Из чего состоит и как работает электронный стабилизатор напряжения

Главная > Полезная информация> Из чего состоит и как работает электронный стабилизатор напряжения

ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ И КАК РАБОТАЕТ ЭЛЕКТРОННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Современные бытовые и промышленные стабилизаторы напряжения производятся двух типов: сервоприводные и электронные. С сервоприводными стабилизаторами, или как их еще называют электромеханическими, можно ознакомиться в одной из наших статей на сайте. А мы рассмотрим состав и принцип работы электронного стабилизатора напряжения.

Электронные стабилизаторы напряжения можно классифицировать по следующим критериям:

по типу переключающего элемента:

— реле

— тиристор

— симистор

по количеству ступеней переключения и точности стабилизации (наиболее распространенные на рынке Украины):

7 ступеней, ориентировочная  точность стабилизации +/-10%

9 ступеней, ориентировочная  точность стабилизации +/-7%

12 ступеней, ориентировочная  точность стабилизации +/-5%

16 ступеней, ориентировочная  точность стабилизации +/-3%

32 ступени, ориентировочная  точность стабилизации +/-1,5%

36 ступеней, ориентировочная  точность стабилизации +/-1%

48 ступеней, ориентировочная  точность стабилизации +/-0,5-1%

по количеству фаз стабилизации

— однофазные стабилизаторы напряжения 

— трехфазные стабилизаторы напряжения

по материалу изготовления обмоток  трансформатора:

— алюминий

— медь

по типу охлаждения:

— принудительное

— естественное

СОСТАВ И ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ЭЛЕКТРОННОГО СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Основными элементами электронного стабилизатора напряжения являются:

— коммутационный элемент: реле/симистор/тиристор

— силовой автотрансформатор

— плата управления

КОММУТАЦИОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

В зависимости от маркетинговой и технической стратегии, производители стабилизаторов напряжения выбирают схемо-техническое решение, в котором применяют один из коммутационных элементов: реле (контактная коммутация), симистор или тиристор (бесконтактная коммутация).  И как показывает практика, некоторые технические решения могут основываться на использовании одновременно двух разнотипных переключателей. Например, у одного из украинских производителей стабилизаторов напряжения, компании Элекс, есть стабилизатор напряжения с названием «Ампер Гибрид» — в котором применены как реле, так и симисторы. Благодаря такому подходу стабилизатор напряжения занял уверенную бюджетную ценовую позицию.

Релейные стабилизаторы напряжения: из названия стабилизатора понятно, какой переключающий элемент используется – реле. Реле это элемент с электромагнитным удержанием переключателя во включенном или выключенном состоянии.  Реле, как правило, применяются  в маломощных стабилизаторах напряжения с мощностями до 5 кВт, реже  8-10кВт. Это объясняется высокими токами коммутации и возможным пригоранием контактной группы на больших  нагрузках (из-за искрообразования).  Достоинством применения реле является их относительная дешевизна. А основными недостатками: ограниченное количество переключений (около 200 000 срабатываний), искрение и пригорание контактов,  невысокая скорость переключения, механический износ, повышенное тепловыделение.

Симисторные стабилизаторы напряжения: Коммутирующим элементом в таком стабилизаторе выступает симистор. Симистор (симметричный триодный тиристор) или триак (от англ. TRIAC — triode for alternating current) — полупроводниковый прибор, являющийся разновидностью тиристоров и используемый для коммутации в цепях переменного тока.

Тиристорные стабилизаторы напряжения. Тиристор — это переключающий полупроводниковый прибор, пропускающий ток в одном направлении. Этот радиоэлемент часто сравнивают с управляемым диодом и называют полупроводниковым управляемым вентилем (Silicon Controlled Rectifier, SCR). Тиристор имеет три вывода, один из которых — управляющий электрод, можно сказать, «спусковой крючок» — используется для резкого перевода тиристора во включенное состояние.

Общими свойствами для тиристорных и симисторных стабилизаторов напряжения является их долговечность работы и высокая скорость переключения. Главным недостатком тиристоров и симисторов является их высокая стоимость.

СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР

В стабилизаторах напряжения электронного типа в качестве преобразователя напряжения используется автотрансформатор.

Автотрансформатор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только магнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные электрические напряжения. Используя это свойство автотрансформатора, и производятся стабилизаторы напряжения. На каждый вывод автотрансформатора подводится силовой коммутационный элемент (см.выше описание), который переключает необходимый вывод (отвод) автотрансформатора на подключенную к стабилизатору напряжения нагрузку.

