваш стабилизатор напряжения может обеспечить вам постоянное желаемое напряжение (230 вольт) между 205 вольт (пониженное напряжение) и 255 вольт (повышенное напряжение) входного источника переменного тока. .

В стабилизаторах напряжения, в которых используются трансформаторы с ответвлениями, точки ответвления выбираются на основе требуемой величины напряжения, которое должно быть понижено или повышено. В этом случае у нас есть разные диапазоны напряжения для выбора. Принимая во внимание, что в стабилизаторах напряжения, в которых используются автотрансформаторы, серводвигатели вместе со скользящими контактами используются для получения необходимого уровня напряжения, которое должно быть понижено или повышено. Скользящий контакт необходим, поскольку автотрансформаторы имеют только одну обмотку.

Различные типы стабилизаторов напряжения

Первоначально на рынке появились стабилизаторы напряжения с ручным/селекторным переключателем. В стабилизаторах этого типа используются электромеханические реле для выбора нужного напряжения. С развитием технологий появились дополнительные электронные схемы, а стабилизаторы напряжения стали автоматическими. Затем появился стабилизатор напряжения на основе сервопривода, который способен непрерывно стабилизировать напряжение без какого-либо ручного вмешательства. Теперь также доступны стабилизаторы напряжения на основе ИС/микроконтроллеров, которые также могут выполнять дополнительные функции.

Стабилизаторы напряжения можно разделить на три типа. К ним относятся:

• Стабилизаторы напряжения релейного типа
• Стабилизаторы напряжения на основе сервопривода
• Статические стабилизаторы напряжения

Стабилизаторы напряжения релейного типа

В стабилизаторах напряжения релейного типа напряжение регулируется переключением реле. Реле используются для подключения вторичных трансформаторов в различных конфигурациях для реализации функции Buck & Boost.

Как работает стабилизатор напряжения релейного типа?

Рис. 9 – Внутренний вид стабилизатора напряжения релейного типа

На рисунке выше показано, как стабилизатор напряжения релейного типа выглядит изнутри. Он имеет трансформатор с ответвлениями, реле и электронную плату. Печатная плата содержит схему выпрямителя, усилитель, блок микроконтроллера и другие вспомогательные компоненты.

Электронная плата выполняет сравнение выходного напряжения с опорным источником напряжения. Как только он обнаруживает какое-либо повышение или понижение входного напряжения сверх опорного значения, он переключает соответствующее реле для подключения требуемого ответвления для функции Buck/Boost.

Стабилизаторы напряжения релейного типа обычно стабилизируют входные колебания в пределах ±15 % с выходной точностью от ±5 % до ±10 %.

Использование/преимущества стабилизаторов напряжения релейного типа

Этот стабилизатор в основном используется для приборов/оборудования с малой мощностью в жилых/коммерческих/промышленных целях.

• Они стоят дешевле.
• Компактные.

Ограничения стабилизаторов напряжения релейного типа

• Их реакция на колебания напряжения немного медленнее по сравнению со стабилизаторами напряжения других типов
• Менее долговечны
• Менее надежны
• Не выдерживают скачков напряжения, т.к. их предел устойчивости к колебаниям меньше.
• При стабилизации напряжения переход цепи питания может привести к незначительным перебоям в подаче электроэнергии.

Стабилизаторы напряжения с сервоприводом

В стабилизаторах напряжения с сервоприводом регулирование напряжения осуществляется с помощью серводвигателя. Они также известны как сервостабилизаторы. Это замкнутые системы.

Как работает стабилизатор напряжения на основе сервопривода?

В системе с замкнутым контуром гарантируется отрицательная обратная связь (также известная как подача ошибок) на выходе, чтобы система могла гарантировать достижение желаемого результата. Это делается путем сравнения выходного и входного сигналов. Если в случае, если требуемый выходной сигнал выше/ниже требуемого значения, то регулятор источника входного сигнала получит сигнал ошибки (Выходное значение — Входное значение). Затем этот регулятор снова генерирует сигнал (положительный или отрицательный в зависимости от достигнутого выходного значения) и подает его на приводы, чтобы привести выход к точному значению.

Благодаря свойству замкнутого контура сервоприводные стабилизаторы напряжения используются для приборов/оборудования, которые очень чувствительны и нуждаются в точном входном питании (±01%) для выполнения предусмотренных функций.

Рис. 10 – Внутренний вид стабилизатора напряжения на основе сервопривода

На приведенном выше рисунке показано, как стабилизатор напряжения на основе сервопривода выглядит изнутри. Он имеет серводвигатель, автотрансформатор, понижающий и повышающий трансформатор (с ответвлениями), двигатель, электронную плату и другие вспомогательные компоненты.

В стабилизаторе напряжения на основе сервопривода один конец первичной обмотки понижающего и повышающего трансформатора (с ответвлениями) соединяется с фиксированным отводом автотрансформатора, а другой конец первичной обмотки соединяется с подвижным рычагом. которым управляет серводвигатель. Один конец вторичной обмотки понижающего и повышающего трансформатора подключен к входному источнику питания, а другой конец подключен к выходу стабилизатора напряжения.

Рис. 11- Принципиальная схема стабилизатора напряжения на основе сервопривода

Электронная плата выполняет сравнение выходного напряжения с источником опорного напряжения. Как только он обнаруживает какое-либо повышение или понижение входного питания сверх опорного значения, он запускает двигатель, который дополнительно перемещает плечо на автотрансформаторе.

При перемещении рычага автотрансформатора входное напряжение на первичной обмотке понижающего и повышающего трансформатора изменится на требуемое выходное напряжение. Серводвигатель будет продолжать вращаться до тех пор, пока разница между значением опорного напряжения и выходным сигналом стабилизатора не станет равной нулю. Этот полный процесс происходит за миллисекунды. Современные стабилизаторы напряжения на основе сервоприводов поставляются со схемой управления на основе микроконтроллера/микропроцессора, чтобы обеспечить интеллектуальное управление пользователями.

Различные типы стабилизаторов напряжения с сервоприводом

Различные типы стабилизаторов напряжения с сервоприводом: –

Однофазные стабилизаторы напряжения с сервоприводом

серводвигатель, подключенный к переменному трансформатору.

Трехфазные балансные стабилизаторы напряжения с сервоприводом

В трехфазных балансных стабилизаторах напряжения с сервоприводом стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к 03 автотрансформаторам и общей цепи управления. Выход автотрансформаторов варьируется для достижения стабилизации.

Трехфазные несимметричные стабилизаторы напряжения с сервоприводом

В трехфазных несимметричных стабилизаторах напряжения с сервоприводом стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к 03 автотрансформаторам и 03 независимым схемам управления (по одной на каждую автотрансформатор).

Рис. 12 – Внутренний вид трехфазных несимметричных стабилизаторов напряжения с сервоприводом

Использование/преимущества стабилизатора напряжения с сервоприводом

• Быстро реагируют на колебания напряжения.
• Обладают высокой точностью стабилизации напряжения.
• Они очень надежны
• Они могут выдерживать скачки напряжения.

Ограничения стабилизатора напряжения на основе сервопривода

• Требуют периодического обслуживания.
• Для устранения ошибки серводвигатель необходимо выровнять. Выравнивание серводвигателя требует умелых рук.

Стабилизаторы напряжения

Рис. 13 – Статические стабилизаторы напряжения

Статический выпрямитель напряжения не имеет движущихся частей, как в случае стабилизаторов напряжения на основе сервоприводов. Он использует схему силового электронного преобразователя для стабилизации напряжения. Эти статические стабилизаторы напряжения имеют очень высокую точность, а стабилизация напряжения находится в пределах ±1%.

Статический стабилизатор напряжения содержит понижающий и повышающий трансформатор, силовой преобразователь на биполярном транзисторе с изолированным затвором (IGBT), микроконтроллер, микропроцессор и другие важные компоненты.

Рис. 14 – Статический стабилизатор напряжения, вид изнутри

Как работает статический стабилизатор напряжения?

Микроконтроллер/микропроцессор управляет силовым преобразователем IGBT для создания требуемого уровня напряжения с использованием метода широтно-импульсной модуляции. В методе «широтно-импульсной модуляции» преобразователи мощности с режимом переключения используют силовой полупроводниковый переключатель (например, полевой МОП-транзистор) для управления трансформатором для получения желаемого выходного напряжения. Затем это генерируемое напряжение подается на первичную обмотку трансформатора Buck & Boost. Преобразователь мощности IGBT также управляет фазой напряжения. Он может генерировать напряжение, которое может быть в фазе или на 180 градусов не в фазе с входным источником питания, что, в свою очередь, позволяет ему контролировать, должно ли напряжение добавляться или вычитаться в зависимости от повышения или падения уровня входного питания.

Рис. 15 – Принципиальная схема статического стабилизатора напряжения

Как только микропроцессор обнаруживает падение уровня напряжения, он посылает сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Преобразователь мощности IGBT соответственно генерирует напряжение, аналогичное разности напряжений, на которую уменьшилось входное питание. Это генерируемое напряжение находится в фазе с входным источником питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку понижающего и повышающего трансформатора. Поскольку вторичная обмотка понижающего и повышающего трансформатора подключена к входному источнику питания, напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, будет добавлено к входному источнику питания. И так стабилизированное повышенное напряжение потом будет подаваться на нагрузку.

Аналогичным образом, как только микропроцессор обнаруживает повышение уровня напряжения, он отправляет сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Преобразователь мощности IGBT соответственно генерирует напряжение, аналогичное разности напряжений, на которую уменьшилось входное питание. Но на этот раз генерируемое напряжение будет на 180 градусов не совпадать по фазе с входным источником питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку понижающего и повышающего трансформатора. Поскольку вторичная обмотка понижающего и повышающего трансформатора подключена к входному источнику питания, напряжение, индуцированное во вторичной обмотке, теперь будет вычтено из входного источника питания. Таким образом, на нагрузку будет подаваться стабилизированное пониженное напряжение.

Использование/преимущества статических стабилизаторов напряжения

• Они очень компактны по размеру.
• Очень быстро реагируют на колебания напряжения.
• Обладают очень высокой точностью стабилизации напряжения.
• Поскольку нет движущихся частей, он почти не требует обслуживания.
• Они очень надежны.
• Их эффективность очень высока.

Ограничения статического стабилизатора напряжения

Дорогостоящие по сравнению с аналогами

В чем разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения?

Ну… оба звучат одинаково. Оба они выполняют одну и ту же функцию стабилизации напряжения. Однако то, как они это делают, приносит разницу. Основное функциональное различие между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения заключается в следующем:

Стабилизатор напряжения представляет собой устройство, которое обеспечивает постоянное напряжение на выходе без каких-либо изменений входного напряжения. Принимая во внимание, что регулятор напряжения

представляет собой устройство, которое обеспечивает постоянное напряжение на выходе без каких-либо изменений тока нагрузки.

Как выбрать лучший стабилизатор напряжения для дома? Руководство по покупке

При покупке стабилизатора напряжения необходимо учитывать различные факторы. В противном случае вы можете столкнуться со стабилизатором напряжения, который может работать хуже или хуже. Чрезмерная производительность не повредит, но это будет стоить вам дополнительных денег. Так почему бы не выбрать такой стабилизатор напряжения, который удовлетворит ваши требования и сэкономит ваш карман.

Различные факторы, играющие важную роль при выборе стабилизатора напряжения

Различные факторы, которые играют жизненно важную роль и требуют рассмотрения перед выбором стабилизатора напряжения: –

• Требуемая мощность устройства (или группы устройств)
• Тип устройства
• Уровень колебаний напряжения в вашем районе
• Тип стабилизатора напряжения
• Рабочий диапазон стабилизатора напряжения, который вам нужен
• Отсечка повышенного/пониженного напряжения
• Тип схемы стабилизации/управления
• Тип крепления для вашего стабилизатора напряжения

Пошаговое руководство по выбору/покупке стабилизатора напряжения для вашего дома

Ниже приведены основные шаги, которые вы должны выполнить, чтобы выбрать лучший выпрямитель напряжения для вашего дома: –

• Проверить номинальная мощность прибора, для которого вам нужен стабилизатор напряжения.