Автоматический стабилизатор напряжения. Автоматические стабилизаторы напряжения


Стабилизатор напряжения — типы и принцип работы, характеристики и устройство.

Это устройства для автоматической стабилизации напряжения при его пониженных или повышенных значениях в питающей электросети. Защищают от резких и значительных скачков и перепадов напряжения, фильтруют сетевые помехи и обеспечивают качественное электропитание приборов и оборудования в пределах их паспортных характеристик, тем самым повышая надёжность их эксплуатации и продлевая срок службы.

Основными параметрами стабилизатора являются: мощность, рабочий и предельный диапазоны напряжения, точность стабилизации. В рабочем входном диапазоне гарантируется заявленная точность стабилизации на выходе, в предельном — устройство переходим в режим простой компенсации входного напряжения, при запредельных значениях стабилизатор отключает питание нагрузки. Если сетевое напряжение вернётся в диапазон работы стабилизатора, он автоматически подаст электропитание в нагрузку.

Выпускаются однофазные и трёхфазные стабилизаторы напряжения. Они просты и надёжны в эксплуатации, не требуют технического обслуживания. Единственный их недостаток — они не могут питать электроприборы как при слишком глубоких провалах (менее 80-90 вольт) и перенапряжения (более 300-320 вольт) электросети, так и при полном отсутствии напряжения.

Типы стабилизаторов напряжения

Феррорезонансные. Были разработаны в середине 60 годов прошлого века, действие их основано на использовании явления магнитного насыщения ферромагнитных сердечников трансформаторов или дросселей. Применялись такие устройства для стабилизации напряжения питания бытовой техники (телевизор, радиоприёмник, холодильник и т.п.).

Достоинства феррорезонансных стабилизаторов напряжения: высокая точность стабилизации 1-3% и высокая (для того времени) скорость регулирования. Недостатки: повышенный уровень шума и зависимость качества стабилизации от величины нагрузки. Современные устройства лишены этих недостатков, но стоимость их равна или выше стоимости ИБП (Источника Бесперебойного Питания) на такую же мощность, вследствие чего они широкого распространения в качестве бытовых не получили.

Электромеханические. В 60-80-е годы прошлого века для регулирования напряжения применялись автотрансформаторы с ручным регулированием выходного напряжения, вследствие чего приходилось постоянно следить за прибором, показывающим выходное напряжение (стрелочный или светящаяся линейка) и, при необходимости, вручную выставлять номинальное. В настоящее время коррекция выходного напряжения осуществляется автоматически, с помощью электродвигателя с редуктором.

Достоинство таких электромеханических стабилизаторов напряжения — хорошая точность стабилизации 2-3%. Недостатки — низкая скорость регулирования из-за инерционности двигателя и повышенный уровень шума: шумит двигатель, и практически постоянно, т.к. отслеживается изменение напряжения с шагом 2-4 В. При резком увеличении сетевого напряжения может кратковременно отключать нагрузку, т.к. напряжение на выходе может превысить максимально допустимое значение. При этом, в большинстве случаев, такая высокая точность не требуется, достаточно 5-7%, как указано в паспортах на самые широко распространённые бытовые электроприборы общего назначения.

Получили распространение как дешёвые бытовые стабилизаторы напряжения.

Электронные (ступенчатого регулирования). Наиболее широкий класс стабилизаторов, обеспечивающих поддержание выходного напряжения с определенной точностью в широких пределах входного напряжения. Принцип стабилизации основан на автоматическом переключении секций трансформатора с помощью силовых ключей (реле, тиристоров, симисторов). В силу ряда достоинств, электронные стабилизаторы напряжения нашли наибольшее распространение на рынке стабилизаторов.

Достоинства: быстродействие, широкий диапазон входного напряжения, отсутствие искажения формы входного напряжения, высокое значение КПД. Точность стабилизации определяется количеством ступеней регулирования и, в зависимости от модели, может составлять от 7 до 0.5%.

Данные стабилизаторы напряжения — оптимальное соотношение цена/качество при применении в промышленности и быту. Некоторые модели допускают возможность коррекции выходного напряжения в пределах 210-230 В.

Феррорезонансныйстабилизаторнапряжения

Электромеханическийстабилизаторнапряжения

Электронныйстабилизаторнапряжения

Климатическое исполнение

Климатическое исполнение большинства предлагаемых стабилизаторов напряжения — IP20, они предназначены для установки в помещениях с температурой окружающей среды +5…+35°С, с относительной влажностью воздуха 35-90%, с атмосферой, не содержащей пыли, водяных брызг и т.д. Если в помещении под установку температура будет опускаться ниже 0°С, возможно исполнение в корпусах с подогревом.

Начиная с 2012 года ведущие производители начали выпуск климатических стабилизаторов напряжения, рассчитанных на температуру от -25..40 до +40°С.

Принцип работы, характеристики и устройство

Диапазон входного напряжения. Наряду с точностью стабилизации, является важнейшей его характеристикой. Этот диапазон состоит из двух категорий:
  • рабочий — когда входное напряжение находится в пределах, при которых на выходе обеспечивается заявленная величина стабилизации, например 220±5%;
  • предельный — когда стабилизатор сохраняет работоспособность, но напряжение на выходе отличается от заявленной величины в большую или меньшую стороны до 15-18%). При напряжении на входе, выходящем за рамки предельного, стабилизатор отключает электроприборы, сам оставаясь подключенным к сети для контроля с возможностью подключения электроприборов вновь в работу при возвращении питающей сети в рабочий (предельный) диапазон напряжений.

Точность стабилизации выходного напряжения зависит от величины входного напряжения, если оно находится в рабочем диапазоне, то точность стабилизации составляет 0,9-5% в зависимости от модели стабилизатора.

Перегрузочная способность — способность выдерживать кратковременные перегрузки от электроприборов, имеющих высокие пусковые токи (например, электродвигатель погружного насоса, холодильника и т.п.).

Защита от перегрузки и короткого замыкания на выходе. В случае перегрузки стабилизатора, когда со стабилизатора напряжения начинает сниматься мощность на 5-50% превышающая номинальную в течение продолжительного периода времени (от 0,1 сек. до 1мин. или немного более), срабатывает система защиты (время срабатывания защиты зависит от величины перегрузки), которая отключит стабилизатор и тем самым предотвратит его выход из строя. При наличии в нём функции однократного повторного включения через 10 сек. после его отключения по перегрузке, он снова включится. Если перегрузка при повторном включении отсутствует, то стабилизатор напряжения продолжает штатно работать. В случае короткого замыкания в цепи подключенных к нему электроприборов, он отключится. После чего обязательно необходимо выявить и устранить причину короткого замыкания и только потом включить его.

Система контроля выходного напряжения. В случае выхода стабилизатора из строя или мгновенного увеличения входного напряжения такая система отключает от него электроприборы и предотвратит их выход из строя.

Регулировка выходного напряжения. Наличие в некоторых моделях стабилизаторов возможности регулирования выходного напряжения в диапазоне 210-230В, что помогает решить одновременно несколько проблем:
  • возможно установить на выходе стабилизатора западные стандарты напряжения 230В для импортных электроприборов. Без подобной функции он постоянно будет выходить за заданный для данных электроприборов нижний диапазон напряжения, что может вызвать сбои в их работе;
  • для ламп накаливания можно установить напряжение 210В, что значительно увеличит срок их службы, световой же поток останется в пределах, заявленных производителем.

Автоматическое включение стабилизатора при возврате входного напряжения в установленный диапазон. Т.к. стабилизатор отключает нагрузку в случае выхода входного напряжения за установленные пределы, он должен также автоматически включаться и подключать её, если входное напряжение вернулось в установленный диапазон, иначе придётся следить за сетевым напряжением, b включать стабилизатор вручную.

Наличие на входе и выходе стабилизатора напряжения фильтров подавления импульсных помех. Это полезная функция, которая защитит электроприборы от помех в радиочастотном диапазоне.

Подробнее о принципах работы стабилизаторов напряжения конкретного производителя Вы можете прочитать в соответствующем разделе.

Рейтинг статьи: 5 3150 Бесперебойное Электроснабжение (www.td-m.ru)30.12.2006

www.td-m.ru

Легкий способ подбора стабилизатора напряжения для дома. Пошаговая инструкция.

Легкий способ подбора  стабилизатора напряжения КАСКАД.5 шагов к жизни в комфорте.

 

  В этой статье будет рассмотрен ЛЕГКИЙ СПОСОБ выбора стабилизатора напряжения серии КАСКАД для  дома. Легкость выбора  заключается в том, что стабилизаторы КАСКАД лишены ряда недостатков присущих более дешевым  моделям других производителей. Поэтому часть необходимых требований, при выборе стабилизаторов КАСКАД,  просто не учитывается,  а выбор модели становится  очевидным. 

  Дочитайте до конца, и у Вас не останется сомнений какой стабилизатор выбрать.

 

Всего 5 шагов!

 

 

Начнем.

 

              Шаг 1:  Выбираем класс точности стабилизатора. 

