принцип действия, конструкция и сфера использования

Содержание статьи:

Агрегат под названием «стабилизатор напряжения трехфазный» – это сложное электронное устройство, позволяющее поддерживать параметры выходного питания на нужном уровне. Потребность в этих изделиях вызвана нестабильностью сетевого питания 380 Вольт, колебания которого достигают порой опасных величин. При установке стабилизаторов удается уберечь подключенное к нему промышленное и бытовое оборудование, нередко выходящее из строя из-за превышения напряжением предельных значений.

Особенности конструкции

Трехфазный стабилизатор напряжения

По своей конструкции трехфазный стабилизатор – это три однотипных однофазных модуля с общей схемой управления и контроля. Известны два варианта исполнения таких устройств:

• В первом случае это единая конструкция, включающая в себя три независимых контура стабилизации.
• Второй вариант представляет собой три одинаковых однофазных стабилизатора, включенных по схеме «звезда» и размещенных в виде модулей в единой стойке.

Первое из исполнений применяется для обслуживания маломощных потребителей и стоит сравнительно дешево. Но за это приходится расплачиваться серьезными проблемами, возможными при его эксплуатации. При выходе из строя одной из 3-х схем всю конструкцию приходится ремонтировать или обновлять полностью. Вторая модификация (в виде стойки с независимыми модулями) отличается повышенной функциональностью, позволяющей не прерывать подачу питания при неисправности одной из фазных линий. В этом случае напряжение подается на выход напрямую, минуя проблемный модуль.

Однофазный стабилизатор напряжения Энергия СНВТ Hybrid

Особенностью подключения любых модификаций является раздельная подача фазы на каждый из преобразователей, в то время как рабочий ноль у них остается общим. Кроме того, корпуса этих устройств обязательно соединяются с имеющимся на промышленном объекте заземляющим контуром.

Схема управления и контроля стабилизаторов напряжения 380 В работает по особому алгоритму, позволяющему не только корректировать величину выходного напряжения, но и отключать прибор в следующих экстренных случаях:

• величина напряжения одной из фаз ниже или выше критического уровня;
• температура элементов регулировки преобразовательных модулей превышает заданный порог;
• в схеме потребления обнаружен сильный перекос фаз.

Перекос фаз характерен для режима работы с неравномерной нагрузкой, когда значения фазных напряжений смещаются в сторону нуля трансформаторной нейтрали.

В качестве защитного элемента, отключающего нагрузку в аварийной ситуации, применяется встроенный в агрегат 4-х полюсный автомат. Стабилизатор 3-фазный внешне оформлен как вертикально установленная напольная конструкция. На ее переднюю панель, помимо органов управления, выведены индикаторы напряжения, выполненные в виде стрелочных вольтметров или современных цифровых индикаторов.

Принцип работы и сфера применения

Назначение любого стабилизатора состоит в поддержании выходного напряжения на заданном уровне. Для понимания принципа его работы сначала нужно ознакомиться со следующими особенностями внутреннего устройства:

• основой большинства стабилизаторов является преобразователь-трансформатор с регулируемым числом витков на выходе, позволяющим изменять напряжение на них в ту или другую сторону;
• до тех пор, пока показания на входе соответствуют номиналу, с выходной обмотки снимаются нормальные 220 Вольт;
• если напряжение на входе изменилось в большую или меньшую сторону, встроенный в стабилизатор контроллер обрабатывает разницу и подает управляющий сигнал на специальный моторный механизм;
• последний перемещает движок съемника напряжения в нужную сторону, корректируя выходное напряжение до момента достижения им номинала.

Среди выпускаемых промышленность образцов стабилизирующих устройств различают модели с плавной и ступенчатой регулировкой.

Область применения трехфазных стабилизаторов достаточно широка. Они устанавливаются в силовых цепях питания не только на производстве, но и в домашних условиях, в основном – в частных и загородных домах. Стабилизирующие устройства для бытовых нужд, как правило, отличаются невысоким показателем мощности, ограниченным величиной 30-50 кВт. Более энергоемкие агрегаты (до 100 кВт) нередко устанавливаются в городских офисах, в загородных поселках, а так же на небольших предприятиях.

Для личной дачи вполне достаточно устройства, гарантирующего получение на выходе мощности до 50-70 кВт. Промышленные образцы стабилизаторов с заявленной мощностью более 100 кВт устанавливаются в цехах заводов, в медицинских учреждениях, а также на выставочных площадках и в торговых центрах. Устройства с гальванической развязкой по напряжению, работающие в условиях повышенной влажности, востребованы в специализированных медучреждениях, лабораториях и научных центрах.

Виды трехфазных стабилизаторов

Гибридный стабилизатор

Промышленностью налажен выпуск большого количества модификаций стабилизаторов, рассчитанных на работу в трехфазных сетях. Перечень основных типов таких агрегатов:

• релейные и тиристорные устройства;
• электромеханические стабилизаторы;
• феррорезонансные и инверторные модели;
• гибридные приборы.

Каждая из этих позиций нуждается в отдельном рассмотрении.

Релейные и тиристорные образцы

Релейный стабилизатор напряжения SUNTEK PR 1500 ВА

В релейных устройствах для переключения витков выходной катушки встроенного трансформатора используются электромагнитные реле. Системы этого класса отличаются достаточным быстродействием и удобны в работе и обслуживании. Однако из-за механического характера переключений они недостаточно долговечны (ресурс срабатывания реле ограничен). При этом точность регулировки выходных показателей у релейных агрегатов недостаточна для практических нужд.

Тиристорные устройства не содержат механических контактов, так как их переключающая схема построена на основе полупроводниковых приборов. За счет этого показатели надежности и долговечности стабилизатора резко повышаются, а ресурс практически неограничен. Благодаря отлаженному производству современных электронных компонентов стоимость такого устройства невысока.

Электромеханические модели

Электромеханический стабилизатор напряжения

В агрегатах этого типа подстройка выходного напряжения осуществляется путем механического перемещения щеток токосъемника, входящего в состав встроенного сервопривода. Этим и объясняется низкая скорость регулирования выходного параметра, не превышающая 15 Вольт в секунду. К другим недостаткам этих устройств относят:

• излишнюю шумность;
• сильное искрение в процессе работы;
• низкую инерционность (устройство не успевает реагировать на резкие изменения входного напряжения).

Положительным качеством электромеханических приборов является высокая точность выставления выходных показателей (напряжения и мощности).

Феррорезонансные стабилизаторы

Устройство феррорезонансного типа

Этот тип стабилизирующих устройств напоминает обычные трансформаторные модели, у которых магнитопровод имеет ярко выраженную асимметрию. Этим он отличается от типовых конструкций с нелинейными магнитными характеристиками. Существенный недостаток этих агрегатов – низкий КПД по мощности. Кроме того, при необходимости управления большими токовыми нагрузками линейный дроссель получается значительных размеров.

Для снижения габаритов и массы устройства в него введен конденсатор, за счет которого магнитопровод приобретает резонансные свойства. Отсюда и название этого агрегата – феррорезонансный регулятор. Сегодня этот тип стабилизаторов (как и его электромеханический аналог) применяется только в особых случаях. В бытовых условиях на смену им пришли современные электронные приборы, называемые инверторами.

Инверторы

Инвенторный стабилизатор

Инверторные модели построены по сложной электронной схеме, включающей в себя несколько ступеней преобразования входного напряжения. Благодаря этому удается получить практически идеальный регулятор, позволяющий поддерживать выходной уровень с недостижимой для других стабилизаторов точностью. Расширен и диапазон допустимых колебаний по входу, а скорость управления ограничена только быстродействием выходных ключевых элементов (высокочастотных транзисторов). Единственный недостаток электронных агрегатов – их высокая стоимость.

Гибридные приборы

Это тип стабилизирующих устройств появился на рынке сравнительно недавно (в 2012 году). Основа его конструкции – механический регулятор, в состав которого введены два преобразователя релейного типа. В нормальном режиме работает только электромеханическое устройство, а дополнительные узлы вступают в действие, когда основной модуль уже не справляется со своими функциями.

Невозможность поддерживать на выходе оптимальный уровень обычно проявляется при слишком заниженных или завышенных входных напряжениях, ограниченных диапазоном от 144 до 256 Вольт. Если эта величина меньше 144 или выше 256 Вольт, начинает работать вторая ступень стабилизации, собранная на э/м реле. Максимальный диапазон регулировки составляет от 105 до 280 Вольт.

strojdvor.ru

виды, характеристики, назначение :: SYL.ru

Аппараты, стабилизирующие электричество, выпускают номиналами мощности от 10 до 20 кВт для бытовых целей и от 15 до 100 кВт – для промышленной сферы. По диапазону изменения входного напряжения допустимого для регулирования стабилизатором, они бывают обычные и расширенного диапазона.

Что такое стабилизаторы напряжения трехфазные и где их применяют

Стабилизатором напряжения трехфазным называют устройство, которое подключается к трехфазной сети (380 В, 50 Гц – частота тока переменного) и призвано поддерживать напряжение на каждой фазе выхода в стандартных пределах 220 В +,- 5%, нивелируя все скачки и просадки электричества на его входе. Стабилизаторы напряжения трехфазные состоят из трех однофазных стабилизаторов, объединенных в схему. Каждый отдельный блок выполнен на базе своего трансформатора и платы контроллера для реагирования изменения входного электричества. Параметры каждого отдельного устройства одинаковы с остальными.

Применяют трехфазные стабилизаторы напряжения для дома, когда разгружают входной трансформатор, используя все три фазы. Каждая из них питает отдельную линию нагрузки. В промышленных целях стабилизатор напряжения трехфазный 15 кВт и выше используют для запитывания агрегатов, работающих от трехфазной сети питания (мощные электродвигатели и нагреватели).

Принцип действия стабилизаторов

Простейшие трехфазные стабилизаторы напряжения для дома принцип действия имеют такой, который основан на свойстве трансформатора повышать либо понижать напряжение на своем выходе в зависимости от того, как оно изменяется на входе. Трансформатор, используемый в стабилизаторе, имеет выходную обмотку, с которой возможно снимать электроэнергию, перемещаясь по виткам. То есть, когда напряжение на входе соответствует номиналу, обмотка выдает номинальное выходное его значение. Если напряжение на входе изменилось, например, на 20 % от номинального, то контроллер преобразует эту разницу, подавая сигнал на устройство перемещения по виткам выходной обмотки трансформатора. Последнее, в свою очередь, занимает такое положение, что увеличивается либо уменьшается количество витков выходной обмотки, а параметры электричества на выходе остаются неизменными.

Бывают системы стабилизации с плавной регулировкой либо ступенчатой. Если контроллер основан на электромеханической системе, то она может иметь небольшую инерцию при резких и быстрых изменениях входного напряжения.

Феррорезонансный стабилизатор

Промышленный стабилизатор напряжения трехфазный 15 кВт является наиболее простой и надежной системой. Он позволяет быстро регулировать и точно стабилизировать электричество (отклонение не выше 3 %), исключает разрыв фазы и может работать при температурах ниже -40 градусов.

Недостаток системы: в маленьком диапазоне входных регулируемых параметров, в процессе работы наводятся помехи, создаются сильные шумы. Такие стабилизаторы напряжения трехфазные очень громоздки.

Стабилизаторы электромеханического типа

Электромеханические трехфазные стабилизаторы напряжения эффективно работают в электрических сетях и линиях, где изменение сетевых параметров не имеет резкого характера. Выходное напряжение изменяется за счет передвижения щетки токосъемного контакта по виткам выходной катушки трансформатора. При этом скорость регулировки электричества довольно медленна и не превышает 15 Вольт за секундный интервал времени. Агрегаты имеют повышенную шумность и высокое искрообразование в процессе эксплуатации, зато они точны по мощности.

Релейные стабилизаторы напряжения

В этих типах устройств переключение витков трансформатора реализовано на релейной схеме (реле электромагнитное). Системы обладают высокими показателями реагирования на изменение входного напряжения и долговечны в работе, но точность выравнивания электроэнергии у них невысокая.

Электронные схемы стабилизации

Имеются ввиду тиристоры, симисторы. Стабилизаторы трехфазные, которые нашли самое широкое применение благодаря универсальной схеме. Она позволяет получать высокую скорость срабатывания, высокоточность преобразования напряжения на выходе и работать в линиях со скачками электроэнергии в широких пределах. Процесс переключения выходных обмоток трансформатора реализован на электронных ключах и происходит ступенчато.

Характеристики стабилизаторов напряжения

Прежде чем приобрести стабилизирующее устройство, необходимо проанализировать его основные параметры:

• Мощность полная. Стабилизатор напряжения имеет возможность пропустить только определенную силу тока, на которую рассчитаны его обмотки, поэтому необходимо точно знать, какую суммарную мощность будет потреблять нагрузка линии. При этом следует учитывать токи включения приборов и устройств и брать стабилизатор с запасом по мощности, отталкиваясь от расчетов.
• Широта диапазона напряжения на входе. Параметр показывает, при каких минимальных и максимальных значениях входного электричества аппарат имеет возможность выполнять стабилизирующую функцию. Важно помнить, что чем больше диапазон, тем может быть меньшей точность стабилизации.
• Точность выравнивания напряжения. Выпускают устройства низкого показателя точности, разброс регулировки у которого составляет +,- 7% и высокоточные стабилизаторы. Первые относительно недороги и подходят для питания бытовой аппаратуры. Для всех высокоточных приборов и дорогостоящей аппаратуры предпочтительней второй вариант стабилизаторов.
• Степень быстродействия. Зависит от системы управления выходной обмоткой трансформатора в стабилизаторе. Этот параметр важен при частых перепадах напряжения в сети, особенно при запитывании ответственных объектов, больниц, например, где важна стабильность работы поддерживающих жизнеобеспечение устройств, либо чувствительных сетей бесперебойных систем питания.
• Наличие систем защиты. Защита может осуществляться по входному напряжению. То есть когда параметры электричества на входе устройства выходят за пределы, которые может регулировать стабилизатор, тогда система отключает нагрузку. Защита при перегрузках и токах короткого замыкания в питающей линии. Она отключает стабилизатор от линии, сохраняя от сгорания его силовую схему и контроллер. Защита нагрузки при выходе из строя элементов стабилизатора разрывает цепь на выходе стабилизатора. Тепловая защита стабилизатора включает системы вентиляции при повышении допустимой температуры частей схемы либо, вообще, отключает прибор при возможности перегрева.
• Вид регулировки напряжения. Бывают устройства регулировки плавной, а бывают ступенчатой. К первым системам относится электромеханика и стабилизация на усилителях магнитного типа. Ко вторым – системы релейные и электронные.
• Климатическое исполнение устройства. Показывает, в каком температурном режиме и влажности может работать трехфазный стабилизатор напряжения 3 кВт и выше.
• Уровень шума, производимого аппаратом. Самые большие децибелы выдают системы на усилителях магнитных, чуть ниже электромеханические. Щелчки производят релейные стабилизаторы напряжения трехфазные, электронные не шумят.

Когда выгоднее ставить трехфазный и однофазный стабилизаторы

Часто случается так, что для запитывания большого дома используют трехфазное напряжение, распределяя каждую фазу на свою линию. Как поступить в этом случае: поставить трехфазный стабилизатор или на каждую линию отдельно свой собственный однофазный? На первый взгляд может показаться, что разницы нет ведь в трехфазном собраны те же однофазные стабилизаторы только в одном корпусе. Но отличие существенно, потому что система безопасности трехфазного устройства отключает нагрузку при наличии аварии на любой фазе. Поэтому если в цепи не предусмотрены устройства трехфазного питания, то, чтобы не остаться полностью без электричества, лучше регулировать напряжение каждой фазы своим стабилизатором.

Если же в хозяйстве есть трехфазные двигатели, тогда подключение трехфазного стабилизатора напряжения неизбежно. Но когда вопрос за деньгами не стоит, лучше применить комбинированную систему – линии запитать однофазниками, а трехфазное оборудование отдельно идентичным стабилизатором. В промышленной сфере применяют только промышленный стабилизатор напряжения трехфазный.

Заключение

Правильное подключение любых стабилизаторов напряжения могут осуществить только профессиональные электрики, которые имеют допуск к работе с высоковольтными сетями.

www.syl.ru

Виды стабилизаторов напряжения. Их схемы, принцип работы, плюсы и минусы

13.04.2018

В настоящее время возрастает спрос на стабилизаторы напряжения. Это связано как с активным использованием этих электроприборов во всех сферах жизнедеятельности современного человека, так и с периодически возникающими в сетях проблемами с качеством электроэнергии.

Специализированные магазины и интернет-сайты предлагают большой выбор стабилизаторов отечественного и зарубежного производства, удовлетворяющих практически любые запросы покупателей. Однако следует понимать, что каждый стабилизатор, несмотря на его мощность и стоимость, построен по типовой схеме (топологии), в основе которой – определённый физический принцип стабилизации электрической энергии. Всего таких топологий пять:

• феррорезонансная;
• электромеханическая;
• релейная;
• полупроводниковая;
• инверторная.

Практически все виды стабилизаторов напряжения имеют свои преимущества и недостатки, которые в основном обусловлены схемой их построения. Основные параметры устройств каждого типа требуют пристального изучения, так как именно от их значений зависит эффективность работы выбранной модели стабилизатора с различной современной аппаратурой.

Феррорезонансные стабилизаторы

Феррорезонансный стабилизатор

Это первые стабилизаторы, получившие широкое распространение в нашей стране. Начало их массового использования в 50-60-х годах ХХ века связано с появлением ламповых телевизоров и прочей бытовой техники, требующей защиты от сетевых колебаний.

Устройство и принцип работы. Стабилизаторы такого типа отличаются от большинства более современных моделей простотой электронной схемы и отсутствием автотрансформатора. Они понижают или повышают значение напряжения за счёт эффекта феррорезонанса – электромагнитного взаимодействия между двумя дросселями один из которых имеет ненасыщенный сердечник (входной), а второй насыщенный (выходной).

Преимущества. Феррорезонансные стабилизаторы не имеют склонных к поломкам подвижных компонентов, что обеспечивает их надёжность и большой ресурс безотказной работы – некоторые изделия советского производства до сих пор находятся в обиходе и исправно выполняют свою работу. Другие преимущества данной топологии:

• надёжность и большой ресурс безотказной работы благодаря отсутствию склонных к поломкам подвижных компонентов;
• высокая точность выходного напряжения за счёт плавного, безразрывного регулирования сетевого сигнала;
• устойчивость к неблагоприятным условиям окружающей среды;
• быстродействие.

Недостатки. Отвечающее современному уровню комфорта бытовое использование феррорезонансных стабилизаторов осложняется рядом свойственных им недостатков:

• шумность работы – гул от встроенных трансформаторов ощущается даже через стену;
• повышенное тепловыделение;
• большой вес и крупные габариты;
• малый диапазон регулируемого входного напряжения – более узкий, чем предельные значения отклонений, встречающихся в отечественных сетях;
• невысокий КПД вследствие значительных потерь энергии на нагрев;
• неспособность работать при перегрузках и на холостом ходу;
• искажения синусоиды.

Стоить отметить, что все указанные недостатки характерны в первую очередь для классических феррорезонансных стабилизаторов первых поколений, в устройствах нового образца они максимально снижены или полностью исключены. Существенный минус современных моделей этой топологии — это их высокая цена, превышающая не только стоимость изделий других типов, но и on-line ИБП соответствующей мощности.

Применение. Несмотря на серьезные сдвиги в разработке более производительных, мощных и надежных преобразователей напряжения, устаревшие феррорезонансные стабилизаторы все еще пользуются спросом при работе с неприхотливой техникой такого же старого поколения. Приборы этой группы — не самый удачный вариант для бытового пользования по причине высокого уровня шумов и громоздкости конструкции, однако вполне могут быть использованы в подсобных помещениях или на загородных усадьбах при плюсовых температурах.

Электромеханические стабилизаторы

Электромеханический стабилизатор

Устройство и принцип работы. Стабилизаторы данного типа появились практически одновременно с феррорезонансными, но имеют отличные от них конструкцию и принцип работы. Главные элементы любого устройства данной топологии – автотрансформатор и подвижный токосъёмный контакт, выполненный в виде ролика, ползунка или щетки. Указанный контакт перемещается по обмотке трансформатора, вследствие чего происходит плавное увеличение или уменьшение коэффициента трансформации и соответствующее изменение (коррекция) поступающего из сети напряжения. Первые электромеханические стабилизаторы имели ручную регулировку – специальный бегунок передвигался по катушке и отключал или подключал витки до количества, необходимого для достижения номинального значения выходного напряжения. В современных устройствах этот процесс автоматизирован: плата управления анализирует входной ток и в случае отклонения его параметров сигнализирует сервоприводу, перекатывающему коммутационный контакт на сегмент тороидальной обмотки автотрансформатора с напряжением, максимально приближенным к номинальному.

Рисунок 1 – Схема электромеханического стабилизатора напряжения

Преимущества. Основное достоинство электромеханического принципа стабилизации напряжения – непрерывное регулирование с высокой точностью и без искажения синусоидальной формы сигнала. Также ключевым преимуществом является самая низкая стоимость электромеханических стабилизаторов на отечественном рынке.

Недостатки. Эти устройства имеют и ряд существенных недостатков, делающих их не самым оптимальным решением для защиты многих видов нагрузки, а именно:

• низкое (за исключением некоторых моделей) быстродействие – скорость реакции на изменение входного сигнала ограничивается временем, требуемым сервоприводу для срабатывания;
• возникновение кратковременных скачков выходного напряжения при резких перепадах входного, что пагубно влияет на чувствительные электронные компоненты защищаемого оборудования и осложняет применение в сетях с сильными перепадами напряжения;
• низкое качество фильтрации входных электромагнитных помех и трансляция возмущающего воздействия на выход устройства;
• низкая надежность из-за механически движущихся деталей, что значительно сокращает срок эксплуатации устройства, из-за чего именно этот тип стабилизаторов чаще всего выходит из строя.

Дополнительные неудобства при эксплуатации электромеханических стабилизаторов в домашних условиях создают:

• повышенный уровень шума и возможное искрение при работе – следствие движения сервопривода по виткам катушки;
• громоздкая конструкция, большое количество механических узлов и деталей, и, соответственно, большой вес;
• необходимость периодического обслуживания подверженного износу узла механического контакта, надёжность которого снижается пропорционально числу срабатываний.

Кроме того, приборы этой группы могут давать сбои при длительном использовании в условиях отрицательной температуры – такому оборудованию комфортнее в отапливаемых помещениях.

Применение. Перечисленные недостатки обуславливают ограниченную сферу применения электромеханических стабилизаторов — они все еще востребованы в сетях без молниеносных скачков напряжения. Разумеется, такие устройства не подходят для бытового использования в домашних условиях, но вполне удачно используются в качестве временной стабилизации напряжения в подсобном хозяйстве, гаражах, небольших мастерских — там, где снижение температуры незначительно. Хотя рассматриваемый тип преобразователей постепенно уходит в прошлое и уступает место более современным конструкциям на релейной и тиристорной основе.

Релейные стабилизаторы

Релейный стабилизатор

Устройство и принцип работы. Приборы этой топологии относятся к электронным устройствам, действие которых построено на базе дискретного (ступенчатого) принципа стабилизации электроэнергии. Он заключается в автоматическом переключении обмоток автотрансформатора и выбора той, напряжение на которой максимально близко к номинальному. Коммутация необходимых для повышения или снижения входного напряжения контуров происходит благодаря срабатыванию силовых электронных реле (отсюда и название данной разновидности стабилизаторов). Управление процессом осуществляет специальный блок. Он контролирует характеристики сетевого напряжения и при их отклонении от установленного значения включает в работу ту или иную ступень стабилизации (количество ступеней соответствует числу установленных реле).

Рисунок 2 – Схема релейного стабилизатора напряжения

Преимущества. Основное преимущество этих устройств перед электромеханическими аппаратами устаревших конструкций – повышенная скорость срабатывания (не более 10-20 мс). Кроме того, релейные стабилизаторы обладают простейшей структурой, в которой исключены сложные узлы и дорогостоящие компоненты, что упрощает их техническое обслуживание и ремонт. Ремонтные работы, как и сами приборы, отличаются низкой стоимостью. Релейные стабилизаторы не боятся перегрузок, чем и обусловлен их длительный срок эксплуатации. Также этот тип устройств выделяется сравнительно небольшими габаритами и малым весом. Они не требуют дополнительного охлаждения и отлично справляются со своими функциями в условиях отрицательных температур.

Недостатки. Главный недостаток релейных стабилизаторов напряжения – дискретное (неплавное) регулирование. Он обусловлен принципом работы и проявляется в виде мигания электрических ламп при переключении ступеней стабилизации. Cтупенчатая корректировка напряжения также:

• снижает точность стабилизации (может достигать 10%), при этом рост быстродействия релейных устройств неминуемо повышает погрешность в их работе;
• способствует трансляции искажений сетевой синусоиды на выход устройства.

Релейная топология сохраняет и ряд минусов присущих электромеханическим изделиям:

• работа стабилизатора не бесшумна – срабатывание сопровождается звуковым эффектом подобным щелчку;
• реле подвержены механическому износу, в меньшей степени чем элементы сервопривода, но тенденция к ухудшению качества работы с увеличением срока эксплуатации сохраняется.

Применение. Релейные стабилизаторы подходят для защиты маломощных приборов в сетях, характеризующихся небольшими колебаниями напряжения. Вышеперечисленные недостатки говорят о недостаточном соответствии приборов этой группы требованиям по защите современной электроники, чувствительной к малейшим отклонениям питающего напряжения.

Тиристорные стабилизаторы

Тиристорный стабилизатор

Устройство и принцип работы. Данные устройства можно рассматривать как результат развития и усовершенствования дискретного принципа стабилизации. Их конструкция и принцип работы схожи с аппаратами релейной топологии. Главное различие состоит в том, что переключение обмоток автотрансформатора выполняют не реле, а полупроводниковые силовые ключи – тиристоры, увеличивающие точность стабилизации и делающие работу устройства практически бесшумной.

Преимущества. Исполнительные блоки на базе полупроводниковых элементов не имеют механических деталей и обеспечивают минимальное время реакции на изменение входного напряжения (однако некоторая задержка всё-таки сохраняется). Кроме бесшумной работы, быстродействия и увеличенной (относительно релейных моделей) точности стабилизации тиристорные стабилизаторы обладают следующими преимуществами:

• долговечность и надежность – полупроводниковые компоненты не подвержены механическому износу и имеют большой рабочий ресурс;
• широкий диапазон сетевого напряжения – возможна работа с большинством предельных отклонений;
• отсутствие генерации электромагнитных помех при работе;
• устойчивость к низким и высоким температурам окружающей среды;
• скромные габариты и небольшой вес;
• высокий КПД — отсутствие обмоток, реле и движимых элементов снижает уровень собственного энергопотребления.

Недостатки. Применение тиристорных ключей не способно полностью исключить основной недостаток дискретного принципа работы – ступенчатые скачки напряжения. Они неминуемо возникают при переключении трансформаторных обмоток и снижают точность стабилизации, повышение которой, как и в релейных моделях, негативно влияет на быстродействие устройства. Даже самые современные стабилизаторы на полупроводниковых элементах не гарантируют безразрывное электропитание и сигнал идеальной синусоидальной формы. Определённые проблемы могут возникнуть, например, при работе с профессиональным аудио-видео оборудованием – помехи создаваемые при ступенчатом переключении отрицательно скажутся на качестве картинки и звука. Ещё один минус тиристорных стабилизаторов – чувствительность к перегрузкам, которые могут привести к выходу из строя электронных ключей и дорогостоящему ремонту.

Рисунок 3 – Схема электронного стабилизатора напряжения

Симисторные стабилизаторы

Симисторный стабилизатор

Поскольку симисторы являются одним из типов тиристоров, то и принцип работы стабилизаторов на их базе существенно не различаются. Разница заключается в том, что в отличие от тиристоров, симисторы способны пропускать ток в обоих направлениях, поэтому нет необходимости в параллельно-встречном подключении двух тиристоров. Также при подключении индуктивной нагрузки симисторы более уязвимы для скачков напряжения, нежели тиристоры, и требуют дополнительной защиты. Хотя этот недостаток компенсируется тем, что в симисторных устройствах применяется более простая электронная схема.

В целом же симисторные стабилизаторы обладают теми же преимуществами, что и тиристорные:

• низкий уровень шума при работе;
• быстрое реагирование на сетевые изменения, скорость составляет 10-20 мс;
• высокий уровень КПД, достигающий 98%, что выделяет их среди конкурентов более старых поколений;
• устойчивость к перегрузкам — например, тиристорные стабилизаторы способны проработать до 12 часов при перегрузке в 20%;
• долговечность прибора при работе на износ, но в то же время дорогостоящий ремонт в случае выхода из строя одного из компонентов;
• способность выдерживать температурные перепады, но уязвимость для повышенных уровней влажности.

Также устройства не лишены некоторых недостатков:

• низкая точность регулирования, обусловленная ступенчатой стабилизацией;
• более габаритная конструкция, по сравнению с тиристорными стабилизаторами;
• высокая стоимость в сравнении с релейными моделями.

Подводя итог по тиристорным и симисторным моделям следует уточнить, что по параметрам они не намного превосходят релейные стабилизаторы, хотя их стоимость выше и в случае возникновения неисправности замена электронных компонентов обойдется дороже. Тем не менее, такие приборы пользуются спросом и в домашних условиях, и на даче, поскольку неприхотливы к окружающей среде и в то же время не создают шума. Однако крайне не рекомендуется подключать высокоточное оборудование к тиристорным/симисторным стабилизаторам.

Инверторные стабилизаторы

Современные инверторные стабилизаторы Штиль серии «Инстаб»

Это наиболее «молодой» вид стабилизаторов – серийное производство начато в конце 2000-х годов. Инновационная конструкция и характеристики, недоступные для моделей других топологий, делают данные устройства прорывом в стабилизации электрической энергии.

Устройство и принцип работы. Принцип действия данных устройств схож с on-line ИБП и построен на базе прогрессивной технологии двойного преобразования энергии. Сначала выпрямитель превращает входное переменное напряжение в постоянное, которое затем накапливается в промежуточных конденсаторах и подаётся на инвертор, осуществляющий обратное преобразование в переменное стабилизированное выходное напряжение. Инверторные стабилизаторы кардинально отличаются от релейных, тиристорных и электромеханических по внутреннему строению. В частности, в них отсутствует автотрансформатор и любые подвижные элементы, в том числе и реле. Соответственно, стабилизаторы двойного преобразования избавлены от недостатков, присущих трансформаторным моделям.

Преимущества. Алгоритм работы этой группы устройств исключает трансляцию любого внешнего возмущающего воздействия на выход, что обеспечивает полную защиту от большинства проблем электроснабжения и гарантирует питание нагрузки напряжением идеальной синусоидальной формы со значением максимально приближенным к номинальному (точность ±2%). Кроме того, инверторная топология устраняет все недостатки характерные другим принципам стабилизации электрической энергии и обеспечивает моделям, реализованным на её базе, уникальное быстродействие – стабилизатор реагирует на изменение входного сигнала мгновенно, без задержек во времени (0 мс)!

Другие важные преимущества инверторных стабилизаторов:

• максимально широкие границы рабочего сетевого напряжения – от 90 до 310 В, при этом идеальная синусоидальная форма выходного сигнала сохраняется во всем указанном диапазоне;
• непрерывное бесступенчатое регулирование напряжения – исключает ряд неприятных эффектов, связанных с переключением порогов стабилизации в электронных (релейных и полупроводниковых) моделях;
• отсутствие автотрансформатора и подвижных механических контактов – повышает ресурс работы и снижает массу изделия;
• наличие входного и выходного фильтров высоких частот – эффективно подавляют возникающие помехи (присутствуют не во всех моделях, характерны в частности для продукции ГК «Штиль» – ведущего производителя инверторных стабилизаторов).

Возникает закономерный вопрос — есть ли недостатки у инверторных устройств? Единственным и в то же время спорным недостатком является более высокая цена. Но учитывая технические требования современной бытовой техники и одновременно сохраняющуюся тенденцию перепадов сетевого напряжения, инверторные стабилизаторы сегодня являются самым экономически оправданным вариантом для постоянного пользования как в частных домах и загородных коттеджах, так и на промышленных объектах. Они гарантируют устойчивое, корректное функционирование дорогостоящей бытовой техники и чувствительных электронных устройств при любом качестве питающей электросети.

Рисунок 4 – Схема инверторного стабилизатора напряжения

Подробнее по этой теме читайте ниже:

Инверторные стабилизаторы напряжения «Штиль». Модельный ряд.

Технические преимущества инверторных стабилизаторов «Штиль»

www.shtyl.ru

Трехфазный стабилизатор напряжения

трех фазный стабилизатор напряжения

В трехфазных, как и однофазных электрических сетях бываю перепады напряжения, связанные с резким изменением нагрузки на питающую трансформаторную подстанцию. В трехфазной сети имеет место такой фактор как перекос фаз или обрыв нейтрали при 4 проводной схеме подключения. Потому для защиты оборудования и обеспечения нормальной работы потребителей без трехфазного стабилизатора напряжения обойтись крайне сложно. Также рекомендуется устанавливать стабилизатор после дизель или газогенератора, так как в случае резкого изменения нагрузки напряжение в сети может существенно изменяться.

Трехфазный стабилизатор напряжения: преимущества и недостатки

Трехфазные стабилизаторы, как и однофазные, могут работать по разному принципу действия: семисторного, релейного и сервоприводного действия. Существуют и импульсные стабилизаторы, но они крайне дорогие и могут применяться в очень узком сегменте рынка. Рассмотрим преимущества и недостатки трехфазного стабилизатора.

Трехфазный стабилизатор релейного принципа действия состоит из многообмоточного трансформатора, который при коммутации релейными, или полупроводниковыми ключами обмоток может как повышать, так и понижать напряжение на заданную величину. Небольшим недостатком стабилизатора такого типа ступенчатость регулирования, но учитывая количество ступеней, точность стабилизации будет не менее 5 вольт относительно эталонного напряжения. Этот недостаток компенсируется сроком службы устройства и его надежностью.

Сервоприводный стабилизатор напряжения трёхфазной сети оснащен так называемым автотрансформатором. Принцип действия состоит в том что, блок программного управления командует сервопроводом, двигающим специальные контакты по трансформатору, добиваясь необходимого напряжения. Основным достоинством автотрансформатора является плавная компенсация отклонений в сети. Но износ автотрансформатора происходит гораздо быстрее, чем релейный или полупроводниковый.

Обязательно прочтите подробные статьи про стабилизаторы (как их подключить, схемы УЗО, как выбрать) :

Функции трехфазного стабилизатора

Современные трехфазные стабилизаторы благодаря микропроцессорному управлению могут одновременно выполнять следующие функции:

• защита потребителя от перенапряжения в сети в случае аварии и выхода напряжения за допустимые пределы, в рамках которых стабилизация невозможна. Тогда прибор просто отключит потребителя;
• защита от перекоса фаз;
• в случае пропадания одной из фаз переключит потребитель на 2 других, распределив нагрузку между ними;
• также обладает защитой от короткого замыкания по фазе. Причем в ряде случаев эта защита срабатывает раньше пакетного автомата.

В зависимости от расчетной мощности трехфазные стабилизаторы могут выпускаться в напольном, стоечном или модульном исполнении с возможностью наращиваемой мощности. Наиболее популярными сейчас стали релейные стабилизаторы напряжения благодаря своей надежности, относительно небольшой стоимости на единицу мощности.

При необходимости потребитель может приобрести трехфазный стабилизатор специального исполнения, работающий в широком диапазоне температур и при высокой влажности.

Трехфазный стабилизатор напряжения

При выборе стабилизатора напряжения, в целях экономии средств, стоит приблизительно расчитать существующую нагрузку, и перспективы ее увеличения, для того чтоб подобрать стабилизатор с необходимым запасом. Так как в случае превышения потребляемой мощности придется покупать новый прибор. Если вам сложно приблизительно оценить перспективы увеличения потребления электроэнергии вашим домом, то хорошим решением станет приобретение стабилизатора блочной конструкции. С возможностью последующего наращивания мощности. Также необходимо учитывать тот фактор, что любой стабилизатор напряжения не в состоянии отрабатывать импульсные скачки напряжения, вызванные атмосферными явлениями (молния). Поэтому для обеспечения загородного дома безопасной системой энергоснабжения хорошо применять комплексный подход. Что касается выбора конкретного производителя, то тут уже вопрос личного выбора каждого.

Не рекомендуется покупать дешевые приборы китайских производителей, так как очень часто заявленная мощность и количество ступеней стабилизации не соответствуют реальной.

схема узо

Оцените качество статьи:

electric-tolk.ru

как работает, зачем нужен, типы и применение

В статье расскажем что такое стабилизатор напряжения, применение, как работает и его различные типы с принципиальными схемами, а также мы поможем вам в выборе стабилизатора напряжения.

Применение стабилизаторов напряжения стало необходимостью для каждого дома. Различные типы стабилизаторов напряжения доступны в настоящее время с различными функциями и работами. Последние достижения в технологии, такие как микропроцессорные чипы и силовые электронные устройства, изменили стабилизаторы напряжения. Теперь они полностью автоматические, интеллектуальные и оснащены множеством дополнительных функций. Они также имеют сверхбыструю реакцию на колебания напряжения и позволяют своим пользователям дистанционно регулировать требования к напряжению, включая функцию пуска или выключения. Большой выбор стабилизаторов напряжения вы можете посмотреть и приобрести на Алиэкспресс, выбирайте любой подходящий.

Что такое стабилизатор напряжения

Стабилизатор напряжения — это электрическое устройство, которое используется для подачи постоянного напряжения на нагрузку на своих выходных клеммах независимо от каких-либо изменений или колебаний на входе, то есть входящего питания.

Основное назначение стабилизатора напряжения заключается в защите электрических или электронных устройств (например, кондиционера, холодильника, телевизора и так далее) от возможного повреждения в результате скачков напряжения или колебаний, повышенного или пониженного напряжения.

Рис.1 — Различные типы стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения также известен как AVR (автоматический регулятор напряжения). Использование стабилизатора напряжения не ограничивается домашним или офисным оборудованием, которое получает электропитание извне. Даже места, которые имеют свои собственные внутренние источники питания в виде дизельных генераторов переменного тока, сильно зависят от этих AVR для безопасности своего оборудования.

Мы можем увидеть различные типы стабилизаторов напряжения, доступных на рынке. Аналоговые и цифровые автоматические стабилизаторы напряжения доступны от многих производителей. Благодаря растущей конкуренции и повышению осведомленности о безопасности устройств. Эти стабилизаторы напряжения могут быть однофазными (выход 220-230 вольт) или трехфазными (выход 380/400 вольт) в зависимости от типа применения. Регулирование желаемой стабилизированной мощности осуществляется методом понижения и повышения напряжения в соответствии с его внутренней схемой. Трехфазные стабилизаторы напряжения доступны в двух разных моделях, то есть моделях с сбалансированной нагрузкой и моделях с несбалансированной нагрузкой.

Они доступны в различных рейтингах и диапазонах
КВА. Стабилизатор напряжения нормального диапазона может обеспечить стабилизированное выходное напряжение 200-240 вольт с усилением 20-35 вольт при питании от входного напряжения в диапазоне от 180 до 270 вольт. Принимая во внимание, что широкий диапазон стабилизатора напряжения может обеспечить стабилизированное напряжение 190-240 вольт с повышающим сопротивлением 50-55 вольт при входном напряжении в диапазоне от 140 до 300 вольт.

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

В дополнение к своей основной функции стабилизаторы текущего напряжения оснащены многими полезными дополнительными функциями, такими как защита от перегрузки, переключение нулевого напряжения, защита от изменения частоты, отображение отключения напряжения, средство запуска и остановки выхода, ручной или автоматический запуск, отключение напряжения и так далее.

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

Зачем нужны стабилизаторы напряжения и его важность

Все электрические устройства спроектированы и изготовлены для работы с максимальной эффективностью с типичным источником питания, который известен как номинальное рабочее напряжение. В зависимости от расчетного безопасного предела эксплуатации рабочий диапазон (с оптимальной эффективностью) электрического устройства может быть ограничен до ± 5%, ± 10% или более.

Из-за многих проблем источник входного напряжения, которое мы получаем, всегда имеет тенденцию колебаться, что приводит к постоянно меняющемуся источнику входного напряжения. Это изменяющееся напряжение является основным фактором, способствующим снижению эффективности устройства, а также увеличению частоты его отказов.

Рис. 2 — Проблемы из-за колебаний напряжения

Помните, нет ничего более важного для электронного устройства, чем отфильтрованный, защищенный и стабильный источник питания. Правильное и стабилизированное напряжение питания очень необходимо, чтобы устройство выполняло свои функции наиболее оптимальным образом. Это стабилизатор напряжения, который обеспечивает то, что устройство получает желаемое и стабилизированное напряжение, независимо от того, насколько сильно колебание. Таким образом, стабилизатор напряжения является очень эффективным решением для тех, кто хочет получить оптимальную производительность и защитить свои устройства от непредсказуемых колебаний напряжения, скачков напряжения и шума, присутствующих в источнике питания.

Как и источник бесперебойного питания, стабилизаторы напряжения также являются активом для защиты электронного оборудования. Колебания напряжения очень распространены независимо от того, где вы живете. Могут быть различные причины колебаний напряжения, такие как электрические неисправности, неисправная проводка, молнии, короткие замыкания и так далее. Эти колебания могут быть в форме перенапряжения или пониженного напряжения.

Эффекты повторяющегося перенапряжения в бытовой технике

• Необратимые повреждения подключенного устройства
• Повреждения изоляции обмотки
• Перебои в нагрузке
• Перегрев кабеля или устройства
• Ухудшится срок полезного использования устройства
• Неисправность оборудования
• Низкая эффективность устройства
• Устройство в некоторых случаях может занять дополнительные часы, чтобы выполнить ту же функцию
• Ухудшить производительность устройства
• Устройство будет потреблять больше электричества, что может привести к перегреву

Как работает стабилизатор напряжения, принцип работы понижения и повышения напряжения

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

В условиях перенапряжения функция «понижения напряжения» обеспечивает необходимое снижение интенсивности напряжения. Аналогично, в условиях пониженного напряжения функция «повышения напряжения» увеличивает интенсивность напряжения. Идея обеих функций в целом заключается в том, чтобы поддерживать одинаковое выходное напряжение.

Стабилизация напряжения включает в себя сложение или вычитание напряжения из первичного источника питания. Для выполнения этой функции стабилизаторы напряжения используют трансформатор, который подключен к переключающим реле в различных требуемых конфигурациях. Немногие из стабилизаторов напряжения используют трансформатор, имеющий различные отводы на своей обмотке, для обеспечения различных коррекций напряжения, в то время как стабилизаторы напряжения (такие как Servo стабилизатор напряжения) содержат автоматический трансформатор для обеспечения желаемого диапазона коррекции.

Как работает функция понижения и повышения в стабилизаторе напряжения

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

Функция понижения в стабилизаторе напряжения

Рис. 4 — Принципиальная схема функции понижения в стабилизаторе напряжения

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

В стабилизаторе напряжения есть схема переключения. Всякий раз, когда обнаруживается превышение напряжения в первичном источнике питания, подключение нагрузки вручную или автоматически переключается в конфигурацию режима «Понижения» с помощью переключателей (реле).

Функция повышения в стабилизаторе напряжения

Рис. 6 — Принципиальная схема функции повышения напряжения в стабилизаторе напряжения

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

Как конфигурация повышения и понижения работает автоматически

Вот пример 02 Stage Voltage Stabilizer. Этот стабилизатор напряжения использует 02 реле (реле 1 и реле 2) для обеспечения стабилизированного источника питания переменного тока для нагрузки в условиях перенапряжения и понижения напряжения.

На принципиальной схеме 02-ступенчатого стабилизатора напряжения (изображенного выше) реле 1 и реле 2 используются для обеспечения конфигурации понижения и повышения во время различных условий колебаний напряжения, то есть перенапряжения и пониженного напряжения. Например — предположим, что вход переменного тока 230 В переменного тока, а требуемый выход также постоянный 230 В переменного тока. Теперь, если у вас есть +/- 25 Вольт понижения & повышения стабилизация, это означает, что ваш стабилизатор напряжения может обеспечить вам постоянное требуемое напряжение (230 В) в диапазоне от 205 В (пониженное напряжение) до 255 В (повышенное напряжение) входного источника переменного тока.

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

Различные типы стабилизаторов напряжения

Первоначально на рынке появились ручные / селекторные переключатели напряжения. В этих типах стабилизаторов используются электромеханические реле для подбора желаемого напряжения. С развитием технологий появились дополнительные электронные схемы и стабилизаторы напряжения стали автоматическими. Затем появился Servo стабилизатор напряжения, который способен стабилизировать напряжение непрерывно, без какого-либо ручного вмешательства. Теперь также доступны стабилизаторы напряжения на базе микросхем / микроконтроллеров, которые также могут выполнять дополнительные функции.

Стабилизаторы напряжения можно разделить на три типа:

• Стабилизаторы напряжения типа реле
• Servo стабилизаторы напряжения
• Стабилизаторы статического напряжения

Стабилизаторы напряжения типа реле

В релейных стабилизаторах напряжения напряжение регулируется переключающими реле. Реле используются для подключения вторичного трансформатора в различных конфигурациях для достижения функции понижения и повышения.

Как работает релейный стабилизатор напряжения

Рисунок выше показывает, как стабилизатор напряжения типа реле выглядит изнутри. Он имеет трансформатор с ответвлениями, реле и электронную плату. Печатная плата содержит схему выпрямителя, усилитель, микроконтроллер и другие вспомогательные компоненты.

Электронные платы выполняют сравнение выходного напряжения с источником опорного напряжения. Как только он обнаруживает любое увеличение или уменьшение входного напряжения выше эталонного значения, он переключает соответствующее реле для подключения требуемого постукивания для функции понижения и повышения.

Стабилизаторы напряжения релейного типа обычно стабилизируют входные колебания на уровне ± 15% с точностью на выходе от ± 5% до ± 10%.

Использование и преимущества релейных стабилизаторов напряжения

Этот стабилизатор в основном используется для приборов / оборудования с низким номинальным энергопотреблением в жилых / коммерческих / промышленных целях.

• Они стоят дешевле
• Они компактны по размеру

Недостатки релейных стабилизаторов напряжения

• Их реакция на колебания напряжения немного медленнее по сравнению с другими типами стабилизаторов напряжения
• Они недолговечны
• Они менее надежны
• Они не способны выдерживать скачки напряжения, так как их предел допуска на колебания меньше
• При стабилизации напряжения переход тракта электропитания может обеспечить незначительное прерывание электропитания

Серво стабилизаторы напряжения

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

Как работает серво стабилизатор напряжения?

В системе замкнутого контура отрицательная обратная связь (также известная как ошибка подачи) гарантируется от выхода, чтобы система могла гарантировать, что был достигнут желаемый результат. Это делается путем сравнения выходных и входных сигналов. Если в случае, если желаемый выход превышает / ниже требуемого значения, то регулятором источника входного сигнала будет получен сигнал ошибки (Выходное значение — Входное значение). Затем этот регулятор снова генерирует сигнал (положительный или отрицательный в зависимости от достигнутого выходного значения) и подает его на исполнительные механизмы, чтобы привести выходное значение к точному значению.

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

Рис. 10 — Внутренний вид серво стабилизатора напряжения

Рисунок выше показывает, как серво стабилизатор напряжения выглядит изнутри. Он имеет серводвигатель, автотрансформатор, трансформатор понижения и повышения, двигатель, электронную плату и другие вспомогательные компоненты.

В стабилизаторе напряжения на основе сервопривода один конец первичной обмотки трансформатора понижения и повышения (отвод) подключен к фиксированному ответвлению автотрансформатора, а другой конец первичной обмотки соединен с подвижным рычагом, который контролируется серводвигателем. Один конец вторичной катушки трансформатора
понижения и повышения подключен к входному источнику питания, а другой конец подключен к выходу стабилизатора напряжения.

Электронные платы выполняют сравнение выходного напряжения с источником опорного напряжения. Как только он обнаруживает любое увеличение или уменьшение входного напряжения выше контрольного значения, он начинает работать с двигателем, который еще больше перемещает рычаг на автотрансформаторе.

При перемещении рычага на автотрансформаторе входное напряжение на первичной обмотке трансформатора понижения и повышения изменится на требуемое выходное напряжение. Серводвигатель будет продолжать вращаться, пока разность между значением опорного напряжения и выход стабилизатора становится равным нулю. Этот полный процесс происходит за миллисекунды. Современные серво стабилизаторы напряжения поставляются с микроконтроллерной / микропроцессорной схемой управления для обеспечения интеллектуального управления пользователями.

Различные типы серво стабилизаторов напряжения

Различные типы серво стабилизаторов напряжения:

Однофазные серво стабилизаторы напряжения

В однофазных стабилизаторах напряжения с сервоприводом стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к переменному трансформатору.

Трехфазные сбалансированные серво стабилизаторы напряжения

В трехфазных стабилизированных стабилизаторах напряжения с сервоуправлением стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к 03 автотрансформаторам, и общей цепи управления. Выходные данные автотрансформаторов варьируются для достижения стабилизации.

