- Видове регулатори на напрежението на принципа на работа
- Видове стабилизатори на напрежение по клас на напрежение
- Печати за избор на стабилизатор
- Видео върху допълнителни статии
Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Електрическата енергия се използва широко в производството и в ежедневието. Променливият ток захранва осветлението на системата, задвижва механизмите на електрическите устройства, захранва се към мрежовия конектор на електронните устройства. Търговските организации не винаги гарантират правилното качество на електрическите мрежи, което се проявява, по-специално, в колебанията на мрежовото напрежение. Това неприятно явление е типично за:
- ваканционни селища и малки селища;
- мрежи от автономни електроцентрали, които не са част от единната електрическа мрежа.
Колебанията влияят отрицателно на качеството на функционирането на оборудването, намаляват надеждността му. Можете да се застраховате срещу това явление чрез прилагане на стабилизатор, който включва между мрежата и товара, Фигура 1.
Видове регулатори на напрежението на принципа на работа
Стабилизацията може да се извърши по различни начини. Принципите на стабилизация, използвани от разработчика, определят видовете регулатори на напрежението.
реле
Релейните стабилизатори, често наричани стъпалови, са силов трансформатор с няколко вторични намотки, една от които се приема като обща. Сензорът следи състоянието на мрежата, когато надвишава допустимите отклонения, автоматично регулира изходното напрежение чрез превключване на релето. Когато се задейства отделно силово реле, намотките се превключват и натоварването се свързва към изхода, чието напрежение е минимално различно от посоченото.
Конструктивната простота на релейните стабилизатори, добрата точност на регулиране, ниската цена и високата надеждност гарантират тяхната висока популярност.
недостатъци:
- степен на регулиране;
- забележимо изкривяване на синусоидалната форма на тока на натоварване при високо входно напрежение, дължащо се на магнитното насищане на сърцевината;
- относително слабо натоварване на работните контакти на релето;
- висок акустичен шум.
Електромеханичен (серво)
Стабилизаторите с електромеханични или сервозадвижвания премахват един от основните недостатъци на стабилизаторите с механични релета: осигурявайки само постепенно регулиране на изходното напрежение. Принципът на тяхната работа се основава на промяната в коефициента на трансформация. Той се изпълнява с помощта на четка, свързана с електрода на изходните клеми. Четката се премества по вторичната намотка на тороидален трансформатор с помощта на спомагателен електродвигател, Фигура 2.
Електромеханичните стабилизатори се характеризират с голям диапазон на регулиране, малки размери, ниска цена.
Основни недостатъци : ниска скорост, добре чута при нощния шум на работещ електродвигател.
Инвертор (безстепенно, без трансформатор, IGBT, PWM)
Инверторните стабилизатори въвеждат двустепенна схема за получаване на изходното напрежение. Първо, променливият входен ток се преобразува в постоянен ток, след което от него отново се генерира променливо напрежение. Автоматичното регулиране се осъществява на етапа на формиране на постоянен ток, като тук се реализират функциите на етапа на стабилизиране.
Има няколко варианта за каскадно преобразуване, всеки от които съответства на подклас от инверторни стабилизатори. Най-често срещаните са PWM устройствата и стабилизаторите на IGBT транзистори.
Силните страни на това оборудване:
- висока скорост на реакция на промени в входното напрежение, точност на корекция на изхода;
- добри характеристики за тегло и размери (без силов трансформатор);
- простота на ефективност на получаване над 50%;
- възможност за плавно регулиране на изходното напрежение в комбинация с широк диапазон от промени в изходния електрически ток, както и работа на празен ход;
- ефективно потискане на токови удари и импулсен шум.
С използването на подходяща елементна база инверторната техника функционира нормално при ниски температури.
Основният недостатък: лош капацитет на претоварване, вкл. краткосрочен (не повече от 25 - 50% за 1 - 2 s). Последните принуждават внимателно да контролират изходната мощност на устройството при работа с реактивен товар (електрически двигатели с различно предназначение, вентилатори и др.). В допълнение, сложността на електрическата верига трябва да се вземе под внимание, което увеличава риска от повреда и високата цена поради необходимостта от използване на силови полупроводникови елементи.
ferroresonance
Ферорезонантният стабилизатор е устройство от тип трансформатор. Характерна черта е използването на трансформаторни намотки, облечени на магнитни проводници с различни напречни сечения. Паралелно на вторичната намотка L2, е свързан допълнителен кондензатор С, фиг. 3. Нейният капацитет е избран така, че поради резонанса се гарантира, че вторичната намотка е постоянно наситена. Следователно, големите промени в входното напрежение не водят до колебания в продукцията.
Стабилизаторът има висока скорост на тестване на скокове, има висока надеждност поради липсата на схеми за превключване, осигурява добра точност на стабилизиране.
Отсъствието на механично подвижни компоненти позволява работа на ферорезонансни стабилизатори при ниски температури.
Основните недостатъци са:
- по-нисък фактор на мощността;
- значително нелинейно изкривяване на изходния ток, което може да доведе до смущения във функционирането на редица домакински уреди, например изкривяване на цветното телевизионно изображение и лошо качество на изтриване на стари записи с касетофон;
- нестабилността на функционирането с вариации в честотата на входното напрежение над 0, 5 Hz от номиналната стойност, която често се среща, когато селището се захранва от автономна електроцентрала.
Електронен (триак, тиристор)
Така наречените електронни стабилизатори структурно повтарят устройствата на електромагнитните релета, но полупроводниковите продукти се използват за поетапно превключване на намотките на автотрансформатора. Има няколко възможни вариации на такива електронни схеми, всяка от които извършва автоматично превключване на коефициента на трансформация. Стабилизаторите се предлагат в търговската мрежа, в които функциите на ключовите елементи на стъпаловото управление се възлагат на триаци и тиристори.
Тиристор е полупроводникова структура с три pn-връзки, в която се извършва дълбока положителна обратна връзка. Неговото присъствие осигурява висока скорост на превключване при работа в ключов режим. Триакът се формира от два тиристора с комбинирани контролни електроди, свързани в антипаралел, Фигура 4. Поради възможността токът да преминава този компонент в две посоки, триаковите стабилизатори показват повишена ефективност. Това ги отличава от тиристорни стабилизатори.
Общи ползи:
- повишен стабилизиращ фактор;
- отлично потискане на напрежението, импулсен шум;
- добри параметри за тегло и размер;
- висока надеждност при внедряването на висококачествена елементна база.
В допълнение, в скоростта, електронните стабилизатори са значително по-добри от техните релейни електромеханични аналози, т.е. изпълняват удари на захранването.
недостатъци:
- слабо адаптирани за работа с реактивно натоварване;
- висока цена;
- сложността на ремонта.
Видове стабилизатори на напрежение по клас на напрежение
Промишлеността произвежда широка гама от стабилизатори.
Има еднофазни и трифазни устройства.
По отношение на обхвата на изходното напрежение, електронното оборудване за еднофазни мрежи е проектирано за 220-240 V (популярна е и междинната градация от 230 V), ферорезонансни стабилизатори за 110–120 V.
Домакински уреди за трифазни електрически мрежи осигуряват изходно напрежение 380 - 415 V, независимо от приложените схеми и изходния токов товар.
Промишленото оборудване може да има по-високо изходно напрежение: до 6 - 10 kV.
Печати за избор на стабилизатор
Списъкът с параметрите, по които се избират стабилизаторите, трябва да включва:
- мощност на товара или зададен номинален ток;
- изходно напрежение;
- тип мрежа (еднофазна - трифазна).
Голяма помощ ще предостави информация за стабилността на мрежата, нивото на импулсен шум в нея.
При определяне на номиналната мощност се сумират капацитетите на всички потребители на защитената мрежа. За да се изчисли номиналната мощност на товара, токовата товарна мощност на входния автомат се умножава по 220 V.
При равни други условия се избират еднофазни модели на линейни стабилизатори, като се има предвид, че модулните конструкции са по-удобни за поддържане.
Вземете под внимание естетическите параметри и броя на изходните гнезда, Фигура 5.
Окончателният избор трябва да се извърши, като се вземе предвид производителят и мястото на производство. За да се определи качеството на оборудването на югоизточната продукция, произведено без контрол от водещите западни компании, има смисъл да се проучат специализираните форуми. Този подход ни позволява да направим адекватно заключение за качеството на устройството.
Освен техническите параметри, трябва да се вземе предвид и достъпността на услугата.
Трябва да се отбележи, че в продажба се предлага голям избор от 220-волтови еднофазни и 380-волтови трифазни устройства. Стабилизаторите с широк диапазон на регулиране и изходно напрежение на други стойности често се доставят при поискване.
Заключение.
Промишлеността произвежда широка гама от домакински стабилизатори на напрежението, което ви позволява да направите избор на конкретен модел устройство, като се вземе предвид конкретното приложение.
Масовият характер на пазара на стабилизатори се определя от големия брой производствени предприятия, които оперират върху него, предлагайки своите продукти чрез партньорска мрежа. Ето защо, преди да купите, трябва да извършите внимателна многокритериална селекция на продукта.