Закрыть

Принцип работы стабилизатора напряжения энерджистаб: как работает, зачем нужен, типы и применение

Содержание

как работает, зачем нужен, типы и применение

В статье расскажем что такое стабилизатор напряжения, применение, как работает и его различные типы с принципиальными схемами, а также мы поможем вам в выборе стабилизатора напряжения.

Применение стабилизаторов напряжения стало необходимостью для каждого дома. Различные типы стабилизаторов напряжения доступны в настоящее время с различными функциями и работами. Последние достижения в технологии, такие как микропроцессорные чипы и силовые электронные устройства, изменили стабилизаторы напряжения. Теперь они полностью автоматические, интеллектуальные и оснащены множеством дополнительных функций. Они также имеют сверхбыструю реакцию на колебания напряжения и позволяют своим пользователям дистанционно регулировать требования к напряжению, включая функцию пуска или выключения. Большой выбор стабилизаторов напряжения вы можете посмотреть и приобрести на Алиэкспресс, выбирайте любой подходящий.

Что такое стабилизатор напряжения

Стабилизатор напряжения — это электрическое устройство, которое используется для подачи постоянного напряжения на нагрузку на своих выходных клеммах независимо от каких-либо изменений или колебаний на входе, то есть входящего питания.

Основное назначение стабилизатора напряжения заключается в защите электрических или электронных устройств (например, кондиционера, холодильника, телевизора и так далее) от возможного повреждения в результате скачков напряжения или колебаний, повышенного или пониженного напряжения.


Рис.1 — Различные типы стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения также известен как AVR (автоматический регулятор напряжения). Использование стабилизатора напряжения не ограничивается домашним или офисным оборудованием, которое получает электропитание извне. Даже места, которые имеют свои собственные внутренние источники питания в виде дизельных генераторов переменного тока, сильно зависят от этих AVR для безопасности своего оборудования.

Мы можем увидеть различные типы стабилизаторов напряжения, доступных на рынке. Аналоговые и цифровые автоматические стабилизаторы напряжения доступны от многих производителей. Благодаря растущей конкуренции и повышению осведомленности о безопасности устройств. Эти стабилизаторы напряжения могут быть однофазными (выход 220-230 вольт) или трехфазными (выход 380/400 вольт) в зависимости от типа применения. Регулирование желаемой стабилизированной мощности осуществляется методом понижения и повышения напряжения в соответствии с его внутренней схемой. Трехфазные стабилизаторы напряжения доступны в двух разных моделях, то есть моделях с сбалансированной нагрузкой и моделях с несбалансированной нагрузкой.

Они доступны в различных рейтингах и диапазонах
КВА. Стабилизатор напряжения нормального диапазона может обеспечить стабилизированное выходное напряжение 200-240 вольт с усилением 20-35 вольт при питании от входного напряжения в диапазоне от 180 до 270 вольт. Принимая во внимание, что широкий диапазон стабилизатора напряжения может обеспечить стабилизированное напряжение 190-240 вольт с повышающим сопротивлением 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, микроволновые печи, для одного огромного устройства для всей бытовой техники.

В дополнение к своей основной функции стабилизаторы текущего напряжения оснащены многими полезными дополнительными функциями, такими как защита от перегрузки, переключение нулевого напряжения, защита от изменения частоты, отображение отключения напряжения, средство запуска и остановки выхода, ручной или автоматический запуск, отключение напряжения и так далее.

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

Зачем нужны стабилизаторы напряжения и его важность

Все электрические устройства спроектированы и изготовлены для работы с максимальной эффективностью с типичным источником питания, который известен как номинальное рабочее напряжение. В зависимости от расчетного безопасного предела эксплуатации рабочий диапазон (с оптимальной эффективностью) электрического устройства может быть ограничен до ± 5%, ± 10% или более.

Из-за многих проблем источник входного напряжения, которое мы получаем, всегда имеет тенденцию колебаться, что приводит к постоянно меняющемуся источнику входного напряжения. Это изменяющееся напряжение является основным фактором, способствующим снижению эффективности устройства, а также увеличению частоты его отказов.

Рис. 2 — Проблемы из-за колебаний напряжения

Помните, нет ничего более важного для электронного устройства, чем отфильтрованный, защищенный и стабильный источник питания. Правильное и стабилизированное напряжение питания очень необходимо, чтобы устройство выполняло свои функции наиболее оптимальным образом. Это стабилизатор напряжения, который обеспечивает то, что устройство получает желаемое и стабилизированное напряжение, независимо от того, насколько сильно колебание. Таким образом, стабилизатор напряжения является очень эффективным решением для тех, кто хочет получить оптимальную производительность и защитить свои устройства от непредсказуемых колебаний напряжения, скачков напряжения и шума, присутствующих в источнике питания.

Как и источник бесперебойного питания, стабилизаторы напряжения также являются активом для защиты электронного оборудования. Колебания напряжения очень распространены независимо от того, где вы живете. Могут быть различные причины колебаний напряжения, такие как электрические неисправности, неисправная проводка, молнии, короткие замыкания и так далее. Эти колебания могут быть в форме перенапряжения или пониженного напряжения.

Эффекты повторяющегося перенапряжения в бытовой технике

  • Необратимые повреждения подключенного устройства
  • Повреждения изоляции обмотки
  • Перебои в нагрузке
  • Перегрев кабеля или устройства
  • Ухудшится срок полезного использования устройства
  • Неисправность оборудования
  • Низкая эффективность устройства
  • Устройство в некоторых случаях может занять дополнительные часы, чтобы выполнить ту же функцию
  • Ухудшить производительность устройства
  • Устройство будет потреблять больше электричества, что может привести к перегреву

Как работает стабилизатор напряжения, принцип работы понижения и повышения напряжения

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

В условиях перенапряжения функция «понижения напряжения» обеспечивает необходимое снижение интенсивности напряжения. Аналогично, в условиях пониженного напряжения функция «повышения напряжения» увеличивает интенсивность напряжения. Идея обеих функций в целом заключается в том, чтобы поддерживать одинаковое выходное напряжение.

Стабилизация напряжения включает в себя сложение или вычитание напряжения из первичного источника питания. Для выполнения этой функции стабилизаторы напряжения используют трансформатор, который подключен к переключающим реле в различных требуемых конфигурациях. Немногие из стабилизаторов напряжения используют трансформатор, имеющий различные отводы на своей обмотке, для обеспечения различных коррекций напряжения, в то время как стабилизаторы напряжения (такие как Servo стабилизатор напряжения) содержат автоматический трансформатор для обеспечения желаемого диапазона коррекции.

Как работает функция понижения и повышения в стабилизаторе напряжения

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

Функция понижения в стабилизаторе напряжения

Рис. 4 — Принципиальная схема функции понижения в стабилизаторе напряжения

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

В стабилизаторе напряжения есть схема переключения. Всякий раз, когда обнаруживается превышение напряжения в первичном источнике питания, подключение нагрузки вручную или автоматически переключается в конфигурацию режима «Понижения» с помощью переключателей (реле).

Функция повышения в стабилизаторе напряжения


Рис. 6 — Принципиальная схема функции повышения напряжения в стабилизаторе напряжения

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

Как конфигурация повышения и понижения работает автоматически

Вот пример 02 Stage Voltage Stabilizer. Этот стабилизатор напряжения использует 02 реле (реле 1 и реле 2) для обеспечения стабилизированного источника питания переменного тока для нагрузки в условиях перенапряжения и понижения напряжения.

На принципиальной схеме 02-ступенчатого стабилизатора напряжения (изображенного выше) реле 1 и реле 2 используются для обеспечения конфигурации понижения и повышения во время различных условий колебаний напряжения, то есть перенапряжения и пониженного напряжения. Например — предположим, что вход переменного тока 230 В переменного тока, а требуемый выход также постоянный 230 В переменного тока. Теперь, если у вас есть +/- 25 Вольт понижения & повышения стабилизация, это означает, что ваш стабилизатор напряжения может обеспечить вам постоянное требуемое напряжение (230 В) в диапазоне от 205 В (пониженное напряжение) до 255 В (повышенное напряжение) входного источника переменного тока.

В стабилизаторах напряжения, в которых используются трансформаторы с отводом, точки ответвления выбираются на основе требуемого количества напряжения, которое должно быть подавлено 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 количества напряжения, которое необходимо стабилизировать или повысить. Скользящий контакт необходим, поскольку автотрансформаторы имеют только одну обмотку.

Различные типы стабилизаторов напряжения

Первоначально на рынке появились ручные / селекторные переключатели напряжения. В этих типах стабилизаторов используются электромеханические реле для подбора желаемого напряжения. С развитием технологий появились дополнительные электронные схемы и стабилизаторы напряжения стали автоматическими. Затем появился Servo стабилизатор напряжения, который способен стабилизировать напряжение непрерывно, без какого-либо ручного вмешательства. Теперь также доступны стабилизаторы напряжения на базе микросхем / микроконтроллеров, которые также могут выполнять дополнительные функции.

Стабилизаторы напряжения можно разделить на три типа:

  • Стабилизаторы напряжения типа реле
  • Servo стабилизаторы напряжения
  • Стабилизаторы статического напряжения

Стабилизаторы напряжения типа реле

В релейных стабилизаторах напряжения напряжение регулируется переключающими реле. Реле используются для подключения вторичного трансформатора в различных конфигурациях для достижения функции понижения и повышения.

Как работает релейный стабилизатор напряжения

Рисунок выше показывает, как стабилизатор напряжения типа реле выглядит изнутри. Он имеет трансформатор с ответвлениями, реле и электронную плату. Печатная плата содержит схему выпрямителя, усилитель, микроконтроллер и другие вспомогательные компоненты.

Электронные платы выполняют сравнение выходного напряжения с источником опорного напряжения. Как только он обнаруживает любое увеличение или уменьшение входного напряжения выше эталонного значения, он переключает соответствующее реле для подключения требуемого постукивания для функции понижения и повышения.

Стабилизаторы напряжения релейного типа обычно стабилизируют входные колебания на уровне ± 15% с точностью на выходе от ± 5% до ± 10%.

Использование и преимущества релейных стабилизаторов напряжения

Этот стабилизатор в основном используется для приборов / оборудования с низким номинальным энергопотреблением в жилых / коммерческих / промышленных целях.

  • Они стоят дешевле
  • Они компактны по размеру

Недостатки релейных стабилизаторов напряжения

  • Их реакция на колебания напряжения немного медленнее по сравнению с другими типами стабилизаторов напряжения
  • Они недолговечны
  • Они менее надежны
  • Они не способны выдерживать скачки напряжения, так как их предел допуска на колебания меньше
  • При стабилизации напряжения переход тракта электропитания может обеспечить незначительное прерывание электропитания

Серво стабилизаторы напряжения

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

Как работает серво стабилизатор напряжения?

В системе замкнутого контура отрицательная обратная связь (также известная как ошибка подачи) гарантируется от выхода, чтобы система могла гарантировать, что был достигнут желаемый результат. Это делается путем сравнения выходных и входных сигналов. Если в случае, если желаемый выход превышает / ниже требуемого значения, то регулятором источника входного сигнала будет получен 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 исполнительные механизмы, чтобы привести выходное значение 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 намеченных функций.

Рис. 10 — Внутренний вид серво стабилизатора напряжения

Рисунок выше показывает, как серво стабилизатор напряжения выглядит изнутри. Он имеет серводвигатель, автотрансформатор, трансформатор понижения и повышения, двигатель, электронную плату и другие вспомогательные компоненты.

В стабилизаторе напряжения на основе сервопривода один конец первичной обмотки трансформатора понижения и повышения (отвод) подключен к фиксированному ответвлению автотрансформатора, а другой конец первичной обмотки соединен с подвижным рычагом, который контролируется серводвигателем. Один конец вторичной катушки трансформатора
понижения и повышения подключен к входному источнику питания, а другой конец подключен к выходу стабилизатора напряжения.

Электронные платы выполняют сравнение выходного напряжения с источником опорного напряжения. Как только он обнаруживает любое увеличение или уменьшение входного напряжения выше контрольного значения, он начинает работать с двигателем, который еще больше перемещает рычаг на автотрансформаторе.

При перемещении рычага на автотрансформаторе входное напряжение на первичной обмотке трансформатора понижения и повышения изменится на требуемое выходное напряжение. Серводвигатель будет продолжать вращаться, пока разность между значением опорного напряжения и выход стабилизатора становится равным нулю. Этот полный процесс происходит за миллисекунды. Современные серво стабилизаторы напряжения поставляются с микроконтроллерной / микропроцессорной схемой управления для обеспечения интеллектуального управления пользователями.

Различные типы серво стабилизаторов напряжения

Различные типы серво стабилизаторов напряжения:

Однофазные серво стабилизаторы напряжения

В однофазных стабилизаторах напряжения с сервоприводом стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к переменному трансформатору.

Трехфазные сбалансированные серво стабилизаторы напряжения

В трехфазных стабилизированных стабилизаторах напряжения с сервоуправлением стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к 03 автотрансформаторам, и общей цепи управления. Выходные данные автотрансформаторов варьируются для достижения стабилизации.

Трехфазные несбалансированные серво стабилизаторы напряжения

В трехфазных несимметричных стабилизаторах напряжения с сервоприводом стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к 03 автотрансформаторам и 03 независимым цепям управления (по одной на каждый автотрансформатор).

Использование и преимущества серво стабилизатора напряжения

  • Они быстро реагируют на колебания напряжения
  • Они имеют высокую точность стабилизации напряжения
  • Они очень надежные
  • Они могут выдерживать скачки напряжения

Недостатки серво стабилизатора напряжения

  • Они нуждаются в периодическом обслуживании
  • Чтобы обнулить ошибку, серводвигатель должен быть выровнен. Выравнивание сервомотора требует умелых рук.

Стабилизаторы статического напряжения


Рис. 13 — Статические стабилизаторы напряжения

Статический выпрямитель напряжения не имеет движущихся частей, как в случае серво стабилизаторов напряжения. Для стабилизации напряжения используется силовая электронная схема преобразователя. Эти статические стабилизаторы напряжения имеют очень высокую точность, а стабилизация напряжения находится в пределах ± 1%.

Стабилизатор статического напряжения содержит трансформатор понижения и повышения, силовой преобразователь с изолированным затвором (IGBT), микроконтроллер, микропроцессор и другие необходимые компоненты.

Как работает статический стабилизатор напряжения

Микроконтроллер / микропроцессор управляет IGBT-преобразователем питания для генерации требуемого уровня напряжения с использованием метода «широтно-импульсной модуляции». В методе «Импульсная широтно-импульсная модуляция» преобразователи питания в режиме переключения используют силовой полупроводниковый переключатель (например, MOSFET) для управления трансформатором для получения требуемого выходного напряжения. Это сгенерированное напряжение затем подается на первичную обмотку трансформатора понижения & повышения. Преобразователь мощности IGBT также контролирует фазу напряжения. Он может генерировать напряжение, которое может быть в фазе или на 180 градусов не в фазе по отношению к входному источнику питания, что, в свою очередь, позволяет ему контролировать, нужно ли добавлять или вычитать напряжение в зависимости от повышения или понижения уровня входного питания.

