Типы стабилизаторов напряжения

Активное использование электроприборов во всех сферах деятельности делает актуальной проблему обеспечения качества потребляемой электроэнергии. Существующие особо ответственные потребители, сети с пониженным напряжением требуют автоматического поддержания уровня питающего напряжения в строго определенных границах.

Проблему качества поставляемой электроэнергии, соблюдение необходимых параметров выходного напряжения эффективнее всего, по сравнению с другими средствами, могут решить сетевые стабилизаторы. Примененные технические решения позволяют классифицировать стабилизаторы по основным типам:

- релейные;

- симисторные;

- сервоприводные (электромеханические);

- феррорезонансные.

Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. При подборе стабилизатора надо учитывать их основные характеристики – важны скорость реакции на колебания напряжения на входе, возможность плавного изменения или ступенчатая регулировка напряжения на входе, расчетный срок эксплуатации до возможного отказа, и естественно, стоимость оборудования. Релейные стабилизаторы Включают в себя автотрансформатор и силовые реле. В принцип действия заложена ступенчатая регулировка напряжения подключением определенного отвода от автотрансформатора. Электронная схема управляет силовыми реле, которые автоматически переключают обмотки автотрансформатора. Этот тип стабилизаторов не способен обеспечить высокой точности регулирования выходного напряжения. Повысить уровень качества стабилизации возможно только за счет усложнения конструкции автотрансформатора, но соответственно вырастет и цена оборудования. Данный тип стабилизаторов целесообразно использовать с приборами малой мощности. Симисторные стабилизаторы Симисторные стабилизаторы - электронные, принцип их работы – регулировка по релейному типу. Обмотки автотрансформатора коммутируются (переключаются) электронными ключами (симисторами или тиристорами). В результате исключения механических реле повышаются скорость переключения, надежность, аппаратура работает бесшумно. Но используемый алгоритм ступенчатой регулировки не дает высокой точности. Стоимость по сравнению с релейными аналогами выше почти в 3 раза. Сервоприводные стабилизаторы Обеспечивают плавную регулировку выходного напряжения по принципу работы реостата. В конструкцию включен электропривод, передвигающий подвижные контакты в виде ролика или щетки электродвигателя по обмотке автотрансформатора. При изменении входного напряжения электродвигатель по команде управляющей электроники перемещает контакт в необходимое положение на обмотке, что позволяет изменять напряжение на выходе плавно. Применение сервоприводных регуляторов напряжения ограничивается сетями без быстрых скачков напряжения. Феррорезонансные стабилизаторы Обеспечивают регулировку выходного напряжения непрерывно в определенном диапазоне нагрузок. В них используется эффект феррорезонанса в системе трансформатор-конденсатор. Применение подобного типа стабилизаторов ограничено из-за ряда нерешенных технических проблем. Таблица 1. Краткий обзор стабилизаторов напряжения Типы стабилизаторов напряжения Достоинства Недостатки Цена КПД Релейные - высокая скорость регулирования. - ступенчатое изменение напряжения;
- искажение синусоиды;
- низкая точность стабилизации;
- ограниченная выходная мощность. $80 ÷ $450 97 - 99 % Симисторные - низкий уровень шума при работе;
- высокая скорость коммутации;
- плавная регулировка. - невысокая точность регулирования. $1090 ÷ $2700 96 - 98 % Сервоприводные - плавная регулировка напряжения;
- высокая точность регулирования;
- отсутствие искажений синусоиды. - низкая скорость регулирования;
- низкая надежность из-за механически движущихся деталей;
- низкая скорость реакции. $60 ÷ $940 97 - 99 % Феррорезонансные - высокое быстродействие;
- большой ресурс работы;
- высокая надежность;
- высокая точность стабилизации. - малый диапазон регулирования;
- искажения синусоидальности;
- не допускается работа в режиме холостого хода и при перегрузках;
- большой вес. $560 ÷ $2400 70 - 80 % - высокая скорость регулирования.- ступенчатое изменение напряжения;- искажение синусоиды;- низкая точность стабилизации;- ограниченная выходная мощность.- низкий уровень шума при работе;- высокая скорость коммутации;- плавная регулировка.- невысокая точность регулирования.- плавная регулировка напряжения;- высокая точность регулирования;- отсутствие искажений синусоиды.- низкая скорость регулирования;- низкая надежность из-за механически движущихся деталей;- низкая скорость реакции.- высокое быстродействие;- большой ресурс работы;- высокая надежность;- высокая точность стабилизации.- малый диапазон регулирования;- искажения синусоидальности;- не допускается работа в режиме холостого хода и при перегрузках;- большой вес.