Преимуществом автотрансформатора является более высокий коэффициент полезного действия, поскольку лишь часть мощности подвергается преобразованию — это особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно.  

ПЛАТА УПРАВЛЕНИЯ

Все выпускаемые стабилизатор напряжения 10 кВт или 100 кВт, однофазный 220В или трехфазный  380В — все они имеют в своем составе плату управления. Основными возлагаемыми на нее задачами являются: контроль и измерение параметров входного сетевого напряжения, управление коммутирующими элементами для переключения между обмотками автотрансформатора, обеспечение пользовательского интерфейса и выполнение основных защит: от перегрузок, перегрева, перенапряжения на входе.

Подводя итог рассмотрения состава и назначения основных элементов электронного стабилизатора напряжения можем разобрать основной принцип его работы. Плата управления производит измерение напряжения поступающего напряжения и в случае обнаружения «ухода» заданного параметра – принимает решение на управление силовым коммутирующим элементом для перехода на необходимый отвод автотрансформатора, который обеспечит выходное напряжение в заданном виде. Приведем пример: если на входе стабилизатора было сетевое напряжение 220В, то автотрансформатор работал с отводом №3 и на этом отводе автотрансформатор выдает 220В +/-погрешность. Теперь рассмотрим ситуацию с понижением входного напряжения до 170В, в этом случае плата  управления принимает решение переключиться на отвод автотрансформатора №5, который при входном напряжении в 170В обеспечит  выходное напряжение номиналом  220В+/-погрешность. Именно такими переключениями на необходимый отвод автотрансформатора в зависимости от поступающего напряжения на входе и происходит стабилизация. Точность стабилизации (погрешность) имеет прямую зависимость от количества отводов автотрансформатора и силовых коммутирующих элементов – чем их больше, тем точность выходного напряжения выше.

Мы рассмотрели состав и основной принцип обеспечения стабилизации сетевого напряжения. В современных электронных стабилизаторах напряжения применяются достаточно сложные алгоритмы работы, имеется всевозможная масса настроек параметров стабилизации и управления, разнотипные устройства индикации и отображения (ЖК дисплей, светодиоды, дискретные элементы отображения), а в некоторых стабилизаторах есть функция удаленного мониторинга. Во всех хитростях и нюансах большинства стабилизаторов напряжения представленных на рынке Украины профессионально разбираются специалисты компании НТС-ГРУПП, ТМ «Электрокапризам-НЕТ!». Мы всегда открыты и готовы делиться своим богатым опытом в подборе стабилизаторов напряжения под любые задачи.

Автор: Борисов Сергей Петрович, г.Киев, 2018 год.  При копировании материала полностью или частично —  ссылка на автора и первоисточник обязательна.

Принцип работы стабилизаторов напряжения Volter

Принцип работы стабилизаторов напряжения Volter

Работа стабилизаторов Volter основана на исправлении входного напряжения методом вольтодобавок. Этот классический  вариант для тиристорных стабилизаторов вошел и в основу новых инверторных стабилизаторов Volter на базе IGBT-транзисторов.

С появлением IGBT технологий перед инженерами возник соблазн отказаться от классической методики вольтодобавок и создать устройство, генерирующее всю энергию заново (классический инвертор). Однако из опыта других производителей стало понятно, что такой способ неэффективен —  классические инверторы имеют слишком большие потери, сильно чувствительны к изменению нагрузок и искажают временные интервалы синусоиды напряжения. К тому же инвертор имеет промежуточный накопитель — элемент с малым сроком службы.

Инженеры Volter решили пойти дальше и, по аналогии с европейскими производителями, стали использовать двойное преобразование не для генерации, а для исправления уже имеющегося напряжения методом адаптивных вольтодобавок — когда к входному напряжению прибавляется ровно столько Вольт, сколько требуется для получения эталонного напряжения.

Таким образом во всех стабилизаторах Volter применяется система вольтодобавок, только в случае более ранних, тиристорных моделей, вольтодобавки фиксированы (генерируются обмотками автотрансформатора), а в моделях на базе IGBT-транзисторов — адаптивные, создаются методом двойного преобразования.

И тиристорные и транзисторные стабилизаторы одинаково популярны, а Ваш выбор между ними должен основываться на задачах, которые Вам необходимо решить.

Тиристорные стабилизаторы напряжения

Тиристорные модели работают по принципу электронных ключей под управлением процессора со специальной программой.

Стабилизаторы мониторят сеть и в зависимости от входного напряжения подключают соответствующие обмотки трансформатора. Время реакции таких стабилизаторов — 20 мс (обусловлено временем периода синусоиды напряжения).

Основным преимуществом тиристорных стабилизаторов является стойкость к перегрузкам, но стоит отметить, что такое утверждение верно только для стабилизаторов Volter — в них используются немецкие тиристорные модули Semikron с запасом по току и с хорошей организацией охлаждения.

Еще одной особенностью Volter является то, что в отличие от других производителей, он использует автотрансформатор «задом на перед». При таком подходе у  трансформатора входных обмоток много, а выходная одна. Это дает возможность поддерживать работу стабилизатора в номинальном режиме при любом входном напряжении.

Покупатели часто задают вопрос: «При каком входном напряжении стабилизатор Volter работает хорошо?» Ответ: «При любом, для каждого напряжения у него есть своя адаптированная обмотка».

 У других производителей, использующих одну входную обмотку, стабилизаторы действительно чувствительны к входному напряжению. При завышенном напряжении трансформатор такого стабилизатора будет выделять избыточное тепло, а при заниженном не наберет достаточный магнитный поток.

Стабилизаторы напряжения на базе IGBT

IGBT-стабилизаторы Volter используют двойное преобразование, но не являются классическими инверторами, так как не имеют промежуточного накопителя. Они исправляют напряжение «налету». Если  напряжение сети в норме, ВЧ генерация вообще не включаются. Если же напряжение нужно подправить, генерируется только та добавка, которая необходима и не более того. Это дает существенное преимущество.

Во-первых в отличие от классического инвертора Вы получите колоссальную экономию энергии, ведь чем меньше ее проходит через  преобразователь, тем меньше потерь.

Во вторых, стабилизатор становится нечувствительным к потребителям, ведь вся нагрузка по-прежнему переложена на сеть, а на стабилизатор приходится лишь малая ее часть. Это дает возможность без труда поддерживать высокую точность.

Ну и в третьих, Volter традиционно делает ставку преимущественно на конвекционное охлаждение, а при таком подходе стабилизатор как раз выделяет минимум тепла.

Замер напряжения IGBT-стабилизатора реализован методом сравнения входного сигнала с синусоидой, заложенной в память. Способность IGBT-транзисторов  работать на высокой частоте (15 кГц) дает возможность произвести замеры и подправить напряжение 600 раз за период. Время реакции такого стабилизатора составляет чуть больше 30 микросекунд (0,03мс).

Стабилизатор реагирует на аномалии, как пришедшие из внешней сети, так и из внутренней, ведь в отличие от классического инвертора, здесь внешняя и внутренняя сети остаются связанными. Это означает, что если будет включен какой-нибудь мощный прибор, например, чайник, свет в доме не будет притухать, независимо от того, где этот чайник находится — в доме или у соседа.

Стабилизатор напряжения и принцип его работы

Что такое стабилизатор напряжения? Стабилизатор напряжения — это оборудование, стабилизирующее напряжение.

Процесс стабилизации происходит путем доведения напряжения до желаемого уровня при любых колебаниях в энергосистеме.

Таким образом, мы можем сказать, что стабилизатор напряжения — это регулятор тока, используемый для поддержания и контроля напряжения для получения постоянного и непрерывного тока.

Стабилизатор напряжения в таких регионах просто находка, так как он не только обеспечивает постоянную подачу напряжения, но и предохраняет электронное оборудование от повреждений.

Для правильной и эффективной работы все электронное оборудование нуждается в постоянном потоке напряжения, подаваемого к ним от электрической цепи.

Стабилизатор напряжения поддерживает необходимое количество тока, поступающего на все электронные устройства, поэтому они также известны как стабилизаторы тока. Они поставляются в различных моделях со стабилизаторами, которые доступны с различной мощностью для удовлетворения всех различных потребностей.

Как работает стабилизатор напряжения?

Он работает аналогично трансформатору, в котором первичные обмотки получают вход, а вторичные обмотки получают выход.

При падении входного напряжения срабатывают электромагнитные реле, увеличивающие число витков вторичной обмотки и обеспечивающие большее напряжение, компенсирующее падение выходного напряжения.

При повышении входного напряжения происходит обратное, и, таким образом, напряжение на выходе практически не меняется.

Как правильно выбрать стабилизатор напряжения?s

Важно рассчитать нагрузку, подключенную к стабилизатору.

Сумма потребляемой мощности всех приборов, которые будут подключены к стабилизатору, даст вам нагрузку на стабилизатор.

Они легко доступны в любом магазине или на любой онлайн-платформе. Вам не нужно беспокоиться о гарантии, обслуживании клиентов, руководстве пользователя, качестве или доставке.

Стабилизаторы напряжения являются экономичным источником для обеспечения равномерного питания всего электронного оборудования.

Это надежное и экономичное решение для правильного источника питания. Если вы заботитесь о своих электронных приборах и хотите, чтобы они работали и работали долго, вам необходимо сделать выбор в пользу установки стабилизаторов.

Потребление электроэнергии стабилизаторами напряжения зависит от КПД стабилизатора. Обычно они имеют КПД 95-98%. То есть они потребляют около 2-5% от максимальной нагрузки.

В большинстве случаев необходимо использовать стабилизатор напряжения из-за недостаточного питания или сильных колебаний.

Чтобы защитить наши приборы, такие как телевизор, холодильник, кондиционер и т. д., мы должны выбрать подходящие и качественные стабилизаторы напряжения.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Электрический ток, электрические устройства, система распределения электроэнергии Регулятор напряжения MS Chaudhry, стабилизатор напряжения

Предыдущий

Следующий

Стабилизатор напряжения сервопривода — лучшая цена и оригинальный продукт

Прежде чем приступить к рассмотрению принципа работы, важно понять, что выходное напряжение также поступает от вторичной обмотки понижающего повышающего трансформатора. Это означает, что от трансформатора Buck Boost техника 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 повышающего понижающего трансформатора, движение автоматически регулируется и почти мгновенно увеличивает или уменьшает значение напряжения до заданного предела. Эта регулировка входного напряжения до правильного выходного напряжения является целью серводвигателя и назначением сервостабилизатора.

Это контролируемое напряжение передается через вторичную обмотку повышающего понижающего трансформатора и затем подается на используемые устройства или механизмы.

При трехфазном питании автоматическая регулировка напряжения серводвигателя соединена с 3 автотрансформаторами, и выполняется процесс коррекции напряжения. Сервостабилизатор напряжения — единственный стабилизатор, который можно использовать с однофазными и трехфазными соединениями.

Это связано с различными преимуществами сервостабилизаторов по сравнению с традиционными стабилизаторами релейного типа. Некоторые из них включают в себя высокую скорость коррекции, точность до +/- 1% допустимого значения колебаний напряжения, стабильный выходной сигнал, способность выдерживать пусковой ток и долговечность. Периодическое техническое обслуживание поддерживает работу стабилизатора напряжения сервопривода в течение очень долгого времени и является хорошей инвестицией в долгосрочной перспективе.

Ознакомьтесь с другими нашими продуктами — ИБП Online | Преобразователь постоянного тока в переменный | Разделительный трансформатор | кремниевый выпрямитель | Понижающий трансформатор | Повышающий трансформатор

Сервостабилизаторы напряжения Purevolt

Как бренд, известный своими сервостабилизаторами как в Индии, так и за рубежом, сервостабилизаторы Purevolt пользуются большим спросом благодаря своей доступности и долговечности. Отрасли промышленности полагаются на продукты Purevolt из-за их универсальности и рентабельности, которые они обеспечивают, и поэтому они соответствуют рекомендациям многих уважаемых клиентов со всего мира.

Благодаря нашей приверженности совершенствованию экономически эффективных и жизнеспособных электрических решений и предотвращению опасностей, связанных с электричеством, сервостабилизаторы Purevolt, безусловно, являются самым надежным брендом на рынке. Чтобы заявить о такой приверженности, мы полагаемся на наши годы исследований и разработок и часы напряженной работы, которые ушли на совершенствование нашей продукции. Мы предлагаем нашим дилерам и дистрибьюторам лучшие цены на стабилизаторы напряжения сервопривода.

Мы приглашаем вас узнать о нас больше, а также призываем предоставить нам возможность предложить очень выгодное решение ваших проблем. Свяжитесь с нами сегодня и оставьте свой запрос у нас. Мы будем рады вернуться с доступным и надежным продуктом в качестве решения для вашего бизнеса.