Меню

Стабилизатор напряжения его свойства

Принцип работы стабилизатора напряжения

Стабилизатор напряжения — применение, принцип работы

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.

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

Как работает стабилизатор 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.

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).

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.

Видео совет при выборе стабилизатор напряжения

Особенности сетевых стабилизаторов

Принципиальная схема стабилизатора напряжения данного типа представляет собой набор транзисторов, а также диодов. В свою очередь механизм замыкания в ней отсутствует. Регуляторы при этом имеются обычного типа. В некоторых моделях дополнительно устанавливается система индикации.

Она способна показать мощность скачков в сети. По чувствительности модели довольно сильно отличаются. Конденсаторы, как правило, в цепи имеются компенсационного типа. Система защиты у них отсутствует.

Устройства моделей с регулятором

Для холодильного оборудования востребованным является регулируемый стабилизатор напряжения. Схема его подразумевает возможность настройки прибора перед началом использования. В данном случае это помогает в устранении высокочастотных помех. В свою очередь электромагнитное поле проблем для резисторов не представляет.

Конденсаторы также включаются в регулируемый стабилизатор напряжения. Схема его не обходится без транзисторных мостов, которые соединяются между собой по коллекторной цепочке. Непосредственно регуляторы могут устанавливаться различных модификаций. Многое в данном случае зависит от предельного напряжения. Дополнительно учитывается тип трансформатора, который имеется в стабилизаторе.

Стабилизаторы «Ресанта»

Схема стабилизатора напряжения «Ресанта» представляет собой набор транзисторов, которые взаимодействуют между собой по коллектору. Для охлаждения системы имеется вентилятор. С высокочастотными перегрузками в системе справляется конденсатор компенсационного типа.

Также схема стабилизатора напряжения «Ресанта» включает в себя диодные мосты. Регуляторы во многих моделях устанавливаются обычные. Ограничения по нагрузке у стабилизаторов «Ресанта» есть. В целом помехи ими воспринимаются все. К недостаткам следует отнести высокую шумность трансформаторов.

Схема моделей с напряжением 220 В

Схема стабилизатора напряжения 220 В отличается от прочих устройств тем, что в ней имеется блок управления. Данный элемент соединяется напрямую с регулятором. Сразу за системой фильтрации имеется диодный мост. Для стабилизации колебаний дополнительно предусмотрена цепь из транзисторов. На выходе после обмотки располагается конденсатор.

С перегрузками в системе справляется трансформатор. Преобразование тока осуществляется им же. В целом диапазон мощности у данных устройств довольно высокий. Работать эти стабилизаторы способны и при минусовой температуре. По шумности они не отличаются от моделей других типов. Параметр чувствительности сильно зависит от производителя. Также на нее влияет тип установленного регулятора.

Читайте также:  Стабилизатор для коттеджа однофазный 15 квт настенный

Принцип работы импульсных стабилизаторов

Схема электрическая стабилизатора напряжения данного типа схожа с моделью релейного аналога. Однако отличия в системе все же есть. Главным элементом в цепи принято считать модулятор. Занимается данное устройство тем, что считывает показатели напряжения. Далее сигнал переносится на один из трансформаторов. Там проходит полная обработка информации.

Для изменения силы тока имеется два преобразователя. Однако в некоторых моделях он установлен один. Чтобы справиться с электромагнитным полем, задействуется выпрямительный делитель. При повышении напряжения он снижает предельную частоту. Чтобы ток поступил на обмотку, диоды передают сигнал на транзисторы. На выходе стабилизированное напряжение проходит по вторичной обмотке.

Высокочастотные модели стабилизаторов

По сравнению с релейными моделями, высокочастотный стабилизатор напряжения (схема показана ниже) является более сложным, и диодов в нем задействуется больше двух. Отличительной особенность приборов данного типа принято считать высокую мощность.

Трансформаторы в цепи рассчитаны на большие помехи. В результате данные приборы способны защитить любую бытовую технику в доме. Система фильтрации в них настроена на различные скачки. За счет контроля напряжения величина тока может изменяться. Показатель предельной частоты при этом будет увеличиваться на входе, и уменьшаться на выходе. Преобразование тока в этой цепи осуществляется в два этапа.

Первоначально задействуется транзистор с фильтром на входе. На втором этапе включается диодный мост. Для того чтобы процесс преобразования тока завершился, системе требуется усилитель. Устанавливается он, как правило, между резисторами. Таким образом, температура в устройстве поддерживается на должном уровне. Дополнительно в системе учитывается источник питания. Использование блока защиты зависит от его работы.

Стабилизаторы на 15 В

Для устройств с напряжением 15 В используется сетевой стабилизатор напряжения, схема которого по своей структуре является довольно простой. Порог чувствительности у приборов находится на малом уровне. Модели с системой индикации встретить очень сложно. В фильтрах они не нуждаются, поскольку колебания в цепи незначительные.

Резисторы во многих моделях есть только на выходе. За счет этого процесс преобразования происходит довольно быстро. Входные усилители устанавливаются самые простые. Многое в данном случае зависит от производителя. Используются стабилизатор напряжения (схема показана ниже) этого типа чаще всего в лабораторных исследованиях.

Особенности моделей на 5 В

Для устройств с напряжением 5 В используют специальный сетевой стабилизатор напряжения. Схема их состоит из резисторов, как правило, не более двух. Применяют такие стабилизаторы исключительно для нормального функционирования измерительных приборов. В целом они являются довольно компактными, а работают тихо.

Модели серии SVK

Модели данной серии относятся к стабилизаторам латерного типа. Чаще всего их используют на производстве для уменьшения скачков от сети. Схема подключения стабилизатора напряжения этой модели предусматривает наличие четырех транзисторов, которые расположены попарно. За счет этого ток преодолевает меньшее сопротивление в цепи. На выходе у системы имеется обмотка для обратного эффекта. Фильтров в схеме предусмотрено два.

За счет отсутствия конденсатора процесс преобразования также происходит быстрее. К недостаткам следует отнести большую чувствительность. На электромагнитное поле прибор реагирует очень остро. Схема подключения стабилизатора напряжения серии SVK регулятор предусматривает, как и систему индикации. Напряжение максимум устройством воспринимается до 240 В, а отклонение при этом не может превышать 10 %.

Автоматические стабилизаторы «Лигао 220 В»

Для систем сигнализации является востребованным от компании «Лигао» стабилизатор напряжения 220В. Схема его построена на работе тиристоров. Использоваться данные элементы способны исключительно в полупроводниковых цепях. На сегодняшний день типов тиристоров существует довольно много. По степени защищенности они делятся на статические, а также динамические. Первый вид используется с источниками электричества различной мощности. В свою очередь динамические тиристоры имеют свой предел.

Если говорить про компании «Лигао» стабилизатор напряжения (схема показана ниже), то в нем имеется активный элемент. В большей степени он предназначен для нормального функционирования регулятора. Представляет он собой набор контактов, которые способны соединяться. Необходимо это для того чтобы увеличивать или уменьшать предельную частоту в системе. В других моделях тиристоров может иметься несколько. Устанавливаются они между собой при помощи катодов. В результате коэффициент полезного действия устройства можно значительно повысить.

Низкочастотные устройства

Для обслуживания устройств с частотой менее 30 Гц существует такой стабилизатор напряжения 220В. Схема его схожа со схемами релейных моделей за исключением транзисторов. В данном случае они имеются с эмиттером. Иногда дополнительно устанавливается специальный контроллер. Многое зависит от производителя, а также модели. Контроллер в стабилизаторе необходим для передачи сигнала на блок управления.

Для того чтобы связь была качественной, производители используют усилитель. Устанавливается он, как правило, на входе. На выходе в системе имеется обычно обмотка. Если говорить про предел напряжения в 220 В, конденсаторов можно найти два. Коэффициент передачи тока у таких устройств довольно низкий. Причиною этого принято считать малую предельную частоту, которая является следствием работы контроллера. Однако коэффициент насыщения находится на высокой отметке. Во многом это связано именно с транзисторами, которые устанавливаются с эмиттерами.

Читайте также:  Сломал шпильку втулки стабилизатора

Источник

Стабилизаторы напряжения. Описание, характеристики, виды и цены стабилизаторов

Томас Альва сказал: — «Мы сделаем электричество таким дешевым, что жечь свечи будут только богачи». Пророчество американского изобретателя сбылось, но с оговоркой. Она касается качества поставляемой потребителям энергии, в частности, напряжения в сети.

Оно может отклоняться от установленных 220-ти вольт в жилом секторе, и 380-ти в промышленном. От скачков напряжения страдает дорогостоящая техника. В итоге, электричество влетает в «копеечку». Перебои напряжения влияют даже на восприятие интерьера. Старые лампы накаливание не светят, а лишь обозначают электродугу розоватым лучением.

Люминесцентные лампы к скачкам менее чувствительны, но тоже теряют в активности, а значит, вместо сверкающих комнат получаются затененные «пещеры». В них неуютно. В общем, ущерб получается не только материальным, но и моральным. Избежать проблем поможет стабилизатор напряжения.

Описание и характеристики стабилизатора напряжения

Напряжению в сети не обязано быть стабильным. Поставщик выдает 220 вольт. Однако, массовое подключение приборов снижает показатель в среднем нас 10%. Это норма. Если напряжение изначально меньше 220-ти, что характерно для частных хозяйств, встает под вопрос даже одновременная работа освещения, плиты, холодильника и чайника.

В дачных товариществах и коттеджах, кстати, проблема часто начинается на участке ответвления кабеля от основной сети. За последнюю отвечает поставщик. Ответвление кабеля уже во власти домовладельца. В общем, причин скачков напряжения много, а итог один – трата нервов и порча электроприборов.

Стабилизатор напряжения для дома – аппарат, в основе которого «лежит» трансформатор. К нему подведена переменная цепь. На другом конце она соединена с диодами. Их в конструкции бывает до 5-ти. Из диодов образуется мост с конденсаторами. За ним стоит транзистор, а за тем регулятор. Выключает автоматику замыкание.

Работа стабилизатора начинается с подачи тока на трансформатор. Диоды, соединенные с транзистором, вступают в работу, если предел напряжения превышен. Конденсатор выступает преобразователем. Дабы он не перегревался в коллекторной цепи, стабилизатор оснащен автоматикой.

Пройдя резистор, ток возвращается на транзистор. Получается, в основе работы героя статьи лежит принцип обратной связи. В аппарате создается переменный ток, в потоке которого электроны могут менять направление.

Так меняется номинальная нагрузка. На выходе поток электронов проходит по обмотке через фильтр. Получается выпрямленный ток нужной и, главное, постоянной мощности.

Виды стабилизаторов напряжения

Если заявлен стабилизатор напряжения 220в, не стоит ждать от него полного соответствия указанному напряжении. Для аппаратов позволительна погрешность. По ее величине стабилизаторы делятся на:

  • Стандартные с допустимым отклонением в 5-7%. Такая погрешность не сказывается на бытовых электроприборах.
  • Пренцизионные с максимальной погрешностью в 3,8%. Установки группы рассчитаны на работу с высокоточной электроникой промышленного типа. Таковая может отреагировать даже на 5-процентное колебание выходного напряжения.

Основная классификация стабилизаторов связана с их принципом действия. Есть 3 ведущих категории аппаратов:

№1 Параметрические стабилизаторы сформированы на основе нелинейных элементов. Свойства таковых зависят от обстоятельств. Значит, в деле карборундные резисторы, насыщенные дроссели. Нелинейные конденсаторы тоже подойдут. Проще говоря, значение выходного тока в параметрических моделях поддерживает радиоэлектроника.

Представляют параметрические машины феррорезонансные стабилизаторы. Сердечники в их трансформаторах ферримагнитные, а транзисторы установлены попарно. Радиаторы в моделях класса небольшие, есть корпус.

За счет этого феррорезонансные стабилизаторы не перегреваются, при этом, достаточно чувствительны. В противовес встают: низкий коэффициент полезного действия, шумность приборов, нетерпимость к холостому ходу и перегрузкам, зависимость напряжения на выходе от тока во входной сети.

№2 Компенсационные. Модели класса действуют с помощью переключений обмоток трансформатора. Говоря научным языком, работает коммутация по секциям. Запускают ее реле, семисторы и теристоры. Они играют роль силовых ключей.

Аппараты с ними выдают высокий КПД, не искажают синусоиду выходного напряжения, спокойно работают в холостую и с широким диапазоном напряжения на входе. Остается добавить быстродействие и перейти к минусу. Им является преобразование выходного тока по ступеням. О точности стабилизации приходится забыть.

№3 Электромеханические стабилизаторы оснащены двигателем и системой его управления. Вкупе с ними действует автотрансформатор. Это позволяет самостоятельно регулировать напряжение сети. Точность получается высокой, как и диапазон регулировки.

К тому же, электромеханические аппараты стойки к перегрузкам. В противовес ставим низкое быстродействие и ограничения по размещению установок класса. Скользящий контакт в них открыт. Это повышает риск удара током.

Решая, какой стабилизатор напряжения выбрать, стоит учесть наличие у электрических моделей подкатегорий. Аппараты класса делятся на:

Читайте также:  Все инструменты стабилизатор напряжения штиль

-Однофазные. Рассчитаны на мощность сети в 220 вольт. То есть на бытовые условия. При скачке напряжения вверх, к примеру, до 300-от вольт, однофазный стабилизатор блокирует подачу тока. Работают приборы группы бесшумно.

Кстати не только для домашнего пространства, но и больниц, школ, детских садов. При этом, сохраняется возможность подключения к однофазному стабилизатору еще 2-ух таких же. Это выручает при намеренном наращивании мощности сети.

Однофазные стабилизаторы разнятся по мощности. Для бытовой техники достаточно 1000-ватных. Если запускаются электротехнические машины большого тока на старте, приобретают однофазные стабилизаторы на 1500-10000 ватт.

Еще мощнее аппараты до 100 киловатт. Однако, уже при 5-киловатном показателе стабилизатор способен обезопасить все электроприборы загородного дома. Даже система полива огорода и насос из скважины с водой в списке. Поэтому, однофазные аппараты легко «тянут» офисы и небольшие предприятия.

-Трехфазные. Ставят стабилизатор напряжения однофазный на ступень ниже. Приборы категории тянут 380-вольтовые сети. Важно для промышленных цехов. Выбирая стабилизатор, нужно учитывать суммарный вольтаж приборов-портребителей с плюсом 15-20%.

Применение и установка стабилизатора напряжения

Внешне стабилизаторы делятся на простые коробки и встраиваемые модели. Соответственно, аппарат можно просто поставить на пол, вмонтировать в какой-нибудь шкафчик, повесить на стену.

Принеся героя статьи с холода, стоит подождать пару часов. Если приступить к монтажу сразу, образуется конденсат. Влага и электроприборы, как известно, несовместимы. Плохо работает стабилизатор, так же, если в его внутренние узлы попадет пыль. Поэтому, монтируют установки в закрытых помещениях, без риска задувания грязи в аппарат.

Место для прибора нужно подыскать вдали от легковоспламеняющихся предметов и поверхностей. Обезопасить себя стоит, так же, заземлением корпуса стабилизатора напряжения. Энергия от него сможет уходить по металлическим деталям или проводу в пол. Это обезопасит людей.

В случае аварийных ситуаций ток уйдет в землю, а не перекинется на человека. Сопротивление кожи потоку электронов измеряется в килоомах, а провода или металла – в простых омах, то есть значительно меньше. Не удивительно, что при наличии заземления напряжение уходит через него в пол.

К сети в 220 вольт стабилизаторы напряжения подключаются через клеммы. На задней панели прибора их 2-е. После присоединения к сети работают кнопкой или рычагом автоматических включения-выключения.

Поскольку многомощные стабилизаторы дороги, большинство применяет доступные модели. Их не хватает на все приборы. Защищают самые ценные. Так, популярны стабилизаторы напряжения для котлов отопления, насосов, кинотеатров, компьютеров. Соответственно, выбирается аппарат с учетом спектра оберегаемых приборов.

Как выбрать стабилизатор напряжения

У любого стабилизатора есть 4 основных параметра. Мощность – ведущий. Понятно, что она выбирается по суммарному потреблению приборов, с небольшим запасом на случай неувязок.

Однако, нужно учесть, что мощность домашней электрики состоит из активной и реактивной составляющих. Первая – заявленная. Вторая считается вредной. Производители стараются избавиться от чередования запасания энергии и ее перекачивания обратно, то есть отдачи запасов прибором.

Такой пинг-понг током, который на обратном пути еще и отклоняется на 90 градусов, съедает энергию, не переводя ее в полезную. На некоторых приборах указывается реактивный показатель, но на большинстве игнорируется.

Меж тем, общая мощность составляется из обеих энергий. Средней реактивной для всех приборов считается планка в 0,7. Ее плюсуем к мощности стиральных и посудомоечных аппаратов, насосов, электроинструмента, холодильников. Как видно, речь о приборах с двигателями.

При запуске, кстати, они кратковременно потребляют в 2-3 раза больше энергии, чем в остальное время. Мощность плит, чайников и духовок аналогична заявленной активной. Реактивное потребление у приборов без электродвигателя отсутствует. Нужно лишь приплюсовать 20%.

Второй параметр выбора героя статьи – скорость срабатывания. Одни аппараты выравнивают напряжение за миллисекунды, а другим нужно 3 полных секунды. При серьезном скачке напряжения 3-ех секунд хватит для поломки техники.

Третий маячок для покупателей стабилизаторов – их точность. Уже говорилось, что минимальную погрешность обеспечивают прецизионные установки. Последний из основных параметров выбора — показатель входного напряжения, то есть от какой сети стабилизатор должен работать.

Обращаем внимание на минимальную и максимальную величину напряжения на входе в установку. На изношенных советских сетях показатель, порой, скачет от 140-ка до 280-ти вольт. То есть, 220 вольт – редкая удача, а не закономерность.

Цена стабилизатора напряжения

На стабилизатор напряжения цена зависит от типа устройства, его дизайна, размеров. Влияет на стоимость и имя производителя. На российских просторах, к примеру, завоевывает популярность латвийский бренд «Ресанта». Стабилизатор энергии под этой маркой можно купить и за 1500, и за 20000 рублей.

Компания выпускает аппараты бытовой направленности. За высокоточными стабилизаторами промышленного типа лучше обратиться к продукции отечественного бренда «Энергия». Среди ее продукции есть стабилизаторы более чем за 100000. Цена оправдана мощью и надежностью, достаточными для крупных производств.

Источник