Стабилизатор напряжения как работает. Как работает стабилизатор напряжения: принцип действия и основные типы

Что такое стабилизатор напряжения и для чего он нужен. Какие бывают типы стабилизаторов напряжения. Как работает стабилизатор напряжения на практике. Из каких основных компонентов состоит стабилизатор напряжения.

Содержание

Что такое стабилизатор напряжения и зачем он нужен

Стабилизатор напряжения — это устройство, предназначенное для поддержания постоянного напряжения в электрической сети при его колебаниях. Основная задача стабилизатора — обеспечить стабильное напряжение для подключенных электроприборов независимо от того, какое напряжение поступает на вход.

Зачем нужен стабилизатор напряжения? Основные причины использования:

Защита чувствительной электроники от перепадов напряжения
Обеспечение стабильной работы бытовой техники
Продление срока службы электрооборудования
Экономия электроэнергии
Повышение качества электроснабжения

Принцип работы стабилизатора напряжения

Как работает стабилизатор напряжения? Принцип действия основан на изменении числа витков вторичной обмотки трансформатора:

На вход поступает нестабильное напряжение сети
Устройство измеряет входное напряжение
При отклонении от нормы включаются дополнительные обмотки трансформатора
Это компенсирует перепады и стабилизирует выходное напряжение
На выходе формируется стабильное напряжение заданного уровня

Основные компоненты стабилизатора напряжения

Из каких элементов состоит стабилизатор напряжения:

Автотрансформатор с отводами обмоток
Коммутирующие элементы (реле, симисторы, тиристоры)
Микропроцессорный блок управления
Датчики входного и выходного напряжения
Фильтры помех
Система охлаждения
Дисплей и органы управления

Типы стабилизаторов напряжения

Какие бывают виды стабилизаторов напряжения:

1. Релейные стабилизаторы

Принцип действия основан на переключении обмоток трансформатора с помощью электромагнитных реле. Преимущества: простота, надежность, низкая цена. Недостатки: ступенчатая регулировка, шум при работе.

2. Электронные стабилизаторы

Используют тиристоры или симисторы для плавного переключения отводов трансформатора. Плюсы: точная стабилизация, бесшумность. Минусы: более высокая стоимость.

3. Сервоприводные стабилизаторы

Регулировка напряжения осуществляется сервомотором, который перемещает щетки по обмоткам автотрансформатора. Достоинства: плавная регулировка, высокая точность. Недостатки: высокая цена, необходимость обслуживания механики.

Как выбрать стабилизатор напряжения

На что обратить внимание при выборе стабилизатора напряжения:

Мощность — должна соответствовать суммарной мощности подключаемых приборов
Диапазон входных напряжений — чем шире, тем лучше
Точность стабилизации — желательно не хуже ±5%

Время реакции — для защиты электроники важна высокая скорость стабилизации
Тип охлаждения — для мощных моделей предпочтительно принудительное
Наличие защитных функций — от перегрузки, короткого замыкания, перегрева

Преимущества использования стабилизатора напряжения

Почему стоит установить стабилизатор напряжения:

Продление срока службы бытовой техники и электроники
Защита от скачков напряжения и аварий в электросети
Стабильная работа чувствительного оборудования
Экономия на ремонте и замене вышедшей из строя техники
Повышение энергоэффективности электроприборов
Комфортное использование техники в районах с нестабильным напряжением

Часто задаваемые вопросы о стабилизаторах напряжения

Сколько электроэнергии потребляет стабилизатор?

Собственное потребление стабилизатора обычно составляет 2-5% от его номинальной мощности. Например, стабилизатор на 10 кВт будет потреблять около 200-500 Вт.

Нужен ли стабилизатор, если напряжение в сети стабильное?

Даже при нормальном напряжении стабилизатор защищает технику от кратковременных скачков и импульсных помех. Но в целом, при стабильной сети, острой необходимости в нем нет.

Какой тип стабилизатора лучше выбрать для дома?

Для бытового применения оптимальны электронные или релейные стабилизаторы мощностью 5-10 кВт. Они обеспечивают хороший баланс цены и качества стабилизации.

Можно ли подключить стабилизатор к розетке?

Маломощные модели до 2-3 кВт можно включать в обычную розетку. Для более мощных стабилизаторов требуется отдельная силовая линия и монтаж специалистом.

Как работает стабилизатор напряжения

View Larger Image

В этой статье поговорим о стабилизации напряжения. Так сложилось, что качество электроэнергии сетях электропитания практически никогда не соответствует требованиям ГОСТа. Повышенное или пониженное напряжение, резкие скачки и колебания напряжения, высокочастотные помехи и высоковольтные импульсы – все это проявление низкого качества электроэнергии. А бытовая техника, которая делает нашу жизнь удобнее и приятнее, к тому же стоит немало денег из-за плохого электропитания постоянно подвергается риску поломки.

Чтобы не лишаться комфорта и избежать незапланированных затрат на покупку таких дорогостоящих приборов, как холодильник или стиральной машины, необходимо использовать стабилизаторы напряжения.

Стабилизатор напряжения – это прибор, который позволяет поддерживать стабильное и качественное напряжение вашей домашней электросети.

На рисунке наглядно показано, каким образом стабилизатор преобразует ломаные некачественные входящие синусоиды электротока в синусоиды правильной формы. Именно такое преобразование и позволяет сохранять работоспособность вашей домашней бытовой техники надолго. Стабилизаторы могут использоваться, как для защиты отдельных бытовых приборов, так и для обеспечения качественным электропитанием ваших квартир и домов в полном объеме потребляемой мощности.

Как работает стабилизатор напряжения

Стабилизатор выполняет функции понижения и повышения напряжения, что в результате и является регулированием от перенапряжения или пониженного напряжения. Эти действия производятся автоматически или вручную.

Повышающая функция

Когда на входном источнике питания происходит процесс падения напряжения, плата управления переключает реле, симисторы или сервопривод таким образом, чтобы переключались обмотки трансформатора для компенсации падения напряжения.

Понижающая функция

Когда происходит процесс перенапряжения или скачки напряжения, плата управления переключает реле, симисторы или сервопривод, управляя обмотками трансформатора таким образом, чтобы давать на выходе напряжение ниже

3 основных типа стабилизаторов и как они работают

Релейные стабилизаторы;
Стабилизаторе на основе сервопривода;

Симисторные стабилизаторы напряжения;

Как работает стабилизатор релейного типа

Если рассматривать его изнутри, в нем находятся: электронная плата, реле, трансформатор с ответвлениями и другие вспомогательные компоненты.

Плата служит для измерения входного напряжения и сравнения его с эталонным (220V). Если есть какие-либо отклонения, плата при помощи реле переключает обмотки трансформатора. Тем самым выравнивая напряжение.Преимущества:

Доступная цена;
Компактные.

Минусы:

Менее надежны;
Не рассчитаны на высокие импульсы напряжения.

Как работает стабилизатор на основе сервопривода

Если рассматривать его изнутри, в нем находятся: серводвигатель, автотрансформатор повышения и понижения напряжения, электронную плату и другие вспомогательные компоненты.

Сервопривод – это двигатель, который управляет углом поворота вала.
Стабилизатор на основе сервопривода работает аналогично релейному. Основное отличие заключается в том, что переключение между обмотками трансформатора осуществляется при помощи сервопривода. Графитовые щетки плавно переключаются между витками обмоток трансформатора.

Преимущества:

Быстрое реагирование на сбои в напряжении;
Выдерживают высокие скачки напряжения.

Минусы:

Периодически необходимо обслуживать;

Как работают симисторные стабилизаторы напряжения
Данный вид стабилизатора включает в себя: силовой трансформатор, электронную схему управления, блок коммутирующих силовых полупроводниковых ключей и устройства фильтрации сетевых помех.

На преобразующий автотрансформатор поступает входное переменное сетевое напряжение.
Преобразующий трансформатор – это один из видов трансформаторов, обмотки которого соединены.

С одного из нескольких выводов обмотки автотрансформатора снимается вторичное напряжение.Подключение к каждому выводу задействует разное количество витков катушки трансформатора, чем и будет определяться коэффициент трансформации и, соответственно, выходное напряжение. Стоит подметить, что принцип работы очень схож с релейным типом стабилизаторов.

Входные и выходные параметры напряжения постоянно контролируются микропроцессором платы управления. Если происходят отклонения, микропроцессор подает управляющий сигнал на включение полупроводникового ключа.

Преимущества:

Быстрое реагирование;

Высокий КПД;
Практически не источает шум;
Долгий срок служы.

Минусы:

Не подходит для особо чувствительных устройств;
Ступенчатая коррекция напряжения.

Вывод

С развитием технологий не стояла на месте модернизация стабилизаторов напряжения. На сегодняшний день существует три основных типа стабилизаторов : релейные, сервоприводные и симисторные. Каждый из них современен и налажен для долгой службы владельцу.

При выборе стабилизатора внимательно изучите отзывы, гарантийный срок и характеристики стабилизатора. Больше о типах стабилизаторов пишем здесь.

Последние статьи

2 причины почему робот-пылесос не работает
Как работает робот-пылесос
Как работает стабилизатор напряжения
Какие бывают типы стабилизаторы
Что делать если экран телефона не реагирует

Из чего состоит и как работает электронный стабилизатор напряжения

Главная > Полезная информация> Из чего состоит и как работает электронный стабилизатор напряжения

ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ И КАК РАБОТАЕТ ЭЛЕКТРОННЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Современные бытовые и промышленные стабилизаторы напряжения производятся двух типов: сервоприводные и электронные. С сервоприводными стабилизаторами, или как их еще называют электромеханическими, можно ознакомиться в одной из наших статей на сайте. А мы рассмотрим состав и принцип работы электронного стабилизатора напряжения.

Электронные стабилизаторы напряжения можно классифицировать по следующим критериям:

по типу переключающего элемента:

— реле

— тиристор

— симистор

по количеству ступеней переключения и точности стабилизации (наиболее распространенные на рынке Украины):

7 ступеней, ориентировочная точность стабилизации +/-10%

9 ступеней, ориентировочная точность стабилизации +/-7%

12 ступеней, ориентировочная точность стабилизации +/-5%

16 ступеней, ориентировочная точность стабилизации +/-3%

32 ступени, ориентировочная точность стабилизации +/-1,5%

36 ступеней, ориентировочная точность стабилизации +/-1%

48 ступеней, ориентировочная точность стабилизации +/-0,5-1%

по количеству фаз стабилизации

— однофазные стабилизаторы напряжения

— трехфазные стабилизаторы напряжения

по материалу изготовления обмоток трансформатора:

— алюминий

— медь

по типу охлаждения:

— принудительное

— естественное

СОСТАВ И ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ЭЛЕКТРОННОГО СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Основными элементами электронного стабилизатора напряжения являются:

— коммутационный элемент: реле/симистор/тиристор

— силовой автотрансформатор

— плата управления

КОММУТАЦИОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

В зависимости от маркетинговой и технической стратегии, производители стабилизаторов напряжения выбирают схемо-техническое решение, в котором применяют один из коммутационных элементов: реле (контактная коммутация), симистор или тиристор (бесконтактная коммутация). И как показывает практика, некоторые технические решения могут основываться на использовании одновременно двух разнотипных переключателей. Например, у одного из украинских производителей стабилизаторов напряжения, компании Элекс, есть стабилизатор напряжения с названием «Ампер Гибрид» — в котором применены как реле, так и симисторы. Благодаря такому подходу стабилизатор напряжения занял уверенную бюджетную ценовую позицию.

Релейные стабилизаторы напряжения: из названия стабилизатора понятно, какой переключающий элемент используется – реле. Реле это элемент с электромагнитным удержанием переключателя во включенном или выключенном состоянии. Реле, как правило, применяются в маломощных стабилизаторах напряжения с мощностями до 5 кВт, реже 8-10кВт. Это объясняется высокими токами коммутации и возможным пригоранием контактной группы на больших нагрузках (из-за искрообразования). Достоинством применения реле является их относительная дешевизна. А основными недостатками: ограниченное количество переключений (около 200 000 срабатываний), искрение и пригорание контактов, невысокая скорость переключения, механический износ, повышенное тепловыделение.

Симисторные стабилизаторы напряжения: Коммутирующим элементом в таком стабилизаторе выступает симистор. Симистор (симметричный триодный тиристор) или триак (от англ. TRIAC — triode for alternating current) — полупроводниковый прибор, являющийся разновидностью тиристоров и используемый для коммутации в цепях переменного тока.

Тиристорные стабилизаторы напряжения. Тиристор — это переключающий полупроводниковый прибор, пропускающий ток в одном направлении. Этот радиоэлемент часто сравнивают с управляемым диодом и называют полупроводниковым управляемым вентилем (Silicon Controlled Rectifier, SCR). Тиристор имеет три вывода, один из которых — управляющий электрод, можно сказать, «спусковой крючок» — используется для резкого перевода тиристора во включенное состояние.

Общими свойствами для тиристорных и симисторных стабилизаторов напряжения является их долговечность работы и высокая скорость переключения. Главным недостатком тиристоров и симисторов является их высокая стоимость.

СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР

В стабилизаторах напряжения электронного типа в качестве преобразователя напряжения используется автотрансформатор.

Автотрансформатор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только магнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные электрические напряжения. Используя это свойство автотрансформатора, и производятся стабилизаторы напряжения. На каждый вывод автотрансформатора подводится силовой коммутационный элемент (см.выше описание), который переключает необходимый вывод (отвод) автотрансформатора на подключенную к стабилизатору напряжения нагрузку.

Преимуществом автотрансформатора является более высокий коэффициент полезного действия, поскольку лишь часть мощности подвергается преобразованию — это особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно.

ПЛАТА УПРАВЛЕНИЯ

Все выпускаемые стабилизатор напряжения 10 кВт или 100 кВт, однофазный 220В или трехфазный 380В — все они имеют в своем составе плату управления. Основными возлагаемыми на нее задачами являются: контроль и измерение параметров входного сетевого напряжения, управление коммутирующими элементами для переключения между обмотками автотрансформатора, обеспечение пользовательского интерфейса и выполнение основных защит: от перегрузок, перегрева, перенапряжения на входе.

Подводя итог рассмотрения состава и назначения основных элементов электронного стабилизатора напряжения можем разобрать основной принцип его работы. Плата управления производит измерение напряжения поступающего напряжения и в случае обнаружения «ухода» заданного параметра – принимает решение на управление силовым коммутирующим элементом для перехода на необходимый отвод автотрансформатора, который обеспечит выходное напряжение в заданном виде. Приведем пример: если на входе стабилизатора было сетевое напряжение 220В, то автотрансформатор работал с отводом №3 и на этом отводе автотрансформатор выдает 220В +/-погрешность. Теперь рассмотрим ситуацию с понижением входного напряжения до 170В, в этом случае плата управления принимает решение переключиться на отвод автотрансформатора №5, который при входном напряжении в 170В обеспечит выходное напряжение номиналом 220В+/-погрешность. Именно такими переключениями на необходимый отвод автотрансформатора в зависимости от поступающего напряжения на входе и происходит стабилизация. Точность стабилизации (погрешность) имеет прямую зависимость от количества отводов автотрансформатора и силовых коммутирующих элементов – чем их больше, тем точность выходного напряжения выше.

Мы рассмотрели состав и основной принцип обеспечения стабилизации сетевого напряжения. В современных электронных стабилизаторах напряжения применяются достаточно сложные алгоритмы работы, имеется всевозможная масса настроек параметров стабилизации и управления, разнотипные устройства индикации и отображения (ЖК дисплей, светодиоды, дискретные элементы отображения), а в некоторых стабилизаторах есть функция удаленного мониторинга. Во всех хитростях и нюансах большинства стабилизаторов напряжения представленных на рынке Украины профессионально разбираются специалисты компании НТС-ГРУПП, ТМ «Электрокапризам-НЕТ!». Мы всегда открыты и готовы делиться своим богатым опытом в подборе стабилизаторов напряжения под любые задачи.

Автор: Борисов Сергей Петрович, г.Киев, 2018 год. При копировании материала полностью или частично — ссылка на автора и первоисточник обязательна.

Стабилизатор напряжения и принцип его работы

Что такое стабилизатор напряжения? Стабилизатор напряжения — это оборудование, стабилизирующее напряжение.

Процесс стабилизации происходит путем доведения напряжения до желаемого уровня при любых колебаниях в энергосистеме.

Таким образом, мы можем сказать, что стабилизатор напряжения — это регулятор тока, используемый для поддержания и контроля напряжения для получения постоянного и непрерывного тока.

Стабилизатор напряжения в таких регионах просто находка, так как он не только обеспечивает постоянную подачу напряжения, но и предохраняет электронное оборудование от повреждений.

Для правильной и эффективной работы все электронное оборудование нуждается в постоянном потоке напряжения, подаваемого к ним от электрической цепи.

Стабилизатор напряжения поддерживает необходимое количество тока, поступающего на все электронные устройства, поэтому они также известны как стабилизаторы тока. Они поставляются в различных моделях со стабилизаторами, которые доступны с различной мощностью для удовлетворения всех различных потребностей.

Как работает стабилизатор напряжения?

Он работает аналогично трансформатору, в котором первичные обмотки получают вход, а вторичные обмотки получают выход.

При падении входного напряжения срабатывают электромагнитные реле, увеличивающие число витков вторичной обмотки и обеспечивающие большее напряжение, компенсирующее падение выходного напряжения.

При повышении входного напряжения происходит обратное, и, таким образом, напряжение на выходе практически не меняется.

Как правильно выбрать стабилизатор напряжения?s

Важно рассчитать нагрузку, подключенную к стабилизатору.

Сумма потребляемой мощности всех приборов, которые будут подключены к стабилизатору, даст вам нагрузку на стабилизатор.

Они легко доступны в любом магазине или на любой онлайн-платформе. Вам не нужно беспокоиться о гарантии, обслуживании клиентов, руководстве пользователя, качестве или доставке.

Стабилизаторы напряжения являются экономичным источником для обеспечения равномерного питания всего электронного оборудования.

Это надежное и экономичное решение для правильного источника питания. Если вы заботитесь о своих электронных приборах и хотите, чтобы они работали и работали долго, вам необходимо сделать выбор в пользу установки стабилизаторов.

Потребление электроэнергии стабилизаторами напряжения зависит от КПД стабилизатора. Обычно они имеют КПД 95-98%. То есть они потребляют около 2-5% от максимальной нагрузки.

В большинстве случаев необходимо использовать стабилизатор напряжения из-за недостаточного питания или сильных колебаний.

Чтобы защитить наши приборы, такие как телевизор, холодильник, кондиционер и т. д., мы должны выбрать подходящие и качественные стабилизаторы напряжения.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Электрический ток, электрические устройства, система распределения электроэнергии Регулятор напряжения MS Chaudhry, стабилизатор напряжения

Блок-схема стабилизатора напряжения

, принцип работы, типы

В этой статье мы рассмотрим функциональную блок-схему стабилизатора напряжения. Здесь вы найдете основную концепцию принципа работы стабилизатора, блок-схема стабилизатора м, типы стабилизаторов напряжения и т. д.

Основная функция стабилизатора напряжения заключается в обеспечении стабильным или установившимся напряжением электрических и электронных приборов. Стабилизатор напряжения постоянно обеспечивает стабильное напряжение на своем выходе, независимо от того, какое стабильное или нестабильное напряжение он принимает на своем входе.

Например, стабилизатор напряжения рассчитан на 230В на выходе. Таким образом, он будет обеспечивать постоянное напряжение 230 В на своем выходе, даже если на входе будет 200 В или 300 В.

Читайте также: Блок-схема SMPS | Импульсный источник питания

Блок-схема стабилизатора и работа

Принцип работы стабилизатора напряжения очень прост, его основная функция заключается в поддержании стабильного выходного напряжения путем увеличения или уменьшения уровня напряжения в зависимости от нестабильного входного напряжения. Здесь вы можете увидеть блок-схему стабилизатора напряжения на рисунке ниже.

Как видно из приведенной выше блок-схемы, автотрансформатор является основной частью любого стабилизатора, с помощью которого можно увеличивать или уменьшать напряжение. И достигается это постукиванием.

Также имеется электронная схема для определения колебаний входного напряжения и управления электромагнитным реле. Компаратор, который измеряет входное и выходное напряжение, сравнивает их и решает, насколько напряжение должно уменьшиться или увеличиться, чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение.

Например, когда входное напряжение уменьшилось по сравнению с нормальным значением, компаратор определяет и подает сигнал на схему переключения, чтобы включить электромагнитное реле, чтобы добавить больше напряжения от трансформатора. Таким образом, падение входного напряжения никак не повлияет на выходное напряжение, выходное напряжение останется постоянным на нормальном уровне.

Когда входное напряжение превышает нормальное значение, включается другое электромагнитное реле, которое понижает напряжение до нормального значения с помощью автотрансформатора, а выходное напряжение остается стабильным на нормальном уровне.

Работа стабилизатора напряжения основана на двух операциях: понижающей и повышающей.

Когда входное напряжение низкое, стабилизатор добавляет дополнительное напряжение, чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение, что называется операцией Boost.

Когда входное напряжение превышает нормальное значение, стабилизатор снижает напряжение, чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение, что называется режимом понижения.

См. также: [Объяснение] Блок-схема автономного и онлайнового ИБП

Типы стабилизаторов

В основном существует три типа стабилизаторов напряжения: Стабилизатор напряжения

Читайте также: Блок-схема CRO | Катодно-лучевой осциллограф

В стабилизаторе напряжения релейного типа имеется очень много электромагнитных реле, подключенных к отводу трансформатора. Для контроля выходного напряжения они включались поочередно и поддерживали выходное напряжение.

В релейных стабилизаторах точная стабилизация напряжения невозможна.

В стабилизаторе с сервоуправлением серводвигатель используется для перемещения отвода на вторичной стороне трансформатора. Для поддержания уровня напряжения серводвигатель перемещает отвод или рычаг на вторичной обмотке трансформатора. Стабилизатор напряжения с сервоуправлением обеспечивает более точную стабилизацию напряжения, чем стабилизатор напряжения релейного типа.

Статический стабилизатор напряжения не имеет движущихся частей, он использует полупроводниковые устройства, такие как SCR, IGBT, микроконтроллер и т.

Что такое стабилизатор напряжения и зачем он нужен

Принцип работы стабилизатора напряжения

Основные компоненты стабилизатора напряжения