Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ток холостого хода стабилизаторов напряжения

4.2. Стабилизаторы напряжения

Стабилизаторы напряжения — это устройства, которые поддерживают с заданной точностью напряжение на нагрузке при изменении дестабилизирующих факторов: изменении входного напряжения, тока нагрузки и т.д.

Основными параметрами, характеризующими работу стабилизатора, являются [2]:

Коэффициент стабилизации, представляющий собой отношение относительного изменения напряжения на входе к относительному изменению напряжения на выходе стабилизатора.

,

где и— номинальные напряжения на входе и выходе стабилизатора;и— абсолютные изменения напряжения на входе и выходе стабилизатора.

Коэффициент стабилизации служит основным критерием для выбора схемы стабилизатора и оценки ее параметров.

Выходное сопротивление, характеризующее изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки и неизменном входном напряжении.

,

Коэффициент полезного действия, равный отношению мощности в нагрузке и номинальной входной мощности,

.

Относительная нестабильность выходного напряжения, характеризующая допустимое относительное отклонение стабилизированного напряжения от его номинального значения при воздействии различных дестабилизирующих факторов,

.

По принципу действия стабилизаторы напряжений подразделяют на параметрические, компенсационные и импульсные.

4.3. Параметрические стабилизаторы

В параметрических стабилизаторах напряжения используются нелинейные элементы, напряжения на которых в пределах некоторого участка вольт-амперной характеристики не зависит от тока, протекающего через элемент. Такую вольт-амперную характеристику имеет полупроводниковый стабилитрон. На рис.4.3приведена вольт-амперная характеристика стабилитрона. Прямая ветвь характеристики стабилитрона (UАК>0) такая же, как и у обычного диода и особого интереса не представляет. Для стабилизации напряжения используется обратная ветвь (UАК

,

где Iст ном = (Iст max+Iст min)/2 — номинальный ток, Iст max, Iст min– максимальный и минимальный токи стабилитрона в режиме стабилизации.

Выходное сопротивление стабилизатора определяется дифференциальным сопротивлением стабилитрона.

Для определения коэффициента стабилизации найдем зависимость изменения выходного напряжения стабилизатора от изменения входного напряжения. Так как динамическое сопротивление стабилитрона rст намного меньше сопротивления нагрузки Rнизменение напряжения на выходе стабилизатора будет равноUн= rстIст. Ток стабилитрона определяется из выраженияIст= (Uвх-Uн)/Rб, тогдаUн= rст (Uвх-Uн)/Rб.

.

Для изменений напряжений стабилизатор ведет себя как делитель напряжения. Изменение напряжения на выходе стабилизатора будет тем меньше, чем больше будет величина сопротивления Rб.

Коэффициент стабилизации будет равен

.

Обычно коэффициент стабилизации не превышает 20 50.

На стабилитроне рассеивается мощность

.

Мощность, рассеиваемую стабилитроном, нужно рассчитывать для худшего случая, т.е. для Uвх max, Iвых min.

Параметрический стабилизатор на стабилитроне имеет ряд недостатков, которые ограничивают его применение:

Выходное напряжение нельзя отрегулировать или установить на заданное напряжение.

Стабилитроны имеют конечное динамическое сопротивление, следовательно, они не всегда достаточно хорошо сглаживают пульсации входного напряжения и влияние изменения нагрузки.

При широком диапазоне изменения токов нагрузки приходится выбирать диод с большой мощностью рассеяния, так как при малом токе нагрузки, через стабилитрон протекает большой ток и он рассеивает большую мощность.

Параметрический стабилизатор на стабилитроне используют в схемах, где потребляемый ток небольшой, например, для задания опорных напряжений.

Уменьшить ток стабилитрона, а, следовательно, и рассеиваемую мощность, можно с помощью эмиттерного повторителя. Такая схема показана на рис.4.5а. Опорное напряжение со стабилитрона подается на базу транзистора. Выходное напряжение будет меньше опорного на величину падения напряжения на переходе база-эмиттер, т.е. на 0,6 В. Ток стабилитрона почти не зависит от тока нагрузки, из-за малого тока базы транзистора. Резистор Rкпредохраняет транзистор от короткого замыкания нагрузки за счет ограничения тока. Величина резистораRквыбирается таким, чтобы падение напряжения на нем было меньше, чем на резистореRб, иначе транзистор перейдет в режим насыщения.

Если необходимо регулировать выходное напряжение, а это может понадобиться для более точной установки напряжения на нагрузке, то опорное напряжение на базу транзистора подается с выхода потенциометра, как показано на рис.4.5б. Сопротивление потенциометра должно быть мало по сравнению с величиной rбэ, чтобы не повышать выходное сопротивление стабилизатора.

Параметрические стабилизаторы имеют ограниченное применение. Более широко используются стабилизаторы с обратной связью.

Способы защиты бытовой техники стабилизаторами напряжения

Стабилизатора напряжения лучше, рейтинг СН для дома 10 квт, надежные СН для дома, какой из них лучше выбрать, рейтинги на 3, 5 и 10 квт.

а) от положения луны над горизонтом;

б) короткого замыкания в сети.

  1. Какой запас мощности нужен для стабилизатора?

Правильный ответ:

1. Короткое замыкание. 2. минимум 30%.

Колебание напряжения в бытовой сети угрожает безаварийной работе бытовой техники. Подача электрической энергии в Российской Федерации регламентируется ГОСТ 32144-2013, что соответствует европейской классификации EN 50160:2010. В соответствии со стандартом всё бытовое оборудование рассчитано на работу в диапазоне 220 вольт ±10%. Понижение или повышение, выходящее за пределы указанного диапазона, может негативно сказаться на его работе. Для устранения колебания в сети надо применять стабилизаторы напряжения.

Применение стабилизаторов гарантирует работу бытовой техники в соответствии с заданными техническими характеристиками, устраняет угрозу выхода её из строя. Надежный стабилизатор пригодится для дома, который наполнен бытовой техникой различного назначения и нуждается в защите от непредвиденных перепадов сети. Какие стабилизаторы для дома лучше и на какие технические параметры ориентироваться рассмотрим в этой статье.

Читайте так же:
Стабилизатор тока для сварки

Стабилизатор напряжения(СН) Rucelf СтАР-10000

Для чего нужен стабилизатор смотрите на этом видео.

Автор на примере с чайником показывает необходимость применения регулировки напряжения в сети. Применение регулирования позволяет работать бытовым приборам в том диапазоне вольт на который они рассчитаны.

Отчего случаются перепады напряжения в сети — 6 причин

Причин перепадов может быть много:

  • износ оборудования трансформаторной подстанции;
  • попадание молнии в ЛЭП;
  • обрыв проводов и короткое замыкание на линии;
  • обрыв «нулевого заземления» или плохой контакт «нуля»;
  • перегрузки в сети;
  • падение дерева на ЛЭП;

Для того чтобы уберечь свою бытовую технику от перепадов сетевого напряжения и необходимо его выравнивание.

5 ответов на часто задаваемые вопросы о СН

Что предлагают производители для решения проблем со скачками в сети, какие типы приборов следует покупать?

Современная классификация делит эти приборы их на такие типы:

  • релейные;
  • электронные;
  • электромеханические;
  • электродинамические;
  • комбинированные.

Какой тип стабилизатора напряжения лучше купить, зависит от суммарной мощности бытовых приборов и финансовых возможностей покупателя. Если в доме несколько компьютеров, телевизоров и другой дорогой техники купите стабилизатор, обезопасьте свою технику от поломок.

Ещё важно знать:

  • подбирайте прибор с суммарным запасом по мощности большим на 30% от общей мощности бытовой техники.

Как выбрать СН и на что обратить внимание смотрите на этом видео.

Автор объясняет какая разница между активной и реактивной мощностью, как подобрать прибор необходимой мощности для подключения бытовой техники с двигателями.

Обратите внимание на 7 нюансов перед выбором СН

Существует несколько технических параметров на которые необходимо обратить внимание в первую очередь:

  • номинальную мощность;
  • диапазон рабочего напряжения на входе;
  • время реакции на колебание напряжения в сети, (измеряется в миллисекундах);
  • наличие защиты;
  • наличие защиты от повышенной или пониженной частоты на входе;
  • шумность;
  • наличие защиты от перегрева и короткого замыкания.

Учтите:

  • современное оборудование рассчитано на колебание напряжения в большую или меньшую сторону на 10%, т. е. от 200 до 240 вольт;
  • мощность бытовых приборов указана в паспорте или непосредственно на оборудовании;
  • если стоимость бытовой техники большая стоит задуматься о его покупке;
  • двигатели в момент пуска потребляют мощность в несколько раз большую от номинальной.

Что такое байпас и 2 способа его подключения

Байпас — это подача напряжения напрямую. Он так и переводится с английского — обход. Подключение через байпас проводится двумя способами:

  • вручную;
  • автоматически.

Байпас подключается:

  • когда мощность подключаемой нагрузки слишком большая;
  • если падение напряжения в сети ниже номинального;
  • проводятся профилактические и ремонтные работы регулятора;
  • жильцы уехали в отпуск.

ТОП 4 приборов СН для дома 10 кВт по главным потребительским показателям

Для того чтобы определить рейтинг СН для дома 10 кВт необходимо сравнить несколько важных характеристик, влияющих на выбор однофазных приборов.

Какие преимущества у электромеханического регулятора смотрите на этом видео.

Автор видео объясняет принцип работы этого типа приборов, их преимущества перед другими. Они отличаются большим ресурсом работы, выдерживают перегрузку до 200% от номинальной. Это даёт возможность подключения к ним приборов с большими пусковыми токами.

Электромеханические стабилизаторы отличаются плавной регулировкой, бесшумные. Регулирование происходит через сервопривод. Он двигает контакты в ту или иную сторону по обмоткам трансформатора. Вариантов исполнения существует два:

  • щёточные;
  • роликовые.

Роликовые более надёжные, не подгорают. Щёточные могут требовать замены угольных щёток, а за техническое обслуживание надо платить.

Что говорят потребители, отзывы на 2 вида стабилизаторов

Отзывы на лучшие симисторные СН для дома только положительные. Они питают дорогостоящую технику, чувствительную к колебаниям в сети. Симисторные СН выравнивают перепады сетевого напряжения не больше 3,5%. Управление осуществляется встроенным микроконтроллером обеспечивающим защиту не только техники но и самого себя от перегрузок и коротких замыканий в сети. Охлаждение принудительное, реакция на изменения параметров напряжения менее 20 миллисекунд. В основном используется для защиты офисной техники.

Читайте так же:
Самодельные схемы стабилизаторов тока

Инверторные СН представлены брендом Штиль Инстаб. Отзывы на лучшие инверторные СН в лице Штиль ИнСтаб IS1500 только положительные. Но имеются недостатки чисто технического характера, не влияющие на его работу.

Недостаток: входной дроссель во время работы стрекочет в высокочастотном диапазоне, который слышит человек.

Нейтральный отзыв: слишком большие габариты, занимает много места.

Инвертор Штиль Инстаб

Инверторные СН применяются для защиты компьютерной и другой оргтехники. Требования к выдаваемому напряжению довольно жёсткие как по вольтажу, так и по синусоиде. Для удобства эксплуатации его снабдили жидкокристаллическим дисплеем для визуального контроля параметров сети.

Отзывы на лучшие однофазные стабилизаторы в основном положительные. Потребители обращают основное внимание на дизайн, вес и щёлканье электромагнитных реле. У релейных СН во время автоматической регулировки напряжения могут мигать галогенные и светодиодные лампы.

Отзывы на лучшие электронные СН

Электронные бытовые стабилизаторы в основном маломощные, до 3 кВт и предназначены для питания оргтехники и небольших бытовых приборов:

  • газовые котлы;
  • компьютеры;
  • ксероксы.

У потребителей претензий к качеству преобразования энергии нет. Они лёгкие, компактные и долговечные. В этом типе оборудования не применяются трансформаторы. Симисторные и тиристорные СН тоже относятся к электронным стабилизаторам. Они большей мощности, дорогие и применяются основном в промышленности или электроснабжении загородных домов.

Недостатки: китайские Ресанта СПН 9000 если и работают хорошо, то только с пониженным напряжением, имеют низкое качество сборки, реле громко щёлкают.

Отрицательные: в паспорте враньё от начала и до конца, реле щёлкает очень громко и быстро изнашивается, сильно нагревается.

Потребители отдали первенство Rucelf

Лидерство, удерживает Rucelf невзирая на Китайское производство. Его признали лучшим стабилизатором для дома в 2016 и 2017 году. Благодаря удачному проекту производителям удалось достичь высоких показателей в соотношении цена — качество.

Rucelf SDW 8000

Положительные отзывы: Rucelf SDW 8000 хотя и Китай, но сделан добротно. Для корпуса железа не пожалели. При проверке мультиметром разница в показаниях не превышает 1.5%. Заявленную нагрузку переносит спокойно, не греется.

Нейтральные: купил китайский Rucelf SDW 8000, на хорошие, российские девайсы денег не хватает. Пока нареканий нет всё работает.

Что лучше реле или электроника

Какой регулятор лучше релейный или электронный и как его подобрать для квартиры? В релейных моделях переключение трансформаторных обмоток осуществляется при помощи электромагнитных реле. В электронных стабилизаторах обмотки трансформатора переключаются тиристорами или симисторами. В их схемах переключение происходит за счёт p-n перехода в полупроводниках. В моделях с электронным регулированием нет механических движущихся деталей. Это позволяет продлить срок службы и увеличить гарантийный срок. Электронные стабилизаторы на симисторах и тиристорах, конечно лучше, но дороже.

Линейка электронных стабилизаторов VOLTER СНПТО-ПТТ

Какой стабилизатор выбрать по надёжности для дома на 220 в? Здесь играет роль больше финансовый вопрос чем технический. Однозначно электронные предпочтительнее релейным. А какой фирмы выбрать необходимо исходить из требований бытовых приборов и выбирать по наиболее жёстким требованиям поддержания точности напряжения на выходе и диапазону регулирования.

Как подобрать прибор смотрите на примере расчёта для бытовых приборов номинальной мощностью 8,7 кВт:

  • если общая номинальная мощность бытовых приборов 8,7 квт, то стабилизатор по мощности выбираем 8,7*1,3=11,31 кВт. Ближайший по мощности 12 кВт;
  • смотрим на технические характеристики бытовых приборов. Если хотя бы один из них требует регулирования напряжения в пределах 3,5%, то выбираем стабилизатор с такой характеристикой.

Требования бытовых приборов в квартире к напряжению и его регулированию и будут техническим заданием для выбора.

Как избежать ошибок до покупки — 3 фактора выбора

Чем отличается релейный стабилизатор от симисторного смотрите в этом видео.

Автор видео на примере двух моделей объясняет разницу в их работе: что находится внутри, принцип работы, количество ступеней регулирования и другие нюансы. Почему один из них дороже и что влияет на цену.

Таблица №3 Подборка популярных стабилизаторов напряжения в зависимости от поставленных перед ними задач.

Как видно из таблицы несколько торговых марок прочно удерживают пальму первенства в борьбе за покупателя.

Выводы

Применение стабилизаторов напряжения в доме для качественной работы бытовой техники стало необходимостью. Не ждите чтобы бытовые приборы начали выходить из строя. Широкий спектр стабилизаторов с разными техническими характеристиками позволяет подобрать необходимое оборудование для дома по мощности и стабилизации напряжения в соответствии с требованиями бытовых приборов.

Читайте так же:
Преобразователь напряжения стабилизатор тока

Сколько потребляет стабилизатор напряжения на холостом ходу

Любые электрические потребители при работе потребляют мощность, стабилизаторы напряжения не стали исключением. В составе стабилизатора находятся различные электронные компоненты, трансформатор напряжения, электронный дисплей и т. д., разумеется, все они имеют собственную мощность и потребляют электрическую энергию при работе. Также стабилизатор напряжения имеет КПД, который является важным показателем потерь при работе под нагрузкой.

Потребляемая мощность в режиме холостого хода

Как правило, все типы стабилизаторов напряжения очень экономны. Собственная мощность в режиме холостого хода редко превышает 15 – 30 Вт.

Потребляемая мощность в режиме 100% нагрузки

При работе под нагрузкой стабилизатор потребляет такую же мощность, как и при работе в режиме холостого хода. Но при этом стоит учесть потери, которые могут достигать 2 – 7% в зависимости от качества устройства. На примере устройства мощностью 7 кВт при 100% нагрузке с показателем КПД 96% потери составят 4% или 280 Ватт. Современные стабилизаторы имеют КПД до 98%, что снижает потери до минимума. Кроме этого, стоит учесть стабильную работу оборудования и значительное улучшение технических характеристик в условиях нестабильной электрической сети.

Рекомендуем ознакомиться со статьей «Когда нужен стабилизатор напряжения», где подробно изложены все достоинства устройства и польза, которую получает владелец после установки.

Любые электрические потребители при работе потребляют мощность, стабилизаторы напряжения не стали исключением. В составе стабилизатора находятся различные электронные компоненты, трансформатор напряжения, электронный дисплей и т. д., разумеется, все они имеют собственную мощность и потребляют электрическую энергию при работе. Также стабилизатор напряжения имеет КПД, который является важным показателем потерь при работе под нагрузкой.

Потребляемая мощность в режиме холостого хода

Как правило, все типы стабилизаторов напряжения очень экономны. Собственная мощность в режиме холостого хода редко превышает 15 – 30 Вт.

Потребляемая мощность в режиме 100% нагрузки

При работе под нагрузкой стабилизатор потребляет такую же мощность, как и при работе в режиме холостого хода. Но при этом стоит учесть потери, которые могут достигать 2 – 7% в зависимости от качества устройства. На примере устройства мощностью 7 кВт при 100% нагрузке с показателем КПД 96% потери составят 4% или 280 Ватт. Современные стабилизаторы имеют КПД до 98%, что снижает потери до минимума. Кроме этого, стоит учесть стабильную работу оборудования и значительное улучшение технических характеристик в условиях нестабильной электрической сети.

Рекомендуем ознакомиться со статьей «Когда нужен стабилизатор напряжения», где подробно изложены все достоинства устройства и польза, которую получает владелец после установки.

Стабилизатор напряжения потребляет электроэнергию – точно так же, как и любой другой электроприбор, включенный в электрическую сеть. Исходя из этого, ответ на вопрос «помогает ли стабилизатор экономить электричество», кажется очевидным. На первый взгляд, ни о какой экономии не может идти и речи. Но чтобы досконально разобраться в этом вопросе, нужно вспомнить немного теории об электрической энергии. Рассмотрим три основных режима работы стабилизирующего устройства в бытовой однофазной электросети 220 В.

Входное напряжение равно 220 В

В этом идеальном случае стабилизатор фактически не выполняет никакой полезной функции. Его можно рассматривать как трансформатор, коэффициент трансформации которого равен 1:1. Как входное, так и выходное напряжение составляет 220 вольт. Но при этом, он обладает собственным сопротивлением, которое приводит к потерям электроэнергии. У самых лучших моделей устройств КПД составляет 95-97%. Таким образом, не менее 3-5% входной мощности будет тратиться на нагрев окружающего воздуха.

Входное напряжение ниже 220 В

Пониженное напряжение – распространенная проблема российских электросетей. Общая изношенность инфраструктуры, проводка, не рассчитанная на большую нагрузку, значительное увеличение количества электроприборов и мощности потребителей в доме приводят к тому, что вместо положенных 220 вольт сеть выдает в среднем 180-200 вольт. Установка стабилизатора существенно улучшает ситуацию, обеспечивая эффективную работу техники и оборудования. Но при этом общая потребляемая мощность не изменяется. Это связано с тем, что корректировка возможна только за счет пропорционального изменения силы тока. А поскольку мощность равна произведению напряжения и силы электротока, она остается стабильной. Если же произвести расчет с учетом того, сколько электроэнергии потребляет стабилизатор напряжения, то окажется, что расход должен увеличиться на те самые 3-5%, представляющие собой тепловые потери в устройстве из-за неидеального КПД.

Читайте так же:
Стабилизатор тока по плюсу

Входное напряжение выше 220 В

Эта ситуация принципиально не отличается от предыдущего случая. При повышенном значении (240-260 В) стабилизация осуществляется за счет уменьшения входного тока. Мощность же снова остается стабильной как на входе, так и на выходе. Опять вспомнив, сколько электроэнергии берет стабилизатор напряжения, получаем, что вместо экономии, расход энергии должен даже немного возрасти.

Как же можно экономить с помощью стабилизатора?

Итак, согласно закону сохранения энергии, стабилизатор не может обеспечивать экономию электричества. Значит ли это, что устройство бесполезно и не дает никакой реальной выгоды владельцу? Давайте разберемся. Рассмотрим для примера осветительные приборы. При их работе в сети с пониженным напряжением они светят тускло и неэффективно. В результате, для освещения комнаты понадобиться, например, не 2, а 3 лампы. Соответственно, потребление электроэнергии в доме увеличиться.

Другой пример. Холодильное оборудование и кондиционеры очень плохо работают при низком напряжении. Для нормального охлаждения им приходится часто включать компрессор, заставлять работать его в рваном темпе. Из-за этого возникает недостаточное давление хладагента в системе, снижаются показатели теплоотдачи, увеличивается общее время работы электродвигателя. Как следствие, расход электроэнергии снова возрастает.

Дополнительные преимущества стабилизатора

В итоге, хоть устройство не может нарушить законов физики и генерировать энергию из ниоткуда, он способен обеспечить реальную экономию электроэнергии за счет повышения эффективности работы электроприборов. Кроме того, устройство позволяет сохранить деньги владельца благодаря следующим процессам:

  • Сглаживание перепадов. Это благотворно сказывается на функционировании подключенной аппаратуры, снижает риск выхода ее из строя, продлевает срок службы оборудования.
  • Защита от скачков. Если на объекте происходит резкий скачок напряжения, например, из-за обрыва нулевого проводника, то все подключенные прибору могут перегореть. Отличным решением этой проблемы станет современный стабилизатор, оснащенный встроенной защитой от критического перенапряжения. Устройство автоматически отключит нагрузку при высоковольтном скачке и включит ее при снижении показателя до безопасного уровня.

Заключение

Несмотря на то, что стабилизатор напряжения потребляет электроэнергию, он может уменьшить расходы домовладельца за счет снижения потерь из-за неэффективной работы оборудования, а также продления срока службы подключенного электрооборудования.

Электромеханический стабилизатор напряжения

Качество питающей сети бытового напряжения порой оставляет желать лучшего. Особенно это заметно в удаленных от городов населенных пунктах. Вызывается это, в основном, низким качеством линий электропередач и неравномерной нагрузкой. Часто значение нестабильного напряжения выходит за пределы допустимых значений для бытовой техники. Понижение напряжения может вызвать неработоспособность или некачественную работу техники, низкую яркость осветительных ламп, а превышение чревато перегоранием предохранителей и выходом из строя устройств различной сложности и стоимости.

Существует возможность привести значение напряжения к нормальному значению – это использование стабилизатора напряжения. Стабилизаторы переменного напряжения могут быть различной конструкции и использовать несколько принципов стабилизации:

  • Феррорезонансные. Практически не используются из-за искажений формы напряжения и высокого уровня электромагнитных помех, хотя имеют наилучшие параметры стабилизации и высокую надежность;
  • С переключающимися обмотками. Могут быть на основе электромагнитных реле или полупроводниковых элементов, тиристоров;
  • Электромеханические.

Принцип работы электромеханического стабилизатора

В основу данного устройства входит автотрансформатор с изменяемым коэффициентом трансформации. Выглядит это следующим образом.

На тороидальный трансформатор намотана обмотка изолированным проводом. На одном из торцов трансформатора изоляция с обмотки удалена. По этому участку передвигается токосъемный узел. Перемещая токосъемник по обмотке, добавляют или удаляют из работы часть витков. Благодаря этому меняется коэффициент трансформации. Точно так же устроен лабораторный автотрансформатор – ЛАТР.

Основное отличие автоматического стабилизатора заключается в том, что привод узла регулировки осуществляется при помощи электродвигателя, в качестве которого используется шаговый электромотор. Почему нельзя применять обычный двигатель? У простого электродвигателя невозможно контролировать угол поворота подвижной части – ротора или якоря. Шаговый же электропривод поворачивается на строго заданный угол в соответствии с количеством поданных импульсов.

Устройство

Однофазный электромеханический стабилизатор напряжения состоит из следующих узлов:

  • Собственно автотрансформатор;
  • Щеточный узел;
  • Сервопривод;
  • Блок контроля и управления;
  • Блок индикации;
  • Устройство внутреннего питания;
  • Устройство защиты.

В качестве дополнительных опций производители могут включать также фильтрующие элементы для защиты потребителей от помех, распространяющихся по сети переменного тока.

Читайте так же:
Стабилизатор напряжения с защитой от перегрузки по выходному току

Автотрансформатор

Это самый габаритный и тяжелый узел. Мощность автотрансформатора определяет величину нагрузки, которая может достигать десятков киловатт. Достоинством автотрансформатора является то, что он не имеет раздельных первичных и вторичных обмоток. Вторичная обмотка является частью первичной. При равенстве входного и выходного напряжений трансформатор не играет никакой роли, лишь добавляя нагрузку в сеть в виде незначительного тока холостого хода.

Щеточный узел

Благодаря щеткам образуется контакт с витками обмотки трансформатора. Требованиями к щеточному узлу являются низкое трение для облегчения передвижения по обмотке, низкое переходное сопротивление и стойкость к износу.

Щетки являются самым ненадежным элементом сервоприводного стабилизатора напряжения. Срок службы токосъемных элементов даже при умеренной эксплуатации составляет несколько лет, после чего они подлежат замене.

Для изготовления щеток используется материал на основе графита. Свойствами графита являются его низкий коэффициент трения и низкое электрическое сопротивление. В то же время графит – довольно мягкий материал, и со временем щетки изнашиваются. Для равномерной выработки и снижения износа часто щетки выполняют в виде колес, которые перекатываются по виткам автотрансформатора.

Наличие переходного сопротивления между материалом щеток и витками трансформатора вызывает повышенное тепловыделение в месте контакта. Особенно велико сопротивление в тех частях обмотки, где щетки оказываются нечасто, например, при большом снижении или повышении входного напряжения, поскольку оголенные витки медного провода покрываются пленкой окислов от контакта с воздухом.

Для отвода излишков тепла щеточный узел снабжается ребристым радиатором охлаждения.

Сервопривод

Шаговый двигатель, который используется для привода щеточного узла, должен обладать высокой скоростью вращения и мощностью, достаточной для преодоления силы трения щеток, прижатых пружинами к обмотке. Разумеется, что чем выше мощность стабилизатора, тем габаритнее щетки и выше их трение об обмотки. Соответственно, мощность сервопривода должна быть также выше.

Блоки электроники

Электронно-управляющий блок осуществляет контроль величин входного и выходного напряжений. Чем больше величина рассогласования, тем большее количество импульсов должно быть подано на обмотку шагового электродвигателя. По мере проворачивания щеточного узла выходное напряжение все более приближается к номинальному значению. При точном совпадении подача управляющих импульсов прекращается полностью.

Блок индикации позволяет визуально контролировать состояние входного и выходного напряжений. Данные выводятся на цифровой индикатор или стрелочный прибор в дешевых моделях.

Устройство защиты производит отключение устройства от сети и нагрузки при выходе напряжения за пределы допустимых значений, а также при превышении допустимой нагрузки потребителей.

Для питания внутренней электронной схемы используется малогабаритный маломощный трансформатор, первичная обмотка которого рассчитана на весь допустимый диапазон входного напряжения.

Достоинства и недостатки

Однофазный электромеханический стабилизатор обладает целым рядом достоинств, благодаря которым пользуется спросом и выпускается различными производителями:

  • Один из самых высоких показателей точности стабилизации – может доходить до 2%;
  • Плавность регулировки и отсутствие скачков выходного напряжения, как в релейных и тиристорных стабилизаторах;
  • Отсутствие искажений формы питающего тока, что позволяет использовать стабилизатор для питания любых типов нагрузки;
  • Широкий диапазон значений входного напряжения;
  • Отсутствие электромагнитных помех. Тороидальные трансформаторы обладают минимальным полем рассеивания;
  • Высокие значения допустимой мощности нагрузки, которая определяется, в основном, габаритами и сечением провода обмотки автотрансформатора;
  • Средний ценовой диапазон.

Широкому распространению данного типа устройств препятствует крайне низкая скорость реакции на изменение напряжения. Это связано с использованием подвижных устройств. К примеру, изменение напряжения на 50 В потребует около 5 секунд для того, чтобы выходное напряжение стало равным номинальному. Такая величина в несколько раз выше, чем у релейного стабилизатора, не говоря о тиристорном.

Следует отметить и низкую надежность, которая определяется надежностью щеточного узла. Как уже было сказано, износ щеток вынуждает производить их периодическую замену. Надежность щеток даже ниже, чем у контактов реле в релейных стабилизаторах.

Важно! Наличие механического контакта щеток с обмотками может вызвать искрение, что приводит к образованию помех и не допускает применение электромеханических регуляторов в пожароопасных помещениях и взрывоопасной атмосфере.

Остальные элементы по своей надежности такие же, как и в остальных стабилизаторах.

Использование того или иного типов стабилизаторов определяется требованиями нагрузки и характеристиками сети. Электромеханический сервоприводный стабилизатор напряжения незаменим в тех случаях, когда недопустимы скачкообразные изменения напряжения, искажения его формы, но нестабильность по входу не предполагает резких изменений.

Видео

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector