Для чего используются стабилизаторы тока
Симисторный и тиристорный стабилизатор напряжения: отличия и принцип работы
Тиристорные и симисторные стабилизаторы напряжения относятся к семейству электронных стабилизаторов. Стабилизацию напряжения реализуют ключи, собранные на полупроводниковых приборах, – тиристорах или симисторах. Назначение этих аппаратов – нормализация параметров входного тока, что позволяет защитить дорогостоящее оборудование, технику и инструмент от повреждений из-за некачественного сетевого напряжения.
Устройство и принцип работы тиристорных и симисторных стабилизаторов напряжения
В конструкцию стабилизирующих аппаратов на полупроводниковых ключах входят:
- Входной фильтр. Предназначен для устранения помех высокой частоты и кратких скачков напряжения, негативно влияющих на работоспособность техники на электронных компонентах.
- Схема контроля и управления. Контролирует входной сетевой ток и при его изменениях с помощью полупроводниковых ключей управляет секциями вторичной обмотки.
- Силовой трансформатор. В его конструкции присутствует секционированная вторичная обмотка, обеспечивающая ступенчатое изменение выходных характеристик тока.
- Силовые ключи – тиристорные или симисторные. В симисторном аппарате может присутствовать более 10 ступеней, обеспечивающих получение достаточно точных параметров тока, поступающего к потребителям.
Принцип работы трансформатора на полупроводниковых ключах:
- При изменениях характеристик входного тока схема контроля и управления сравнивает текущие и допустимые параметры.
- Если колебания параметров сетевого тока находятся в установленных пределах, подается сигнал на полупроводниковый ключ, который корректирует выходное напряжение.
- При скачках входного напряжения за допустимые пределы защитная система в аварийном режиме обесточивает цепь.
В чем разница между тиристорами и симисторами
Общей характеристикой тиристоров и симисторов является тот факт, что ими управляют подачей на управляющий электрод положительного потенциала. Различия заключаются в конструкции полупроводников.
Тиристор – однонаправленный преобразователь, в структуре которого имеются анод, катод, управляющий электрод. Симистор – полупроводниковый прибор, состоящий из двух параллельно соединенных тиристоров. Благодаря такой конструкции симисторный переключатель обладает двунаправленным действием – он может проводить ток в двух направлениях.
Преимущества и недостатки стабилизаторов тиристорного типа
Преимущества тиристорных стабилизаторов:
- достаточно высокая скорость стабилизации – до 20 мс;
- хороший КПД;
- защищенность от сетевых помех;
- значительный интервал регулирования;
- устойчивость к перегрузам;
- надежность, долговечность.
Минусы стабилизаторов на тиристорных ключах, ограничивающих их применение:
- низкая эффективность при работе с реактивными потребителями;
- значительное снижение мощности при низких напряжениях на входе;
- высокая стоимость;
- сложность ремонтных мероприятий;
- форма выходного напряжения, далекая от синусоиды, что делает невозможным применение этих аппаратов для обслуживания электродвигателей.
Ступенчатая стабилизация и ее недостаточная точность ограничивают использование аппаратов для питания потребителей с особой чувствительностью к качеству электропитания.
Плюсы и минусы симисторных стабилизаторов
Для симисторных аппаратов характерны следующие преимущества:
- хорошее быстродействие и достаточно точная коррекция;
- высокая величина КПД;
- малый уровень шума, что принципиально при использовании в закрытых помещениях, в которых часто находятся люди;
- широкий допустимый интервал параметров сетевого тока на входе;
- надежность, длительный рабочий период.
К минусам относят ступенчатую стабилизацию, форму напряжения, отличную от синусоидальной, большие габариты, меньшую стойкость к перегрузкам по току, более высокую степень нагрева по сравнению с тиристорными аналогами. Симисторные аппараты отличаются низкой стойкостью при индуктивных нагрузках.
Какой стабилизатор лучше выбрать – тиристорный/симисторный или электронно-релейный
Еще один тип электронных стабилизаторов – электронно-релейный. К таким аппаратам относятся модели серии «Каскад». При их создании использовались технологии, устраняющие недостатки тиристорных и симисторных аппаратов. Обмотки трансформатора в этих моделях переключают электронные ключи, состоящие из транзистора и реле. Они устойчивы к сетевым помехам и не провоцируют их появление.
Преимущества электронно-релейных стабилизирующих аппаратов по сравнению с тиристорными/симисторными:
- Возможность работать с перегрузками до 1000 %, для тиристорных/симисторных моделей допустимый перегруз не превышает 40 %.
- Синусоидальная форма напряжения на выходе.
- Наличие оригинальной схемы коррекции параметров напряжения не в силовой, а во вторичной цепи исключает вероятность замыкания трансформаторных обмоток. В аппаратах с полупроводниковыми ключами такое замыкание может произойти при импульсных помехах и грозовых разрядах.
Стабилизаторы электронно-релейного типа относятся к наиболее надежным, поскольку они эффективно защищают промышленное оборудование, технику, инструменты от аварий в электросети, помех, грозовых разрядов, коротких замыканий. При включении электронно-релейные аппараты серии «Каскад» анализируют параметры сети и тестируют защитные системы.
Выбираем стабилизатор напряжения для холодильника
Качественный стабилизатор напряжения для холодильника обеспечит эффективное электрическое питание холодильного оборудования
Необходимость использования стабилизаторов напряжения для организации электропитания холодильников
Изучение необходимости применения стабилизатора напряжения для питания холодильника начнем с проблемы качества работы наших электросетей. Качество электрического питания, подаваемого в наши дома, часто остаётся неудовлетворительным. Во многих городах и населённых пунктах наблюдаются существенные отклонения в параметрах работы электрической сети. Это может быть как повышенное напряжение, пониженное напряжение, так и существенные колебания напряжения. Убедиться в этом не сложно, достаточно использовать самый простой вольтметр.
Многие электрические приборы и оборудование чувствительны к качеству электропитания, отклонения в параметрах электрической сети могут стать причиной плохой работы некоторых приборов или их порчи. К таким приборам относятся и холодильники.
Устройство современных холодильников достаточно сложное. В целях улучшения эффективности работы и снижения потребления электроэнергии используются электронные системы управления. Электроника, конечно, требует качественного электропитания, колебания напряжения могут привести к ошибкам в работе контроллеров.
Другим очень важным устройством в холодильнике является компрессор. Как правило, в современных холодильниках используются электродвигатели компрессоров, чувствительные к электрическому питанию. В случае колебаний напряжения происходит биение подвижных частей электродвигателя, его перегрев. Это приводит к существенному сокращению срока работы компрессора.
В случае пониженного напряжения в обмотках электродвигателя для выполнения той же работы будет подниматься сила тока. А повышение силы тока требует использования обмоток проводников большего сечения. При существенном увеличении силы тока происходит перегрев обмоток, расплавление изоляционного покрытия и сгорание электродвигателя.
Холодильник — очень важный прибор в доме, некачественное электропитание может быстро вывести его из строя. Чтобы избежать дорого ремонта и неприятностей с хранением продуктов, необходимо использовать стабилизатор напряжения.
Выбор стабилизатора сетевого напряжения для холодильника
Что нужно знать при выборе правильного стабилизатора напряжения для холодильника?
Стабилизатор напряжения для холодильного оборудования должен:
- иметь необходимый запас по мощности, так как при каждом запуске компрессора холодильника возникают большие пусковые токи;
- иметь большую кратковременную перегрузочную способность;
- работать эффективно в широком диапазоне значений входящего напряжения;
- обеспечивать полную мощность нагрузки при высоких и низких значениях входящего напряжения;
- иметь достаточную скорость срабатывания при изменении значения напряжения, чтобы уберечь тонкую и чувствительную электронику;
- иметь возможность круглосуточной работы, ведь холодильник работает постоянно;
- иметь высокую надёжность работы, обеспеченную несколькими уровнями электронной защиты.
Для определения необходимой электрической мощности стабилизатора напряжения для холодильника нужно значение номинальной мощности холодильного прибора умножить на коэффициент «четыре» или «пять» в зависимости от модели. Такая мощность необходима для обеспечения полной мощности холодильника в момент пуска компрессора. Для определения полной мощности электрического прибора или оборудования необходимо суммировать активную и реактивную мощность. Более точное значение полной мощности холодильника с учётом пусковых токов может быть указано в паспорте холодильника.
Таблицы расчёта необходимой мощности устройства
Ниже приводим таблицу расчёта мощности стабилизатора напряжения для холодильников с компрессорами серии «ДХ» и «ФГ».
№ | Наименование компрессора холодильника | Значение номинальной мощности компрессора холодильника | Необходимые требования к стабилизатору напряжения |
1 | ДХ-1010 | 180 Вт | требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 900 Вт |
2 | ДХ2-1010 | 160 Вт | требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 800 Вт |
3 | ФГ-0,100 | 135 Вт | требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 675 Вт |
4 | ФГ-0,225 | 150 Вт | требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 750 Вт |
Ниже приводим таблицу расчёта мощности стабилизатора напряжения для холодильников средних размеров различных торговых марок.
№ | Наименование компрессора холодильника | Значение номинальной мощности компрессора холодильника | Необходимые требования к стабилизатору напряжения |
1 | Саратов 264 | 135 Вт | требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 670 Вт |
2 | Саратов 213 | 140 Вт | требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 700 Вт |
3 | Indesit DF 5180 | 190 Вт | требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 950 Вт |
4 | Ariston HF 4200 | 190 Вт | требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 950 Вт |
5 | LG GA 499 | 170 Вт | требуется стабилизатор напряжения мощностью не менее 680 Вт |
Средняя мощность холодильников с одним компрессором колеблется от 140 до 190 Вт.
Средняя мощность больших холодильников с двумя компрессорами колеблется от 200 до 400 Вт.
Линейка стабилизаторов сетевого напряжения SKAT для холодильников
Компания БАСТИОН производит линейку стабилизаторов напряжения SKAT для бытовых приборов и электрического оборудования. Эти устройства рассчитаны на длительную работу в условиях российского качества электрического питания и спроектированы специально для питания приборов с электродвигателями.
Стабилизатор напряжения SKAT характеризуются:
- значительным запасом мощности, способностью работы с пусковыми токами;
- возможностью питания бытовых холодильников и холодильного оборудования;
- высокой перегрузочной способностью;
- большим диапазоном входящих напряжений;
- полной мощностью допустимой нагрузки во всём диапазоне напряжений;
- высокой скоростью стабилизации электрического сигнала;
- высокой надёжностью работы и возможностью работы в круглосуточном режиме.
Таблица стабилизаторов напряжения SKAT для холодильников
№ | Стабилизатор напряжения | Максимальная мощность нагрузки и рекомендации по использованию |
1 | SKAT ST-1515 | Максимальная мощность — 1515 ВА. Рекомендуется использовать как стабилизатор напряжения для холодильников и холодильного оборудования мощностью не более 200 Вт |
2 | SKAT ST-2525 | Максимальная мощность — 2525 ВА. Рекомендуется использовать как стабилизатор напряжения для холодильников и холодильного оборудования мощностью не более 400 Вт |
Специализированные стабилизаторы сетевого напряжения SKAT для питания холодильников и холодильного оборудования обеспечат надёжную защиту и эффективную работу питаемых устройств.
Как правильно выбрать стабилизатор напряжения для дома, дачи
Нестабильность напряжения электроэнергии – довольно распространенная проблема с большими рисками выхода из строя бытового электрооборудования. Защитить домашнюю или рабочую технику от внезапных поломок поможет специальный прибор – стабилизатор напряжения.
В статье мы рассмотрим, что важно знать при выборе стабилизатора для домашнего использования, какие типы стабилизаторов бывают и как применяются, типовые неисправности, описание некоторых марок приборов.
Для чего нужен стабилизатор напряжения
Стабилизатор напряжения – это компактное (не всегда) электрическое устройство, выравнивающее колебания напряжения сети при подаче тока на технику. Этот аппарат поддерживает напряжение электроэнергии на надлежащем уровне, стабилизирует питание перед подачей на нагрузку.
Стабилизаторы напряжения положительно влияют на производительность бытовой техники, повышают ее надежность и даже позволяют немного экономить расход электроэнергии.
Основное предназначение стабилизатора напряжения – защита электрооборудования от различных угроз, связанных с нестабильностью электронапряжения в сети.
Где используется
Стабилизаторы напряжения успешно используются в частных домах, в квартирах и на дачах. К этому прибору можно подключать любую бытовую технику – холодильники, телевизоры, газовые плиты, стиральные машины, кондиционеры, компьютеры и т. д.
Особенности и виды стабилизаторов напряжения
Стабилизаторы напряжения имеют три конструктивные части: трансформатор, управляющий и регулирующий элемент. Аппарат подключается к электрической сети, к нему подключаются бытовые приборы согласно схеме в инструкции. Принцип работы заключается в оценке мощности входного напряжения и его стабилизация с максимальным приближением идеального показателя на выходе.
Стабилизаторы напряжения делятся на две категории: накапливающие, довольно большие по размерам и используемые исключительно в промышленной сфере, и корректирующие – отличный вариант для домашнего использования.
Виды корректирующих стабилизаторов напряжения:
Релейные – прибор компактных размеров, прост в обслуживании, реализуется по невысокой цене. Напряжение на выходе измеряется ступенчато, процесс стабилизации зависит от количества ступеней и ключей. Минусы прибора: погрешность в показателях напряжения на выходе и быстрый износ реле.
Электронные – современное оборудование, подразделяемое на симисторные и тиристорные. Могут использоваться для подключения разных бытовых приборов. Характеризуются быстрой реакцией на скачки напряжения и долговечным сроком эксплуатации. При работе малошумны, поэтому успешно используются в городских квартирах. Из минусов – высокая цена, но это вполне оправдано качественными характеристиками прибора.
Электромеханические – обеспечивают плавную регулировку напряжения, но с медленным действием. Не особо надежны в защите от резких скачков напряжения, могут попросту остановить подачу электричества к прибору, что недопустимо в некоторых работах. Такие приборы чаще используются в быту. Популярность электромеханических стабилизаторов обусловлена доступной стоимостью.
Инверторные – работают практически бесшумно в широком диапазоне напряжения на выходе. Имеют небольшие размеры, практичны в эксплуатации. Из недостатков – высокая стоимость.
Линейные – стабилизацию напряжения обеспечивают катушки и электромагнитный сердечник, находящийся в оснащении прибора. Такое оборудование реализуется по самой доступной цене и особо популярно в бытовой сфере. Но, используя линейный стабилизатор, не получится подключить сразу несколько электроприборов. Они предназначены только для отдельных бытовых устройств.
Типичные ошибки в работе стабилизаторов
В нестандартных ситуациях прибор может выдать кодированные сведения на экран, уведомляющие об ошибках в работе. Рассмотрим самые типичные.
Ошибки в работе стабилизаторов:
Ошибка старта – определяется при невозможности получения на выходе напряжения 220В. Устранить эту ошибку можно путем кратковременного отключения прибора от электросети.
Срабатывание защиты по превышению входного напряжения. Напряжение на выходе не должно превышать 300В. Для устранения этой ошибки нужно снизить нагрузку на прибор до отметки менее 100%.
Срабатывание защиты от перегрева или неисправность датчика t. При выходе напряжения за предельный уровень, предусмотренный условиями эксплуатации, происходит автоматическая блокировка работы стабилизатора.
Пониженное или повышенное выходное напряжение. Ошибка определяется при выходе параметров за диапазон рабочих напряжений. В этом случае нужно выполнить сброс защиты с установкой параметров нормального рабочего режима.
Блокировка двигателя в аварийной ситуации. Это может быть связано с загрязнением, заклиниванием или заеданием вала.
Блокировка стабилизатора также происходит при критических ошибках в работе при срабатывании токовой защиты 3 раза за час. Восстановить нормальную работу оборудования можно путем включения автомата на выходе.
Критерии выбора стабилизатора для дома
Стабилизаторы напряжения – нужное оборудование для дома и дачи, позволяющее защитить от поломок и перегорания дорогостоящие бытовые приборы. Выбирая такое оборудование для бытового использования, нужно учитывать важные детали.
При выборе стабилизатора напряжения учитывается тип разводки – однофазная (220В) или трехфазная (380В).
Мощность
Показатель мощности стабилизатора высчитывается по специальной формуле. Для этого нужно суммировать мощности всех приборов, работающих в доме одновременно, прибавить к полученному результату потребляемую мощность дополнительных электроприборов, используемых периодически, а полученное значение умножить 1.29. Результат округляется в большую сторону. По полученному значению определяется необходимая мощность стабилизатора напряжения.
Способ подключения
Еще один важный параметр выбора – способ подключения. Покупателю нужно сразу определиться с количеством приборов, которые будут подсоединены к агрегату. Если возникает необходимость защитить конкретный электроприбор, можно купить линейный стабилизатор, подключаемый через розетку. Для защиты от перенапряжения всех электроприборов в доме необходимо приобретать более мощный стабилизатор, предварительно просчитав параметр мощности.
Экономкласс или премиум
Премиум модели более дорогостоящие, имеют дополнительную защиту от резких скачков напряжения и рассчитаны на эксплуатацию в условиях значительных отклонений параметров электронапряжения. В оснащении также имеются датчики замеров, фиксирующие все показатели колебаний в сети.
Стабилизаторы экономкласса успешно эксплуатируются в быту, имеют стандартный диапазон регулировки сетевого напряжения. Реализуются по доступной стоимости.
Обзор популярных стабилизаторов напряжения
Предлагаем рассмотреть стабилизаторы напряжения от самых популярных брендов, имеющие хорошие эксплуатационные характеристики и немало положительных отзывов от владельцев.
Стабилизаторы Skat Бастион
Стабилизаторы серии SKAT от российской научно-производительной компании Бастион – лидеры продаж на потребительском рынке. Современное и качественное оборудование позволяет эффективно решать сложные проблемы нестабильного электроснабжения в точности поддерживая заданные параметры на выходе при любых колебаниях тока.
Преимущества стабилизаторов Бастион серии SKAT:
быстрое и простое подключение аппарата через стандартную розетку;
компактные размеры приборов;
широкий диапазон входного напряжения;
большая перезагрузочная мощность;
обеспечивают надежную защиту электроприборов;
автоматическое отключение в случае аварий в сети;
нешумные в работе;
Стабилизаторы напряжения Бастион разработаны с учетом современных европейских норм. Имеют долговечный срок службы. Подходят для эксплуатации на объектах разного назначения, в том числе в бытовой сфере.
Стабилизаторы Ресанта
Под брендом Ресанта выпускаются бюджетные стабилизаторы напряжения экономкласса релейных и электромеханических моделей. Производитель предлагает большой выбор моделей с разным уровнем мощности. Удобны в работе, характеризуются неплохим качеством. Соответствуют требованиям мировых стандартов.
Релейные стабилизаторы
Релейные стабилизаторы реализуются по низкой цене. Приборы имеют минимальный перечень функций, быстро реагируют на изменения входящего напряжения, защищают электрооборудование при скачках и резком падении напряжения в сети. Погрешность стабилизации – 5-8%. Серьезный недостаток – громкий щелчок при переключении и риски быстрого выхода из строя силовых реле.
На сайте интернет-магазина «Евротек» можно купить по демократичной стоимости качественные стабилизаторы напряжения от разных производителей. Доставка заказов по Санкт-Петербургу, Москве и другим регионам РФ.
Автор — Дмитрий Якунин
Работает в компании Евротек с 2012 г. в отделе интернет-продаж. Имеет высшее техническое образование, которым не стесняется пользоваться во всех сферах жизни.
Знаёт всё о сварке, может квалифицированно проконсультировать по всему спектру бытовой садовой техники.
В свободное время читает классическую литературу, играет на PS4.
Инструкция по применению стабилизаторов напряжения
Стабилизатор напряжения – это устройство, удерживающее ее величину в пределах, соответствующих нормам для успешной эксплуатации подключенных к нему бытовых приборов.
Каковы эти нормы? В паспорте на любое устройство, питающееся от электрической сети, указан допустимый диапазон напряжений, при котором его эксплуатация не приведет к поломке. ГОСтом же регламентируется, что величина таких отклонений не должна превышать ±10% от величины номинального напряжения.
- Причины колебаний напряжений
- Реле контроля напряжения
- Стабилизаторы напряжения
- Принцип действия стабилизаторов с сервоприводом
- Принцип работы релейных стабилизаторов
- Принцип работы симисторных стабилизаторов
Причины колебаний напряжений
Но на практике все бывает не так. Существующие на текущий момент трансформаторы, питающие потребителей, перегружены. Проектирование их мощности и монтаж выполнены еще во времена существования Советского Союза. А тогда электроприборов у населения было на порядок меньше, чем сейчас.
Дополнительно вносит свою лепту в колебание напряжения состояние электрических сетей, изготовленных в тот же период времени. Они так же рассчитаны на меньшую нагрузку, чем та, которую тянут сейчас. В итоге часть напряжения остается на проводах линий, так как они имеют свою собственную величину сопротивления. При прохождении тока на сопротивлении возникает падение напряжения, в результате его величина в конце линии меньше, чем в начале.
Еще один фактор – аварийный. При обрывах нулевого провода в системе трехфазных напряжений возникает опасная свистопляска, в результате которой потребители могут получить как меньше 220 В, так и почти 380 В. Этот режим опасен еще и тем, что гарантированно выводит из строя электроприборы, не оставляя им никаких шансов. Обрыв нуля происходит мгновенно, и щелкнуть выключателем или выдернуть вилку из розетки вы точно не успеете.
Последствие размещения трансформаторной подстанции на значительном расстоянии от потребителя, приводящее к увеличению протяженности линий усугубляются еще и несимметричной нагрузкой в трехфазной сети. Если одна из фаз перегружена, на ней напряжение уменьшается. На оставшихся же оно наоборот – увеличивается.
Колебания напряжения в течение дня
Все эти вредные факторы чаще проявляются в сельских сетях и новостройках. В городских квартирах колебания напряжения встречаются реже. Развитие городской инфраструктуры: магазинов, гипермаркетов, строительство новых объектов жилищно-коммунального хозяйства – все это вынуждает энергоснабжающие компании менять трансформаторы на подстанциях. Увеличение их мощности и модернизация электрооборудования подстанций минимизирует колебания напряжения в сети.
В остальных же случаях потребителю приходится защищаться от этого вредоносного явления самостоятельно.
Реле контроля напряжения
Одним из способов такой защиты является установка во вводном щитке потребителя реле контроля напряжения. Его задача – не допустить, чтобы электроприборы, подключенные через него, оказались под напряжением, не соответствующим допустимым пределам. Потребитель самостоятельно с помощью органов управления реле выставляет эти пределы.
Реле контроля напряжения
Выставляют их по допустимым отклонениям, установленным ГОСТом. То есть, нижний предел – 198 В, верхний 242 В. Но этого иногда недостаточно: выход их нормы происходит настолько часто, что жить в доме становится невозможно. Реле при каждом превышении уставки отключает нагрузку, свет в доме гаснет. И появляется он, когда напряжение вновь придет в норму. Диапазон уставок реле приходится расширить.
А это приводит к потере смысла такой защиты. Она не обеспечивает защиту электрооборудования. Да и сидеть без света в любой ситуации не нравится никому.
Стабилизаторы напряжения
Стабилизаторы напряжения не просто фиксируют факт выхода контролируемой величины из нормируемых параметров. Они еще и исправляют ситуацию: корректируют эту величину, вгоняя ее в заданный диапазон.
Для правильного выбора стабилизатора нужно подсчитать суммарную мощность нагрузки, которую планируется к нему подключить. Чтобы сделать выбор в пользу более дешевого агрегата, доработайте схему электроснабжения дома так, чтобы к нему при отключении питания остались подсоединены только электроприемники, значение которых действительно важно. Отбросив ненужное, можно снизить мощность выбранного стабилизатора.
Но не стоит выбирать мощность впритык: иначе при незначительных ее превышениях устройство будет отключаться совсем. Также стабилизатор отключится, если напряжение на его входе выйдет за критические пределы, указанные в паспорте.
По конструкции и принципу действия стабилизаторы разделяются на:
Трехфазный стабилизатор можно заменить тремя однофазными.
Принцип действия стабилизаторов с сервоприводом
Основой этого устройства является автотрансформатор. Он намотан на тороидальном сердечнике, по одной из поверхностей которого, поворачиваясь вокруг центральной оси устройства, ходит графитовая щетка. Часть изоляции обмотки под ней удалена, чтобы обеспечить электрически контакт щетки с проводами обмотки.
Такой же принцип работы имеют лабораторные автотрансформаторы, предназначенные для ручной регулировки напряжения. Для этого их щетка соединена с рукояткой, выведенной нагружу их корпуса прибора. Стабилизатор же управляет движением щетки самостоятельно с помощью маленького моторчика – сервопривода.
Стабилизатор с сервоприводом
Устройство управления сервоприводом постоянно следит за величиной напряжения на выходе. Если оно изменяется, то сигнал управления, обратно пропорциональный направлению изменения, поступает на мотор. Тот вращает бегунок регулятора до тех пор, пока напряжение не придет в норму с заданной точностью.
Чтобы не заставлять щетку постоянно ползать по обмотке, вводится задержка на время реакции по изменению величины контролируемого параметра. Но все равно он откликается на изменение напряжения на выходе быстрее, чем другие типы. Конструкция этого стабилизатора максимально проста, точность регулировки – 2-3%.
Но вот на этом и заканчиваются его достоинства. Главный недостаток связан с наличием механических частей в конструкции. Щетка истирается, подгорает, начинает искрить. Не исключен вариант ее заклинивания в крайнем положении. При движении щетка замыкает сразу несколько витков обмотки, что приводит к появлению короткозамкнутых витков. Этому еще способствует осаждение продуктов стирания щетки, проводящих ток. Короткозамкнутые витки греются, изоляция на них осыпается. Процесс продолжается до появления дыма и возгорания.
Принцип работы релейных стабилизаторов
Избавиться от движущихся деталей удалось, выполнив регулировку не плавной, а дискретной. Для этого от автотрансформатора выполнили ряд переключаемых отпаек. Подключая нагрузку к нужному отводу, релейный стабилизатор подгоняет выходное напряжение под величину, наиболее близкую к 220 В. Управляет процессом переключения реле электронный блок, контролирующий напряжение на выходе и вырабатывающий сигнал переключения на нужную отпайку.
Точность регулирования за счет этого снизилась, да и механическая часть осталась. Контакты реле работают постоянно, через них протекает ток нагрузки. За счет этого они подгорают и изнашиваются. К тому же работа стабилизатора сопровождается характерными щелчками, раздражающих некоторых владельцев.
Релейный стабилизатор
Во время переключения реле неизбежно возникает перерыв в питании: одно реле отключилось, а другое – еще не сработало. Недостаток неустранимый: если два реле замкнуть одновременно, замкнется накоротко часть обмотки. И автотрансформатор подгорит, и контакты поплавятся больше, чем обычно. Во время такого прекращения питания моргает освещение, а некоторые электроприборы отключаются.
Еще во время отключения реле в трансформаторе возникает ЭДС самоиндукции, приводящее к импульсным перенапряжениям. С этим борются, устанавливая на выходе ограничители перенапряжений.
В характеристиках релейного стабилизатора указывается, кроме диапазона регулирования, указывается количество его ступеней и точность установки напряжения
Принцип работы симисторных стабилизаторов
Работа этого устройства соответствует релейному стабилизатору, но вместо реле используются полупроводниковые приборы – симисторы. Они работают как тиристоры, открываясь при наличии импульса управления. Но в отличие от них проводят ток не в течение одной полуволны, а в обоих направлениях.
В стабилизаторе они работают в ключевом режиме, открываясь от сигнала управления полностью, работая функционально как реле. Управление осуществляется специальным контроллером. Сложность управления состоит в том, что симисторы переключаются только в момент перехода синусоидального напряжения на них через нулевое положение. Да еще при этом нужно убедиться в том, что предыдущий открытый тиристор уже закрылся. Иначе произойдет встречное включение двух открытых полупроводниковых приборов на часть обмотки трансформатора. В случае с реле просто подгорят контакты, а симисторы выйдет из строя мгновенно.
Для расширения диапазона работы используется каскадная схема включения ключей управления. Первая ее часть грубо подгоняет напряжение под нужную величину, вторая делает это точнее. Так сокращается количество ключей, а количество ступеней увеличивается.
Симисторный стабилизатор
Достоинство таких стабилизаторов – широкий диапазон регулирования, отсутствие щелчков при работе. Но коммутационные напряжения при этом все равно остаются: не важно, кто переключает обмотки, симистор или реле.
Симисторы – мощные полупроводниковые приборы, и при работе требуют охлаждения. Поэтому в таких стабилизаторах обязательно ставят кулеры. Еще полупроводники не терпят перегрузок, даже незначительных. Поэтому запас по мощности при выборе такого стабилизатора закладывают обязательно.
Сложное по конструкции устройство управления имеет особенность ошибаться при работе или зависать. Помимо возникновения негативных последствий такого сбоя для бытовой аппаратуры, стабилизатор придется еще и отдать в ремонт в специализированный сервисный центр. Найти дефект самостоятельно не выйдет.