Выбираем электромеханический стабилизатор напряжения: принцип работы и особенности

Сервоприводный стабилизаторЭлектромеханический стабилизатор напряжения является наиболее популярным вариантом защиты потребителей электроэнергии от аномалий входного напряжения в сетях питания различного назначения.

Устройства этого класса осуществляют нормализацию параметров тока последовательной активацией или отключением витков автотрансформатора с помощью регулирующего электромеханического шагового сервопривода (электродвигателя).

Высокое качество напряжения на выходе сервоприводного устройства стабилизации реализуется за счёт плавности и равномерности нормализации с погрешностью в рамках всего 1-3%, а также отсутствия искажений токовой синусоиды.

Кроме того, стабилизаторы электромеханического типа проявляют невысокую чувствительность к внешним помехам, а также входным характеристикам тока. В результате они прекрасно подходят для сетей с регулярными скачками или проседаниями напряжения и обеспечивают стабильный режим работы питающегося от сети оборудования.

Схема устройства и главные особенности

Основу схемы сервоприводного стабилизирующего устройства составляет пара силовых элементов:

  1. Автоматический трансформатор с тороидальным ферромагнитным сердечником;
  2. Вольтодобавочный вспомогательный транформатор.

Компенсация отклонений входного напряжения от нормативного выходного показателя выполняется путём наращивания или уменьшения коэффициента трансформации.

Управляет работой устройства микропроцессорный блок. Он анализирует параметры тока на входе, вычисляет изменения, необходимые для их нормализации, и отдаёт команды сервоприводу. Последний имеет специальный подвижный контакт, который в соответствии с указаниями блока управления перемещается по трансформаторным обмоткам, отключая или активируя определённое количество их витков для поддержки заданного выходного напряжения.

Устройство электромеханического стабилизатора

По типу исполнения сервоприводные стабилизаторы напряжения могут быть:

  • Напольными (стационарными);
  • Переносными.

В зависимости от количества фаз сетевого питания и параметров стабилизации, нормализаторы, принадлежащие классу электромеханических, бывают:

  • Однофазными;
  • Трёхфазными со среднефазной регулировкой выходного напряжения;
  • Трёхфазными с независимой стабилизации параметров тока на каждой фазе.

Разновидностью электромеханических стабилизаторов напряжения являются так называемые электродинамические устройства. В отличие от первых, вторые имеют не щёточный, а роликовый подвижный контакт, выполненный из графита. Это обеспечивает снижение уровня шума при работе, снижает риск выхода системы из строя при отклонениях параметров входного тока за рамки критического диапазона и в целом обеспечивает высокую стабильность работы устройства стабилизации и увеличивает срок его службы.

Принцип действия и область применения

Работает однофазный электромеханический стабилизатор напряжения по следующему принципу:

  1. При подключении устройства к сети, блок управления устанавливает фактическую величину входного напряжения и рассчитывает коэффициент трансформации, необходимый для достижения требуемого на выходе показателя;
  2. В соответствии с выполненными расчётами, управляющий блок подаёт сигнал электродвигателю, который приводит в движение щёточные или роликовые коммутационные контакты;
  3. Посредством сервоприводной коммутации последовательно активируется или отключается определённое число витков основной и вторичной (вольтодобавочной) трансформаторных обмоток. В результате достигается необходимый коэффициент трансформации и на выход стабилизатора подаётся стабильное без помех напряжение 220В.

Принцип работы

Трёхфазное устройство стабилизации сервоприводного типа включает 3 однофазных стабилизирующих устройства с одинаковыми техническими характеристиками, совместная работа которых обеспечивается посредством опции синхронизации. Трёхфазные системы стабилизации применяются для защиты от аномалий входного сетевого тока потребителей с соответствующим количеством фаз и низкими требованиями к скорости стабилизации.

Однофазные стабилизаторы с электромеханическим принципом работы широко применяются в быту с целью обеспечения стабильного напряжения питания для:

  • Холодильников;
  • Отопительных котлов;
  • Радиаторных систем обогрева;
  • Телевизионной и радиотехники;
  • Музыкальной аппаратуры (усилителей, звуковых процессоров, акустики и пр.);
  • Компьютеров и серверных систем;
  • Сетей освещения и отдельного осветительного оборудования;
  • Стиральных машин;
  • Бытовых и кухонных электроприборов и т.д.

К правильной синусоиде входного тока проявляют высокую чувствительность электромоторы и электрическое оборудование с трансформаторами. Именно поэтому электромеханический стабилизатор является оптимальным вариантом для защиты таких устройств от искажений частоты и других характеристик выходного напряжения. Также стоит отметить, что стабилизаторы этого класса идеально подходят для подключения к сетям питания со стабильным характером отклонений параметров тока от нормативного значения.

Плюсы и минусы

В сравнении с другими типами систем нормализации параметров сетевого тока, электромеханический стабилизатор напряжения обладает рядом преимуществ:

  1. Плавность регулировки параметров выходного тока;
  2. Высокая точность выравнивания характеристик напряжения на выходе (погрешность до 3%);
  3. Устойчивость к перегрузкам (500-1000%);
  4. Широкий диапазон температуры окружающей среды (-25…+50°C);
  5. Большой рабочий ресурс функциональной;
  6. Сравнительно невысокая стоимость.

Есть у сервоприводных стабилизаторов и свои недостатки, в список которых можно включить:

  1. Быстрый износ движущихся компонентов (требуют замены минимум раз в год);
  2. Высокий уровень шума при работе;
  3. Большой вес;
  4. Сравнительно невысокий КПД (около 97% в сравнении с электронными стабилизаторами, эффективность которых превышает 99%);
  5. Малая скорость реакции на изменения входных характеристик тока (в 5 раз меньше, чем у релейных, и в 25 раз меньше, чем у электронных стабилизаторов).

Стабилизатор электромеханического типа

Минусы сервоприводных устройств стабилизации очень важно учитывать при подборе модели для защиты конкретных потребителей электроэнергии. Неправильное решение может привести к выходу из строя как самого стабилизирующего устройства, так и подключённого к нему оборудования.

Стабилизатор напряжения электромеханического типа рекомендуется выбирать в соответствии с:

  • Характером аномалий входного тока обслуживаемой сети (интенсивность, частота, величина всплесков или проседаний напряжения);
  • Суммарной мощностью, потребляемой подключенным к нормализатору оборудованием.

При грамотном расчёте потребляемой мощности и более-менее точном определении характеристик тока в сети, сервоприводные приборы обеспечивают стабильную и бесперебойную работу подключённого оборудования, являясь наиболее экономичным вариантом его защиты от перебоев питания и перегрузок.

Поделиться:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *