Типы стабилизаторов напряжения

Типы стабилизаторов напряжения

     

    Стабилизаторы со ступенчатым регулированием

    Принцип работы

    Основные детали стабилизаторов этого типа - автотрансформатор состоящий из нескольких обмоток и устройство коммутации, которое переключает эти обмотки. 

    На входе устройства находится электронная плата, которая анализирует сетевое напряжение и управляет переключателями, которые подают напряжение на выход от соответствующего вывода обмотки автотрансформатора.

    Количество обмоток и , соответственно, ступеней может варьироваться от 4 до 9. Чем больше ступеней, тем точнее регулируется напряжение.

    Быстродействие ступенчатых СН достигает 5-7 мсек. 

    Переключателями могут служить:

    • электромеханические реле
    • тиристоры, симисторы

     Преимущество реле - отсутствие искажения формы напряжения, недостаток - ограниченная долговечность

    Преимущества электронных  переключателей - долговечность, недостатки - искажение формы напряжения, чувствительность к помехам в сети.

    Недостатки 

    Так как СН этого типа регулируют напряжение ступенями, то на его выходе напряжение колеблется в определённых пределах, например, для стабилизатора с напряжение 220 В+/- 8% на выходе получим 203-237 В.

    Это хорошо видно на графике:

     

    Это основной недостаток ступенчатых ступенчатых преобразователей.

    Основные преимущества:

    • небольшой размер
    • невысокая стоимость
    • возможность работы с перегрузкой
    • широкий диапазон входного напряжения 
    • практически бесшумная работа

    Все эти достоинства оценили потребители, и сейчас большинство пользуется именно этими ПН.

    Схема ступенчатого стабилизатора

    Схема релейного стабилизатора:

    Схема тиристорного (симисторного) стабилизатора

     

    Для увеличения точности регулирования напряжения применяют двухкаскадные схемы - первая грубая регулировка и второй каскад - для увеличения точности.

     Вот как выглядит такой стабилизатор внутри:

    Электромеханические стабилизаторы напряжения (сервоприводные)

    Принцип работы

    Главные детали в данных стабилизаторах - автотрансформатор и электромеханический переключатель, сервопривод.

    Сервопривод представляет из себя бегунок, который движется по по виткам трансформатора и снимает с них нужное напряжение.

    Недостатки

    • низкая надёжность
    • небольшой срок службы
    • низкая скорость реакции на изменение напряжения
    • шум при переключении

    В качестве съёмного бегунка используют угольные щётки, поэтому срок службы и надёжность оставляют желать лучшего.

    Во время работы слышен характерны звук искрения в щёточном механизме.

    Скорость реакции примерно, 1 с на 10% изменения напряжения от номинала, поэтому при больших и резких скачках, например, работе сварочного аппарата, данный тип СН не сможет корректно стабилизировать напряжение.

    Основные неисправности механических СН - залипание сервоприводного механизма и истирание бегунка-щётки.

    Преимущества

    • низкая стоимость
    • точность регулирования
    • не вносит искажений на выходе

    Сервоприводный двигатель отрабатывает колебания напряжения, с точностью 2-3%.

    А стоимость из-за простоты конструкции невысокая, и такие стабилизаторы доступны по цене.

    Стоит отметить, что сейчас появились роликовые механические СН, в которых вместо угольной щётки используется подвижный ролик - долговечность и надёжность таких стабилизаторов на порядок выше.

    Схема электромеханического стабилизатора

     

    Схема бегункового механизма:

    Фото сервопривода в электромеханическом СН:

     

    Инверторные стабилизаторы.

    Ещё их называют стабилизаторы с двойным преобразованием или "онлайн стабилизаторы"

    Принцип работы

    СН этого типа преобразуют переменное напряжение сети в постоянное, после чего из постоянного формируют переменное со стабильными параметрами частоты, уровня и формы.

    Таким образом параметры выходного напряжения не зависят от параметров входного.

    Схема инверторного стабилизатора

    ВФ - входные фильтры

    ККМ - корректор коэффициента мощности

    ИНВ - преобразователь постоянного напряжения в переменное

    ВИП - вторичный источник питания

    МК - микроконтроллер, управляющий работой всей схемы

    Преимущества инверторных стабилизаторов

    • широкий диапазон входного напряжения
    • стабильные параметры выходного напряжения
    • бесшумность
    • небольшие габариты и вес
    • фильтрация помех и высокочастотных выбросов из сети
    • высокий КПД
    • защита по превышению тока в нагрузке

    Инверторы способны работать от 100 В! При этом имеется снижение отдаваемой мощности (до 50%). Но это всё равно отличный показатель по сравнению с другими типами СН. Верхний предел доходит до 300 В.

    При этом форма выходного сигнала - чистая синусоида, со стабильной частотой 50 Гц и напряжением 220 В. Эти параметры не зависят от параметров входного сигнала, а задаются внутренним генератором. Стабильность держится в пределах +/- 05-1%. 

    Преобразователи способны работать с небольшой перегрузкой - до 120%. При увеличении мощности нагрузки стабилизатор плавно ограничивает ток, не давая выходить мощности за опасные пределы. Также есть защиты от скачков напряжения и перегрева самого прибора.

    Современный уровень развития электроники позволяет разместить довольно мощные стабилизаторы в небольшом корпусе, сравнительно маленького веса.

    КПД, благодаря современной элементной базе и наличию встроенного корректора коэффициента мощности переваливает за 90 %.

    Очень часто такие преобразователи совмещают с аккумуляторными батареями, получая ИБП - источник бесперебойного питания или UPS. Это позволяет питать потребителей электроэнергии даже при полном отключении электричества.

    Недостатки инверторного стабилизатора

    Недостатком таких СН является  цена. Но всё равно их используют всё чаще. А стоимость данных приборов будет снижаться по мере развития электроники и элементной базы для неё.

     

    Комментарии для сайта Cackle

Самостоятельный ремонт кондиционеров

Ошибка кондиционера error communication

Описаны методы поиска неисправностей и устранения ошибки error communication - отсутствие связи между внутренним и внешним блоком.

Линейка холодильщика - современный вариант.

Линейка холодильщика - удобный инструмент, заменяющий бумажные графики зависимости температуры от давления фреонов. Что же ещё удобней?

Ремонт плат кондиционера.Замена трансформатора

Платы с трансформаторным питанием - самые распространённые, до недавнего времени. Как их продиагностировать и отремонтировать.