Стабилизаторы:для чего они нужны и какие они бывают

Описание Вашего первого форума.

Стабилизаторы:для чего они нужны и какие они бывают

Сообщение pamik » 17 фев 2010, 13:54

Для чего нужны стабилизаторы напряжения?
На сегодняшний день современное домашнее электрохозяйство охватывает большой набор бытового оборудования и приборов различного назначения – от лампочек и утюгов, до домашних кинотеатров и персональных компьютеров. Любой бытовой прибор рассчитан на потребление электроэнергии от сети строго определённых параметров: номинальной частоте, напряжении, форме электрического сигнала. Параметры электроэнергии в сети или как ещё говорится - её качество определяются межгосударственным стандартом ГОСТ 13109-97 и ДСТУ 3465-96. Отклонение параметров электроэнергии в сети от заданных ГОСТом может привести к различным последствиям:
- неправильному функционированию прибора (например снижение напряжения на 10% в лампах дневного освещения приводит к уменьшению светового излучения на 40%);
- невозможность использования (отказам) оборудования (например заниженное напряжение в сети в момент пуска электродвигателя может привести к недостатку пусковой мощности, в результате чего через незапущенный электродвигатель будет проходить пусковой ток, который в 4-5 раз превышает номинальный, что приведёт к срабатыванию защиты по перегрузке электродвигателя, а многократный запуск в таких условиях может привести к перегреву и выходу из строя);
- сокращению срока службы;
- поломке и порче оборудования (например при перенапряжении в сети).
Основными причинами отклонения параметров электроэнергии от ГОСТовских и сбоев в электропитании являются:
- подключение и отключение мощных потребителей приводит к провалам или перенапряжениям длительностью порядка около 20 мс;
- подключение потребителей с переменной нагрузкой сопровождается колебаниями напряжения в пределах от 1% до10% с периодичностью от 1с до 10 мин;
- большая нагрузка на трансформаторные подстанции (дополнительная, сверх расчётной) приводит к длительному «просаживанию» напряжения в сети во время пиковых нагрузок;
- неисправности в линиях электропередач (временные перенапряжения (периодические выбросы напряжения с коэффициентом перенапряжения Кпер = 1.15, длительностью до 60с, 1.31 - 20с, 1.47 - 1с);
- нестабильность источников электроэнергии приводит к отклонениям частоты;
- работа мощных потребителей с нелинейной нагрузкой проявляется искажениями синусоиды сетевого напряжения.
Для решения проблем, связанных с низким качеством электроэнергии предназначены стабилизаторы напряжения. Бытовое оборудование подключенное через стабилизатор напряжения питается от стабилизированного напряжения питающей сети, что позволяет значительно продлить его эксплуатационный ресурс, а также рационально использовать электроэнергию, потому, что оно спроектировано под заданное напряжение питающей сети, при котором обеспечивается оптимальный режим его работы и КПД.
Изображение
pamik
Администратор
 
Сообщений: 30
Зарегистрирован: 21 янв 2010, 14:29

Re: Стабилизаторы:для чего они нужны и какие они бывают

Сообщение pamik » 23 фев 2010, 15:02

КАКИЕ БЫВАЮТ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ?
Выбирая стабилизатор напряжения первым делом необходимо определится, с необходимым типом прибора, а для этого необходимо знать какие типы стабилизаторов напряжения существуют вообще, их область применения, преимущества и недостатки, поэтому давайте рассмотрим этот вопрос поподробнее.
По принципу работы, стабилизаторы напряжения можно разделить на следующие типы:
- электромеханические;
- феррорезонансные;
- тиристорные;
- релейные;
- с подмагничиванием трансформатора;
- с двойным преобразованием энергии.

В электромеханических стабилизаторах напряжения применяется следящая система, в состав которой входит электродвигатель, схема управления электродвигателем и автотрансформатор. Ползунок перемещается электродвигателем и передвигает по кругу токосъёмные щетки, таким способом переключая витки вторичной обмотки автотрансформатора. Этот тип стабилизаторов позволяет плавно и непрерывно регулировать выходное напряжение. Их применение целесообразно там где напряжение стабильно низкое или стабильно высокое. Из-за низкого быстродействия для защиты от скачков напряжения они подходят не очень.
К преимуществам электромеханических стабилизаторов напряжения можно отнести низкую стоимость, высокую точность поддержания выходного напряжения.
К недостаткам – низкое быстродействие (около 2 секунд, что может привести к выходу из строя подключаемого электрооборудования), наличие движущихся и трущихся деталей сокращает ресурс и требует периодическое техническое обслуживание.
В релейных стабилизаторах сетевого напряжения вторичные обмотки трансформатора переключаются с помощь электромагнитных реле.
К преимуществам можно отнести - сравнительно с электромеханическими стабилизаторами более высокое быстродействие, невысокую стоимость и большой запас по пусковым токам, не вносит искажения в синусоиду питающего напряжения в связи с отсутствием в схеме искажающих элементов, высокая помехоустойчивость
К недостаткам – небольшая надёжность (связано это с тем, что в электромагнитных реле возможны обгорания и залипания контактов), ступенчатое регулирование выходного напряжения, кратковременное пропадание питания при переключении с одной ступени на другую.
Принцип работы электронных тиристорных стабилизаторов напряжения (также могут применятся симисторы) аналогичен релейным – вторичные обмотки трансформатора переключаются с помощью тиристорного (симисторного) ключа.
К преимуществам можно отнести – высокую надёжность, высокое быстродействие от 8 до 20 мс., непрерывный контроль входного и выходного напряжения, широкий диапазон входного напряжения 125-270 В, отсутствие движущихся частей в конструкции, высокая точность выходного напряжения 3...6%, большой срок службы, практически отсутствует необходимость сервисного обслуживания.
К недостаткам можно отнести – при переключении обмоток со ступени на ступень происходит изменение выходного напряжения, что может быть видно по лампам накаливания, но никак не отражается на работе подключенного электрооборудования.
Принцип действия феррорезонансных стабилизаторов основан на использовании эффекта феррорезонанса напряжения в контуре трансформатор – конденсатор, обеспечивающего непрерывное регулирование выходного напряжения в определенном диапазоне изменения нагрузки.
К преимуществам можно отнести – высокая точность выходного напряжения, большой запас по пусковым токам.
К недостаткам можно отнести – большой ток холостого хода, большие вес и размеры, невозможность работы без нагрузки, искажение выходящей синусоиды, небольшой диапазон входного напряжения 200-240 В.
Принцип действия стабилизаторов напряжения с подмагничиванием трансформатора основан на методе регулирования коэффициента трансформации за счёт локального подмагничивания сердечника трансформатора со специально выполненным магнитопроводом и системой обмоток. Изменяя коэффициент трансформации можно компенсировать изменение входного напряжения.
К преимуществам можно отнести - способность хорошо переносить высокие перегрузки.
К недостаткам можно отнести – ограниченный диапазон регулирования выходного напряжения, высокую степень искажения формы выходного напряжения.
Принцип действия стабилизаторов сетевого напряжения с двойным преобразованием энергии основан на применении способа регулирования выходного напряжения путём широтно-импульсной модуляции. Содержит выпрямитель и транзисторный инвертор с ШИМ. Применение на входе и выходе стабилизатора аналоговых фильтров позволяет эффективно сглаживать импульсные помехи в сети.
К преимуществам можно отнести – отсутствие в схеме трансформатора, что существенно влияет на его габариты и вес, электронная коррекция формы выходного напряжения, широкий диапазон входных напряжений 100-280В, высокая точность поддержания выходного напряжения ±1,5%, практически полное сохранение выходной мощности во всём диапазоне регулирования.
К недостаткам можно отнести – малый ассортимент выпускаемых моделей (в продаже есть только стабилизаторы напряжения Новосибирск в диапазоне мощностей от 0,3 кВт до 7 кВт), достаточно высокая цена по сравнению со стабилизаторами напряжения аналогичной мощности.
pamik
Администратор
 
Сообщений: 30
Зарегистрирован: 21 янв 2010, 14:29

Re: Стабилизаторы:для чего они нужны и какие они бывают

Сообщение pamik » 21 май 2010, 19:41

Работа тиристорного стабилизатора напряжения.
Изображение

Основными компонентами тиристорного стабилизатора напряжения являются:
- специальный многовыводной трансформатор;
- блок тиристорных ключей;
- процессорный блок управления;
- датчики тока, напряжения, температуры.
Принцип регулирования напряжения заключается в следующем: на выход стабилизатора напряжение поступает через тиристор со вторичной многовыводной обмотки трансформатора. Количество подключенных витков вторичной обмотки зависит от того, какой тиристорный ключ включен. Микропроцессорный контроллер в тот или иной момент включает один из тиристорных ключей(только один, а не несколько).
Когда напряжение на выходе стабилизатора отклоняется в большую сторону от нормы, тогда процессорный блок управления производит переключение, с помощью блока тиристоров, выходов трансформатора на ступень с меньшим количеством витков. Если напряжение снижается ниже нормы, тогда наоборот.
Стабилизатор напряжения может работать в следующих режимах:
- транзит - режим, когда напряжение на входе нормальное и стабилизатор обеспечивает защиту только от внезапных скачков;
- повышение - режим, когда напряжение на входе ниже нормы, но в пределах диапазона регулирования, стабилизатор выравнивает напряжение до номинального;
- вытягивание - аварийный режим, когда напряжение на входе ниже нормы и ниже диапазона, стабилизатор напряжения не отключается, а поднимает напряжение, на сколько хватает ресурса трансформатора;
- понижение - режим, когда напряжение на входе выше нормы, но в пределах диапазона регулирования, стабилизатор выравнивает напряжение до номинального;
- авария - режим, когда напряжение на входе выше диапазона регулирования, стабилизатор отключается, переходя в дежурный режим и "ждет" падения напряжения;
- задержка включения - режим обеспечивает сглаживание скачка при включении электроэнергии.
Одновременно процессор производит обработку сигналов с датчиков. Следит за температурой компонентов схемы, отображает информацию на дисплее, о напряжении и токе в сети и на выходе стабилизатора, производит внутреннюю диагностику и т.д.
pamik
Администратор
 
Сообщений: 30
Зарегистрирован: 21 янв 2010, 14:29

Re: Стабилизаторы:для чего они нужны и какие они бывают

Сообщение pamik » 24 май 2010, 17:21

Работа тиристорного стабилизатора напряжения повышенной точности.
Изображение
При малом количестве ключей точность стабилизации невелика. При количестве ступеней равному 7 – на одну ступень приходится 15-20В, что для бытового электрооборудования приемлемо. Однако для электрооборудования, требующего более точного регулирования, выпускаются стабилизаторы с двухкаскадным регулированием.
Первый каскад стабилизации регулирует напряжение грубо.
Далее напряжение доводится до требуемой точности ключами второго каскада.
Хотя в схеме стабилизатора применено только 12 ключей, стабилизатор имеет 6х6=36 ступеней регулирования. Количество витков приходящееся на одну ступень во втором каскаде регулирования значительно меньше . Обмотка второго каскада исполнена на том же трансформаторе.
pamik
Администратор
 
Сообщений: 30
Зарегистрирован: 21 янв 2010, 14:29


Вернуться в Форум по стабилизаторам напряжения

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

cron