Принцип работы стабилизатор напряжения 220в для дома: Стабилизатор напряжения — типы и принцип работы, характеристики и устройство.

Содержание

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

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

Феррорезонансный стабилизатор напряжения

Их преимущество заключается в высокой точности 1-3% и быстрой (для того времени) скорости регулирования. Недостаток — 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 стабилизаторы напряжения. В 60-80-е годы прошлого века для регулирования напряжения применялись автотрансформаторы с ручной корректировкой (ЛАТР), вследствие чего приходилось постоянно следить за вольтметром (стрелочный или светящаяся линейка) и, при необходимости, вручную крутить ползунок с токосъёмными щётками. В настоящее время принцип работы автоматизирован с помощью электродвигателя с редуктором (сервопривода).

Электромеханический стабилизатор напряжения

Единственные достоинства электромеханических стабилизаторов напряжения — низкая цена и хорошая точность регулировки 2-3%. Недостатков много — низкая скорость регулирования из-за инерционности двигателя и повышенный уровень шума: шумит электродвигатель и редуктор, и практически постоянно, т.к. отслеживаются изменения с шагом 2-4 вольта. Плюс к этому, добавляется повышенный износ механический частей и недолгий общий ресурс работы устройства в целом, что подтверждается сроком гарантии всего в 1 год. Также при резком увеличении значений сети часто кратковременно отключается нагрузка, т.к. стабилизатор не успевает погасить этот скачок, и напряжение на ней превышает максимально допустимое значение.

Вследствие всего вышесказанного получили распространение как дешёвые стабилизаторы для питания недорогой домашней электротехники.

Электронные стабилизаторы напряжения. Наиболее широкий класс устройств ступенчатого регулирования, обеспечивающих исключительное постоянство электропитания нагрузки с заданной точностью в широких пределах изменения входной сети. Принцип работы основан на автоматическом переключении секций автотрансформатора с помощью силовых ключей (реле, тиристоры, симисторы).

Структурная схема электронного трансформаторного стабилизатора напряжения

К их достоинствам можно отнести: высокое быстродействие, очень широкий входной диапазон, отсутствие искажения формы напряжения, высокий КПД, низкий уровень шума (только от вентиляторов охлаждения). Точность стабилизации определяется количеством ступеней регулирования и, в зависимости от модели, может составлять от 5 до 0.5%, а некоторые модели даже имеют возможность коррекции в пределах 210-230 вольт для лучшей адаптации к импортному оборудованию. Необходимо особо отметить высокую надёжность 3-х фазных конфигураций, где каждую фазу в отдельности регулирует независимый однофазный блок.

Электронный трансформаторный стабилизатор напряжения

Несмотря на высокую стоимость, электронные стабилизаторы напряжения — это оптимальное соотношение цена/качество, и они заслуженно нашли наибольшее распространение на рынке высококачественных электроприборов.

Инверторные стабилизаторы напряжения. Самый молодой тип регуляторов, начал выпускаться во второй половине 10-х годов нашего столетия. Как и ИБП (источник бесперебойного питания), принцип работы основан на двойном преобразовании сетевого напряжения: сначала оно выпрямляется а затем заново преобразуется в переменное.

Структурная схема электронного инверторного стабилизатора напряжения

Их достоинства, в общем, такие же, как и у электронных стабилизаторов, но есть два существенных положительных отличия. Во-первых, они не содержат трансформаторов и поэтому имеют небольшой вес и габариты, а во-вторых, они ещё стабилизируют и частоту тока! К недостаткам можно отнести то, что в трёхфазных моделях при неполадках в любом контуре регулирования фазы два остальных тоже отключаются.

Электронные инверторные стабилизаторы напряжения

В общем, у инверторных стабилизаторов напряжения есть определённое будущее и существенный сектор применения

Как работает стабилизатор напряжения - принцип действия

Стабилизатором напряжения называется устройство, к которому подключается напряжение на его вход, с неустойчивыми и нестабильными свойствами для нормальной работы потребителей. На выходе прибора напряжение имеет необходимые качества и свойства, способствующие нормальному функционированию нагрузки потребителей.

Стабилизаторы постоянного тока

Питание сети постоянного тока требует выравнивания при входном напряжении ниже или выше допустимого предела. При протекании тока по стабилизатору, оно выравнивается до необходимой величины. Также схему стабилизатора можно выполнить со сменой полярности питания.

Линейные

Такой прибор является делителем, на который поступает нестабильное напряжение, а на его выходе напряжение выравнивается и имеет необходимые свойства. Его принцип действия состоит в постоянном изменении значения сопротивления для создания выровненного питания на выходе.

Достоинства:

  • При эксплуатации отсутствуют помехи.
  • Простое устройство с малым числом деталей.

Недостатки:

  • При значительной разнице выходящего и входящего питания линейный стабилизатор показывает малый КПД, так как значительная часть производимой мощности переходит в тепло и расходится на сопротивлении.

Параметрический

Такое исполнение прибора с контрольным элементом, подключенным параллельно нагрузке, выполнено на полупроводниковых и газоразрядных стабилитронах.

По стабилитрону проходит ток, который выше в десять раз тока на резисторе. Поэтому такая схема подходит для стабилизации питания только в маломощных устройствах. Чаще всего его применяют в качестве составного компонента преобразователей тока со сложной конструкцией.

Последовательный

Работа прибора видна на изображенной схеме.

Эта схема соединяет два компонента:

  1. Биполярный транзистор, повышающий ток. Он является эмиттерным повторителем.
  2. Параметрический стабилизатор, рассмотренный выше.

Выходное напряжение не зависит от проходящего по стабилитрону тока. Однако оно зависит от вида вещества полупроводника. По причине сравнительной независимости этих величин выходное напряжение получается устойчивым.

При протекании по транзистору напряжение на выходе прибора повышается. При применении одного транзистора напряжение может не удовлетворить потребителя. В этом случае выполняют прибор из нескольких транзисторов, чтобы повысить ток до необходимой величины.

Компенсационный последовательный

Компенсационный последовательный стабилизатор имеет обратную связь. В нем выходное напряжение сравнивается с эталоном. Разница между ними нужна для создания сигнала устройству, контролирующему напряжение.

С сопротивления снимается некоторое количество выходного напряжения, сравнивающееся с основным значением стабилитрона. Эта разница поступает на усилитель и подается на транзистор.

Устойчивое функционирование создается при сдвиге фаз. Так как часть напряжения на выходе поступает на усилитель, то оно сдвигает фазу на угол 180 градусов. Транзистор, подключенный по типу усилителя, фазы не сдвигает, и петлевой сдвиг равен 180 градусов.

Импульсные

Электрический ток, обладающий неустойчивыми свойствами, с помощью коротких импульсов поступает на устройство накопления стабилизатора, которым является конденсатор или катушка.

Накопленная энергия далее выходит на потребитель с другими свойствами. Есть два способа стабилизации:

  1. Управление длиной импульсов.
  2. Сравнение выходного напряжения с наименьшим значением.

Импульсный стабилизатор может изменять напряжение с разными результатами. Их делят на виды:

  • Инвертирующий.
  • Повышающе-понижающий.
  • Повышающий.
  • Понижающий.

Достоинства:

  • Малая потеря энергии.

Недостатки:

  • Помехи в виде импульсов на выходе.

Стабилизаторы переменного напряжения

Такие приборы предназначены для выравнивания переменного напряжения независимо от его параметров входа. Выходное напряжение должно быть в виде идеальной синусоиды, независимо от входных дефектов питания. Различают несколько видов стабилизаторов

Накопители

Это стабилизаторы, накапливающие энергию от входного источника, а далее энергия создается снова, однако уже с постоянными параметрами.

Двигатель-генератор

Принцип работы стабилизатора напряжения такого типа состоит в изменении электроэнергии в кинетический вид, применяя электродвигатель. Далее генератор снова производит обратное изменение, уже с постоянными параметрами.

Основным компонентом системы является маховик, накапливающий энергию и выравнивающий напряжение. Он соединен с подвижными элементами генератора и двигателя, имеет большую массу, инерцию, которая сохраняет быстродействие. Так как скорость маховика постоянная, то напряжение также будет постоянным, даже при малых перепадах напряжения на входе.

Феррорезонансный

Прибор состоит:

  • Конденсатор.
  • Катушка с ненасыщенным сердечником.
  • Катушка индуктивности с насыщенным сердечником.

К катушке с сердечником насыщенным приложено постоянное напряжение, и не зависит от тока, поэтому можно подобрать данные второй катушки и емкости для стабилизации питания в необходимых пределах.

Работа такого устройства сравнивается с качелями. Их трудно сразу остановить, или сделать скорость качания выше. Качели также не нужно постоянно подталкивать, так как инерция делает свое дело. Поэтому могут быть значительные падения и обрыв питания.

Инверторный

Схема такого прибора состоит:

  • Преобразователь напряжения.
  • Микроконтроллер.
  • Емкость.
  • Выпрямитель с регулятором мощности.
  • Фильтры входа.

Принцип работы инверторного стабилизатора заключается в протекании 2-х процессов:

  1. Вначале входное переменное напряжение изменяется в постоянное при прохождении по выпрямителю и корректору. При этом электроэнергия накапливается в емкостях.
  2. Далее постоянное напряжение изменяется в переменное на выходе. Из емкости ток течет к инвертору, трансформирующему ток в переменный с постоянными данными.

Корректирующие

  • Электромагнитный, который имеет отличие от феррорезонансного отсутствием емкости, и пониженной мощностью.
  • Электромеханический и электродинамический.
  • Релейный.

Принцип работы стабилизатора напряжения | Русэлт

Стабилизатор напряжения – устройство, преобразующее электроэнергию с неустойчивыми характеристиками, которые не подходят для устройств энергопотребления. На выходе поступает напряжение с заданными стабильными параметрами, которыми снабжаются потребители энергии.

Разновидности устройств

Прежде всего стоит разобраться, какие бывают разновидности устройств. Стабилизатор напряжения купить можно разный, например:

  • Постоянного напряжения;
  • Переменного напряжения.

Стабилизаторы постоянного напряжения

Они необходимы, если значение поступающего тока мало или наоборот слишком велико для электропотребителя. Проходя через устройство, напряжение преобразуется до заданного уровня. В свою очередь они делятся на:

  • Линейный стабилизатор. Принцип функционирования основан на непрерывном изменении сопротивления для осуществления стабильного показателя на выходе. Простая конструкция устройства с минимальным количеством деталей работает без помех;
  • Импульсный. С помощь коротких импульсов нестабильный ток накапливается на катушке или в конденсаторе. В последствии накопленная электроэнергия поступает на выход с заданными параметрами. Если жена выходе показатель превышает возможное допустимое значение, то накопитель сбрасывает напряжение, переставая аккумулировать энергию, тем самым позволяя на выходе подавать напряжение с меньшим значением.

Стабилизаторы переменного напряжения

Устройство, которые поддерживает выход тока с заданными характеристиками, вне зависимости от того, какие показатели были на входе. Они бывают:

  • Накопительные. Этот стабилизатор напряжения купить необходимо, если для применения достаточно накопления электроэнергии в системе, с последующим преобразованием и выдачи на выходе тока со стабильными параметрами;
  • Корректирующие. Стабилизатор напряжения, преобразующий энергию за счет добавления потенциала, которого не хватает для получения необходимых параметров.

Качество и долговременность работы таких устройств зависит от скачков напряжения и других параметров подаваемой энергии. И только благодаря стабилизаторам напряжения возможно бесперебойное электроснабжение с заданными параметрами.

виды приборов и технологий стабилизации

Содержание

Технология стабилизации напряжения, основанная на эффекте феррорезонанса

В 1938 году был изобретен и запатентован феррорезонансный трансформатор (автор Джозеф Сола). Именно это устройство, изначально названное «трансформатор постоянного напряжения», стали впервые использовать для стабилизации параметров электрической энергии, так как оно за счет электромагнитного явления, называемого феррорезонансом, при колебаниях входного напряжения сохраняло неизменным значение выходного.

Отметим, что феррорезонансный эффект не регулирует напряжение напрямую, однако при правильном применении позволяет минимизировать влияние первичного (входного) напряжения на вторичное (выходное).

Феррорезонансный трансформатор включает в себя две магнитные цепи (обмотки) со слабой связью друг с другом. Магнитопроводы цепей имеют различную магнитную проницаемость, поэтому во время работы выходная цепь находится в режиме постоянного насыщения, а входная, наоборот, не достигает насыщенности. Благодаря этому даже значительные отклонения напряжения на входе не приводят к существенным колебаниям на выходе. Разница между величиной фактически снимаемого с трансформатора напряжения и его номинальным значением обычно не превышает пяти процентов (при соблюдении определённых условий).

Феррорезонансные трансформаторы выпускаются по сей день, правда, современные модели из-за высокой цены и некоторых особенностей эксплуатации, практически не используются в качестве стабилизаторов напряжения.

Первые стабилизаторы напряжения в СССР

В нашей стране разработки приборов, обеспечивающих коррекцию переменного напряжения, начались в конце 1950-х годов. Именно тогда возникла потребность в качественном электропитании бытовой техники, начавшей массово появляться в советских квартирах и домах.

За основу для первых серийных стабилизаторов отечественные инженеры взяли описанную выше технологию феррорезонанса – она не требовала сложной схемы и, самое главное, полностью удовлетворяла существующие на тот момент требования к качеству электропитания.

В широкий обиход советские феррорезонансные стабилизаторы вошли уже в 1960-х годах. Их конструкция включала в себя автотрансформатор, входной и фильтрующий дроссель, а также конденсатор.

Данные изделия не отличались большой мощностью и в основном были рассчитаны на 200-300 Вт. Но этого вполне хватало для питания типичных нагрузок того времени: цветных и чёрно-белых телевизоров, радиоаппаратуры, магнитофонов и измерительных приборов (более мощные трехфазные стабилизаторы использовались для защиты ответственного электрооборудования на промышленных предприятиях).

В течение 1960-1970-х годов наибольшее распространение в бытовом секторе получили модели ТСН-170, ФСН-200, СНБ-200, СН-200, УСН-200, ТСН-200 СН-250, СН-315 и СНП-400 (цифра в названии означает выходную мощность устройства). Перечисленные устройства выпускались как в пластиковых, так и металлических корпусах и предназначались для настенного или напольного размещения. Для сети предусматривался выведенный шнур со штепсельной вилкой, для нагрузки – розеточное гнездо.

Использовались советские феррорезонансные стабилизаторы в первую очередь для защиты телевизоров от сильно завышенного или заниженного сетевого напряжения: они обеспечивали возможность нормального приема телевизионных передач, сохранность и увеличение срока службы кинескопа, ламп и других элементов телевизионного приёмника.

Что касается технических характеристик, то данные изделия в основном были рассчитаны на работу от сети переменного тока с частотой 50 Гц и номинальным напряжением 127 или 220 В. При этом рабочий диапазон входных напряжений составлял 85-140 В (для сети 127 В) и 155-250 В (для сети 220 В). Приборы имели коэффициент полезного действия не менее 80%, не боялись перегрузок и коротких замыканий. Кроме того, феррорезонансные стабилизаторы благодаря отсутствию электромеханических частей имели длительный срок службы. У некоторых пользователей сделанные во времена СССР устройства до сих пор исправно работают!

Были у этих стабилизаторов и свои недостатки: постоянный гул при работе (доходил до 32 дБА), существенные искажения формы выходного напряжения, большая зависимость от входной частоты и величины подключённой нагрузки, а также сильное электромагнитное поле, которое при близком расположении к телевизору создавало помехи в его работе.

Отметим, что разработки в области стабилизации сетевого напряжения велись в СССР непрерывно, поэтому параллельно с феррорезонансными стабилизаторами с конвейеров профильных заводов выходили и приборы иных типов. В частности, автотрансформаторные регуляторы моделей АРН-250, АРБ-400 и АТ-2, которые предполагали ручное поддержание выходного напряжения в установленных пределах. Однако ни одна разновидность изделий не получила в советский период такого распространения, как стабилизаторы на базе феррорезонанса.

Лишь с начала 90-х годов, когда в нашей стране появляется большое количество требовательной к качеству электропитания зарубежной бытовой техники и электроники, российские производители начинают выпуск стабилизаторов напряжения, в основу которых положены рассмотренные далее технологии.

Стабилизация напряжения с помощью сервопривода

В 1960-х стали активно распространяться сервоприводы – специальные электромоторы, механизм которых мог поворачиваться под разным углом и удерживать необходимое положение.

В тех же годах сервопривод начал использоваться и в стабилизаторах напряжения. Так, в 1961 году был запатентован электромеханический стабилизатор, силовая честь которого состояла из регулируемого автотрансформатора, подвижного токосъемного контакта с приводом от двигателя постоянного тока и источника напряжения собственных нужд. Прибор позволял автоматически стабилизировать сетевое напряжение, не искажая при этом форму его кривой.

Сегодня электромеханические стабилизаторы по-прежнему выпускаются и несмотря на разнообразие моделей имеют схожий принцип работы – плата управления сравнивает значение напряжения на входе изделия с установленным образцовым. В случае различия этих двух параметров сервопривод с графитовым ползунком, роликом или щеткой (в зависимости от конкретной модели стабилизатора) перемещается по обмотке автотрансформатора и подключает к цепи количество витков, достаточное для получения выходного напряжения максимально приближенного к эталонной величине.

Такой принцип работы сопряжен с существенными недостатками. Речь, в первую очередь, о невысокой скорости срабатывания – сервоприводу при возникновении сетевого отклонения требуется определенное время, чтобы передвинуть токосниматель в необходимое положение. Кроме того, быстрый механический износ подвижных деталей обуславливает необходимость их периодической замены.

Шум при передвижении щеток сервопривода, возможное искрение во время работы и громоздкая конструкция создают дополнительные сложности при бытовой эксплуатации данных устройств.

Подробнее об электромеханических стабилизаторах можно узнать в статье «Электромеханические стабилизаторы напряжения».

Релейная технология стабилизации напряжения

Появившееся еще в 19 веке электромеханическое реле – это, наверное, самый распространённый в автоматике элемент. В нашей стране оно сначала применялось в промышленности для управления технологическими процессами, а затем вошло и в состав различной бытовой техники. Разработка в СССР стабилизаторов напряжения, действующих на основе релейного элемента и получивших соответствующее название «релейные», приходится на 1970-е годы.

Основные элементы типичного релейного стабилизатора – это автотрансформатор, электронная плата управления и блок силовых реле, каждое из которых по сути представляют собой автоматический выключатель, соединяющий или разъединяющий электрическую цепь под внешним воздействием либо при достижении определенных параметров.

Во время работы релейного стабилизатора управляющая плата постоянно контролирует входное напряжение и в случае его отклонения от номинальных показателей подает сигнал на релейный блок. Последующее замыкание (размыкание) определённого реле коммутирует обмотки трансформатора и обеспечивает необходимый для нейтрализации входного искажения коэффициент трансформации.

Устройства данного типа имеют повышенную скорость срабатывания, но регулировка сетевого напряжения выполняется ступенчато (не плавно), что сказывается на форме подаваемого на нагрузку сигнала. Кроме того, срабатывание реле всегда сопровождается щелчками, создающими определенный шум во время работы устройства.

Подробнее о данном типе стабилизаторов можно узнать в статье «Релейные стабилизаторы напряжения».

Стабилизация напряжения на основе тиристоров и симисторов

Активное проникновение в электротехнику полупроводниковых компонентов нашло своё отражение и в вопросе стабилизации электрической энергии. В конце 1970-х начались разработки стабилизаторов напряжения, работающих на основе тиристоров – полупроводниковых приборов, имеющих два состояния «закрытое» с низкой проводимостью и «открытое» с высокой.

Обычно тиристоры используются как силовые ключи в различных электронных устройствах, например, в переключателях скорости электродвигателей, таймерах, диммерах и т.д. Отметим, что тиристоры в зависимости от конструкции могут проводить ток как в одном направлении, так и в двух (приборы второго типа получили название – симисторы).

Тиристорные и симисторные стабилизаторы напряжения по принципу своей работы схожи с релейными и отличаются лишь тем, что коммутация обмоток автотрансформатора выполняется не релейными блоками, а электронными, состоящими из тиристоров или симисторов. Применение таких блоков позволяет регулировать напряжение гораздо быстрее, чем с помощью классических электромеханических реле. Другие преимущества данной технологии: абсолютная бесшумность работы и отсутствие требующих технического обслуживания деталей.

Сегодня симисторные и тиристорные стабилизаторы являются одними из самых распространённых и популярных, что, однако, не отменяет их главного недостатка – ступенчатого регулирования напряжения (аналогично релейным моделям).

Более подробно о тиристорных и симисторных стабилизаторах рассказано в статье «Электронные стабилизаторы напряжения».

Технология двойного преобразования энергии

Инверторы и выпрямители – статические преобразователи напряжения, совместное использование которых в 1980-х породило технологию двойного бестрансформаторного преобразования энергии. Данная технология в течение нескольких десятилетий успешно применялась в онлайн ИБП, а в 2015 году была использована и при создании стабилизаторов напряжения нового поколения. Полученные устройства, названые инверторными стабилизаторами, обеспечили непревзойдённые технические характеристики и стали настоящим прорывом в своей отрасли.

Инверторные стабилизаторы избавлены от громоздкого автотрансформатора и каких-либо электромеханических частей, силовая часть приборов состоит исключительно из электронных модулей: выпрямителя, накопительной емкости и инвертора.

Работа такого стабилизатора заключается в двукратном преобразовании поступающего на вход напряжения. Сначала оно с помощью выпрямителя преобразуется в постоянное, затем проходит через промежуточную (накопительную) емкость и попадает на инвертор, где снова становится переменным. В итоге на выход устройства подаётся снятое с инвертора напряжение, которое обладает точным значением и синусоидальной формой.

Важно!
Двойное преобразование в инверторных стабилизаторах является штатным рабочим процессом и осуществляется постоянно, а не только в момент отклонения сетевых параметров от нормы. Именно из-за этого данные устройства отличаются мгновенным срабатыванием и бесступенчатой стабилизацией, а генерируемая ими идеальная синусоидальная форма выходного сигнала не зависит от любых колебаний и помех во внешней сети. Кроме того, инверторные стабилизаторы работают в расширенном диапазоне входного напряжения и способны обеспечить эталонную точность стабилизации.

В настоящее время инверторные стабилизаторы удовлетворяют даже самые жесткие требования к качеству электропитания и входят в число наиболее популярных устройств в соответствующем им сегменте рынка.

Подробнее об инверторных стабилизаторах читайте в статье «Инверторные стабилизаторы: строение и принцип работы».

Стабилизаторы напряжения. Виды и устройство. Особенности

Многие люди знают, что такое перебои и скачки напряжения в электрической сети. Одно дело, когда от этого просто мигают лампочки, и могут сгореть. А другое дело, когда от перепадов напряжения сгорит стиральная машина или холодильник. Это существенно ударит по семейному бюджету. Импортная бытовая техника не рассчитана на такие скачки напряжения, которые часто происходят в отечественных сетях. Чтобы защитить себя от риска возникновения неисправностей в домашних бытовых устройствах, необходимо обзавестись стабилизатором напряжения, который выбирается по суммарной мощности устройств, которые будут работать в вашей домашней сети.

Разновидности

Стабилизаторы напряжения – это приборы, которые выравнивают величину напряжения питания до тех параметров, которые соответствуют стандартным значениям, а также очищают напряжение от высокочастотных помех. Вид стабилизатора определяет тип основного встроенного механизма, который выполняет функции стабилизатора.

Стабилизаторы напряжения делятся на два основных вида:
  1. Накапливающие.
  2. Корректирующие.

Первый вид стабилизаторов в настоящее время не используется, так как они имеют большие размеры. Ранее они использовались в сфере производства, а не в бытовых условиях. Стабилизаторы напряжения накапливающего действия функционируют с помощью накопления электрической энергии в емкости, и далее получают от этой емкости необходимый электрический ток с нужными параметрами. По аналогичному принципу работают источники бесперебойного питания.

Корректирующие стабилизаторы напряжения чаще всего включают в себя блок управления. Он реагирует на перепады напряжения в одну или другую сторону, и при этом подключает соответствующую обмотку трансформатора. Корректирующие стабилизаторы нашли широкое применение в бытовых условиях.

Они в свою очередь разделяются на несколько видов:
  • Релейные.
  • Электронные (тиристорные).
  • Феррорезонансные.
  • Электромеханические.
  • Инверторные.
  • Линейные.
Конструктивные особенности и работа

Корректирующий тип стабилизаторов стал наиболее популярным в быту.

Релейные стабилизаторы напряжения

Стали наиболее популярными, ввиду их невысокой стоимости и качества работы. Основным достоинством релейных стабилизаторов является их быстродействие. Они очень быстро срабатывают при изменениях напряжения, и возвращают его величину в стандартные пределы, осуществляя этим защиту бытовых устройств.

Из недостатков можно отметить, что при срабатывании реле возникает резкий скачок напряжения величиной 5-15 вольт, в зависимости от фирмы изготовителя. Для бытовой техники такой скачок не окажет негативного влияния, однако освещение при этом будет мигать заметно. Поэтому при работе релейного стабилизатора иногда наблюдается моргание ламп накаливания, в то время, как энергосберегающие и люминесцентные лампы на это не реагируют.

Как и в других видах стабилизатора, основным элементом релейной модели является силовой трансформатор и блок управления на полупроводниковых элементах. Электронный блок стабилизатора выполнен в виде мощного микроконтроллера, который анализирует напряжение на входе и выходе. В результате он вырабатывает сигналы управления для силовых реле или ключей. Микроконтроллер при создании напряжения управления учитывает время срабатывания силовых реле и ключей. Это дает возможность выполнять коммутацию цепей без их разрыва. В итоге форма графика выходного напряжения становится идентичной входной форме напряжения.

Электронные стабилизаторы напряжения

Тиристорные стабилизаторы работают по принципу, который основан на автоматической коммутации разных обмоток трансформатора силовыми ключами в виде тиристоров. Такой принцип похож на действие релейных приборов. Отличие релейных стабилизаторов состоит в том, что у них нет механических контактов, имеется большее количество ступеней выравнивания напряжения и высокая точность работы 2-5%.

Электронные приборы не создают шума в доме, так как отсутствуют механические реле. Их заменяют электронные ключи. Тиристорные стабилизаторы работают с большим КПД.

При практическом применении электронные модели показали себя чувствительными устройствами, на которые отрицательно влияет перегрев. Отечественные производители выпускают чаще всего именно такой вид стабилизаторов.

Самым серьезным недостатком тиристорных моделей является их высокая стоимость. Гарантийный срок работы практически всех видов стабилизаторов находится в пределах 1-3 лет, в зависимости от фирмы изготовителя.

Феррорезонансные 

Их действие основывается на изменении величины индуктивности катушек, имеющих металлический сердечник, при изменении тока. Последовательно с первичной обмоткой трансформатора подключают емкость С1. Она совместно с первичной обмоткой образует резонансный контур, который настроен на частоту сети, равную 50 герц.

Величина конденсатора зависит от мощности трансформатора. При мощности трансформатора до 60 ватт, конденсатор применяют величиной до 12 мкФ. Чтобы создать значительную мощность стабилизатора, используют дроссель насыщения.

При небольшом сетевом напряжении по дросселю проходит малый ток, и индуктивность дросселя большая. Основная часть тока протекает по параллельно подключенному конденсатору. При этом суммарное сопротивление этой цепи имеет емкостный тип.

Конденсатор компенсирует некоторую часть индуктивного сопротивления катушки трансформатора. При этом ток катушки повышается. Выходное напряжение трансформатора также увеличивается. Это характерно для эффекта резонанса напряжений.

При увеличении напряжения, ток дросселя также повышается, а его индуктивность падает. Величина емкости рассчитывается так, чтобы в контуре дроссель – конденсатор наступил резонанс, при котором сопротивление этого контура было бы наибольшим, а ток, приходящий из сети питания на трансформатор – наименьшим.

При увеличении напряжения сети увеличивается сопротивление контура до момента резонанса. Это дает возможность стабилизироваться напряжению на трансформаторе при больших перепадах напряжения.

Достоинством феррорезонансных приборов является надежность и простота. Недостатком является значительная зависимость напряжения на выходе прибора от частоты тока и искажение формы напряжения. Также, стабилизаторы с насыщенными сердечниками катушек обладают большим магнитным рассеянием. Это отрицательно влияет на функционирование окружающих устройств и на человека.

Электромеханические стабилизаторы напряжения

Принцип действия такого прибора довольно простой. Щетки из графита при перепадах напряжения передвигаются по катушке трансформатора, тем самым регулируется и подстраивается выходное напряжение.

В первых образцах электромеханических стабилизаторов для передвижения щеток использовался ручной способ (переключателем). Пользователь должен был постоянно контролировать показания индикатора напряжения.

В новых моделях приборов эта функция выполняется автоматически небольшим моторчиком, который при перепадах напряжения передвигает щетку по обмотке трансформатора.

Преимуществами таких стабилизаторов является простота и надежность устройства, повышенный КПД. Из недостатков можно отметить малое быстродействие при перепадах напряжения, а также быстрый износ механических деталей. Поэтому электромеханический вид стабилизатора требует постоянного обслуживания в виде контроля и замены щеток.

Инверторные стабилизаторы напряжения

Преобразуют постоянный ток в переменный, а также выполняют обратное действие, то есть, преобразуют переменный ток в постоянный с помощью микроконтроллера и кварцевого генератора.

Из достоинств инверторных стабилизаторов можно выделить малый шум при работе прибора, компактные размеры и широкий интервал входных рабочих напряжений, который колеблется в пределах 115-290 вольт.

Недостатком инверторных образцов является высокая стоимость, в отличие от многих других видов стабилизаторов.

Линейные

Выполнены в виде делителя напряжения. Нестабильное напряжение подается на вход такого устройства, а выровненное напряжение выходит с нижнего плеча делителя. Выравнивание выполняется изменением сопротивления плеча делителя напряжения. При этом величина сопротивления поддерживается такой величины, при которой выходное напряжение прибора было в определенных пределах.

При значительном отношении величин выходного и входного напряжений линейный стабилизатор обладает пониженным КПД, так как значительная часть мощности рассеивается в тепло на элементе настройки. Поэтому регулятор напряжения обычно монтируют на теплоотводящем радиаторе для возможности рассеивания тепла.

Достоинством линейного прибора является отсутствие помех, простота конструкции и малое число деталей. Недостатком является малый КПД, большое выделение тепла.

На что необходимо обратить внимание при выборе стабилизатора
  • Способ монтажа. Он бывает настенным, с горизонтальной или вертикальной установкой (для стационарных приборов). Может устанавливаться рядом с устройством, для которого он приобретается.
  • Точность работы, входное и выходное напряжение. Эта характеристика зависит в основном от параметров входного напряжения. Лучше выбрать наименьший показатель точности прибора от 1 до 3%, при напряжении 220 вольт.
  • Мощность стабилизатора выбирается не только мощностью подключаемого электрического устройства. К этой величине добавляется определенный резерв мощности. Для всей квартиры этот запас должен быть в пределах 30%.
  • Число фаз сети питания (однофазная или трехфазная сеть).
  • Быстродействие (время реакции на перепады напряжения), в миллисекундах.
  • Защита стабилизатора. Дорогие образцы приборов чаще всего оснащены защитными системами, которые предохраняют стабилизатор от коротких замыканий, резких изменений напряжения и других отрицательных явлений.
  • Габаритные размеры прибора и его шумность при функционировании.
  • Стоимость. Профессионалы не рекомендуют покупать дешевые китайские подделки, так как не стоит экономить на качестве стабилизатора. Качественный прибор не должен стоить дешево. Лучше приобрести отечественную модель, или прибор европейского производства.
  • Гарантийный срок играет большую роль при выборе любого устройства. Если прибор китайский, то вряд ли на него будет какая-то гарантия. Стабилизаторы, приобретенные в специализированных торговых точках можно за время гарантийного периода бесплатно обменять при возникновении неисправности или обнаружения брака.

Наибольшую трудность обычно вызывает при выборе прибора его мощность. Кроме активной составляющей мощности, которую расходуют бытовые устройства, некоторые из них обладают реактивной составляющей мощности. Она появляется при наличии индуктивности (если в устройстве имеется мощный электрический мотор). При его запуске ток повышается в несколько раз. Если выбрать стабилизатор без учета этой реактивной составляющей мощности, то он может не справиться с высокой нагрузкой при запуске устройства, имеющего электродвигатель.

Другим фактором, который значительно влияет на выбор стабилизатора, является коэффициент трансформации, который равен нулю, если стабилизатор функционирует в идеальных условиях. То есть, на вход поступает ровно 220 вольт, и выходит точно такая же величина к потребителю. А если стабилизатору приходится выравнивать напряжение, то мощность снижается.

Похожие темы:

что нужно знать перед покупкой устройства, главные особенности и преимущества

Автор: Александр Старченко

Электронный стабилизатор напряжения по популярности и уровню продаж занимает следующее место после релейного стабилизатора. Широкий ассортиментный ряд электронных стабилизаторов позволяет выбрать необходимое по мощности устройство. Стабилизатор надёжен, обладает хорошими характеристиками и может использоваться в большом диапазоне температур.

Конструкция электронного стабилизатора

Электронный стабилизатор предназначен для нормализации напряжения при отклонении его от номинала, и защиты потребителей от негативных факторов. К таким факторам относятся очень низкое или высокое напряжение, а так же короткие импульсы высокого напряжения, которые иногда возникают в бытовой сети.

В отличие от стабилизаторов других типов, где могут применяться механические и электромеханические компоненты схемы, в электронном стабилизаторе кроме электроники ничего нет.

Электронный стабилизатор состоит из следующих узлов:

  • Входной фильтр;
  • Трансформатор;
  • Плата измерения напряжения;
  • Плата управления;
  • Силовые ключи;
  • Схема защиты;
  • Блок индикации;
  • Байпас.

Роль фильтра заключается в подавлении сетевых помех. Это могут быть высокочастотные наводки или короткие импульсы. Трансформатор имеет обмотку, состоящую из отдельных секций, переключением которых и осуществляется изменение напряжения на выходе.

Плата измерения напряжения осуществляет контроль не только за напряжением сети, но и за нормализованным напряжением на выходе устройства. Плата управления собрана на транзисторах. На ней формируется сигнал, подаваемый на управляющие электроды силовых ключей.

Силовые ключи переключают обмотки трансформатора для выравнивания напряжения. Схема защиты предохраняет нагрузку от возможных повреждений из-за слишком больших перепадов напряжения, а так же предохраняет стабилизатор от перегрузки. Электронный стабилизатор напряжения 220В оборудуется устройством индикации на светодиодных матрицах.

Важным элементом электронного стабилизатора напряжения является «Байпас» или «Транзит». Это устройство позволяет питать нагрузку непосредственно от сети в том случае, если напряжение на входе находится в допустимых пределах. В случае выхода напряжения из допуска, потребитель практически мгновенно подключается к стабилизатору.

«Байпас» входит в плату измерения напряжения и реализуется с помощью обычного реле. Так же режим «Транзит» может включаться вручную переключателем на корпусе стабилизатора.

Принцип работы электронного стабилизатора

Электронный стабилизатор работает по следующему принципу. Плата контроля напряжения сканирует напряжение сети. Как только его величина выйдет из допустимых стандартом 10%, подаётся сигнал на плату управления. Она состоит из транзисторных Усилителей Постоянного Тока. УПТ формируют потенциал, открывающий полупроводниковые вентили. Напряжение на выходе стабилизатора приближается к номиналу. Управление всеми электронными компонентами осуществляется с помощью микропроцессора.

Большим плюсом электронных стабилизаторов можно считать исключительно малое собственное энергопотребление, поскольку в них отсутствуют индуктивные элементы типа обмоток реле или серводвигателя.

Поскольку число секций ограничено, то изменение напряжения осуществляется ступенями, то есть дискретно. Чем большее количество электронных ключей входит в схему устройства, тем выше точность установки напряжения. В качестве силовых ключей применяются мощные полупроводниковые приборы – тиристоры и симисторы.

Тиристор проводит ток только в одном направлении, а симистор (симметричный тиристор), в обе, поэтому для коммутации цепи с переменным напряжением, требуется два тиристора во встречно-параллельном включении или один симистор.

Принцип действия стабилизаторов, собранных на разных полупроводниковых приборах, абсолютно одинаковый, но однофазный автоматический стабилизатор напряжения электронного типа, выполненный на симисторах, имеет существенный недостаток. Это слабая устойчивость при работе с индуктивной (реактивной) нагрузкой. Симисторы просто выходят из строя. Это сильно ограничивает сферу применения стабилизаторов такого типа. Вообще, электронные стабилизаторы, благодаря хорошим характеристикам и высокой надёжности, находят самое широкое применение в любых сферах.

Преимущества и недостатки

По сравнению с аналогичным по принципу работы релейным стабилизатором, электронное устройство обладает гораздо большими преимуществами:

  • Высокая скорость коммутации;
  • Большее количество ступеней регулирования;
  • Более высокая точность;
  • Отсутствие шума;
  • Большой разброс напряжения на входе;
  • Возможность работы при низких температурах;
  • Надёжность.

В отличие от электромеханических реле, время срабатывания которых может достигать 40-60 мс, тиристорные ключи выполняют коммутацию за гораздо более короткий срок, не превышающий 10-12 мс, а у некоторых моделей он может составлять 2-4 мс. Увеличение количества реле ведёт к увеличению энергопотребления самого стабилизатора и снижению времени нормализации напряжения. Электронные стабилизаторы позволяют без особого ущерба увеличить число дискретных ступеней, что положительно сказывается на точности установки.

Тиристорный стабилизатор бесшумен в работе, и может использоваться при низких температурах, что выгодно  отличает его от стабилизаторов других моделей. Схемные решения допускают работу устройства при большом диапазоне напряжения сети. Надёжность электронного стабилизатора определяется в основном надёжностью тиристоров, а они допускают до 109 переключений. Недостатком можно считать только высокую цену электронного стабилизатора.

Критерии выбора

Выбрать электронный стабилизатор напряжения 220В для дома необходимо по  следующим параметрам:

  • Мощность;
  • Диапазон входных напряжений;
  • Скорость выравнивания;
  • Точность регулирования;
  • Число дискретных ступеней;
  • Дополнительные параметры.

Мощность стабилизатора является главным фактором, определяющим выбор устройства. Если потребителями будет только активная нагрузка, то требуемая мощность вычисляется легко. Нужно суммировать мощность всех потребителей и прибавить 20-30%.

Если к стабилизатору будут подключены стиральная машина или холодильник (реактивная нагрузка с электромотором), то расчёт мощности выполняется по несложной формуле — просто делим мощность прибора на cos ϕ, который должен быть указан в паспорте, либо на коэффициент 0,7. Подробные расчеты мы приводили в статье по выбору стабилизатора для домашних нужд.

Если сеть в конкретном населённом пункте очень нестабильна, то следует выбирать стабилизатор, имеющий как можно больший диапазон напряжения на входе. Для электронных тиристорных стабилизаторов скорость выравнивания напряжения практически одинакова у всех моделей и если имеются небольшие отличия, то они не критичны. От количества ступеней зависит точность напряжения на выходе, но, естественно, от количества тиристоров зависит и стоимость изделия.

При выборе устройства нужно обязательно ознакомиться с уровнями срабатывания защиты. Электронный однофазный стабилизатор напряжения может иметь как настенное, так и напольное исполнение. Нижним пределом рабочей температуры обычно является -40°C, что вполне достаточно для работы в любых условиях.

Бытовой стабилизатор средней мощности

Стабилизаторы «Энергия» пользуются неизменно высоким спросом из-за отличных параметров и надёжности. Однофазный тиристорный стабилизатор «Энергия Classic 5000», представляет собой модель, предназначенную для непрерывной длительной эксплуатации.

Прибор работает при токе нагрузки до 27А. Уровни напряжения сети, при которых срабатывает защита, составляют 60 и 265В, а нормальный рабочий интервал от 125 до 254В. В приборе имеется функция «Байпас», фильтр подавления всех видов помех, и аварийное отключение при нагреве трансформатора до температуры 120 градусов. Стабилизатор имеет 36 месяцев гарантии.

В заключение можно отметить, что электронные стабилизаторы надёжны и неприхотливы, и при соблюдении указанных в документации правил эксплуатации, они проработают очень длительное время.

С этим читают:

Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц сетях!

Виды стабилизаторов напряжения 220в для дома, как выбрать оптимальный

Существуют различные возможности защиты электроприборов при отклонении параметров электрической линии от номинальных. По сетевой линии передаётся синусоидальный сигнал с величиной 220 вольт, отклонения этого значения допустимы в пределах 15 процентов и нормально воспринимаются бытовой техникой. Для поддержания величины напряжения, не выходящего из этого предела, проще всего применить стабилизатор напряжения.

Виды и принцип работы стабилизатора

В торговых точках можно встретить разного вида и принципа действия стабилизаторы напряжения, по-другому их называют нормализаторы. Но несмотря на разнообразие, задачи у них одинаковые — поддерживать номинальное напряжение в питающей сети. Требования, предъявляемые к ним, заключаются в обеспечении быстродействия реагирования на изменение сигнала, высокого значения коэффициента полезного действия (КПД), передачи правильной синусоиды и надёжности контроля входного и выходного сигналов.

Перед тем как определиться, какой стабилизатор напряжения выбрать, необходимо знать их различия. Классификация стабилизаторов напряжения происходит согласно их принципу действия, они бывают:

  • релейные;
  • тиристорные;
  • электромеханические;
  • феррорезонансные;
  • двойного преобразования.

Кроме этого, их различают по техническим характеристикам, включающих в себя значения номинальной мощности, диапазона стабилизируемого напряжения, вида используемой сети.

Устройство релейного типа

Это наиболее популярный вид устройств, характеризующийся низкой ценой. Основными элементами, используемыми в релейном типе устройств, являются:

  • реле;
  • трансформатор;
  • блок управления.

В основе конструкции лежит способность реле подключать или отключать, используя свои контакты, ответвления со вторичной обмотки трансформатора. Реле выполняются в герметичном корпусе, что защищает их от попадания пыли. Какую обмотку подключать анализируется блоком управления.

Работа устройства заключается в следующем. Блок управления отслеживает изменение уровня сигнала на входе стабилизатора и сравнивает его с эталонным напряжением 220 вольт. При уменьшении напряжения с помощью реле подключается дополнительная обмотка трансформатора, добавляющая величину напряжения, необходимую для сравнения его уровня с эталонным. При увеличении, наоборот, отключает одна из обмоток. Из-за такого характера работы, применяемый трансформатор называется вольтодобавочным.

Сам трансформатор работает по следующему принципу: напряжение сети попадает на его первичную обмотку. При прохождении по ней тока переменной величины образовывается переменный магнитный поток. Этот поток пронизывает сердечник и все обмотки, в которых наводится электродвижущая сила (ЭДС). Если к вторичной обмотке подсоединена нагрузка, то под действием ЭДС через неё начинает протекать переменный ток. При этом вторичная обмотка имеет несколько ответвлений, выполненных в разных её местах. Для увеличения напряжения количество подключённых витков увеличивается, а для уменьшения снижается.

Количество дополнительных обмоток зависит от модели устройства и влияет на точность выходного сигнала. Чем их больше, тем более приближенным к величине 220 вольт будет выходное значение. Из-за ступенчатой формы управления при переключении обмоток происходят всплески напряжения, при этом нормой выходного сигнала будет величина от 203 до 237 вольт.

Преимуществами такого типа стабилизации, кроме цены, является высокая способность выдерживать перегрузки и широкий диапазон рабочей температуры от -40 до +40 градусов по Цельсию. Такие нормализаторы практически нечувствительны к форме частоты сигнала на входе. К недостаткам относятся: возникающий при срабатывании реле шум, низкая мощность и надёжность. Надёжность зависит от качества исполнения реле. Ступенчатый способ регулировки сигнала приводит к кратковременным всплескам уровня напряжения, что негативно сказывается на подключённой к стабилизатору технике.

Тиристорный нормализатор напряжения

Работа этого типа стабилизатора не отличается по принципу действия от релейного. Только вместо ненадёжных и шумных реле, используется полупроводниковый элемент, тиристор. Это радиоэлемент с двумя устойчивыми состояниями, обладающий тремя или более p-n переходами. По своей работе он напоминает электронный ключ.

Такие устройства называют ещё симисторные, различия заключаются лишь в том, что тиристор пропускает сигнал только в одном направлении, а симистор в оба. Включённые параллельно и навстречу друг другу два тиристора образовывают симистор. Стабилизация происходит подключением или отключение дополнительных обмоток с помощью открывания или закрывания тиристора.

Тиристорные стабилизаторы выпускаются как с одним, так и двумя этапами преобразования. Во втором случае, на первом этапе, происходит грубое выставление уровня сигнала, а на втором точное. Это позволяет достигать высокой точности уровня выходного напряжения. К преимуществам относят:

  • отсутствие шума;
  • высокую надёжность;
  • низкое энергопотребление;
  • высокое быстродействие;
  • малые физические размеры.

Кроме этого, из-за применения микропроцессорного управления, тиристорный стабилизатор не вносит искажения в форму выходного сигнала.

Недостатки заключаются в высокой цене из-за применения дорогостоящих тиристоров и сложной электронной схемы управления. А также тиристорные нормализаторы не лишены недостатка стабилизации релейного типа, а именно ступенчатой регулировки. Например, при точности стабилизации 2% шаг напряжения на выходе составляет 6 вольт.

Сервоприводный тип нормализации

Другое название сервоприводного нормализатора — стабилизатор электромеханического типа или сервомоторный. Такой прибор состоит из трёх основных элементов:

  • автотрансформатора;
  • электродвигателя;
  • платы управления.

Принцип действия лежит в плавном перемещении с помощью двигателя угольных щёток, замыкающих вторичные обмотки автотрансформатора. Его обмотки соединены между собой, и за счёт этого возникает как магнитная, так и электрическая связь. Вторичная обмотка автотрансформатора имеет не менее четырёх ответвлений, на каждой из которых своё значение напряжения.

Работа мотора управляется платой электроники с микропроцессором. Благодаря такому подходу, стабилизация напряжения происходит без переходных процессов и форма выходного сигнала не изменяется. Правильная синусоида важна для приборов, использующих в своей конструкции двигатели, которые перегреваются при большой зашумлённости сигнала.

Недостатком сервомоторных регуляторов является низкая скорость быстродействия. Например, при отклонении величины входного сигнала на 5% время срабатывания составляет 0,2 секунды. Кроме того, при работе такой стабилизатор создаёт повышенный шум.

Прибор с эффектом феррорезонанса

Этот тип нормализатора использует в своей работе эффект феррорезонанса, возникающего в связке трансформатор-конденсатор. Благодаря чему он и получил своё название: феррорезонансный стабилизатор. Конструктивно, этот вид нормализатора похож на трансформаторный тип. Но тут используемый трансформатор не симметричен, вторичная обмотка размещена на магнитопроводе с большим поперечным сечением, что не позволяет находиться ей в состоянии насыщения.

В таком трансформаторе возникают три магнитных потока изменения мощности, величина которых и приводит к выравниванию напряжения на выходе. Параллельно вторичной обмотке и, соответственно, нагрузке подключается конденсатор. Добавление конденсатора стабилизирует напряжение при небольших токах намагничивания, увеличивая коэффициент мощности.

Основной минус такого типа устройства — в малом значении коэффициент мощности. Кроме того, стабилизатор обладает большим весом и размером, шумностью при работе. Плюсы его в точности регулировки и высокой надёжности.

Инверторный нормализатор питания

Принцип работы основан на двойном преобразовании входного сигнала сначала в постоянную величину, а затем снова в переменную. Неоспоримое его достоинство — использование в основе конструкции не громоздких 50 герцовых трансформаторов, а комплекса программно-аппаратной реализации. Это позволяет достичь КПД более 90% и при этом обеспечить отличную точность стабилизации напряжения.

В состав инверторного стабилизатора входят:

  • формирователь напряжения;
  • микроконтроллер;
  • ёмкость;
  • выпрямитель;
  • корректор мощности.

Переменный ток, попадая на выпрямитель и проходя через частотный фильтр, преобразуется в постоянное значение. Высоковольтный стабилизированный сигнал, поступает на инвертор, накапливаясь на конденсаторах шины постоянного тока. Блок инвертора собирается на микросхеме с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) и силовых транзисторах IGBT. ШИМ контроллер формирует высокочастотный сигнал, около 20 кГц, который управляет открытием IGBT транзисторов. Затем, при помощи ёмкостно-индуктивного фильтра и образовывается переменный выходной сигнал.

Из-за применения такого подхода устройство плавно регулирует сигнал и выдаёт синусоиду отличного качества, что важно, например, для работы газовых котлов. Недостаток заключается в использовании дорогих радиокомпонентов, это приводит к самой высокой цене из всех видов стабилизаторов. Силовые ключи IGBT нуждаются в защите от перегрева, поэтому они устанавливаются на кулеры, что добавляет уровень шума.

Выбор стабилизатора напряжения

Выбирая стабилизатор для работы с конкретным устройством или для использования его на вводе электроэнергии в дом, критерии выбора остаются одинаковые.

В зависимости от типа сети выбирается для 220 вольт однофазное, а для 380 вольт трёхфазное устройство. Немаловажный параметр — диапазон входного напряжения, так как при выходе из этого предела стабилизатор будет отключать подсоединённую к нему нагрузку или выключаться сам. Чтобы его правильно выбрать, необходимо знать разброс напряжения в электрической сети. Узнать его можно с помощью замеров величины сигнала в разное время суток на протяжении нескольких дней.

При выборе стабилизатора напряжения для дома учитывается не только тип приборов, нуждающихся в защите, но и их пиковая мощность. Её значение берётся с запасом не менее пятнадцати процентов и высчитывается путём сложения мощности всех приборов, подключённых к стабилизатору. Активная мощность всегда указывается в ваттах (Вт), а полная в вольт-амперах (ВА). Соотносятся они между собой как 1ВА=0,6 — 0,8 Вт. Необходимо понимать, что двигатели имеют пусковые токи и мощность устройств стабилизации при использовании асинхронных электродвигателей, компрессоров, насосов, должна в 3−4 раза превышать рабочую мощность потребителей.

Отдавая предпочтения виду устройства, учитывается, что электромеханические модели подойдут для защиты высокоточной техники. Релейные и тиристорные для линий, на которых возникают значительные скачки напряжения, а требования к точности стабилизации не является основным фактором. Например, это чувствительные к отклонениям значений напряжения узлы электроники, устанавливаемые в холодильниках, морозильниках и тому подобной технике, имеющей в своей конструкции пусковые двигатели.

Согласно статистике, к наиболее востребованным приборам на рынке, заслужившим доверие покупателей, относят следующих производителей:

  • APC;
  • Luxeon;
  • Ресанта;
  • Powercom;
  • RUCELF;
  • Энергия;
  • Logicpower.

Приобретая устройство от известных брендов, потребитель получает не только соответствие заявленных параметров с реальными характеристиками, но и обеспечение гарантийной и послегарантийной сервисной поддержки. Почти все устройства стабилизации напряжения оснащаются информативными экранами, на которые может выводиться: величина входного и стабилизированного напряжения, значение потребляемой мощности, форма сигнала и тому подобное.

Работа стабилизатора напряжения

и его важность

Стабилизатор напряжения очень распространен в холодильниках, кондиционерах, телевизорах, печном оборудовании, микропечи, музыкальных системах, стиральных машинах и т. Д. Основная цель использования стабилизаторов напряжения - для защиты устройств от колебаний напряжения.

Это связано с тем, что каждый электроприбор предназначен для работы под определенным напряжением для обеспечения желаемой производительности.

Если это напряжение ниже или выше определенного значения, прибор может работать неправильно, работать в худшем состоянии или даже выйти из строя.

В домашних и промышленных применениях обычно используются автоматические регуляторы напряжения для поддержания постоянного напряжения для конкретного оборудования. Сообщите нам подробнее об этих стабилизаторах напряжения.

Что такое стабилизаторы напряжения?

Как следует из названия, стабилизатор напряжения стабилизирует или регулирует напряжение, если напряжение питания изменяется или колеблется в заданном диапазоне.

Это электрический прибор, который подает постоянное напряжение на нагрузку в условиях повышенного и пониженного напряжения.Это устройство определяет эти условия напряжения и, соответственно, доводит напряжение до желаемого диапазона.

Стабилизатор напряжения для холодильника

Стабилизатор напряжения позволяет регулировать напряжение питания нагрузки. Они не предназначены для обеспечения постоянного выходного напряжения; вместо этого он управляет нагрузкой или системой в допустимом диапазоне напряжений.

Внутренняя схема стабилизатора показана на рисунке ниже. Он состоит из автотрансформатора / трансформатора, выпрямительного блока, компараторов, схемы переключения и реле.

В современных стабилизаторах цифрового типа в качестве центрального блока управления используется микроконтроллер или микропроцессор.

Внутренняя схема стабилизатора

На современном рынке доступны различные типы стабилизаторов напряжения от различных производителей. Стабилизаторы поставляются с другим номиналом кВА для нормального диапазона (для получения выходного сигнала 200-240 В с повышающим понижающим напряжением 20-35 В для входного диапазона 180-270 В), а также с широким диапазоном (для получения выходного сигнала 190-240 В с повышением напряжения 50-55 В. -бук для входного диапазона 140-300В) приложений.

Они доступны в виде специализированных стабилизаторов для различных домов, а также для промышленных приборов, таких как кондиционеры, ЖК-телевизоры, холодильники, музыкальные системы, стиральные машины, а также доступны как единый большой блок для всех приборов.

Стабилизаторы потребляют очень мало энергии, обычно от 2 до 5% максимальной нагрузки (т. Е. Номинальной мощности стабилизатора). Это устройства с высоким КПД, обычно от 95 до 98%.

Трехфазный стабилизатор

Это могут быть однофазные или трехфазные стабилизаторы напряжения.Как нецифровые, так и цифровые автоматические стабилизаторы напряжения доступны от известных производителей.

Некоторые дополнительные функции доступны в современных стабилизаторах, которые включают защиту от высокого напряжения, защиту от перегрузки, переключение при нулевом напряжении, защиту от изменения частоты, отображение отключения напряжения и т. Д.

Необходимость стабилизаторов напряжения

Колебания напряжения - это не что иное, как изменение величина напряжения, которая обычно превышает или ниже диапазона установившегося напряжения, предписанного некоторыми стандартами.

В некоторых странах распределение электроэнергии составляет 230 вольт для однофазной сети и 415 вольт для трехфазной. В таком случае все электроприборы (особенно однофазные) рассчитаны на работу в диапазоне напряжений от 220 до 240В.

Допустимый диапазон напряжения в некоторых странах (также в Индии) составляет 220 ± 10 В в соответствии со стандартами на электроэнергию. Кроме того, многие приборы могут выдерживать этот диапазон колебаний напряжения.

Но в большинстве случаев колебания напряжения довольно распространены и обычно находятся в диапазоне от 170 до 270 В.Эти колебания напряжения могут иметь серьезные отрицательные последствия для бытовых приборов.

  • В случае осветительного оборудования низкое падение напряжения снижает световой поток (освещенность), что еще больше сокращает срок службы лампы.
  • Электродвигатель переменного тока вырабатывает меньший крутящий момент и, следовательно, меньшую скорость при низком напряжении, и они развивают большую скорость, чем желательно при перенапряжении. Это снижает срок службы двигателя, а также вызывает повреждение изоляции под высоким напряжением.
  • В случае индукционного нагрева низкое напряжение снижает тепловую мощность, что приводит к работе нагрузки при неподходящих температурах, чем желательно.
  • При передаче по телевидению и радио падение напряжения снижает качество передачи, а также вызывает неисправность других электронных компонентов.
  • Холодильники - это приборы с приводом от электродвигателя переменного тока, которые потребляют большие токи в условиях падения напряжения, что может привести к перегреву обмоток.

Чтобы преодолеть вышеупомянутые эффекты колебаний напряжения, необходимы стабилизаторы напряжения.

Основной принцип работы стабилизатора напряжения

Стабилизация напряжения требуется для двух различных целей; повышенное напряжение и пониженное напряжение.Процесс увеличения напряжения из состояния пониженного напряжения называется операцией повышения напряжения, тогда как снижение напряжения из состояния повышенного напряжения называется операцией понижения.

Эти две основные операции необходимы для каждого стабилизатора напряжения.

Как обсуждалось выше, компоненты стабилизатора напряжения включают в себя трансформатор, реле и электронные схемы. Если стабилизатор определяет падение входящего напряжения, он включает электромагнитное реле, чтобы добавить больше напряжения от трансформатора, чтобы компенсировать потерю напряжения.

Когда входящее напряжение превышает нормальное значение, стабилизатор активирует другое электромагнитное реле, так что оно вычитает напряжение для поддержания нормального значения напряжения.

Boost Operation

Принцип работы Boost стабилизатора напряжения показан на рисунке ниже.

Здесь напряжение питания подается на трансформатор, который обычно является понижающим трансформатором. Этот трансформатор подключен таким образом, что вторичный выход добавляется к первичному питающему напряжению.

В случае низкого напряжения электронная схема в стабилизаторе переключает соответствующее реле, так что это дополнительное питание (входящее питание + вторичный выход трансформатора) подается на нагрузку.

Понижающий режим

Принцип понижающего действия стабилизатора напряжения показан на рисунке ниже.

В понижающем режиме вторичная обмотка понижающего трансформатора подключается таким образом, что вторичное выходное напряжение вычитается из входящего напряжения.

Таким образом, в случае повышения входящего напряжения электронная схема переключает реле, которое переключает вычитаемое напряжение питания (т.е. входящее напряжение - вторичное напряжение трансформатора) на цепь нагрузки.

В случае нормального рабочего состояния напряжения электронная схема полностью переключает нагрузку на входящее питание без напряжения трансформатора.

Эти понижающие, повышающие и нормальные операции одинаковы для всех стабилизаторов, независимо от того, являются ли они стабилизаторами нормального типа или с сервомеханизмом.Помимо этих двух основных операций, стабилизатор напряжения также выполняет операции отключения при понижении и повышении напряжения.

Работа стабилизатора напряжения

На рисунке ниже показана рабочая модель стабилизатора напряжения, которая содержит понижающий трансформатор (обычно с отводами на вторичной обмотке), выпрямитель, операционный усилитель / блок микроконтроллера и набор реле.

В этом случае операционные усилители настроены таким образом, чтобы они могли воспринимать различные заданные напряжения, такие как более низкое напряжение отключения, напряжение условия повышения, нормальное рабочее напряжение, более высокое напряжение отключения и рабочее напряжение понижающего напряжения.

Набор реле подключается таким образом, что они отключают цепь нагрузки при повышении и понижении напряжения отключения, а также переключают понижающее и повышающее напряжения в цепи нагрузки.

Понижающий трансформатор с переключением ответвлений имеет разные ответвления вторичного напряжения, которые полезны для операционного усилителя для различных напряжений, а также для суммирования и вычитания напряжений для операций повышения и понижения соответственно.

Схема выпрямителя преобразует источник переменного тока в постоянный для питания всей электронной схемы управления, а также катушек реле.
Предположим, что это однофазный стабилизатор мощностью 1 кВА, который обеспечивает стабилизацию для диапазона напряжений от 200 до 245 с повышающим-понижающим напряжением 20-35 В для входного напряжения от 180 до 270 В.

Если входное питание, скажем, 195 В, тогда операционный усилитель подает питание на катушку реле повышения, так что на нагрузку подается 195 + 25 = 220 В. Если входное напряжение составляет 260 В, соответствующий операционный усилитель запитывает катушку понижающего реле, так что на нагрузку подается 260-30 = 225 В.

Если входное напряжение ниже 180 В, соответствующий операционный усилитель переключает нижнюю обмотку реле отключения, так что нагрузка отключается от источника питания.

И если напряжение питания превышает 270 В, соответствующий операционный усилитель запитывает катушку реле с отсечкой более высокого уровня, и, следовательно, нагрузка отключается от источника питания.

Все эти значения являются приблизительными; он может отличаться в зависимости от приложения. Таким образом, стабилизатор работает при разных напряжениях.

Сервоуправляемые стабилизаторы напряжения

В случае автоматических стабилизаторов напряжения скорость коррекции напряжения намного меньше. Скоростная коррекция напряжения с большей точностью достигается с помощью сервоуправляемых стабилизаторов.

В стабилизаторах с сервоуправлением коррекция напряжения выполняется очень точно, т.е. ближе к значению базового напряжения.

Основные компоненты сервостабилизатора включают в себя бесступенчатый автотрансформатор с сервоприводом, повышающий трансформатор и полупроводниковую схему управления, как показано на рисунке ниже.

Стабилизатор с сервоуправлением

В этом стабилизаторе полупроводниковая схема управления определяет падение и повышение напряжения от заданного значения и, соответственно, управляет серводвигателем.

Первичная обмотка повышающего преобразователя подключена к моторизованному автотрансформатору, а вторичная обмотка последовательно подключена к входящему источнику питания.

Когда двигатель управляет автотрансформатором, соответствующее напряжение подается на первичную обмотку повышающего трансформатора, и, следовательно, соответствующее вторичное напряжение корректирует напряжение питания нагрузки.

Здесь компараторы (не что иное, как операционные усилители) в полупроводниковой цепи управления определяют изменения напряжения и активируют серводвигатель в желаемом месте, чтобы регулируемый трансформатор увеличивал или уменьшал выходное напряжение нагрузки.

Когда схема управления обнаруживает, что выходное напряжение выше опорного напряжения, она подает положительный сигнал на контроллер серводвигателя, и, следовательно, рычаг вращается до тех пор, пока два напряжения не станут равными.

Если выходное напряжение падает ниже опорного значения, отрицательный сигнал поступает на серводвигатель, так что рычаг поворачивает контакт в другую сторону, чтобы уменьшить напряжение. Сервостабилизаторы могут производить регулировку мощности ± 0,5% с высоким КПД около 98%.

Как выбрать подходящий стабилизатор для домашних нужд?

Типоразмер стабилизатора напряжения зависит от номинальной мощности оборудования, для которого будет применяться стабилизация.Таким образом, при покупке стабилизатора напряжения в первую очередь следует учитывать мощность всех приборов (или конкретного прибора), на которые он будет подаваться. Такие номинальные мощности обычно указываются в ВА или кВА. А также нужно учитывать, одно это или трехфазное питание.

Номинальная мощность приборов обычно указывается на заводской табличке этого прибора; если номинальная мощность недоступна, просто рассчитайте произведение напряжения и тока этого оборудования, чтобы получить номинальную мощность.

Всегда рекомендуется учитывать истинное среднеквадратичное значение напряжения нагрузки.

Еще одним важным фактором является увеличение нагрузки в будущем. Таким образом, определение общей номинальной мощности требует возможного расширения в будущем, как правило, на 20% больше, чем фактическая потребляемая мощность, чтобы подключать нагрузки в течение длительного времени.

Для домашних нужд подходят стабилизаторы номинального напряжения 200 ВА, 300 ВА, 500 ВА, 1 КВА, 2 КВА, 3 КВА, 4 КВА, 5 КВА, 8 КВА и 10 КВА. Для промышленных и коммерческих целей требуются сервостабилизаторы высокой мощности.

Слово от Electronics Hub Team

Существует общее мнение, что современные светодиодные телевизоры, холодильники, кондиционеры и другие приборы имеют встроенную функцию стабилизации и, следовательно, не нуждаются в дополнительных стабилизаторах напряжения.

Однако они не могут повышать или понижать напряжение такого диапазона, как это могут сделать отдельные стабилизаторы напряжения. Поэтому команда Electronics Hub всегда рекомендует вам иметь стабилизатор напряжения для домашних или промышленных нужд, если у вас частые колебания напряжения в электричестве.

Image Contributors

Введение в стабилизатор напряжения - Utmel

Стабилизатор напряжения - это устройство, которое стабилизирует выходное напряжение. Стабилизатор напряжения состоит из схемы стабилизатора напряжения, схемы управления и серводвигателя. При изменении входного напряжения или нагрузки 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 для поддержания стабильного выходного напряжения.

Каталог

I Что такое стабилизатор напряжения?

Стабилизатор напряжения - это устройство, которое стабилизирует выходное напряжение. Стабилизатор напряжения состоит из схемы стабилизатора напряжения, схемы управления и серводвигателя. При изменении входного напряжения или нагрузки 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 для поддержания стабильного выходного напряжения.

II Принцип работы стабилизатора напряжения

Поскольку некоторые электроприборы содержат компоненты катушки, вихревые токи, препятствующие току, будут генерироваться на начальной стадии подачи питания. Вихревые токи не только ослабят мгновенное напряжение при запуске прибора, что приведет к медленному запуску, но также усилит мгновенное напряжение, генерируемое после разрыва цепи, что может вызвать искру, которая повредит цепь.В это время необходим регулятор напряжения для защиты нормальной работы схемы.

Стабилизатор напряжения состоит из схемы регулирования напряжения , схемы управления и серводвигателя . При изменении входного напряжения или нагрузки схема управления производит выборку, сравнение и усиление, а затем приводит серводвигатель во вращение, чтобы изменить положение угольной щетки регулятора напряжения. Автоматически регулируя соотношение витков катушки, мы можем поддерживать стабильное выходное напряжение.Регулятор напряжения большей емкости также работает по принципу компенсации напряжения.

III Технические параметры стабилизатора напряжения

1. Диапазон адаптации входного напряжения

Согласно стандарту IEC входное напряжение изменяется в пределах ± 20 от номинального значения. Если значение выходит за пределы диапазона, автоматически включается звуковая и световая сигнализация, и выходное напряжение не может быть стабилизировано в пределах необходимого диапазона.

2. Скорость стабилизации выходного напряжения

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

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

3. Скорость регулирования нагрузки

Это эффект изменения выходной мощности, вызванный изменением нагрузки. Измените ток нагрузки и измерьте изменение выходного напряжения (& plusmn;). Чем меньше значение, тем лучше. Это также важный индикатор для измерения производительности регулятора переменного тока.

4. Относительное содержание гармоник выходного напряжения

Его также называют искажением выходного напряжения , обычно выраженным в THD, который представляет собой отношение общего действующего значения гармонического содержания к действующему значению основной волны. .Когда нагрузка номинальная и искажение входного напряжения соответствует базовым условиям (обычно менее 3), измерьте искажение выходного напряжения, когда входное напряжение имеет наименьшее, номинальное и наибольшее значение, 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

Емкость стабилизатора напряжения выражается в вольт-амперах (ВА) или киловольт-амперах (кВА).Помимо чисто резистивной нагрузки, существуют также индуктивные и емкостные нагрузки. Помимо активной мощности есть реактивная мощность. Этот показатель отражает способность регулятора переменного тока выдерживать индуктивные и емкостные нагрузки.

В обычных источниках питания со стабилизированным переменным током 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 продукт составляет 1 кВт (cosφ все еще равен 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 источника питания имеет сильную способность адаптироваться к реактивным нагрузкам.

7. Другие параметры

Другие параметры стабилизатора переменного напряжения включают выходную мощность, входную частоту, влияние частоты источника, случайное отклонение (временной дрейф), входную мощность без нагрузки, коэффициент мощности источника (это значение отличается от коэффициент мощности нагрузки. Чем больше значение, тем лучше. Максимальное значение 1), относительная гармоническая составляющая тока источника, звуковой шум и т. д., трехфазный источник питания переменного тока, асимметрия трехфазного выходного напряжения и т.д. и медицинское оборудование. Существуют также небольшие стабилизаторы переменного тока мощностью от нескольких ватт до нескольких киловатт, которые обеспечивают качественные источники питания для небольших лабораторий или бытовой техники.

В соответствии с различными выходными характеристиками стабилизатора напряжения, стабилизатор напряжения обычно делится на две категории: стабилизатор напряжения переменного тока (стабилизированный источник питания переменного тока) и стабилизатор напряжения постоянного тока (стабилизированный источник питания постоянного тока).Ниже рассматривается стабилизированный источник 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.

Стабилизатор коммутируемого напряжения

Рис. 1. Стабилизатор коммутируемого напряжения

Импульсный стабилизатор использует выходной каскад для многократного включения и выключения состояний и создания выходного напряжения с компоненты накопителей энергии (конденсаторы и катушки индуктивности).Он регулирует время переключения в соответствии с образцом обратной связи выходного напряжения.

В регуляторе с фиксированной частотой синхронизация регулируется путем регулировки ширины импульса коммутируемого напряжения. Это так называемое управление ШИМ. В стробируемом генераторе или импульсном регуляторе ширина и частота переключающего импульса остаются постоянными, но включение или выключение выходного переключателя контролируется обратной связью.

В соответствии с расположением переключателей и компонентов накопителя энергии генерируемое выходное напряжение может быть больше или меньше входного напряжения, и для генерации нескольких выходных напряжений можно использовать регулятор напряжения.

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

2.

Параметр стабилизатора напряжения

LDO (стабилизатор с низким падением напряжения) - это своего рода линейный регулятор.В линейном регуляторе используется транзистор или полевой транзистор, работающий в его линейной области, чтобы вычесть избыточное напряжение из входного напряжения для получения регулируемого напряжения. Так называемое падение напряжения относится к минимальной разнице между входным напряжением 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 регулятор может иметь очень низкое падение напряжения, обычно около 200 мВ.Для сравнения, падение напряжения традиционного линейного регулятора, использующего композитные силовые транзисторы NPN, составляет около 2 В. LDO с отрицательным выходом использует NPN в качестве передающего устройства, и его режим работы аналогичен режиму работы устройства LDO PNP с положительным выходом.

В более новых разработках используются силовые КМОП-транзисторы, обеспечивающие наименьшее падение напряжения. При использовании CMOS единственное падение напряжения на регуляторе вызвано сопротивлением включения тока нагрузки источника питания. Если нагрузка небольшая, падение напряжения, создаваемое этим методом, составляет всего десятки милливольт.

3.

Стабилизатор напряжения для станка лазерной резки

Когда напряжение источника питания распределительной сети колеблется или изменяется нагрузка, он может автоматически обеспечивать стабильность выходного напряжения. Он должен иметь большую емкость, высокую эффективность, широкий диапазон регулирования напряжения, отсутствие дополнительных искажений формы сигнала и фазового сдвига, быстрое время деформации и стабильность. Кроме того, он также имеет отличные функции защиты от аварийных сигналов, таких как короткое замыкание и механический отказ, а его объем должен быть как можно более компактным и простым в использовании.

Применение и функция стабилизатора напряжения

В

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, электронные компьютеры, прецизионные станки, компьютерная томография (КТ), прецизионные инструменты, испытательные устройства для научных исследований, освещение лифтов, импортное оборудование, производственные линии и другие места, требующие стабильного напряжения питания .

Рисунок 2. Стабилизатор напряжения компьютера

Он также подходит для пользователей в конце низковольтной распределительной сети, где напряжение источника питания слишком низкое или слишком высокое, а диапазон колебаний велик, что это электрооборудование с большими колебаниями нагрузки. Мощный компенсирующий стабилизатор мощности можно подключать к тепловым, гидравлическим и малогабаритным генераторам.

2.

Функция стабилизатора напряжения

Стабилизатор напряжения - это цепь источника питания или устройство источника питания, которое может автоматически регулировать выходное напряжение.Его функция заключается в стабилизации напряжения источника питания, которое сильно колеблется и не соответствует требованиям электрического оборудования в пределах установленного диапазона значений, чтобы различные цепи или электрические устройства могли нормально работать при номинальном рабочем напряжении.

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

Это сильно мешает чтению и записи компьютерного оборудования, и очень легко вызвать неправильные сигналы на компьютере, а в серьезных случаях это приведет к повреждению жесткого диска.

В высококачественных малогабаритных стабилизаторах напряжения в основном используется двигатель для приведения в действие угольных щеток для стабилизации напряжения.Этот тип стабилизатора напряжения имеет мало помех для электрического оборудования и имеет относительно высокую точность стабилизации напряжения.

VI Меры предосторожности

1.

Ежедневное внимание

(1) Избегайте сильной вибрации и предотвращайте попадание агрессивных газов и жидкости внутрь; предохранять от полива и помещать в проветриваемое и сухое место; не накрывайте тканью, чтобы затруднить вентиляцию и отвод тепла.

(2) Используйте трехконтактную розетку (заземленную), и винт заземления на машине должен быть правильно заземлен, в противном случае мы обнаружим, что корпус заряжен при тестировании.Это нормальное явление, вызванное электричеством, индуцированным распределенной емкостью, и его можно устранить после подключения к заземляющему проводу.

Если в корпусе имеется серьезная утечка тока и измеренное сопротивление изоляции меньше 2 МОм, слой изоляции может быть влажным или цепь и корпус закорочены. Перед использованием следует выяснить причину и устранить неисправность.

(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 работает как автоматический выключатель для защиты от перегрузки по току и короткого замыкания.Если предохранитель часто перегорает или автоматический выключатель часто срабатывает, проверьте, не слишком ли велик потребление электроэнергии.

(4) Когда выходное напряжение превышает значение защиты (значение защиты фазного напряжения установлено на заводе на 250 В ± 5 В), автоматически включается стабилизированный источник питания. Если выходное напряжение стабилизированного источника питания отключено, а индикатор перенапряжения все еще горит, пользователь должен немедленно выключить устройство и проверить сетевое напряжение или стабилизатор напряжения.Если стабилизатор напряжения автоматически отключается (с входом, но без выхода), проверьте, не превышает ли напряжение сети 280 В. Если оно ниже 280 В, проверьте, исправен ли регулятор. Используйте 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, это не может быть скорректировано).

(6) Когда напряжение сети часто находится на нижнем пределе (<150 В) или верхнем пределе (> 260 В) входного напряжения стабилизатора напряжения, предельный микровыключатель легко затрагивается, и возможен сбой управления. . В это время регулятор напряжения не может регулировать напряжение или может быть только отрегулирован (или может быть отрегулирован только вниз), и сначала следует проверить микровыключатель.

(7) Пожалуйста, содержите внутреннюю часть машины в чистоте, пыль будет препятствовать вращению шестерни и влиять на точность выходного напряжения.Пожалуйста, очищайте и своевременно поддерживайте чистоту контактной поверхности змеевика. Когда угольная щетка сильно изношена, давление следует отрегулировать, чтобы избежать пробоя на контактной поверхности угольной щетки и катушки. Угольную щетку следует заменить, если ее длина меньше 2 мм. А когда плоскость катушки обожжена черным, следует ее отполировать 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, и стабилизатор напряжения и электрооборудование будут повреждены.Не используйте заземляющий провод для замены нейтрального провода (но нейтральный и заземляющий провода можно подключать параллельно), а нейтральный провод нельзя подключать к предохранителю.

Рисунок 3. Трехфазный стабилизатор напряжения

(9) Когда 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, чем нижний предел диапазона регулировки регулятора, в это время вам следует заменить более толстый входной провод или увеличить емкость продукта.

(10) Когда одна нагрузка имеет большую мощность (например, кондиционер и т. Д.), Входная линия длинная, а поверхность нагрузки недостаточна, напряжение значительно снижается, когда нагрузка работает, и загрузка может быть затруднена. Когда нагрузка временно останавливается во время работы, в выходной момент произойдет сбой питания из-за перенапряжения. Если такое явление происходит, это не неисправность регулятора напряжения, и входная линия должна быть улучшена (линия должна быть утолщена, а длина входной линии должна быть сокращена как можно больше, чтобы уменьшить падение напряжения в линии) .

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

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

② сильно ли изношена зубчатая передача мотора и можно ли его вращать;

③ не поврежден ли концевой выключатель;

④ гладкая ли плоскость катушки;

⑤ не повреждена ли плата управления.

2. Вопросы безопасности

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

(2) Входные и выходные линии стабилизированного источника питания должны быть расположены разумно, чтобы предотвратить вытаскивание 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 людей, вызванные срабатыванием незаземленного провода.

(4) Заземляющий провод стабилизированного электроснабжения нельзя подключать к объектам общего пользования, таким как трубопроводы отопления, водопроводы, газопроводы и т. Д., чтобы избежать 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 обеспечивать достаточную допустимую нагрузку по току.

(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 контактной поверхности угольной щетки и катушки;

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

VII Анализ отказов 14846

905 Устранение неисправностей 905

Производительность при отказе: нет выхода, нет индикации напряжения или нет запуска

Анализ причин

Защита от повышенного или пониженного напряжения

Отрегулируйте внутренний регулируемый потенциометр выходного напряжения

Защита от смещения и обрыва фазы

Произвольно поменять местами любые две фазы из трех плата управления неисправна

Заменить

Выходной переменный ток сломан

Заменить

Выходное напряжение ненормальное Выходное напряжение

Неисправное напряжение на выходе

Анализ причин

Устранение неисправностей

Это гомологичный регулятор

Замените регулятор на

Превышен диапазон напряжения

43

Заменить регулятором напряжения широкого диапазона

Сломан концевой выключатель

Заменить

Плата фазовой схемы сломана

Серводвигатель сгорел

Заменить

4 Анализ

Поиск неисправностей 90 003

Неисправна плата

Неисправность: не регулируется

Превышен диапазон регулятора напряжения

Заменить регулятор широкого диапазона

Сломан концевой выключатель

Заменить схему

Заменить

Серводвигатель сгорел

Заменить

воздушный выключатель сломан

48 Отказ во время работы

Анализ причин

Устранение неисправностей

Общая тормозная способность мала

Заменить воздушным выключателем соответствующей мощности

Заменить

Мгновенно слишком высокое импульсное напряжение

Заменить бесконтактным высокоточным стабилизатором напряжения

мусор

Неисправность регулятора рабочих характеристик

Анализ причин

Устранение неисправностей

Перегрузка

Уменьшение количества подключенного оборудования после этого

469

Неисправность: стабилизатор напряжения не может работать автоматически

Анализ причин

9045

9045 Устранение неисправностей Кнопочный переключатель atic не включен

Заменить

Неисправность печатной платы

Заменить

Напряжение на панели ненормальное давление: регулятор мощности не имеет этой функции)

Анализ причин

Устранение неисправностей

Серводвигатель сгорел 9045

9046 Концевой выключатель свинца сломан

Заменить

Печатная плата сгорела

Заменить

Ручные и автоматические ручки не повернуты на ручные

Дружеское напоминание: Если стабилизатор напряжения выходит из строя, и вы не можете с этим справиться или прекратить подачу питания на внутреннее оборудование, обратитесь в профессиональную компанию.

Рекомендуемые статьи:

Мультивибратор: схемы, типы и применение

Драйвер светодиода: функции, типы и применение

Что такое цифровая интегральная схема и как ее использовать?

Введение в фотонные интегральные схемы и технологию PIC

(PDF) Проектирование и изготовление стабилизатора напряжения 220 В

22

Применение потенциометров:

Потенциометры редко используются для непосредственного управления значительными объемами мощности (более ватт

или около того).Вместо этого они используются для регулировки уровня аналоговых сигналов (например, регуляторы громкости

на аудиооборудовании) и в качестве управляющих входов для электронных схем. Например, диммер

использует потенциометр для управления переключением TRIAC и, таким образом, косвенно для управления яркостью ламп

. Потенциометры с предварительной настройкой широко используются в электронике везде, где необходимо выполнить регулировку

во время производства или обслуживания.

Управляемые пользователем потенциометры широко используются в качестве пользовательских элементов управления и могут управлять очень широким спектром функций

оборудования.Повсеместное использование потенциометров в бытовой электронике

снизилось в 1990-х годах, теперь более распространены поворотные энкодеры, кнопки вверх / вниз и другие цифровые элементы управления

. Однако они остаются во многих приложениях, таких как регуляторы громкости и датчики положения

. Потенциометры малой мощности, как линейные, так и поворотные, используются для управления аудиооборудованием

, изменения громкости, ослабления частоты и других характеристик аудиосигналов.

Логарифмический горшок используется в качестве регулятора громкости в усилителях мощности звука, где его также называют

«звуковым коническим горшком», потому что амплитудная характеристика человеческого уха приблизительно равна

логарифмической.Это гарантирует, что на регуляторе громкости, помеченном от 0 до 10, например, настройка 5

будет субъективно звучать вдвое громче, чем настройка 10. Также есть антиблокировочный потенциометр или обратный звук

, который является просто конусом реверс логарифмического потенциометра. Он почти всегда используется в групповой конфигурации

с логарифмическим потенциометром, например, в регуляторе баланса звука.

Телевидение:

Раньше потенциометры использовались для управления яркостью, контрастностью и цветовым откликом изображения.Потенциометр

часто использовался для регулировки «вертикального удержания», что влияло на синхронизацию

между внутренней схемой развертки приемника (иногда мультивибратором) и принятым сигналом изображения

, а также на другие вещи, такие как смещение несущей аудио-видео. , частота настройки (для

кнопочных комплектов

) и т. д.

Управление движением:

Потенциометры могут использоваться в качестве устройств обратной связи по положению для создания управления «замкнутым контуром»,

, например, в сервомеханизме.Этот метод управления движением, используемый в двигателе постоянного тока, представляет собой самый простой метод измерения угла или скорости

.

Как сделать автоматический стабилизатор напряжения? Схема и конструкция

Введение

На рынке доступно огромное количество разнообразных стабилизаторов напряжения, и, конечно же, не составляет большого труда приобрести один в соответствии с потребностями. Но, конечно, может быть очень забавно построить один дома самостоятельно и увидеть, как он действительно работает. Схема автоматического стабилизатора напряжения (АВС), описанная в этой статье, на самом деле очень проста по конструкции, достаточно точна и обеспечит хорошую защиту подключенного к ней электронного устройства.Это особенно защитит их от опасных высоких напряжений, а также от возможных отключений (низкого напряжения). Выходной сигнал будет находиться в диапазоне 200–255 В переменного тока при входном напряжении 175–280 В переменного тока.

Как работает стабилизатор напряжения?

В одной из моих предыдущих статей вы, должно быть, узнали о работе автотрансформатора. Там мы изучили, как автотрансформатор может быть использован для создания напряжений выше и ниже, чем входное напряжение сети переменного тока.Автотрансформатор фактически играет самую важную роль в цепи стабилизатора напряжения.

Схема стабилизатора напряжения в основном состоит из датчика напряжения. Он настроен на обнаружение повышения или понижения напряжения сети переменного тока до опасного уровня. Как только он обнаруживает опасное входное напряжение, он немедленно включает реле, подключенные к нему. Эти реле, в свою очередь, меняют местами и переключают соответствующие клеммы обмотки автотрансформатора для корректировки и стабилизации выходного напряжения.Таким образом, прибор, подключенный к выходу схемы стабилизатора напряжения, всегда получает безопасное, допустимое напряжение и может надежно работать независимо от колеблющихся входных напряжений.

Давайте перейдем к изучению деталей, необходимых для его постройки, а также деталей его конструкции.

Необходимые детали

Для схемы потребуются следующие детали:

  • Резистор Вт, CFR R1 = 2 K 7,

  • Предустановка P1 = 10 K Линейная,

  • Транзистор T1 = BC 547,

  • Стабилитрон Z1 = 3 В / 400 мВт,

  • Диод D1, D2 = 1N4007,

  • Конденсатор = 220 мкФ / 25 В

  • Реле RL1 = 12 В / DPDT mini ( двойной полюс, двойной ход),

  • Трансформатор T1 = 12 - 0 - 12 В / 5 ампер.T2 = 0 - 12 В / 500 мА (вход в соответствии со спецификациями страны)

  • Плата общего назначения = 3 дюйма на 3 дюйма

Строительные подсказки

С помощью данной принципиальной схемы (на следующей странице ) Построение этой простой схемы AVS может быть выполнено с помощью следующих простых шагов:

  • В данную часть платы общего назначения вставьте транзистор, припаяйте и отрежьте его выводы.

  • Закрепите и припаяйте остальные связанные детали вместе с реле вокруг транзистора.

  • Свяжите их все согласно принципиальной схеме.

  • Наконец, подключите первичный и вторичный провода трансформатора к контактам реле, как показано на схеме.

На следующей странице описаны схема и детали конструкции этой схемы автоматического стабилизатора напряжения.

Описание схемы

Функционирование этой простой схемы стабилизатора напряжения можно понять из следующих пунктов:

Обращаясь к рисунку ( Нажмите, чтобы увеличить, ), мы видим, что транзистор T1 образует основную активную часть всей системы. схема.

Напряжение от меньшего трансформатора выпрямляется посредством D1 и фильтруется через C1, чтобы обеспечить требуемую рабочую мощность для схемы управления, состоящей из транзистора T1, предварительно установленного P1, стабилитрона Z1 и реле DPDT.

Вышеупомянутое напряжение также используется как базовое опорное или чувствительное напряжение. Поскольку это напряжение будет изменяться пропорционально изменениям приложенного входного напряжения.

Например, если обычно рабочее напряжение постоянного тока составляет около 12 вольт, увеличение или уменьшение входного напряжения сети переменного тока, скажем, на 25 вольт будет пропорционально увеличивать или уменьшать напряжение постоянного тока до 14 или 10 вольт соответственно.

Предварительная установка P1 настроена таким образом, что транзистор проводит и управляет реле всякий раз, когда входная сеть переменного тока имеет тенденцию отклоняться выше точного нормального напряжения (110 или 225 вольт) и наоборот.

Если входное напряжение превышает вышеуказанный предел, T1 проводит и активирует реле. Контакты реле подключают соответствующие соединения трансформатора стабилизатора мощности, чтобы вычесть 25 вольт на входе, то есть довести выход примерно до 205 вольт. С этого момента, если сетевое напряжение продолжает увеличиваться, выходное напряжение для приборов будет на 25 вольт ниже него.Это означает, что даже если напряжение достигнет 260 В, выходная мощность будет только до 260 - 25 = 235 вольт.

Совершенно противоположное произойдет, если входной переменный ток упадет ниже нормального уровня, т.е. в этом случае к выходу будет добавлено 25 вольт, и даже если вход продолжит падать и достигнет 180 вольт, выход достигнет только до 180 + 25 = 205 вольт.

Настоящая конструкция очень проста и проста, поэтому стабилизация не может быть очень точной. Но, конечно, он будет поддерживать выходное напряжение в пределах 200 и 250 вольт против предельных входных напряжений от 180 до 275 вольт (или в пределах 100 и 125 против 90 и 130 вольт).

Как это проверить?

Готовая печатная плата простого стабилизатора напряжения может быть протестирована следующим способом:

  • Для процедуры тестирования вам потребуется универсальный регулируемый источник питания постоянного тока 0–12 вольт.

  • Можно предположить, что максимальное напряжение источника питания 12 В соответствует входному напряжению приблизительно 230 В переменного тока. Это напряжение примем за напряжение срабатывания или за напряжение переключения стабилизатора.

  • Подключите источник питания к клеммам питания собранной печатной платы.

  • Поддерживайте максимальное напряжение источника питания 12 вольт.

  • Тщательно отрегулируйте предварительную настройку, чтобы реле просто сработало.

  • Теперь при уменьшении напряжения питания на 1 вольт, т.е. до 11 вольт, реле должно вернуться в деактивированное положение.

  • На этом настройка устройства завершена. Он должен поддерживать выходное напряжение в диапазоне от 200 до 255 вольт с предельным входным напряжением от 175 до 280 вольт.

Ваш стабилизатор напряжения теперь готов и должен защищать все бытовые электронные устройства, подключенные к его выходу.

Как установить стабилизатор напряжения в доме?

Стабилизатор напряжения

- это источник питания, который может автоматически регулировать выходное напряжение. Его функция заключается в стабилизации напряжения источника питания, которое сильно колеблется и не может удовлетворить требования к электрическому оборудованию в пределах установленного диапазона значений, чтобы различные цепи или электрическое оборудование могли нормально работать при номинальном рабочем напряжении.С увеличением количества бытового электрооборудования использование стабилизаторов напряжения становится все более обширным. Бытовой стабилизатор напряжения в основном используется для стабилизации напряжения телевизора, холодильника, кондиционера и т. Д. Далее ATO покажет вам, как установить стабилизатор напряжения для дома.

  1. Проверить корпус, амперметр, выключатель, контрольную лампу, кнопку и клеммы проводки стабилизатора напряжения.
  2. Подсоедините входную клемму стабилизатора напряжения к распределительной плате и установите на распределительном щите подходящий предохранитель, чтобы обеспечить электробезопасность.
  3. Подключите источник питания энергопотребляющего оборудования к выходной клемме этого прибора. Обратите внимание, что номинальное входное напряжение электроприборов должно соответствовать номинальному входному напряжению стабилизатора напряжения, не подключайтесь неправильно.
  4. Сначала включите выключатель питания стабилизатора напряжения, и загорится световой индикатор, убедитесь, что показываемое значение вольтметра в норме. Если выходное напряжение нормальное, включите выключатель питания оборудования, потребляющего мощность, стабилизатор напряжения может автоматически регулировать напряжение.
  5. Если энергопотребляющее оборудование будет бесплатным в течение длительного времени, выключите его выключатель питания, чтобы снизить энергопотребление и продлить срок службы стабилизатора напряжения.
  6. Стабилизатор напряжения не должен быть перегружен. Когда рыночное напряжение низкое и выходная мощность снижается, пожалуйста, уменьшите нагрузку стабилизатора напряжения.
  7. Если выбранные электроприборы содержат холодильники, кондиционеры и насосы, оснащенные двигателем, должен быть выбран стабилизатор напряжения с мощностью более чем в три раза, в случае, если пусковой ток устройства превышает ток предохранителя стабилизатора напряжения или защиту от перегрузки по току. ток выключателя, в результате чего плавится предохранитель или срабатывает автоматический выключатель.
  8. Провод, подключенный к стабилизатору напряжения, должен иметь достаточное поперечное сечение, чтобы предотвратить нагрев и уменьшить падение давления. Стабилизатор напряжения мощностью более 2 кВА должен иметь клеммное соединение и одиночный медный провод. Между тем, клеммные винты должны быть затянуты, чтобы предотвратить нагрев соединения.
  9. Независимо от однофазного или трехфазного стабилизатора напряжения, выключатель мощности нагрузки должен быть сначала выключен после подключения всех проводов, а затем включен стабилизатор напряжения.Убедившись, что выходное напряжение в норме, включите выключатель питания нагрузки.

Стабилизатор напряжения - Пост электроники

Стабилизатор напряжения

В настоящее время стабилизаторы стали оптимизированным решением для питания многих электронных устройств, чувствительных к колебаниям напряжения.

Стабилизатор напряжения очень распространен в холодильниках, кондиционерах, телевизорах, печном оборудовании, телекоммуникационном оборудовании, медицинском оборудовании, микропечи, музыкальных системах, стиральных машинах и т. Д.Основная цель использования стабилизаторов напряжения - защитить устройства от колебаний напряжения.

Рис.1: Стабилизатор напряжения

Каждый электроприбор предназначен для работы под определенным напряжением для обеспечения желаемой производительности. Следовательно, если это напряжение ниже или выше определенного значения, прибор может работать со сбоями, работать в худших условиях или даже выйти из строя.

В домашних и промышленных применениях обычно используются автоматические регуляторы напряжения, чтобы поддерживать постоянное напряжение на конкретном оборудовании.

Что такое стабилизатор напряжения?

Стабилизатор напряжения - это электрический прибор, который подает постоянное напряжение на нагрузку на своих выходных клеммах независимо от изменений входного или питающего напряжения.

Он защищает оборудование или машину от перенапряжения, пониженного напряжения и других скачков напряжения.

Он также известен как автоматический регулятор напряжения (АРН) .

Стабилизаторы напряжения регулируют колебания входного напряжения до того, как оно может быть подано на нагрузку (или оборудование, чувствительное к колебаниям напряжения).

Выходное напряжение стабилизатора будет оставаться в диапазоне 220 В или 230 В в случае однофазного питания и 380 В или 400 В в случае трехфазного питания в пределах заданного диапазона колебаний входного напряжения.

Эти стабилизаторы могут быть доступны либо в виде отдельных блоков для таких бытовых приборов, как кондиционеры, ЖК-телевизоры, холодильники, музыкальные системы, стиральные машины, либо в виде больших стабилизаторов для целых бытовых приборов в определенном месте, например, во всем доме. Кроме того, это могут быть стабилизаторы аналогового или цифрового типа.

Рис.2: Стабилизатор напряжения

К распространенным типам стабилизаторов напряжения относятся стабилизаторы с ручным управлением или с переключением, автоматические стабилизаторы релейного типа, твердотельные или статические стабилизаторы и стабилизаторы с сервоуправлением.

В дополнение к функции стабилизации, большинство стабилизаторов имеют дополнительные функции, такие как отсечка низкого напряжения на входе / выходе, отсечка высокого напряжения на входе / выходе, отсечка при перегрузке, возможность запуска и остановки выхода, ручной / автоматический запуск, отображение отсечки напряжения, нулевое напряжение. переключение и др.

Зачем нужен стабилизатор напряжения?

Как правило, каждый электроприбор рассчитан на широкий диапазон входного напряжения. В зависимости от чувствительности рабочий диапазон оборудования ограничен определенным значением, например, одно оборудование может выдерживать ± 10 процентов номинального напряжения, а другое - ± 5 процентов или меньше.

В некоторых странах распределение электроэнергии составляет 230 вольт для однофазной сети и 415 вольт для трехфазной сети.В таком случае все электроприборы (особенно однофазные) рассчитаны на работу в диапазоне напряжений от 220 до 240В.

Допустимый диапазон напряжения в некоторых странах (также в Индии) составляет 220 ± 10 В в соответствии с электрическими стандартами. Кроме того, многие приборы могут выдерживать этот диапазон колебаний напряжения.

Но в большинстве случаев колебания напряжения довольно распространены и обычно находятся в диапазоне от 170 до 270 В. Эти колебания напряжения могут иметь серьезные отрицательные последствия для бытовых приборов.

Самыми частыми причинами колебаний напряжения являются освещение, неисправности электрооборудования, неисправность проводки и периодическое отключение устройства. Эти колебания приводят к поломке электрического оборудования или приборов.

Длительное перенапряжение приведет к следующим побочным эффектам, например:

  • Устойчивое повреждение оборудования
  • Повреждение изоляции обмоток
  • Нежелательное прерывание нагрузки
  • Повышенные потери в кабелях и сопутствующем оборудовании
  • Снижение срока службы прибора

Аналогично Длительное пребывание под напряжением приведет к следующим неблагоприятным последствиям:

  • Неисправность оборудования (ТВ, радиопередающее оборудование)
  • Более длительные периоды работы (как в случае резистивных нагревателей)
  • Пониженная производительность оборудования
  • Вытягивание больших токов, приводящих к перегреву (холодильники)
  • Ошибки вычислений
  • Пониженная частота вращения двигателей

Значит, стабильность и точность напряжения определяют правильную работу оборудования.Таким образом, стабилизаторы напряжения гарантируют, что колебания напряжения на входящем источнике питания не влияют на нагрузку или электрический прибор.

Как работает стабилизатор напряжения?
Основной принцип работы стабилизатора напряжения

В стабилизаторе напряжения коррекция напряжения от повышенного и пониженного напряжения выполняется с помощью двух основных операций, а именно b oost и понижающих операций .

Эти операции могут выполняться вручную с помощью переключателей или автоматически с помощью электронных схем.

Процесс увеличения напряжения из состояния пониженного напряжения называется операцией повышения напряжения, тогда как снижение напряжения из состояния повышенного напряжения называется операцией понижения.

Концепция стабилизации заключается в добавлении или вычитании напряжения в сети и из нее.

Для выполнения такой задачи в стабилизаторе используется трансформатор, который в различных конфигурациях соединен с переключающими реле.

В некоторых стабилизаторах используется трансформатор с отводами на обмотке для обеспечения различных коррекций напряжения, в то время как в сервостабилизаторах используется автотрансформатор для обеспечения широкого диапазона коррекции.

Если стабилизатор определяет падение входящего напряжения, он включает электромагнитное реле, чтобы добавить дополнительное напряжение от трансформатора, чтобы компенсировать потерю напряжения.

Когда входящее напряжение превышает нормальное значение, стабилизатор активирует другое электромагнитное реле, так что оно вычитает напряжение для поддержания нормального значения напряжения.

Операция наддува

Принцип действия повышающего напряжения стабилизатора напряжения показан на рисунке.1 ниже.

Рис.3: Принципиальная схема работы в режиме наддува

Здесь напряжение питания подается на трансформатор, который обычно является понижающим трансформатором.

Полярность вторичной обмотки здесь ориентирована таким образом, что ее напряжение добавляется непосредственно к первичному напряжению.

Следовательно, в случае пониженного напряжения трансформатор (будь то переключение ответвлений или автотрансформатор) переключается с помощью реле или твердотельных переключателей, так что это дополнительное питание (входящее питание + вторичный выход трансформатора) подается на нагрузку.

Бак Операция

Принцип работы понижающего стабилизатора напряжения показан на рисунке 2 ниже.

Рис.4: Принципиальная схема работы понижающего преобразователя

В понижающем режиме полярность вторичной обмотки понижающего трансформатора подключается таким образом, что вторичное выходное напряжение вычитается из входящего напряжения.

Следовательно, в состоянии повышенного напряжения электронная схема переключает реле, которое переключает вычитаемое напряжение питания (т.е.е., входящее напряжение - вторичное напряжение трансформатора) в цепь нагрузки.

Эти понижающие, повышающие и нормальные операции одинаковы для всех стабилизаторов, независимо от того, являются ли они стабилизаторами нормального типа или с сервомеханизмом. Помимо этих двух основных операций, стабилизатор напряжения также выполняет операции отключения при понижении и повышении напряжения.

Рис. 5: Принципиальная схема автоматического повышения и понижения напряжения в стабилизаторе напряжения

На рисунке выше показан двухступенчатый стабилизатор напряжения, в котором используются два реле (реле 1 и реле 2) для обеспечения постоянной подачи переменного тока на нагрузку во время перенапряжения и в условиях напряжения.

Путем переключения реле могут выполняться операции понижения и повышения напряжения для двух конкретных колебаний напряжения (одно находится под напряжением, например, 195 В, а другое - при повышенном напряжении, например, 245 В).

В случае стабилизаторов с отводным трансформатором различные отводы переключаются в зависимости от требуемой величины повышающего или понижающего напряжения. Но, в случае стабилизаторов типа автотрансформатора, двигатели (серводвигатель) используются вместе со скользящим контактом для получения повышающего или понижающего напряжения от автотрансформатора, поскольку он содержит только одну обмотку.

Типы стабилизаторов напряжения

Стабилизаторы напряжения можно условно разделить на три типа. Их:

  1. Релейный стабилизатор напряжения
  2. Стабилизаторы напряжения с сервоуправлением
  3. Стабилизаторы статического напряжения
1. Релейные стабилизаторы напряжения

В стабилизаторах напряжения релейного типа напряжение регулируется переключающими реле. Реле используются для подключения вторичного трансформатора (ов) в различных конфигурациях для достижения функции Buck & Boost.

На рисунке ниже показана внутренняя схема стабилизатора релейного типа.

Рис.6: Внутренний вид стабилизаторов напряжения релейного типа

Он имеет трансформатор (который может быть тороидальным или трансформатором с железным сердечником) с выводами на его вторичной обмотке, реле и электронную плату.

Электронная схема включает схему выпрямителя, операционный усилитель, микроконтроллер и другие крошечные компоненты.

Назначение электронной схемы - сравнить выходное напряжение с эталонным значением, обеспечиваемым встроенным источником эталонного напряжения.

Всякий раз, когда напряжение повышается или опускается ниже заданного значения, схема управления переключает соответствующее реле для подключения требуемого ответвления к выходу.

Эти стабилизаторы обычно изменяют напряжение при колебаниях входного напряжения от ± 15 до ± 6 процентов с точностью выходного напряжения от ± 5 до ± 10 процентов.

Этот тип стабилизаторов наиболее широко используется для низкоуровневых устройств в жилых, коммерческих и промышленных помещениях, поскольку они имеют малый вес и невысокую стоимость.

Преимущества стабилизаторов напряжения релейного типа

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

  • Стоят дешевле.
  • Они компактны по размеру.
Ограничения стабилизаторов напряжения релейного типа

Этот тип стабилизатора имеет несколько ограничений, например:

  • медленная скорость коррекции напряжения
  • меньше прочности
  • меньше надежность
  • Обрыв в цепи питания во время регулирования
  • не выдерживает скачков высокого напряжения
2.Стабилизаторы напряжения с сервоуправлением

Как следует из названия, в этом типе стабилизатора используется серводвигатель для коррекции напряжения.

Они также известны как сервостабилизаторы и представляют собой системы с замкнутым контуром.

Они в основном используются для обеспечения высокой точности выходного напряжения, обычно ± 1% при изменении входного напряжения до ± 50%.

На рисунке ниже показана внутренняя схема сервостабилизатора, который включает в себя серводвигатель, автотрансформатор, повышающий трансформатор, драйвер двигателя и схему управления в качестве основных компонентов.

Рис.7: Внутренний вид серво стабилизатора напряжения

В этом стабилизаторе один конец первичной обмотки понижающего повышающего трансформатора подключен к фиксированному отводу автотрансформатора, а другой конец подключен к подвижному рычагу, который управляется серводвигателем.

Вторичная обмотка понижающего повышающего трансформатора соединена последовательно с входящим источником питания, который представляет собой не что иное, как выход стабилизатора.

Рис.8: Принципиальная схема стабилизатора напряжения на сервоприводе

Принцип работы

Электронная схема управления обнаруживает провал и рост напряжения путем сравнения входного сигнала со встроенным источником опорного напряжения.

Когда схема обнаруживает ошибку, она включает двигатель, который, в свою очередь, перемещает рычаг автотрансформатора.

Он может питать первичную обмотку повышающего трансформатора, так что напряжение на вторичной обмотке должно быть желаемым выходным напряжением.

В большинстве сервостабилизаторов используется встроенный микроконтроллер или процессор для схемы управления для достижения интеллектуального управления.

Эти стабилизаторы снова можно разделить на однофазные, трехфазные сбалансированные или трехфазные несимметричные блоки.

В однофазном исполнении серводвигатель, подключенный к регулируемому трансформатору, выполняет коррекцию напряжения.

В случае трехфазного симметричного типа серводвигатель соединен с тремя автотрансформаторами, так что стабилизированный выход обеспечивается во время колебаний путем регулировки выхода трансформаторов.

В несбалансированных сервостабилизаторах три независимых серводвигателя соединены с тремя автотрансформаторами и имеют три отдельные цепи управления.

Преимущества стабилизатора напряжения с сервоприводом

Преимущества сервостабилизаторов перед стабилизаторами релейного типа:

  • более высокая скорость коррекции
  • высокая точность стабилизированного выхода
  • выдерживает пусковые токи
  • высокая надежность
Ограничения стабилизатора напряжения на сервоприводе
  • требует периодического обслуживания.
  • Чтобы устранить ошибку, серводвигатель необходимо выровнять. Для регулировки серводвигателя нужны умелые руки.
3. Стабилизаторы статического напряжения

Как следует из названия, статический стабилизатор напряжения не имеет движущихся частей, как в случае сервостабилизаторов напряжения.

Он использует схему силового электронного преобразователя для стабилизации напряжения.

С помощью этих стабилизаторов можно добиться большей точности и отличного регулирования напряжения по сравнению с сервостабилизаторами, и обычно регулирование составляет ± 1 процент.

Фиг.9: Статический стабилизатор напряжения

Он состоит из повышающего трансформатора, преобразователя мощности IGBT (или преобразователя переменного тока в переменный) и микроконтроллера, микропроцессора или контроллера на базе DSP.

Преобразователь IGBT, управляемый микропроцессором, генерирует соответствующее количество напряжения с помощью метода широтно-импульсной модуляции, и это напряжение подается на первичную обмотку понижающего вольтодобавочного трансформатора.

Преобразователь IGBT вырабатывает напряжение таким образом, чтобы оно могло быть синфазным или сдвинутым на 180 градусов по фазе входящего линейного напряжения, чтобы выполнять сложение и вычитание напряжений во время колебаний.

Рис.10: Принципиальная схема стабилизатора статического напряжения

Принцип работы

Каждый раз, когда микропроцессор обнаруживает провал напряжения, он посылает импульсы ШИМ на преобразователь IGBT, так что он генерирует напряжение, равное величине отклонения от номинального значения.

Этот выход синфазен с входящим питанием и подается на первичную обмотку повышающего трансформатора.

Поскольку вторичная обмотка подключена к входящей линии, индуцированное напряжение будет добавлено к входящему источнику питания, и это скорректированное напряжение подается на нагрузку.

Точно так же повышение напряжения заставляет схему микропроцессора посылать импульсы ШИМ таким образом, что преобразователь выводит напряжение с отклоненной величиной, которое на 180 градусов не совпадает по фазе с входящим напряжением.

Это напряжение на вторичной обмотке понижающего вольтодобавочного трансформатора вычитается из входного напряжения, так что выполняется понижающая операция.

Преимущества стабилизаторов статического напряжения

Эти стабилизаторы очень популярны по сравнению со стабилизаторами с переключением ответвлений и сервоуправляемыми стабилизаторами из-за множества преимуществ, таких как:

  • компактный размер
  • очень быстрая скорость коррекции
  • отличное регулирование напряжения
  • не требует обслуживания из-за отсутствия движущихся частей
  • высокая эффективность
  • высокая надежность
Ограничения стабилизатора статического напряжения

Они дороже своих аналогов.

Как выбрать подходящий стабилизатор напряжения для ваших нужд?

Прежде чем покупать подходящий стабилизатор напряжения для любого устройства, необходимо учесть несколько факторов.

Перед выбором стабилизатора напряжения необходимо учитывать следующие факторы:

  • Требуемая мощность прибора
  • уровень колебаний напряжения в зоне установки
  • тип прибора
  • Тип стабилизатора
  • рабочий диапазон стабилизатора (на который стабилизатор идет правильные напряжения)
  • Отсечка по максимальному / минимальному напряжению, тип цепи управления
  • тип крепления

и многие другие факторы.

Здесь мы обсудим основные шаги, которые следует учитывать перед покупкой стабилизатора для нашего приложения.

  • Проверьте номинальную мощность устройства, для которого вам нужен стабилизатор. Номинальная мощность указана на задней панели устройства в виде наклейки или паспортной таблички. Она будет в киловаттах (кВт).
  • Поскольку стабилизаторы рассчитаны на кВА, также можно рассчитать мощность, просто умножив напряжение прибора на максимальный номинальный ток.
  • Рекомендуется добавить к номиналу стабилизатора запас прочности, обычно 20-25 процентов.Это может быть полезно для будущих планов по добавлению дополнительных устройств к выходу стабилизатора.
  • Если прибор рассчитан в ваттах, учитывайте коэффициент мощности при расчете номинальной мощности стабилизатора в кВА. Напротив, если стабилизаторы рассчитаны в кВт, а не в кВА, умножьте коэффициент мощности на произведение напряжения и тока.

Например: Предположим, если прибор (кондиционер или холодильник) рассчитан на 1 кВА.

Следовательно, безопасный запас в 20 процентов составляет 200 Вт.Прибавив эти ватты к фактической мощности, мы получим мощность 1200 ВА.

Таким образом, для устройства предпочтительнее стабилизатор на 1,2 кВА или 1200 ВА.

Для домашних нужд предпочтительны стабилизаторы от 200 ВА до 10 кВА. А для коммерческих и промышленных применений используются одно- и трехфазные стабилизаторы большой мощности.

Причина и решение расцепителя стабилизатора напряжения 220В-SCIENTEK ELECTRICAL

11 сентября 2020 г.

Причины срабатывания регулятора 220В обычно следующие:


Когда мощность больше рабочего значения регулятора.Если установлена ​​система защиты от утечки, она сработает при возникновении утечки. Напряжение ниже, чем диапазон адаптации напряжения стабилизатора напряжения, и стабилизатор напряжения больше не может нормально работать.

Если он не срабатывает в обычное время, но срабатывает или легко срабатывает при использовании определенного электроприбора, это означает, что электроприбор имеет утечку или плохую изоляцию. Если используется только определенная линия, то есть определенная линия перескакивает при подаче питания, значит, есть место утечки этой линии.

Стабилизатор напряжения 220В

Если электрический прибор не прыгает вначале, когда он используется, но он прыгает через некоторое время, это означает, что изоляция прибора стареет (трехфазный регулятор напряжения), термическая стабильность ухудшилась, и происходит утечка. .

Если он срабатывает при использовании электроприборов с относительно большим энергопотреблением или когда дома используется больше электрического оборудования, это означает, что сработал воздушный выключатель в вашем доме (домашний воздушный выключатель из ПВХ или устройство защиты от утечек).Если номинальный ток меньше, вам следует заменить его подходящим устройством защиты от утечки с большим номинальным током.

Если нагрузка не отключится, попробуйте использовать мультиметр, чтобы проверить выходное напряжение регулятора перед отключением. Если это нормально, может выйти из строя схема защиты или может быть поврежден определенный транзистор управляющего реле. Если выходное напряжение неправильное, он может управлять схемой регулирования напряжения. Защита от неисправностей автоматически отключает питание, а принципы работы различных стабилизаторов напряжения различны.После устранения причины короткого замыкания нагрузки рекомендуется отправить в ремонт.

Чтобы устранить отключение стабилизатора напряжения 220 В, вы можете принять следующие меры:

Замените подходящее устройство защиты от утечки с более высоким номинальным током. Заменить тормозной системой большей общей тормозной способности; замените воздушный выключатель, замените кабель относительно большего размера; заменить высокоточную аппаратуру стабилизации напряжения; При покупке стабилизатора напряжения выбирайте продукт с гарантией безопасности и качества.

Здесь я рекомендую стабилизаторы напряжения, производимые производителями SCIENTEK ELECTRICAL, как с точки зрения качества, так и с точки зрения технологии и обслуживания.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *