Стабилизаторы напряжения

Модели стабилизаторов напряжения производятся как в однофазном (220/230 В), так и трёхфазном (380/400 В) исполнении, мощность их от нескольких сотен ватт до нескольких мегаватт. Трёхфазные модели выпускаются двух модификаций: с независимой регулировкой по каждой фазе или с регулировкой по среднефазному напряжению на входе стабилизатора.

Выпускаемые модели также различаются по допустимому диапазону изменения входного напряжения, который может быть, например, таким: ±15%, ±20%, ±25%, ±30%, ±50%,−25%/+15%, −35%/+15% или −45%/+15%. Чем шире диапазон (особенно в отрицательную сторону), тем больше габариты стабилизатора и выше его стоимость при той же выходной мощности. В настоящее время существуют модели стабилизаторов напряжения с нижним порогом входного напряжения 90 вольт.

Важной характеристикой стабилизатора напряжения является его быстродействие, то есть чем выше быстродействие, тем быстрее стабилизатор отреагирует на изменения входного напряжения. Быстродействие это промежуток времени (миллисекунды) за которое стабилизатор способен изменить напряжение на один вольт. У разного типа стабилизаторов разная скорость быстродействия, например у электродинамических быстродействие 8…10 мс/В, статические стабилизаторы обеспечат 2 мс/В, а вот у электронных, компенсационного типа этот параметр 0,75 мс/В.

Ещё одним важным параметром является точность стабилизации выходного напряжения. Согласно ГОСТ 13109-97 предельно допустимое отклонение напряжения питания ±10% от номинального. Точность современных стабилизаторов напряжения колеблется в диапазоне от 0,5% до 8%. Точности в 8% вполне хватает для обеспечения исправной работы подавляющего большинства современной бытовой и промышленной электротехники оборудованных инверторными и импульсными блоками питания. Так как мощность оборудования напрямую зависит от напряжения, то для обеспечения корректной (заявленной производителем) работы с прогнозируемым результатом и расходом электроэнергии необходимо точное напряжения (0,5-1%). Так же более жесткие требования (1%) предъявляются для питания сложного оборудования (медицинское, высокотехнологичное и подобное). Важным потребительским параметром является способность стабилизатора работать на заявленной мощности во всем диапазоне входного напряжения, но далеко не все стабилизаторы соответствуют этому параметру. КПД электродинамических и сервоприводных стабилизаторов более 98%, а электронных (ступенчатых) 96%. Электродинамические стабилизаторы выдерживают десятикратные перегрузки, при покупке такого стабилизатора запас по мощности не требуется.

В настоящее время основными типами стабилизаторов являются:

1. Электронные стабилизаторы:

• симисторные

• тиристорные

2. Электромеханические:

• релейные

• сервоприводные

Их отличия между собой заключается в способе переключения витков трансформатора. В зависимости от этого, зависят габариты стабилизатора напряжения, его цена, и удобство использования.

Давайте подробнее рассмотрим каждый из видов стабилизаторов напряжения:

Электронные стабилизаторы напряжения

Так, например, в электронных стабилизаторах напряжения не используются механические составляющие, а все переключения происходят при помощи микросхем, это устройство обладает намного большей надежностью и скоростью срабатывания. Да и обладает намного меньшими размерами, нежели его аналоги. При этом является практически бесшумным, что очень удобно. Но при этом, понятное дело, все эти достоинства отражаются на цене данного стабилизатора напряжения.

Преимущества:

1. Быстродействие (10-20 мс).

2. Высокая точность выходного напряжения (1-2,5%).

3. Широкий диапазон входного напряжения (90-295 В).

4. Постоянный контроль входного и выходного напряжения (с точностью до 0,5% ).
5. Отсутствие в конструкции движущихся частей (абсолютно безшумны).

6. Длительный срок эксплуатации (более 15 лет безпрерывной работы).

7. Отсутствие необходимости в сервисном обслуживании.

Недостатки:

1. В недорогих моделях при переключении обмоток возможно дискретное изменение выходного напряжения.

2. Высокая цена относительно релейных и сервоприводных моделей.

Стабилизатор релейного типа

Данный тип стабилизаторов напряжения тоже похож на электронный стабилизатор напряжения, но у него есть такие механические части как силовые реле, при помощи которых происходит переключение. В результате мы получаем что-то среднее между сервоприводным и электронным стабилизатором напряжения, как по цене, так и по габаритам. Назвать бесшумным данный стабилизатор напряжения сложно, так как срабатывания реле сопровождаются щелчками, хоть это и не звук электромотора, но все же шум. По поводу надежности и долговечности релейного стабилизатора напряжения, то он ограничивается в основном сроком службы реле. И наиболее частой поломкой в таких стабилизаторах напряжения является залипание контактов реле, то есть выход из строя реле.

Стабилизаторы релейного типа - сверх экономичный вариант стабилизатора, имеющий малую точность регулирования напряжения.

Преимущества:

1. Большой запас по пусковым токам.

2. Цена ниже нежели у электронных и сервоприводных моделей.

Недостатки:

1. Невысокая надежность (обгорание и залипание контактов реле).

2. Низкое быстродействие.

3. Ограничения по максимальной мощности.

Электромеханический или сервоприводный стабилизатор

Особенностью этого вида стабилизатора напряжения является его механический принцип действия. То есть в нем в качестве привода используется электромотор с сервоприводом, с помощью которого ползунок перемещается по виткам трансформатора. Тем самым изменяя напряжение на выходе стабилизатора напряжения. Стабилизаторы этого типа обеспечивают плавное, бесступенчатое регулирование напряжения на выходе с высокой точностью его поддержания и не искажают форму выходного напряжения, что очень важно для наших бытовых приборов.

Преимущества:

1. Относительно низкая стоимость.

2. Высокая точность выходного напряжения.

Недостатки:

1. Наличие в конструкции движущихся частей.

2. Низкое быстродействие.

3. Необходимость сервисного обслуживания.