Рис. 15 — Принципиальная схема статического стабилизатора напряжения

Как только микропроцессор обнаруживает падение уровня напряжения, он посылает сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Преобразователь мощности IGBT, соответственно, генерирует напряжение, аналогичное разности напряжений, на которую уменьшился входной источник питания. Это генерируемое напряжение находится в фазе с входным источником питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку трансформатора Понижения & Повышения. Поскольку вторичная катушка трансформатора Понижения & Повышения подключена к входному источнику питания, напряжение, наведенное во вторичной катушке, будет добавлено к входному источнику питания. И поэтому стабилизированное повышенное напряжение будет затем подаваться на нагрузку.

Аналогично, как только микропроцессор обнаруживает повышение уровня напряжения, он посылает сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Соответственно, IGBT-преобразователь мощности генерирует напряжение, аналогичное разности напряжений, на которую уменьшился входной источник питания. Но на этот раз генерируемое напряжение будет на 180 градусов не в фазе по отношению к входному источнику питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку трансформатора Понижения & Повышения. Поскольку вторичная катушка трансформатора Понижения & Повышения подключена к входному источнику питания, напряжение, которое было наведено во вторичной катушке, теперь будет вычитаться из входного источника питания. И поэтому стабилизированное пониженное напряжение будет подаваться на нагрузку.

Использование / Преимущества статических стабилизаторов напряжения

  • Они очень компактны по размеру.
  • Они очень быстро реагируют на колебания напряжения.
  • Они имеют очень высокую точность стабилизации напряжения.
  • Поскольку нет движущейся части, она почти не требует технического обслуживания.
  • Они очень надежные.
  • Их эффективность очень высока.

Недостатки статического стабилизатора напряжения

Они дорогостоящие по сравнению со своими аналогами.

В чем разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения?

Оба звучат одинаково. Они оба выполняют одинаковую функцию стабилизации напряжения. Однако то, как они это делают, приносит разницу. Основное функциональное отличие стабилизатора напряжения от регулятора напряжения:

Стабилизатор напряжения — это устройство, которое подает постоянное напряжение на выход без каких-либо изменений входного напряжения. В то время как,

Регулятор напряжения — это устройство, которое подает постоянное напряжение на выход без каких-либо изменений тока нагрузки.

Как выбрать лучший стабилизатор напряжения для вашего дома? Руководство по покупке

При покупке стабилизатора напряжения необходимо учитывать различные факторы. В противном случае вы можете столкнуться со стабилизатором напряжения, который может работать хуже или лучше. Чрезмерное выполнение не повредит, но это будет стоить вам лишних долларов. Так почему бы не выбрать такой стабилизатор напряжения, который может удовлетворить ваши требования и сохранить ваш карман тоже.

Различные факторы, которые играют важную роль в выборе стабилизатора напряжения

Различные факторы, которые играют жизненно важную роль и требуют рассмотрения перед выбором стабилизатора напряжения:

  • Требуемая мощность прибора (или группы приборов)
  • Тип прибора
  • Уровень колебаний напряжения в вашем районе
  • Тип стабилизатора напряжения
  • Рабочий диапазон стабилизатора напряжения, который вам нужен
  • Перегрузка по повышению / пониженному напряжению
  • Тип схемы стабилизации / управления
  • Тип монтажа для вашего стабилизатора напряжения

Пошаговое руководство по выбору и покупке стабилизатора напряжения для вашего дома

Вот основные шаги, которые вы должны выполнить, чтобы выбрать лучший выпрямитель напряжения для вашего дома:

  • Проверьте номинальную мощность устройства, для которой вам нужен стабилизатор напряжения. Номинальная мощность указана на задней панели устройства в виде наклейки или фирменной таблички. Это будет в киловаттах (KW). Обычно номинальная мощность стабилизатора напряжения указывается в кВА. Переведите его в киловатт (кВт).

(КВт = кВА * коэффициент мощности)

  • Подумайте о том, чтобы сохранить дополнительную маржу в 25-30% от номинальной мощности стабилизатора. Это даст вам дополнительную возможность добавить любое устройство в будущем.
  • Проверьте предел допуска колебаний напряжения. Если это соответствует вашим потребностям, вы готовы идти вперед.
  • Проверьте требования к монтажу и размер, который вам нужен.
  • Вы можете спросить и сравнить дополнительные функции в одном и том же ценовом диапазоне разных марок и моделей.

Практический пример для лучшего понимания

Предположим, вам нужен стабилизатор напряжения для вашего телевизора. Давайте предположим, что ваш телевизор имеет номинальную мощность 1 кВА. Допустимая надбавка 30% на 1 кВА составляет 300 Вт. Добавляя оба варианта, вы можете приобрести стабилизатор напряжения мощностью 1,3 кВт (1300 Вт) для вашего телевизора.

Видео совет при выборе стабилизатор напряжения

Самый важный совет при покупке стабилизатора напряжения

Виды стабилизаторов напряжения. Их схемы, принцип работы, плюсы и минусы
Виды стабилизаторов напряжения картинка

13.04.2018

В настоящее время возрастает спрос на стабилизаторы напряжения. Это связано как с активным использованием этих электроприборов во всех сферах жизнедеятельности современного человека, так и с периодически возникающими в сетях проблемами с качеством электроэнергии.

Специализированные магазины и интернет-сайты предлагают большой выбор стабилизаторов отечественного и зарубежного производства, удовлетворяющих практически любые запросы покупателей. Однако следует понимать, что каждый стабилизатор, несмотря на его мощность и стоимость, построен по типовой схеме (топологии), в основе которой – определённый физический принцип стабилизации электрической энергии. Всего таких топологий пять:

  • феррорезонансная;
  • электромеханическая;
  • релейная;
  • полупроводниковая;
  • инверторная.

Практически все виды стабилизаторов напряжения имеют свои преимущества и недостатки, которые в основном обусловлены схемой их построения. Основные параметры устройств каждого типа требуют пристального изучения, так как именно от их значений зависит эффективность работы выбранной модели стабилизатора с различной современной аппаратурой.

Феррорезонансные стабилизаторы

f.jpg Феррорезонансный стабилизатор

Это первые стабилизаторы, получившие широкое распространение в нашей стране. Начало их массового использования в 50-60-х годах ХХ века связано с появлением ламповых телевизоров и прочей бытовой техники, требующей защиты от сетевых колебаний.

Устройство и принцип работы. Стабилизаторы такого типа отличаются от большинства более современных моделей простотой электронной схемы и отсутствием автотрансформатора. Они понижают или повышают значение напряжения за счёт эффекта феррорезонанса – электромагнитного взаимодействия между двумя дросселями один из которых имеет ненасыщенный сердечник (входной), а второй насыщенный (выходной).

Преимущества. Феррорезонансные стабилизаторы не имеют склонных к поломкам подвижных компонентов, что обеспечивает их надёжность и большой ресурс безотказной работы – некоторые изделия советского производства до сих пор находятся в обиходе и исправно выполняют свою работу. Другие преимущества данной топологии:

  • надёжность и большой ресурс безотказной работы благодаря отсутствию склонных к поломкам подвижных компонентов;
  • высокая точность выходного напряжения за счёт плавного, безразрывного регулирования сетевого сигнала;
  • устойчивость к неблагоприятным условиям окружающей среды;
  • быстродействие.

Недостатки. Отвечающее современному уровню комфорта бытовое использование феррорезонансных стабилизаторов осложняется рядом свойственных им недостатков:

  • шумность работы – гул от встроенных трансформаторов ощущается даже через стену;
  • повышенное тепловыделение;
  • большой вес и крупные габариты;
  • малый диапазон регулируемого входного напряжения – более узкий, чем предельные значения отклонений, встречающихся в отечественных сетях;
  • невысокий КПД вследствие значительных потерь энергии на нагрев;
  • неспособность работать при перегрузках и на холостом ходу;
  • искажения синусоиды.

Стоить отметить, что все указанные недостатки характерны в первую очередь для классических феррорезонансных стабилизаторов первых поколений, в устройствах нового образца они максимально снижены или полностью исключены. Существенный минус современных моделей этой топологии - это их высокая цена, превышающая не только стоимость изделий других типов, но и on-line ИБП соответствующей мощности.

Применение. Несмотря на серьезные сдвиги в разработке более производительных, мощных и надежных преобразователей напряжения, устаревшие феррорезонансные стабилизаторы все еще пользуются спросом при работе с неприхотливой техникой такого же старого поколения. Приборы этой группы - не самый удачный вариант для бытового пользования по причине высокого уровня шумов и громоздкости конструкции, однако вполне могут быть использованы в подсобных помещениях или на загородных усадьбах при плюсовых температурах.

Электромеханические стабилизаторы

элмех.jpg Электромеханический стабилизатор

Устройство и принцип работы. Стабилизаторы данного типа появились практически одновременно с феррорезонансными, но имеют отличные от них конструкцию и принцип работы. Главные элементы любого устройства данной топологии – автотрансформатор и подвижный токосъёмный контакт, выполненный в виде ролика, ползунка или щетки. Указанный контакт перемещается по обмотке трансформатора, вследствие чего происходит плавное увеличение или уменьшение коэффициента трансформации и соответствующее изменение (коррекция) поступающего из сети напряжения. Первые электромеханические стабилизаторы имели ручную регулировку – специальный бегунок передвигался по катушке и отключал или подключал витки до количества, необходимого для достижения номинального значения выходного напряжения. В современных устройствах этот процесс автоматизирован: плата управления анализирует входной ток и в случае отклонения его параметров сигнализирует сервоприводу, перекатывающему коммутационный контакт на сегмент тороидальной обмотки автотрансформатора с напряжением, максимально приближенным к номинальному.

Схема электромеханического стабилизатора картинка

Рисунок 1 – Схема электромеханического стабилизатора напряжения

Преимущества. Основное достоинство электромеханического принципа стабилизации напряжения – непрерывное регулирование с высокой точностью и без искажения синусоидальной формы сигнала. Также ключевым преимуществом является самая низкая стоимость электромеханических стабилизаторов на отечественном рынке.

Недостатки. Эти устройства имеют и ряд существенных недостатков, делающих их не самым оптимальным решением для защиты многих видов нагрузки, а именно:

  • низкое (за исключением некоторых моделей) быстродействие – скорость реакции на изменение входного сигнала ограничивается временем, требуемым сервоприводу для срабатывания;
  • возникновение кратковременных скачков выходного напряжения при резких перепадах входного, что пагубно влияет на чувствительные электронные компоненты защищаемого оборудования и осложняет применение в сетях с сильными перепадами напряжения;
  • низкое качество фильтрации входных электромагнитных помех и трансляция возмущающего воздействия на выход устройства;
  • низкая надежность из-за механически движущихся деталей, что значительно сокращает срок эксплуатации устройства, из-за чего именно этот тип стабилизаторов чаще всего выходит из строя.

Дополнительные неудобства при эксплуатации электромеханических стабилизаторов в домашних условиях создают:

  • повышенный уровень шума и возможное искрение при работе – следствие движения сервопривода по виткам катушки;
  • громоздкая конструкция, большое количество механических узлов и деталей, и, соответственно, большой вес;
  • необходимость периодического обслуживания подверженного износу узла механического контакта, надёжность которого снижается пропорционально числу срабатываний.

Кроме того, приборы этой группы могут давать сбои при длительном использовании в условиях отрицательной температуры – такому оборудованию комфортнее в отапливаемых помещениях.

Применение. Перечисленные недостатки обуславливают ограниченную сферу применения электромеханических стабилизаторов - они все еще востребованы в сетях без молниеносных скачков напряжения. Разумеется, такие устройства не подходят для бытового использования в домашних условиях, но вполне удачно используются в качестве временной стабилизации напряжения в подсобном хозяйстве, гаражах, небольших мастерских - там, где снижение температуры незначительно. Хотя рассматриваемый тип преобразователей постепенно уходит в прошлое и уступает место более современным конструкциям на релейной и тиристорной основе.

Релейные стабилизаторы

реле2.jpg Релейный стабилизатор

Устройство и принцип работы. Приборы этой топологии относятся к электронным устройствам, действие которых построено на базе дискретного (ступенчатого) принципа стабилизации электроэнергии. Он заключается в автоматическом переключении обмоток автотрансформатора и выбора той, напряжение на которой максимально близко к номинальному. Коммутация необходимых для повышения или снижения входного напряжения контуров происходит благодаря срабатыванию силовых электронных реле (отсюда и название данной разновидности стабилизаторов). Управление процессом осуществляет специальный блок. Он контролирует характеристики сетевого напряжения и при их отклонении от установленного значения включает в работу ту или иную ступень стабилизации (количество ступеней соответствует числу установленных реле).

Схема релейного стабилизатор картинка

Рисунок 2 – Схема релейного стабилизатора напряжения

Преимущества. Основное преимущество этих устройств перед электромеханическими аппаратами устаревших конструкций – повышенная скорость срабатывания (не более 10-20 мс). Кроме того, релейные стабилизаторы обладают простейшей структурой, в которой исключены сложные узлы и дорогостоящие компоненты, что упрощает их техническое обслуживание и ремонт. Ремонтные работы, как и сами приборы, отличаются низкой стоимостью. Релейные стабилизаторы не боятся перегрузок, чем и обусловлен их длительный срок эксплуатации. Также этот тип устройств выделяется сравнительно небольшими габаритами и малым весом. Они не требуют дополнительного охлаждения и отлично справляются со своими функциями в условиях отрицательных температур.

Недостатки. Главный недостаток релейных стабилизаторов напряжения – дискретное (неплавное) регулирование. Он обусловлен принципом работы и проявляется в виде мигания электрических ламп при переключении ступеней стабилизации. Cтупенчатая корректировка напряжения также:

  • снижает точность стабилизации (может достигать 10%), при этом рост быстродействия релейных устройств неминуемо повышает погрешность в их работе;
  • способствует трансляции искажений сетевой синусоиды на выход устройства.

Релейная топология сохраняет и ряд минусов присущих электромеханическим изделиям:

  • работа стабилизатора не бесшумна – срабатывание сопровождается звуковым эффектом подобным щелчку;
  • реле подвержены механическому износу, в меньшей степени чем элементы сервопривода, но тенденция к ухудшению качества работы с увеличением срока эксплуатации сохраняется.

Применение. Релейные стабилизаторы подходят для защиты маломощных приборов в сетях, характеризующихся небольшими колебаниями напряжения. Вышеперечисленные недостатки говорят о недостаточном соответствии приборов этой группы требованиям по защите современной электроники, чувствительной к малейшим отклонениям питающего напряжения.

Тиристорные стабилизаторы

тиристр.jpg Тиристорный стабилизатор

Устройство и принцип работы. Данные устройства можно рассматривать как результат развития и усовершенствования дискретного принципа стабилизации. Их конструкция и принцип работы схожи с аппаратами релейной топологии. Главное различие состоит в том, что переключение обмоток автотрансформатора выполняют не реле, а полупроводниковые силовые ключи – тиристоры, увеличивающие точность стабилизации и делающие работу устройства практически бесшумной.

Преимущества. Исполнительные блоки на базе полупроводниковых элементов не имеют механических деталей и обеспечивают минимальное время реакции на изменение входного напряжения (однако некоторая задержка всё-таки сохраняется). Кроме бесшумной работы, быстродействия и увеличенной (относительно релейных моделей) точности стабилизации тиристорные стабилизаторы обладают следующими преимуществами:

  • долговечность и надежность – полупроводниковые компоненты не подвержены механическому износу и имеют большой рабочий ресурс;
  • широкий диапазон сетевого напряжения – возможна работа с большинством предельных отклонений;
  • отсутствие генерации электромагнитных помех при работе;
  • устойчивость к низким и высоким температурам окружающей среды;
  • скромные габариты и небольшой вес;
  • высокий КПД - отсутствие обмоток, реле и движимых элементов снижает уровень собственного энергопотребления.

Недостатки. Применение тиристорных ключей не способно полностью исключить основной недостаток дискретного принципа работы – ступенчатые скачки напряжения. Они неминуемо возникают при переключении трансформаторных обмоток и снижают точность стабилизации, повышение которой, как и в релейных моделях, негативно влияет на быстродействие устройства. Даже самые современные стабилизаторы на полупроводниковых элементах не гарантируют безразрывное электропитание и сигнал идеальной синусоидальной формы. Определённые проблемы могут возникнуть, например, при работе с профессиональным аудио-видео оборудованием – помехи создаваемые при ступенчатом переключении отрицательно скажутся на качестве картинки и звука. Ещё один минус тиристорных стабилизаторов – чувствительность к перегрузкам, которые могут привести к выходу из строя электронных ключей и дорогостоящему ремонту.

Схема тиристорного/симисторного стабилизатора картинка

Рисунок 3 – Схема электронного стабилизатора напряжения

Симисторные стабилизаторы

симистр.jpg Симисторный стабилизатор

Поскольку симисторы являются одним из типов тиристоров, то и принцип работы стабилизаторов на их базе существенно не различаются. Разница заключается в том, что в отличие от тиристоров, симисторы способны пропускать ток в обоих направлениях, поэтому нет необходимости в параллельно-встречном подключении двух тиристоров. Также при подключении индуктивной нагрузки симисторы более уязвимы для скачков напряжения, нежели тиристоры, и требуют дополнительной защиты. Хотя этот недостаток компенсируется тем, что в симисторных устройствах применяется более простая электронная схема.

В целом же симисторные стабилизаторы обладают теми же преимуществами, что и тиристорные:

  • низкий уровень шума при работе;
  • быстрое реагирование на сетевые изменения, скорость составляет 10-20 мс;
  • высокий уровень КПД, достигающий 98%, что выделяет их среди конкурентов более старых поколений;
  • устойчивость к перегрузкам - например, тиристорные стабилизаторы способны проработать до 12 часов при перегрузке в 20%;
  • долговечность прибора при работе на износ, но в то же время дорогостоящий ремонт в случае выхода из строя одного из компонентов;
  • способность выдерживать температурные перепады, но уязвимость для повышенных уровней влажности.

Также устройства не лишены некоторых недостатков:

  • низкая точность регулирования, обусловленная ступенчатой стабилизацией;
  • более габаритная конструкция, по сравнению с тиристорными стабилизаторами;
  • высокая стоимость в сравнении с релейными моделями.

Подводя итог по тиристорным и симисторным моделям следует уточнить, что по параметрам они не намного превосходят релейные стабилизаторы, хотя их стоимость выше и в случае возникновения неисправности замена электронных компонентов обойдется дороже. Тем не менее, такие приборы пользуются спросом и в домашних условиях, и на даче, поскольку неприхотливы к окружающей среде и в то же время не создают шума. Однако крайне не рекомендуется подключать высокоточное оборудование к тиристорным/симисторным стабилизаторам.

Инверторные стабилизаторы

6789aa20716d25235945c74491635854.jpg Современные инверторные стабилизаторы Штиль серии "Инстаб"

Это наиболее «молодой» вид стабилизаторов – серийное производство начато в конце 2000-х годов. Инновационная конструкция и характеристики, недоступные для моделей других топологий, делают данные устройства прорывом в стабилизации электрической энергии.

Устройство и принцип работы. Принцип действия данных устройств схож с on-line ИБП и построен на базе прогрессивной технологии двойного преобразования энергии. Сначала выпрямитель превращает входное переменное напряжение в постоянное, которое затем накапливается в промежуточных конденсаторах и подаётся на инвертор, осуществляющий обратное преобразование в переменное стабилизированное выходное напряжение. Инверторные стабилизаторы кардинально отличаются от релейных, тиристорных и электромеханических по внутреннему строению. В частности, в них отсутствует автотрансформатор и любые подвижные элементы, в том числе и реле. Соответственно, стабилизаторы двойного преобразования избавлены от недостатков, присущих трансформаторным моделям.

Преимущества. Алгоритм работы этой группы устройств исключает трансляцию любого внешнего возмущающего воздействия на выход, что обеспечивает полную защиту от большинства проблем электроснабжения и гарантирует питание нагрузки напряжением идеальной синусоидальной формы со значением максимально приближенным к номинальному (точность ±2%). Кроме того, инверторная топология устраняет все недостатки характерные другим принципам стабилизации электрической энергии и обеспечивает моделям, реализованным на её базе, уникальное быстродействие – стабилизатор реагирует на изменение входного сигнала мгновенно, без задержек во времени (0 мс)!

Другие важные преимущества инверторных стабилизаторов:

  • максимально широкие границы рабочего сетевого напряжения – от 90 до 310 В, при этом идеальная синусоидальная форма выходного сигнала сохраняется во всем указанном диапазоне;
  • непрерывное бесступенчатое регулирование напряжения – исключает ряд неприятных эффектов, связанных с переключением порогов стабилизации в электронных (релейных и полупроводниковых) моделях;
  • отсутствие автотрансформатора и подвижных механических контактов – повышает ресурс работы и снижает массу изделия;
  • наличие входного и выходного фильтров высоких частот – эффективно подавляют возникающие помехи (присутствуют не во всех моделях, характерны в частности для продукции ГК «Штиль» – ведущего производителя инверторных стабилизаторов).

Возникает закономерный вопрос - есть ли недостатки у инверторных устройств? Единственным и в то же время спорным недостатком является более высокая цена. Но учитывая технические требования современной бытовой техники и одновременно сохраняющуюся тенденцию перепадов сетевого напряжения, инверторные стабилизаторы сегодня являются самым экономически оправданным вариантом для постоянного пользования как в частных домах и загородных коттеджах, так и на промышленных объектах. Они гарантируют устойчивое, корректное функционирование дорогостоящей бытовой техники и чувствительных электронных устройств при любом качестве питающей электросети.

Схема инверторного стабилизатора картинка

Рисунок 4 – Схема инверторного стабилизатора напряжения

Подробнее по этой теме читайте ниже:

Инверторные стабилизаторы напряжения «Штиль». Модельный ряд.

Технические преимущества инверторных стабилизаторов «Штиль»

| «Энергия»

Когда человек начинает искать стабилизатор напряжения, он сталкивается с огромным количеством вариантов. Реклама предлагает электронные стабилизаторы напряжения, релейные, электромеханические, гибридные, тиристорные, симисторные или инверторные. Выбора много, а вот, как и что выбирать, не совсем понятно. Попробуем помочь вам разобраться.

Для начала, разобьём все типы стабилизаторов на 2 части: с трансформатором и без него. В основе первых лежит трансформатор, в основе вторых – чисто электроника. Трансформатор – это знакомое всем со школы электрическое устройство, которое за счет законов физики позволяет изменять напряжение: может уменьшать или увеличивать его. В основе подавляющего большинства стабилизаторов напряжения лежит автотрансформатор. У автотрансформатора есть первичная и вторичная обмотки:

На вторичной обмотке траснформаторных стабилизаторов напряжения есть несколько выводов. Снимая напряжения с различных выводов, мы можем либо повышать, либо понижать входное напряжение (напряжение на первичной обмотке). Электроника стабилизатора (плата управления, микроконтроллер) по написанному алгоритму выбирает с какой обмотки брать напряжение и подает сигнал на управляющий элемент. А вот управляющий элемент уже может быть и электронным: реле, тиристор или симистор. Итак, теперь можно поговорить о типах трансформаторных стабилизаторов напряжения:

Вкратце пройдемся по всем типам стабилизаторов.

Релейные стабилизаторы самые популярные на рынке, потому что во-первых они давно появились, а во-вторых у них самое лучшее соотношение цена/качество. Этот тип стабилизаторов может обеспечивать высокую точность стабилизации (до 4%), работать в широком диапазоне напряжений, работает при отрицательных температурах. Из относительных минусов можно назвать их не шумность: в момент переключения реле издает щелчок, который можно сравнить со звуком поворотника в машине. Как я уже писал в начале статьи, релейный стабилизатор — это трансформаторный стабилизатор, у которого на выводах вторичной обмотки стоят реле:

Количество реле определяет точность стабилизации. Например серия релейных стабилизаторов Энергия Voltron точность составляет 5% (а для большинства бытовых приборов достаточно 10%). Есть и релейные стабилизаторы повышенной точности, например специально для котлов отопления, которые очень требовательны к напряжению компания Энергия создала серию Энергия АРС точностью 4%.

Электромеханические (сервоприводные).

Устроены они так: трансформатор намотан таким образом, что у него сверху есть плоская поверхность витков, по которой ездит токосъемная щетка (или две), движимая сервоприводом. В зависимости от того какое напряжение поступает на стабилизатор, микроконтроллер дает сигнал на сервопривод – двигать щетку в определенное место катушки. Тем самым, меняется количество витков вторичной обмотки и напряжение либо увеличивается, либо уменьшается. Преимущество по сравнению с релейными стабилизаторами – высокая точность, за счет того, что тут нет ступеней стабилизации, как в релейном. Также такие стабилизаторы очень хорошо подходят лазерному оборудованию, потому что не допускают разрыва в подаче напряжения – щетка всегда перекрывает оба витка трансформатора.

Но есть и минусы: в электромеханических стабилизаторах приходится делать больший трансформатор чем в релейных, из-за этого они дороже (медь трансформатора составляет большую часть общей стоимости стабилизатора). Электромеханические стабилизаторы хуже справляются с резкими скачками напряжения, потому что сервоприводы двигают щетку медленнее, чем срабатывает реле. Чтобы добиться большого диапазона входных напряжений, приходится делать трансформатор гораздо больших размеров по сравнению с таким же релейным. На данный момент полностью электромеханические стабилизаторы практически ушли с рынка, им на замену пришли гибридные стабилизаторы.

Гибридные.

Гибридные стабилизаторы – это стабилизаторы, внутри которых есть и электромеханическая часть и релейная. Тем самым, удается совместить высокую точность электромеханического стабилизатора напряжения, широкий диапазон релейного и при этом снизить стоимость стабилизатора по сравнению с чисто электромеханическим.

Компания Энергия выпускает линейку гибридных стабилизаторов Энергия Hybrid. Логика таких стабилизаторов такая: в большем диапазоне напряжения у него работает электромеханическая часть, а при экстремальных напряжениях (например, при 110В) – подключается релейная.

Электронные.

Электронные стабилизаторы – по сути те же релейные, только у них вместо реле стоят электронные ключи – тиристоры или симисторы.

Такие стабилизаторы практически не имеют недостатков. Наверное, кроме высокой цены, но на самом деле, тут вы платите за надежность и высокие характеристики. У них внутри нет никаких двигающихся деталей, а значит, механический износ им не грозит. Следовательно, они гораздо дольше обойдутся без технического обслуживания, чем остальные виды трансформаторных стабилизаторов.

Электронные стабилизаторы отличаются повышенной точностью: например серия Энергия Premium имеет точность 1,5%. Также электронные стабилизаторы абсолютно бесшумные, потому что тиристоры и симисторы – это электронные полупроводниковые компоненты, в них нет движущихся частей. Этим фактом также обусловлен долгий срок службы и большая гарантия. Так на самые популярные электронные стабилизаторы Энергия Classic компания Энергия дает 3 года гарантии, а на Энергия Premium 5 лет.

Безтрансформаторные.

Безтрансформаторные стабилизаторы в бытовом сегменте появились не так давно. В этом сегменте мини-революцию устроила компания Штиль. Ее инверторные стабилизаторы Штиль Инстаб стали поистине спасением в тех случаях, когда с напряжением большие проблемы. Принцип работы инверторных стабилизаторов заключается в том, что стабилизатор сначала преобразует входное напряжение в постоянное, а затем сам генерирует синусоиду. Это исключает передачу высокочастотных помех, решает проблему плавающей частоты. Но у таких стабилизаторов есть минус – 5-10% мощности тратится на преобразование напряжения, тем самым стабилизатор сам потребляет достаточно электричества, плюс в них есть принудительный вентилятор, который всегда включен, чтобы охлаждать электронику. Но повторюсь, Штиль используют там, где трансформаторные стабилизаторы не в силах помочь.

Подводя итоги

  • можно сказать, что самыми распространенным типом бытовых стабилизаторов являются релейные стабилизаторы. На данный момент у них лучшее соотношение цена/качество.
  • те, кому нужна надежность на года, бесшумная работа и высокая точность стабилизации, выбирают электронные стабилизаторы.
  • электромеханические или гибридные стабилизаторы сейчас в основном берут для лазерного оборудования и те, кому нужна высокая точность стабилизации. Здесь надо учитывать, что в сети нет резких скачков напряжения, т.к. гибриды реагируют на них медленнее остальных видов стабилизаторов.
  • инверторные стабилизаторы напряжения подходят тем, у кого есть совсем жесткие проблемы с напряжением.

Как видите, универсального типа стабилизатора напряжения нет – каждый стабилизатор подбирается под свою задачу. Если вы не совсем уверены в своём выборе или хотите профессиональной консультации – звоните нам или заказывайте обратный звонок. Мы подскажем и поможем подобрать вариант, который решит именно вашу проблему.

Как работает стабилизатор напряжения - принцип действия

Стабилизатором напряжения называется устройство, к которому подключается напряжение на его вход, с неустойчивыми и нестабильными свойствами для нормальной работы потребителей. На выходе прибора напряжение имеет необходимые качества и свойства, способствующие нормальному функционированию нагрузки потребителей.

Стабилизаторы постоянного тока

Питание сети постоянного тока требует выравнивания при входном напряжении ниже или выше допустимого предела. При протекании тока по стабилизатору, оно выравнивается до необходимой величины. Также схему стабилизатора можно выполнить со сменой полярности питания.

Линейные

Такой прибор является делителем, на который поступает нестабильное напряжение, а на его выходе напряжение выравнивается и имеет необходимые свойства. Его принцип действия состоит в постоянном изменении значения сопротивления для создания выровненного питания на выходе.

Достоинства:

  • При эксплуатации отсутствуют помехи.
  • Простое устройство с малым числом деталей.

Недостатки:

  • При значительной разнице выходящего и входящего питания линейный стабилизатор показывает малый КПД, так как значительная часть производимой мощности переходит в тепло и расходится на сопротивлении.

Параметрический

Такое исполнение прибора с контрольным элементом, подключенным параллельно нагрузке, выполнено на полупроводниковых и газоразрядных стабилитронах.

По стабилитрону проходит ток, который выше в десять раз тока на резисторе. Поэтому такая схема подходит для стабилизации питания только в маломощных устройствах. Чаще всего его применяют в качестве составного компонента преобразователей тока со сложной конструкцией.

Последовательный

Работа прибора видна на изображенной схеме.

Эта схема соединяет два компонента:

  1. Биполярный транзистор, повышающий ток. Он является эмиттерным повторителем.
  2. Параметрический стабилизатор, рассмотренный выше.

Выходное напряжение не зависит от проходящего по стабилитрону тока. Однако оно зависит от вида вещества полупроводника. По причине сравнительной независимости этих величин выходное напряжение получается устойчивым.

При протекании по транзистору напряжение на выходе прибора повышается. При применении одного транзистора напряжение может не удовлетворить потребителя. В этом случае выполняют прибор из нескольких транзисторов, чтобы повысить ток до необходимой величины.

Компенсационный последовательный

Компенсационный последовательный стабилизатор имеет обратную связь. В нем выходное напряжение сравнивается с эталоном. Разница между ними нужна для создания сигнала устройству, контролирующему напряжение.

С сопротивления снимается некоторое количество выходного напряжения, сравнивающееся с основным значением стабилитрона. Эта разница поступает на усилитель и подается на транзистор.

Устойчивое функционирование создается при сдвиге фаз. Так как часть напряжения на выходе поступает на усилитель, то оно сдвигает фазу на угол 180 градусов. Транзистор, подключенный по типу усилителя, фазы не сдвигает, и петлевой сдвиг равен 180 градусов.

Импульсные

Электрический ток, обладающий неустойчивыми свойствами, с помощью коротких импульсов поступает на устройство накопления стабилизатора, которым является конденсатор или катушка.

Накопленная энергия далее выходит на потребитель с другими свойствами. Есть два способа стабилизации:

  1. Управление длиной импульсов.
  2. Сравнение выходного напряжения с наименьшим значением.

Импульсный стабилизатор может изменять напряжение с разными результатами. Их делят на виды:

  • Инвертирующий.
  • Повышающе-понижающий.
  • Повышающий.
  • Понижающий.

Достоинства:

  • Малая потеря энергии.

Недостатки:

  • Помехи в виде импульсов на выходе.

Стабилизаторы переменного напряжения

Такие приборы предназначены для выравнивания переменного напряжения независимо от его параметров входа. Выходное напряжение должно быть в виде идеальной синусоиды, независимо от входных дефектов питания. Различают несколько видов стабилизаторов

Накопители

Это стабилизаторы, накапливающие энергию от входного источника, а далее энергия создается снова, однако уже с постоянными параметрами.

Двигатель-генератор

Принцип работы стабилизатора напряжения такого типа состоит в изменении электроэнергии в кинетический вид, применяя электродвигатель. Далее генератор снова производит обратное изменение, уже с постоянными параметрами.

Основным компонентом системы является маховик, накапливающий энергию и выравнивающий напряжение. Он соединен с подвижными элементами генератора и двигателя, имеет большую массу, инерцию, которая сохраняет быстродействие. Так как скорость маховика постоянная, то напряжение также будет постоянным, даже при малых перепадах напряжения на входе.

Феррорезонансный

Прибор состоит:

  • Конденсатор.
  • Катушка с ненасыщенным сердечником.
  • Катушка индуктивности с насыщенным сердечником.

К катушке с сердечником насыщенным приложено постоянное напряжение, и не зависит от тока, поэтому можно подобрать данные второй катушки и емкости для стабилизации питания в необходимых пределах.

Работа такого устройства сравнивается с качелями. Их трудно сразу остановить, или сделать скорость качания выше. Качели также не нужно постоянно подталкивать, так как инерция делает свое дело. Поэтому могут быть значительные падения и обрыв питания.

Инверторный

Схема такого прибора состоит:

  • Преобразователь напряжения.
  • Микроконтроллер.
  • Емкость.
  • Выпрямитель с регулятором мощности.
  • Фильтры входа.

Принцип работы инверторного стабилизатора заключается в протекании 2-х процессов:

  1. Вначале входное переменное напряжение изменяется в постоянное при прохождении по выпрямителю и корректору. При этом электроэнергия накапливается в емкостях.
  2. Далее постоянное напряжение изменяется в переменное на выходе. Из емкости ток течет к инвертору, трансформирующему ток в переменный с постоянными данными.

Корректирующие

  • Электромагнитный, который имеет отличие от феррорезонансного отсутствием емкости, и пониженной мощностью.
  • Электромеханический и электродинамический.
  • Релейный.
отличия, принцип работы и критерии выбора электронных стабилизирующих устройств

Автор: Александр Старченко

Эти два типа стабилизаторов напряжения относятся к электронным приборам. В них отсутствуют любые механические и электромеханические устройства. Они собраны полностью на полупроводниковых элементах, отличаются бесшумностью, высокой скоростью реакции на изменение напряжения и надёжностью. Такие стабилизаторы широко применяются в быту и на производстве.

Содержание:

  1. Принцип работы электронных стабилизаторов
  2. Тиристорный стабилизатор
  3. Симисторный стабилизатор
  4. Мощный электронный стабилизатор

Принцип работы электронных стабилизаторов

Принцип работы электронных стабилизаторов этого типа можно сравнить с принципом работы полупроводникового стабилизатора. В основе конструкции лежит использование мощного силового трансформатора. Только роль элементов переключающих его обмотки выполняют не электромагнитные реле, а мощные полупроводниковые ключи, собранные на тиристорах или симисторах.

Большое количество тиристорных стабилизаторов представлено на официальном сайте компании Энергия — Энергия.ру.

Если вы хотите приобрести симисторный стабилизатор, тогда посмотрите варианты на сайте компании по этой ссылке.

Поскольку все жилые дома, а также офисы и большинство общественных учреждений питаются по двухпроводной линии, состоящей из одной фазы и нуля, то для питания различных технических устройств используется однофазный тиристорный стабилизатор напряжения. Стабилизатор напряжения состоит из следующих элементов:

  • Входной фильтр напряжения сети;
  • Плата управления и контроля;
  • Трансформатор;
  • Силовые ключи;
  • Устройство индикации.

Очень часто в линиях электропитания переменного тока могут наводиться импульсные высокочастотные помехи, а так же короткие (5-15 мск) выбросы напряжения. Всё это может привести к нарушениям в работе электронной техники, поэтому напряжение на входе стабилизатора проходит через фильтр. Он собран на дросселях, выполненных на ферритовых кольцах и конденсаторах. Такой L/C фильтр препятствует проникновению на вход стабилизатора напряжения сетевых наводок.

Силовой трансформатор имеет секционированную вторичную обмотку, что позволяет менять коэффициент трансформации в ступенчатом режиме, и, следовательно, управлять величиной выходного напряжения. Однофазный симисторный стабилизатор напряжения собран по аналогичной схеме, а вся разница между этими стабилизаторами заключается в типе полупроводниковых ключей.

Плата управления и контроля постоянно анализирует величину напряжения сети и при её отклонении в любую сторону, с помощью электронных ключей переключает секции вторичной обмотки, изменяя тем самым величину напряжения на выходе стабилизатора. Переключающими элементами являются тиристоры или симисторы.

Схема симисторного стабилизатора напряжения может иметь до 15 переключаемых ступеней, что обеспечивает высокую точность установки напряжения на выходе. Для питания платы управления и контроля в схеме стабилизатора предусмотрен дополнительный трансформатор и выпрямитель.

Для удобства пользователей, стабилизаторы напряжения оборудованы светодиодной индикацией режимов работы:

  • «Сеть»;
  • «Нагрузка»;
  • «Перегрузка»;
  • «U вх. min»;
  • «U вх.max».

Кроме этого стабилизатор может иметь цифровой дисплей, на который выводятся данные о напряжении на входе, на выходе и частота сети переменного тока.

Большое количество тиристорных стабилизаторов представлено на официальном сайте компании Энергия — Энергия.ру.

Если вы хотите приобрести симисторный стабилизатор, тогда посмотрите варианты на сайте компании по этой ссылке.

Тиристорный стабилизатор

Тиристорный стабилизатор напряжения представляет собой трансформаторное устройство, в котором выравнивание напряжения осуществляется с помощью переключения обмоток силового трансформатора с помощью электронных ключей. Тиристор – это полупроводниковый прибор являющийся аналогом электромагнитного реле. Он имеет анод, катод и управляющий электрод.

Поскольку тиристор проводит ток только в одном направлении, то для работы в цепях переменного тока применяется встречно-параллельное соединение тиристоров. Следовательно, один ключ, подключающий часть обмотки трансформатора, будет состоять из двух тиристоров.

Тиристорный стабилизатор может обеспечить достаточно большую точность установки напряжения. Это достигается увеличением числа переключающих ступеней. Практические схемы электронных стабилизаторов на тиристорах могут обеспечить точность стабилизации порядка 3-5%.

Стабилизатор такого типа обладает следующими положительными качествами:

  • Высокая скорость стабилизации;
  • Хорошая защита от внешних помех;
  • Большой диапазон регулировки;
  • Высокая надёжность устройства.

При своих достоинствах, тиристорный стабилизатор напряжения имеет определённые недостатки, которые заметно ограничивают его сферу применения.

Большой выбор тиристорных стабилизаторов напряжения отечественного производства смотрите на официальном сайте компании Энергия по этой ссылке.

Отрицательные стороны:

  • Ограничение работы с реактивными нагрузками;
  • Потеря мощности при заниженных входных напряжениях;
  • Высокая стоимость;
  • Сложный ремонт.

Дело в том, что стабилизаторы напряжения собранные на тиристорах выдают на выходе форму напряжения далёкую от синусоидальной. Она может иметь форму трапеции или меандра. Питание электродвигателей от такого стабилизатора, особенно асинхронного типа, может привести к выходу мотора из строя. Существуют модели стабилизаторов, которые выдают нормальную форму напряжения на выходе, но такие устройства имеют сложную электронную схему и стоят заметно дороже. В связи с этим сфера применения данных стабилизаторов уже ограничивается, их нельзя будет использовать в качестве стабилизаторов для циркуляционных насосов в системах отопления, скважинах, и т. д.

Тиристорный стабилизатор напряжения при работе сам является источником помех, поэтому к нему не рекомендуется подключать измерительную аппаратуру высокой точности.

Симисторный стабилизатор

В этом устройстве в качестве электронных ключей, управляющих переключением секций силового трансформатора, используются симисторы. Это полупроводниковые приборы, объединяющие в одном корпусе два тиристора. Симистор, или симметричный тиристор, проводит ток в двух направлениях, поэтому силовой ключ выполнен на одном полупроводниковом приборе.

Симисторный стабилизатор напряжения имеет ряд недостатков по сравнению с тиристорными устройствами. Стабилизатор очень критичен к выбросам напряжения при работе с индуктивной нагрузкой. Вместе с тем он обеспечивает высокую точность регулирования.

Если вы хотите приобрести симисторный стабилизатор, тогда посмотрите варианты на сайте компании Энергия по этой ссылке.

В отличие от электромагнитных реле, симисторы переключаются за короткий промежуток времени, а отсутствие контактов и других механических элементов делает такие стабилизаторы очень надёжными. Мощные электронные ключи сильно нагреваются в процессе работы, поэтому симисторы монтируются на радиаторы, что увеличивает габариты прибора. Для лучшего охлаждения электронных компонентов симисторный стабилизатор напряжения оборудуется вентилятором.

Мощный электронный стабилизатор

Одним из лидеров в производстве энергетических систем является компания «Энергия», она применяет в своих разработках инновационные технологии, что позволяет свести до минимума некоторые недостатки тиристорных стабилизаторов напряжения.

Однофазный тиристорный стабилизатор «Энергия Classic 12 000» представляет собой современное и надёжное устройство с высокими параметрами. Устройство работает в интервале входных напряжений от 125 до 254 вольт. Предельно допустимые величины могут составлять 60 вольт по минимуму и 265 вольт по максимуму. Стабилизатор имеет переключающую схему на 12 ступеней, выполненную на мощных тиристорах. Время переключения не превышает 20 мс.

Этот, и большое количество других тиристорных стабилизаторов представлено на официальном сайте компании, Энергия.ру.

Если вы хотите приобрести симисторный стабилизатор, тогда посмотрите варианты по этой ссылке.

Стабилизатор имеет защиту от пониженного напряжения, повышенного напряжения и перегрузки. При температуре силового  трансформатора свыше 120°C так же срабатывает защита и стабилизатор отключается. Допустимая кратковременная перегрузка до 180%, может составлять 0,3 секунды. Входной фильтр подавляет все виды высокочастотных и импульсных помех. При питании нагрузки с нормальным напряжением сети используется система «байпас». Данный стабилизатор компании Энергия рассчитан на эксплуатацию в отапливаемом помещении с уровнем влажности не более 80%.

С этим читают:

Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц сетях!
основные критерии, принцип работы, недостатки и преимущества
Электронный стабилизатор напряжения картинка

06.05.2019

Электронные стабилизаторы напряжения широко используются в быту для защиты техники от перепадов напряжения. В отличие от релейных стабилизаторов, эти приборы не содержат механических или электромеханических компонентов, что дает им более лучшие технические возможности. Для преобразования напряжения в них применяются полупроводниковые элементы – тиристоры или симисторы.

В данной статье мы расскажем об электронных стабилизаторах, их особенностях, принципах работы и сферах применения, а также раскроем их недостатки и выделим достоинства.

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.

Структурная схема электронного стабилизатора картинка

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.

В чем разница между симисторным и тиристорным стабилизатором?

Электронные стабилизаторы могут строиться на основе тиристоров или симисторов.

Принцип работы тиристора

Принцип работы симистора

Тиристор представляет собой полупроводниковый элемент, который позволяет управлять прохождением тока.

Он пропускает ток только в одном направлении и имеет два состояния - «открыто» или «закрыто». Ими можно управлять с помощью подачи импульса на один из входов.

В стабилизаторе тиристор используется для подключения обмотки трансформатора.

Симистор функционирует сходным c тиристором образом. Его название представляет собой сокращение от слов «симметричный тиристор».

Главное отличие от тиристора заключается в том, что симистор пропускает ток в двух направлениях. Поэтому в симисторном стабилизаторе при тех же параметрах можно использовать в два раза меньше электронных компонентов. Это делает его более компактным и надежным.

Достоинства и недостатки электронных стабилизаторов

Ниже представлены основные достоинства и недостатки электронных стабилизаторов по сравнению с релейными приборами. Они обусловлены, в первую очередь, строением и особенностями метода преобразования напряжения электронных стабилизаторов.

Достоинства

Недостатки

  1. Не имеют механических элементов, поэтому издают меньше шума при работе и считаются в целом более надежными.

  2. Реагируют на изменения параметров электросети быстрее.

  3. Имеют меньший шаг изменения при регулировке напряжения, что позволяет добиться более высокой точности стабилизации – от 5 до 10 %.

  4. Электронные ключи, в отличие от реле, весьма компактны, а значит, их количество можно увеличить без существенного увеличения размеров устройства.

  1. Выходное напряжение имеет форму, отличную от синусоидальной (трапециевидную или с другими искажениями, в зависимости от конкретной модели стабилизатора).

  2. Точности, которую дает ступенчатая регулировка напряжения, может оказаться недостаточно для питания устройств, чувствительных к качеству электроснабжения.

  3. Более высокая стоимость в сравнении с релейными моделями.

Сферы применения электронных стабилизаторов напряжения

Такие преимущества электронных стабилизаторов перед релейными устройствами, как более высокая скорость и точность регулирования напряжения, бесшумность в работе, надежность и длительность ресурса работы, благодаря отсутствию механических элементов коммутации, обеспечивают их широкое применение в домашних условиях для защиты бытовой нагрузки, не имеющей в своем составе электромоторов, например, телевизионной и кухонной техники, а также приборов освещения.

Серьезным ограничением области применения электронных стабилизаторов является отличие формы выходного напряжения от синусоидальной, а также недостаточно высокая точность стабилизации.

Крайне не рекомендуется подключать высокоточное чувствительное оборудование к электронным стабилизаторам. Например, определенные проблемы могут возникнуть при работе с:

  • устройствами, в составе которых есть электродвигатель (насосами, системами отопления) – выходное напряжение стабилизатора, имеющее неправильную форму кривой, может привести к выходу двигателя из строя;
  • профессиональным аудио- и видеооборудованием – помехи, создаваемые при ступенчатом переключении, отрицательно скажутся на качестве картинки и звука;
  • компьютерной техникой – точности, которую дает ступенчатая регулировка напряжения, может оказаться недостаточно.

Таким образом, полностью обеспечить электропитание загородного дома или коттеджа с помощью электронного стабилизатора не получится, поскольку через него нельзя будет запитать часть чувствительного оборудования с электродвигателями, например, насосы системы водоснабжения.

Подключение нагрузки к электронному стабилизатору картинка

Критерии выбора электронного стабилизатора

При выборе электронного стабилизатора следует руководствоваться следующими техническими характеристиками устройства.

Мощность стабилизатора

Одна из важнейших характеристик устройства независимо от его типа, которая определяется в соответствии с суммарной мощностью потребления подключаемой нагрузки.

Для активной нагрузки мощность стабилизатора рекомендуется выбирать с небольшим резервом в 20-30%, для нагрузок с высокой реактивной составляющей запас по мощности рекомендуется взять большим.

Скорость стабилизации напряжения

Не менее важный параметр стабилизатора. Время коррекции практически одинаково у всех моделей этого типа. По скорости стабилизации электронные стабилизаторы безусловно являются лидерами среди устройств, использующих для преобразования напряжения автотрансформатор.

Точность регулирования

Показатели данной характеристики во многом определяются количеством дискретных ступеней регулирования - установленных полупроводниковых ключей (мощных тиристоров или симисторов). Чем их в схеме больше, тем меньше проявляется ступенчатость регулирования и на выходе устройство будет способно выдавать напряжение со значением, более приближенным к номинальному.

Рабочий диапазон входного напряжения

Нижним и верхним его порогами определяются минимальное и максимальное напряжения питающей сети, при которых устройство сможет работать, сохраняя заявленную точность стабилизации, а также защитное срабатывание - отключение стабилизатора при выходе значений входного напряжения за пределы рабочего диапазона.

Диапазон допустимых температур эксплуатации

В стабилизаторах электронного типа отсутствуют механически коммутируемые контакты, поэтому устройства неплохо переносят резкие перепады температур окружающей среды. Выбор устройства необходимо делать в соответствии этой характеристики с условиями эксплуатации.

Тип исполнения корпуса

Требуемое исполнение зависит от площади, геометрии помещения, близости расположения отопительных и нагревательных приборов и т. д. По типу корпуса стабилизаторы можно разделить на:

  • навесные - с креплением на стену;
  • стоечные - предназначенные для установки в стандартные 19-дюймовые шкафы или стойки;
  • напольные - устанавливаемые на горизонтальную поверхность.

Средства индикации и мониторинга

Довольно востребованными опциями является возможность мониторинга состояния сети и параметров работы стабилизатора, реализованного выводом данных на ЖК-дисплей или светодиодов индикации. При необходимости организации удаленного мониторинга и управления следует учитывать наличие коммуникационных интерфейсов и используемых соответствующих протоколов передачи данных.

Инверторный стабилизатор напряжения как альтернатива электронным стабилизаторам

В связи с описанными выше недостатками электронные стабилизаторы постепенно уходят в прошлое. Они стоят дороже, чем релейные приборы, но при этом все равно не обеспечивают достаточной точности и качества выходного напряжения. В качестве альтернативы для бытового использования многие все чаще используют инверторные стабилизаторы. В них применяется более современный метод преобразования, который позволяет избавиться от недостатков, свойственных устройствам на симисторах и тиристорах.

В инверторном стабилизаторе напряжение, поступающий на вход, преобразуется в постоянное, а затем снова в переменное, но уже с нужными параметрами. Благодаря этому обеспечивается форма идеальной синусоиды и достигается высокая точность стабилизации (2 %).

Инверторные стабилизаторы работают практически бесшумно и имеют полный набор защит: от перегрузок, перегрева, коротких замыканий, аварий в сети. Они являются оптимальным вариантом, если нужно обеспечить питание дорогостоящих устройств, чувствительных к перебоям в электропитании - компьютерной техники, систем отопления, котлов с электронным управлением, систем безопасности загородного дома.

Купив инверторный стабилизатор, вы сможете обеспечить надежную подачу электроэнергии на все электроприборы, которые используются в доме: от мелкой бытовой техники до систем водоснабжения и отопления. Технические особенности инверторного стабилизатора делают его сферу применения намного шире, чем у электронных моделей.

Читайте также:

Модельный ряд инверторных стабилизаторов «Штиль»

Особенности выбора релейного стабилизатора напряжения
Релейный стабилизатор напряжения картинка

24.04.2019

В настоящее время на рынке электропитания представлено несколько типов стабилизаторов напряжения, каждый из которых имеет свои особенности работы и принцип защиты нагрузки от проблем в электросети. Релейный стабилизатор является одним из них. Несмотря на немалое количество недостатков, обусловленных конструкцией и принципом действия, данное устройство до сих пор довольно часто выбирают для электрозащиты бытовой техники. В основном покупателей привлекает невысокая стоимость прибора.

Однако, даже если приоритетным критерием при выборе приборе является цена, очень важно понимать технические возможности и особенности релейного стабилизатора до совершения покупки и подключения защищаемой нагрузки. Именно этому и посвящена данная статья. Мы рассмотрим подробнее устройство релейного стабилизатора напряжения, особенности его конструкции и принципа действия, их влияние на технические характеристики прибора и спектр допустимых к подключению к нему нагрузок.

Устройство релейного стабилизатора

Релейный стабилизатор напряжения состоит из следующих основных узлов:

  • силовой автотрансформатор – основа стабилизатора, выполняет коррекцию напряжения;
  • электронная схема управления – осуществляет измерение параметров питающей сети и самого устройства, управляет работой силовых реле;
  • блок силовых реле – выполняет переключение трансформаторных витков таким образом, чтобы обеспечить номинальные выходные параметры напряжения;
  • средства мониторинга – светодиодные индикаторы, ЖК-дисплей, популярные интерфейсы для организации удаленного управления и мониторинга.

Автотрансформатор – это разновидность трансформатора напряжения с электрически связанными первичной и вторичной обмотками. Вторичная обмотка имеет несколько отводов от катушки – выводов, напряжение на которых будет разным при одинаковом значении первичного напряжения. Разность напряжений на выводах секций катушек обусловлена соответствующим коэффициентом трансформации устройства, напрямую зависящим от количества задействованных в преобразовании витков обмотки.

Принцип действия релейного стабилизатора

Работа релейного стабилизатора в общих чертах может быть описана следующим образом:

  1. Напряжение на входе проходит через фильтр подавления помех и измеряется электронной схемой. Затем показатели сетевого напряжения сравниваются с номинальным значением, которое должно быть на выходе.

  2. При недопустимом отклонении значения напряжения в сети от номинального, электронная схема формирует сигнал на включение определенных силовых реле, коммутацией которых будет обеспечен необходимый коэффициент трансформации. За счет этого на выходе сформируется значение напряжения, максимально приближенное к номинальному.

  3. Электронная схема может остановить работу стабилизатора при возникновении коротких замыканий, токовых перегрузок, длительных импульсов или несоответствии фактического напряжения в сети значениям рабочего диапазона входного напряжения стабилизатора.

Схема релейного стабилизатора напряжения картинка

Преимущества и недостатки релейного стабилизатора напряжения

Благодаря простоте конструкции релейный стабилизатор компактен, его эксплуатация осуществляется без специального обслуживания. Такой прибор не издает сильного шума при работе, за исключением щелчков в момент срабатывания. Как правило, стабилизаторы этого типа неприхотливы и сохраняют работоспособность в широком температурном диапазоне. Риск перегрева во время работы сводится к минимуму.

Однако с конструктивными особенностями релейного стабилизатора связан и ряд недостатков. Так как регулировка напряжения происходит за счет механического перемещения реле, прибор срабатывает не мгновенно. Время реакции на резкий скачок напряжения может составлять около 10-20 мс. Казалось бы, немного, но для сложной современной техники, например, компьютерного или отопительного оборудования, этого может оказаться достаточно для возникновения сбоев.

Если через стабилизатор подключены осветительные приборы, момент срабатывания можно заметить невооруженным глазом: свет может мигать в момент переключения реле. Кроме того, при длительной эксплуатации стабилизатора реле могут оказаться его слабым местом: при частых срабатываниях они быстро изнашиваются, в особенности у стабилизаторов дешевых моделей.

Если через стабилизатор подключены осветительные приборы, момент срабатывания можно заметить невооруженным глазом: свет может мигать в момент переключения реле. Кроме того, при длительной эксплуатации стабилизатора реле могут оказаться его слабым местом: при частых срабатываниях они быстро изнашиваются, в особенности у стабилизаторов дешевых моделей.

Преимущества

Недостатки

  • Простота конструкции.

  • Компактность.

  • Отсутствие требований в специальном обслуживании при эксплуатации.

  • Высокая стойкость к перегрузкам.

  • Не требует специального охлаждения.

  • Широкий диапазон рабочей температуры внешней среды (-20 - +40).

  • Возможность работы с нулевой нагрузкой.

  • Небольшая стоимость.

  • Ступенчатая неплавная коррекция напряжения.

  • Медленная реакция на резкие перепады напряжения (10-20 мс).

  • Низкая точность стабилизации – 5-10% (зависит от количества используемых силовых реле).

  • Шум при работе (характерные щелчки от срабатываний реле являются серьезным ограничением в размещении устройств в жилых помещениях).

  • Наличие механических деталей в силовых реле (негативно влияют на срок службы).

Сферы применения релейных стабилизаторов напряжения

Область применения релейных стабилизаторов определяется их техническими особенностями. Часто их выбирают в качестве недорогого способа защиты от перепадов напряжения бытовых приборов в квартире или загородном доме. Они привлекают внимание многих потребителей благодаря компактности и невысокой цене.

Однако возможности использования релейных стабилизаторов довольно сильно ограничены их недостатками: современные электронные устройства (компьютеры, аудиотехника, котлы с электронным управлением, системы безопасности) предъявляют более высокие требования к качеству входного напряжения, чем могут обеспечить стабилизаторы этого типа. В частности, их нельзя использовать для устройств, которые могут выйти из строя, если стабилизатор сработает с задержкой. Примерами такой нагрузки являются отопительные системы. Кроме того, щелчки, которые издает релейный стабилизатор при срабатывании, тоже могут оказаться нежелательными, особенно для дорогой аудиотехники.

Gde primenyaetsya relejnyj stabilizator.png

Критерии выбора релейного стабилизатора

Если вы решились на покупку релейного стабилизатора, то, чтобы правильно подобрать модель, необходимо руководствоваться следующими критериями:

  • выходной мощностью устройства;
  • скоростью и точностью коррекции выходного напряжения;
  • диапазоном рабочего напряжения;
  • перегрузочной способностью;
  • шумностью работы;
  • допустимой температурой эксплуатации;
  • способом установки.

Разберем подробнее некоторые из этих критериев.

Выходная мощность

Мощность устройства рекомендуется выбирать с учетом резерва в 20-30% от суммарной потребляемой мощности нагрузки. При наличии нагрузки с высокими пусковыми токами (например, электроприборов с электродвигателями) резерв по мощности целесообразно увеличить.

Диапазон рабочего напряжения

Современные релейные стабилизаторы достаточно хорошо работают в сетях с большой просадкой напряжения. Однако при частых значительных колебаниях от устройств этого типа лучше отказаться. Частота срабатываний силовых реле снижает их рабочий ресурс и, конечно, не увеличивает срок службы самих стабилизаторов.

Допустимая температура эксплуатации

Устройства этого типа, как правило, обладают широким диапазоном температуры эксплуатации, однако, при установке стабилизатора в неотапливаемом помещении следует убедиться, что показатели допустимых температур выбранной модели соответствуют фактическим условиям эксплуатации.

Скорость и точность коррекции выходного напряжения

Учитывая ступенчатость коррекции напряжения, рекомендуется выбирать устройства с большим количеством силовых реле. Большее число ступеней регулирования обеспечивает лучшую точность его работы.

Сравнение релейных и электронных стабилизаторов

Электронным и релейным устройствам характерна ступенчатость регулирования напряжения на выходе. Дискретность коррекции напряжения в стабилизаторах зависит от количества ступеней регулирования – это полупроводниковые ключи в электронных или электромеханические реле в релейных приборах.

Электронные устройства лучше использовать, когда требуется высокое быстродействие. Релейные аналоги значительно проигрывают по этому показателю - скорость коммутирования электромеханических реле гораздо ниже, чем электронных силовых ключей. К тому же, последние работают совершенно бесшумно в отличие от обычных реле, что делает их куда более пригодными для установки в жилых помещениях.

Большая надежность работы и длительность срока службы электронных стабилизаторов обусловлена полным отсутствием подвижных механических деталей в конструкции. Механика реле подвержена быстрому износу, что особенно проявляется при эксплуатации в сетях с крайне нестабильным сетевым напряжением.

Электронные устройства менее стойки к перегрузкам, которые могут быть причиной перегрева и выхода дорогостоящих силовых ключей из строя. Кроме того, электронные стабилизаторы могут сами вносить искажения в форму выходного сигнала.

Стоимость электронных стабилизаторов значительно выше, чем у релейных: последние в настоящее время стоят значительно дешевле, что делает их гораздо более предпочтительными для организации бюджетной защиты нагрузки, нетребовательной к качеству электропитания.

Характеристика

Релейный стабилизатор

Электронный стабилизатор

Средство переключения обмоток трансформатора

 Электромеханические реле

Полупроводниковые ключи

Тип регулировки напряжения

Дискретный

Дискретный

Быстродействие

Показатели хуже, реакция медленнее (10-20 мс), так как скорость коммутирования электромеханических реле ниже, чем электронных ключей.

Показатели лучше (5-10 мс), более быстрая реакция на изменения параметров напряжения.

Точность стабилизации

Низкая (5-10%)

Высокая (может достигать 3%)

Уровень шума

Издают щелчки от срабатываний реле.

Работают бесшумно

Надежность и длительность срока службы 

Показатели хуже из-за быстрого износа коммутационных реле.

Показатели лучше из-за полного отсутствия подвижных механических деталей в конструкции. 

Стойкость к перегрузкам

Показатели лучше, высокая стойкость к перегрузкам.

Показатели хуже, слабая перегрузочная способность из-за высокого риска выхода из строя дорогостоящих силовых ключей при перегреве.

Добавление искажений в выходной сигнал

Не вносят

Могут вносить

Цена

Невысокая стоимость

Высокая стоимость

Инверторный стабилизатор как альтернатива релейным

Если вы хотите надежно защитить электронные устройства, которыми пользуетесь в квартире или загородном доме, стоит рассмотреть возможность покупки более современных моделей стабилизаторов – инверторных.

Принцип действия этих приборов основан на современных технологиях, которые позволили устранить все недостатки, свойственные предыдущим поколениям стабилизаторов напряжения: устройства мгновенно реагируют на колебания входного напряжения и максимально точно выполняют его регулировку.

Инверторные стабилизаторы компактны и не издают шума при работе. Их преимущества заметны и при длительном использовании:

  • не имеют движущихся элементов, которые могли бы выйти из строя из-за механических повреждений;
  • оснащены автоматической защитой с восстановлением от перегрева, перегрузок, аварии в сети и короткого замыкания.

Все эти особенности делают инверторные стабилизаторы оптимальным решением для обеспечения качественного электроснабжения в квартире или загородном доме.

Более высокая цена, чем у релейных стабилизаторов, оправдана, ведь вы получаете более надежное и высокотехнологичное устройство, которое прослужит долго.

Читайте также:

Модельный ряд инверторных стабилизаторов «Штиль»

Что такое стабилизатор напряжения и как он работает? Типы стабилизаторов

Что такое стабилизатор напряжения и зачем он нам нужен? Работа, типы и применение стабилизатора

Введение в стабилизатор:

Внедрение микропроцессорной технологии и силовых электронных устройств в конструкцию интеллектуальных стабилизаторов напряжения переменного тока (или автоматических регуляторов напряжения (AVR)) привело к высокой производительности. -качественное, стабильное электроснабжение в случае значительного и продолжительного отклонения сетевого напряжения.

В дополнение к обычным релейным стабилизаторам напряжения современные инновационные стабилизаторы используют высокопроизводительные цифровые схемы управления и полупроводниковые схемы управления, что исключает регулировку потенциометра и позволяет пользователю устанавливать требования к напряжению с помощью клавиатуры с возможностью запуска и остановки выхода. What is Voltage Stabilizer. Difference between Stabilizer & Regulator What is Voltage Stabilizer. Difference between Stabilizer & Regulator

Это также привело к тому, что время отключения или чувствительность стабилизаторов к очень низкой скорости, обычно меньше, чем несколько миллисекунд, кроме того, это можно регулировать с помощью переменной настройки.В настоящее время стабилизаторы стали оптимизированным энергетическим решением для многих электронных приборов, 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.

Что такое стабилизатор напряжения?

Это электрическое устройство, которое разработано для 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, понижения напряжения и других скачков напряжения.

Также называется автоматический регулятор напряжения (AVR) . Стабилизаторы напряжения предпочтительны для дорогостоящего и драгоценного электрического оборудования, чтобы защитить его от вредных колебаний низкого / высокого напряжения. Некоторым из этих оборудований являются кондиционеры, офсетные печатные машины, лабораторное оборудование, промышленные машины и медицинские приборы. What is a voltage stabilizer What is a voltage stabilizer

Стабилизаторы напряжения регулируют колебания входного напряжения до того, как оно может быть подано на нагрузку (или оборудование, чувствительное к колебаниям напряжения).Выходное напряжение стабилизатора будет оставаться в диапазоне 220 В или 230 В в случае однофазного питания и 380 В или 400 В в случае трехфазного питания в заданном диапазоне колебаний входного напряжения. Это регулирование выполняется операциями с понижением и повышением, выполняемыми внутренней схемой.

На сегодняшнем рынке доступно огромное разнообразие автоматических регуляторов напряжения. Это могут быть одно- или трехфазные устройства в зависимости от типа приложения и требуемой мощности (кВА).Трехфазные стабилизаторы выпускаются в двух версиях: модели с сбалансированной нагрузкой и модели с несбалансированной нагрузкой.

Они доступны как в качестве отдельных блоков для приборов, так и в качестве большого стабилизатора для целых приборов в определенном месте, скажем, всего дома. Кроме того, это могут быть аналоговые или цифровые блоки стабилизатора. Types of Voltage Stabilizers Types of Voltage Stabilizers

К распространенным типам стабилизаторов напряжения относятся стабилизаторы с ручным или переключаемым управлением, автоматические релейные стабилизаторы, твердотельные или статические стабилизаторы и стабилизаторы с сервоуправлением.В дополнение к функции стабилизации большинство стабилизаторов поставляются с дополнительными функциями, такими как отключение при низком напряжении на входе / выходе, отключение при высоком напряжении на входе / выходе, отключение при перегрузке, запуск и остановка выхода, ручной / автоматический запуск, отображение отключения по напряжению, переключение при нулевом напряжении и т. д.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения?

Как правило, каждое электрическое оборудование или устройство рассчитано на широкий диапазон входного напряжения. В зависимости от чувствительности рабочий диапазон оборудования ограничен определенными значениями, например, некоторые устройства могут выдерживать ± 10 процентов от номинального напряжения, а другие ± 5 процентов или менее.

Колебания напряжения (повышение или падение величины номинального напряжения) довольно распространены во многих областях, особенно на оконечных линиях. Наиболее распространенными причинами колебаний напряжения являются освещение, электрические неисправности, неисправная проводка и периодическое выключение устройства. Эти колебания приводят к повреждению электрического оборудования или приборов. Why Voltage Stabilizers Are Needed? Why Voltage Stabilizers Are Needed?

В результате длительного перегрузки по напряжению

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

Длительное нахождение под напряжением

  • Неисправность оборудования
  • Более длительные периоды работы (как в случае резистивных нагревателей)
  • Снижение производительности оборудования
  • Отвод больших токов, что приводит к перегреву
  • Ошибки вычислений
  • Пониженная скорость двигателей

Таким образом, стабильность и точность напряжения определяют правильную работу оборудования.Таким образом, стабилизаторы напряжения гарантируют, что колебания напряжения на входящем источнике питания не влияют на нагрузку или электроприбор.

Как работает стабилизатор напряжения?

Базовый принцип стабилизатора напряжения для выполнения операций повышения и повышения напряжения

В стабилизаторе напряжения коррекция напряжения в условиях превышения и понижения напряжения выполняется посредством двух основных операций, а именно операций 900 oost и buck . Эти операции могут выполняться вручную с помощью переключателей или автоматически с помощью электронных схем.В условиях пониженного напряжения при повышении напряжения напряжение возрастает до номинального, в то время как при пониженном напряжении уровень напряжения снижается при превышении напряжения.

Концепция стабилизации включает в себя добавление или вычитание напряжения к сети и от нее. Для выполнения такой задачи стабилизатор использует трансформатор, который в разных конфигурациях соединен с переключающими реле. Некоторые стабилизаторы используют трансформатор с отводами на обмотке, чтобы обеспечить различные поправки напряжения, в то время как сервостабилизаторы используют автоматический трансформатор, чтобы иметь широкий диапазон коррекции.

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

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

На приведенном выше рисунке трансформатор подключен в конфигурации с шинами, в которой полярность вторичной катушки ориентирована таким образом, что ее напряжение вычитается из первичного напряжения. Коммутационная цепь переключает соединение с нагрузкой на эту конфигурацию во время состояния перенапряжения. Basic Principle to Perform Buck and Boost Operations Basic Principle to Perform Buck and Boost Operations

На рисунке выше показан двухступенчатый стабилизатор напряжения, в котором используются два реле для обеспечения постоянного переменного напряжения нагрузки при перенапряжении и условиях напряжения.Путем переключения реле можно выполнить операции переключения и повышения напряжения для двух конкретных колебаний напряжения (одно находится под напряжением, например, 195 В, а другое для перенапряжения, например, 245 В).

В случае стабилизаторов с ответвлением трансформаторного типа различные ответвления переключаются в зависимости от необходимого количества повышающих или понижающих напряжений. Но, в случае стабилизаторов типа автоматического трансформатора, двигатели (серводвигатель) используются вместе со скользящим контактом для получения повышающих или понижающих напряжений от автотрансформатора, поскольку он содержит только одну обмотку.

Типы стабилизаторов напряжения

Стабилизаторы напряжения стали неотъемлемой частью многих электрических приборов дома, промышленности и коммерческих систем. Ранее для повышения или понижения входного напряжения использовались управляемые вручную или переключаемые стабилизаторы напряжения, чтобы обеспечить выходное напряжение в требуемом диапазоне. Такие стабилизаторы построены с электромеханическими реле как переключающие устройства.

Позже, дополнительные электронные схемы автоматизировали процесс стабилизации и породили автоматические регуляторы напряжения устройства РПН.Другим популярным типом стабилизатора напряжения является сервостабилизатор, в котором коррекция напряжения осуществляется непрерывно без какого-либо переключателя. Давайте обсудим три основных типа стабилизаторов напряжения.

Релейные стабилизаторы напряжения

В этом типе стабилизаторов напряжения регулирование напряжения осуществляется путем переключения реле таким образом, чтобы подключить один из нескольких выводов трансформатора к нагрузке (как описано выше) это для повышения или раскряжевки.На рисунке ниже показана внутренняя схема стабилизатора релейного типа.

Он имеет электронную схему и набор реле помимо трансформатора (который может быть трансформатором с тороидальным или железным сердечником с ответвлениями, предусмотренными на его вторичной обмотке). Электронная схема содержит схему выпрямителя, операционный усилитель, микроконтроллер и другие крошечные компоненты. Relay Type Voltage Stabilizers. Types of Voltage Stabilizers Relay Type Voltage Stabilizers. Types of Voltage Stabilizers

Электронная схема сравнивает выходное напряжение с опорным значением, представленного встроенным источником опорного напряжения.Всякий раз, когда напряжение поднимается или падает за пределами опорного значения, то схема управления переключает соответствующее реле для подключения желательного нажав на выход.

Эти стабилизаторы обычно изменяют напряжение при колебаниях входного напряжения от ± 15% до ± 6% с точностью выходного напряжения от ± 5 до ± 10%. Этот тип стабилизаторов наиболее часто используется для бытовых, коммерческих и промышленных приборов с низким рейтингом, поскольку они имеют малый вес и низкую стоимость. Однако они страдают от нескольких ограничений, таких как медленная скорость коррекции напряжения, меньшая долговечность, меньшая надежность, прерывание пути питания во время регулирования и неспособность противостоять скачкам высокого напряжения.

Стабилизаторы напряжения с сервоуправлением

Они просто называются сервостабилизаторами (работают на сервомеханизме, также называемом отрицательной обратной связью), и название предполагает, что для коррекции напряжения используется серводвигатель. Они в основном используются для высокой точности выходного напряжения, обычно ± 1% при изменении входного напряжения до ± 50%. На рисунке ниже показана внутренняя схема сервостабилизатора, в состав которой входят серводвигатель, автотрансформатор, понижающий повышающий трансформатор, привод двигателя и схема управления.Servo Controlled Voltage Stabilizers Servo Controlled Voltage Stabilizers

В этом стабилизаторе один конец первичной обмотки повышающего трансформатора соединен с фиксированным отводом автотрансформатора, а другой конец - с подвижным рычагом, который управляется серводвигателем. Вторичный понижающий повышающий трансформатор соединен последовательно с входным источником питания, который является ничем иным, как выходом стабилизатора. Servo Controlled Voltage Stabilizers Working and Circuit Diagram Servo Controlled Voltage Stabilizers Working and Circuit Diagram

Электронная схема управления определяет падение напряжения и повышение напряжения путем сравнения входа со встроенным источником опорного напряжения.Когда цепь обнаруживает ошибку, она запускает двигатель, который, в свою очередь, перемещает рычаг на автотрансформаторе. Это может питать первичку понижающего повышающего трансформатора, так что напряжение на вторичной обмотке должно быть требуемым выходным напряжением. Большинство сервостабилизаторов используют встроенный микроконтроллер или процессор для схемы управления для достижения интеллектуального управления.

Эти стабилизаторы могут быть однофазными, трехфазными симметричными или трехфазными несбалансированными. В однофазном типе серводвигатель, соединенный с переменным трансформатором, достигает коррекции напряжения.В случае трехфазного сбалансированного типа серводвигатель соединен с тремя автотрансформаторами, так что стабилизированный выходной сигнал обеспечивается во время колебаний путем регулировки выходной мощности трансформаторов. В несбалансированном типе сервостабилизаторов три независимых серводвигателя соединены с тремя автотрансформаторами и имеют три отдельные цепи управления. Three phase servo stabilizer Three phase servo stabilizer

Существуют различные преимущества использования сервостабилизаторов по сравнению с релейными стабилизаторами. Некоторыми из них являются более высокая скорость коррекции, высокая точность стабилизированного выходного сигнала, способность выдерживать пусковые токи и высокая надежность.Однако они требуют периодического технического обслуживания из-за наличия двигателей.

Статические стабилизаторы напряжения

Как следует из названия, статический стабилизатор напряжения не имеет движущихся частей в качестве механизма серводвигателя в случае сервостабилизаторов. Он использует схему силового электронного преобразователя для регулирования напряжения, а не вариак в случае обычных стабилизаторов. Этими стабилизаторами можно добиться большей точности и превосходного регулирования напряжения по сравнению с сервостабилизаторами, и обычно регулирование составляет ± 1%.Static Voltage Stabilizers Static Voltage Stabilizers

Он состоит в основном из понижающего повышающего трансформатора, IGBT-преобразователя питания (или преобразователя переменного тока в переменный) и микроконтроллера, микропроцессора или контроллера на основе DSP. Управляемый микропроцессором IGBT-преобразователь генерирует соответствующее количество напряжения методом широтно-импульсной модуляции, и это напряжение подается на первичку понижающего повышающего трансформатора. IGBT-преобразователь вырабатывает напряжение таким образом, чтобы оно могло быть в фазе или на 180 градусов не в фазе входного напряжения линии, чтобы выполнять сложение и вычитание напряжений во время колебаний.Static voltage stabilizer circuit and Working Static voltage stabilizer circuit and Working

Всякий раз, когда микропроцессор обнаруживает падение напряжения, он отправляет импульсы ШИМ в IGBT-преобразователь так, что он генерирует напряжение, равное напряжению отклоненной величины от номинального значения. Этот выход находится в фазе с входящим питанием и подается на первичку понижающего повышающего трансформатора. Поскольку вторичное устройство подключено к входной линии, индуцированное напряжение будет добавлено к входному источнику питания, и это скорректированное напряжение подается на нагрузку.

Аналогичным образом, повышение напряжения заставляет микропроцессорную схему посылать импульсы ШИМ таким образом, что преобразователь будет выдавать отклоненное значение напряжения, которое на 180 градусов не в фазе с входящим напряжением.Это напряжение на вторичной обмотке понижающего повышающего трансформатора вычитается из входного напряжения, так что выполняется операция понижающей нагрузки.

Эти стабилизаторы очень популярны по сравнению со стабилизаторами с переключением ответвлений и сервоуправлением из-за большого разнообразия преимуществ, таких как компактный размер, очень быстрая скорость коррекции, отличное регулирование напряжения, отсутствие технического обслуживания из-за отсутствия движущихся частей, высокой эффективности и высокой надежность.

Разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения

Здесь возникает серьезный, но сбивающий с толку вопрос о том, какова разница в между стабилизатором и регулятором ? Хорошо., Оба выполняют одно и то же действие, которое заключается в стабилизации напряжения, но основная разница между стабилизатором напряжения и стабилизатором напряжения составляет :

Стабилизатор напряжения : Это устройство или схема, которая предназначена для подачи постоянного напряжения на выход без изменений. во входном напряжении.

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

Как правильно выбрать стабилизатор напряжения правильного размера?

Прежде чем покупать стабилизатор напряжения для прибора, необходимо учитывать несколько факторов.К этим факторам относятся мощность, требуемая для устройства, уровень колебаний напряжения, которые возникают в месте установки, тип устройства, тип стабилизатора, рабочий диапазон стабилизатора (к которому стабилизатор подходит правильное напряжение), перенапряжение / отключение при пониженном напряжении, тип схема управления, тип монтажа и другие факторы. Здесь мы привели основные шаги, которые необходимо учитывать перед покупкой стабилизатора для вашего применения.  How to Choose a Correct Sized Voltage Stabilizer?  How to Choose a Correct Sized Voltage Stabilizer?

  • Проверьте номинальную мощность устройства, которое вы собираетесь использовать со стабилизатором, наблюдая данные на паспортной табличке (Вот примеры: паспортная табличка трансформатора, паспортная табличка MCB, паспортная табличка конденсатора и т. Д.) Или из руководства пользователя изделия ,
  • Поскольку стабилизаторы рассчитаны в кВА (то же самое, что и в случае трансформатора, рассчитанного в кВА вместо 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 добавления большего количества устройств к выходу стабилизатора.
  • Если прибор рассчитан на мощность в ваттах, при расчете номинальной мощности стабилизатора учитывайте коэффициент мощности.Напротив, если стабилизаторы рассчитаны в кВт вместо кВА, умножьте коэффициент мощности на произведение напряжения и тока.

ниже - это действующее и решенное примеры Пример , как выбрать стабилизатор напряжения надлежащего размера для вашего электрического прибора (-ов)

Предположим, что прибор (кондиционер или холодильник) имеет номинальную мощность 1 кВА. Таким образом, безопасный запас в 20 процентов составляет 200 Вт. Прибавляя эти ватты к фактическому рейтингу, мы получаем мощность 1200 ВА. Поэтому для устройства предпочтительнее стабилизатор 1,2 кВА или 1200 ВА.Для бытовых нужд предпочтительны стабилизаторы от 200 до 10 кВА. А для коммерческого и промышленного применения используются однофазные и трехфазные стабилизаторы большой мощности.

Надеемся, что предоставленная информация является информативной и полезной для читателя. Мы хотим, чтобы читатели высказали свое мнение по этой теме и ответили на этот простой вопрос - какова цель функции связи RS232 / RS485 в современных стабилизаторах напряжения в разделе комментариев ниже.

различных типов стабилизаторов напряжения - для защиты ваших бытовых приборов

Колебания напряжения вызывают временный или постоянный сбой нагрузки. Эти колебания напряжения также сокращают срок службы бытовых приборов из-за нерегулируемого низкого или более высокого напряжения, чем предполагаемое напряжение, требуемое для нагрузки. Эти колебания напряжения возникают из-за внезапных изменений нагрузки или из-за неисправностей в энергосистеме. Таким образом, необходимо подавать стабильное напряжение на нагрузку, учитывая важность бытовых приборов и необходимость их защиты.Стабилизаторы напряжения используются для поддержания стабильного напряжения питания нагрузки, так что бытовая техника может быть защищена от повышенного и пониженного напряжения.

Что такое стабилизатор?

Стабилизатор - это вещь или устройство, используемое для поддержания чего-либо или количества устойчивым или стабильным. Существуют различные типы стабилизаторов в зависимости от количества, которое они используют для поддержания стабильности. Например, стабилизатор, используемый для поддержания стабильной величины напряжения в энергосистеме, называется стабилизатором напряжения.


What is Stabilizer? What is Stabilizer? Что такое стабилизатор? Стабилизатор напряжения
Стабилизатор напряжения

предназначен для поддержания стабильного уровня напряжения, чтобы обеспечить постоянную подачу, несмотря на любые колебания или изменения в питании для защиты бытовой техники. Обычно регуляторы напряжения используются для поддержания постоянного напряжения, и эти регуляторы напряжения, которые используются для обеспечения постоянного напряжения бытовых приборов, называются стабилизаторами напряжения.

Voltage Stabilizer Voltage Stabilizer Стабилизатор напряжения

Существуют различные типы регуляторов напряжения, такие как электронные регуляторы напряжения, электромеханические регуляторы напряжения, автоматические регуляторы напряжения и активные регуляторы.Аналогично, существуют различные типы стабилизаторов напряжения, такие как стабилизаторы серво напряжения, автоматические стабилизаторы напряжения, стабилизаторы напряжения переменного тока и стабилизаторы напряжения постоянного тока.

Работа стабилизатора напряжения

Работа стабилизатора напряжения может быть изучена с учетом различных типов стабилизаторов напряжения, таких как:

Стабилизаторы напряжения переменного тока

Эти стабилизаторы напряжения переменного тока подразделяются на различные типы, такие как вращение катушки переменного напряжения регуляторы, электромеханические регуляторы и трансформаторы постоянного напряжения.

PCBWay PCBWay
1. Регуляторы напряжения переменного тока с вращением катушки

Это более старый тип регулятора напряжения, который использовался в 1920-х годах. Работает по принципу, аналогичному вариопарам. Он состоит из двух полевых катушек: одна катушка неподвижна, а другая может вращаться вокруг оси, параллельной неподвижной катушке.

Coil Rotation AC Voltage Regulators Coil Rotation AC Voltage Regulators Регуляторы напряжения переменного тока с вращением катушки

Постоянное напряжение можно получить путем балансировки магнитных сил, действующих на подвижную катушку, что достигается путем размещения подвижной катушки перпендикулярно неподвижной катушке.Напряжение во вторичной катушке может быть увеличено или уменьшено путем вращения катушки в одном или другом направлении от центрального положения.

Механизм сервоуправления может использоваться для продвижения положения подвижной катушки для увеличения или уменьшения напряжения; При таком вращении катушки регуляторы напряжения переменного тока могут использоваться в качестве автоматических стабилизаторов напряжения.

2. Электромеханические регуляторы

Электромеханические регуляторы напряжения, которые используются для регулирования напряжения на распределительных линиях переменного тока, также называемые стабилизаторами напряжения или устройствами РПН.Чтобы выбрать соответствующий отвод из нескольких отводов автотрансформатора, эти стабилизаторы напряжения используют операцию сервомеханизма.

Electromechanical Regulators Electromechanical Regulators Электромеханические регуляторы

Если выходное напряжение не находится в диапазоне предполагаемого значения, то для переключения ответвления используется сервомеханизм. Таким образом, изменяя отношение витков трансформатора, вторичное напряжение может быть изменено для получения приемлемых значений выходного напряжения. Охота, которую можно определить как неспособность контроллера постоянно регулировать напряжение; это можно наблюдать в зоне нечувствительности, в которой контроллер не работает.

3. Трансформатор постоянного напряжения

Это тип насыщающего трансформатора, который используется в качестве стабилизатора напряжения; его также называют феррорезонансным трансформатором или феррорезонансным регулятором. Эти стабилизаторы напряжения используют цепь бака, состоящую из конденсатора, для генерирования почти постоянного среднего выходного напряжения с переменным входным током и высоковольтной резонансной обмоткой. По магнитному насыщению участок вокруг вторичной обмотки используется для регулирования напряжения.

Constant Voltage Transformer Constant Voltage Transformer Трансформатор постоянного напряжения

Простой, надежный метод используется для стабилизации источника переменного тока, который может быть обеспечен насыщающими трансформаторами.Из-за нехватки активных компонентов феррорезонансный подход является привлекательным методом, который основывается на характеристиках насыщения квадратного контура цепи резервуара для поглощения изменений входного напряжения.

Стабилизаторы напряжения постоянного тока

Регуляторы серии

или шунтирующие регуляторы часто используются для регулирования напряжения источников питания постоянного тока. Опорное напряжение подается с помощью регулятора шунта, как стабилитрон или регулятор напряжения трубки. Эти устройства стабилизации напряжения запускают проводимость при указанном напряжении и проводят максимальный ток для поддержания указанного напряжения на клеммах.Избыточный ток отводится на землю, часто используя низкочастотный резистор для рассеивания энергии. На рисунке показан стабилизатор напряжения постоянного тока с использованием микросхемы LM317.

DC Voltage Stabilizers DC Voltage Stabilizers DC напряжения Стабилизаторы

Выходной сигнал регулятора шунта используется только для обеспечения стандартного опорного напряжения к электронному устройству, называемому в качестве стабилизатора напряжения, который способен обеспечить гораздо большие токи, основанные на спросе.

Автоматические стабилизаторы напряжения

Эти стабилизаторы напряжения используются в генераторных установках, аварийных источниках питания, нефтяных вышках и т. Д.Это электронное силовое устройство, используемое для подачи переменного напряжения, и это может быть сделано без изменения коэффициента мощности или сдвига фазы. Стабилизаторы напряжения большого размера постоянно закреплены на распределительных линиях, а стабилизаторы напряжения малого размера используются для защиты бытовой техники от колебаний напряжения. Если напряжение источника питания меньше требуемого диапазона, то для повышения уровня напряжения используется повышающий трансформатор, и, аналогично, если напряжение больше требуемого диапазона, то он понижается с использованием понижающего уровня. трансформатор.

Automatic Voltage Stabilizers Automatic Voltage Stabilizers Автоматические стабилизаторы напряжения

Практический пример автоматического стабилизатора напряжения можно наблюдать в цепях электропитания, используемых для подачи питания на электронные и электронные схемы. Часто регулятор 7805 используется для обеспечения питания проектных комплектов на основе микроконтроллеров, так как микроконтроллеры работают при 5 В. В этом стабилизаторе напряжения 7805 первые две цифры представляют положительный ряд, а последние две цифры представляют значение выходного напряжения регулятора напряжения.

7805 Regulator 7805 Regulator 7805 Regulator

Развитие технологии разработало множество новых стабилизаторов напряжения тренда, которые автоматически регулируют уровни напряжения в требуемом диапазоне. В случае невозможности достижения этого требуемого диапазона напряжения, источник питания будет автоматически отключен от нагрузки для защиты бытовой техники от нежелательных колебаний напряжения. Для получения дополнительной технической информации о стабилизаторах напряжения, вы можете связаться с нами, разместив свои комментарии в разделе комментариев ниже.

Photo Credits:

  • Регуляторы переменного тока с вращением катушки by writework
  • Электромеханические регуляторы by wikimedia
  • Автоматические стабилизаторы напряжения путем нажатия
.
Guard - Руководство по покупке стабилизатора напряжения

Колебания напряжения на наших линиях электропередач являются обычными и тихими. Они наносят вред вашим электрическим приборам, таким как телевизор, холодильник, кондиционер и т. Д., И критически влияют на ваше ценное оборудование, даже оставляя их в поврежденном состоянии. Тщательно подобранный, правильный вид стабилизатора может избавить вас от этой проблемы. Он предотвращает нежелательные колебания напряжения, попадающие в ваши электрические приборы, что делает его работу без проблем.V-Guard с более чем тридцатилетним опытом работы в отрасли предлагает серию стабилизаторов, тщательно разработанных для удовлетворения различных требований применения в вашей повседневной жизни. Наши стабилизаторы разработаны и изготовлены с использованием новейших технологий и строгих мер качества, чтобы защитить все типы ваших электрических приборов от критических колебаний напряжения. Это никогда не будет платой, когда дело доходит до того, что ваше ценное оборудование шокирует вас расплатой.

Что делает стабилизатор напряжения? Как это защищает ваши приборы?
Стабилизаторы (часто называемые автоматическими и безопасными регуляторами напряжения) представляют собой статические устройства для стабилизации напряжения в сети перед подачей на подключенное оборудование.Он распознает колебания напряжения в электросети и регулирует его внутренне для обеспечения постоянного диапазона выходного напряжения, если напряжение в электросети низкое; Ваш стабилизатор распознает его, повышает его до требуемого уровня напряжения и затем подает на подключенное оборудование для работы без проблем. Это происходит наоборот в случае высокого напряжения, которое появляется в сети.

Стабилизаторы получают это, используя электронную схему, которая изменяет требуемые отводы встроенного автотрансформатора с помощью высококачественных электромагнитных реле для генерации желаемого напряжения.Если подаваемое напряжение находится за пределами диапазона, механизм переключает требуемый отвод трансформатора, тем самым подводя напряжение питания к безопасному диапазону.

Таким образом, стабилизатор действует в качестве надежного предохранителя между вашим оборудованием и утилитой, постоянно отслеживая и стабилизируя колебания напряжения, возникающие в утилите. Это гарантирует, что ваше ценное устройство получает стабильный стабилизированный диапазон напряжения в качестве входного сигнала для бесперебойной работы и длительного срока эксплуатации.

Как я могу выбрать правильный размер стабилизатора для моего приложения?
Выбор правильного стабилизатора, подходящего для ваших приложений, имеет решающее значение. Ключевыми областями, которые необходимо учитывать, являются характер, диапазон потребляемой мощности вашего приложения и уровень колебаний напряжения, которые наблюдаются в вашей местности. Вам необходимо знать номинальную мощность защищаемого оборудования - номиналы обычно упоминаются как кВ , кВА или ампер .Вам также необходимо знать номинальное напряжение и частоту линии.

Вот несколько простых советов по выбору стабилизатора:

  • Проверьте напряжение, ток и мощность устройства. Это написано на наклейке с техническими данными рядом с сетевой розеткой, иначе обратитесь к руководству пользователя.
  • В Индии стандартное рабочее напряжение будет 230 В, 50 Гц.
  • Для получения максимальной мощности - умножьте «230 x Макс. Номинальный ток» всего оборудования, которое должно быть подключено к стабилизатору.Добавьте 20-25% запас прочности, чтобы получить рейтинг стабилизатора. Если у вас есть планы добавить больше устройств позже, вы можете оставить для них буфер.
  • Следует также учитывать импульсный ток, который протекает при включении устройства.
  • Если стабилизатор напряжения также имеет номинальную мощность в ваттах, допустим, что коэффициент мощности составляет 0,8 (Вт = V * A * pf) .

Самое главное, чтобы знать характер нагрузки, подключенной к стабилизатору.Сначала вы должны записать мощность (или Вт) для всех приборов, которые будут подключены к стабилизатору. Общая сумма потребляемой мощности (или ватт) даст вам нагрузку на стабилизатор в ваттах. Но большинство размеров стабилизатора указаны в ВА (вольт-ампер) или кВА (киловольт-ампер, что равно 1000 вольт-ампер). Хотя для получения фактического значения ВА (или Вольт-ампер) от Ватт (Вт) вам придется выполнить некоторые измерения, но для приблизительного приближения вы можете увеличить значение Ватт на 20%, чтобы получить приблизительный размер ВА, который вам может понадобиться. ,

Так, например, если сумма ватт, подключенных к вашему стабилизатору, равна 1000, тогда вы можете взять стабилизатор 1200 ВА или 1,2 кВА. (Обратите внимание, что 20% подходит для жилых систем и может не работать в промышленности, если у вас плохой коэффициент мощности).

Обычно стабилизатор поставляется с различными рабочими диапазонами (рабочий диапазон - это диапазон напряжения, в котором стабилизатор работает / стабилизирует входное напряжение сети и обеспечивает желаемое выходное напряжение). Важно выбрать стабилизатор, соответствующий колебаниям напряжения в вашей местности.

Представьте себе уровень колебаний мощности, которые распространены в вашем регионе. (Например, зоны с очень низким / высоким напряжением, зоны с умеренным высоким / низким напряжением и т. Д.). Вы должны выбрать рабочий диапазон ваших стабилизаторов, который будет соответствовать требованиям вашего местоположения. Например, вам может потребоваться выбрать стабилизатор с широким рабочим диапазоном, если ваше местоположение испытывает крайне низкие / высокие колебания напряжения.

Какие характерные особенности следует искать в стабилизаторе напряжения?

а.Крепление
Поскольку стабилизатор напряжения работает от электрической энергии, всегда существует риск того, что ваш стабилизатор промокнет или повредится, если его поместить на землю или в небезопасном месте. Вот почему большинство стабилизаторов могут быть установлены на стене или установлены на более высоком уровне, чтобы не только защитить их от любого повреждения, но и защитить вашу семью, особенно маленьких детей, от риска поражения электрическим током.

б. Показатели
Индикаторы отображают напряжение, которое было отрегулировано для подачи питания на прибор.Более новые модели также включены со светодиодными индикаторами.

гр. Системы с временной задержкой
Эта функция позволяет использовать промежуток времени, так что встроенный компрессор (в случае холодильника, кондиционера и т. Д.) Получает достаточно времени для балансировки тока, когда происходит кратковременное отключение электроэнергии.

д. Оцифрованный
Чтобы сделать функцию стабилизатора более точной и надежной, многие новейшие модели оцифрованы.Что интересно в этих новых моделях, так это то, что они не только оцифрованы, но и адаптируются к различным устройствам. Поэтому все, что вам нужно сделать, это переместить стабилизатор с одного устройства на другое, чтобы заставить его работать. Большинство из них также будут подключаться и адаптироваться к генераторам, если они установлены.

эл. Защита от перегрузки
Функция защиты от перегрузки полностью отключает выход стабилизатора в случае короткого замыкания или выгорания из-за перегрузки.

На большинство наших стабилизаторов предоставляется гарантия 3-5 лет, чтобы вы могли дольше пользоваться безопасной и достаточной защитой своих приборов. Всегда не забывайте выбирать стабилизатор, разработанный специально для вашей бытовой техники. Мы надеемся, что вы примете правильное решение.

ли современные холодильники / кондиционеры поставляются со встроенной стабилизацией напряжения?
Современные приборы (в основном, холодильники и кондиционеры) имеют больший диапазон напряжения для работы, т.е.е. Если в прошлом холодильники работали хорошо только между 200-240В, то теперь они имеют больший диапазон 170-290В. Холодильник поставляется со встроенным отключением высокого и низкого напряжения, но не поставляется со встроенными стабилизаторами напряжения . Использование стабилизатора напряжения с такими приборами может не потребоваться, если только напряжение в вашем районе не поднимется вверх или вниз намного выше или ниже предела, в котором прибор может работать.

Существуют ли разные стабилизаторы для разных приборов?
Стабилизаторы напряжения оптимально спроектированы в зависимости от устройства, для которого они будут использоваться.Они классифицируются на основе предела энергии и особенностей конкретного прибора. Каждый прибор в нашем доме имеет определенный предел энергии. Учитывая эти конкретные ограничения, соответствующие стабилизаторы разработаны. Различные типы стабилизаторов

а. Стабилизатор для кондиционера
б. Цифровой стабилизатор (ЖК-телевизор / LED-телевизор / Музыкальные системы)
с. Стабилизатор для холодильников
д.Стабилизаторы для телевизоров с ЭЛТ, Music Systems
е. Стабилизаторы для стиральной машины, беговая дорожка, духовка
е. Магистральные стабилизаторы

Нажмите здесь, чтобы просмотреть наш ассортимент стабилизаторов напряжения, классифицированных в соответствии с моделью использования и оборудованием.

Как решить, какой стабилизатор подходит вам?
Прежде всего, вам необходимо рассчитать общую мощность, потребляемую вашими приборами при подключении к стабилизатору, особенно при включении.Важно понимать мощность, потребляемую при включении устройств, подключенных к стабилизатору, потому что устройства или устройства потребляют вдвое больше энергии при запуске, чем при работе.

Вот таблица, показывающая требования к мощности для некоторых обычно используемых электроприборов.

Подкатегория - Модель Емкость в ВА Рабочий диапазон Бытовая техника
Стабилизатор для AC VG 400 2700 170 В - 270 В AC до 1.5 тонн переменного тока или 18 000 БТЕ / час.
VG 500 3350 170 В - 270 В AC до 2 тонн или 24 000 БТЕ / час.
VS 400 2700 170 В - 280 В AC до 1.5 тонн переменного тока или 18 000 БТЕ / час.
VS 500 3350 170 В - 280 В AC до 2 тонн или 24 000 БТЕ / час.
VND 400 3000 150 В-285 В AC до 1.5 тонн или 18 000 БТЕ / час.
VND 500 3700 150 В-285 В AC до 2 тонн или 24 000 БТЕ / час.
VND 400 Digital 2800 150 В-290 В AC до 1.5 тонн или 18 000 БТЕ / час.
VD 400 Digital 2800 150 В-290 В AC до 1,5 тонн или 18 000 БТЕ / ч.
VWR 400 3000 130В-300В AC до 1.5 тонн или 18 000 БТЕ / час.
VGB 500 3800 130В-300В AC до 2 тонн или 24 000 БТЕ / час.
VEW 400 Digital 3000 90В-300В AC до 1,5 тонн или 18 000 БТЕ / ч.
VGX 400 3000 130В-300В AC до 1,5 тонн или 18 000 БТЕ / ч.
Цифровые стабилизаторы (LED / LCD TV) Mini Crystal 320 90В-290В Один ЖК / LED телевизор до 81.3 см и DVD / DTH
VG Crystal 480 90В-290В Один ЖК / LED / 3D-телевизор до 107 см и домашний кинотеатр, DVD / DTH
Кристалл Плюс 720 90В-290В Один ЖК / LED / 3D-телевизор до 117 см и домашний кинотеатр, DVD / DTH
Digi 200 1380 140В-295В LCD / LED / 3D / Плазменный телевизор + DVD / DTH + Система домашнего кинотеатра или фотостата
Стабилизаторы для холодильников VG 50 500 135 В-280 В Один холодильник до 300 л
VGSD 50 500 130 В-290 В Один холодильник до 300 л
VGSJW 50 500 90В-260В Один холодильник до 300 л.
VEW 50 500 90В-280В Один холодильник до 300 л.
VEB 50 500 70В-300В Один холодильник до 300 л.
VG 100 1000 135 В-280 В Один морозильник до 4 ампер / холодильник до 600 л.
VGSD 100 1000 130В-290В Один морозильник до 4 ампер / холодильник до 600 л.
VGSJW 100 1000 90В-260В Один морозильник до 4 ампер / холодильник до 600 л.
VG 150 1500 150 В-280 В Один морозильник до 6 А / Холодильник / Воздухоохладитель / 0.ЦИФРОВОЙ ИБП 5 ТОНА / 800 ВА
VEW 150 1500 100В-300В Один морозильник до 6 ампер / Холодильник / Воздухоохладитель / 0,5 тонны переменного тока / 800 ВА ЦИФРОВОЙ ИБП
Стабилизаторы для ЭЛТ ТВ, Музыкальные системы VGD 20 200 90В-300В Один 63 см телевизор или один телевизор до 53 см + DVD / DTH
VG 30 250 135 В-290 В Один 73 см телевизор или один телевизор до 63 см + DVD / DTH и музыкальная система
VGD 30 250 90 В-300 В Один 73 см телевизор или один телевизор до 63 см + DVD / DTH и музыкальная система
Стабилизаторы для стиральных машин, беговых дорожек и духовок VM 300 2000 150 В - 280 В Одна микроволновая печь / беговая дорожка / стиральная машина
VM 500 3500 150 В - 280 В Одна микроволновая печь / беговая дорожка / стиральная машина
магистральных стабилизаторов VGMW 500 Digital 3700 90 В - 300 В Основная линия
VGMW 200 1500 100 В - 300 В Основная линия
VGMW 300 2300 100 В - 300 В Основная линия
VGMEW 500 3800 70 В - 280 В Основная линия
VGMW 1000 7300 120 В - 280 В Основная линия

Рекомендации:
У вас может быть больше вопросов об инвестировании в подходящий стабилизатор напряжения для вашего дома.Пожалуйста, посетите наш раздел часто задаваемых вопросов на веб-сайте V-Guard, чтобы узнать больше. Для любых дальнейших запросов, пожалуйста, не стесняйтесь писать в нашу службу поддержки.

Вот оно! Полное руководство по покупке стабилизатора напряжения. Благодаря этому мы уверены, что вы сможете принять мудрое решение о покупке стабилизатора напряжения, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям.

,

Термоэлектрический генератор | Британика

Термоэлектрический генератор , любой из класса твердотельных устройств, которые либо преобразуют тепло непосредственно в электричество, либо преобразуют электрическую энергию в тепловую энергию для отопления или охлаждения. Такие устройства основаны на термоэлектрических эффектах, включающих взаимодействие между потоком тепла и электричества через твердые тела.

Британика Викторина

Электроника и гаджеты Викторина

С каким из этих устройств сотовый телефон наиболее тесно связан?

Все термоэлектрические генераторы имеют одинаковую базовую конфигурацию, как показано на рисунке.Источник тепла обеспечивает высокую температуру, и тепло течет через термоэлектрический преобразователь к радиатору, температура которого поддерживается ниже температуры источника. Разница температур на преобразователе создает постоянный ток (постоянный ток) для нагрузки ( R L ), имеющей напряжение на клеммах ( В, ) и ток на клеммах ( I, ). Там нет промежуточного процесса преобразования энергии. По этой причине выработка термоэлектрической энергии классифицируется как прямое преобразование энергии.Количество вырабатываемой электрической энергии задается в виде I 2 R L или В I .

Компоненты термоэлектрического генератора. Encyclopædia Britannica, Inc.

Уникальным аспектом термоэлектрического преобразования энергии является то, что направление потока энергии обратимо. Так, например, если нагрузочный резистор удален и источник питания постоянного тока заменен, термоэлектрическое устройство, показанное на рисунке, можно использовать для отвода тепла от элемента «источника тепла» и понижения его температуры.В этой конфигурации используется обратный процесс преобразования энергии термоэлектрических устройств с использованием электрической энергии для накачки тепла и производства холодильного оборудования.

Эта обратимость отличает термоэлектрические преобразователи энергии от многих других систем преобразования, таких как термоэлектронные преобразователи энергии. Входная электрическая мощность может быть непосредственно преобразована в тепловую мощность накачки для отопления или охлаждения, или входная тепловая мощность может быть напрямую преобразована в электрическую мощность для освещения, эксплуатации электрооборудования и других работ.Любое термоэлектрическое устройство может применяться в любом режиме работы, хотя конструкция конкретного устройства обычно оптимизируется для его конкретной цели.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Систематические исследования по термоэлектричеству начались между 1885 и 1910 годами. К 1910 году немецкий ученый Эдмунд Альтенкирх удовлетворительно рассчитал потенциальную эффективность термоэлектрических генераторов и определил параметры материалов, необходимых для создания практических устройств.К сожалению, металлические проводники были единственными материалами, доступными в то время, что делало невозможным создание термоэлектрических генераторов с КПД более примерно 0,5 процента. К 1940 году был разработан полупроводниковый генератор с эффективностью преобразования 4 процента. После 1950 года, несмотря на расширение исследований и разработок, прирост эффективности термоэлектрической генерации был относительно небольшим, а к концу 1980-х годов его эффективность не превышала 10 процентов. Потребуются более качественные термоэлектрические материалы, чтобы выйти за пределы этого уровня производительности.Тем не менее, некоторые разновидности термоэлектрических генераторов малой мощности доказали свою значительную практическую значимость. Те из них, которые работают на радиоактивных изотопах, являются наиболее универсальным, надежным и обычно используемым источником энергии для изолированных или удаленных объектов, например, для записи и передачи данных из космоса.

Основные типы термоэлектрических генераторов

Термоэлектрические генераторы различаются по геометрии, в зависимости от типа источника тепла и радиатора, требуемой мощности и предполагаемого использования.Во время Второй мировой войны некоторые термоэлектрические генераторы использовались для питания портативных передатчиков связи. Существенные улучшения были сделаны в полупроводниковых материалах и в электрических контактах между 1955 и 1965 годами, что расширило область практического применения. На практике многим устройствам требуется стабилизатор мощности для преобразования выходной мощности генератора в полезное напряжение.

Генераторы

были сконструированы для использования природного газа, пропана, бутана, керосина, реактивного топлива и древесины, и это лишь некоторые из источников тепла.Коммерческие устройства обычно находятся в диапазоне выходной мощности от 10 до 100 Вт. Они предназначены для использования в отдаленных районах в таких приложениях, как навигационные средства, системы сбора данных и связи, а также катодная защита, которая предотвращает электролиз от коррозии металлических трубопроводов и морских конструкций.

Солнечные термоэлектрические генераторы с некоторым успехом используются для питания небольших ирригационных насосов в отдаленных районах и слаборазвитых регионах мира. Была описана экспериментальная система, в которой теплые поверхностные воды океана используются в качестве источника тепла, а более холодные глубоководные воды океана - в качестве радиатора.Солнечные термоэлектрические генераторы были разработаны для подачи электроэнергии на орбитальных космических кораблях, хотя они не были в состоянии конкурировать с кремниевыми солнечными элементами, которые имеют лучшую эффективность и меньший удельный вес. Однако для теплового контроля орбитальных космических аппаратов были рассмотрены системы с тепловым насосом и генерацией энергии. Используя солнечное тепло с солнечно-ориентированной стороны космического корабля, термоэлектрические устройства могут генерировать электроэнергию для использования другими термоэлектрическими устройствами в темных областях космического корабля и для отвода тепла от транспортного средства.

Генераторы на атомном топливе

Продукты распада радиоактивных изотопов могут быть использованы для создания высокотемпературного источника тепла для термоэлектрических генераторов. Поскольку материалы термоэлектрических устройств относительно невосприимчивы к ядерному излучению и поскольку источник может работать в течение длительного периода времени, такие генераторы обеспечивают полезный источник энергии для многих необслуживаемых и удаленных применений. Например, радиоизотопные термоэлектрические генераторы обеспечивают электроэнергию для изолированных станций мониторинга погоды, для сбора данных в глубоководных районах океана, для различных систем предупреждения и связи, а также для космических аппаратов.Кроме того, радиоизотопный термоэлектрический генератор малой мощности был разработан еще в 1970 году и использовался для питания кардиостимуляторов. Диапазон мощности радиоизотопных термоэлектрических генераторов обычно составляет от 10 -60026 до 100 Вт.

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *