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

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

Феррорезонансный стабилизатор напряжения

Их преимущество заключается в высокой точности 1-3% и быстрой (для того времени) скорости регулирования. Недостаток — повышенный уровень шума и зависимость качества стабилизации от величины нагрузки. Современные устройства лишены этих недостатков, но стоимость их равна или выше стоимости ИБП (Источника Бесперебойного Питания) на такую же мощность, вследствие чего они широкого распространения в качестве бытовых не получили.

Электромеханические стабилизаторы напряжения. В 60-80-е годы прошлого века для регулирования напряжения применялись автотрансформаторы с ручной корректировкой (ЛАТР), вследствие чего приходилось постоянно следить за вольтметром (стрелочный или светящаяся линейка) и, при необходимости, вручную крутить ползунок с токосъёмными щётками. В настоящее время принцип работы автоматизирован с помощью электродвигателя с редуктором (сервопривода).

Электромеханический стабилизатор напряжения

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

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

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

Структурная схема электронного трансформаторного стабилизатора напряжения

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

Электронный трансформаторный стабилизатор напряжения

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

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

Структурная схема электронного инверторного стабилизатора напряжения

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

Электронные инверторные стабилизаторы напряжения

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

Как работает стабилизатор напряжения — принцип действия

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

Стабилизаторы постоянного тока

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

Линейные

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

Достоинства:

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

Недостатки:

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

Параметрический

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

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

Последовательный

Работа прибора видна на изображенной схеме.

Эта схема соединяет два компонента:

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

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

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

Компенсационный последовательный

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

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

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

Импульсные

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

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

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

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

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

Достоинства:

• Малая потеря энергии.

Недостатки:

• Помехи в виде импульсов на выходе.

Стабилизаторы переменного напряжения

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

Накопители

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

Двигатель-генератор

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

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

Феррорезонансный

Прибор состоит:

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

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

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

Инверторный

Схема такого прибора состоит:

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

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

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

Корректирующие

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

Стабилизаторы напряжения. Виды и устройство. Особенности

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

Разновидности

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

Стабилизаторы напряжения делятся на два основных вида:

1. Накапливающие.
2. Корректирующие.

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

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

Они в свою очередь разделяются на несколько видов:

• Релейные.
• Электронные (тиристорные).
• Феррорезонансные.
• Электромеханические.
• Инверторные.
• Линейные.

Конструктивные особенности и работа

Корректирующий тип стабилизаторов стал наиболее популярным в быту.

Релейные стабилизаторы напряжения

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

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

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

Электронные стабилизаторы напряжения

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

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

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

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

Феррорезонансные 

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

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

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

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

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

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

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

Электромеханические стабилизаторы напряжения

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

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

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

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

Инверторные стабилизаторы напряжения

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

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

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

Линейные

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

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

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

На что необходимо обратить внимание при выборе стабилизатора

• Способ монтажа. Он бывает настенным, с горизонтальной или вертикальной установкой (для стационарных приборов). Может устанавливаться рядом с устройством, для которого он приобретается.
• Точность работы, входное и выходное напряжение. Эта характеристика зависит в основном от параметров входного напряжения. Лучше выбрать наименьший показатель точности прибора от 1 до 3%, при напряжении 220 вольт.
• Мощность стабилизатора выбирается не только мощностью подключаемого электрического устройства. К этой величине добавляется определенный резерв мощности. Для всей квартиры этот запас должен быть в пределах 30%.
• Число фаз сети питания (однофазная или трехфазная сеть).

• Быстродействие (время реакции на перепады напряжения), в миллисекундах.

• Защита стабилизатора. Дорогие образцы приборов чаще всего оснащены защитными системами, которые предохраняют стабилизатор от коротких замыканий, резких изменений напряжения и других отрицательных явлений.
• Габаритные размеры прибора и его шумность при функционировании.
• Стоимость. Профессионалы не рекомендуют покупать дешевые китайские подделки, так как не стоит экономить на качестве стабилизатора. Качественный прибор не должен стоить дешево. Лучше приобрести отечественную модель, или прибор европейского производства.
• Гарантийный срок играет большую роль при выборе любого устройства. Если прибор китайский, то вряд ли на него будет какая-то гарантия. Стабилизаторы, приобретенные в специализированных торговых точках можно за время гарантийного периода бесплатно обменять при возникновении неисправности или обнаружения брака.

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

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

Похожие темы:

принцип работы, схемы и т.д.

Стабилизатор напряжения — прибор, который обеспечивает стабильный уровень напряжения, автоматически компенсируя изменения напряжения источника и сопротивления нагрузки. Существует два основных типа стабилизаторов напряжения: параллельные стабилизаторы и последовательные стабилизаторы.

Стабилизация — термин, применяемый для выражения того, насколько хорошо источник электропитания поддерживает постоянное напряжение, подаваемое к нагрузке, независимо от изменений напряжения на входе источника и сопротивления нагрузки. Многие типы электронного оборудования для нормальной работы требуют стабильного уровня напряжения.

Стабилизатор напряжения

Обратите внимание на основы электричества и на приборы электроники.

Параллельный стабилизатор напряжения

Стабилизатор, установленный параллельно нагрузке. Параллельный стабилизатор состоит из стабилитрона (VR1), ограничивающего ток сопротивления (R1) и сопротивления нагрузки (RL). Сопротивление нагрузки установлено параллельно стабилитрону.

Схема параллельного стабилизатора, соединённого с мостовым выпрямителем

Стабилитрон предназначен для работы с конкретным напряжением, известным как напряжение туннельного пробоя p-n-перехода. Поскольку стабилитрон — активный элемент, он может менять своё внутреннее сопротивление. Изменения в прохождении тока через стабилитрон не изменяют падение напряжения в нём. Ограничивающее ток сопротивление, установленное в последовательности со стабилитроном, ограничивает величину тока, которое протекает через стабилитрон, и предохраняет его от повреждений. Падение напряжения в стабилитроне фиксируется посредством самой конструкции стабилитрона и остаётся относительно постоянным. Часть напряжения от источника, которая не снижается стабилитроном, снижается ограничивающим сопротивлением. Поскольку стабилитрон установлен параллельно сопротивлению нагрузки, напряжение через RL будет равно падению напряжения на стабилитроне.

Последовательный стабилизатор

Это стабилизатор, установленный последовательно по отношению к нагрузке. Последовательный стабилизатор состоит из стабилитрона (VR1), ограничивающего ток сопротивления (R1), и сопротивления нагрузки (RL).

Стабилитрон и ограничивающее ток сопротивление соединены последовательно, чтобы образовался делитель напряжения. База транзистора подсоединена к делителю напряжения. Контур транзистора «эмиттер-коллектор» соединён последовательно с сопротивлением нагрузки.

Схема последовательного стабилизатора, соединённого с мостовым выпрямителем

Поскольку транзистор в последовательном стабилизаторе напряжение, воздействующее на базу транзистора, равно падению напряжения в стабилитроне. Этот потенциал положителен относительно эмиттера транзистора. Так как стабилитрон поддерживает падение напряжения на постоянном уровне, потенциал, воздействующий на базу транзистора, будет оставаться постоянным.

Последовательный стабилизатор поддерживает постоянный уровень напряжения, подаваемого на нагрузку, изменяя величину падения напряжения в транзисторе. Возрастание тока через нагрузку может быть вызвано либо повышением напряжения источника питания, либо снижением сопротивления нагрузки. Когда ток возрастает, возрастает также и падение напряжения на нагрузке. В результате, напряжение, приложенное к эмиттеру транзистора, возрастает, делая его более положительным. Это означает, что разность электрических потенциалов между эмиттером и базой становится меньше, поэтому возрастает внутреннее сопротивление транзистора.

Принцип работы стабилизатора напряжения

Стабилизатор напряжения — применение, принцип работы

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.

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

Как работает стабилизатор 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.

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).

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.

Видео совет при выборе стабилизатор напряжения

//www.youtube.com/embed/RnxfLGxw9zU

Особенности сетевых стабилизаторов

Принципиальная схема стабилизатора напряжения данного типа представляет собой набор транзисторов, а также диодов. В свою очередь механизм замыкания в ней отсутствует. Регуляторы при этом имеются обычного типа. В некоторых моделях дополнительно устанавливается система индикации.

Она способна показать мощность скачков в сети. По чувствительности модели довольно сильно отличаются. Конденсаторы, как правило, в цепи имеются компенсационного типа. Система защиты у них отсутствует.

Устройства моделей с регулятором

Для холодильного оборудования востребованным является регулируемый стабилизатор напряжения. Схема его подразумевает возможность настройки прибора перед началом использования. В данном случае это помогает в устранении высокочастотных помех. В свою очередь электромагнитное поле проблем для резисторов не представляет.

Конденсаторы также включаются в регулируемый стабилизатор напряжения. Схема его не обходится без транзисторных мостов, которые соединяются между собой по коллекторной цепочке. Непосредственно регуляторы могут устанавливаться различных модификаций. Многое в данном случае зависит от предельного напряжения. Дополнительно учитывается тип трансформатора, который имеется в стабилизаторе.

Стабилизаторы «Ресанта»

Схема стабилизатора напряжения «Ресанта» представляет собой набор транзисторов, которые взаимодействуют между собой по коллектору. Для охлаждения системы имеется вентилятор. С высокочастотными перегрузками в системе справляется конденсатор компенсационного типа.

Также схема стабилизатора напряжения «Ресанта» включает в себя диодные мосты. Регуляторы во многих моделях устанавливаются обычные. Ограничения по нагрузке у стабилизаторов «Ресанта» есть. В целом помехи ими воспринимаются все. К недостаткам следует отнести высокую шумность трансформаторов.

Схема моделей с напряжением 220 В

Схема стабилизатора напряжения 220 В отличается от прочих устройств тем, что в ней имеется блок управления. Данный элемент соединяется напрямую с регулятором. Сразу за системой фильтрации имеется диодный мост. Для стабилизации колебаний дополнительно предусмотрена цепь из транзисторов. На выходе после обмотки располагается конденсатор.

С перегрузками в системе справляется трансформатор. Преобразование тока осуществляется им же. В целом диапазон мощности у данных устройств довольно высокий. Работать эти стабилизаторы способны и при минусовой температуре. По шумности они не отличаются от моделей других типов. Параметр чувствительности сильно зависит от производителя. Также на нее влияет тип установленного регулятора.

Принцип работы импульсных стабилизаторов

Схема электрическая стабилизатора напряжения данного типа схожа с моделью релейного аналога. Однако отличия в системе все же есть. Главным элементом в цепи принято считать модулятор. Занимается данное устройство тем, что считывает показатели напряжения. Далее сигнал переносится на один из трансформаторов. Там проходит полная обработка информации.

Для изменения силы тока имеется два преобразователя. Однако в некоторых моделях он установлен один. Чтобы справиться с электромагнитным полем, задействуется выпрямительный делитель. При повышении напряжения он снижает предельную частоту. Чтобы ток поступил на обмотку, диоды передают сигнал на транзисторы. На выходе стабилизированное напряжение проходит по вторичной обмотке.

Высокочастотные модели стабилизаторов

По сравнению с релейными моделями, высокочастотный стабилизатор напряжения (схема показана ниже) является более сложным, и диодов в нем задействуется больше двух. Отличительной особенность приборов данного типа принято считать высокую мощность.

Трансформаторы в цепи рассчитаны на большие помехи. В результате данные приборы способны защитить любую бытовую технику в доме. Система фильтрации в них настроена на различные скачки. За счет контроля напряжения величина тока может изменяться. Показатель предельной частоты при этом будет увеличиваться на входе, и уменьшаться на выходе. Преобразование тока в этой цепи осуществляется в два этапа.

Первоначально задействуется транзистор с фильтром на входе. На втором этапе включается диодный мост. Для того чтобы процесс преобразования тока завершился, системе требуется усилитель. Устанавливается он, как правило, между резисторами. Таким образом, температура в устройстве поддерживается на должном уровне. Дополнительно в системе учитывается источник питания. Использование блока защиты зависит от его работы.

Стабилизаторы на 15 В

Для устройств с напряжением 15 В используется сетевой стабилизатор напряжения, схема которого по своей структуре является довольно простой. Порог чувствительности у приборов находится на малом уровне. Модели с системой индикации встретить очень сложно. В фильтрах они не нуждаются, поскольку колебания в цепи незначительные.

Резисторы во многих моделях есть только на выходе. За счет этого процесс преобразования происходит довольно быстро. Входные усилители устанавливаются самые простые. Многое в данном случае зависит от производителя. Используются стабилизатор напряжения (схема показана ниже) этого типа чаще всего в лабораторных исследованиях.

Особенности моделей на 5 В

Для устройств с напряжением 5 В используют специальный сетевой стабилизатор напряжения. Схема их состоит из резисторов, как правило, не более двух. Применяют такие стабилизаторы исключительно для нормального функционирования измерительных приборов. В целом они являются довольно компактными, а работают тихо.

Модели серии SVK

Модели данной серии относятся к стабилизаторам латерного типа. Чаще всего их используют на производстве для уменьшения скачков от сети. Схема подключения стабилизатора напряжения этой модели предусматривает наличие четырех транзисторов, которые расположены попарно. За счет этого ток преодолевает меньшее сопротивление в цепи. На выходе у системы имеется обмотка для обратного эффекта. Фильтров в схеме предусмотрено два.

За счет отсутствия конденсатора процесс преобразования также происходит быстрее. К недостаткам следует отнести большую чувствительность. На электромагнитное поле прибор реагирует очень остро. Схема подключения стабилизатора напряжения серии SVK регулятор предусматривает, как и систему индикации. Напряжение максимум устройством воспринимается до 240 В, а отклонение при этом не может превышать 10 %.

Автоматические стабилизаторы «Лигао 220 В»

Для систем сигнализации является востребованным от компании «Лигао» стабилизатор напряжения 220В. Схема его построена на работе тиристоров. Использоваться данные элементы способны исключительно в полупроводниковых цепях. На сегодняшний день типов тиристоров существует довольно много. По степени защищенности они делятся на статические, а также динамические. Первый вид используется с источниками электричества различной мощности. В свою очередь динамические тиристоры имеют свой предел.

Если говорить про компании «Лигао» стабилизатор напряжения (схема показана ниже), то в нем имеется активный элемент. В большей степени он предназначен для нормального функционирования регулятора. Представляет он собой набор контактов, которые способны соединяться. Необходимо это для того чтобы увеличивать или уменьшать предельную частоту в системе. В других моделях тиристоров может иметься несколько. Устанавливаются они между собой при помощи катодов. В результате коэффициент полезного действия устройства можно значительно повысить.

Низкочастотные устройства

Для обслуживания устройств с частотой менее 30 Гц существует такой стабилизатор напряжения 220В. Схема его схожа со схемами релейных моделей за исключением транзисторов. В данном случае они имеются с эмиттером. Иногда дополнительно устанавливается специальный контроллер. Многое зависит от производителя, а также модели. Контроллер в стабилизаторе необходим для передачи сигнала на блок управления.

Для того чтобы связь была качественной, производители используют усилитель. Устанавливается он, как правило, на входе. На выходе в системе имеется обычно обмотка. Если говорить про предел напряжения в 220 В, конденсаторов можно найти два. Коэффициент передачи тока у таких устройств довольно низкий. Причиною этого принято считать малую предельную частоту, которая является следствием работы контроллера. Однако коэффициент насыщения находится на высокой отметке. Во многом это связано именно с транзисторами, которые устанавливаются с эмиттерами.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 4 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Преимущества релейных стабилизаторов напряжения «Бастион»

Стабилизатор релейного типа. Принцип работы

Принцип работы стабилизаторов напряжения релейного типа основан на методе ступенчатого регулирования выходного напряжения путем подключения необходимого числа обмоток трансформатора с помощью нескольких реле, управляемых электронным процессором или аналоговой схемой управления.

Использование такого принципа работы позволяет полностью исключить подвижные части в конструкции стабилизатора, что делает его работу более надёжной и быстрой.

Последовательность операций релейного стабилизатора следующая: на первом этапе стабилизатор релейного типа определяет уровень напряжения входного сигнала с помощью электронной схемы управления, на втором этапе электронная схема даёт команду на включения необходимых силовых реле для стабилизации напряжения на необходимом уровне.

Так как каждое реле подключает фиксированное количество обмоток трансформатора, то регулирование напряжения на выходе происходит ступенчато. Точность регулирования напряжения определяется числом силовых реле, установленных в стабилизаторе. Чем больше реле, тем выше будет точность регулирования выходного напряжения. Однако увеличение числа реле приводит к более частому срабатыванию реле, что сопровождается более частыми мини скачками напряжения.

Обычно релейные стабилизаторы имеют четыре реле. Что позволяет достичь точности регулирования в 8 процентов. Увеличение числа реле до шести даёт возможность улучшить точность до 5-6%.

Стабилизаторы релейного типа работают в широком диапазоне входного напряжения, имеют достаточную точность стабилизации выходного напряжения, не вносят искажений во внешнюю сеть, эффективно работают при значительных изменениях нагрузки, обеспечивают надежную защиту от перегрузки и короткого замыкания. Стабилизаторы релейного типа не вносят искажений в правильную форму выходного сигнала, не меняют частоту тока.

Стабилизаторы напряжения релейного типа эффективно защищают бытовые и промышленные приборы и оборудование, эффективны для защиты питания компьютерной техники и оборудования связи. Релейные стабилизаторы напряжения надежно работают с котлами отопления, циркуляционными насосами, холодильниками и кондиционерами. Не рекомендуется использовать стабилизаторы напряжения релейного типа для питания осветительных приборов, так как ступенчатый тип стабилизации приводит к заметному мерцанию ламп освещения.

Достоинства релейных стабилизаторов напряжения

Стабилизаторы напряжения релейного типа:

• 
  имеют сравнительно низкую стоимость и большой срок эксплуатации;

• 
  эффективно работают в широком диапазоне входного напряжения;

• 
  обеспечивают достаточную точность стабилизации напряжения для работы приборов и оборудования;

• 
  имеют высокую скорость срабатывания, примерная скорость стабилизации 100 — 200 Вольт в секунду;

• 
  обладают большой перегрузочной способностью, возможностью работы с оборудованием, имеющим высокие пусковые токи;

• 
  не вносят изменений в форму графика напряжения;

• 
  работоспособны в широком диапазоне температур;

• 
  имеют небольшие габариты и небольшой вес;

• 
  могут работать с нулевой нагрузкой.

Недостатки релейных стабилизаторов напряжения

Срок службы релейного стабилизатора существенно зависит от качества используемых реле. Точность стабилизации напряжения релейного стабилизатора не достаточна для использования их в системах освещения. Стабилизаторы напряжения релейного типа издают характерные щелчки при срабатывании реле.

Преимущества релейных стабилизаторов напряжения «Бастион»

Компания «Бастион» производит широкую линейку стабилизаторов напряжения релейного типа под торговыми марками TEPLOCOM и SKAT. Высокое качество стабилизаторов напряжения серии TEPLOCOM и SKAT обеспечивается эффективной системой контроля качества производителя. Стабилизаторы соответствуют всем требованиям ГОСТ РФ, требованиям ТС, европейским требованиям безопасности продукции.

Релейные стабилизаторы напряжения TEPLOCOM и SKAT:

• 
  эффективно работают в широком диапазоне входного напряжения от 140 до 290 Вольт;

• 
  имеют микропроцессорное управление, что позволяет эффективно и безопасно выполнять коммутацию обмоток трансформатора. Микропроцессорное управление помогает осуществлять коммутацию обмоток трансформатора в момент перехода графика напряжения через ноль, что позволяет существенно снизить износ силовых реле и исключить искрение на контактах реле;

• 
  имеют высокую скорость срабатывания за счет использования микропроцессорной платы управления;

• 
  обладают большой перегрузочной способностью, возможностью работы с оборудованием, имеющим высокие пусковые токи;

• 
  не вносят изменений в форму графика напряжения;

• 
  работоспособны в широком диапазоне температур. Выпускаются специальные уличные стабилизаторы напряжения, имеющие герметичное исполнение;

• 
  имеют маленькие габариты, низкий вес и современный дизайн;

• 
  могут работать с нулевой нагрузкой;

• 
  имеют несколько степеней защиты от аварии в сети или аварии по линии нагрузки. Приборы имеют эффективную защиту от высокочастотных электрических помех;

• 
  Стабилизаторы напряжения TEPLOCOM и SKAT имеют длительный заводской срок гарантии — 5 лет!

Читайте также:

Принцип работы стабилизаторов напряжения

Уважаемый посетитель!

Мы рады приветствовать Вас на нашем сайте!

Сейчас Вы находитесь на корпоративном сайте компании «Solpi-M» — solpi-m.ru, здесь Вы можете найти информацию:

— о нашем ассортименте в виде инженерно-коммерческого каталога. Информация сгруппирована по продуктовым линейкам для удобства наших корпоративных партнёров, оптовых клиентов, инженеров.

— о качестве напряжения и возможных ситуациях в электросетях,

— о методе подбора стабилизаторов напряжения,

— РЕКОМЕНДАЦИИ наших партнёров,

— о сервисной поддержке и другую полезную информацию.

Для выбора стабилизатора напряжения под конкретную задачу Вы также можете воспользоваться этим каталогом или перейти в наш фирменный интернет-магазин shop.solpi-m.ru

Краткая справка

Более 20 лет компания «Solpi-M» осуществляет разработку и поставку современных надежных бытовых и промышленных стабилизаторов напряжения.

В нашем интернет-магазине вы можете подобрать стабилизатор напряжения под любые задачи: для дома, дачи, офиса, оборудования, малого или крупного производства.

Наша компания имеет в своём ассортименте САМУЮ широкую линейку стабилизаторов напряжения для газовых котлов и систем отопления.

Для дома, дачи, коттеджа и небольших производств — у нас хороший выбор однофазных и трёхфазных стабилизаторов напряжения любой мощности.

Для промышленных объектов мы готовы поставить стабилизаторы напряжения мощностью до 2100 кВА.

Наше ОБОРУДОВАНИЕ прошло испытание временем и успешно работает на электростанциях, в медицинских и информационных центрах, на промышленных предприятиях и фабриках, в сельском хозяйстве, в частных домах и квартирах.

Наши специалисты всегда готовы помочь Вам в подборе стабилизатора напряжения под ваши потребности.

С наилучшими пожеланиями,

Команда компании «Solpi-M»

Блок-схема стабилизатора напряжения

, принцип работы, тип

Итак, в этой статье мы увидим функциональную блок-схему стабилизатора напряжения. Здесь вы найдете основную концепцию принципа работы стабилизатора, принципиальную схему стабилизатора м, типы стабилизаторов напряжения и т. Д.

Основная функция стабилизатора напряжения — обеспечение стабильного или установившегося напряжения на электрические и электронные компоненты. Техника. Стабилизатор напряжения постоянно обеспечивает стабильное напряжение на своем выходе, независимо от того, что он принимает на вход, стабильное или нестабильное напряжение.

Например, стабилизатор напряжения рассчитан на выход 230 В. Таким образом, он будет обеспечивать непрерывное выходное напряжение 230 В даже при входном напряжении 200 или 300 В.

Блок-схема и работа стабилизатора

Принцип работы стабилизатора напряжения очень прост, его основная функция — поддерживать стабильное выходное напряжение путем увеличения или уменьшения уровня напряжения в соответствии с нестабильным входным напряжением. Здесь вы можете увидеть блок-схему стабилизатора напряжения на рисунке ниже.

Как вы видите на приведенной выше блок-схеме, автотрансформатор является основной частью любого стабилизатора, с помощью которого можно увеличивать или уменьшать напряжение.

Также имеется электронная схема для определения колебаний входного напряжения и управления электромагнитным реле. Компаратор, который измеряет входное и выходное напряжение, сравнивает их и решает, сколько напряжения нужно уменьшить или увеличить, чтобы выходное напряжение оставалось постоянным.

Например, когда входное напряжение снизилось от нормального значения, компаратор обнаружит и подаст сигнал в схему переключения, чтобы включить электромагнитное реле, чтобы добавить больше напряжения от трансформатора.Таким образом, падение входного напряжения не повлияет на выходное напряжение, выходное напряжение останется постоянным на нормальном уровне.

Когда входное напряжение превышает нормальное значение, включается другое электромагнитное реле, которое понижает напряжение до нормального значения с помощью автотрансформатора, а выходное напряжение остается стабильным на нормальном значении.

Работа стабилизатора напряжения основана на двух операциях, одна из которых является понижающей, а другая — повышающей.

Когда входное напряжение низкое, стабилизатор добавляет больше напряжения, чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение, что называется операцией повышения.

Когда входное напряжение превышает нормальное значение, стабилизатор снижает напряжение, чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение, что называется понижающей операцией.

Типы стабилизаторов

В основном существует три типа стабилизаторов напряжения:

1. Типы реле Стабилизатор напряжения

2. Сервоуправляемый стабилизатор напряжения

3. Статический стабилизатор напряжения

В стабилизаторах напряжения релейного типа очень много электромагнитных реле. есть и подключены к ответвлению трансформатора.Для управления выходным напряжением они включались по очереди и поддерживали выходное напряжение.

В стабилизаторах релейного типа точная стабилизация напряжения невозможна.

В стабилизаторе с сервоуправлением серводвигатель используется для перемещения ответвителя на вторичной стороне трансформатора. Для поддержания уровня напряжения серводвигатель перемещает отвод или рычаг на вторичной обмотке трансформатора. Стабилизатор напряжения с сервоуправлением обеспечивает более точную стабилизацию напряжения, чем стабилизатор напряжения релейного типа.

Статический стабилизатор напряжения не имеет движущихся частей, он использует полупроводниковые устройства, такие как SCR, IGBT, микроконтроллер и т. Д., Чтобы управлять трансформатором для стабилизации напряжения. Статический стабилизатор напряжения обеспечивает большую точность стабилизации напряжения.

Спасибо, что посетили сайт. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.

Что такое стабилизатор напряжения и как он работает? Типы стабилизаторов

Что такое стабилизатор напряжения и зачем он нужен? Работа стабилизатора, типы и применение

Введение в стабилизатор:

Внедрение технологии микропроцессорных микросхем и силовых электронных устройств в конструкцию интеллектуальных стабилизаторов напряжения переменного тока (или автоматических регуляторов напряжения (AVR)) привело к получению высоких -качественное, стабильное электроснабжение при значительных и продолжительных отклонениях сетевого напряжения.

В качестве усовершенствования традиционных стабилизаторов напряжения релейного типа в современных инновационных стабилизаторах используются высокопроизводительные цифровые схемы управления и полупроводниковые схемы управления, которые исключают регулировку потенциометра и позволяют пользователю устанавливать требования к напряжению с помощью клавиатуры, с возможностью запуска и остановки выхода.

Это также привело к тому, что время срабатывания стабилизаторов или чувствительность стабилизаторов были очень низкими, обычно менее нескольких миллисекунд, кроме того, это можно регулировать с помощью переменной настройки.В настоящее время стабилизаторы стали оптимизированным решением для питания многих электронных устройств, чувствительных к колебаниям напряжения, и они нашли работу со многими устройствами, такими как станки с ЧПУ, кондиционеры, телевизоры, медицинское оборудование, компьютеры, телекоммуникационное оборудование и т. Д.

Что такое стабилизатор напряжения?

Это электрический прибор, который разработан для подачи постоянного напряжения на нагрузку на своих выходных клеммах независимо от изменений входного или входящего напряжения питания.Он защищает оборудование или машину от перенапряжения, пониженного напряжения и других скачков напряжения.

Он также называется автоматическим регулятором напряжения (АРН) . Стабилизаторы напряжения предпочтительны для дорогостоящего и драгоценного электрического оборудования, поскольку они защищают его от вредных колебаний низкого / высокого напряжения. Некоторое из этого оборудования — кондиционеры, офсетные печатные машины, лабораторное оборудование, промышленные машины и медицинское оборудование.

Стабилизаторы напряжения регулируют колебания входного напряжения до того, как оно может быть подано на нагрузку (или оборудование, чувствительное к колебаниям напряжения).Выходное напряжение стабилизатора будет оставаться в диапазоне 220 В или 230 В в случае однофазного питания и 380 В или 400 В в случае трехфазного питания в пределах заданного диапазона колебаний входного напряжения. Это регулирование осуществляется с помощью понижающих и повышающих операций, выполняемых внутренней схемой.

На современном рынке доступно огромное количество разнообразных автоматических регуляторов напряжения. Это могут быть одно- или трехфазные блоки в зависимости от типа применения и необходимой мощности (кВА).Трехфазные стабилизаторы выпускаются в двух версиях: модели со сбалансированной нагрузкой и модели с несбалансированной нагрузкой.

Они доступны либо в виде отдельных блоков для бытовых приборов, либо в виде больших стабилизаторов для целых приборов в определенном месте, например, во всем доме. Кроме того, это могут быть стабилизаторы аналогового или цифрового типа.

К распространенным типам стабилизаторов напряжения относятся стабилизаторы с ручным управлением или с переключением, автоматические стабилизаторы релейного типа, твердотельные или статические стабилизаторы и стабилизаторы с сервоуправлением.В дополнение к функции стабилизации большинство стабилизаторов имеют дополнительные функции, такие как отсечка низкого напряжения на входе / выходе, отсечка высокого напряжения на входе / выходе, отсечка при перегрузке, возможность запуска и остановки выхода, ручной / автоматический запуск, отображение отсечки напряжения, переключение при нулевом напряжении. и др.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения?

Как правило, каждое электрическое оборудование или устройство рассчитано на широкий диапазон входного напряжения. В зависимости от чувствительности рабочий диапазон оборудования ограничен определенными значениями, например, одно оборудование может выдерживать ± 10 процентов от номинального напряжения, а другое — ± 5 процентов или меньше.

Колебания напряжения (повышение или понижение величины номинального напряжения) довольно часто встречаются во многих областях, особенно на оконечных линиях. Наиболее частые причины колебаний напряжения — это освещение, неисправности электрооборудования, неисправная проводка и периодическое отключение устройства. Эти колебания приводят к поломке электрического оборудования или приборов.

Результатом длительного перенапряжения

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

Длительное пониженное напряжение приведет к

• Неисправность оборудования
• Более длительные периоды работы (как в случае резистивных нагревателей)
• Снижение производительности оборудования
• Вытягивание больших токов, которые в дальнейшем приводят к перегреву
• Ошибки вычислений
• Пониженная скорость двигателей

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

Как работает стабилизатор напряжения?

Основной принцип работы стабилизатора напряжения для выполнения операций понижения и повышения

В стабилизаторе напряжения коррекция напряжения при повышенном и пониженном напряжении выполняется с помощью двух основных операций, а именно: b oost и операции понижения . Эти операции могут выполняться вручную с помощью переключателей или автоматически с помощью электронных схем.В условиях пониженного напряжения режим повышения напряжения увеличивает напряжение до номинального уровня, в то время как понижающий режим снижает уровень напряжения во время состояния повышенного напряжения.

Концепция стабилизации включает в себя добавление или вычитание напряжения в сети и из нее. Для выполнения такой задачи в стабилизаторе используется трансформатор, который в различных конфигурациях соединен с переключающими реле. В некоторых стабилизаторах используется трансформатор с отводами на обмотке для обеспечения различных коррекций напряжения, в то время как в сервостабилизаторах используется автотрансформатор для обеспечения широкого диапазона коррекции.

Чтобы понять эту концепцию, давайте рассмотрим простой понижающий трансформатор с номиналом 230 / 12В и его связь с этими операциями приведена ниже.

На рисунке выше показана конфигурация повышения, в которой полярность вторичной обмотки ориентирована таким образом, что ее напряжение добавляется непосредственно к первичному напряжению. Следовательно, в случае пониженного напряжения трансформатор (будь то переключение ответвлений или автотрансформатор) переключается с помощью реле или твердотельных переключателей, так что к входному напряжению добавляются дополнительные вольты.

На приведенном выше рисунке трансформатор подключен в компенсирующей конфигурации, в которой полярность вторичной катушки ориентирована таким образом, что ее напряжение вычитается из первичного напряжения. Схема переключения переключает соединение с нагрузкой в ​​эту конфигурацию во время состояния перенапряжения.

На рисунке выше показан двухступенчатый стабилизатор напряжения, в котором используются два реле для обеспечения постоянной подачи переменного тока на нагрузку во время перенапряжения и в условиях напряжения. Путем переключения реле могут выполняться операции понижения и повышения напряжения для двух конкретных колебаний напряжения (одно находится под напряжением, например, 195 В, а другое — при повышенном напряжении, например, 245 В).

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

Типы стабилизаторов напряжения

Стабилизаторы напряжения стали неотъемлемой частью многих бытовых электроприборов, промышленных и коммерческих систем.Раньше использовались ручные или переключаемые стабилизаторы напряжения для повышения или понижения входящего напряжения, чтобы обеспечить выходное напряжение в желаемом диапазоне. Такие стабилизаторы построены с электромеханическими реле в качестве переключающих устройств.

Позже, дополнительная электронная схема автоматизирует процесс стабилизации, и на свет появились автоматические регуляторы напряжения РПН. Другой популярный тип стабилизатора напряжения — сервостабилизатор, в котором коррекция напряжения осуществляется непрерывно без какого-либо переключателя.Обсудим три основных типа стабилизаторов напряжения.

Стабилизаторы напряжения релейного типа

В стабилизаторах напряжения этого типа регулирование напряжения осуществляется переключением реле таким образом, чтобы одно из нескольких ответвлений трансформатора подключалось к нагрузке (как описано выше), независимо от того, он предназначен для работы в режиме наддува или противодействия. На рисунке ниже показана внутренняя схема стабилизатора релейного типа.

Он имеет электронную схему и набор реле помимо трансформатора (который может быть трансформатором с тороидальным или железным сердечником с отводами на его вторичной обмотке).Электронная схема включает схему выпрямителя, операционный усилитель, микроконтроллер и другие крошечные компоненты.

Электронная схема сравнивает выходное напряжение с эталонным значением, обеспечиваемым встроенным источником эталонного напряжения. Каждый раз, когда напряжение повышается или опускается за пределы опорного значения, схема управления переключает соответствующее реле для подключения к выходу требуемого ответвления.

Эти стабилизаторы обычно изменяют напряжение при колебаниях входного напряжения от ± 15 процентов до ± 6 процентов с точностью выходного напряжения от ± 5 до ± 10 процентов.Этот тип стабилизаторов наиболее часто используется для низкоуровневых бытовых приборов в жилых, коммерческих и промышленных помещениях, поскольку они имеют малый вес и низкую стоимость. Однако они страдают от нескольких ограничений, таких как низкая скорость коррекции напряжения, меньшая долговечность, меньшая надежность, прерывание цепи питания во время регулирования и неспособность выдерживать высокие скачки напряжения.

Стабилизаторы напряжения с сервоуправлением

Их просто называют сервостабилизаторами (работа с сервомеханизмом, который также известен как отрицательная обратная связь), и название предполагает, что он использует серводвигатель для коррекции напряжения.Они в основном используются для обеспечения высокой точности выходного напряжения, обычно ± 1% при изменении входного напряжения до ± 50%. На рисунке ниже показана внутренняя схема сервостабилизатора, который включает в себя серводвигатель, автотрансформатор, повышающий трансформатор, драйвер двигателя и схему управления в качестве основных компонентов.

В этом стабилизаторе один конец первичной обмотки понижающего повышающего трансформатора соединен с фиксированным ответвлением автотрансформатора, а другой конец соединен с подвижным рычагом, которым управляет серводвигатель.Вторичная обмотка понижающего повышающего трансформатора подключена последовательно к входящему источнику питания, который является не чем иным, как выходом стабилизатора.

Электронная схема управления обнаруживает провал и рост напряжения путем сравнения входного сигнала со встроенным источником опорного напряжения. Когда схема обнаруживает ошибку, она приводит в действие двигатель, который, в свою очередь, перемещает рычаг автотрансформатора. Он может питать первичную обмотку повышающего трансформатора, так что напряжение на вторичной обмотке должно быть желаемым выходным напряжением.Большинство сервостабилизаторов используют встроенный микроконтроллер или процессор для схемы управления для достижения интеллектуального управления.

Эти стабилизаторы могут быть однофазными, трехфазными симметричными или трехфазными несимметричными. В однофазном типе серводвигатель, соединенный с регулируемым трансформатором, обеспечивает коррекцию напряжения. В случае трехфазного симметричного типа серводвигатель соединен с тремя автотрансформаторами, так что стабилизированный выход обеспечивается во время колебаний путем регулировки выхода трансформаторов.В несбалансированном типе сервостабилизаторов три независимых серводвигателя соединены с тремя автотрансформаторами и имеют три отдельные цепи управления.

Сервостабилизаторы обладают различными преимуществами по сравнению со стабилизаторами релейного типа. Некоторые из них — более высокая скорость коррекции, высокая точность стабилизированного выхода, способность выдерживать броски тока и высокая надежность. Однако они требуют периодического обслуживания из-за наличия двигателей.

Стабилизаторы статического напряжения

Как следует из названия, стабилизатор статического напряжения не имеет движущихся частей в качестве механизма сервомотора в случае сервостабилизаторов.Он использует схему силового электронного преобразователя для стабилизации напряжения, а не вариацию в случае обычных стабилизаторов. С помощью этих стабилизаторов можно добиться большей точности и отличного регулирования напряжения по сравнению с сервостабилизаторами, и обычно регулирование составляет ± 1 процент.

По сути, он состоит из повышающего трансформатора, преобразователя мощности IGBT (или преобразователя переменного тока в переменный) и микроконтроллера, микропроцессора или контроллера на базе DSP. Управляемый микропроцессором преобразователь IGBT генерирует соответствующее количество напряжения с помощью метода широтно-импульсной модуляции, и это напряжение подается на первичную обмотку повышающего трансформатора.Преобразователь IGBT вырабатывает напряжение таким образом, чтобы оно могло быть синфазным или сдвинутым на 180 градусов по фазе входящего линейного напряжения, чтобы выполнять сложение и вычитание напряжений во время колебаний.

Каждый раз, когда микропроцессор обнаруживает провал напряжения, он посылает импульсы ШИМ на преобразователь IGBT, так что он генерирует напряжение, равное величине отклонения от номинального значения. Этот выход находится в фазе с входящим питанием и подается на первичную обмотку повышающего трансформатора.Поскольку вторичная обмотка подключена к входящей линии, индуцированное напряжение будет добавлено к входящему источнику питания, и это скорректированное напряжение будет подаваться на нагрузку.

Точно так же повышение напряжения заставляет схему микропроцессора посылать импульсы ШИМ таким образом, что преобразователь выводит напряжение с отклоненной величиной, которое на 180 градусов не совпадает по фазе с входящим напряжением. Это напряжение на вторичной обмотке понижающего вольтодобавочного трансформатора вычитается из входного напряжения, так что выполняется понижающая операция.

Эти стабилизаторы очень популярны по сравнению со стабилизаторами с переключением отводов и сервоуправляемыми стабилизаторами из-за большого количества преимуществ, таких как компактный размер, очень быстрая скорость коррекции, отличное регулирование напряжения, отсутствие технического обслуживания из-за отсутствия движущихся частей, высокая эффективность и высокий КПД. надежность.

Разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения

Здесь возникает серьезный, но сбивающий с толку вопрос: какова именно разница (я) между стабилизатором и регулятором на ? Хорошо.. Оба выполняют одно и то же действие, которое заключается в стабилизации напряжения, но основная разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения — :

Стабилизатор напряжения: Это устройство или схема, которые предназначены для подачи постоянного напряжения на выход без изменений. по входящему напряжению.

Регулятор напряжения: Это устройство или схема, которые предназначены для подачи постоянного напряжения на выход без изменения тока нагрузки.

Как выбрать стабилизатор напряжения правильного размера?

Прежде всего, необходимо учесть несколько факторов, прежде чем покупать стабилизатор напряжения для прибора.Эти факторы включают в себя мощность, требуемую для устройства, уровень колебаний напряжения, возникающих в зоне установки, тип устройства, тип стабилизатора, рабочий диапазон стабилизатора (на который стабилизатор подает правильное напряжение), отключение по перенапряжению / пониженному напряжению, тип схема управления, тип монтажа и другие факторы. Здесь мы привели основные шаги, которые следует учитывать перед покупкой стабилизатора для вашего приложения.

• Проверьте номинальную мощность устройства, которое вы собираетесь использовать со стабилизатором, наблюдая за деталями паспортной таблички (вот образцы: паспортная табличка трансформатора, паспортная табличка MCB, паспортная табличка конденсатора и т. Д.) Или из руководства пользователя продукта.
• Поскольку стабилизаторы рассчитаны на кВА (как и у трансформатора, рассчитанные на кВА, а не на кВт), также можно рассчитать мощность, просто умножив напряжение прибора на максимальный номинальный ток.
• Рекомендуется добавить запас прочности к номиналу стабилизатора, обычно 20-25 процентов. Это может быть полезно для будущих планов по добавлению дополнительных устройств к выходу стабилизатора.
• Если прибор рассчитан в ваттах, учитывайте коэффициент мощности при расчете номинальной мощности стабилизатора в кВА.Напротив, если стабилизаторы рассчитаны в кВт, а не в кВА, умножьте коэффициент мощности на произведение напряжения и тока.

ниже — это решение под напряжением. Пример как выбрать стабилизатор напряжения подходящего размера для вашего электроприбора

Предположим, если прибор (кондиционер или холодильник) рассчитан на 1 кВА. Следовательно, безопасный запас в 20 процентов составляет 200 Вт. Прибавив эти ватты к фактическому номиналу, мы получим мощность 1200 ВА. Поэтому для устройства предпочтительнее стабилизатор на 1,2 кВА или 1200 ВА.Для домашних нужд предпочтительны стабилизаторы от 200 ВА до 10 кВА. А для коммерческих и промышленных применений используются одно- и трехфазные стабилизаторы большой мощности.

Надеемся, что представленная информация будет информативной и полезной для читателя. Мы хотим, чтобы читатели выразили свое мнение по этой теме и ответили на этот простой вопрос — какова цель функции связи RS232 / RS485 в современных стабилизаторах напряжения — в разделе комментариев ниже.

Как работает стабилизатор напряжения сервопривода? Принцип работы сервостабилизатора

Прежде чем приступить к принципу работы, важно понять, что выходное напряжение также является тем, которое исходит от вторичной обмотки трансформатора Buck Boost.Это означает, что от трансформатора Buck Boost оборудование получает стабильное напряжение после коррекции.

Когда сервостабилизатор получает входной ток с колеблющимся напряжением, микропроцессоры в электронной схеме запускают драйвер серводвигателя. Это, в свою очередь, активирует серводвигатель, который перемещается по обмоткам автотрансформатора. Поскольку вал серводвигателя подключен к первичной обмотке трансформатора Buck Boost, механизм автоматически регулирует и увеличивает или уменьшает значение напряжения до заданного предела почти мгновенно.Эта регулировка входного напряжения до правильного выходного напряжения является целью серводвигателя и целью сервостабилизатора.

Это контролируемое напряжение передается через вторичную обмотку понижающего трансформатора, а затем подается на используемое устройство или оборудование.

При трехфазном питании автоматическая стабилизация напряжения серводвигателя соединена с 3 автотрансформаторами, и выполняется процесс коррекции напряжения. Сервостабилизатор напряжения — единственный стабилизатор, который можно использовать в однофазных и трехфазных соединениях.

Это связано с тем, что сервостабилизаторы обладают различными преимуществами перед традиционными стабилизаторами релейного типа. Некоторые из них включают высокую скорость коррекции, точность до +/- 1% значения допуска колебаний напряжения, стабильный выход, способность выдерживать пусковой ток и долговечность. Периодическое техническое обслуживание обеспечивает работу сервостабилизатора напряжения в течение очень долгого времени и является хорошим вложением денег в долгосрочной перспективе.

Стабилизаторы напряжения с сервоприводом Purevolt

Как бренд, известный своими сервостабилизаторами в Индии и за рубежом, сервостабилизаторы Purevolt являются очень востребованным вариантом благодаря своей доступности и долговечности.Промышленности полагаются на продукцию Purevolt из-за ее универсальности и окупаемости денег, которые они предоставляют, и поэтому они поступают в соответствии с рекомендациями многих уважаемых клиентов по всему миру.

Сервостабилизаторы Purevolt, нацеленные на совершенствование экономичных и жизнеспособных электрических решений и предотвращение поражения электрическим током, на сегодняшний день являются самой заслуживающей доверия торговой маркой на рынке. Чтобы заявить о таком обязательстве, мы полагаемся на годы наших исследований и разработок, а также часы тяжелой работы, затраченные на совершенствование наших продуктов.Мы предлагаем нашим дилерам и дистрибьюторам лучшие цены на серво стабилизатор напряжения.

Мы приглашаем вас узнать о нас больше, а также настоятельно рекомендуем предоставить нам возможность предложить очень экономичное решение ваших проблем. Свяжитесь с нами сегодня и оставьте нам свой запрос. Мы будем рады предложить доступный и надежный продукт в качестве решения для вашего бизнеса.

Стабилизатор напряжения

— Пост электроники

Стабилизатор напряжения

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

Стабилизаторы напряжения очень распространены в холодильниках, кондиционерах, телевизорах, печном оборудовании, телекоммуникационном оборудовании, медицинском оборудовании, микропечи, музыкальных системах, стиральных машинах и т. Д. Основное назначение стабилизаторов напряжения — защита устройства от колебаний напряжения.

Рис.1: Стабилизатор напряжения

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

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

Что такое стабилизатор напряжения?

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

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

Он также известен как автоматический регулятор напряжения (АРН) .

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

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

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

Рис.2: Стабилизатор напряжения

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

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

Зачем нужен стабилизатор напряжения?

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

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

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

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

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

Длительное перенапряжение приведет к следующим побочным эффектам, например:

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

Аналогично Длительное пребывание под напряжением приведет к следующим побочным эффектам:

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

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

Как работает стабилизатор напряжения?

Основной принцип работы стабилизатора напряжения

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

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

Процесс увеличения напряжения из состояния пониженного напряжения называется операцией повышения напряжения, в то время как снижение напряжения из состояния повышенного напряжения называется операцией понижения.

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

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

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

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

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

Boost Operation

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

Рис.3: Принципиальная схема работы в режиме наддува

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

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

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

Бак Операция

Принцип работы понижающего стабилизатора напряжения показан на рисунке 2 ниже.

Рис.4: Принципиальная схема работы понижающего преобразователя

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

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

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

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

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

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

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

Типы стабилизаторов напряжения

Стабилизаторы напряжения можно условно разделить на три типа. Их:

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

1. Релейные стабилизаторы напряжения

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

На рисунке ниже показана внутренняя схема стабилизатора релейного типа.

Рис.6: Внутренний вид стабилизаторов напряжения релейного типа

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

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

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

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

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

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

Преимущества стабилизаторов напряжения релейного типа

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

• Стоят дешевле.
• Они компактны по размеру.

Ограничения релейных стабилизаторов напряжения

Этот тип стабилизатора имеет несколько ограничений, например:

• медленная скорость коррекции напряжения
• меньше прочности
• меньше надежность
• Обрыв в цепи питания во время регулирования
• не выдерживает скачков напряжения

2.Стабилизаторы напряжения с сервоуправлением

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

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

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

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

Рис.7: Внутренний вид серво стабилизатора напряжения

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

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

Рис.8: Принципиальная схема стабилизатора напряжения с сервоприводом

Принцип работы

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

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

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

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

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

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

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

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

Преимущества стабилизатора напряжения на основе сервопривода

Преимущества сервостабилизаторов перед стабилизаторами релейного типа:

• более высокая скорость коррекции
• высокая точность стабилизированного выхода
• выдерживает пусковые токи
• высокая надежность

Ограничения серво стабилизатора напряжения

• требует периодического обслуживания.
• Для устранения ошибки серводвигатель необходимо выровнять. Для регулировки серводвигателя нужны умелые руки.

3. Стабилизаторы статического напряжения

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

Он использует схему силового электронного преобразователя для стабилизации напряжения.

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

Фиг.9: Стабилизатор статического напряжения

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

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

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

Рис.10: Принципиальная схема стабилизатора статического напряжения

Принцип работы

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

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

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

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

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

Преимущества стабилизаторов статического напряжения

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

• компактный размер
• очень быстрая скорость коррекции
• отличное регулирование напряжения
• Нет обслуживания из-за отсутствия движущихся частей
• высокая эффективность
• высокая надежность

Ограничения статического стабилизатора напряжения

Они дороже своих аналогов.

Как выбрать подходящий стабилизатор напряжения для ваших нужд?

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

Перед выбором стабилизатора напряжения необходимо учитывать следующие факторы:

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

и многие другие факторы.

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

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

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

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

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

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

Введение в основной принцип работы регулятора напряжения переменного тока

Напряжение переменного тока регулируется и контролируется, а напряжение регулируется в пределах указанного диапазона входного напряжения для стабилизации выходного напряжения в пределах указанного диапазона электрического оборудования.

Существует много типов регуляторов переменного напряжения , и основная схема работает по-другому, но в основном (за исключением регуляторов параметров переменного тока) в основном это схемы выборки входного переключателя, схемы управления, напряжения.

1. Входной переключатель: В качестве входного переключателя регулятора напряжения обычно используется небольшой автоматический выключатель с воздушным переключателем с ограничением по току.

Регуляторы и потребители пользуются защитой.

2. Устройство регулирования напряжения: это устройство, которое может регулировать выходное напряжение.Он может повышать или понижать выходное напряжение, которое является наиболее важным компонентом регулятора.

3. Схема выборки: определяет выходное напряжение и ток регулятора и передает изменение выходного напряжения в схему управления.

4. Приводное устройство: Поскольку цепь управления в цепи управления слабая, необходимо использовать приводное устройство для усиления и преобразования мощности.

5, устройство защиты привода: устройство для подключения и отключения выхода регулятора, обычно используемых реле или контакторов или предохранителей.

6. Цепь управления: анализирует тип обнаружения цепи дискретизации. Когда выходное напряжение высокое, управляющий сигнал для понижения напряжения отправляется на приводное устройство, и приводное устройство будет приводить в действие устройство регулировки напряжения для понижения выходного напряжения, когда вывод выводится. Когда напряжение низкое, управляющий сигнал для повышения напряжения отправляется на приводное устройство, и приводное устройство регулирует выходное напряжение с помощью устройства регулирования напряжения возбуждения, чтобы стабилизировать выходное напряжение для достижения стабильного вывода.

Когда обнаруживается, что выходное напряжение или ток выходит за пределы диапазона регулирования регулятора. Схема управления будет управлять устройством защиты выхода, чтобы отключить выход для защиты электрического оборудования, в то время как устройство защиты выхода подключено к выходу в нормальном состоянии, и устройство с питанием может получить стабильное напряжение питания.

Что такое свободная работа стабилизатора напряжения в электронике? Есть ли разница?

Современные электронные приборы — это настоящее произведение искусства.В условиях постоянного роста спроса и технического прогресса современная электроника эволюционировала в соответствии с потребностями потребителей. От интеграции интеллектуальных технологий до избавления от внешних стабилизаторов за счет встроенного регулирования напряжения — гаджеты и устройства в наши дни безопаснее и намного эффективнее, чем десять лет назад.

Несмотря на такой прогресс, сохранение жизни вашей электроники является одним из факторов, который до сих пор постоянно беспокоит потребителей. Одним из основных факторов, влияющих на срок службы электроники, является разрушение из-за колебаний напряжения.Гаджеты и электроника очень чувствительны к напряжению и лучше всего работают только в определенном диапазоне напряжений. Любые колебания входного напряжения — и ваш прибор пропал.

Чтобы решить эту проблему, были изобретены регуляторы напряжения. О том, кто разработал первый стабилизатор напряжения, не так много информации, но считается, что Макс Уайтинг и Ричард Тир были первыми создателями простой комбинации схем, которая выступала в качестве первого стабилизатора напряжения, хотя она была разработана для автомобилей.Механизм оказался эффективным, и вскоре его применила и электронная промышленность. С тех пор стабилизирующий механизм стал неотъемлемой частью почти каждого крупного гаджета и электроники.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения:

Изменение величины напряжения обычно называют колебаниями напряжения, когда оно выходит за пределы диапазона установившегося напряжения, предписанного стандартами. Нормальное напряжение однофазной системы электроснабжения в нашей стране — 230 В.Если он отклонился от своего диапазона, сценарий называется колебаниями напряжения. Значение отклоненного напряжения колеблется от 170 В до 270 В. Здесь нам понадобится стабилизатор для регулировки отклоненных диапазонов.

Колебания или скачки напряжения в линиях электропередач приводят к увеличению или уменьшению подачи электроэнергии от сети. Технически они называются соответственно повышенным или пониженным напряжением. Предположим, что среди этих электроприборов поврежден ваш телевизор, тогда другие подключенные к нему устройства могут быть легко повреждены.(Другие подключенные устройства, такие как телеприставка, DVD-плеер, система домашнего кинотеатра, игровые приставки и т. Д.) Более того, они могут причинить вам вред из-за колебаний в источнике питания или ударов в электрической цепи. Следовательно, важно защитить вашу технику.

Стабилизатор напряжения — это электрический прибор, который предназначен для подачи постоянного напряжения на нагрузку на своих выходных клеммах независимо от изменений входного или входящего напряжения питания. Он работает по принципу трансформатора, где входной ток подключается к первичным обмоткам, а выходной — от вторичных.Когда происходит падение входящего напряжения, он активирует электромагнитные реле, которые увеличивают количество витков вторичной обмотки, тем самым обеспечивая более высокое напряжение, которое компенсирует потерю выходного напряжения. Когда происходит рост входящего напряжения, происходит обратное, и, таким образом, напряжение на выходе остается почти неизменным. Он защищает оборудование или машину от перенапряжения, пониженного напряжения и других скачков напряжения.

Длительное перенапряжение приведет к:

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

Длительное пониженное напряжение приведет к:

• Неисправность оборудования
• Более длительные периоды работы (как в случае резистивных нагревателей)
• Пониженная производительность оборудования
• Большой ток, ведущий к перегреву
• Ошибки вычислений
• Пониженная частота вращения моторов

Стабилизаторы защищают приборы от вредных напряжений и токов и обеспечивают бесперебойную работу.Как уже упоминалось, колебания напряжения вредны для вашей электроники и могут нарушить ее работу. Кроме того, в таких странах, как Индия, довольно часто встречаются колебания напряжения. От отключения электроэнергии до молнии и грозы все может вызвать колебания напряжения. Итак, как говорится, «Профилактика лучше лечения».

Есть ли в современных холодильниках / кондиционерах встроенная стабилизация напряжения?

Современные бытовые приборы (в основном холодильники и кондиционеры) имеют больший диапазон напряжений для работы, т.е.е. Если раньше холодильники хорошо работали только при напряжении 200–240 В, то теперь у них более широкий диапазон — 170–290 В. Холодильники имеют встроенную отсечку высокого и низкого напряжения, но не имеют встроенных стабилизаторов напряжения. Использование стабилизатора напряжения с такими приборами может не потребоваться, если напряжение в вашем районе не поднимается или опускается намного выше или ниже предела, в котором может работать прибор.

Существуют ли разные стабилизаторы напряжения для разных приборов?

Стабилизаторы напряжения

оптимально спроектированы в зависимости от устройства, для которого они будут использоваться.Они классифицируются на основе лимита энергии и характеристик конкретного прибора. Каждый прибор в нашем доме имеет определенный лимит энергии. Принимая во внимание эти конкретные ограничения, разрабатываются соответствующие стабилизаторы. Различные типы стабилизаторов:

• Стабилизатор кондиционера
• Цифровой стабилизатор (LCD TV / LED TV / музыкальные системы)
• Стабилизатор для холодильников
• Стабилизаторы для телевизоров с ЭЛТ, музыкальных систем
• Стабилизаторы для стиральной машины, беговой дорожки, духовки
• Стабилизаторы магистральные

Общие сведения о том, как работает регулятор напряжения

Регулятор напряжения генерирует фиксированное выходное напряжение заданной величины, которое остается постоянным независимо от изменений его входного напряжения или условий нагрузки.Есть два типа регуляторов напряжения: линейные и импульсные.

В линейном регуляторе используется активное (BJT или MOSFET) устройство прохода (последовательное или шунтирующее), управляемое дифференциальным усилителем с высоким коэффициентом усиления. Он сравнивает выходное напряжение с точным опорным напряжением и регулирует проходное устройство для поддержания постоянного выходного напряжения.

Импульсный стабилизатор преобразует входное постоянное напряжение в коммутируемое напряжение, подаваемое на силовой MOSFET или BJT-переключатель. Отфильтрованное выходное напряжение переключателя мощности подается обратно в схему, которая контролирует время включения и выключения питания, так что выходное напряжение остается постоянным независимо от изменений входного напряжения или тока нагрузки.

Каковы некоторые топологии импульсных регуляторов?

Существует три распространенных топологии: понижающая (понижающая), повышающая (повышающая) и понижающая-повышающая (повышающая / понижающая). Другие топологии включают обратноходовые, SEPIC, Cuk, двухтактные, прямые, полномостовые и полумостовые топологии.

Как влияет на конструкцию регулятора частоты коммутации?

Более высокие частоты переключения означают, что в регуляторе напряжения можно использовать катушки индуктивности и конденсаторы меньшего размера. Это также означает более высокие коммутационные потери и больший шум в цепи.

Какие потери происходят с импульсным регулятором?

Потери возникают из-за мощности, необходимой для включения и выключения полевого МОП-транзистора, которые связаны с драйвером затвора полевого МОП-транзистора. Кроме того, потери мощности полевого МОП-транзистора возникают из-за того, что переключение из состояния проводимости в состояние непроводимости занимает конечное время. Потери также связаны с энергией, необходимой для заряда и разряда емкости затвора MOSFET между пороговым напряжением и напряжением затвора.

Каковы обычные области применения линейных и импульсных регуляторов?

Рассеиваемая мощность линейного регулятора прямо пропорциональна его выходному току для данного входного и выходного напряжения, поэтому типичный КПД может быть 50% или даже ниже.Используя оптимальные компоненты, импульсный регулятор может достичь КПД в диапазоне 90%. Однако выходной шум линейного регулятора намного ниже, чем импульсный стабилизатор с такими же требованиями к выходному напряжению и току. Обычно импульсный регулятор может управлять более высокими токовыми нагрузками, чем линейный регулятор.

Как импульсный регулятор управляет своим выходом?

Для импульсных регуляторов

требуются средства для изменения выходного напряжения в ответ на изменения входного и выходного напряжения.Один из подходов — использовать ШИМ, который управляет входом в соответствующий выключатель питания, который контролирует его время включения и выключения (рабочий цикл). Во время работы отфильтрованное выходное напряжение регулятора подается обратно на ШИМ-контроллер для управления рабочим циклом. Если отфильтрованный выходной сигнал имеет тенденцию к изменению, обратная связь, подаваемая на ШИМ-контроллер, изменяет рабочий цикл для поддержания постоянного выходного напряжения.

Какие проектные характеристики важны для ИС регулятора напряжения?

Среди основных параметров — входное напряжение, выходное напряжение и выходной ток.В зависимости от приложения могут быть важны другие параметры, такие как пульсирующее напряжение на выходе, переходная характеристика нагрузки, выходной шум и КПД. Важными параметрами для линейного регулятора являются падение напряжения, PSRR (коэффициент отклонения источника питания) и выходной шум.

использованная литература

Загрузить средства проектирования управления питанием

.