Трехфазные несбалансированные серво стабилизаторы напряжения

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

Использование и преимущества серво стабилизатора напряжения

• Они быстро реагируют на колебания напряжения
• Они имеют высокую точность стабилизации напряжения
• Они очень надежные
• Они могут выдерживать скачки напряжения

Недостатки серво стабилизатора напряжения

• Они нуждаются в периодическом обслуживании
• Чтобы обнулить ошибку, серводвигатель должен быть выровнен. Выравнивание сервомотора требует умелых рук.

Стабилизаторы статического напряжения

Рис. 13 — Статические стабилизаторы напряжения

Статический выпрямитель напряжения не имеет движущихся частей, как в случае серво стабилизаторов напряжения. Для стабилизации напряжения используется силовая электронная схема преобразователя. Эти статические стабилизаторы напряжения имеют очень высокую точность, а стабилизация напряжения находится в пределах ± 1%.

Стабилизатор статического напряжения содержит трансформатор понижения и повышения, силовой преобразователь с изолированным затвором (IGBT), микроконтроллер, микропроцессор и другие необходимые компоненты.

Как работает статический стабилизатор напряжения

Микроконтроллер / микропроцессор управляет IGBT-преобразователем питания для генерации требуемого уровня напряжения с использованием метода «широтно-импульсной модуляции». В методе «Импульсная широтно-импульсная модуляция» преобразователи питания в режиме переключения используют силовой полупроводниковый переключатель (например, MOSFET) для управления трансформатором для получения требуемого выходного напряжения. Это сгенерированное напряжение затем подается на первичную обмотку трансформатора понижения & повышения. Преобразователь мощности IGBT также контролирует фазу напряжения. Он может генерировать напряжение, которое может быть в фазе или на 180 градусов не в фазе по отношению к входному источнику питания, что, в свою очередь, позволяет ему контролировать, нужно ли добавлять или вычитать напряжение в зависимости от повышения или понижения уровня входного питания.

Рис. 15 — Принципиальная схема статического стабилизатора напряжения

Как только микропроцессор обнаруживает падение уровня напряжения, он посылает сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Преобразователь мощности IGBT, соответственно, генерирует напряжение, аналогичное разности напряжений, на которую уменьшился входной источник питания. Это генерируемое напряжение находится в фазе с входным источником питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку трансформатора Понижения & Повышения. Поскольку вторичная катушка трансформатора Понижения & Повышения подключена к входному источнику питания, напряжение, наведенное во вторичной катушке, будет добавлено к входному источнику питания. И поэтому стабилизированное повышенное напряжение будет затем подаваться на нагрузку.

Аналогично, как только микропроцессор обнаруживает повышение уровня напряжения, он посылает сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Соответственно, IGBT-преобразователь мощности генерирует напряжение, аналогичное разности напряжений, на которую уменьшился входной источник питания. Но на этот раз генерируемое напряжение будет на 180 градусов не в фазе по отношению к входному источнику питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку трансформатора Понижения & Повышения. Поскольку вторичная катушка трансформатора Понижения & Повышения подключена к входному источнику питания, напряжение, которое было наведено во вторичной катушке, теперь будет вычитаться из входного источника питания. И поэтому стабилизированное пониженное напряжение будет подаваться на нагрузку.

Использование / Преимущества статических стабилизаторов напряжения

• Они очень компактны по размеру.
• Они очень быстро реагируют на колебания напряжения.
• Они имеют очень высокую точность стабилизации напряжения.
• Поскольку нет движущейся части, она почти не требует технического обслуживания.
• Они очень надежные.
• Их эффективность очень высока.

Недостатки статического стабилизатора напряжения

Они дорогостоящие по сравнению со своими аналогами.

В чем разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения?

Оба звучат одинаково. Они оба выполняют одинаковую функцию стабилизации напряжения. Однако то, как они это делают, приносит разницу. Основное функциональное отличие стабилизатора напряжения от регулятора напряжения:

Стабилизатор напряжения — это устройство, которое подает постоянное напряжение на выход без каких-либо изменений входного напряжения. В то время как,

Регулятор напряжения — это устройство, которое подает постоянное напряжение на выход без каких-либо изменений тока нагрузки.

Как выбрать лучший стабилизатор напряжения для вашего дома? Руководство по покупке

При покупке стабилизатора напряжения необходимо учитывать различные факторы. В противном случае вы можете столкнуться со стабилизатором напряжения, который может работать хуже или лучше. Чрезмерное выполнение не повредит, но это будет стоить вам лишних долларов. Так почему бы не выбрать такой стабилизатор напряжения, который может удовлетворить ваши требования и сохранить ваш карман тоже.

Различные факторы, которые играют важную роль в выборе стабилизатора напряжения

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

• Требуемая мощность прибора (или группы приборов)
• Тип прибора
• Уровень колебаний напряжения в вашем районе
• Тип стабилизатора напряжения
• Рабочий диапазон стабилизатора напряжения, который вам нужен
• Перегрузка по повышению / пониженному напряжению
• Тип схемы стабилизации / управления
• Тип монтажа для вашего стабилизатора напряжения

Пошаговое руководство по выбору и покупке стабилизатора напряжения для вашего дома

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

• Проверьте номинальную мощность устройства, для которой вам нужен стабилизатор напряжения. Номинальная мощность указана на задней панели устройства в виде наклейки или фирменной таблички. Это будет в киловаттах (KW). Обычно номинальная мощность стабилизатора напряжения указывается в кВА. Переведите его в киловатт (кВт).

(КВт = кВА * коэффициент мощности)

• Подумайте о том, чтобы сохранить дополнительную маржу в 25-30% от номинальной мощности стабилизатора. Это даст вам дополнительную возможность добавить любое устройство в будущем.
• Проверьте предел допуска колебаний напряжения. Если это соответствует вашим потребностям, вы готовы идти вперед.
• Проверьте требования к монтажу и размер, который вам нужен.
• Вы можете спросить и сравнить дополнительные функции в одном и том же ценовом диапазоне разных марок и моделей.

Практический пример для лучшего понимания

Предположим, вам нужен стабилизатор напряжения для вашего телевизора. Давайте предположим, что ваш телевизор имеет номинальную мощность 1 кВА. Допустимая надбавка 30% на 1 кВА составляет 300 Вт. Добавляя оба варианта, вы можете приобрести стабилизатор напряжения мощностью 1,3 кВт (1300 Вт) для вашего телевизора.

Видео совет при выборе стабилизатор напряжения

Самый важный совет при покупке стабилизатора напряжения

meanders.ru

Стабилизатор напряжения трехфазный — выбор по параметрам

Энергетические компании должны производить электроэнергию по нормам и правилам. Однако зачастую на деле качество оставляет желать лучшего. С частотой обычно проблем не бывает, а вот диапазон отклонения напряжения сети может быть весьма широким.

Согласно опросам владельцев загородных домов и дач людьми движут весьма интересные мотивы установки стабилизаторов напряжения:

• нежелание людей, пострадавших от короткого замыкания или импульсных скачков в сети, наступить на одни и те же грабли;
• защита техники от недоброкачественного электропитания;
• осознание людьми, что бытовая, офисная или же медицинская техника, напрямую включенная в розетку, в одну секунду может стать непригодной.

На самом ли деле перепады входного напряжения переменного тока сегодня превратились в страшных «электрических демонов»? К сожалению, это так, и есть этому неоспоримые факты.

1. В России большая часть мини-подстанций была построена в 70—80-х годах прошлого столетия, их состояние лишь сносно поддерживается и не более того. Зато нагрузка многократно выросла и продолжает расти. Такова реальная картина на сегодня и наивно полагать, что именно до нашего дома ток дойдёт в соответствии нормативами ГОСТ-ов.
2. Коммуникации находятся в плачевном состоянии, особенно в глубинках нашей страны. Входное напряжение сети для домов в некоторых районах едва дотягивает 160 В.
3. Электропроводка и распределительные щиты в подъездах зачастую находятся в аварийном состоянии. Днем напряжения не хватает, а ночью оно зашкаливает, поднимаясь до 250–260 В.

Не дожидаясь искреннего запоздалого сожаления, не лучше ли своевременно установить прибор, способный в автоматическом режиме выравнивать входное напряжение в заданном диапазоне.

Именно с этими задачами предназначено справляться стабилизатору. Этот прибор на сегодня представляет собой тот идеальный аппарат, который способен проявлять свое умение в улучшении свойств электричества и в доме, и на даче.

Выбор по параметрам

Скажем сразу, выбор стабилизатора – это непростая задачка, даже для электрика со стажем. Но правильное решение может сэкономить немало средств. Позволим себе дать простые рекомендации для ориентировки в этом вопросе.

1. Так ли он нужен?
2. Какова должна быть номинальная мощность предполагаемого стабилизатора?
3. Необходимо купить для дома и дачи непременно стабилизатор напряжения 3-фазный 380 В или подойдёт однофазный?

Часть вопросов может отпасть сама собой, если на вводе к дому проложена однофазная сеть. Многие хозяева по своей инициативе стремятся завести в дом 3-фазный ток. И правильно полагают, что так лучше. Просто тогда легче выбрать самую качественную фазу.

Основная идея подключения дома к трем фазам — это выбор лучшей фазы из трех имеющихся. Наиболее продвинутые владельцы даже устанавливают оборудование автоматического выбора лучшей фазы.

Ключевые характеристики стабилизаторов:

• диапазон входного напряжения;
• точность стабилизации;
• скорость реагирования.
• номинальная мощность.

Последнюю следует выбирать исходя из суммарной подключаемой нагрузки. Заметим также, что номинальная мощность – это нормальная рабочая мощность, а не аварийная мощность, когда работа выполняется на гране возможного. Номинальная мощность электроприемника – это мощность, рассчитанная для длительного электропотребления.

Стабилизатор напряжения на 380 В 10 квт

Трехфазный стабилизатор – современное мощное устройство, выравнивающее напряжение в существующих просаженных 3-фазных кабельных линиях до требуемых 380 В. Основной сферой использования является защита электроприёмников от сетевых скачков и просадок.

Трехфазные стабилизаторы напряжения 10 квт состоят из трех блоков трансформаторов, которые включаются по схеме «звезда с выведенной нейтралью». Каждый блок включает в себя:

• автотрансформатор,
• вольтодобавочный трансформатор, отвечающий за высокую перегрузочную способность.

И тот и другой регулируют напряжение, не прерывая фазу и не искажая синусоиду.

Стабилизатор на 380 вольт 15 квт

Трехфазные стабилизаторы 15 кВт могут быть внедрены как в домашнем хозяйстве при наличии в загородном доме трехфазных потребителей или питающей трехфазной сети, так и в промышленных целях для более тяжёлого производственного оборудования.

Возможно ли использовать стабилизатор напряжения 380 В уличных условиях? Да, конечно, в этом случаи необходимо рассмотреть стабилизатор со степенью защиты IP54, которая оградит от возможного попадания на устройство воды и пыли.

Заключение

Решение купить трехфазный стабилизатор напряжения – это непросто прихоть, а вполне объективная необходимость. Техника развивается ударными темпами, становясь не только функциональнее, проще в управлении, но и мощнее. Поэтому в трехфазных, как и однофазных электрических сетях нередко случаются скачки, вызванные резким изменением нагрузки на питающую трансформаторную подстанцию. Цена, которую люди рискуют заплатить за небрежное отношение к этому вопросу – это жизнь.

В частности, в трехфазной сети имеет место явление, называемое перекосом фаз или обрывом нейтрали при четырехпроводной схеме подключения. В связи с этим для защиты оборудования и обеспечения нормальной работы потребителей без риска для жизни и здоровья используется трехфазный стабилизатор напряжения.

ostabilizatore.ru

Подключение трехфазного стабилизатора напряжения: схема и инструкция

Нестабильность сетевого напряжения питания характеризует системы электроснабжения многих регионов. Особенно актуальна эта проблема для районов, удаленных от крупных узлов генерации электроэнергии, напряжение в которые поступает по протяженным линиям электропередачи. Применение стабилизатора напряжения (СН) в таких ситуациях является лучшим решением, позволяющим обеспечить допустимые нормы параметров электропитания и обезопасить электрооборудование от скачков напряжения. Для дома вполне хватит устройства мощностью до 15 кВт. Если к объекту подведено три фазы, имеющие напряжение 380 вольт, необходимо подключить аппарат, рассчитанный на 3 фазы. О том, как выполнить подключение трехфазного стабилизатора напряжения для дома, мы расскажем далее.

Схемы монтажа

Конструктивно трехфазный стабилизатор, рассчитанный на напряжение 380 вольт, представляет собой три однофазных устройства, каждое из которых стабилизирует однофазное напряжение. Подключение стабилизатора, работающего в трехфазной сети, следует производить строго в соответствии с прилагаемой инструкцией, которую нужно тщательно изучить, прежде чем начинать монтаж. По способу подключения, встречаются два вида устройств. Схема включения этих устройств имеет различия. Трехфазный стабилизатор первого типа содержит три модуля на три клеммы, к которым производится подключение проводов. К этим клеммам следует подключить вход и выход фазного провода, а также нулевой провод, который является общим для ввода питания, трех модулей стабилизации и цепей питания нагрузки. Каждый модуль подключен к однофазной сети. Схема, иллюстрирующая подключение устройства этого типа приведена ниже:

Трехфазный стабилизатор на напряжение 380 вольт второго типа, также содержит в своем составе три однофазных стабилизатора, каждый из которых имеет четыре клеммы для подключения проводов. Кроме входа и выхода фазного провода, к модулям стабилизатора этого типа следует подключить также вход и выход нулевого провода. Таким образом, в этой схеме, нулевой провод ввода питания не связан с нулевым проводом стабилизированной электрической сети. Подключение стабилизатора такого типа показано на схеме ниже. Красным цветом нарисованы провода фазы, синим цветом – нулевые провода.

Также рекомендуем просмотреть видео, на котором предоставлена схема подключения стабилизатора напряжения к сети 380 Вольт:

Общие правила подключения

Трехфазный стабилизатор напряжения необходимо после распаковки подвергнуть внешнему осмотру и проверке на наличие механических и иных повреждений до того, как осуществлять его подключение. Если транспортировка изделия производилась при отрицательной температуре, следует выдержать прибор в помещении, где он будет установлен, необходимое количество времени, чтобы исчезла наледь, а также испарился конденсат на деталях.

Подключение прибора должно выполняться специалистом, обладающим необходимой квалификацией. Если в инструкции изложены требования к персоналу, осуществляющему подключение, их следует соблюсти. Требования, как правило, заключаются в наличии аттестации на определенную группу по электробезопасности. Само подключение трехфазного стабилизатора должно выполняться в строгом соответствии с электрической схемой, прилагающейся к изделию.

Вначале производится установка стабилизатора на место, где он будет функционировать. Аппарат должен устанавливаться в сухом помещении, где он не будет подвержен воздействию токопроводящей пыли. В процессе работы следует обеспечить доступ воздуха к вентиляционным отверстиям в кожухе устройства, для нормального охлаждения электрических элементов, которые содержит схема стабилизатора. Среда в месте, где производится установка стабилизатора, не должна содержать агрессивных веществ, способных разрушить изоляцию и металлические части прибора. Диапазон температуры окружающего воздуха, атмосферное давление и влажность должны соответствовать значениям, указанным в инструкции по эксплуатации. Необходимо помнить о том, что нарушение условий установки и эксплуатации влекут за собой отказ в гарантийном ремонте и обслуживании.

Подключение входных цепей питания, по которым подается сетевое напряжение, должно быть выполнено через переключатель (автоматический выключатель), номинальный ток которого выбирается по току нагрузки, подключенной к стабилизатору. Автоматический выключатель должен обеспечивать защиту от коротких замыканий токовой отсечкой, а также защитой от тока перегрузки, имеющей выдержку времени.

Цепи защитного заземления, выполненного в соответствии с ПУЭ, должны быть подключены к предназначенной для этого клемме. Трехфазный стабилизатор на напряжение 380 вольт, может нормально функционировать только при наличии нулевого провода, то есть, электрическая сеть, подводимая к устройству, должна быть четырехпроводной. Сечение проводников, которыми осуществляется подключение входных цепей, а также стабилизированных выходов, необходимо выбрать по току нагрузки. Для этого можно воспользоваться таблицей из ПУЭ. О том, как рассчитать сечение кабеля по току, мы рассказывали в отдельной статье.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором наглядно показаны общие правила монтажа СН:

Вот по такой инструкции производится подключение трехфазного стабилизатора напряжения для дома. Надеемся, предоставленные советы и схемы монтажа помогли вам разобраться в вопросе!

Будет полезно прочитать:

samelectrik.ru