Корзина
Нет отзывов, добавить
+380487666222
+380
96
777-36-66
+380
95
645-75-75
Официальный дилер НПФ "Элекс Engineering" г. Одесса
Корзина
Стабилизаторы напряжения

Стабилизаторы напряжения

Стабилизаторы напряжения

Что такое стабилизатор? Это прибор, который автоматически, т.е. без вмешательства оператора, обеспечивает неизменную заданную величину разности потенциалов на входе подключенного устройства – потребителя электроэнергии.

Стабилизаторы напряжения

Что такое стабилизатор? Это прибор, который автоматически, т.е. без вмешательства оператора, обеспечивает неизменную заданную величину разности потенциалов на входе подключенного устройства – потребителя электроэнергии. В этом случае речь идет о стабилизации напряжения. Если же поддерживается заданная величина силы электрического тока в цепи питания, то говорят о стабилизации тока. Подключаемых к стабилизатору устройств может быть несколько, при этом не взирая на возможные перепады напряжения в сети электроснабжения задача стабилизатора остается той же самой – гарантировать на выходе номинальное значение напряжения (или тока) с заданной точностью. Естественно, существуют ограничения на допустимые для данного стабилизатора флуктуации входного напряжения сети. Если параметры сетевого напряжения выходят за границы оговоренного рабочего диапазона, стабилизатор, как правило, прекращает снабжение потребителя заданным напряжением питания и производит его аварийное отключение.

На практике чаще всего встречаются одно- и трёхфазные стабилизаторы напряжения, электрическая мощность которых лежит в диапазоне 100 ВА … 500 кВА.

 

Классификация стабилизаторов напряжения

Стабилизаторы феррорезонансного типа. Данная категория стабилизаторов появилась еще в шестидесятых годах минувшего столетия. Принцип действия этих устройств базируется на физическом эффекте магнитного насыщения ферромагнитного сердечника трансформатора либо дросселя. Сферой применения подобных приборов было обеспечение стабилизированного питающего напряжения для холодильных шкафов, телевизионных приёмников, радиоаппаратуры, и другой техники для дома.

К преимуществам стабилизаторов феррорезонансного типа относят достаточно высокую точность стабилизации напряжения (порядка одного – трех процентов) и значительное по тем временам быстродействие. Под быстродействием в данном случае понимается скорость реакции на изменения величины сетевого напряжения, т.е. скорость регулирования. Однако феррорезонансным стабилизаторам присущи и недостатки. Прежде всего это высокие показатели рабочих шумов, а также существенное влияние подключаемых устройств на качество стабилизации (с точки зрения величины нагрузки). В наше время конструкции феррорезонансных стабилизаторов непрерывно совершенствуются с целью устранения указанных недостатков, однако при этом растет их цена, которая становится сопоставимой или даже превышает цену устройства ИБП аналогичной мощности. Очевидно, что это существенно ограничивает применение стабилизаторов указанного типа в бытовой сфере.

Стабилизаторы электромеханического типа. Примерно 30-50 лет назад с целью регулировки напряжения широко использовались приборы на основе автотрансформаторов. При этом процесс регулирования напряжения на входе осуществлялся вручную. Выглядело это так: пользователь должен был непрерывно контролировать индикатор напряжения на выходе, и в случае надобности устанавливал вручную требуемый номинал. В качестве индикатора использовалась линейная шкала с подсветкой или обычная стрелочная панель. В современных стабилизаторах электромеханического типа изменение выходного напряжения происходит без участия человека, для этой цели используется электродвигатель с редуктором, работающий автоматически.

К положительным качествам стабилизаторов напряжения электромеханического типа относят точность стабилизации – она составляет величину от двух до трех процентов. Слабым местом является невысокая скорость коррекции напряжения (причина - инерционность электродвигателя), а также заметный шум в рабочем режиме. Это обусловлено принципом действия устройства – при работе стабилизатора все время контролируется изменение входного напряжения с небольшой дискретностью (2…3 вольта), и как следствие, работающий двигатель издает шум. Как и в стабилизаторах предыдущего типа, в случаях значительного быстрого роста сетевого напряжения прибор способен ненадолго обесточить нагрузку. Это происходит тогда, когда напряжение превышает максимально допустимую величину. Отметим, что в подавляющем большинстве применений стабилизаторов в бытовой сфере для них не нужна чересчур высокая точность. Допустимой величиной является диапазон пять – семь процентов, что соответствует техническим требованиям на значительную часть бытовой электроаппаратуры различного назначения. Это позволяет выпускать стабилизаторы напряжения с относительно не высокой ценой.

 

Стабилизаторы электронного типа (со ступенчатым регулированием). К данной категории относится большое количество стабилизаторов, характеризующихся заданной точностью выдаваемого напряжения в широком диапазоне изменения напряжения на входе. Метод коррекции входного напряжения базируется на соответствующей коммутации участков трансформатора при помощи силовых ключей. В качестве последних могут выступать  полупроводниковые приборы (тиристоры, симисторы) либо реле. Процесс коммутации происходит автоматически, с учетом уровня входного напряжения. Эксперты отмечают, что в настоящее время именно стабилизаторы напряжения электронного типа наиболее востребованы на соответствующем рынке.

Причин этому несколько. Во-первых, это высокая скорость стабилизации, расширенный интервал напряжения на входе, неискаженная форма выходного напряжения, поддержание коэффициента полезного действия на высоком уровне. Изменяя число ступеней регулирования, можно обеспечить требуемую точность стабилизации. Ее величина для различных модификаций стабилизаторов может изменяться от 7 до 5 процентов, а при необходимости достигать уровня 0.5%.

Во-вторых, электронные стабилизаторы напряжения характеризуются приемлемой стоимостью при достаточно высоком качестве изделия. По этой причине они находят широкое распространение и на производстве, и в бытовой технике.

 

Особенности климатического исполнения

Как правило, выпускаемые в настоящее время стабилизаторы рассчитаны на работу в закрытых помещениях со следующими параметрами: температура окружающей среды от +5 до +35°С, относительная влажность воздуха от 35 до 90%. В воздухе не должна содержаться пыль, брызги воды и тому подобное. Такое климатическое исполнение стабилизаторов напряжения обозначается IP20. Отметим, что если стабилизаторы устанавливаются в неотапливаемых помещениях (температура окружающей среды может достигать нуля градусов цельсия и ниже), конструкция корпусов стабилизаторов может снабжаться элементами подогрева.

В последние 5 лет лидирующие в данном сегменте рынка компании производят специальные модели стабилизаторов, способных работать в расширенном диапазоне температур (например, минус 25 … плюс 40 °С).

 

Технические характеристики

Диапазон напряжения на входе.

Это один из главных параметров стабилизатора, также как и  точность поддержания заданного напряжения. Указанный диапазон можно разделить на два интервала:

·         рабочий — в этом случае напряжение на входе не выходит за предельные границы и на выходе соответственно поддерживается номинальное напряжение  220 вольт с погрешностью не более плюс-минус 5 процентов;

·         предельный — при этом стабилизатор продолжает работать, однако выходное напряжение может отклоняться от номинала на значительную величину (порядка 15% и даже более). Если же входное напряжение превысит (или станет меньше) предельных значений, то стабилизатор должен обеспечить автоматическое обесточивание нагрузки. При этом стабилизатор не отключается от сети, продолжает контроль входного напряжения, и по мере возвращения величины сетевого напряжения к допустимым пределам осуществляет обратную процедуру – вновь включает питание для присоединенной к нему электроаппаратуры.

Точность стабилизации напряжения на выходе. Как уже отмечалось выше, это один из важнейших параметров стабилизатора. Он определяется характеристиками входного напряжения. Если на входе стабилизатора напряжение остается в рабочем интервале, то удается обеспечить достаточно высокую точность стабилизации. В зависимости от типа стабилизатора, она может достигать единиц или даже десятых долей процента (обычно в пределах 0,9…5%).

Перегрузочная способность. Данный параметр характеризует свойство стабилизатора работать при подключении приборов с большими токами пуска, таких как холодильная камера или электродвигатель мощного насоса. Важно отметить, что возникающие перегрузки должны быть кратковременными.

Защита от перегрузки и короткого замыкания в нагрузке. Система защиты стабилизатора должна предотвращать ситуации, при которых устройство вынуждено работать в условиях перегрузки достаточно долгое время, и в результате может выйти из строя. Для каждой модели стабилизатора существуют соответствующие количественные характеристики подобных ситуаций. Так, под перегрузкой обычно понимают режим, при котором мощность нагрузки превышает номинальную на величину от 5 до 50 процентов. Достаточно долгим временем работы в таком режиме, как правило, считают интервал от десятых долей секунды до одной минуты и более. Защитная система должна отреагировать на подобную ситуацию и выключить стабилизатор, обеспечив его сохранность. В ряде моделей предусмотрен повторный запуск стабилизатора через 10-15 секунд, и если при этом перегрузка не обнаруживается, прибор продолжает функционирование в обычном режиме. Если на выходе стабилизатора происходит короткое замыкание, то защита должна обеспечить его отключение без повреждений. Повторного включения при этом не происходит, пользователь обязан найти и устранить обстоятельства, вызвавшие КЗ, и только затем включать стабилизатор.

Контроль напряжения на выходе. В аварийных ситуациях, когда стабилизатор теряет работоспособность, либо напряжение на его входе стремительно возрастает, специальная система контроля производит отключение нагрузки стабилизатора и тем самым предохраняет подключенную к нему электроаппаратуру от повреждений.

Регулировка напряжения на выходе. Данная функция не относится к первостепенным, однако дает преимущества в ряде случаев. Речь идет о возможности установки номинала выходного напряжения в интервале от 210 В до 230 В. Когда возникают такие случаи? Во-первых, к стабилизатору может подключаться электрооборудование зарубежного производства. В существующих сегодня стандартах многих европейских стран напряжение питания имеет величину 230 вольт.   Установка соответствующего номинала позволяет соответственно сдвинуть пределы рабочего интервала напряжения, и таким образом избежать потенциальных проблем в работе стабилизатора. Во-вторых, для нагрузки, включающей традиционные осветительные лампы с нитью накаливания, задание номинала напряжения питания 210 вольт позволяет значительно увеличить продолжительность их работы при сохранении всех остальных параметров

Система автоматического возобновления работы стабилизатора при возврате напряжения на входе в заданные пределы. Выше уже отмечалось, что стабилизаторы оснащаются системами защиты для обесточивания нагрузки при изменении напряжения на входе выше или ниже оговоренных границ. Это происходит автоматически, и логичным требованием к системе защиты является возможность также автоматически возобновить работу стабилизатора при возврате величины сетевого напряжения к нормальным значениям. Отсутствие такой функции крайне неудобно для пользователя, т.к. вынуждает его самостоятельно контролировать уровень напряжения в сети и повторно включать стабилизатор после срабатывания системы защиты.

Система защиты стабилизатора от импульсных помех. Конструкция стабилизатора напряжения может включать специальные фильтры как на входе, так и на выходе устройства. Такие фильтры предназначены для подавления высокочастотных импульсов помех.  Это повышает степень помехозащищенности аппаратуры, подключаемой к стабилизатору напряжения в виде нагрузки.

Таким образом, были рассмотрены общие вопросы функционирования стабилизаторов напряжения. Более подробные сведения можно найти на нашем сайте при описании соответствующих моделей стабилизаторов, представленных компаниями-разработчиками данного вида устройств.