 

 

 

 

 Для подключения бытовой техники частного дома, будет более чем  достаточно установка высокоскоростного релейного стабилизатора напряжения серии КАСКАД с точностью коррекции выходного напряжения 2,5 %.  Для обеспечения качественным электропитанием  бытовой техники этой точности более чем достаточно. В случае применения  стабилизаторов с точностью коррекции 5…10%, скачки напряжения, в рабочих режимах стабилизатора, будут достаточно существенными и могут достигать 40В. Стабилизаторы с точностью 5-10% целесообразно подключать к электросетям, в которых напряжение стабильно-заниженное 160-190В и отсутствуют регулярные, кратковременные скачки напряжения. В этих случаях имеет смысл присмотреться к более доступным, узкопрофильным, повышающим стабилизаторам напряжения серии ОПТИМА. Применение  стабилизаторов с точностью коррекции напряжения 1%  экономически не оправдано, из за высокой стоимости таких устройств, - но, если финансовые возможности позволяют, то здесь можно ознакомится с техническими характеристиками и ценами на высокоточные стабилизаторы серии САТУРН.

                Шаг 2: Определяемся с типом стабилизатора.  1  или  3  фазы.

 

 

 

 

  Вся бытовая техника питается от 1-но фазной сети с напряжением 220В/50Гц.  Встречаются дома с 3-х фазным вводом, но опять же,  бытовая техника рассчитана на питание от 220В, поэтому,  каждый из 3-х вводов независим и имеет напряжение 220В (3 ввода по  220В), что позволяет более равномерно распределять нагрузки  на весь дом, и  понизить суммарную мощность подключаемых устройств  на каждый из трех вводов  на 30..50%, по сравнению с однофазным вводом.  В обоих случаях  применяют однофазные стабилизаторы напряжения.  При трехфазном вводе (3 х 220В), целесообразно, с экономической токи зрения,  установить однофазные стабилизаторы на одну или две  линии с низким качеством напряжения и к ним же подключить устройства требовательные к качественному питающему  напряжению.     Существенным преимуществом  трехфазных вводов (3х220В),  является возможность подключения  нагрузки к любой из фаз с наилучшим напряжением. Для решения этой задачи устанавливают автоматические коммутаторы фаз.

 Если необходимо будет запитать оборудование работающего от 3-х фазного напряжения 380В, в этом случае необходимо устанавливать  3 однофазных стабилизатора КАСКАД, по одному на каждую из трех фаз, и обязательно реле контроля фаз.

   Шаг 3: Выбираем мощность устанавливаемого стабилизатора.

 

 

 

 

  Здесь  все просто. Все стабилизаторы КАСКАД работают с номинальной мощностью при любом входном напряжении. Мощность ПОСТОЯННАЯ!  Достаточно подсчитать, путем сложения, все нагрузки планируемые подключить к сети дома и которые могут быть включены ОДНОВРЕМЕННО. На каждом бытовом  приборе есть шильдик, где прописана мощность устройства, обычно в ватах (Вт), эти мощности  и будем  суммировать.

 

 

Приблизительный расчет мощности ОДНОВРЕМЕННО подключаемых нагрузок в семье  из 4 человек для негазифицированного дома.

 

 Составляем список бытовых приборов, которые планируете использовать одновременно, и суммируем мощности.

список2

 Фактически электроприборов в доме намного больше,  и если  сложить все мощности то сумма может получится и в 2 раза больше, не 7080 Вт  а 14000 Вт.  Нас интересуют только те приборы которые могут быть использованы ОДНОВРЕМЕННО, т.к. все имеющие приборы одновременно  не используются,  и приобретать более мощную модель стабилизатора экономически не выгодно.  Принимаем за отправную точку расчета мощность 7080 Вт.

 Далее, как рекомендуют многие производители дешевых стабилизаторов, из перечня приборов нужно выбрать те устройства, которые имеют электродвигатель. Это делается потому, что в момент пуска электродвигатель, допустим,  кондиционера  мощностью 900 Вт,  мощность достигнет 4000 Вт. Это увеличение кратковременное, но произойдет обязательно. Во-вторых, при понижении входного напряжения мощность стабилизатора падает и он не вытягивает подключенную нагрузку и отключается от перегрузки, как и в первом случае. Соответственно, стабилизатор надо выбирать с учетом перечисленных нюансов, и при нагрузке мощностью 7000 Вт стабилизатор придется взять на 20000 Вт.   

 В стабилизаторах КАСКАД, все вышеперечисленное, не принимается во внимание, т.к. он и с 9-ти кратными пусковыми перегрузками  справляется прекрасно и его мощность постоянная при любом напряжении. 

  И повторимся, что во всех диапазонах входного напряжения стабилизатор КАСКАД выдает заявленную мощность. Нет никаких 30-40-70% мощности, при таком или таком напряжении, как достаточно часто можно встретить в паспортах некоторых производителей стабилизаторов. Или рекомендации приобрести «помощнее», с учетом запаса мощности при высоких пусковых токах или слабых сетях.   Мощность ПОСТОЯННАЯ!  во всем диапазоне заявленных входных напряжений. Если КАСКАД СН-0-10 -  то максимальная мощность 10 кВА, будет всегда, при любом входном напряжении и  нагрузке. Это относится ко всем стабилизаторам КАСКАД.

  Но нам, эти устройства с двигателями, потребуются для подбора коэффициента мощности(cosφ) при обязательном вычислении  полной мощности всех нагрузок.

  Теперь полученную активную мощность в Ватах (Вт) необходимо перевести в полную фактическую мощность, которая измеряется в вольт-амперах (ВА). Для этого необходимо 7080 Вт разделить на коэффициент мощности косинус-фи (cosφ). Берем усредненное значение коэффициента cosφ равное 0,75(сosф бытовых приборов можно принять за 0,8; cosф электродвигателей – за 0,7.).У нагревательных приборов, чайника или мультиварки,  коэффициент будет ровняться 1(cosφ=1).Но в жизни может быть так, что кто-то отключит телевизор и захочет просверлить отверстие в стене, а электродрель уже имеет электродвигатель, или отключат мультиварку и подключат беговую дорожку, в которой установлен  электродвигатель. По этой причине,  проводить полную сортировку бытовых приборов - особого смысла нет.

Получается полная мощность:  7080 Вт/0.75 cosφ = 9440 ВА.

 В идеале,  нагрузки, которые не имеют сложной электроники, например чайник, утюг, тостер, фен желательно  подключить к отдельной линии без стабилизатора, при условии, что напряжение в этой линии не сильно занижено и тот же чайник не будет  закипать 15 минут. У нас получилась полная мощность 9440 ВА. Ближайшая модель стабилизатора рассчитанная на такую нагрузку, будет КАСКАД  СН-0-10 мощностью 10000 ВА.

              Шаг 4:  Анализ сети.

 

 

 

 

 

  Рекомендуется протестировать сеть , хотя бы в течении недели лучше двух, чтобы понять как меняется  напряжение, какие бывают пики и просадки. Это нужно для того чтобы правильно выбрать рабочий диапазон напряжений стабилизатора и номинал  автоматического выключателя. У любого стабилизатора есть так называемая вилка напряжений «От-До» минимум и максимум входных напряжений.  Приблизительную картину происходящего в сети можно определить самостоятельно при помощи мультиметра или вольтметра, делая периодические промеры, но резкие просадки и скачки напряжения отследить будет проблематично. Для  качественного анализа сети необходим регистратор напряжения, который в автоматическом режиме соберет всю необходимую информацию.

  Услугу тестирования сети Вы можете заказать у нас,  отправив сообщение через форму «Подбор стабилизатора», после чего наши специалисты свяжутся с вами и предложат варианты решения.

 Например: После проведения тестирования сети было выявлено, что  были кратковременные просадки напряжения до 162 В  три  раза,  и скачки напряжения до 275 В два  раза, в течении 2-х недель. Среднее напряжение сети дома в течении 2-х недель было пониженное и держалось на уровне 185 В.   Стабилизатор КАСКАД  СН-0-10(мощностью 10000 ВА) имеет вилку напряжений  по нижнему порогу  167 вольт а по верхнему 278 вольт. В момент просадки напряжения до 162 вольт стабилизатор отключит нагрузку и автоматически подключит  когда напряжение подымится до минимального допустимого значения 167 вольт, и это может повторится 3 раза в течении 2 недель.   По верхнему порогу напряжение до 278 В – все в норме, стабилизатор проходит.  Такой вариант с возможным отключением  бытовой техники не всем подойдет. Поэтому обратим внимание на две другие модели стабилизаторов, это  КАСКАД  СН-0-8 ( мощностью 8000 ВА),  и КАСКАД  СН-0-12 (мощностью 12000 ВА), у обоих стабилизаторов минимальное входное нижнее напряжение 158 вольт, и  в нашем случае, с просадкой до 162 вольт, стабилизаторы справятся, продолжат работать в штатном режиме и отключений нагрузки не последует. Верхние пороги напряжений у них составляют почти 290В , по этому показателю они также проходят как и КАСКАД  СН-0-10 . Что нам и нужно.  Какой выбрать по мощности, 8000 или 12000 ВА ?  Лучше в рост на 12000 ВА. Появится возможность добавить в список   навороченный очиститель воздуха или продвинутый пылесос. Будет место для маневра. Тем более разница в цене у моделей 10 и 12 не существенная. Хотите сэкономить – берите модель мощностью 8000 ВА, но уменьшите мощность одновременно включенных устройств, например, вычеркните из списка стиральную машину. КАСКАД  СН-0-12 (мощностью 12000 ВА) будет идеальным вариантом. Решать Вам.

                   Шаг 5: Выбор автоматического выключателя.

 

 

 

 

   Самый интересный и не менее важный момент.После диагностики электрической сети  был получен результат, что напряжение в сети чаше всего держалось  на уровне 185 вольт.

 Все стабилизаторы  «КАСКАД» обеспечивают номинальную мощность на нагрузке при выходном напряжении 220±2,5%, В,  в заявленном диапазоне входного напряжения. Поэтому при выборе входного автоматического выключателя или предохранителя необходимо учитывать, что при снижении входного напряжения при номинальной нагрузке пропорционально увеличивается входной ток.

Зависимость тока нагрузки от входного напряжения сети при подборе стабилизатора пониженного напряжения

 В нашем случае, для стабилизатора КАСКАД - СН-О-12, при нагрузке 9440 ВА и при выходном напряжении после стабилизатора на уровне 220В ток нагрузки на выходе стабилизатора составит 43 ампера(Iвых = Рн /Uвых = 9440ВА/220В=43А).  Когда  напряжения на входе  в стабилизатор опустится до 185В, ток нагрузки на входе в стабилизатор будет уже 51 ампер, т.к. мощность у стабилизаторов КАСКАД останется постоянной (Iвх = Рн /Uвх = 9440ВА/186В=51А).  Далее смотрим, на сколько ампер стоит вводной автоматический выключатель в общедомовом щите и если он слабый (допустим на 40А) необходимо будет установить более мощный (на 50А или 60А), для исключения срабатывая автомата  при  напряжении входной сети 185В.  Если все соответствует, то и менять нечего.

 

  Вот и выбрали стабилизатор напряжения. Все просто!

 

Что еще может стабилизатор КАСКАД ?

 

 -Стабильная работу при питании  от генераторных  установок.

-Защита нагрузки от аварий в сети, пропадании фаз, перепадов напряжения с последующим автоматическим подключением при восстановлении сети.

-Не искажает форму синусоиды.

-Высокая скорость отработки возмущения.

 -Регулировка напряжения без разрыва фазы.

-Защита нагрузки от импульсных помех.

-Отключение нагрузки при аварии сети.

-Отключение нагрузки при перегрузке стабилизатора.

-Отключение при коротком замыкании в нагрузке.

-Выдерживает 8-кратные пусковые токи.

-Работа с любыми типами нагрузки.

-Анализ параметров сети и тест системы перед включением нагрузки.

-Система прямого включения «BYPASS».

- Цифровая индикация параметров сети и нагрузки.

- Индикация вида защитного отключения

- Грозозащита.

 

 

 Далее заказываем все необходимое, подключаем сами или  нашими силами и наслаждаемся комфортом в доме. Скачки и просадки напряжения  становятся проблемой стабилизатора КАСКАД, а он, с этим, отлично справляется.

 

  Закажите «Подбор стабилизатора» и наши специалисты в кратчайшие сроки, бесплатно, проконсультируют, рассчитают и подберут требуемый комплект оборудования.

 

 

телевизор

                                                                                                                                                     В КАТАЛОГ 

centros.ru

Автоматические регуляторы напряжения семейства APC Line-R. Схемотехника, особенности построения и функционирования.

Защиту офисного оборудования от нестабильности питающей сети обеспечивают применением самых разнообразных устройств – от простейших сетевых фильтров до сложнейших систем бесперебойного питания класса ON-LINE. Среди всех устройств защиты наибольшее распространение получили резервные и интерактивные источники бесперебойного питания. Однако зачастую применение UPS можно считать избыточным и в этих случаях стоит обратить внимание на такие устройства, как автоматические регуляторы напряжения, которые позволяют обеспечить достаточно стабильное выходное напряжение, не используя для этого дорогих и тяжелых аккумуляторных батарей. Однако эти регуляторы не являются простыми фильтрами, а представляют собой достаточно сложные устройства с микропроцессорным управлением.

 

«Автоматические регуляторы напряжения серии Line-R производства APC обеспечивают защиту электронного оборудования от повышенного и пониженного напряжения в электросети. Флуктуации напряжения, если их не корректировать, приводят к ухудшению характеристик и, возможно, к преждевременному отказу электронных компонентов. Устройства серии Line-R не только приводят напряжение к безопасному диапазону, но и обеспечивают защиту от всплесков напряжения – даже вызванных ударами молнии.» Эта выдержка из описания, представленного на официальном сайте APC, позволяет достаточно точно понять назначение устройств класса Line-R, а также понять к какому типу оборудования они относится.

Итак, устройства этого типа получили в технической литературе несколько названий: стабилизаторы, автоматические регуляторы напряжения, кондиционеры питающего напряжения. Но среди отечественных потребителей и технических специалистов чаще всего используется термин «стабилизатор». Однако, несмотря на определенное единодушие в терминологии, имеются весьма разнообразные мнения о принципах работы этих устройств, их схемотехнике и выполняемых функциях, и все эти разногласия вызваны отсутствием достоверной информации. Конечно же, стабилизаторы, выпускаемые различными производителями, будут иметь разное функциональное оснащение, разные характеристики и разные принципы стабилизации. Наш же обзор затрагивает только лишь устройства фирмы APC, достаточно распространенные на отечественном рынке, но по некоторым мнениям не являющиеся в этом классе лучшими устройствами. В классе стабилизаторов напряжения, с APC успешно конкурируют (а по некоторым экспертным оценкам, и значительно превосходят их), итальянские VARAT'ы и отечественные «Штили», которые, по мнению многих специалистов, является более привлекательным, чем устройства APC. Кроме того, неплохие стабилизаторы выпускаются в Туле, Воронеже (устройства ЗАС), Пскове. Но вернемся, все-таки, к Line-R от APC.

Устройства Line-R выпускаются APC в двух вариациях: на 600VA и на 1200VA. Принципиальными отличиями этих устройств являются лишь мощность и габариты трансформатора, электронная же часть и схемотехника устройств остается неизменной. На сегодняшний день выпускаются модели LE600I и LE1200I, которые заменили собою уже снятые с производства LR600 и LR1250 (однако стоит заметить, что схемотехника новых устройств не претерпела каких-либо кардинальных изменений, и они носят лишь косметический характер).

Стабилизаторы напряжения Line-R обеспечивают формирование на своем выходе допустимого по номиналу напряжения при условии, что сетевое входное напряжение находится в диапазоне от 150В до 300В. В реальности, спецификациями на Line-R определяется диапазон входного напряжения от 162В до 299В, но это опять же – в общем. Дело в том, что на задней панели регулятора расположен трехпозиционный переключатель, с помощью которого задается базовое значение выходного напряжения: 220В, 230В или 240В. Для каждого из этих значений имеется свой диапазон допустимых входных напряжений:

- для 220В это 160В – 270В;

- для 230В это 166В – 280В;

- для 240В это 170В – 290В.

С учетом допусков и погрешностей при измерении входных напряжений, мы и получим такой диапазон, как 162...299 В. Для российского рынка предусмотрено выходное напряжение 230В.

В моделях Line-R серий LR такие переключатели отсутствуют, и для них специфицируется тот диапазон входных напряжений, при котором выходное напряжение имеет отклонение 5% от номинального.

У стабилизаторов семейства LR с номинальным выходным напряжением 230В величина напряжения на выходе должна иметь значение от 219В до 242В. При этом входное напряжение стабилизаторов должно находиться в диапазоне от 182В до 287В.

Устройства Line-R оснащены световой индикацией, отображающей отклонения входного напряжения от номинального значения, а, кроме того, имеется и звуковая сигнализация, включающаяся, когда входное напряжение значительно выходит за допустимые пределы и когда появляется опасность отказа нагрузки, подключенной к Line-R. Так, в частности, для устройств семейства LR в документации указано, что звуковой сигнал включается, когда напряжение сети ниже 162В или выше 299В. Но при всем этом, Line-R не способны отключить нагрузку от сети, а только лишь обеспечивают понижение или повышение сетевого напряжения, сопровождая это предупреждающими сигналами, т.е. многие потребители ожидают от этих устройств слишком многого. Но все-таки, несмотря на зачастую завышенные ожидания, применение стабилизаторов действительно позволяет обеспечить очень хорошую защиту офисного и бытового оборудования. Кроме того, достаточно часто пользователи обеспечивают комбинированную защиту своего оборудования, последовательно включая стабилизатор и источник бесперебойного питания. Это позволяет снизить количество переключений UPS на работу от аккумуляторов, что положительно сказывается на рабочем ресурсе батарей.

Схемотехнику стабилизаторов семейства Line-R мы изучим на примере устройств семейства LR. Эти устройства обеспечивают двухступенчатое повышение и двухступенчатое понижение входного напряжения и имеют на лицевой панели пять световых индикаторов, отображающих текущий режим работы, т.е. диапазон входного напряжения и ступень повышения/понижения напряжения (рис.1).

Рис.1 Внешний вид стабилизаторов APC Line-R

Блок-схема стабилизаторов семейства LR представлена на рис.2. Основными элементами стабилизатора являются автотрансформатор и микропроцессор.

Автотрансформатор состоит из силовой обмотки и двухсекционной дополнительной обмотки. Силовая обмотка включена в фазную линию, т.е. ток нагрузки протекает через эту обмотку. Дополнительная обмотка включена между фазой и нейтралью и ток через нее протекает только при переключении реле. При синфазности токов дополнительной обмотки и силовой обмотки выходное напряжение увеличивается. Если же токи силовой и дополнительной обмотки находятся в противофазе, то выходное напряжение уменьшается. Так как дополнительная обмотка является двухсекционной, то в каждом из случаев можно подключать либо одну, либо две секции этой обмотки (т.е. изменять ее длину), что и обеспечивает двухступенчатое регулирование выходного напряжения.

Рис.2  Блок-схемма стабилизаторов семейства APC Line-R

 

Микропроцессор, являясь однокристальной микро-ЭВМ, в соответствии с внутренней управляющей программой, обеспечивает выполнение следующих функций:

- анализ величины входного напряжения;

- анализ величины выходного напряжения;

- анализ частоты питающей сети;

- формирование сигналов для коммутации реле;

- управление светодиодами-индикаторами режима;

- формирование звукового аварийного сигнала.

Принципиальная схема стабилизатора Line-R в формате PDF.

 

Краткое описание схемы

1) Микропроцессором является микросхема однокристального микроконтроллера 87C752 (IC3) и назначение контактов этого контроллера представлено в табл.1. Тактовая частота внутреннего генератора микроконтроллера задается кварцевым резонатором Y1. Питающим напряжением микропроцессора является +5В.

Таблица 1. Описание контактов контролера  87С52 в AVR APC Line-R

Назначение

1

Выход управления желтым светодиодом режима BOOST2 (режим повышения на 30%)

2

Выход управления зеленым  светодиодом режима BOOST1 (режим повышения на 15%)

3

Выход управления зеленым  светодиодом режима нормальной работы

6

Выход управления реле A

7

Выход управления реле B

8

Выход управления реле С 

9

Вход сигнала сброса RESET

10

Контакты подключения частотозадающего резона-тора

11

12

«Земля» цифровой части микроконтроллера

13

Входной аналоговый сигнал от датчика напряже-ния сети (положительная полуволна)

14

Входной аналоговый сигнал от датчика напряже-ния сети (отрицательная полуволна)

15

Входной аналоговый сигнал от датчика выходного напряжения

16

Цифровые порты для внутреннего использования

17

18

«Земля» аналоговой части микроконтроллера

19

Напряжение питания аналоговой части

20

Входной импульсный сигнал для определения ча-стоты питающей сети

21

Цифровые порты внутреннего использования

22

24

Вход определения типа питающей сети (110В/230В)

25

Выход управления звуковым сигналом

26

Выход управления желтым светодиодом режима CUT2 (режим понижения на 30%)

27

Выход управления зеленым светодиодом режима CUT1 (режим понижения на 15%)

28

Напряжение питания цифровой части

 

2) Сброс при запуске микропроцессора осуществляется сигналом RESET, приходящим на конт.9. Высокий уровень сигнала приводит к сбросу процессора. Нормальное состояние сигнала во время работы стабилизатора – это низкий уровень. Формируется сигнал RESET схемой, состоящей из транзисторов Q1, Q2 и компаратора IC1. Высокий уровень сигнала устанавливается при запуске стабилизатора и держится до тех пор, пока напряжение +5В не достигнет номинального значения.

3) Питающие напряжения +5В и +24В формируются за счет выпрямления пониженного переменного напряжения и дальнейшей его стабилизации. Понижение переменного напряжения осуществляется понижающим трансформатором Т1. Для выпрямления пониженного напряжения используется диодный мост, выполненный на диодах D13-D16. Дальнейшее сглаживание выпрямленного напряжения осуществляется конденсатором С13. Полученное постоянное напряжение стабилизируется универсальным регулятором LM317 (IC4). Величина выходного напряжения этого регулятора, а именно +24В, задается подбором номиналов резисторов R35 и R36. Далее из напряжения +24В получают напряжение +5В с помощью линейного интегрального стабилизатора типа LM7805 (IC5). Напряжение +5В используется для питания микропроцессора, микросхем компаратора и дискретной логики. Напряжение +24В предназначено для питания коммутирующих реле.

4) Определение частоты питающей сети осуществляется по сигналу ZCROSS, который берется с выхода диодного моста (D13-D16) и который представляет собой выпрямленные полуволны переменного тока. Далее эти полуволны преобразуются в импульсный сигнал, приходящий на вход микропроцессора. Такое преобразование осуществляется несколькими последовательно включенными триггерами Шмитта, являющимися микросхемой 74C14 (IC2).

5) Напряжение питающей сети – а это сигнал HOT_UREG преобразуется схемой датчика входного напряжения в сигнал постоянного тока. Причем датчик сетевого напряжения формирует два постоянных напряжения:

- одно из них пропорционально положительной полуволне сетевого напряжения;

- второе пропорционально величине отрицательной полуволны сетевого напряжения.

Таким образом, сетевое напряжение оценивается очень точно.

Датчик сетевого напряжения представляет собой два однополупериодных выпрямителя, выпрямительными диодами которых являются D10 и D11. Следующие за этими диодами элементы обеспечивают сглаживание выпрямленного напряжения и ограничение его величины. К недостаткам датчика сетевого напряжения можно отнести отсутствие гальванической развязки между микропроцессором и первичной сетью.

6) Датчик выходного напряжения также представляет собой однополупериодный выпрямитель на диоде D601, которым формируется сигнал DCDRAW1. Диодом обеспечивается выпрямление напряжения, снимаемого со средней точки первичной обмотки трансформатора T1, которая в данном случае представляет собой делитель напряжения.

7) Модуль автоматического регулирования напряжения – AVR (Automatic Voltage Regulator) представляет собой двухсекционную обмотку автотрансформатора и три реле: RY1, RY2 и RY3. Комбинируя включение этих трех реле можно получить четыре различных варианта протекания тока через дополнительную обмотку. Два из них обеспечивают повышение напряжения, а два – понижение. Все эти варианты демонстрируются на следующих рисунках.

 

 

 

8) Защита нагрузки от значительного превышения питающего напряжения сети обеспечивается металло-оксидными варисторами (MOV), обозначаемыми на схеме, как MV1 – MV4.

9) В моделях, предназначенных для сети 110V, предусматривается наличие схемы, контролирующей заземление. Эта схема включается между заземляющим контактом и нейтралью и активными элементами этой схемы являются транзисторы Q7 и Q8. В случае отсутствия заземления эта схема включает красный светодиод, расположенный на тыльной стороне устройства, что служит сигналом предупреждения для пользователя.

10) Конфигурирование стабилизаторов Line-R под регион использования, т.е. под тип питающей сети (110V/230V) осуществляется с помощью резисторов R3 и R4, которыми задается либо высокий, либо низкий уровень сигнала на конт.24 микропроцессора 87C752. В моделях, предназначенных для работы в сетях 110В, должен быть установлен резистор R3 и должен отсутствовать R4 – это обеспечивает создание на конт.24 сигнала высокого уровня. В моделях, рассчитанных для работы в сети 230V, наоборот, должен быть установлен резистор R4 (с сопротивлением 0 Ом, т.е. должна устанавливаться перемычка) и должен отсутствовать резистор R3. Это обеспечивает создание на конт.24 сигнала высокого уровня.

www.mirpu.ru

Автоматический стабилизатор напряжения | Применение, принцип действия, схема подключения – на промышленном портале Myfta.Ru

Автоматический стабилизатор напряженияАвтоматические стабилизаторы напряжения необходимы для автоматического регулирования питающихся напряжений, а также для обеспечения сравнительного постоянства токов. При изменении напряжения сети и сопротивления нагрузки применяются ряды автоматических регулирований, которые позволяют упростить управление радиоприемными устройствами и автоматически обеспечивают и поддерживают оптимальные условия приема сигнала.

Сигнал изменения непрерывной величины и изменения напряжения питания компенсирует авторегулирование. Применяется автоматические стабилизаторы напряжения также в радиопередающих, телевизионных, радиоприемных и в разных устройствах. Отсутствие стабильного источника питания может либо значительно усложнить схему устройства, либо сделать невозможной его нормальную работу.

Использование сухих батарей и аккумуляторов как источников стабильного (устойчивого) напряжения в подавляющем большинстве случаев нерационально из-за большого обьема, веса и эксплуатационных неудобств этих источников питания. Желая использовать для питания сеть переменного или постоянного тока, необходимо включить между сетью и нагрузкой то или иное устройство, например однофазовый автоматический стабилизатор напряжения, позволяющее получить напряжение с нужной степенью стабильности (рис.1). В питающей сети наблюдаются изменения двух типов: постепенное увеличение и уменьшение общей нагрузки сети, вызванное медленным изменением напряжения, а быстрые изменения вызываются пуском и выключением отдельных электрических установок (электродвигателей).

Схема включения стабилизатора напряжения

Рис.1 Схема включения стабилизатора напряжения

Изменения отрицательно сказываются на качестве радиоприема и, в ообенности, на качестве телевизионного изображения. Медленные колебания в автоматическом стабилизаторе напряжения вызывают изменения размеров изображения, а также его яркости и контрастности с течением времени.Стабилизация напряжения питания в настоящее время должна быть обязательной. Это очень важно для всех измерительных приборов. Большинство устройств обладают способностью поддерживать постоянство не только при изменениях напряжения сети, но и при изменениях тока.

myfta.ru