Тиристорные и симисторные стабилизаторы напряжения

Виды стабилизаторов напряжения

Релейные стабилизаторы напряжения

Релейные стабилизаторы получили наиболее широкое распространение из-за оптимального соотношения необходимых параметров и цены. Они имеют быстродействие от 0,2 до 0,5 с в зависимости от применяемых реле и величины скачка входного напряжения.

Из минусов – при переключении реле происходит скачок напряжения (5-15 Вольт в зависимости от количества ступеней переключения). Для техники это не существенно и безопасно, но свет будет моргать.

Поэтому при переключении стабилизатора может наблюдаться небольшое мигание лампочек накаливания. Схема релейного стабилизатора условно представлена ниже.

Как и все современные стабилизаторы напряжения его основу составляет силовой трансформатор и электронный блок. Электронный блок релейного стабилизатора напряжения представляет собой микроконтроллер, в котором происходит анализ входного и выходного напряжения и вырабатываются сигналы для управления ключами или силовыми реле стабилизатора.

При формировании управляющего напряжения микроконтроллер учитывает время срабатывания ключей и силовых реле. Это позволяет производить переключения практически без разрывов. В результате форма напряжения на выходе релейного стабилизатора повторяет форму на входе.

Электромеханические стабилизаторы напряжения

Другое название – стабилизаторы с сервоприводом, или автотрансформаторные.

Принцип их действия следующий: плата управления анализирует входное напряжение, и в зависимости от ситуации передает сигнал на сервомотор, расположенный внутри тороидальной катушки и это мотор передвигает на необходимое количество витков токосъемную щетку.

Такой принцип действия обеспечивают более высокую точность стабилизации (2-3%, по сравнению с релейными 5-8%).

Но скорость движения щетки ограничена возможностями мотора, чаще всего скорость добавления 10-15 Вольт/сек. При скачках напряжения на 30-40 Вольт, приборы могут оказаться под опасным напряжением на несколько секунд.

И еще стоит обратить внимание, у некоторых производителей, мотор сам питается от входного напряжения и поэтому когда происходит сильная просадка напряжения ему просто не хватает питания и происходит “зависание” стабилизатора. Но для света, это оптимальный выбор, свет хоть и будет “проседать” при скачках напряжения но не так сильно как у релейного и более мягко

Такой тип стабилизатора рекомендован в сети, где напряжение стабильно занижено или завышено, и нет резких скачков.

Тиристорные (симисторные) стабилизаторы напряжения

Принцип их работы основывается на автоматическом переключении секций (обмоток) автотрансформатора (или трансформатора) с помощью силовых ключей – тиристоров. Чем-то этот тип похож на релейные стабилизаторы, но в отличие от них не имеют контактной группы, имеют намного больше ступеней стабилизации и большую точность – от 2% до 5%.

На схеме видно, что отводы трансформатора переключаются симисторами, и выходное напряжение меняется практически мгновенно – не более 0,1 с.

Комфорт использования  такого стабилизатора виден сразу – тишина в доме гарантирована.

Наибольший минус данного типа стабилизаторов напряжения – высокая цена.

Специфика импульсного устройства

Простой импульсный стабилизатор напряжения

Импульсный аппарат отличается высоким КПД даже в условиях большого диапазона напряжения. Схема устройства включает ключ, энергетический накопитель и цепь управления. Элемент регулировки подключается в режиме импульса. Принцип действия прибора:

1. От второго коллектора через второй конденсатор к базе подается положительное напряжение обратной связи.
2. Коллектор №2 открывается после насыщения током от резистора №2.
3. На переходе от коллектора к эмиттеру насыщение меньше, и он остается открытым.
4. Усилитель подключается на коллектор №3 через стабилитрон №2.
5. Подсоединение базы осуществляется к делителю.
6. Первый стабилитрон управляет открытием/закрытием второго коллектора по сигналу от третьего.

Походы к выбору стабилизатора

Перечень параметров, по которым выбирают стабилизаторы, обязательно включает:

• мощность нагрузки или отдаваемый номинальный ток;
• выходное напряжение;
• тип сети (однофазная – трехфазная).

Большую помощь окажет информация о стабильности сети, уровне импульсных помех в ней.

При определении номинальной мощности суммируют мощности всех потребителей защищаемой сети. Для оценки мощности номинальной нагрузки токовую нагрузочную способность входного автомата умножают на 220 В.

При прочих равных условиях выбирают однофазные модели линейных стабилизаторов, учитывают, что модульные конструкции более удобны в обслуживании.

Учитывают эстетические параметры и количество выходных розеток, рисунок 5.

Рис.5. Вариант исполнения однофазного стабилизатора

Окончательный выбор целесообразно выполнять с учетом производителя и места изготовления. Для определения качества техники юго-восточного производства, выпускаемой без контроля со стороны ведущих западных компаний, имеет смысл изучить профильные форумы. Такой подход позволяет сделать адекватный вывод о качестве прибора.

Кроме технических параметров обязательно принимают во внимание доступность сервисного обслуживания. Следует учесть, что в продаже имеется большой выбор 220-вольтовых однофазных и 380-вольтовых трехфазных устройств

Стабилизаторы с широким диапазоном регулировки и выходным напряжением других номиналов часто поставляются под заказ

Следует учесть, что в продаже имеется большой выбор 220-вольтовых однофазных и 380-вольтовых трехфазных устройств. Стабилизаторы с широким диапазоном регулировки и выходным напряжением других номиналов часто поставляются под заказ.

Заключение.

Промышленность выпускает широкую гамму бытовых стабилизаторов напряжения, что позволяет произвести выбор конкретной модели устройства с учетом конкретной области применения.

Массовый характер рынка стабилизаторов определяет большое количество работающих на нем производящих предприятий, предлагающих свою продукцию через партнерскую сеть. Поэтому перед покупкой следует выполнить тщательный многокритериальный отбор продукта.

Тиристоры и симисторы. В чём разница?

Тиристоры и симисторы – полупроводниковые элементы, управление которыми (изменение их коммутационного состояния) осуществляется подачей положительного потенциала на управляющий электрод. Их отличие заключается в количестве слоев с различной проводимостью в пластине элемента.

Тиристор является преобразователем переменного тока однонаправленного действия. В своей структуре элемент имеет управляющий электрод, анод и катод.

Симистор представляет собой два встречно включенных тиристора, которые располагаются параллельно друг другу. У симистора каждый электрод является анодом и катодом одновременно, благодаря чему этот полупроводниковый переключатель способен проводить ток в двух направлениях.

Далее рассмотрим особенности и отличия устройств с коммутацией, реализованной на тиристорных и симисторных ключах.

15 место — APC by Schneider Electric Line-R LS595-RS: Характеристики и цена

APC by Schneider Electric Line-R LS595-RS

Пятнадцатое место нашего рейтинга занимает стабилизатор APC by Schneider Electric Line-R LS595-RS, который выделяется не только заманчивой ценой, но также качественной сборкой и небольшим весом.

Тип стабилизатора	релейный
Активная мощность	300 Вт
Полная мощность	595 В·А
Тип входного напряжения	однофазное (230 В)
Входное рабочее напряжение	184-284 В
Точность стабилизации	10%
Выходное напряжение	198-242 В
Входная частота	50-50 Гц
Вес	1.4 кг
Цена	1 290 ₽

APC by Schneider Electric Line-R LS595-RS
Качество работы 4.5

Уровень шума 4.5

Простота установки 4.8

Компактность 4.6

Качество сборки 4.3

Комментарии:

Череватый

Познавательная статья, спасибо. Схемы подробные и легко читаются. Будет чем заняться в отпуске. Хочу подкинуть такой стабилизатор под самодельную ветряную станцию, которая питает лампочку в беседке. Как думаете, подойдет схема?

Гайворонский

Собрал все по схеме — все работает, спасибо автору. Буду дальше экспериментировать с паяльником и печатными платами.

Славон

У-ф-ф… А кто-нибудь знает, где все детали можно купить? Чтоб в одном месте и не переплачивать за доставку одного реле, а то так стабилизатор получится дороже, чем магазинный

Алекс

Славон, да на любой железке все эти детали продаются. Не стоит заморачиваться. В любом случае на рынке они дешевле, да и БУшные можно брать (но только если советские) — так вообще цена получается копеечной

Олег Киев

Язык изложения, безусловно, заслуживает особого внимания.

Вячеслав

как вы смогли повторить конструкцию, если на трансформатор Т2 нет данных по магнитопроводу?

Сергей

Как пересчитать делитель на напряжение 100-250 вольт?

Плюсы и минусы электромеханического стабилизатора напряжения

ПЛЮСЫ

— Невысокая стоимость

— Высокая точность стабилизации

Благодаря тому, что механический стабилизатор не имеет фиксированных отводов от автотрансформатора, а может сам формировать нужное количество витков обмотки и соответственно достаточно гибко изменять коэффициент трансформации, точность стабилизации получатся очень высокой.

— Плавная стабилизация

Так как изменение положения подвижного контакта производится с помощью сервопривода, который плавно перемещает его по обмотке регулируемого автотрансформатора — не происходит резких скачков напряжения и даже кратковременного обрыва контакта, чего очень боятся чувствительные электронные компоненты электрооборудования.

— Устойчивость к кратковременным перегрузкам

Конструкция механического стабилизатора позволяет ему кратковременно выдерживать скачки напряжения в сети, даже если оно увеличивается в два раза относительно номинального.

— Устойчив к помехам в напряжении, частоте и форме тока

Использование автотрансформатора, как основного элемента стабилизации напряжения, позволяет не бояться изменений частоты и формы тока.

— Компактность

Минимальное количество используемых в механическом стабилизаторе компонентов, позволяет сделать его достаточно компактным. Его размер формируется в большей степени из размера регулируемого автотрансформатора.

— Высокий коэффициент полезного действия (КПД)

На некоторых форумах и информационых ресурсах, рассказывающих о электромеханических стабилизаторах, встречается мнение, что они имеют низкий КПД, но это не так. Практически все виды стабилизаторов в основе которых лежит автотрансформатор: релейные, механические, теристорные, симисторные, гибридные, имеют достаточно высокий КПД, 94-98%.

МИНУСЫ

— Наличие движущихся деталей

Самым слабым узлом электромеханического стабилизатора является именно механизм перемещения контакта по обмотке, он очень чувствителен к загрязнениям и пыли, да и просто подвижные детали имеют наибольший естественный износ при работе. Данный недостаток автоматически порождает следующий.

— Необходимости регулярного технического обслуживания

Наличие движущихся деталей вынуждает периодически обслуживать сервоприводные стабилизаторы — чистить их, менять щетки и т.д. Отнести данные стабилизаторы к устройствам — купил, установил и забыл нельзя, они периодически требуют внимания к себе.

— Шумность

Передвижение щеток и работа сервопривода создают определенный шум, он не такой навязчивый и громкий как, например, щелчки при переключении релейного стабилизатора, но всё же ощутимый и создаёт некоторый дискомфорт, когда стабилизатор находится с вами в одной комнате.

— Скорость реагирования

Одним из самых значимых недостатков механических стабилизаторов является низкая скорость реагирования на изменения напряжение. Это и неудивительно, ведь сервопривод не может моментально передвинуть токосниматель по обмотке, на это ему требуется определенное время, у многих моделей изменение напряжения происходит всего по 10-15 вольт в секунду. Таким образом, если произойдет резкое падение входного напряжение сразу на 60 вольт, стабилизатор нормализуют его лишь через 4-6 секунд, всё это время электрооборудование будет работать при низком напряжении.

— Ограниченный диапазон рабочих температур

В среднем, рабочий диапазон сервоприводных стабилизаторов лежит в пределе -5 до +40 градусов. Таким образом количество мест, где возможно их применение или установка  значительно ограничено.

— Боязнь пыли

Наличие подвижного токоснимателя и электродвигателя делают механический стабилизатор очень чувствительным к попаданию внутри него пыли, которая значительно увеличивает вероятность поломки. Из-за этого, например, нельзя устанавливать сервоприводные стабилизаторы на производстве, в цеху.

Стабилизаторы на микросхемах

Линейный делитель отличается подачей нестабильного напряжения на вход и снятием стабильного с плеча делителя. Выравнивание осуществляет делительное плечо, поддерживающее постоянное сопротивление. Устройства отличаются простотой конструкции, отсутствием помех в работе. Микросхемы соединяются последовательно или параллельно.

Последовательные стабилизаторы

Последовательный стабилизатор на биополярном транзисторе

Последовательные устройства характеризуются включением элемента регулировки параллельно с нагрузкой. Существует две модификации:

• С биполярным транзистором. Не имеет авторегулируемого контура, стабильность напряжения зависит от величины тока и температурных показателей. В качестве токового усилителя используется эмиттерный повторитель или транзистор составного типа.
• С контуром авторегулировки. Компенсационный прибор работает по принципу выравнивания выходного и опорного номинала. Часть напряжения на выходе снимается с резистивного делителя, а потом сравнивается при помощи стабилитрона. Контуром регулирования является петля обратной связи со сдвигом по фазе 180 градусов. Стабилизация тока производится резистором или источником питания.

Специфика параллельного стабилизатора

Простой мощный параллельный стабилизатор на транзисторах

Параллельный прибор отличается включением элемента регулировки параллельно подаваемой нагрузке. Стабилитрон используется полупроводникового или газоразрядного типа. Схема востребована для регулирования сложных устройств.

Снижение нестабильного показателя напряжения на входе осуществляется при помощи резистора. Допускается использовать двухполярный автомат с высокими показателями дифференциального сопротивления на отдельном участке.

Что предлагает AliExpress

Любители сэкономить могут заказать гибридный инвертор на сайте AliExpress. Здесь можно найти устройства в широком ценовом диапазоне от 40 до 400 долларов

При выборе обратите внимание на количество звезд, которые присвоены оборудования

Высшую отметку получили следующие модели:

1. EASUN POWE — гибридный солнечный инвертор мощностью 3 кВА, на 24 В / 220 В, встроенное зарядное устройств на 50 А.
2. 5KVA 4000 Вт — изделие с чистой синусоидой 220VAC. Встроенный PWM 48 В, 50A.
3. EASUN — на 24 В постоянного тока до 230Vac, 24 вольт. Оборудован MPPT 3.2кВ, 24В. Гибридный, 80A.
4. EASUN MPPT — на 2,4 кВт, 3 кВА, 24В / 220В, чистая синусоида, встроенный 60A MPPT.
5. EASUN 5000 Вт — гибридный солнечный инвертор 48 В, 230 В.

Есть модели, которые управляются через Интернет по Wi-Fi.

Схемы 3-фазных нагрузок через 1-фазные стабилизаторы

Устройства, применяемые в быту, расходуют меньше энергии, чем промышленные образцы. Поэтому для нормальных свойств сети можно использовать три равных по характеристикам стабилизатора напряжения, которые соответствуют нагрузке для 1-фазной линии.

Если они применяют разделение нуля, то для их монтажа подходит такая схема:

По этой схеме для наглядности шина провода защиты РЕ не указана, а соединение стабилизаторов к ней выполнено упрощенно.

Рабочий нулевой провод после защит, находящихся в распредщитке дома, разделяется на клеммы вывода каждого стабилизатора. Его шина создается путем параллельного соединения клемм выхода всех трех устройств. Нули ко всем нагрузкам подходят жилами проводов от этой шины.

Клемма фазы, которая входит в каждый стабилизатор, подключается к своим клеммам защитного устройства, выходная клемма с группой автоматов, подающих питание на потребители.

Если объединить рабочие отходящие и входящие нули, то это делает схему проще. Но у отдельных моделей такой способ нарушает некоторые алгоритмы управления при возникновении аварии. Поэтому изготовители осуществляют такое разделение.

На схеме изображено подключение аналогичных стабилизаторов к 3-фазным нагрузкам.

Все схемы показаны для ознакомления с принципом действия стабилизаторов напряжения. Поэтому на схеме не изображаются устройства коммутации, распредкоробки и другие устройства.

Подключение стабилизатора к сети

Watch this video on YouTube

Инверторные стабилизаторы напряжения

В последние годы все более популярным становится несколько иной тип стабилизаторов, отличный от симисторных или сервоприводных. Называются они инверторными.

Он считается более эффективным в отличии от всех вышеприведенных. Если у остальных погрешность выходного напряжения может достигать 5-10% и это считается нормальной величиной, то у инверторного она не превышает 2%! Еще один плюс – более широкий диапазон входных напряжения для выравнивания.

Стабилизатор преобразует нестабильный переменный ток пропуская его через фильтр в постоянный, после чего, проходя через инвертор, опять возвращает его в переменную величину с идеальной синусоидой.

Данное устройство уже не имеет внутри себя громоздкого тороидального трансформатора. А соответственно в разы меньше и легче.

Плюсы инвертора:

• широкий диапазон регулировки входного напряжения 90В – 310В
• малая погрешность на выходе
• малые габариты и вес
• фильтрует высокочастотные помехи
• мгновенное быстродействие на изменение входного напряжения
• работает при отрицательных температурах от -40
• заявленный срок службы при соблюдении подключаемой мощности до 20 лет

• большая цена
• не подходит для больших нагрузок
• в мощных моделях стоят вентиляторы охлаждения. Шумят примерно также как в компьютере. Полную бесшумность обеспечивают только маломощные экземпляры.

При увеличении нагрузки выше 50% от номинальной, для инвертора начинается снижение его входных параметров напряжения. То есть он уже не будет способен выровнять напряжение 110В, а будет нормально работать только от 160В и выше. Основной причиной выхода из строя таких устройств является именно перегрузка.

Чтобы защитить себя от перегрузки, более дорогие и качественные инверторные стабилизаторы при превышении мощности в автоматическом режиме могут переходить на байпас, то есть выдавать не преобразованное напряжение, а такое же, как и на входе.

Зато у инверторного стабилизатора нет такой болезни как у ступенчатых – мигание лампочек при переключении ступеней регулирования.

Хороший ролик наглядно показывающий разницу работы релейного и инверторного стабилизатора при резких скачках напряжения:

Описание преимуществ устройства

После того как были рассмотрены такие этапы, как принцип работы и устройство самого прибора, стоит больше внимания уделить его положительным и отрицательным сторонам. Что касается плюсов, то они следующие:

Стабилизатор инверторного типа может работать с широким спектром напряжения на входе, от 115 до 300 Вольт. Постоянное поддержание стабильного напряжения

Здесь важно добавить, что данный пункт актуален и для повышенного напряжения на входе. Если входной показатель слишком велик, то лишняя часть будет накапливаться в конденсаторе, а на выход будет подаваться ровно столько, сколько необходимо, чтобы обеспечить поддержание 220 В

Во время работы прибор не издает шума. Размеры и вес данного оборудования значительно меньше, чем у других, так как в нем отсутствует автоматический трансформатор, который заменен на небольшие конденсаторы, транзисторы и микроконтроллер. Прибор проводит фильтрацию всех помех и высокочастотных выбросов, которые могут поступать из общей сети. Коэффициент полезного действия находится в пределах 90 % и выше. Скорость регулирования тока достаточно высокая.

Одно и трехфазные

Первое что вам нужно знать при выборе, они бывают однофазными и трехфазными. Выясните какая у вас сеть. Если однофазная, как правило в квартирах и частных домах именно она преобладает, значит покупайте аппарат на 220В.

Если же у вас «трехфазка», то нужно определиться, будете вы устанавливать один 3-х фазный стабилизатор, или три однофазный.  Решайте исходя из экономических соображений и условий монтажа.

Хотя целесообразнее поставить именно три однофазных. Потому что при коротком замыкании и отсутствии одной из фаз, трехфазный аппарат работать не будет, пока не восстановится питание по всем фазам. С тремя однофазными таких проблем не возникнет. Главный минус при их выборе — габаритные размеры.

Режим транзит или байпас

При выборе стабилизатора напряжение того или иного вида, проверьте имеет ли он два режима работы:

• режим стабилизации напряжения
• режим транзита или «байпас»

Со стабилизацией все понятно — это обычный режим работы. А что такое «байпас»? Это когда входное напряжение идет мимо всей электроники и трансформатора без преобразования, то есть транзитом.

Для чего он может понадобиться:

• чтобы подключить мощную технику превышающую мощность стабилизатора, запустить большой эл.двигатель. Или при необходимости поработать сваркой.
• чтобы продлить срок службы устройства

Плюс не изнашиваются внутренние щетки и реле.

Режимом байпас оснащаются стабилизаторы подключаемые через клеммные колодки. При этом они имеют два автомата, которые одновременно включить невозможно или перекидной автомат-рубильник.

Важно запомнить: не переключайте автоматы из режима стабилизации в режим байпас под нагрузкой — это может повредить стабилизатор напряжения.

Устройство и принцип действия электронного стабилизатора

Электронный стабилизатор обычно состоит из следующих компонентов:

• измерителей входного и выходного напряжения;
• управляющей микросхемы, которая анализирует данные от измерителей и при необходимости включает процесс преобразования напряжения;
• трансформатора с возможностью переключения обмоток для регулировки напряжения;
• блока электронных ключей (тиристоров или симисторов), который управляет переключением обмоток.

Принцип действия электронного стабилизатора может быть описан следующим образом:

при изменении напряжения в питающей сети фиксируется разница между фактическим и номинальным его значением. Управляющий микропроцессор подает сигнал на включение определенного силового ключа, коммутирующего именно ту секцию обмотки трансформатора, коэффициент трансформации которой обеспечит наиболее приближенное к номиналу значение выходного напряжения.

Таким образом, принцип действия электронных стабилизаторов во многом схож с работой устройств релейного типа. Если в последних коммутация необходимых обмоток автотрансформатора осуществляется при помощи электромеханических реле, то в электронных устройствах вместо них используются отличающиеся гораздо более высоким быстродействием силовые полупроводниковые ключи — тиристоры или симисторы.

Также конструкция электронного стабилизатора предусматривает работу в режиме «байпас» – когда сетевое напряжение находится в пределах нормы, электричество направляется в обход трансформатора и непосредственно подается потребителю.

Таким образом, питание электроприборов через электронный стабилизатор напряжения осуществляется следующим образом:

1. Если параметры электротока соответствуют нормативным, он проходит через байпас, не нагружая основные цепи стабилизатора.
2. Если происходит падение или возрастание напряжения, измеритель на входе стабилизатора фиксирует это изменение.
3. Управляющая микросхема стабилизатора отдает соответствующую команду и срабатывает блок электронных ключей.
4. В цепь включаются обмотки трансформатора, которые осуществляют преобразование напряжений до нужного уровня.

Специфика импульсного устройства

Простой импульсный стабилизатор напряжения

Импульсный аппарат отличается высоким КПД даже в условиях большого диапазона напряжения. Схема устройства включает ключ, энергетический накопитель и цепь управления. Элемент регулировки подключается в режиме импульса. Принцип действия прибора:

1. От второго коллектора через второй конденсатор к базе подается положительное напряжение обратной связи.
2. Коллектор №2 открывается после насыщения током от резистора №2.
3. На переходе от коллектора к эмиттеру насыщение меньше, и он остается открытым.
4. Усилитель подключается на коллектор №3 через стабилитрон №2.
5. Подсоединение базы осуществляется к делителю.
6. Первый стабилитрон управляет открытием/закрытием второго коллектора по сигналу от третьего.

Какие бывают стабилизаторы

Стабилизация напряжения может быть реализована различными способами.

По конструкции стабилизирующие устройства можно разделить на две группы:

• Электромеханические устройства;
• Электронные устройства;

К первой группе относятся стабилизаторы с серводвигателем. Ко второй группе относятся следующие приборы:

• Релейные стабилизаторы;
• Устройства на полупроводниковых ключах (тиристоры, симисторы);
• Приборы с двойным преобразованием;
• Феррорезонансные стабилизаторы.

Каждое устройство обладает определёнными достоинствами и недостатками. Они хорошо заметны при сравнении технических параметров, поэтому для выбора конкретной модели нужно знать принцип работы каждого стабилизатора для дачи или дома.

Стабилизатор с релейным переключением

Релейный стабилизатор напряжения выравнивает сетевое напряжение путём коммутации обмоток силового трансформатора. Принцип его работы крайне прост. Входное напряжение поступает на первичную обмотку силового трансформатора и одновременно на плату контроля и управления. Вторичная обмотка разделена на одинаковые секции и число витков в ней больше, чем в первичной. То есть трансформатор в случае необходимости может повышать или понижать подаваемое напряжение. Плата управления включает в себя выпрямитель, контроллер и транзисторные ключи, управляющие электромагнитными реле. Если напряжение сети отклонилось от номинала на определённую величину, контроллер через транзисторный ключ включает реле. Оно своими контактами изменяет коэффициент трансформации, то есть переключает вторичную обмотку на повышение или понижение. В результате напряжение на выходе постоянно удерживается в допуске, но оно никогда не будет равно 220В, поскольку, переключая секции обмотки, устройство допускает ступенчатое, а не плавное изменение напряжения. Но чем большее количество реле применяется в схеме устройства, тем выше его точность.Релейный стабилизатор обладает следующими положительными качествами:

• Хорошая скорость переключения;
• Большой интервал входных напряжений;
• Неискажённая форма напряжения;
• Доступная цена.

Недостатки релейного устройства:

• Ступенчатое переключение;
• Низкая точность;
• Шум при работе;
• Возможное подгорание контактов.

Релейные стабилизаторы так же имеют ограничение по мощности, что определяется невозможностью контактов реле коммутировать слишком большие токи.

Стабилизатор с серводвигателем

Электромеханический стабилизатор напряжения так же, как и релейный, работает с использованием силового трансформатора. В устройстве имеется плата контроля, но она управляет регулировкой не с помощью реле, а выбирает угол поворота серводвигателя. На его оси установлена каретка с угольным роликом или щёткой, которая перемещается по обмотке силового трансформатора. Пропорционально углу поворота изменяется напряжение на выходе.

Устройство обеспечивает очень точную установку выходного напряжения, но скорость выравнивания напряжения очень низкая. Приведем небольшой пример. Если напряжение сети будет меньше определённого предела, импульсный блок питания персонального компьютера может на доли секунды отключиться и пока серводвигатель перемещает контакт чтобы повысить напряжение, компьютер уйдёт в перезагрузку. Таким образом, можно потерять важные данные.

Главным недостатком электромеханического стабилизатора считается необходимость регулярного обслуживания. Пыль и грязь, попадающие под движущийся контакт, могут подгорать или вызывать появление искр, поэтому электромеханические стабилизаторы нельзя применять там, где используется газовое оборудование.

К преимуществам сервоприводного стабилизатора можно отнести следующие параметры:

• Высокая точность установки;
• Большой интервал входных напряжений;
• Низкая цена.

Но критичные особенности сервоприводных стабилизаторов – медленное выравнивание напряжения, шум при работе и необходимость регулярного обслуживания, существенно снижают область их применения.

Какой лучше выбрать?

Чтобы решить, какой стабилизатор напряжения лучше релейный или электромеханический следует точно знать параметры сети. Для этого можно использовать тестер и провести ряд измерений. Если напряжение в пределах определённого времени изменяется быстро и часто, а нагрузка такого типа, что это может ей повредить, то лучше выбрать релейный стабилизатор. Тем более что он стоит недорого. Если изменения незначительны, а нагрузке нужна высокая точность, то электромеханический стабилизатор будет лучшим выбором.

Несколько сложнее решить, какой стабилизатор напряжения лучше — релейный или электронный? Принцип действия у них одинаковый, только электронный стоит дороже. Здесь важным могут быть условия эксплуатации и надёжность. Для работы в условиях холода нужно предпочесть электронный стабилизатор, а если электроника оборудования чувствительна к форме напряжения, то лучше отдавать предпочтение инверторным или релейным стабилизаторам.

Электронный стабилизатор

схема устройства

Принцип работы этого прибора полностью аналогичен принципу работы релейного стабилизатора. Только функцию переключающих реле, здесь выполняют ключи на четырёхслойных полупроводниковых приборах – тиристорах и симисторах. Электронный стабилизатор напряжения стоит заметно дороже, чем стабилизаторы других типов, но, тем не менее, есть ситуации, когда его применение оправдано.

Особенности и характеристики

Полупроводниковый стабилизатор может работать практически со всеми видами бытовой техники.

Это определяется его несомненными достоинствами:

• Высокое быстродействие;
• Большой диапазон напряжения;
• Отсутствие шума.

В отличие от реле, мощные силовые ключи, обеспечивают практически мгновенную реакцию на изменение напряжения на входе устройства. Диапазон напряжения сети, при котором электронный стабилизатор корректно работает достаточно большой, поэтому прибор можно использовать в самых неблагоприятных условиях. Он не боится низких температур, работает бесшумно и не нуждается в техническом обслуживании.

Но и недостатков у данного устройства достаточно:

• Дискретный способ регулировки;
• Низкая перегрузочная способность;
• Искажённая форма напряжения на выходе.

По аналогии с релейным стабилизатором, переключение напряжения осуществляется ступенями. Электронные ключи очень не любят перегрузок и могут выгореть.

Какие накладываются ограничения при использовании симисторов

Его сложно использовать, когда нагрузка индуктивного типа. Скорость изменения напряжения и тока ограничивается. Когда симистор переходит из запертого режима в открытый, во внешней цепи возникает значительный ток. Напряжение не падает мгновенно на силовых выводах симистора. А мощность будет мгновенно развиваться и достигает довольно больших величин. Та энергия, которая рассеивается, за счет малого пространства резко повышает температуру полупроводника.

В случае превышения критического значения происходит разрушение кристалла, ввиду чрезмерно быстрого нарастания силы тока. Если к симистору, который находится в запертом состоянии, приложить некоторое напряжение и резко его увеличить, то произойдет открытие канала (при отсутствии сигнала в цепи управления). Такое явление можно наблюдать по причине того, что происходит накапливание заряда внутренней паразитной емкостью полупроводника. Причем ток заряда имеет достаточное значение, чтобы отпереть симистор.

Какие бывают типы стабилизаторов напряжения?

На производстве и в быту широко применяется электрическая энергия. Переменным током питают системы освещение, приводы механизмов электрических приборов, его подают на сетевой разъем электронных устройств. Сбытовые организации не всегда обеспечивают надлежащее качество электрических сетей, что проявляется, в частности, в колебаниях сетевого напряжения. Это неприятное явление характерно для:

• дачных поселков и небольших населенных пунктов;
• сетей автономных электростанций, не входящих в единую энергосистему.

Колебания отрицательно влияют на качество функционирования техники, снижают ее надежность. Застраховать себя от этого явления можно применением стабилизатора, который включают между сетью и нагрузкой, рисунок 1.

Рисунок 1. Схема включения стабилизатора