Для чего нужен стабилизатор напряжения: Зачем нужен стабилизатор для коттеджа или частного дома?

Зачем нужен стабилизатор для коттеджа или частного дома?

Содержание

Что такое стабилизатор напряжения. Его основные функции

Стабилизаторы напряжения представляют собой электронные устройства, которые на входе подключаются к сети, а на выходе к ответственным электроприборам, нуждающимся в качественном электропитании. Основная их функция заключается в поддержании максимально приближенного к номиналу значения напряжения (220/230 В для однофазных и 380/400 для трёхфазных электросетей), когда во входной линии случаются периодические колебания напряжения, провалы и перенапряжения, а также искажения формы сигнала.

Некоторые модели стабилизаторов также способны выполнять функционал источников питания и защищать подключенные электроприборы от кратковременных перебоев в подаче энергии (но не более, чем на 200 миллисекунд).

В каких случаях установка стабилизатора необходима?

Даже если напряжение в электросети дома не соответствует норме, установка стабилизатора не всегда необходима. Как правило, применение таких приборов требуется только в следующих случаях:

• если в доме есть критическая нагрузка, особо чувствительная к перепадам напряжения. Например, электронике газового котла и циркуляционному насосу постоянно требуется высококачественное электропитание. При малейшем отклонении сетевого напряжения от нормы в их работе происходит сбой, который может привести к полной заморозке всей отопительной системы дома;
• если в домашней электросети периодически происходят значительные отклонения сетевых параметров, превышающие рабочий диапазон нагрузки и, соответственно, способные нанести вред её функционированию и сказаться на качестве её работы. Требования к электропитанию обычно указываются на шильдике или в паспорте оборудования. Например, многие современные телевизоры могут функционировать в достаточно широком диапазоне, который в среднем составляет 120-240 В, однако при превышающих этот диапазон перепадах сетевого напряжения ТВ запросто может отключиться или выйти из строя.

Определить наличие в домашней электросети проблем с качеством напряжения достаточно просто. Для этого можно:

• провести визуальное отслеживание яркости лам накаливания и работы нагревательного оборудования: мерцание освещения или снижение мощности электротехники будет основным признаком перепадов напряжения. Однако их величину можно узнать только при помощи специальных инструментов;
• выполнить измерение напряжения в сети с помощью мультиметра или вольтметра в течение нескольких дней и в разное время (особенно в период пикового потребления).

Причины некачественного напряжения в домашней сети

Некачественное напряжение в сети может возникать по ряду причин, среди которых наиболее часто встречаются следующие:

• подключение или, наоборот, отключение мощных потребителей или техники с мощными электродвигателями, обладающими большими пусковыми токами;
• автоматический перезапуск защитных устройств или неправильно работающий трансформатор на электроподстанции;
• неправильно смонтированная или изношенная электропроводка;
• попадание разряда молнии в линию электропередач.

Последствия перепадов напряжения для бытовой электротехники

Негативное влияние нестабильного сетевого напряжения на электротехнику, в зависимости от её вида, может проявляться совершенно разным образом: от сбоя установленных режимов работы до полного выхода из строя. Наиболее часто от некачественного напряжения страдает нагрузка с электродвигателями и компрессорами, например, холодильники (особенно инверторные), котлы отопления, насосы, стиральные машины. Нестабильное напряжение домашней сети, особенно всплески напряжения, могут навредить работе компьютерной техники, аудио- и видеооборудования.

Нагревательные приборы, в конструкции которых присутствуют ТЭНы (утюги, батареи, чайники, кипятильники), комфортно переносят незначительные скачки напряжения и сетевые помехи. Однако при сильно пониженном напряжении они могут не выдавать номинальную мощность, а при перенапряжении – сгореть.

Обратите внимание!
Выход из строя электротехники по причине некачественного сетевого напряжения не является гарантийным случаем. При обращении к продавцу или производителю оборудования в гарантийном ремонте будет отказано, так как прибор эксплуатировался в несоответствующих условиях. Ремонт техники будет осуществлять исключительно за счет пользователя!

Рассмотрим подробнее, как влияют проблемы качества электропитания на бытовую электротехнику, используемую в частных домах.

Подбирая стабилизатор напряжения для ответственного оборудования, необходимо, чтобы его модель обеспечивала максимальную и надежную защиту от всех имеющихся проблем с качеством электропитания.

Типы стабилизаторов и сферы их применения

Сегодня на электротехническом рынке продаются несколько типов стабилизаторов, среди которых выделяются устройства, работающие на основе автотрансформатора, и изделия, основанные на бестрансформаторной технологии двойного преобразования энергии. Разберем особенности и возможности каждого типа изделий.

