Выбираем электронный стабилизатор напряжения: схема, особенности и виды

Стабилизатор электронного типаСреди всех видов стабилизаторов, устройства электронного типа обеспечивают наиболее плавное выравнивание выходного напряжения. Принадлежащие этому классу стабилизаторы обеспечивают не только высокую точность регулировки, но и практически мгновенную реакцию на изменения входных параметров тока.

При этом они способны эффективно работать при довольно широком диапазоне входного напряжения. В результате электронные стабилизирующие устройства являются идеальным вариантом для защиты потребителей, подключённых к сетям питания с регулярными всплесками и проседаниями напряжения на входе.

Схема электронного стабилизатора

Основным элементом стабилизаторов электронного типа является автотрансформатор с первичной (повышающей) и вторичной (понижающей) обмотками. Витки обмоток разделены на группы и имеют отдельные выводы.

Помимо трансформатора в схему устройства включены:

  • Частотный фильтр входного напряжения;
  • Плата контроля и управления с микропроцессором;
  • Силовые ключи (тиристоры или симисторы);
  • Байпас;
  • Датчики, следящие за различными показателями работы устройства;
  • Система LED-индикации рабочего режима (сеть, нагрузка, перегрузка, минимальное и максимальное входное напряжение).

Устройство стабилизатора

В современных моделях за индикацию параметров работы стабилизирующего устройства отвечает цифровой информационный дисплей.

Принцип работы, сфера применения и разновидности

Электронный стабилизатор напряжения работает по следующему принципу:

  1. При изменениях входных параметров тока на протяжении первой фазы (20 мс) выполняется замер этих изменений. В соответствии с полученными результатам устройство реагирует на сложившуюся ситуацию;
  2. Если напряжение на входе отклоняется в рамках рабочего диапазона, выходная характеристика выравнивается до необходимых 220В;
  3. Если входной параметр является недостаточным, система выполняет его «вытягивание» в соответствии с ресурсом трансформатора. При этом падает выходное напряжение;
  4. При резких избыточных импульсах срабатывает аварийная защита, которая отключает устройство от сети питания.

Схема симисторного стабилизатора

При оценке характеристик входного тока, микропроцессор рассчитывает напряжение, которое необходимо добавить или снять, чтобы получить на выходе 220В. В соответствии с результатами расчётов определяется состояние и момент включения силовых ключей. При подаче команды на активацию ключи коммутируют необходимое число витков трансформаторных обмоток.

Чем больше ступеней имеет стабилизатор, тем меньшей будет погрешность выравнивания напряжения на выходе. Большинство устройств, применяемых в быту, имеет 8-12 ступеней и обеспечивает отклонения выходной характеристики от номинальной не более чем на 4-6%. Более мощные модели с повышенными требованиями к точности стабилизации имеют 16-36 ступеней, благодаря чему погрешность уменьшается до 1-3%.

Наиболее широкое применение получили тиристорные устройства стабилизации, поскольку они обеспечивают минимальное тепловыделение и имеют более простую, в сравнении с симисторными, рабочую схему.

Стабилизатор электронного типаТиристорные стабилизаторы могут быть одно- или двухкаскадными. В первом случае нормализация напряжения на выходе осуществляется в один этап, во-втором, соответственно, в два – с грубой и тонкой нормализацией выходного напряжения.

При выборе электронного стабилизирующего прибора следует учитывать, что двухкаскадные устройства работают медленнее однокаскадных (20 мс против 10 мс).

Несмотря на сравнительно высокую стоимость, электронный однофазный стабилизатор напряжения является оптимальным решением для защиты от воздействия аномалий входного напряжения бытовой техники и аппаратуры:

  • Газовых отопительных котлов;
  • Холодильников;
  • Систем кондиционирования;
  • Компьютеров;
  • Акустических систем;
  • Стиральных машин;
  • Теле- и видеотехники;
  • Электрокаминов;
  • Систем «тёплый пол»;
  • Кухонной техники;
  • Приборов и сетей освещения и т.д.

В том случае, если однофазный стабилизатор напряжения 220В для дома приобретается с целью защиты потребителей с электродвигателями, его параметры необходимо подбирать минимум с 30% запасом. Это позволяет компенсировать характерное для такого оборудования, как стиральные машины, вытяжки, пылесосы, холодильные установки и т.д. стартовое увеличение потребляемой мощности.

В промышленности одно- или трёхфазные стабилизаторы электронного типа целесообразно использовать для защиты потребителей с незначительными пусковыми токами и невысокими требованиями к точности выходного напряжения.

Плюсы и минусы электронных стабилизаторов

Электронное стабилизирующее устройствоЭлектронный стабилизатор напряжения 220В в сравнении с другими типами устройств стабилизации обладает рядом неоспоримых достоинств:

  1. Отсутствием шума в процессе работы;
  2. Большим эксплуатационным ресурсом (тиристоры рассчитаны на 1 млрд срабатываний);
  3. Отсутствием дугового разряда при размыкании;
  4. Экономным потребление энергии;
  5. Компактностью;
  6. Быстродействием (до 20 мс);
  7. Высокой точностью стабилизации (погрешность не более 3-6%);
  8. Широким диапазоном входного тока (120-300 В);
  9. Хорошей защитой от внешних помех;
  10. Постоянным контролем параметров тока на входе и выходе;
  11. Отсутствием движущихся деталей;
  12. Конструктивной надёжностью.

Дополнительное преимущество электронных стабилизаторов заключается в возможности их применения в неотапливаемых помещениях с температурным режимом -40…-25°C.

Электронные устройства стабилизации сетевого напряжения имеют и недостатки, которые обязательно нужно учитывать при выборе.

В этот список входят:

  • Ступенчатый характер нормализации тока;
  • Высокая вероятность ошибок и сбоев микроконтроллерного управления;
  • Сложность обслуживания и ремонта;
  • Потери мощности при недостаточном входном напряжении;
  • Ограничения по нагрузкам реактивного характера;
  • Трапециевидная или прямоугольная (меандр) форма выходного напряжения;
  • Дискретные аномалии выходного напряжения при переключении трансформаторных обмоток;
  • Слабая устойчивость к перегрузкам;
  • Высокая рыночная стоимость.

В связи с тем, что на выходе электронные стабилизаторы выдают напряжение несинусоидальной формы, их нельзя применять для защиты асинхронных двигателей, циркуляционных насосов, работающих в составе отопительных систем, и подобного оборудования. Стабилизирующие устройства, в которых этот недостаток компенсирован посредством специальных технологических решений, стоят заметно дороже стандартных.

Также следует отметить, что в сравнении с тиристорными системами, стабилизаторы, в которых функцию силовых ключей выполняют симисторы, чувствительны к скачкам напряжения при работе с индуктивными нагрузками. Кроме того, существует высокий риск перегрева симисторов. Вследствие этого они оснащаются специальными радиаторами или кулерами, что увеличивает вес, габариты и, при втором варианте охлаждения, энергозатратность системы.

Критерии выбора

Электронный нормализатор напряженияОднофазный автоматический стабилизатор напряжения электронного типа подбирается по ряду параметров, которые должны отвечать характеристикам тока обслуживаемой сети и особенностям подключаемых потребителей.

К основным критериям выбора следует отнести:

  1. Мощность (ВА). Соответствует сумме потребляемой мощности с учётом реактивной нагрузки при запуске оборудования;
  1. Инерционность (мс). Это время реакции системы на изменения входных параметров тока;
  1. Коэффициент трансформации. Учитывает падение выходной мощности стабилизатора при проседаниях входного тока более чем на 20-30%;
  1. Допустимый диапазон напряжения на входе (верхний и нижний порог). Для большинства электронных стабилизаторов составляет 130-260 В;
  1. Требования к выходному напряжению и точности его регулировки. Однофазное электрооборудование бытового и производственного назначения способно стабильно работать при сетевом напряжении в рамках 210-230 В;
  1. Способ установки (конструктивное исполнение). Электронные нормализаторы могут иметь напольную или настенную (навесную) конструкцию.

Разобравшись с устройством, принципом работы и основными критериями выбора электронного стабилизатора, отыскать на рынке оптимальное по цене устройство, которое идеально отвечает характеристикам конкретной сети питания, не составит особого труда.

Поделиться:

Добавить комментарий

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