Основные типы стабилизаторов напряжения. Активный инверторный стабилизатор напряжения
Об инверторных стабилизаторах напряжения: преимущества и недостатки
Нестабильность напряжения сети, повышенные требования к параметрам питания у ряда аппаратуры требуют применения устройств стабилизации.
Стабилизатор переменного напряжения
Используется несколько типов конструкций, которые различаются принципом работы и техническими характеристиками:
- Феррорезонансные. В настоящее время практически не используются, ввиду искажения формы синусоиды и высокого уровня электромагнитных помех, хотя отличаются максимальным быстродействием;
Феррорезонансный стабилизатор
- Релейные (или симисторные). Наиболее распространены, благодаря наилучшему сочетанию приемлемых технических параметров и стоимости. Основные недостатки – ступенчатое изменение выходного напряжения в допустимых пределах и невысокое быстродействие, ограниченное скоростью переключения реле (только в релейных устройствах) и низкие пределы стабилизации;
- Электромеханические. Имеют наименьшие искажения формы сигнала, но характеризуются крайне низким быстродействием, особенно при больших колебаниях входного сигнала;
Электромеханический стабилизатор
- Инверторные. Наиболее прогрессивный тип стабилизаторов с двойным преобразованием, которые имеют самое высокое быстродействие и минимальные искажения формы выходного напряжения.
Основные характеристики
Основными требованиями к любому стабилизатору являются:
- Допустимая мощность нагрузки;
- Точность стабилизации;
- Допустимый диапазон входного напряжения стабилизации;
- Коэффициент искажений;
- Быстродействие.
По всем параметрам, кроме допустимой мощности, инверторный стабилизатор напряжения превосходит иные типы устройств. Ограничение по мощности вызвано тем, что в выходных каскадах используются мощные полупроводниковые элементы, нагрев которых при прохождении высоких значений тока может привести к выходу из строя.
Такой параметр, как быстродействие, в инверторном стабилизаторе отсутствует в принципе, поскольку данное устройство вообще не отслеживает параметры по входу, а контролирует только состояние на выходе. О быстродействии можно говорить только в случае скачков тока, потребляемого нагрузкой, но даже и в этом случае контроль выходных параметров и коррекция осуществляются в режиме реального времени.
Принцип работы
Функциональная схема и принцип работы устройств инверторного типа практически одинаковы. Основные элементы инверторов:
- Сетевой фильтр;
- Выпрямитель;
- Сглаживающий конденсатор;
- Выходные транзисторные ключи;
- Микроконтроллерная схема управления.
Блок-схема
Стабилизаторы (инверторы) с двойным преобразованием отличаются увеличенной емкостью сглаживающих конденсаторов и наличием корректора коэффициента мощности. Корректор нужен по двум причинам:
- Компенсация большой индуктивной нагрузки на питающую сеть;
- Компенсация напряжения на выходе сглаживающего фильтра для нормальной стабилизации при сниженном напряжении сети.
Сетевой фильтр необходим для снижения уровня помех, проникающих в электрическую сеть во время работы мощных транзисторных ключей. В работе самого стабилизатора фильтр не участвует.
Выпрямитель служит для преобразования входного переменного напряжения в постоянное, которое дополнительно сглаживается электролитическими конденсаторами большой емкости.
Батарея конденсаторов в совокупности с корректором коэффициента мощности служит накопителем энергии, позволяя скомпенсировать просадки и снижение входного напряжения. Чем больше емкость накопителя, тем более низкое значение допускается по входу. Одновременно возможен рост допустимой мощности нагрузки. Вместе с этим растет и емкостная нагрузка на сеть, внося искажения в виде фазового сдвига напряжения и тока. Таким образом, корректор коэффициента мощности является одним из важнейших составляющих стабилизатора напряжения с двойным преобразованием.
Постоянное напряжение с выхода корректора поступает на транзисторные ключи, выполненные по IGBT или MOSFET технологии.
Мощные IGBT транзисторы
Открытием ключей управляет схема на микроконтроллере, в соответствии с заложенным алгоритмом работы. Схема управления контролирует состояние выхода:
- Амплитуду;
- Частоту;
- Ток нагрузки.
На основе измеренных значений микроконтроллер изменяет параметры импульсов управления выходными ключами в режиме реального времени. В результате получается очень точная стабилизация формы и амплитуды напряжения на выходе устройства, независимо от его значения на входе и величины нагрузки.
Преимущества и недостатки
Основное преимущество инверторных устройств заключается в двойном преобразовании, когда входное напряжение изначально поступает на выпрямительный блок, преобразующий его в постоянное. Данная операция обеспечивает полную независимость работы дальнейших составляющих от параметров поступающего на вход напряжения, в особенности частоты.
Амплитуда ограничивается пороговыми значениями минимума и максимума. Лучшие устройства позволяют преобразовывать напряжение сети, меняющееся от 60 до 300 В, что недостижимо при использовании других устройств. И то, что в дальнейшей работе используется постоянный ток, делает такой параметр, как время реакции (быстродействие), совершенно бессмысленным.
Отсутствие традиционного для иных типов стабилизаторов трансформатора существенно снижает габариты и вес устройства. Только в сравнительно маломощных устройствах нижнего ценового диапазона используются выходные трансформаторы, позволяющие применить недорогие низковольтные транзисторы. Общий перечень достоинств:
- Наилучшие параметры стабилизации;
- Точное соблюдение формы и частоты сигнала;
- Большие пределы стабилизации;
- Малый вес и габариты.
Есть у инверторных устройств и недостатки, которые сужают их область применения:
- Высокая стоимость, которая растет с увеличением допустимой мощности;
- Снижение пределов стабилизации, особенно нижнего, с ростом мощности нагрузки, что связано с недостатком запасенной энергии корректора с блоком накопительных конденсаторов;
- Необходимость в интенсивном теплоотводе, вызванном нагревом выходных транзисторов;
- Необходимость в защите от пыли.
Две последние проблемы возникают из-за того, что управляющие транзисторы работают не в ключевом (переключающем) режиме, а в аналоговом (усилительном). Это сопровождается выделением тепла на переходах транзисторов, растущей с увеличением мощности нагрузки. Отвод тепла осуществляется при помощи радиаторов охлаждения, обдуваемых вентиляторами (кулерами).
Вентилятор охлаждения
Вместе с потоком воздуха внутрь устройства затягивается пыль, снижающая отвод тепла. В результате приходится производить регулярную чистку внутри устройства от пыли. Особенно это касается вентиляторов, которые при запыленности начинают производить сильный шум.
Транзисторы выходного каскада выступают ограничителями выходной мощности, которая может достигать величины 5-7 кВт. Более мощные устройства встречаются крайне редко и имеют очень высокую стоимость.
Особенности выбора
Выбор необходимого устройства диктуется теми условиями, в которых он будет работать. Это подразумевает:
- Диапазон входного напряжения;
- Допустимая мощность нагрузки.
Обратите внимание! Чем выше пределы стабилизации, чем больше допустимая мощность нагрузки, тем дороже будет стабилизатор. Причем цена его растет не пропорционально улучшению параметров, а намного быстрее.
Важно! Планируя использовать стабилизатор для подключения устройств, в составе которых имеются электрические двигатели, особенно асинхронные (холодильники, кондиционеры, газовые котлы), следует знать, что в момент запуска двигатели потребляют ток, в несколько раз больший, чем при нормальном режиме работы. Для подобных устройств необходим стабилизатор, который должен иметь запас мощности, как минимум, 30-50%.
Инверторы с двойным преобразованием используются в тех областях, где существуют высокие требования к параметрам питающего напряжения. Немаловажную роль играют также малые масса и габариты, поскольку мощные классические стабилизаторы могут весить несколько десятков килограмм.
Видео
Оцените статью:elquanta.ru
Инверторные стабилизаторы напряжения
В этой статье наш сайт “Все-электричество” расскажет про инверторные стабилизаторы. Сегодня практически каждый человек знает о том, что бытовые приборы, которые находятся в доме обязательно необходимо защищать. Инверторные стабилизаторы напряжения пользуются высокой популярностью. Они позволяют надежно защитить вашу бытовую технику в доме. Иногда этот прибор называют стабилизатором двойного преобразования.
Инверторный стабилизатор способен подавать напряжение, которое имеет одинаковую частоту. Напряжение этого устройства может отличаться максимум на 0.5%. Также это устройство будет отлично работать, даже если напряжение будет слишком отличаться от номинального тока.
Инверторные стабилизаторы и их строение
В последнее время эти стабилизаторы считаются лидерами. Их принцип работы отличается от других устройств и благодаря этому они считаются полноценными лидерами. Инвертор, который входит в их конструкцию может состоять:
- Входных фильтров.
- Выпрямителя коэффициента мощности.
- Конденсаторов.
- Преобразования постоянного напряжения.
- Микроконтроллера.
Выпрямитель и преобразователь в этом устройстве выполняют функцию инверторов. Именно инверторы построены на основе транзисторов. Транзисторы в этом стабилизаторе способны контролировать высокие токи и уменьшать их. Если вы не знаете, зачем нужен стабилизатор, тогда прочтите соответствующую статью.
Принцип работы
Эти устройства имеют достаточно простой принцип работы. ВО время их работы выполняются два основных процесса:
- Преобразование переменного тока в постоянный.
- Преобразование постоянного тока в переменный.
Все процессы происходят с помощью выпрямителя и корректора мощности. Этот преобразователь имеет ряд значительных плюсов. К основному относится то, что он способен обеспечить высокий коэффициент мощности. Он практически будет равняться 1. Затем весь ток будет накапливаться в конденсаторах.
Только после этого ток поступит к инвертору, который сделает ток переменным. Управление этим стабилизатором выполняется с помощью микроконтроллера.
Преимущества инверторного стабилизатора
Если вы планируете приобрести инверторные стабилизаторы, тогда вам следует помнить, что этот вид техники считается хорошим. К его преимуществам можно отнести:
- Широкий спектр напряжения.
- Практически постоянное соблюдение стабильного параметра напряжения на выходе.
- Его работа осуществляется бесшумно. Это стало возможным благодаря использованию инвертора.
- Прибор имеет небольшой вес, так как из конструкции был убран автоматический трансформатор.
- Высокое КПД.
- Скорость регулировки тока находится на высоком уровне.
Как видите, преимущества можно считать достаточно весомыми. Их вы точно не встретите в других стабилизаторах. Перед покупкой изучите все виды однофазных стабилизаторов.
Недостатки
Как и любой другой вид техники, инверторные стабилизаторы также могут иметь свои недостатки. Главным недостатком этого вида техники читается цена. Он стоит значительно дороже любого другого вида устройства. Также устройство боится слишком больших нагрузок.
Например, если нагрузка будет превышать 70%, тогда он сможет нормально осуществлять свою работу, только если входной ток будет не ниже 160 и не выше 300 Вольт. Благодаря преимуществам, которыми обладают инверторные стабилизаторы их можно использовать и для защиты компьютеров или другой техники, которая боится значительных скачков напряжения.
Условия эксплуатации
Если вы планируете приобрести этот прибор, тогда вам следует помнить, что он нечувствителен к условиям. Многие модели инверторных стабилизаторов могут работать при температуре не ниже – 40 и не выше +40 градусов. Уровень влажности не должен превышать 95%. Во время его эксплуатации вам необходимо помнить, что на него не должны попадать смазочные материалы.
Производители не рекомендуют устанавливать многие модели на открытых участках. Также после установки вам следует убедиться в том, что воздух будет свободно поступать к устройству. Пространство от всех стенок стабилизатора должно составлять не менее 5 сантиметров.
Важно знать! Если вы планируете выполнить очистку устройства, тогда его необходимо отключить от электропитания. Очистку можно проводить с помощью пылесоса.
Чтобы ваше устройство прослужило длительное время вам необходимо проводить его регулярный осмотр. Во время проверки вам следует обратить свое внимание на клеммы. Если они ослабнут, тогда их необходимо будет подкрутить. Также вам следует проводить регулярную очистку отверстий инверторного стабилизатора от пыли.
Особенности подключения
Если вы планируете выполнить подключение инверторного стабилизатора, тогда эту работу лучше всего доверить специалистам. Они смогут быстро и качественно выполнить все этапы работ. Если вы планируете выполнить монтаж инверторного стабилизатора самостоятельно, тогда помните, что перед выполнением работ необходимо отключить электричество.
Большинство моделей можно подключить с помощью клемм. Сначала необходимо выполнить подключение входных проводов. Сечение проводов, которые вы планируете подключать, не должно быть меньше 2.5 мм. Это основные рекомендации, которые необходимо выполнить во время подключения.
феррорезонансные стабилизаторы.
dekormyhome.ru
Основные типы стабилизаторов напряжения
09-03-2013
Оглавление:Общая классификация стабилизаторов сетевого напряжения по принципам действия
Существует следующая классификация стабилизаторов напряжения по принципам работы:- ступенчатые стабилизаторы напряжения релейного типа
- стабилизаторы напряжения электромеханического типа
- стабилизаторы напряжения электронного (симисторного и тиристорного) типа
- феррорезонансные стабилизаторы
- инверторные стабилизаторы напряжения с двойным преобразованием энергии.
Стабилизаторы напряжения релейного типа
Наибольшую популярность в настоящее время получили стабилизаторы напряжения релейного типа. Основной принцип работы релейного стабилизатора — ступенчатая коммутация необходимого числа обмоток трансформатора посредством включения силового реле. Количество ступеней регулирования напряжения определяется числом установленных силовых реле. Управление коммутацией осуществляется по аналоговой или цифровой микропроцессорной технологии.
Преимущества и недостатки стабилизаторов напряжения релейного типа
К преимуществам релейных стабилизаторов напряжения можно отнести: большую скорость срабатывания устройства;- большой диапазон допустимых входных напряжений
- возможность работы при условии отсутствия нагрузки
- стабилизаторы релейного типа не вносят искажений в форму графика напряжения
- высокий уровень полезного действия
- высокую перегрузочную способность стабилизатора
- способность эффективной работы стабилизатора сетевого напряжения в условиях высоких реактивных токов
- высокую надежность работы, длительный срок эксплуатации.
- ступенчатый вид сглаживания напряжения
- наличие шумов срабатывания реле
- генерирование электрических помех (в случае использования в конструкции стабилизатора некачественных силовых реле).
Стабилизаторы напряжения электромеханического типа
Большую популярность в настоящее время имеют и стабилизаторы напряжения электромеханического типа. Такая популярность объясняется более низкой ценой таких устройств при достаточно высокой мощности. Принцип работы электромеханического стабилизатора напряжения основан на коммутации необходимого числа обмоток трансформатора путем механического перемещения токосъемника. Перемещение токосъемника осуществляется от сервоприводного мотора. В качестве токосъемника используются графитовые щетки или щетки со специальным напылением.Преимущества и недостатки стабилизаторов напряжения электромеханического типа
К преимуществам электромеханических стабилизаторов напряжения можно отнести:- высокую точность регулирования значения напряжения
- высокую перегрузочную способность стабилизатора
- способность эффективной работы стабилизатора сетевого напряжения в условиях высоких реактивных токов
- большой диапазон регулирования напряжения, возможность работы с низкими и высокими входными напряжениями.
- низкую скорость срабатывания стабилизатора
- возможность некорректного снижения или повышения напряжения в случае быстрых изменений значения входного напряжения
- низкая надежность конструкции стабилизатора и маленький срок эксплуатации
- генерирование электрических помех при перемещении подвижного контакта по обмоткам трансформатора
- наличие искрения, невозможность использования в опасных средах
- высокая аварийность работы стабилизатора напряжения.
Стабилизаторы напряжения симисторного или тиристорного типа
В настоящее время набирают популярность электронные стабилизаторы симисторного и тиристорного типа. Основной принцип работы симисторных или тиристорных стабилизаторов заключается в ступенчатом переключении обмоток трансформатора посредством электронных ключей. В качестве электронных ключей могут быть использованы силовые симисторы или тиристоры.Преимущества и недостатки стабилизаторов напряжения симисторного и тиристорного типа
К преимуществам электронных (семисторных и тиристорных) стабилизаторов сетевого напряжения можно отнести:- высокую скорость стабилизирования напряжения
- высокую степень защиты нагрузки от внешних электрических помех
- большой диапазон регулирования напряжения, возможность работы с низкими и высокими входными напряжениями
- высокую способность работы в условиях высоких реактивных токов (при качественной защите электронных ключей)
- отсутствие электрических помех при работе устройства
- высокую надежность устройства и длительный срок эксплуатации.
- низкую способность работы в условиях высоких реактивных токов (при низкой защите электронных ключей)
- высокую стоимость изделия
- сложность в проведении ремонтных работ.
Стабилизаторы напряжения инверторного типа
В настоящее время имеют малое распространение стабилизаторы напряжения инверторного типа. Однако технические характеристики таких устройств достаточно уникальны. Принцип работы инверторного стабилизатора напряжения основан на двойном преобразовании энергии. Входное напряжение на первом этапе преобразуется в постоянный ток и накапливается в промежуточных емкостях, на втором этапе постоянный ток преобразуется в переменный со стабилизированным напряжением и стабилизированной частотой тока.Преимущества и недостатки стабилизаторов напряжения инверторного типа
К преимуществам инверторных стабилизаторов напряжения можно отнести:- высокую точность регулирования значения напряжения
- высокую скорость регулирования напряжения
- большой диапазон регулирования напряжения, возможность работы с очень низкими и высокими входными напряжениями
- возможность стабилизирования частоты выходного сигнала
- возможность работы без нагрузки
- эффективное подавление любых импульсных и частотных помех
- формирование правильного синусоидального выходного сигнала.
- низкий коэффициент полезного действия
- высокую стоимость изделия
- сложность в проведении ремонтных работ.
Стабилизаторы напряжения феррорезонансного типа
Стабилизаторы напряжения феррорезонансного или ферромагнитного типа были широко распространены двадцать, тридцать лет назад, в настоящее время такие устройства практически не производятся. Основной принцип работы феррорезонансного стабилизатора напряжения основан на эффекте резонанса напряжения в электрическом контуре, состоящем из трансформатора и конденсатора. Феррорезонансный стабилизатор напряжения включает в себя два дросселя и конденсатор. Один дроссель имеет насыщенный магнитный сердечник, а второй дроссель не имеет насыщенного сердечника. Путем подбора характеристик этих дросселей и конденсатора можно изменять соотношение входящего и выходящего напряжения. Данное устройство имеет достаточно высокую стоимость из-за использования дорогих металлоемких комплектующих.Преимущества и недостатки стабилизаторов напряжения феррорезонансного типа
К преимуществам феррорезонансных и ферромагнитных стабилизаторов можно отнести:- высокую скорость срабатывания, высокую скорость стабилизирования напряжения
- длительный срок эксплуатации
- широкий диапазон допустимого входного напряжения.
- высокую металлоемкость и высокую стоимость устройства
- значительный уровень шумов в процессе работы устройства
- значительные искажения в форме графика напряжения выходного сигнала
- низкий коэффициент полезного действия стабилизатора
- существенные потери энергии на нагрев устройства
- недопустимость включения без полезной нагрузки
- низкая перегрузочная способность.
Выбор необходимого типа стабилизатора напряжения
Выбор типа стабилизатора определяется следующими критериями:- качество действующего сетевого электропитания
- требования электрических потребителей к качеству электропитания
- показатели надежности стабилизаторов напряжения данного типа
- стоимость приобретения данного оборудования
- срок эксплуатации прибора.
Основные преимущества и недостатки стабилизаторов сетевого напряжения сведены в общую таблицу.
Таблица параметров работы стабилизаторов напряжения различных типов
| Тип стабилизатора напряжения | Скорость стабилизации | Точность стабилизации | Диапазон входного напряжения | Перегрузочная способность | Надежность | КПД | Стабилизаторы релейного типа | высокая | средняя | широкий | высокая | высокая | высокий | Стабилизаторы электромеханического типа | низкая | высокая | широкий | средняя | низкая | средний | Стабилизаторы симисторного и тиристорного типа | высокая | средняя | широкий | средняя | средняя | высокий | Стабилизаторы инверторного типа | высокая | высокая | широкий | средняя | средняя | средний | Стабилизаторы феррорезонансного типа | высокая | высокая | средний | низкая | низкая | низкий |
При выборе типа стабилизатора напряжения необходимо подробно изучить параметры существующего сетевого электропитания, изучить требования подключаемых электрических приборов и оборудования, использовать лучшую комбинацию свойств стабилизаторов различных типов.
teplo.bast.ru
ИБП со стабилизатором напряжения - характеристики, описание
Такие источники питания снабжаются вспомогательными сетевыми фильтрами, защитой от КЗ, отсекателями напряжения, действующими в автоматическом режиме, тепловой защитой, различными другими системами, дающими возможность защитить устройство, подключенное к ИБП.
Бесперебойник, выполненный совместно со стабилизатором, имеет встроенную батарею, а также стабилизатор напряжения сети. В аварийных случаях, во время отключения питания в сети источник питания с помощью встроенной батареи будет обеспечивать напряжением устройства.
В обычном режиме основной задачей такого устройства считается стабилизация напряжения сети. Перед попаданием на подключенное устройство напряжение выравнивается стабилизатором. Этим создается гарантия работы длительное время.
Характеристики:
- Напряжение и мощность выхода, которые дают возможность определиться с видом устройства.
- Время работы в автономном режиме. Зависит от величины батарей и мощности потребления.
- Допустимый интервал напряжения входа и допустимое частотное изменение.
Применение ИБП со стабилизатором напряжения:
- Защита оборудования телекоммуникаций, АТС. Если выйдет из строя такое оборудование, то предприятие останется без связи.
- Сетевое оборудование. Сбой в этом оборудовании, даже в небольших организациях, останавливает работу на длительное время.
- Терминальное и кассовое оборудование. Выход из строя чреват закрытием магазина.
- ИБП со стабилизатором осуществляет защиту медицинских устройств, чувствительных к равномерности напряжения сети, может быстро сломаться в неподходящий момент.
- Котельное оборудование в собственных домах. Его неисправность оставит дом без отопления.
Отличия ИБП и стабилизатора напряжения
Многие покупатели видели, как сгорают устройства вследствие скачков напряжения, либо ломаются компьютеры из-за отключения питания. Даже в инструкциях указываются требования о том, что изделие будет снято с гарантии из-за его использования в сетях с нарушением параметров питания.
ИБП и стабилизатор напряжения
Стабилизатор напряжения является прибором, служащим для выравнивания параметров напряжения при его скачках, понижения или повышения. В зависимости от модели, интервал входного напряжения колеблется от 130 до 280 В. А на выходе получается 220 В + 8%.
UPS является устройством, служащим для создания питания компьютера при отключении во время аварии сети, для сохранения данных и правильного отключения компьютера. Существуют устройства, совмещающие в себе функции ИБП и стабилизатора.
Главные отличия приборов
Многие люди часто путают эти электрические устройства. Это объясняется тем, что большинство людей не знают, какое бывает напряжение в сети входа. При реализации компьютеров магазины дают рекомендации для покупки источника питания или стабилизатора. Поэтому люди и путают их названия и функциональные особенности.
Однако, они имеют отличия по способу решения поставленных на них задач. Необходимо знать, что существуют и устройства в виде фильтра сети, который по своим функциям подобен стабилизатору.
Необходимо понимать, что фильтр сети является обычным удлинителем с несколькими гнездами, для большей нагрузки, либо удлинителем, с определенной защитой от перепадов напряжения входа больше номинала. Такие фильтры не выравнивают напряжение, а только предостерегают устройства от повышенного напряжения более 220 В.
Инвертор с функцией стабилизатора
Такой прибор имеет следующие достоинства:
- Повышенное качество питания, с помощью двойного преобразования.
- Широкий интервал стабилизации.
- Прибор два в одном: ИБП и стабилизатор.
- Не нуждается в обслуживании.
- Имеет гальваническую развязку.
- Сервисное обслуживание.
- Не зависит от погоды и коммунальных служб.
ostabilizatore.ru
| Главная › Решения › Статьи › Инверторный стабилизатор напряжения | |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
РЕШЕНИЯ | |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
www.td-m.ru
Типы стабилизаторов напряжения
Стабилизаторы со ступенчатым регулированием
Принцип работы
Основные детали стабилизаторов этого типа - автотрансформатор состоящий из нескольких обмоток и устройство коммутации, которое переключает эти обмотки.
На входе устройства находится электронная плата, которая анализирует сетевое напряжение и управляет переключателями, которые подают напряжение на выход от соответствующего вывода обмотки автотрансформатора.
Количество обмоток и , соответственно, ступеней может варьироваться от 4 до 9. Чем больше ступеней, тем точнее регулируется напряжение.
Быстродействие ступенчатых СН достигает 5-7 мсек.
Переключателями могут служить:
- электромеханические реле
- тиристоры, симисторы
Преимущество реле - отсутствие искажения формы напряжения, недостаток - ограниченная долговечность
Преимущества электронных переключателей - долговечность, недостатки - искажение формы напряжения, чувствительность к помехам в сети.
Недостатки
Так как СН этого типа регулируют напряжение ступенями, то на его выходе напряжение колеблется в определённых пределах, например, для стабилизатора с напряжение 220 В+/- 8% на выходе получим 203-237 В.
Это хорошо видно на графике:
Это основной недостаток ступенчатых ступенчатых преобразователей.
Основные преимущества:
- небольшой размер
- невысокая стоимость
- возможность работы с перегрузкой
- широкий диапазон входного напряжения
- практически бесшумная работа
Все эти достоинства оценили потребители, и сейчас большинство пользуется именно этими ПН.
Схема ступенчатого стабилизатора
Схема релейного стабилизатора:
Схема тиристорного (симисторного) стабилизатора
Для увеличения точности регулирования напряжения применяют двухкаскадные схемы - первая грубая регулировка и второй каскад - для увеличения точности.
Вот как выглядит такой стабилизатор внутри:
Электромеханические стабилизаторы напряжения (сервоприводные)
Принцип работы
Главные детали в данных стабилизаторах - автотрансформатор и электромеханический переключатель, сервопривод.
Сервопривод представляет из себя бегунок, который движется по по виткам трансформатора и снимает с них нужное напряжение.
Недостатки
- низкая надёжность
- небольшой срок службы
- низкая скорость реакции на изменение напряжения
- шум при переключении
В качестве съёмного бегунка используют угольные щётки, поэтому срок службы и надёжность оставляют желать лучшего.
Во время работы слышен характерны звук искрения в щёточном механизме.
Скорость реакции примерно, 1 с на 10% изменения напряжения от номинала, поэтому при больших и резких скачках, например, работе сварочного аппарата, данный тип СН не сможет корректно стабилизировать напряжение.
Основные неисправности механических СН - залипание сервоприводного механизма и истирание бегунка-щётки.
Преимущества
- низкая стоимость
- точность регулирования
- не вносит искажений на выходе
Сервоприводный двигатель отрабатывает колебания напряжения, с точностью 2-3%.
А стоимость из-за простоты конструкции невысокая, и такие стабилизаторы доступны по цене.
Стоит отметить, что сейчас появились роликовые механические СН, в которых вместо угольной щётки используется подвижный ролик - долговечность и надёжность таких стабилизаторов на порядок выше.
Схема электромеханического стабилизатора
Схема бегункового механизма:
Фото сервопривода в электромеханическом СН:
Инверторные стабилизаторы.
Ещё их называют стабилизаторы с двойным преобразованием или "онлайн стабилизаторы"
Принцип работы
СН этого типа преобразуют переменное напряжение сети в постоянное, после чего из постоянного формируют переменное со стабильными параметрами частоты, уровня и формы.
Таким образом параметры выходного напряжения не зависят от параметров входного.
Схема инверторного стабилизатора
ВФ - входные фильтры
ККМ - корректор коэффициента мощности
ИНВ - преобразователь постоянного напряжения в переменное
ВИП - вторичный источник питания
МК - микроконтроллер, управляющий работой всей схемы
Преимущества инверторных стабилизаторов
- широкий диапазон входного напряжения
- стабильные параметры выходного напряжения
- бесшумность
- небольшие габариты и вес
- фильтрация помех и высокочастотных выбросов из сети
- высокий КПД
- защита по превышению тока в нагрузке
Инверторы способны работать от 100 В! При этом имеется снижение отдаваемой мощности (до 50%). Но это всё равно отличный показатель по сравнению с другими типами СН. Верхний предел доходит до 300 В.
При этом форма выходного сигнала - чистая синусоида, со стабильной частотой 50 Гц и напряжением 220 В. Эти параметры не зависят от параметров входного сигнала, а задаются внутренним генератором. Стабильность держится в пределах +/- 05-1%.
Преобразователи способны работать с небольшой перегрузкой - до 120%. При увеличении мощности нагрузки стабилизатор плавно ограничивает ток, не давая выходить мощности за опасные пределы. Также есть защиты от скачков напряжения и перегрева самого прибора.
Современный уровень развития электроники позволяет разместить довольно мощные стабилизаторы в небольшом корпусе, сравнительно маленького веса.
КПД, благодаря современной элементной базе и наличию встроенного корректора коэффициента мощности переваливает за 90 %.
Очень часто такие преобразователи совмещают с аккумуляторными батареями, получая ИБП - источник бесперебойного питания или UPS. Это позволяет питать потребителей электроэнергии даже при полном отключении электричества.
Недостатки инверторного стабилизатора
Недостатком таких СН является цена. Но всё равно их используют всё чаще. А стоимость данных приборов будет снижаться по мере развития электроники и элементной базы для неё.
masterxoloda.ru