Тип стабилизатора	Схема работы	Особенности стабилизации
Автотрансформаторные	К данным устройствам относятся релейные, электромеханические, тиристорные и симисторные стабилизаторы напряжения. Изделия имеют схожий принцип коррекции напряжения, который выполняется за счет коммутационного блока (в зависимости от типа стабилизатора это может быть реле, механический привод или электронные ключи), переключающегося на ту обмотку автотрансформатора, которая способна обеспечить максимально приближенное значение выходного напряжения к номиналу.	Чем больше обмоток у автотрансформатора, тем плавнее и точнее выполняется регулировка напряжения. В среднем у таких приборов отклонение напряжения от номинального значения составляет от 2 до 10%. Однако такой точности может быть недостаточно для особо электрочувствительных типов нагрузок. Реакция на сетевые перепады выполняется с небольшой задержкой (от 5 мс), из-за чего на выходе устройства может оказаться повышенное или пониженное напряжение. Также недостатком автотрансформаторных моделей является отсутствие коррекции искажения сети.
Двойного преобразования	К данным стабилизаторам относятся инверторные модели, которые считаются устройствами нового поколения. Они не имеют автотрансформатора и коммутационных блоков. Коррекция напряжения у них выполняется за счет двойного электронного преобразования: входное переменное напряжение сначала выпрямляется в постоянное, а затем с помощью инвертора переводится обратно в переменное, но имеющее эталонные характеристики.	Данные стабилизаторы способны корректировать входное напряжение мгновенно (за 0 мс) при сетевых перепадах в довольно широком диапазоне (90-310 В). При этом выходной сигнал имеет высокую точность: его отклонение от номинального значения составляет не более 2%. Изделия гарантированно обеспечивают нагрузку напряжением идеальной синусоидальной формы независимо от искажений сети. Инверторные модели – пока единственные стабилизаторы, обеспечивающие бесперебойную работу нагрузки при кратковременных пропаданиях сети (до 200 мс).

Сфера использования стабилизаторов определяется их техническими возможностями. Автотрансформаторные стабилизаторы применяются в основном для защиты нетребовательной к качеству питания электротехники, например, осветительных приборов, телевизионной техники, кухонных приборов и электроинструментов без электродвигателей. Инверторные модели, благодаря своим высоким характеристикам, подходят для защиты любых типов нагрузок и используются в самых нестабильных электросетях.

Способы применения стабилизаторов напряжения в доме

В зависимости от типа входной сети, поступающей в дом, вида и количества защищаемой нагрузки используются:

• трехфазные стабилизаторы, которые устанавливаются в сетях 380/400 В для защиты трехфазного или однофазного оборудования;
• стабилизаторы конфигурации 3 в 1, применяемые в трехфазных электросетях для защиты только однофазных электроприборов.
  Устройства равномерно распределяют мощность подключенной нагрузки по всем питающим фазам;
• однофазные стабилизаторы, которые могут быть подключены как к сетям 380/400 В, так и к сетям 230/220 В, но только для электропитания однофазных электроприборов.

У однофазных моделей может быть несколько вариантов применения, которые будут зависеть от объема подключаемых электроприборов и типа входной сети. В однофазной сети такие устройства могут быть использованы как для защиты одной единицы или целой группы критически важного оборудования (например, газового котла и циркуляционного насоса), так и обеспечения качественного электропитания всего объема электрооборудования в доме. В трехфазной сети можно выполнить подключение по одному однофазному стабилизатору на каждую фазу для защиты всех однофазных нагрузок или установить один стабилизатор только на одной из питающих фаз для обеспечения качественного электропитания группы ответственного однофазного оборудования, например, системы отопления и водоснабжения дома.

Где купить стабилизатор для коттеджа или частного дома?

Купить стабилизаторы напряжения для дома, которые отлично подходят для защиты любой техники , можно напрямую у российского производителя «Штиль», оформив заказ в нашем официальном интернет-магазине.

В карточках товаров подробно описаны их технические характеристики, преимущества и сферы применения, доступны для скачивания инструкции по эксплуатации, презентации и сертификаты, подтверждающие соответствие изделий техническим требованиям.

Заказ могут сделать физические и юридические лица. Доставка стабилизаторов возможна в любой регион России. При оформлении заказа можно выбрать удобный способ безналичной оплаты или получить кредит с помощью сервиса Сбербанка.

Через онлайн-чат предоставляются оперативные консультации по подбору, покупке и эксплуатации оборудования.

Когда нужен стабилизатор напряжения?

Согласно статистике, именно из-за неправильных параметров электрической сети, в частности из-за низкого или наоборот высокого напряжения, чаще всего выходит из строя бытовая и офисная техника. И это неудивительно, так как современная техника содержит в себе электронику управления, а также компрессоры и электродвигатели, которые очень чувствительны к изменениям напряжения.

Защитить вашу технику и даже просто значительно продлить ее срок службы поможет стабилизатор напряжения, который откорректирует параметры напряжения электросети до нормируемого, а если напряжение резко упадет или наоборот будет скачок напряжения вверх, то встроенная в стабилизатор защита незамедлительно отключит прибор, спасая тем самым вашу технику.

Обычно, проблемы с напряжением существуют там, где недостаточно хорошо следят за состоянием электросетей, за балансом распределения нагрузок и просто там, где старая или некачественная электропроводка.

Определить нужен ли вам стабилизатор напряжения можно просто измерив мультиметром напряжение в розетке. Нормальные показатели будут в пределах 198-242 В, это максимально допустимые отклонения напряжения, которые могут быть в однофазной электрической сети согласно пункту 4. 2.2 из ГОСТ 32144-2013. Лучше всего, конечно, делать такие замеры периодически, в разное время суток, дни недели и даже в разное время года.

Кроме того, есть еще несколько косвенных показателей, по которым можно определить, что с напряжением в квартире или доме, что-то не так:

• Мерцание или тусклое свечение ламп, достаточно частое их перегорание

• Нарушения в работе бытовой техники: медленно нагреваются ТЭН, гудят трансформаторы, сбрасываются таймеры, приборы не включаются или выходят из строя без видимых причин и т.д.

В первую очередь, заметив такие отклонения в работе электрооборудования или просто обнаружив слишком низкое или высокое напряжение в сети вольтметром, вы должны обратиться в свою энергоснабжающую компанию и добиваться восстановления требуемых параметров поступающего электрического тока.

К сожалению, процесс этот, как вы понимаете, небыстрый, особенно, если речь идёт о низком или высоком напряжении в частном доме или на дачном участке, поэтому, на какое-то время, вам обязательно нужен стабилизатор напряжения, чтобы защитить свой холодильник, позволить ему работать в нормальном режиме.

Как подобрать стабилизатор напряжения

Абсолютное большинство бытовых приборов работает от напряжения 220В и подключается к стандартной бытовой розетке, и стабилизатор напряжения для них нужен однофазный.

В настоящее время существует несколько разновидностей стабилизаторов напряжения. Они основаны на различных принципах действиях и компонентах и различаются по скорости срабатывания, диапазону регулирования, степени защищенности и еще по целому ряду характеристик.

Релейный стабилизатор (https://umnel.ru/catalog/releynye_stabilizatory/) будет самым простым и экономичным решением для несложной бытовой техники, особенно для холодильника. Релейный стабилизатор имеет высокую скорость переключения, реле прекрасно выдерживают пусковые токи, которые образуются при запуске компрессора, а кроме того, они более чем доступны по цене. Основной недостаток релейного стабилизатора – его ступенчатое переключение. При срабатывании реле возникает резкий скачок напряжения величиной 5-15 вольт. Для бытовой техники такой скачок не окажет негативного влияния, однако освещение при этом будет мигать заметно. Гарантийный срок работы релейных стабилизаторов находится в пределах от 2 до 3 лет.

Принцип действия электромеханического стабилизатора (https://umnel.ru/catalog/elektromekhanicheskie_stabilizatory/) напряжения также довольно простой. Щетки из графита при перепадах напряжения передвигаются по катушке трансформатора, тем самым регулируется и подстраивается выходное напряжение. 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. Гарантийный срок работы электромеханических стабилизаторов находится в пределах от 1 до 2 лет.

Электронные симисторные стабилизаторы (https://umnel.ru/catalog/simistornye_stabilizatory/) напряжения 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. Электронные стабилизаторы работают с большим КПД. Гарантийный срок работы электронных стабилизаторов находится в пределах от 3 до 7 лет.

Мощность стабилизатора напряжения – это величина, которая показывает какую максимальную нагрузку может питать данное устройство. При этом важно помнить, что у большинства особенно недорогих моделей стабилизаторов, есть прямая зависимость падения отдаваемой мощности в зависимости от входящего напряжения в сети.

Например, у вас напряжение в розетке падает до 190В, то стабилизатор мощностью 1000 ВА, будет держать все 100% заявленной нагрузки, но как только напряжение упадёт ниже, например, до 150В – то максимальная возможная нагрузка упадёт, обычно где-то на 40% и будет составлять уже всего 600 ВА.

Таким образом  при расчете мощности стабилизатора необходимо знать две основные величины:

• Мощность потребителя, VA

• Минимальное и максимальное напряжение в сети, В

Если вам нужно подобрать стабилизатор напряжения на всю квартиру или дом, вы можете воспользоваться Калькулятором подбора стабилизатора напряжения на нашем сайте (https://umnel.ru/about/calc/tab.php)

Что такое стабилизатор напряжения и как он работает? Типы стабилизаторов

Содержание

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

В отличие от традиционных стабилизаторов напряжения релейного типа, в современных инновационных стабилизаторах используются высокоэффективные цифровые схемы управления и полупроводниковые схемы управления, которые устраняют необходимость в регулировке потенциометром и позволяют пользователю устанавливать требования к напряжению с помощью клавиатуры, с возможностью запуска и остановки выхода.

Это также привело к уменьшению времени срабатывания или чувствительности стабилизаторов, 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 так далее.

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

Его также называют автоматическим регулятором напряжения (АРН) . Стабилизаторы напряжения предпочтительны для дорогостоящего и ценного электрооборудования, чтобы защитить его от вредных колебаний низкого/высокого напряжения. Некоторым из этого оборудования являются кондиционеры, офсетные печатные машины, лабораторное оборудование, промышленные машины и медицинское оборудование.

Стабилизаторы напряжения регулируют колебания входного напряжения, прежде чем оно может быть подано на нагрузку (или оборудование, чувствительное к изменениям напряжения). Выходное напряжение стабилизатора будет оставаться в пределах 220В или 230В при однофазном питании и 380В или 400В при трехфазном питании, в заданном диапазоне колебаний входного напряжения. Это регулирование выполняется операциями понижения и повышения, выполняемыми внутренней схемой.

На современном рынке представлено огромное количество автоматических регуляторов напряжения. Это могут быть однофазные или трехфазные агрегаты в зависимости от типа применения и требуемой мощности (кВА). Трехфазные стабилизаторы выпускаются в двух версиях: модели со сбалансированной нагрузкой и модели с несимметричной нагрузкой.

Они доступны либо в виде специальных блоков для бытовой техники, либо в виде большого стабилизатора для всей бытовой техники в определенном месте, например, во всем доме. Кроме того, это могут быть блоки стабилизаторов как аналогового, так и цифрового типа.

К наиболее распространенным типам стабилизаторов напряжения относятся стабилизаторы с ручным или переключаемым управлением, стабилизаторы с автоматическим реле, полупроводниковые или статические стабилизаторы и стабилизаторы с сервоприводом. 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, запуск и остановка выхода, ручной/автоматический запуск, отображение отключения напряжения, переключение при нулевом напряжении. и т. д.

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 распространены во многих областях, особенно на оконечных линиях. Наиболее распространенными причинами скачков напряжения являются освещение, неисправности электрооборудования, неисправная проводка и периодическое отключение устройства. Эти колебания создают проблемы с электрическим оборудованием или приборами.

Длительное перенапряжение приведет к

• Необратимое повреждение оборудования
• Повреждение изоляции обмоток
• Нежелательное прерывание нагрузки
• Увеличение потерь в кабелях и соответствующем оборудовании
• Снижение срока службы прибора

Длительное время под напряжением приведет к

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

Таким образом, стабильность и точность напряжения определяют правильную работу оборудования. Таким образом, стабилизаторы напряжения гарантируют, что колебания напряжения на входе в сеть не повлияют на нагрузку или электроприбор.

Основной принцип стабилизатора напряжения для выполнения операций понижения и повышения напряжения

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

Концепция стабилизации заключается в добавлении или уменьшении напряжения в сети питания. Для выполнения такой задачи в стабилизаторе используется трансформатор, который по разным схемам соединен с коммутационными реле. В некоторых стабилизаторах используется трансформатор с ответвлениями на обмотке для обеспечения различных корректировок напряжения, в то время как в сервостабилизаторах используется автотрансформатор для обеспечения широкого диапазона коррекции.

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

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

На рисунке выше трансформатор подключен по схеме компенсирования, при этом полярность вторичной обмотки ориентирована таким образом, что ее напряжение вычитается из первичного напряжения. Схема переключения переключает соединение с нагрузкой на эту конфигурацию в условиях перенапряжения.

На приведенном выше рисунке показан двухступенчатый стабилизатор напряжения, в котором используются два реле для обеспечения постоянной подачи переменного тока на нагрузку во время перенапряжения и в условиях пониженного напряжения. Переключая реле, понижайте и повышайте операции для двух определенных колебаний напряжения (например, одно находится под напряжением, скажем, 195В и другое для перенапряжения, скажем 245В) можно выполнить.

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

Стабилизаторы напряжения стали неотъемлемой частью многих бытовых, промышленных и коммерческих электроприборов. Ранее управляемые вручную или переключаемые стабилизаторы напряжения использовались для повышения или понижения входящего напряжения, чтобы обеспечить выходное напряжение в желаемом диапазоне. Такие стабилизаторы строятся с электромеханическими реле в качестве коммутационных устройств.

Позже, дополнительная электронная схема автоматизировала процесс стабилизации и породила автоматические регуляторы напряжения РПН. Другим популярным типом стабилизатора напряжения является сервостабилизатор, в котором коррекция напряжения осуществляется непрерывно без какого-либо переключения. Рассмотрим три основных типа стабилизаторов напряжения.

В стабилизаторах напряжения этого типа регулировка напряжения осуществляется путем переключения реле таким образом, чтобы один из отводов трансформатора подключался к нагрузке (как описано выше) независимо от того, это для повышения или раскряжевки операции. На рисунке ниже показана внутренняя схема стабилизатора релейного типа.

Он имеет электронную схему и набор реле помимо трансформатора (который может быть тороидальным или железным сердечником с ответвлениями на его вторичной обмотке). Электронная схема состоит из схемы выпрямителя, операционного усилителя, блока микроконтроллера и других крошечных компонентов.

Электронная схема сравнивает выходное напряжение с опорным значением, полученным от встроенного источника опорного напряжения. Всякий раз, когда напряжение поднимается или падает ниже заданного значения, схема управления переключает соответствующее реле, чтобы подключить желаемое ответвление к выходу.

Эти стабилизаторы обычно изменяют напряжение при колебаниях входного напряжения от ±15 до ±6 процентов с точностью выходного напряжения от ±5 до ±10 процентов. Этот тип стабилизаторов чаще всего используется для приборов низкого класса в жилых, коммерческих и промышленных целях, поскольку они имеют малый вес и низкую стоимость. Однако у них есть несколько ограничений, таких как низкая скорость коррекции напряжения, меньшая долговечность, меньшая надежность, прерывание пути питания во время регулирования и неспособность выдерживать скачки высокого напряжения.

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

В этом стабилизаторе один конец первичной обмотки понижающего повышающего трансформатора подключен к фиксированному отводу автотрансформатора, а другой конец подключен к подвижному рычагу, управляемому серводвигателем. Вторичная обмотка повышающего трансформатора соединена последовательно с входным питанием, которое представляет собой не что иное, как выход стабилизатора.

Электронная схема управления обнаруживает падение и повышение напряжения, сравнивая вход со встроенным источником опорного напряжения. Когда схема находит ошибку, она приводит в действие двигатель, который, в свою очередь, перемещает плечо автотрансформатора. Это может питать первичную обмотку понижающего повышающего трансформатора, так что напряжение на вторичной обмотке должно соответствовать желаемому выходному напряжению. Большинство сервостабилизаторов используют встроенный микроконтроллер или процессор для схемы управления для обеспечения 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 стабилизированная выходная мощность обеспечивается во время колебаний путем регулировки выходной мощности трансформаторов. В сервостабилизаторах несимметричного типа три независимых серводвигателя соединены с тремя автотрансформаторами и имеют три отдельные цепи управления.

Существуют различные преимущества использования сервостабилизаторов по сравнению со стабилизаторами релейного типа. Некоторые из них — более высокая скорость коррекции, высокая точность стабилизированного выхода, способность выдерживать пусковые токи и высокая надежность. Однако они требуют периодического обслуживания из-за наличия двигателей.

Как следует из названия, статический стабилизатор напряжения не имеет движущихся частей, как механизм серводвигателя в случае сервостабилизаторов. Он использует схему силового электронного преобразователя для регулирования напряжения, а не вариатор в случае обычных стабилизаторов. С помощью этих стабилизаторов можно добиться большей точности и превосходного регулирования напряжения по сравнению с сервостабилизаторами, и обычно регулирование составляет ±1 процент.

В основном он состоит из повышающего трансформатора, силового преобразователя IGBT (или преобразователя переменного тока в переменный) и микроконтроллера, микропроцессора или контроллера на основе DSP. Преобразователь IGBT, управляемый микропроцессором, генерирует необходимое количество напряжения с помощью метода широтно-импульсной модуляции, и это напряжение подается на первичную обмотку понижающего повышающего трансформатора. Преобразователь IGBT вырабатывает напряжение таким образом, что оно может быть в фазе или на 180 градусов не в фазе входного линейного напряжения, чтобы выполнять сложение и вычитание напряжения во время колебаний.

Всякий 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 входным питанием и подается на первичную обмотку повышающего трансформатора. Поскольку вторичная обмотка подключена к входной линии, индуцированное напряжение будет добавлено к входному источнику питания, и это скорректированное напряжение подается на нагрузку.

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

Эти стабилизаторы очень популярны по сравнению со стабилизаторами с переключением ответвлений и стабилизаторами с сервоуправлением из-за множества преимуществ, таких как компактный размер, очень высокая скорость коррекции, превосходное регулирование напряжения, отсутствие обслуживания из-за отсутствия движущихся частей, высокая эффективность и высокая производительность. надежность.

Здесь возникает важный, но сбивающий с толку вопрос: в чем именно разница(я) между стабилизатором и регулятором ? Хорошо. . Оба выполняют одно и то же действие, которое заключается в стабилизации напряжения, но основное различие между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения состоит в том, что :

Стабилизатор напряжения: Это устройство или схема, предназначенная для подачи постоянного напряжения на выход. без изменения входного напряжения.

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

Перед покупкой стабилизатора напряжения для электроприбора необходимо учитывать несколько факторов. Эти факторы включают потребляемую электроприбором мощность, уровень колебаний напряжения в месте установки, тип электроприбора, тип стабилизатора, рабочий диапазон стабилизатора (на который стабилизатор подается правильное напряжение), отсечку по перенапряжению/понижению напряжения, тип схема управления, тип монтажа и другие факторы. Здесь мы дали основные шаги, которые следует учитывать перед покупкой стабилизатора для вашего приложения.

• Проверьте номинальную мощность устройства, которое вы собираетесь использовать со стабилизатором, изучив данные на паспортной табличке (вот примеры: паспортная табличка трансформатора, паспортная табличка MCB, паспортная табличка конденсатора и т. д.) или из руководства пользователя изделия.
• Поскольку номинал стабилизаторов измеряется в кВА (так же, как и в случае с номиналом трансформатора в кВА, а не в кВт), также можно рассчитать мощность, просто умножив напряжение устройства на максимальный номинальный ток.
• Рекомендуется добавить запас прочности к рейтингу стабилизатора, обычно 20-25 процентов. Это может быть полезно для будущих планов по добавлению дополнительных устройств к выходу стабилизатора.
• Если мощность прибора указана в ваттах, учитывайте коэффициент мощности при расчете мощности стабилизатора в кВА. Наоборот, если номинал стабилизаторов указан в кВт, а не в кВА, умножьте коэффициент мощности на произведение напряжения и тока.

ниже приведен пример в реальном времени, как выбрать стабилизатор напряжения подходящего размера.0086 для вашего электроприбора(ов)

Предположим, что прибор (кондиционер воздуха или холодильник) имеет мощность 1 кВА. Таким образом, безопасный запас в 20 процентов составляет 200 Вт. Прибавив эти ватты к фактической мощности, мы получим мощность 1200 ВА. Поэтому для прибора предпочтительнее стабилизатор на 1,2 кВА или 1200 ВА. Для бытовых нужд предпочтительны стабилизаторы мощностью от 200 ВА до 10 кВА. А для коммерческого и промышленного применения используются одно- и трехфазные стабилизаторы с большим номиналом.

Надеемся, что предоставленная информация будет информативной и полезной для читателя. Мы хотим, чтобы читатели высказали свое мнение по этой теме и ответили на этот простой вопрос — для чего предназначена функция связи RS232/RS485 в современных стабилизаторах напряжения, в разделе комментариев ниже.

URL Скопировано

Что такое стабилизатор напряжения — зачем он нам нужен, как он работает, типы и области применения

Применение стабилизаторов напряжения стало потребностью в каждом доме. В настоящее время доступны различные типы стабилизаторов напряжения с различной функциональностью и работой. Последние достижения в области технологий, такие как микропроцессорные микросхемы и силовые электронные устройства, изменили наше представление о стабилизаторе напряжения. Теперь они полностью автоматические, интеллектуальные и оснащены множеством дополнительных функций. Они также обладают сверхбыстрой реакцией на колебания напряжения и позволяют своим пользователям дистанционно регулировать требования к напряжению, включая функцию запуска/остановки для выхода.

Что такое утилита материнской платы? Как …

Включите JavaScript

Что такое утилита для материнской платы? Как узнать, какая материнская плата установлена ​​в вашем компьютере

Что такое стабилизатор напряжения?

Стабилизатор напряжения — это электрическое устройство, которое используется для обеспечения постоянного выходного напряжения нагрузки на его выходных клеммах независимо от любых изменений/колебаний на входе, т. е. входящего питания.

Основное назначение стабилизатора напряжения — защита электрических/электронных устройств (например, кондиционера, холодильника, телевизора и т. д.) от возможного повреждения из-за скачков/колебаний напряжения, перенапряжения и пониженного напряжения.

Рис.1 – Различные типы стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения также известен как АРН (автоматический регулятор напряжения). Использование стабилизатора напряжения не ограничивается только домашним/офисным оборудованием, которое получает электропитание извне. Даже корабли, у которых есть собственная внутренняя система электропитания в виде дизельных генераторов переменного тока, в значительной степени зависят от этих АРН для обеспечения безопасности своего оборудования.

На рынке представлены различные типы стабилизаторов напряжения. Как аналоговые, так и цифровые автоматические стабилизаторы напряжения доступны от очень многих производителей. Благодаря растущей конкуренции и повышению осведомленности об устройствах безопасности. Эти стабилизаторы напряжения могут быть однофазными (выход 220-230 вольт) или трехфазными (выход 380/400 вольт) в зависимости от типа применения. Регулировка желаемого стабилизированного выхода осуществляется методом понижения и повышения, выполняемым его внутренней схемой. Трехфазные стабилизаторы напряжения доступны в двух разных моделях: модели со сбалансированной нагрузкой и модели с несимметричной нагрузкой.

Они также доступны с разным номиналом KVA и диапазонами. Стабилизатор напряжения нормального диапазона может обеспечить стабилизированное выходное напряжение 200–240 вольт с повышающим напряжением 20–35 вольт при входном напряжении в диапазоне от 180 до 270 вольт. Принимая во внимание, что стабилизатор напряжения с широким диапазоном может обеспечить стабилизированное выходное напряжение 190–240 вольт с повышающим понижающим преобразователем на 50–55 вольт при входном напряжении в диапазоне от 140 до 300 вольт.

Они также доступны для широкого спектра применений, таких как специальный стабилизатор напряжения для небольших устройств, таких как телевизор, холодильник, микроволновая печь, до одного огромного устройства для всей бытовой техники.

В дополнение к своей основной функции стабилизации, стабилизаторы текущего напряжения имеют множество полезных дополнительных функций, таких как защита от перегрузки, переключение при нулевом напряжении, защита от изменения частоты, отображение отключения напряжения, возможность запуска и остановки выхода, ручной/автоматический запуск, отключение напряжения и т.д.

Стабилизаторы напряжения являются очень энергоэффективными устройствами (с КПД 95-98%). Они потребляют очень мало энергии, которая обычно составляет от 2 до 5% от максимальной нагрузки.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения? — Его важность

Все электрические/электронные устройства спроектированы и изготовлены для работы с максимальной эффективностью при стандартном напряжении питания, известном как номинальное рабочее напряжение. В зависимости от разработанного безопасного рабочего предела рабочий диапазон (с оптимальным КПД) электрического/электронного устройства может быть ограничен до ± 5 %, ± 10 % или более.

Из-за многих проблем входное напряжение, которое мы получаем, всегда имеет тенденцию колебаться, что приводит к постоянно меняющемуся входному напряжению. Это переменное напряжение является основным фактором, способствующим снижению эффективности устройства, а также увеличению частоты его отказов.

Рис. 2 – Проблемы из-за колебаний напряжения

Помните, что для электрического/электронного устройства нет ничего более важного, чем отфильтрованное, защищенное и стабильное питание. Правильная и стабилизированная подача напряжения очень необходима для того, чтобы устройство выполняло свои функции наиболее оптимальным образом. Это стабилизатор напряжения, который гарантирует, что устройство получит желаемое и стабилизированное напряжение независимо от того, насколько велики колебания. Таким образом, стабилизатор напряжения является очень эффективным решением для тех, кто хочет получить оптимальную производительность и защитить свои устройства от этих непредсказуемых колебаний напряжения, скачков напряжения и помех, присутствующих в источнике питания.

Как и ИБП, стабилизаторы напряжения также являются средством защиты электрического и электронного оборудования. Колебания напряжения очень распространены независимо от того, где вы живете. Могут быть различные причины колебаний напряжения, такие как электрические неисправности, неисправная проводка, молния, короткие замыкания и т. д. Эти колебания могут быть в форме перенапряжения или пониженного напряжения.

Последствия постоянного/периодического перенапряжения для бытовой техники

• Это может привести к необратимому повреждению подключенного устройства.
• Может повредить изоляцию обмотки.
• Может привести к ненужному прерыванию нагрузки
• Может привести к перегреву кабеля или устройства.
• Может сократить срок службы устройства.

Последствия постоянного/периодического падения напряжения на бытовую технику

• Может привести к неисправности оборудования.
• Это может привести к снижению эффективности устройства.
• В некоторых случаях устройству может потребоваться дополнительное время для выполнения той же функции.
• Может снизить производительность устройства.
• Это может привести к тому, что устройство будет потреблять большие токи, что может вызвать перегрев

Как работает стабилизатор напряжения? – Принцип работы функции понижения и повышения

Основная работа стабилизатора напряжения заключается в выполнении двух необходимых функций, т. е. функции понижения и повышения. Функция Buck and Boost — это не что иное, как регулирование постоянного напряжения в условиях перенапряжения и пониженного напряжения. Эта функция Buck and Boost может выполняться вручную с помощью селекторных переключателей или автоматически с помощью дополнительных электронных схем.

Рис. 3 – Основная функция стабилизатора напряжения

В условиях перенапряжения функция Buck выполняет необходимое снижение интенсивности напряжения. Точно так же в условиях пониженного напряжения функция Boost увеличивает интенсивность напряжения. Идея обеих функций в целом состоит в том, чтобы поддерживать одинаковое выходное напряжение.

Стабилизация напряжения включает добавление или вычитание напряжения из основного источника питания. Для выполнения этой функции стабилизаторы напряжения используют трансформатор, который подключается к переключающим реле в различных необходимых конфигурациях. Немногие из стабилизаторов напряжения используют трансформатор с различными ответвлениями на обмотке для обеспечения различных корректировок напряжения, в то время как некоторые стабилизаторы напряжения (такие как стабилизатор напряжения с сервоприводом) содержат автотрансформатор для обеспечения желаемого диапазона коррекции.

Как работают функции Buck и Boost в стабилизаторе напряжения

Для лучшего понимания обеих концепций мы разделим их на отдельные функции.

Функция понижения напряжения в стабилизаторе напряжения

Рис. 4 – Принципиальная схема функции понижения напряжения в стабилизаторе напряжения

На приведенном выше рисунке показано подключение трансформатора в функции «понижения». В функции Buck полярность вторичной обмотки трансформатора подключается таким образом, что приложенное к нагрузке напряжение является результатом вычитания напряжения первичной и вторичной обмотки.

Рис. 5 – Вычитание напряжения в понижающей функции стабилизатора напряжения

В стабилизаторе напряжения имеется схема переключения. Всякий раз, когда обнаруживается перенапряжение в первичном источнике питания, подключение нагрузки вручную/автоматически переключается в режим «понижающего» режима с помощью переключателей/реле.

Функция форсирования в стабилизаторе напряжения

Рис. 6 – Принципиальная схема функции форсирования в стабилизаторе напряжения

На приведенном выше рисунке показано подключение трансформатора в режиме «Boost». В функции Boost полярность вторичной обмотки трансформатора подключается таким образом, что приложенное к нагрузке напряжение является результатом сложения напряжения первичной и вторичной обмотки.

Рис. 7 – Добавление напряжения в функцию форсирования стабилизатора напряжения

Как автоматически работает конфигурация Buck and Boost?

Вот пример стабилизатора напряжения 02 Stage. Этот стабилизатор напряжения использует реле 02 (реле 1 и реле 2) для обеспечения стабилизированного питания переменного тока нагрузки в условиях повышенного и пониженного напряжения.

Рис. 8 – Принципиальная схема функции автоматического понижения и повышения напряжения в стабилизаторе напряжения

На принципиальной схеме 02-ступенчатого стабилизатора напряжения (изображенного выше) реле 1 и реле 2 используются для обеспечения конфигураций понижения и повышения во время различных обстоятельств колебания напряжения, т. е. перенапряжения и пониженного напряжения. Например, предположим, что вход переменного тока составляет 230 вольт переменного тока, а требуемый выход также является постоянным 230 вольт переменного тока. Теперь, если у вас есть +/- 25 вольт Buck & Boost стабилизация, это означает, что ваш стабилизатор напряжения может обеспечить вам постоянное желаемое напряжение (230 вольт) между 205 вольт (пониженное напряжение) и 255 вольт (повышенное напряжение) входного источника переменного тока. .

В стабилизаторах напряжения, в которых используются трансформаторы с ответвлениями, точки ответвления выбираются на основе требуемой величины напряжения, которое должно быть понижено или повышено. В этом случае у нас есть разные диапазоны напряжения для выбора. Принимая во внимание, что в стабилизаторах напряжения, в которых используются автотрансформаторы, серводвигатели вместе со скользящими контактами используются для получения необходимого уровня напряжения, которое должно быть понижено или повышено. Скользящий контакт необходим, поскольку автотрансформаторы имеют только одну обмотку.

Различные типы стабилизаторов напряжения

Первоначально на рынке появились стабилизаторы напряжения с ручным/селекторным переключателем. В стабилизаторах этого типа используются электромеханические реле для выбора нужного напряжения. С развитием технологий появились дополнительные электронные схемы, а стабилизаторы напряжения стали автоматическими. Затем появился стабилизатор напряжения на основе сервопривода, который способен непрерывно стабилизировать напряжение без какого-либо ручного вмешательства. Теперь также доступны стабилизаторы напряжения на основе ИС/микроконтроллеров, которые также могут выполнять дополнительные функции.

Стабилизаторы напряжения можно разделить на три типа. Это:

• Стабилизаторы напряжения релейного типа
• Стабилизаторы напряжения на основе сервопривода
• Статические стабилизаторы напряжения

Стабилизаторы напряжения релейного типа

В стабилизаторах напряжения релейного типа напряжение регулируется переключающими реле. Реле используются для подключения вторичных трансформаторов в различных конфигурациях для реализации функции Buck & Boost.

Как работает стабилизатор напряжения релейного типа?

Рис. 9 – Внутренний вид стабилизатора напряжения релейного типа

На рисунке выше показано, как стабилизатор напряжения релейного типа выглядит изнутри. Он имеет трансформатор с ответвлениями, реле и электронную плату. Печатная плата содержит схему выпрямителя, усилитель, блок микроконтроллера и другие вспомогательные компоненты.

Электронная плата выполняет сравнение выходного напряжения с опорным источником напряжения. Как только он обнаруживает какое-либо повышение или понижение входного напряжения сверх опорного значения, он переключает соответствующее реле для подключения требуемого ответвления для функции Buck/Boost.

Стабилизаторы напряжения релейного типа обычно стабилизируют входные колебания в пределах ±15 % с выходной точностью от ±5 % до ±10 %.

Использование/преимущества стабилизаторов напряжения релейного типа

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

• Они стоят дешевле.
• Компактные размеры.

Ограничения стабилизаторов напряжения релейного типа

• Их реакция на колебания напряжения немного медленнее по сравнению со стабилизаторами напряжения других типов
• Они менее долговечны
• Они менее надежны
• Они не способны выдерживать скачки напряжения, так как их предел устойчивости к колебаниям меньше.
• При стабилизации напряжения переход цепи питания может привести к незначительным перебоям в подаче электроэнергии.

Стабилизаторы напряжения с сервоприводом

В стабилизаторах напряжения с сервоприводом регулирование напряжения осуществляется с помощью серводвигателя. Они также известны как сервостабилизаторы. Это замкнутые системы.

Как работает стабилизатор напряжения на основе сервопривода?

В системе с замкнутым контуром гарантируется отрицательная обратная связь (также известная как подача ошибок) на выходе, чтобы система могла гарантировать достижение желаемого результата. Это делается путем сравнения выходного и входного сигналов. Если в случае, если требуемый выходной сигнал выше/ниже требуемого значения, то регулятор источника входного сигнала получит сигнал ошибки (Выходное значение — Входное значение). Затем этот регулятор снова генерирует сигнал (положительный или отрицательный в зависимости от достигнутого выходного значения) и подает его на приводы, чтобы привести выход к точному значению.

Благодаря свойству замкнутого контура стабилизаторы напряжения на основе сервоприводов используются для приборов/оборудования, которые очень чувствительны и нуждаются в точном входном питании (±01%) для выполнения предусмотренных функций.

Рис. 10 – Внутренний вид стабилизатора напряжения на основе сервопривода

На приведенном выше рисунке показано, как стабилизатор напряжения на основе сервопривода выглядит изнутри. Он имеет серводвигатель, автотрансформатор, понижающий и повышающий трансформатор (с ответвлениями), двигатель, электронную плату и другие вспомогательные компоненты.

В стабилизаторе напряжения на основе сервопривода один конец первичной обмотки понижающего и повышающего трансформатора (с ответвлениями) соединяется с фиксированным отводом автотрансформатора, а другой конец первичной обмотки соединяется с подвижным рычагом. которым управляет серводвигатель. Один конец вторичной обмотки понижающего и повышающего трансформатора подключен к входному источнику питания, а другой конец подключен к выходу стабилизатора напряжения.

Рис. 11- Принципиальная схема сервопривода стабилизатора напряжения

Электронная плата выполняет сравнение выходного напряжения с источником опорного напряжения. Как только он обнаруживает какое-либо повышение или понижение входного питания сверх опорного значения, он запускает двигатель, который дополнительно перемещает плечо на автотрансформаторе.

При перемещении рычага автотрансформатора входное напряжение на первичной обмотке понижающего и повышающего трансформатора изменится на требуемое выходное напряжение. Серводвигатель будет продолжать вращаться до тех пор, пока разница между значением опорного напряжения и выходным сигналом стабилизатора не станет равной нулю. Этот полный процесс происходит за миллисекунды. Современные стабилизаторы напряжения на основе сервоприводов поставляются со схемой управления на основе микроконтроллера/микропроцессора, чтобы обеспечить интеллектуальное управление пользователями.

Различные типы стабилизаторов напряжения с сервоприводом

Различные типы стабилизаторов напряжения с сервоприводом: –